化工廠設(shè)計(jì)和操作安全課件

授課內(nèi)容第一節(jié)工廠的定位、選址和布局第二節(jié)化工工藝設(shè)計(jì)第三節(jié)化工單元區(qū)域規(guī)劃第四節(jié)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)第五節(jié)化工裝置維護(hù)第六節(jié)公用工程設(shè)施安全工廠的地理位置對(duì)于企業(yè)的成敗有很大的影響。廠址選擇的好壞對(duì)工廠的建設(shè)進(jìn)度、投資數(shù)量、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境保護(hù)等方面關(guān)系密切，所以它是基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?；S大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)具有易燃，易爆，有毒及腐蝕等特性，對(duì)環(huán)境和廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)安全有很大的威脅，因此要進(jìn)行化工廠的選址安全設(shè)計(jì)，以求在源頭上降低對(duì)人們的威脅，同時(shí)也讓企業(yè)能更穩(wěn)定的發(fā)展第一節(jié)工廠的定位、選址和布局選址不當(dāng)引起民憤1643名村民為保護(hù)環(huán)境控告亞洲最大的氯酸鉀生產(chǎn)廠在福建閩東山區(qū)，一座亞洲最大的氯酸鉀生產(chǎn)基地——榕屏聯(lián)營(yíng)化工廠由于排放劇毒的氯氣、含六價(jià)鉻的廢水和含六價(jià)鉻的廢渣，給當(dāng)?shù)貛?lái)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境災(zāi)難，造成長(zhǎng)達(dá)9年的環(huán)境問(wèn)題。一名村醫(yī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，向外界發(fā)出了求救的信息。與此同時(shí)，當(dāng)?shù)?643村民聯(lián)名控告該化工廠，官司之路艱難而漫長(zhǎng)……

工廠就建在村民民房的旁邊毒氣、毒水、毒渣在村子里蔓延據(jù)村醫(yī)張長(zhǎng)建統(tǒng)計(jì)，在這樣一個(gè)只有2000多人的小村子的死亡人數(shù)中：1990年~1994年死亡13人，其中癌癥1人，占死亡率7.7%，平均壽命68.3歲；1995年~1998年死亡14人，其中死于癌癥4人，占死亡率28.57%，平均壽命67.8歲（宋虎詩(shī)92歲病故）；1999年~2001年死亡24人，其中癌癥17人，占死亡率70.83%，平均壽命59.7歲。按如此速度計(jì)算，再過(guò)10~20年后，后果是不堪設(shè)想的。目前，大范圍內(nèi)的絕大多數(shù)居民整天都會(huì)出現(xiàn)頭暈、腦脹、腹痛、惡心、嘔吐、肩背腰痛、胸悶、心煩、干咳、皮膚騷癢、眼酸流淚、記憶力衰退、頭發(fā)脫落的癥狀。特別是很多學(xué)生，經(jīng)常發(fā)生頭暈、腹痛、嘔吐，不能正常上學(xué)。同時(shí)，疑難雜癥及癌病大暴發(fā)，來(lái)找村醫(yī)問(wèn)病求醫(yī)者絡(luò)繹不絕。在極為嚴(yán)重的污染下，受害人、受害面積仍在不斷擴(kuò)大。整個(gè)山地的樹木都變得滿目蒼痍化工廠入駐山村引發(fā)沖突廢渣橫流果園無(wú)果(圖)

A不受歡迎的不速之客小村“擠”進(jìn)3家化工廠“化工廢渣山”高達(dá)數(shù)十米引發(fā)矛盾的化工廠名為“衡陽(yáng)市寶豐化工有限公司”，原在衡陽(yáng)市石鼓區(qū)第三橡膠廠租賃經(jīng)營(yíng)多年，以生產(chǎn)堿式碳酸鋅為主。該公司被省政府列為湘江流域治理工程整體搬遷項(xiàng)目，后選址松山村突然有一天，化工廠的施工隊(duì)伍就開進(jìn)了村子，開始進(jìn)行廠區(qū)建造?！碑?dāng)?shù)卮迕窕貞浾f(shuō)，在村民毫不知情的情況下，村莊里迎來(lái)了這位不速之客?！昂髞?lái)聽說(shuō)是要建化工廠，雙方開始不斷發(fā)生沖突。”村民對(duì)化工企業(yè)的厭惡其實(shí)由來(lái)已久。在“寶豐”之前，村里早已有一家名為“萬(wàn)峰”的化工企業(yè)，已經(jīng)存在了近20年。根據(jù)省環(huán)保局的相關(guān)材料顯示，“萬(wàn)峰”現(xiàn)年產(chǎn)碳酸鋇2萬(wàn)噸，硫脲3500噸，硫氫化鈉3000噸。村民們搞不懂這些名目奇怪的產(chǎn)品為何物，他們最直觀的感受是——“萬(wàn)峰”給村子帶來(lái)了一座高達(dá)數(shù)十米、直徑幾百米的“黑山”——由生產(chǎn)廢渣長(zhǎng)期堆積而成。松山村面積2.2平方公里，人口1219人，“萬(wàn)峰”占地近200畝，后來(lái)又有一家制藥企業(yè)建在“萬(wàn)峰”廠內(nèi)，加上“寶豐”的進(jìn)駐，千余人的小村將出現(xiàn)核心區(qū)域近300畝的用地被化工企業(yè)吞噬。

B恐怖的“黑山”廢渣直飄蒸水河桃樹園4年沒(méi)結(jié)果年紀(jì)稍大一點(diǎn)的村民都還記得，這座“黑山”所在地原來(lái)是一片深約30多米的洼地，現(xiàn)在，廢渣不僅將深洼填平，而且還高出了地面10多米。記者爬上“黑山”發(fā)現(xiàn)，“山腳下”就是蒸水河。這條供應(yīng)全村灌溉用水的河流綿延10多公里，最終匯入湘江。而“黑山”與河流之間完全沒(méi)有阻隔，風(fēng)一吹，灰塵直接飄入河內(nèi)，如遇下雨，則傾瀉而下。今年6月中旬，省環(huán)境監(jiān)察總隊(duì)親臨現(xiàn)場(chǎng)督查，責(zé)成縣環(huán)保局下達(dá)限期治理通知，要求在1年內(nèi)鏟除廢渣。村民回憶，“萬(wàn)峰”旁原來(lái)是一大片杉樹林，并夾種著桃子林?！斑@曾經(jīng)是全村的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源。”村民周大星說(shuō)：“化工企業(yè)一開工，杉樹漸漸地都死了，我家里的桃樹園曾經(jīng)4年沒(méi)結(jié)過(guò)一個(gè)果子?！爆F(xiàn)在，松山村已經(jīng)看不到杉樹和桃樹，村民們改挖塘養(yǎng)魚了。

化工污染11/105第一節(jié)工廠的定位、選址和布局一、危險(xiǎn)和防護(hù)的一般考慮危險(xiǎn)按潛在或直接的危害分一級(jí)危險(xiǎn)和二級(jí)危險(xiǎn)。1.典型一級(jí)危險(xiǎn)有：有易燃物質(zhì)存在有熱源存在有火源存在有富氧存在有壓縮物質(zhì)存在有毒性物質(zhì)存在人員失誤的可能性機(jī)械故障的可能性人員、物料和車輛在廠區(qū)的流動(dòng)由于蒸氣云降低能見度等。對(duì)一級(jí)危險(xiǎn)，在正常條件下不會(huì)造成人身或財(cái)產(chǎn)的損害，只有觸發(fā)事故時(shí)才會(huì)引起損傷、火災(zāi)或爆炸。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全2.典型的二級(jí)危險(xiǎn)有火災(zāi)爆炸游離毒性物質(zhì)的釋放跌傷倒塌碰撞二級(jí)危險(xiǎn)是在一級(jí)危險(xiǎn)失去控制后發(fā)展成的，會(huì)造成人身或財(cái)產(chǎn)的直接損失。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全13/1053.防護(hù)危險(xiǎn)的措施對(duì)于所有上述兩級(jí)危險(xiǎn)，可設(shè)置三道防護(hù)線。(1)第一道防護(hù)線：為了解決一級(jí)危險(xiǎn)，并防止二級(jí)危險(xiǎn)的發(fā)生。在工廠的布局和規(guī)劃中可考慮：根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)的風(fēng)向，把火源置于易燃物質(zhì)可能釋放點(diǎn)的上風(fēng)側(cè)；為人員、物料和車輛的流動(dòng)提供充分的通道等。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全14/105(2)第二道防護(hù)線：當(dāng)二級(jí)危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，將人身和財(cái)產(chǎn)損失降至最小程度。在工廠的選址和規(guī)劃方面可考慮：把最危險(xiǎn)的區(qū)域與人員最常在的區(qū)域隔離開；在關(guān)鍵部位安放滅火器材等。(3)第三道防護(hù)線：發(fā)生人身傷害事故時(shí)，提供有效的急救和醫(yī)療設(shè)施，使受到傷害的人員得到迅速救治?；S廠址選擇的影響因素2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全16/105二、工廠的定位問(wèn)題工廠定位，面對(duì)的是一個(gè)計(jì)劃中的工廠和一個(gè)現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，要解決的問(wèn)題是把工廠建于何處?；S定位，一般遵循以下基本原則：(1)有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售的良好的流通條件；(2)有儲(chǔ)運(yùn)、公用工程和生活設(shè)施等方面良好的協(xié)作環(huán)境；(3)靠近水量充足，水質(zhì)優(yōu)良的水源；(4)有便利的交通條件；(5)有良好的工程地址和水文氣象條件。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全17/105工廠應(yīng)避免定位在下列地區(qū)：(1)震斷層地區(qū)和基本烈度9度以上的地震區(qū)；(2)厚度較大的III級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū)；(3)易遭受洪水、泥石流、滑坡等危害的山區(qū)；(4)有開采價(jià)值的礦藏地區(qū)；(5)對(duì)機(jī)場(chǎng)、電臺(tái)等使用有影響的地區(qū)；(6)國(guó)家規(guī)定的歷史文物、生物保護(hù)和風(fēng)景游覽地區(qū)；(7)城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。需注意的是，工廠定位除考慮以上因素外，考慮的更多的是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全18/105三、工廠選址的安全問(wèn)題工廠選址仍然是一種工廠相對(duì)于其環(huán)境的定位問(wèn)題?？紤]如下方面：隔開距離，把廠址選擇在一個(gè)孤立地區(qū)。如果客觀條件不允許，可以依據(jù)主導(dǎo)風(fēng)，把工廠置于社區(qū)的。工廠的高建、構(gòu)筑物要留有一定的間距，防止物體砸傷行人、汽車司乘人員或臨近的設(shè)施。工廠產(chǎn)生的廢液要經(jīng)處理后排放。工廠的出入口要格外小心，避免嚴(yán)重的交通事故，或車輛離開高速公路沖入工廠。臨近有釋放毒性或易燃?xì)怏w的工廠，則建在其。保證有充足的水源。最好附近有河流、湖泊，至少保證有消防管網(wǎng)。地形方面，廠區(qū)內(nèi)不應(yīng)有低洼地，否則會(huì)形成毒性或易燃蒸氣或液體的積聚。上風(fēng)側(cè)下風(fēng)區(qū)

1、化工企業(yè)的廠址選擇應(yīng)全面考慮建設(shè)地區(qū)的自燃環(huán)境和社會(huì)環(huán)境，認(rèn)真收集擬建地區(qū)的地形測(cè)量、工程地質(zhì)、水文、氣象、區(qū)域規(guī)劃等基礎(chǔ)資料，進(jìn)行多方案論證、比較，選定技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、交通方便、符合環(huán)境和安全衛(wèi)生要求的建設(shè)方案。

2、選擇廠址應(yīng)充分考慮地震、軟地基、濕陷性黃土、膨脹土等地質(zhì)因素以及颶風(fēng)、雷暴、沙暴等氣象危害，采取可靠技術(shù)方案，避開斷層、滑波、泥石流、地下溶洞等比較發(fā)育的地區(qū)。

3、廠址應(yīng)不受洪水、潮水和內(nèi)澇的威脅。凡可能受江、河、湖、?；蛏胶橥{的化工企業(yè)場(chǎng)地高程設(shè)計(jì)，應(yīng)符合國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，并采取有效的防洪、排澇措施。

4、廠址應(yīng)避開新舊礦產(chǎn)采掘區(qū)、水壩（或大堤）潰決后可能淹設(shè)地區(qū)、地方病嚴(yán)重流行區(qū)、國(guó)家及省市級(jí)文物保護(hù)區(qū)，并與航空站、氣象站、體育中心、文化中心保持有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范所規(guī)定的安全距離。

化工企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定（HG20571-95）中

廠址選擇的基本要求5、化工企業(yè)之間、化工企業(yè)與其它工礦企業(yè)、交通線站、港埠之間的距離應(yīng)符合安全衛(wèi)生、防火規(guī)定。6、化工企業(yè)的廠址應(yīng)符合當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)規(guī)劃，按工廠生產(chǎn)類型及安全衛(wèi)生要求與城鎮(zhèn)、村莊和工廠居住區(qū)保持足夠的間距。7、工廠的居住區(qū)、水源地等環(huán)境質(zhì)量要求較高的設(shè)施與各種有害或危險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)置防護(hù)距離，并應(yīng)位于附近不潔水體、廢渣堆場(chǎng)的上風(fēng)、上游位置。8、化工企業(yè)廠址必須考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)向因素，一般應(yīng)位于城鎮(zhèn)、工廠居住區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)方向。9、廠區(qū)具體定位應(yīng)與當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有和規(guī)劃的交通線路、車站、港口進(jìn)行順捷合理的聯(lián)結(jié)。廠前區(qū)盡量臨靠公路干道；鐵路、索道和碼頭應(yīng)在廠后、側(cè)部位，避免不同方式的交通線路平面交叉。10、集中建設(shè)的工廠居住區(qū)不宜分散在鐵路或公路干道兩側(cè)，鄰近居住區(qū)的線路應(yīng)保持有關(guān)規(guī)范所規(guī)定的距離?！妒突て髽I(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定石油化工企業(yè)與相鄰工廠或設(shè)施的防火間距不小于下表

石油化工企業(yè)與相鄰工廠或設(shè)施的防火間距/m

石油化工企

業(yè)生產(chǎn)相鄰工廠和設(shè)施液化烴罐組可能攜帶可燃液體的高架火炬甲、乙類工藝裝置或設(shè)施居民區(qū)、公共福利設(shè)施、村莊相鄰工廠（圍墻）國(guó)家鐵路線（中心線）廠外企業(yè)鐵路線（中心線）國(guó)家或工業(yè)區(qū)鐵路編組站（鐵路中心線或建筑物）廠外公路（路邊）變配電站（圍墻）架空電力線路（中心線）Ⅰ、Ⅱ級(jí)國(guó)家架空通信線路（中心線）通航江、河、海岸邊12012055455525801.5倍塔桿高度5025120120808080601208080801005045354520501.5倍塔桿高度4020《石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離》SH3093-1999中

石油化工裝置（設(shè)施）與居住區(qū)之間的衛(wèi)生防護(hù)距離（m）②全封閉式污水處理場(chǎng)的衛(wèi)生防護(hù)距離可減少60%，部分封閉式的可能減少30%；③*為二甲基甲酰胺紡絲工藝的衛(wèi)生防護(hù)距離。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全23/105四、工廠布局的安全問(wèn)題工廠布局是一種工廠內(nèi)部組件之間相對(duì)位置的定位問(wèn)題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠區(qū)的內(nèi)外條件確定生產(chǎn)過(guò)程中各種機(jī)器設(shè)備的空間位置．獲得最合理的物料和人員的流動(dòng)路線?；S布局普遍采用留有一定間距的區(qū)塊化的方法。工廠廠區(qū)一般可劃分為以下六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；公用設(shè)施區(qū)；運(yùn)輸裝卸區(qū)；輔助生產(chǎn)區(qū)；管理區(qū)。對(duì)各個(gè)區(qū)塊的安全要求如下。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全24/1051．工藝裝置區(qū)加工單元可能是工廠中最危險(xiǎn)的區(qū)域。首先應(yīng)該匯集這個(gè)區(qū)域的一級(jí)危險(xiǎn)，找出毒性或易燃物質(zhì)、高溫、高壓、火源等。這些地方有很多機(jī)械設(shè)備，容易發(fā)生故障，加上人員可能的失誤而使其充滿危險(xiǎn)。在安全方面惟一可取之處是通常過(guò)程單元人員較少。加工單元應(yīng)該離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而不是分散的分布。后者有助于加工單元作為危險(xiǎn)區(qū)的識(shí)別，杜絕或減少無(wú)關(guān)車輛的通過(guò)。要注意廠區(qū)內(nèi)主要的火源和主要的人口密集區(qū)，由于易燃或毒性物質(zhì)釋放的可能性，加工單元應(yīng)該置于上述兩者的下風(fēng)區(qū)。過(guò)程區(qū)和主要罐區(qū)有交互危險(xiǎn)性，兩者最好保持相當(dāng)?shù)木嚯x。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全25/105過(guò)程單元除應(yīng)該集中分布外，還應(yīng)注意區(qū)域不宜太擁擠。因?yàn)椴煌^(guò)程單元間可能會(huì)有交互危險(xiǎn)性。過(guò)程單元間要隔開一定的距離。特別是對(duì)于各單元不是一體化過(guò)程的情形，完全有可能一個(gè)單元滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而鄰近的另一個(gè)單元正在停車大修，從而使?jié)撛谖ｋU(xiǎn)增加。危險(xiǎn)區(qū)的火源、大型作業(yè)、機(jī)器的移動(dòng)、人員的密集等都是應(yīng)該特別注意的事項(xiàng)。目前在化學(xué)工業(yè)中，過(guò)程單元間的間距仍然是安全評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。對(duì)于過(guò)程單元本身的安全評(píng)價(jià)，比較重要的因素有：①操作溫度；②操作壓力；③單元中物料的類型；④單元中物料的量；⑤單元中設(shè)備的類型；⑥單元的相對(duì)投資額；⑦救火或其它緊急操作需要的空間。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全26/1052.罐區(qū)貯存容器，比如貯罐，是需要特別重視的裝置。每個(gè)這樣的容器都是巨大的能量或毒性物質(zhì)的貯存器。容器能夠釋放出大量的毒性或易燃性的物質(zhì)，需置于工廠的下風(fēng)區(qū)域。貯罐應(yīng)該安置在工廠中的專用區(qū)域，加強(qiáng)其作為危險(xiǎn)區(qū)的標(biāo)識(shí)，使通過(guò)該區(qū)域的無(wú)關(guān)車輛降至最低限度。罐區(qū)和辦公室、輔助生產(chǎn)區(qū)之間要保持足夠的安全距離。罐區(qū)和工藝裝置區(qū)、公路之間要留出有效的間距。罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢(shì)比工藝裝置區(qū)略低的區(qū)域，決不能設(shè)在高坡上。通路問(wèn)題。每一罐體至少可以在一邊由通路到達(dá)，最好是可以在相反的兩邊由通路到達(dá)。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全27/1053．公用設(shè)施區(qū)公用設(shè)施區(qū)應(yīng)該遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他危險(xiǎn)區(qū)，以便遇到緊急情況時(shí)仍能保證水、電、汽等的正常供應(yīng)。由廠外進(jìn)入廠區(qū)的公用工程干管，也不應(yīng)該通過(guò)危險(xiǎn)區(qū)，如果難以避免，則應(yīng)該采取必要的保護(hù)措施。工廠布局應(yīng)該盡量減少地面管線穿越道路。管線配置的一個(gè)重要特點(diǎn)是在一些裝置中配置回路管線。回路系統(tǒng)的任何一點(diǎn)出現(xiàn)故障即可關(guān)閉閥門將其隔離開．并把裝置與系統(tǒng)的其余部分接通。要做到這一點(diǎn)，就必須保證這些裝置至少能從兩個(gè)方向接近工廠的關(guān)節(jié)點(diǎn)。為了加強(qiáng)安全。特別是在緊急情況下，這些裝置的管線對(duì)于如消防用水、電力或加熱用蒸汽等的傳輸必須是回路的。鍋爐設(shè)備和配電設(shè)備應(yīng)該設(shè)置在易燃液體設(shè)備的上風(fēng)區(qū)域。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全28/105鍋爐房和泵站應(yīng)該設(shè)置在工廠中其他設(shè)施的火災(zāi)或爆炸不會(huì)危及的地區(qū)。管線在道路上方穿過(guò)要引起特別注意。高架的間隙應(yīng)留有如起重機(jī)等重型設(shè)備的方便通路，減少碰到的危險(xiǎn)。管路一定不能穿過(guò)圍堰區(qū)，圍堰區(qū)的火災(zāi)有可能毀壞管路。冷卻塔釋放出的煙霧會(huì)影響人的視線，冷卻塔不宜靠近鐵路、公路或其他公用設(shè)施。大型冷卻塔會(huì)產(chǎn)生很大噪聲，應(yīng)該與居民區(qū)有較大的距離。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全29/1054．運(yùn)輸裝卸區(qū)良好的工廠布局不允許鐵路支線通過(guò)廠區(qū)，可以把鐵路支線規(guī)劃在工廠邊緣地區(qū)解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于罐車和罐車的裝卸設(shè)施常做類似的考慮。在裝卸臺(tái)上可能會(huì)發(fā)生毒性或易燃物的濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該設(shè)置在工廠的下風(fēng)區(qū)域，最好是在邊緣地區(qū)。原料庫(kù)、成品庫(kù)和裝卸站等機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)出頻繁的設(shè)施，不得設(shè)在必須通過(guò)工藝裝置區(qū)和罐區(qū)的地帶，與居民區(qū)、公路和鐵路要保持一定的安全距離。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全30/1055.輔助生產(chǎn)區(qū)維修車間和研究室要遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)和罐區(qū)。維修車間是重要的火源，同時(shí)人員密集，應(yīng)該置于工廠的上風(fēng)區(qū)域。研究室與其他管理機(jī)構(gòu)，直接連接是不恰當(dāng)?shù)?。廢水處理裝置是工廠各處流出的毒性或易燃物匯集的終點(diǎn)，應(yīng)該置于工

廠的下風(fēng)遠(yuǎn)程區(qū)域。高溫煅燒爐的安全考慮呈現(xiàn)出矛盾。作為火源，應(yīng)將其置于工廠的上風(fēng)區(qū)，但是嚴(yán)重的操作失誤會(huì)使煅燒爐噴射出相當(dāng)量的易燃物，對(duì)此則應(yīng)將其置于工廠的下風(fēng)區(qū)。作為折中方案，可以把鍛燒爐置于工廠的側(cè)面風(fēng)區(qū)域。與其他設(shè)施隔開一定的距離也是可行的方案。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全31/1056．管理區(qū)主要辦事機(jī)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在工廠的邊緣區(qū)域，并盡可能與工廠的危險(xiǎn)區(qū)隔離。這樣做有以下理由：首先，銷售和供應(yīng)人員以及必須到工廠辦理業(yè)務(wù)的其他人員，沒(méi)有必要進(jìn)入廠區(qū)。因?yàn)檫@些人員不熟悉工廠危險(xiǎn)的性質(zhì)和區(qū)域，而他們的普通習(xí)慣如在危險(xiǎn)區(qū)無(wú)意中吸煙，就有可能危及工廠的安全。其次，辦公室人員的密度在全廠可能是最大的，把這些人員和危險(xiǎn)分開會(huì)改善工廠的安全狀況。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全32/105第二節(jié)化工工藝設(shè)計(jì)一、工藝流程圖工藝流程圖繪制是化工廠設(shè)計(jì)初始階段的工作。這些流程圖經(jīng)過(guò)提煉和修改，最后成為繪制管線配置圖、平面圖、設(shè)備圖等的基礎(chǔ)。因?yàn)樵缙陔A段做出的決定嚴(yán)重影響著后續(xù)階段，在流程圖繪制中始終都要對(duì)安全給予充分注意。在設(shè)計(jì)程序中，憑借文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和中試工廠模試的有關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)是慣常的做法。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全33/105工藝流程圖的繪制是從基本的過(guò)程計(jì)算開始的。由于過(guò)程是高度整體化的，過(guò)程的每一步驟都影響著其他步驟的操作。所以，過(guò)程可以劃分為若干個(gè)子區(qū)間，對(duì)每一子區(qū)間內(nèi)部的安全操作及其對(duì)其他子區(qū)間安全的影響都要進(jìn)行分析。方便的子區(qū)間劃分是：(1)反應(yīng)(決定整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué))；(2)分離，如蒸餾、吸收、吸附、液體萃取、(3)貯存，如固體、液體和氣體物料的貯存。工藝流程圖是描述過(guò)程的主要文件，它表示出了主要設(shè)備、主要物流路線和控制點(diǎn)。對(duì)于正常操作預(yù)期的主要溫度和壓力，物料的流動(dòng)和組成以及主要設(shè)備的設(shè)計(jì)能力都做了說(shuō)明。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全34/105二、管線配置圖管線配置圖是指管路和儀表的線路圖，又稱工程線路圖，是設(shè)計(jì)和施工的基本工作文件，一般包括：(1)開啟、關(guān)閉、緊急和普通操作需要的所有過(guò)程設(shè)施，如閥門、盲板、可移動(dòng)的柱塞等；(2)施工材料的鑒定序號(hào)和鑒定人，每條管路的直徑和絕熱要求(3)物流的方向；(4)主要過(guò)程和起始管路的識(shí)別；(5)所有儀表、控制點(diǎn)和有儀表失靈顯示功能的連鎖裝置；2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全35/105(6)所有設(shè)備的主要尺寸和負(fù)荷；(7)容器、反應(yīng)器的操作和設(shè)計(jì)溫度(8)裝置的標(biāo)高；(9)釋放閥、安全膜等的設(shè)定壓力；(10)排水要求；(11)必要時(shí)要有管路配置的特殊備忘錄2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全36/105三、過(guò)程物料的安全評(píng)價(jià)過(guò)程物料的選擇，應(yīng)該就物料的物性和危險(xiǎn)性進(jìn)行詳細(xì)地評(píng)估，對(duì)一切可能的過(guò)程物料做總體考慮。過(guò)程物料可以劃分為過(guò)程內(nèi)物料和過(guò)程輔助物料兩大類型。過(guò)程內(nèi)物料是指從原料到產(chǎn)品的整個(gè)工藝流程線上的物料，如原料、催化劑、中間體、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑、添加劑等。過(guò)程輔助物料是指實(shí)現(xiàn)過(guò)程條件所用的物料，如傳熱流體、重復(fù)循環(huán)物、冷凍劑、滅火劑等。在過(guò)程設(shè)計(jì)中，需要匯編出過(guò)程物料的目錄，記錄下過(guò)程物料在全部過(guò)程條件范圍內(nèi)的有關(guān)性質(zhì)資料，作為過(guò)程危險(xiǎn)評(píng)價(jià)和安全設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。過(guò)程物料所需的典型資料如下。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全37/105(1)一般性說(shuō)明資料物料名稱和別名、分子結(jié)構(gòu)式和相對(duì)分子質(zhì)量、物理狀態(tài)、純度、外觀、氣味或味道、腐蝕性、主要用途、危險(xiǎn)性和防護(hù)措施、污染因素等(2)基礎(chǔ)物性資料蒸氣密度、相對(duì)密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度和互溶性、粘度、粒度及其分布、臨界參數(shù)、膨脹系數(shù)、表面張力、Joule-Thompson系數(shù)等。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全38/105(3)易燃性資料閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、燃燒極限、自熱、蒸氣壓、介電常數(shù)、電阻、粉塵爆炸性質(zhì)、火災(zāi)中的毒性熱分解產(chǎn)物等。(4)反應(yīng)性資料高速量熱、差熱分析、撞擊實(shí)驗(yàn)、熱穩(wěn)定性、熱分析試驗(yàn)、爆炸引起的爆炸擴(kuò)散、自燃性等。(5)毒性資料毒性危險(xiǎn)等級(jí)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、最大允許濃度、半致死濃度或半致死劑量等。(6)暴露作用吸入或食入危險(xiǎn)、呼吸刺激、皮膚刺激、眼睛刺激、皮膚或呼吸的敏感度等。(7)放射性資料放射性測(cè)試，。α、β、γ、中子射線暴露及其危害等‘

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全39/105四、過(guò)程路線的選擇過(guò)程路線的選擇是在工藝設(shè)計(jì)的最初階段完成的。過(guò)程路線的安全評(píng)價(jià)，應(yīng)該考慮過(guò)程本身是否具有潛在危險(xiǎn)，以及為了特定目的把物料加入過(guò)程，是否會(huì)增加危險(xiǎn)。1．有潛在危險(xiǎn)的過(guò)程這些過(guò)程一旦失去控制就有可能造成災(zāi)難性的后果，如發(fā)生火災(zāi)、爆炸或毒性物質(zhì)的釋放等。有潛在危險(xiǎn)的過(guò)程有：(1)爆炸、爆燃或強(qiáng)放熱過(guò)程；(2)有粉塵或煙霧生成的過(guò)程；(3)在物料的爆炸范圍或近區(qū)操作的過(guò)程；(4)在高溫、高壓或冷凍條件下操作的過(guò)程(5)含有易燃物料的過(guò)程；(6)含有不穩(wěn)定化合物的過(guò)程；(7)含有高毒性物料的過(guò)程；(8)有大量貯存壓力負(fù)荷能的過(guò)程2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全40/1052．反應(yīng)過(guò)程的安全分析反應(yīng)過(guò)程常因反應(yīng)條件的微小變化而偏離預(yù)期的反應(yīng)途徑，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有較多的危險(xiǎn)性。充分評(píng)估反應(yīng)過(guò)程的危險(xiǎn)性，有助于改善過(guò)程的安全。(1)對(duì)潛在的不穩(wěn)定的反應(yīng)和副反應(yīng)，如自燃或聚合等進(jìn)行考察，考慮改變反應(yīng)物的相對(duì)濃度或其他操作條件是否會(huì)使反應(yīng)的危險(xiǎn)程度減小。(2)考慮混合、反應(yīng)物和熱源的低效配置、操作故障、設(shè)計(jì)失誤、發(fā)生不需要的副反應(yīng)、熱量、反應(yīng)器失控、結(jié)垢等引起的危險(xiǎn)。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全41/105(3)評(píng)價(jià)副反應(yīng)是否生成毒性或爆炸性物質(zhì)，是否會(huì)有危險(xiǎn)垢層形成。(4)考察物料是否吸收空氣中的水分變潮，表面粘附形成毒性或腐蝕性液體或氣體。(5)確定所有雜質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)和過(guò)程混合物性質(zhì)的影響。(6)確保結(jié)構(gòu)材料彼此相容并與過(guò)程物料相容。(7)考慮過(guò)程中危險(xiǎn)物質(zhì)的積累，如可燃物、毒性中間體。(8)考慮催化劑行為的各個(gè)方面，如老化、中毒、粉碎、活化、再生等。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全42/1053．有潛在危險(xiǎn)的操作有些操作本身具有潛在危險(xiǎn)。分析和確定這些操作的危險(xiǎn)件，是過(guò)程安全評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。常見的有潛在危險(xiǎn)的操作。(1)易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴(kuò)散；(2)可燃或毒性固體的粉碎和分散；(3)易燃物質(zhì)或強(qiáng)氧化劑的霧化；(4)易燃物質(zhì)和強(qiáng)氧化劑的混合；(5)危險(xiǎn)化學(xué)品與惰性組分或稀釋劑的分離(6)不穩(wěn)定液體的溫度或壓力的升高。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全43/1054．間歇過(guò)程和連續(xù)過(guò)程比較工藝設(shè)計(jì)中，需要在間歇過(guò)程和連續(xù)過(guò)程之間做出選擇。大批量的操作，從經(jīng)濟(jì)上考慮，連續(xù)過(guò)程更具有優(yōu)勢(shì)。間歇和連續(xù)兩種過(guò)程方式的比較。(1)間歇過(guò)程各操作單元之間易于隔絕，單元設(shè)備過(guò)程物料持有量較大。連續(xù)過(guò)程各操作單元連通，過(guò)程物料持有量較少。(2)間歇過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度較大，緊急情況下操作者有較多的機(jī)會(huì)介入。連續(xù)過(guò)程更多地依靠自動(dòng)控制；2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全44/105(3)間歇過(guò)程產(chǎn)物純度容易控制，過(guò)程物料易于識(shí)別。連續(xù)過(guò)程不穩(wěn)狀態(tài)或周期性波動(dòng)（如開車或停車）較少；(4)間歇過(guò)程有詳盡的指令和操作規(guī)程，可以減少操作失誤或設(shè)備的損壞。連續(xù)過(guò)程的容器或設(shè)備很少需要清洗，不穩(wěn)態(tài)的物料輸入也較少；(5)間歇過(guò)程有較長(zhǎng)的暴露時(shí)間。在連續(xù)過(guò)程中，有潛在危險(xiǎn)的中間體無(wú)須貯存加工。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全45/105五、工藝設(shè)計(jì)安全校核機(jī)械設(shè)計(jì)、過(guò)程和布局的微小變化都有可能出現(xiàn)預(yù)想不到的問(wèn)題。工廠和其中的各項(xiàng)設(shè)備是為了維持操作參數(shù)允許范圍內(nèi)的正常操作設(shè)計(jì)的，在開車、試車或停車操作中會(huì)有不同的條件，因而會(huì)產(chǎn)生與正常操作的偏離。為了確保過(guò)程安全，有必要對(duì)設(shè)計(jì)和操作的每一細(xì)節(jié)逐一枚核。1．物料和反應(yīng)的安全校核。如查詢過(guò)程物料的毒性，確定過(guò)程物料在所有過(guò)程條件下的有關(guān)物性，鑒別一切可能的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)預(yù)期的和意外的化學(xué)反應(yīng)都要考慮。2．過(guò)程安全的總體規(guī)范。如過(guò)程的規(guī)模、類型和整體性是否恰當(dāng)。過(guò)程的放大是否正確。3．非正常操作的安全問(wèn)題。如考慮偏離正常操作會(huì)發(fā)生什么情況，對(duì)于這些情況是否采取了適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全46/105第三節(jié)化工單元區(qū)域規(guī)劃化工單元區(qū)域規(guī)劃是定出各單元邊界內(nèi)不同設(shè)備的相對(duì)物理位置。一般來(lái)說(shuō)，單元排列越緊密，配管、泵送和地皮不動(dòng)產(chǎn)的費(fèi)用越低。但是出于安全考慮，需要把危險(xiǎn)隔開，單元排列應(yīng)該比較分散，同時(shí)也為救火或其他緊急操作留有充分的空間。綜合考慮表明，留有自由活動(dòng)空間的開放的區(qū)域規(guī)劃更合理一些。過(guò)分擁擠嚴(yán)重影響施工和維修效率，會(huì)增加初始的和繼續(xù)的投資費(fèi)用。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全47/105一、加工單元區(qū)域的規(guī)劃1．設(shè)備配置的直線排列試圖平衡區(qū)域規(guī)劃中互相矛盾的各種因素的多年實(shí)踐，產(chǎn)生了一種為加工工業(yè)普遍接受的區(qū)域規(guī)劃方法：?jiǎn)卧写蠖鄶?shù)塔器、筒體、換熱器、泵和主要管線成直線狹長(zhǎng)排列。這種設(shè)備排列方法的主要特征是；(1)設(shè)備配置直線的兩邊都與廠區(qū)道路連接。這樣，在救火或其他緊急情況時(shí)，設(shè)備配置線的主要部分的兩邊都有方便的通路。連接道路可以作為阻火堤，把設(shè)備配置線與廠區(qū)其余部分隔離。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全48/105(2)鋼制框架與道路鄰接。熱交換器設(shè)置在框架上部，冷卻水箱設(shè)置在框架下部。吊車可以方便地駛?cè)?，安全裝運(yùn)熱交換器的管束、管件和較重的組件。冷卻水箱設(shè)置在框架上使得整個(gè)冷卻水系統(tǒng)的維修極為方便，而不必挖掘裝置周圍和裝置之下的地基。(3)設(shè)備配置直線上的精餾塔、熱交換器、餾出液接受器、回流筒等裝置，一般采用框架結(jié)構(gòu)平坡式布局方式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在精餾塔旁邊提供了開放區(qū)域，塔板和其他塔內(nèi)件易于拆卸裝車運(yùn)至維修區(qū)。在線的塔器、回流筒、熱交換器之下的平坡低洼部分，對(duì)于易燃或毒性溢流物可以起截流的作用，防止污水管將其排凈前擴(kuò)散至單元的其他區(qū)域。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全49/105(4)管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。管架的合理排布可以消除過(guò)頂間距太小或是僅敷設(shè)在平坡上的管束，而且可以避免管溝，而管溝常常是危險(xiǎn)液體或蒸氣的良好的載體。(5)泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路鄰接。泵排上面不得有任何障礙物，使得泵和傳動(dòng)裝置維修時(shí)便于移動(dòng)。(6)筒體、泵、裝配有觀測(cè)平臺(tái)的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導(dǎo)軌吊人的設(shè)備，按序定在設(shè)備配置線上，從而把相關(guān)的危險(xiǎn)操作集中在一起。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全50/105設(shè)備以安裝在地平面上為宜。但是由于過(guò)程原因，如蒸餾或吸收塔，噴霧干燥塔或立式反應(yīng)器，需要提供重力自流或泵的負(fù)壓壓頭的設(shè)備等，設(shè)備提升是不可避免的。重的設(shè)備應(yīng)盡量避免高位安裝，最好和其他設(shè)備在同一水平線上或者有堅(jiān)實(shí)的基座。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全51/1052.非直線排列設(shè)施的配置直線排列的設(shè)備構(gòu)成了單元區(qū)域的骨架，單元的其他組件，如控制室、壓縮機(jī)、反應(yīng)器、溢流槽、加熱爐等，可以設(shè)置在直線排列的兩邊。應(yīng)用這種方法一般可以達(dá)到近乎方形的最大面積規(guī)劃?？刂剖沂菃卧纳窠?jīng)中樞，是單元中最重要的部位。最好是把控制室設(shè)置在單元的周邊區(qū)域。對(duì)于處理毒性物質(zhì)的單元，控制室應(yīng)該設(shè)置在單元的上風(fēng)區(qū)域。此外，控制室應(yīng)該和高溫或高壓容器、盛有相當(dāng)量的易燃或毒性液體的容器隔離。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全52/105加熱爐有兩個(gè)基本問(wèn)題，作為明顯的火源，加熱爐應(yīng)該設(shè)置在單元其余部分的上風(fēng)區(qū)域，但是這會(huì)引起煙道氣飄過(guò)塔器的高架平臺(tái)或其他建筑物的問(wèn)題。最好的解決辦法是采取折中方案，把加熱爐設(shè)置在側(cè)面風(fēng)區(qū)域。應(yīng)該盡量保持加熱爐與其他危險(xiǎn)設(shè)備的適度分離。壓縮機(jī)劇烈運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該注意與其他危險(xiǎn)設(shè)備適當(dāng)隔離。壓縮機(jī)容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元的下風(fēng)區(qū)域。壓縮機(jī)或泵一般安裝在室外。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全53/105

對(duì)于反應(yīng)器，主要考慮的是提供充分的空間、反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑。有些高熱運(yùn)轉(zhuǎn)的反應(yīng)器，可以作為火源來(lái)處理。非直線排列設(shè)備的配置還包括許多的公用工程設(shè)施。電力線路必須從地下進(jìn)入加工單元，適當(dāng)安排入口點(diǎn)，避免在整個(gè)單元的電力系統(tǒng)設(shè)置人孔。如果單元裝配有緊急釋放閥或煙氣管線，這些設(shè)施應(yīng)靠近控制室．遠(yuǎn)離火險(xiǎn)或其他危險(xiǎn)區(qū)域。消防火栓或監(jiān)控器必須與危險(xiǎn)點(diǎn)足夠近，從而能有效發(fā)揮作用，但也不能離的太近，危機(jī)時(shí)無(wú)法靠近。注意可能會(huì)阻止水流到達(dá)危險(xiǎn)點(diǎn)的隨礙物檢查有無(wú)必要時(shí)迅速撤退的通路。水龍帶拖車或安全噴射器也作類似的配置。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全54/105除非絕對(duì)必要，鐵路支線才引入單元區(qū)。當(dāng)鐵路支線引人單元區(qū)時(shí)，應(yīng)該提供貨車可能脫軌的充分的空間。不宜把裝卸設(shè)備設(shè)置在鐵路支線終點(diǎn)的延伸方向，以避免貨車的過(guò)沖、扯脫貨車擋與裝卸設(shè)備碰撞。在完成區(qū)域規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該充分考慮將來(lái)發(fā)展擴(kuò)建添加設(shè)備的可能性。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全55/1053．室內(nèi)裝置的配置對(duì)于需要精確的溫度控制或需要操作者經(jīng)常觀察的情形，必須把加工單元的部分或全部置于室內(nèi)。對(duì)可能釋放出毒性或易燃蒸氣的情形，設(shè)置物理屏障等方法?；鹪春鸵兹嘉镌锤綦x墻的門或開口，保持在最小數(shù)量。并與像控制中心這樣的經(jīng)常有人員的區(qū)域隔離開。墻壁進(jìn)行強(qiáng)度和耐火設(shè)計(jì)。容易經(jīng)受爆炸的隔離間可以有一面或多面有意設(shè)計(jì)的強(qiáng)度較弱的墻壁，以便在避開入員或其他設(shè)施的方向卸掉爆炸力。多層或階梯式建筑有本身持有的地勢(shì)問(wèn)題。易燃或毒性液體源不應(yīng)該設(shè)置在火源或人員之上。如果包含蒸氣，火源或人員的位置則取決于蒸氣的密度比空氣大還是比空氣小。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全56/105與室外設(shè)施相比，需要更加嚴(yán)格地規(guī)范從室內(nèi)裝置撤退的通路。在室內(nèi)，很難過(guò)分強(qiáng)調(diào)精細(xì)設(shè)計(jì)的平臺(tái)、扶梯、人行道、出入口或滑運(yùn)斜道系統(tǒng)的需要。永久平臺(tái)應(yīng)該供作單元中所有無(wú)法拾階而上的操作點(diǎn)的進(jìn)出口，所有操作平臺(tái)(塔器平臺(tái)可能例外)都應(yīng)該有兩種下行方法，防止緊急狀態(tài)時(shí)截流操作人員。從高架平臺(tái)向下的所有扶梯和滑梯孔道，都應(yīng)設(shè)在最小可能遭受火險(xiǎn)或毒物泄漏的地點(diǎn)。扶梯或滑梯的著陸點(diǎn)應(yīng)該接近易于從單元撤退的通路。塔器的人孔平臺(tái)應(yīng)該有塔內(nèi)件安全維護(hù)的充分的工作空間，打開人孔的方向應(yīng)該避開從平臺(tái)向下的扶梯。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全57/105二、單元區(qū)域的管線配置1．管線配置的防泄漏設(shè)計(jì)工廠化學(xué)品的主要泄漏與以下各項(xiàng)成比例(1)管線的長(zhǎng)度；(2)排放口的數(shù)量；(3)管線的復(fù)雜性。管線的復(fù)雜性，一般反映在連接的泵的數(shù)量以及再循環(huán)物流的數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全58/105減少管件泄漏的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)規(guī)則如下。(1)減少分支和死角的數(shù)量。(2)減少小排放口的數(shù)量。管道配置應(yīng)該做到，在少數(shù)幾處容易接近、容易觀察的位置排放。(3)按照相同的規(guī)范設(shè)計(jì)小口徑的支管，和主管一樣進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)確保小的支管在交叉點(diǎn)得到加強(qiáng)，并有充分的支撐。(4)考慮到管件或容器的熱膨脹，管線需要有一定的伸縮性。在短管管架上，需要恰當(dāng)?shù)嘏渲貌y管。這些波紋管應(yīng)該只是做軸向移動(dòng)，還需要襯內(nèi)套管．以免在波紋管的褶溝中充入固體沉積物。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全59/105(5)直接卸料的排放口，應(yīng)該設(shè)在操作者能夠觀察到的地方。工作系統(tǒng)對(duì)這些排放口應(yīng)該進(jìn)行定期核查和報(bào)告。(6)保證密封墊與管內(nèi)流體在最大可能的操作溫度下完全互容，在最大內(nèi)壓下也能夠緊縮密封。(7)減少真空管線(如真空蒸餾塔上的冷凝器)上的法蘭盤數(shù)量。(8)在閥式取樣點(diǎn)應(yīng)該配置可移動(dòng)的插頭。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全60/105(9)要有充分的管道支撐，從放料或從安全閥檢驗(yàn)管道的作用力。(10)設(shè)置管道應(yīng)該避免通過(guò)可能使其受到機(jī)械損傷的地方。(11)應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。(12)緊固承受高溫的大法蘭盤．應(yīng)該采用高強(qiáng)度的螺栓。。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全61/1052．軟管系統(tǒng)的配置對(duì)于油船、罐車等的液體物料的裝卸，軟管的選擇和應(yīng)用需格外謹(jǐn)慎。

應(yīng)考慮的是：(1)軟管的適用性，并結(jié)合有關(guān)軟管的標(biāo)準(zhǔn)。(2)設(shè)置緊急狀態(tài)下迅速隔離的設(shè)施，如對(duì)于油船卸貨，在軟管的一端要設(shè)緊急隔離閥，在另一端要設(shè)止逆閥，用過(guò)流閥替代遠(yuǎn)程隔離閥等。(3)應(yīng)該使用螺栓固定的軟管夾，不宜使用側(cè)卸式的軟管夾。(4)軟管系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)要有充分的保護(hù)和支撐設(shè)施，不用時(shí)要防止軟管的壓破或損壞。(5)所有高于大氣壓操作的可移動(dòng)軟管，都應(yīng)設(shè)置排空閥，以便降壓時(shí)防止軟管的折斷。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全62/1053．管線配置的安全考慮通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設(shè)備，設(shè)備重心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支撐。柱塞閥的鄰近也需要有支撐物。聚四氟乙烯波紋管不能用來(lái)連接不同心的管道。管件和閥門配置的簡(jiǎn)單和易于識(shí)別，是安全操作的重要因素。對(duì)于不穩(wěn)定液體的傳遞，管件、閥門和控制儀表的配置應(yīng)該防止液體靜止在運(yùn)轉(zhuǎn)的泵中。對(duì)于常設(shè)的設(shè)備管線，如果設(shè)備壓力降低至過(guò)程正常壓力之下，管線應(yīng)該有低壓報(bào)警；如果設(shè)備壓力升高至過(guò)程正常壓力之上，則應(yīng)該有高壓報(bào)警。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全63/105在設(shè)備管線上應(yīng)該安裝止逆閥，以防止管線中流體的回流。如果回流的結(jié)果導(dǎo)致劇烈的反應(yīng)或設(shè)備的過(guò)壓，止逆閥不足以提供可靠的保證，這時(shí)需要高度可靠的斷開或關(guān)閉系統(tǒng)。對(duì)于泵體或設(shè)備極有可能泄漏以及大量物料從設(shè)備無(wú)限制流出的情形，應(yīng)該考慮安裝遠(yuǎn)程操作的緊急隔離閥。液化石油氣容器的所有過(guò)程排放管線。也推薦采用自動(dòng)閉合閥或遙控隔離閥。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全64/105三、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計(jì)考慮設(shè)施的可靠性，以及關(guān)閉時(shí)備用設(shè)備或緊急貯存器的提供。排水系統(tǒng)的恰當(dāng)設(shè)計(jì)是必要的。排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該是，一旦易燃液體泄漏出來(lái)，就立即排離加工單元，導(dǎo)入蓄污池。裝置的抗污染也是重要的。例如，應(yīng)用蒸汽滅火一般是起稀釋泄出物的作用，消防蒸汽供應(yīng)線應(yīng)該與正常蒸汽供應(yīng)線隔離開，消除烴類泄出物滲入正常蒸汽的任何可能性。壓縮空氣的過(guò)程污染可以應(yīng)用物理隔離的方法避免。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全65/105地面水和污水也必須隔離排放。對(duì)于情性氣體，既要保證日常操作和緊急狀態(tài)下充足的供應(yīng)量，又要防止被污染。

對(duì)于加工易燃液體或氣體的區(qū)域，應(yīng)該盡可能采用敞開結(jié)構(gòu)。這既可以有助于氣體或蒸氣泄漏物的擴(kuò)散通風(fēng)，又可以提供最大可能的爆炸排放面積，而且還有利于救火。粉塵捕集裝置和過(guò)濾器也應(yīng)該設(shè)置于沒(méi)有其他過(guò)程的敞開區(qū)域。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全66/105第四節(jié)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)一、壓力容器械述1．壓力容器規(guī)范化早在19世紀(jì)末就有了對(duì)鍋爐和壓力容器規(guī)范化的要求。20世紀(jì)最初的十年，發(fā)生了近一萬(wàn)起鍋爐爆炸，造成了約一萬(wàn)人的死亡和約一萬(wàn)五千人的傷殘。這些血的教訓(xùn)使人們對(duì)壓力容器制造和安裝的規(guī)范化有了更清醒的認(rèn)識(shí)。1907年，美國(guó)Massachusetts州提出了世界上第一部鍋爐制造和安裝的法規(guī)。1911年美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)成立了一個(gè)專門委員會(huì)，后來(lái)被稱為鍋爐規(guī)范委員會(huì)。規(guī)范壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和鑒定。在我國(guó)，原國(guó)家勞動(dòng)總局1979年頒布了《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》；1980年頒布了《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》；1981年頒布了《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全67/1052．非燃火壓力容器分類壓力容器可以粗分為蒸汽鍋爐和非燃火壓力容器兩大類型。非燃火壓力容器有多種分類力法。壓力容器按照其工藝功能可以劃分為四個(gè)類型。(1)反應(yīng)容器：主要用來(lái)完成物料的化學(xué)轉(zhuǎn)化。如反應(yīng)器、發(fā)生器、聚合釜、合成塔、變換爐等。(2)換熱容器：主要用來(lái)完成物料和介質(zhì)問(wèn)的熱量交換。如熱交換器、冷卻器、加熱器、蒸發(fā)器、廢熱鍋爐等。(3)分離容器：主要用來(lái)完成物料基于熱力學(xué)或流體力學(xué)的組元或相的分離。如分離器、過(guò)濾器、蒸餾塔、吸收塔、干燥塔、萃取器等。

(4)貯運(yùn)容器：主要用來(lái)完成流體物料的盛裝、貯存或運(yùn)輸。如貯罐、貯槽和槽車等。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全68/105壓力容器按照其設(shè)計(jì)壓力p的大小，可以劃分為低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器四個(gè)類型。(1)低壓容器，0.1MP3≤p＜1.6MPa；(2)中壓容器：1.6MPa≤p＜10MPa(3)高壓容器：10MPa≤p＜100MPa，(4)超高壓容器：p＞100MPa。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全69/105壓力容器按照設(shè)計(jì)壓力p和容積V，結(jié)合容器的工藝功能和其中物料的危險(xiǎn)性,劃分為以下三個(gè)類型：(1)第一類容器：非易燃或無(wú)毒介質(zhì)的低壓容器；易燃或有毒介質(zhì)的低壓換熱容器和低壓分離容器。(2)第二類容器：pV＜196.2kJ劇毒介質(zhì)的低壓容器;易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓貯運(yùn)容器；內(nèi)徑＜1m的低壓廢熱鍋爐；一般介質(zhì)的中壓容器。(3)第三類容器：pV≥l96.2kJ、劇毒介質(zhì)的低壓容器；內(nèi)徑＞1m的低壓廢熱鍋爐；中壓廢熱鍋爐；pV≥490.5kJ、易燃或有毒介質(zhì)的中壓反

應(yīng)容器；pV≥490.5kJ

、易燃或有毒介質(zhì)的低壓貯運(yùn)容器；劇毒介質(zhì)的中壓容器；高壓或超高壓容器。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全70/1053．結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械性能結(jié)構(gòu)材料在受到外力作用時(shí)，會(huì)有抵抗變形和斷裂的能力,稱為結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械性能。主要包括強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度等。(1)強(qiáng)度:常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞極限和屈強(qiáng)比?？估瓘?qiáng)度是指材料在拉伸試驗(yàn)中所能承受的最大表觀應(yīng)力。其數(shù)值等于拉斷前試樣所承受的最大拉力與試樣原始橫截面面積的比。屈服強(qiáng)度又稱為屈服極限，是指材料在拉伸實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力值。所謂屈服是指材料在拉伸實(shí)驗(yàn)中，載荷不再增加甚至有所減少時(shí)仍繼續(xù)塑性變形的現(xiàn)象。疲勞極限是指材料經(jīng)一千萬(wàn)次循環(huán)而承發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值。一般作校核數(shù)據(jù)。屈強(qiáng)比是指屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值。屈強(qiáng)比是表征材料機(jī)械性能的特征參數(shù)。屈強(qiáng)比越小，發(fā)生脆性破壞的可能性越小。但屈強(qiáng)比太小．材料的強(qiáng)度水平就不能充分發(fā)揮。屈強(qiáng)比越大．承載能力越強(qiáng)，但塑性下降，容器易發(fā)生脆性破壞。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全72/105(3)韌性：又稱沖擊韌性，是指材料抵抗沖擊載荷的能力。從能量觀點(diǎn)認(rèn)為材料在變形過(guò)程中，當(dāng)吸收的能量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)便發(fā)生斷裂，利用斷裂前吸收的能量的大小來(lái)衡量材料的韌性。(4)硬度：是指材料抵抗硬物侵入的能力。由于測(cè)定方法不同，表示硬度指標(biāo)的方法有多種，如用金剛石壓入法，稱為洛氏硬度；用鋼球壓入法，稱為布氏硬度。(5)安全系數(shù)：安全系數(shù)是承壓設(shè)備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本因素，是為了在設(shè)備使用期間對(duì)可能損害設(shè)備安全的各種閑素提供適當(dāng)?shù)陌踩６?。第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全73/105二、壓力容器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)的一般要求(1)設(shè)計(jì)單位資格為確保壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，國(guó)家規(guī)定凡設(shè)計(jì)鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，須經(jīng)主管部門和勞動(dòng)部門的審查、批準(zhǔn)。發(fā)給設(shè)計(jì)許可證書，方可承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)。無(wú)證單位不得自行設(shè)計(jì)壓力容器。壓力容器設(shè)計(jì)，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)該有設(shè)計(jì)、校對(duì)和審批人員三級(jí)簽字。設(shè)計(jì)總圖除上述要求外，還必須有單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字和《壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書》的編號(hào)和批準(zhǔn)日期。沒(méi)有設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書的編號(hào)和批準(zhǔn)日期的圖紙不得在社會(huì)上流通，制造單位可以拒絕加工。全國(guó)性鍋爐定型設(shè)計(jì)，須經(jīng)國(guó)務(wù)院主管部門和國(guó)家勞動(dòng)人事部門審批。非全國(guó)性鍋爐定型設(shè)計(jì)則要經(jīng)過(guò)省、自治區(qū)、直轄市主管部門和同級(jí)勞動(dòng)部門審批。鍋爐總圖上應(yīng)該有勞動(dòng)部門鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的審批標(biāo)記，無(wú)審批標(biāo)記的總圖不得流通。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全74/105(2)壓力容器結(jié)構(gòu)壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能避免應(yīng)力的集中或局部受力狀況的惡化。受壓殼體的幾何形狀突變或其他結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)．都會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力。因此，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)上的形狀變化平緩，避免不連續(xù)性。在壓力容器中，總是不可避免地存在一些局部應(yīng)力較高或?qū)Σ考?qiáng)度有所削弱的結(jié)構(gòu)，如開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫等部位。能夠引起應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)應(yīng)該互相錯(cuò)開。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全75/105壓力容器封頭從力學(xué)的角度分析球形最理想在相同的直徑和壓力下，球形封頭所需壁厚最小。但是由于它的深度太大，加工制造比較困難．一般很少采用。用的比較多的是橢圓形封頭。在封頭半徑與高度的比值相同的情況下，碟形封頭比橢圓形封頭存在較大的彎曲應(yīng)力，故應(yīng)盡量少采用碟形封頭。無(wú)折邊球形封頭使筒體產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，因而只適用于直徑較小、壓力較低、無(wú)毒非易燃流體的容器。錐形封頭只在工藝條件確實(shí)需要的情況下才采用。平板角焊封頭一般不宜用于壓力容器。壓力容器殼體上的開孔，如人孔、手孔和檢查孔等，一般應(yīng)為圓形、橢圓形或長(zhǎng)圓形。殼體上所有開孔都應(yīng)與焊縫錯(cuò)開。容器開孔，受壓殼體因結(jié)構(gòu)不連續(xù)而引起應(yīng)力集中，在孔的邊緣產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力。為了降低殼體開孔邊緣的局部應(yīng)力．在開孔處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全76/105(3)材料的選用材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)該符合國(guó)標(biāo)、部標(biāo)和有關(guān)的技術(shù)要求。選用的鋼材要有良好的機(jī)械性能，即強(qiáng)度高、塑性和韌性好、冷脆傾向較低、缺口和時(shí)效敏感性不明顯。鋼板的分層和夾渣等缺陷較少，無(wú)白點(diǎn)和裂紋。承壓元件必須采用鎮(zhèn)靜鋼，不宜采用沸騰鋼。由于沸騰鋼是在不完全脫氧的條件下煉得的，含氧量較高，硫、磷等雜質(zhì)分布不均勻。焊接時(shí)裂紋傾向較大，厚板焊接時(shí)有層狀撕裂傾向。同時(shí)沸騰鋼在鋼水澆模時(shí)殘留氧與鋼中的碳化合為一氧化碳，氣體排出時(shí)使鋼呈沸騰狀態(tài)，極易在鋼錠內(nèi)形成小氣泡，成為鋼材內(nèi)部缺陷。而鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全，組織均勻，沖擊韌性也較好。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全77/105選用的鋼材要有良好的工藝性能，即軋制、成型、鍛造、焊接等冷熱加工件能。選用的鋼材要有對(duì)介質(zhì)的耐腐蝕性。低溫容器用鋼的突出問(wèn)題是低溫下的脆性破裂。高溫下材料的強(qiáng)度是溫度和時(shí)間的函數(shù)。材料的高溫強(qiáng)度指標(biāo)主要是蠕變限和持久強(qiáng)度。蠕變限是指材料在某確定的高溫下工作十萬(wàn)個(gè)小時(shí)引起允許的總變形的應(yīng)力。持久強(qiáng)度是指在一定的工作溫度下經(jīng)歷指定工作期限后，不引起蠕變破壞的最大應(yīng)力。另外，高溫下材料的抗氧化能力和抗腐蝕能力都明顯下降。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全78/1052．設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(1)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度對(duì)于非旋轉(zhuǎn)容器，設(shè)計(jì)壓力一般要高出操作壓力0.1MPa或10％；而旋轉(zhuǎn)容器的設(shè)計(jì)壓力則要高出預(yù)期的最高壓力的5％一10％。設(shè)計(jì)溫度通常要高出不會(huì)引起規(guī)范許可應(yīng)力減少的最高溫度30℃。比如，在180℃操作的碳鋼容器，其設(shè)計(jì)溫度為350℃而不是210℃。容器設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該標(biāo)記基于部件最小壁厚的最大允許工作壓力，而不能標(biāo)記用于計(jì)算最小壁厚的壓力。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全79/105(2)最小板材厚度設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，大直徑壓力容器的板材厚度不應(yīng)小于(D－2.54)／1000，其中，D是筒體的最小直徑(單位m)，焊接結(jié)構(gòu)的最小板厚度許多組織規(guī)定為5mm或6mm。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全80/105(3)外壓或真空許多過(guò)程容器是在外壓或真空下，或偶爾是在這些條件下操作。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定規(guī)范容器，偶爾承受0.1MPa及其以下的外壓，無(wú)需考慮外壓結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求。在應(yīng)用這項(xiàng)規(guī)范時(shí)，應(yīng)該充分考慮到各種可能的后果，如罐體破裂時(shí)的人員危險(xiǎn)，更換容器的費(fèi)用，內(nèi)容物泄出的財(cái)產(chǎn)損失和危險(xiǎn)等。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全81/105(4)材料選擇材料在設(shè)計(jì)壓力和溫度下的允許應(yīng)力并不需要過(guò)量的壁厚。一些材料，如銅、鋁、它們的合金和鑄鐵都有具體的溫度限度。過(guò)程容器結(jié)構(gòu)材料預(yù)期的腐蝕阻力，可以在容器操作同樣的條件下近似測(cè)出。高純度的需要可能會(huì)限制材料的選擇，但是這并不意味著最昂貴的材料是最好的。當(dāng)壓力和溫度條件允許時(shí)，可以采用金屬鍍層、玻璃、橡膠、鉛板、塑料襯套等，而不必采用貴重的合金。要求制造商提出替代建議，例如，不銹鋼與鋁比較以及金屬包層材料與固體合金比較等。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全82/105(5)非壓力負(fù)荷容器及其支架的設(shè)計(jì)必須與以下各項(xiàng)負(fù)荷匹配：容器及其內(nèi)容物的重量；料盤、隔板、蛇管等內(nèi)件的重量；裝置、攪拌器、交換器、轉(zhuǎn)筒等外件的重量；建筑物、扶梯、平臺(tái)、配管等外部設(shè)施的重量；固定負(fù)載和移動(dòng)負(fù)載的重量；隔離板和防火墻的重量；風(fēng)力和地震負(fù)荷；支撐耳柄、環(huán)形加強(qiáng)肋以及熱梯度的作用。這些負(fù)荷都可以引起過(guò)量的局部應(yīng)力。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全83/105(6)支架立式容器—船用立柱和耳柄支撐，有時(shí)還會(huì)用到環(huán)形槽鋼或折邊。大型臥式容器常用三個(gè)或更多的鞍形托架支撐。對(duì)于小型容器，不管是臥式的還是立式的，其支架的設(shè)計(jì)由于支撐附件造成的二次應(yīng)力、扭矩和剪切力，可能會(huì)比大型容器復(fù)雜得多。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全84/105(7)封頭壓力容器封頭有半球形、橢球形、錐形、準(zhǔn)球形、平板形等幾種類型。在材料、直徑和壓力負(fù)荷都相同的條件下，前四種類型封頭的壁厚按序增加，而平板形封頭的壁厚還沒(méi)有簡(jiǎn)單的計(jì)算關(guān)系。

半球形封頭在各種類型封頭中應(yīng)力分布最好、而且一定的容積所需要的材料最少。但是球形封頭會(huì)使筒體產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，因而只適用于直徑較小、壓力較低的無(wú)毒、非易燃介質(zhì)的容器。長(zhǎng)短軸之比為2的橢球形封頭與準(zhǔn)球形封頭比較，前者的應(yīng)力分布要好一些；直徑超過(guò)1。5m、壓力負(fù)荷在1MPa以上，前者的制造也要經(jīng)濟(jì)一些。與凸面形和碟形封頭一樣，橢球形封頭的大小也是由其內(nèi)徑而不是由其外徑來(lái)決定。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全85/105錐形封頭一般是沖壓、而不是滾壓或旋壓制造．其制造費(fèi)用相當(dāng)高。錐形封頭常用于蒸煮或提煉容器，有時(shí)用于排除固體或濃稠物料。截頭錐形封頭常用做容器直徑不同的兩部分之間的過(guò)渡段。設(shè)計(jì)規(guī)范允許在某些情況下，可以應(yīng)用無(wú)過(guò)渡轉(zhuǎn)向節(jié)的錐形封頭，但這些封頭只能在低溫、低壓條件下使用。標(biāo)準(zhǔn)折邊碟形封頭的碟形曲面半徑應(yīng)該等于或小于封頭折邊的外徑，但凸面和折邊間的過(guò)渡轉(zhuǎn)向節(jié)的半徑應(yīng)不小于封頭折邊外徑的6％，而且不小于封頭壁厚的三倍。平板焊接封頭除小型低壓容器密封外，一般壓力容器不宜采用。平板封頭會(huì)把嚴(yán)重不連續(xù)的應(yīng)力引入圓柱形殼體，如確需應(yīng)用，殼體和封頭應(yīng)該有足夠的厚度，而且要采用全焊透的焊接結(jié)構(gòu)。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全86/105三、壓力容器的制造和安裝1．壓力容器制造為了確保壓力容器的制造質(zhì)量，國(guó)家規(guī)定凡制造鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，須經(jīng)主管部門和勞動(dòng)部門的審查、批準(zhǔn)，發(fā)給制造許可證書，無(wú)證單位不準(zhǔn)制造承壓設(shè)備。非專業(yè)單位若自制自用壓力容器，須辦理申請(qǐng)、審查和批準(zhǔn)手續(xù)。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全87/1052．壓力容器安裝鍋爐和壓力容器的專業(yè)安裝單位須經(jīng)勞動(dòng)部門審核批準(zhǔn)方可從事承壓設(shè)備的安裝工作。安裝作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范，按安裝規(guī)程的要求施工。安裝過(guò)程應(yīng)該對(duì)安裝質(zhì)量分段驗(yàn)收和總體驗(yàn)收。驗(yàn)收由使用單位和安裝單位共同進(jìn)行，總體驗(yàn)收應(yīng)有上級(jí)主管部門和勞動(dòng)部門參加。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全88/105四、壓力容器定期檢驗(yàn)壓力容器的定期檢驗(yàn)，由當(dāng)?shù)劐仩t和壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)授權(quán)或批準(zhǔn)的檢驗(yàn)單位進(jìn)行。從事檢驗(yàn)的人員應(yīng)經(jīng)當(dāng)?shù)貏趧?dòng)人事部門考核批準(zhǔn)。1．檢驗(yàn)周期壓力容器的定期檢驗(yàn)周期，可分為外部檢查、內(nèi)外部檢驗(yàn)和全面檢驗(yàn)三個(gè)類型的周期。檢驗(yàn)周期內(nèi)使用單位根據(jù)容器的技術(shù)狀況和使用條件自行確定。但至少每年作一次外部檢查，每二年作一次內(nèi)外部檢驗(yàn)，每六年作一次全面檢驗(yàn)。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全89/1052．檢驗(yàn)內(nèi)容

(1)外部檢查外部檢查的主要內(nèi)容是：壓力容器及其配管的保溫層、防腐層及設(shè)備銘牌是否完好無(wú)損；容器外表面有無(wú)裂紋、變形、腐蝕和局部鼓包；焊縫、承壓元件及可拆連接部位有無(wú)泄漏；容器開孔有無(wú)漏液漏氣跡象；安全附件是否完備可靠；緊固螺栓有無(wú)松動(dòng)、腐蝕；設(shè)備基礎(chǔ)和管道支撐是否適當(dāng)，有無(wú)下沉、傾斜、裂紋、不能自由脹縮等不良跡象；容器運(yùn)行是否符合安全技術(shù)規(guī)程。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全90/105(2)內(nèi)外部檢驗(yàn)除外部檢查的各款項(xiàng)外，內(nèi)外部檢驗(yàn)還包括以下內(nèi)容：內(nèi)外表面的腐蝕、磨損情況；所有焊縫、封頭過(guò)渡區(qū)、接管處、人孔附近和其他應(yīng)力集中部位，有無(wú)裂紋；襯里有無(wú)突起、開裂、腐蝕或其他破損；高壓容器的主要緊固螺栓應(yīng)進(jìn)行宏觀檢查并做表面探傷。(3)全面檢驗(yàn)全面檢驗(yàn)除包括內(nèi)外部檢驗(yàn)的全部款項(xiàng)外，還應(yīng)該做焊縫無(wú)損探傷和耐壓試驗(yàn)。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全91/1053．壓力試驗(yàn)壓力容器的耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)，應(yīng)在內(nèi)外部檢驗(yàn)合格后進(jìn)行。除非規(guī)范設(shè)計(jì)圖紙要求用氣體代替液體進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，不得采用氣壓試驗(yàn)。需要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)的壓力容器，要在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。如果壓力容器的設(shè)計(jì)壓力是p，液壓試驗(yàn)的壓力為1.25p；氣壓試驗(yàn)的壓力，低壓容器為1.20p，中壓容器為1.15p。對(duì)于高壓或超高壓容器、不采用氣壓試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)一般在設(shè)計(jì)壓力下進(jìn)行。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全92/105耐壓試驗(yàn)后，壓力容器無(wú)泄漏、無(wú)明顯變形；返修焊縫經(jīng)無(wú)損探傷檢查無(wú)超標(biāo)缺陷，要求測(cè)定殘余變形率的，容積殘變率≤10％，或徑向殘變率≤0.03％，即可認(rèn)為壓力容器耐壓試驗(yàn)合格。對(duì)于氣密性試驗(yàn)，達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)壓力后保持30min，在焊縫和連接部位涂肥皂水進(jìn)行試驗(yàn)。小型容器亦可浸于水中進(jìn)行試驗(yàn)。無(wú)氣泡即可認(rèn)為合格。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全93/105五、壓力容器安全附件安全附件是承壓設(shè)備安全運(yùn)行的重要組成部分。選用安全附件應(yīng)滿足兩個(gè)基本要求：即安全附件的壓力等級(jí)和使用溫度范圍必須滿足承壓設(shè)備工作狀況的要求；制造安全附件的材質(zhì)必須適應(yīng)承壓設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的要求。鍋爐：安全閥、壓力表和水位計(jì)(以上必不可少)、高低水位報(bào)警器、引送風(fēng)連鎖裝置、火焰監(jiān)視器和緊急切斷閥、防爆門和排污裝置以及溫度和流量測(cè)量?jī)x表(可選)。壓力容器：安全閥、爆破片、緊急放空閥、液位計(jì)、壓力表、單向閥、限流閥、溫度計(jì)、噴淋冷卻裝置、緊急切斷裝置、靜電消除裝置、防雷擊裝置等。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全94/105第五節(jié)化工裝置維護(hù)一、化工維護(hù)的必要性設(shè)備的特點(diǎn)所決定。流體及固體的輸送，需要應(yīng)用許多管線、傳送設(shè)備、叉車和其他物料加工設(shè)施及罐、鼓或其他形式的封閉容器。過(guò)程的性質(zhì)所決定。包括溫度范圍廣泛的單元操作，設(shè)備大小不一，類型各異。化學(xué)工業(yè)中的一些問(wèn)題，如高腐蝕速率、易燃液體、毒性或有害物料是典型的、特有的。操作情況所決定?；な鹿拾咐涗洷砻?，許多嚴(yán)重的傷亡事故都與失誤有關(guān)。例如，把惰性或毒性氣體接入供人員呼吸的空氣管線；管路錯(cuò)連使不恰當(dāng)物料誤加至反應(yīng)器引起火災(zāi)、爆炸或毒性氣體的釋放；總之，化學(xué)工業(yè)中的恰當(dāng)維護(hù)對(duì)安全顯得格外重要。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全95/105二、預(yù)防維護(hù)按照明確計(jì)劃的時(shí)間表檢驗(yàn)、維修和更換設(shè)備，可以防止許多事故。預(yù)防維護(hù)實(shí)質(zhì)上指的是一個(gè)系統(tǒng)，它的功能是確定裝置或設(shè)施放障的可能頻率，在其失效前就進(jìn)行檢驗(yàn)、維修或更換。設(shè)備故障對(duì)時(shí)間的概率分布符合正態(tài)分布，所以，在故障的可能性達(dá)2％或其他某個(gè)選定的數(shù)值之前就采取行動(dòng)。很顯然．這就需要在一定操作條件下的設(shè)備損壞之前，預(yù)先知悉中位時(shí)間方面的信息。確定中位時(shí)間的量值比較困難，但可以應(yīng)用類似操作已有的經(jīng)驗(yàn)、損壞速率的研究成果以及其他分析方法。設(shè)備和系統(tǒng)如何損壞以及損壞的最可能的途徑方面的知識(shí)，會(huì)有助于故障頻率的確定。預(yù)防維護(hù)對(duì)保護(hù)人身安全也有重要的作用。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全96/105三、非常規(guī)運(yùn)行和有關(guān)作業(yè)的維護(hù)1．停車和開車停車和開車的計(jì)劃和執(zhí)行的關(guān)鍵是每一步驟都要明確責(zé)任。運(yùn)行設(shè)備的停車應(yīng)該由操作組而非維護(hù)或其他輔助組負(fù)責(zé)。各組必須密切協(xié)調(diào)一致。停車應(yīng)盡可能提前向有關(guān)組通告。停車組通知有關(guān)組監(jiān)察組監(jiān)察維修組維修開車組通知有關(guān)組監(jiān)察組監(jiān)察開車組開車2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全97/1052．容器內(nèi)作業(yè)容器內(nèi)破損的維修常需要人員進(jìn)人容器。由于人員無(wú)外界幫助無(wú)法脫離容器以及難于與外界聯(lián)系，進(jìn)入容器提出了一個(gè)特殊的問(wèn)題。上述原因、再加上意外化學(xué)品的可能暴露，進(jìn)入容器需要采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。這些措施如下。(1)容器必須由操作人員徹底清洗。(2)所有連接管線必須斷開并進(jìn)行必要的封堵。(3)所有電力驅(qū)動(dòng)設(shè)施(如攪拌器等)必須在斷路開關(guān)處切斷電源。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全98/105(4)采集空氣試樣檢驗(yàn)證明其中無(wú)易燃蒸氣，在某些情況下還需要證明其中不含有毒性或不衛(wèi)生物質(zhì)。上述兩者都需要證明其中含有正常量的氧。(5)操作和維護(hù)監(jiān)察簽發(fā)容器進(jìn)入許可證，證明上述步驟已經(jīng)圓滿完成，并在容器邊貼上標(biāo)志。(6)進(jìn)入容器的工人和觀察者必須系上安全帶和繩索。(7)在絕大多數(shù)情況下，進(jìn)入容器的工人和觀察者都需要空氣面罩和新鮮空氣的供應(yīng)，還需要身體隔離的化學(xué)品防護(hù)服裝。配有空氣供應(yīng)軟管，提供新鮮呼吸空氣和安全舒適的工作環(huán)境。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全99/105(8)在容器出口要有一個(gè)觀察者，一直保持與容器內(nèi)工人的聯(lián)系。在容器內(nèi)至少還要另有一個(gè)工人，在緊急情況下負(fù)責(zé)向觀察者呼救。一個(gè)工人不得單獨(dú)進(jìn)入容器。(9)當(dāng)直梯不能應(yīng)用時(shí)，可以應(yīng)用木制或金屬橫檔連起來(lái)的繩梯或鏈梯。但是，應(yīng)該避免無(wú)撤退設(shè)施時(shí)進(jìn)入容器。(10)為防止一旦出現(xiàn)緊急情況無(wú)法迅速撤退，不允許工人通過(guò)擠縮進(jìn)入容器。標(biāo)準(zhǔn)開口的直徑為0.56m。工人從有限空間緊急撤退可能會(huì)遇到阻礙，也要采取類似的防護(hù)措施。任何深度大于1．5m的料槽、坑洞，在頂蓋和塔上進(jìn)行的任何工作，都存在工人吸收釋放出的有毒煙霧的危險(xiǎn)，需要采用特殊的控制程序。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全100/1053.緊急維修完善的維護(hù)程序固然可以應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的一般情況，但是，某些特殊問(wèn)題還是難以避免地發(fā)生，需要附加的應(yīng)對(duì)計(jì)劃。比如，硫酸管道破裂，應(yīng)該事先設(shè)計(jì)好關(guān)閉、清洗和維修活動(dòng)，從容應(yīng)對(duì)這類意外事故，減少其對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)的暴露。意外事故維護(hù)的關(guān)鍵是，事先決定好推應(yīng)該做什么、用什么去做，將其排成序列，一旦事故發(fā)生就按部就班地執(zhí)行和完成。

緊急維護(hù)遵循的一個(gè)原則是，如果通常維護(hù)的某個(gè)方法是不安全的，在緊急條件下應(yīng)用這個(gè)方法會(huì)加倍的不安全。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全101/1054．切割、焊接和其他動(dòng)火作業(yè)由于化學(xué)工業(yè)加工如此多的易燃或揮發(fā)性物料，由于物料加工迅速變化的工藝，為了防火防爆，火源控制成為頭等重要的問(wèn)題。因此，有必要建立減少由于熱加工和動(dòng)火作業(yè)引起的火險(xiǎn)的特殊程序。這個(gè)程序的要點(diǎn)是：(1)無(wú)操作監(jiān)察負(fù)責(zé)簽發(fā)的氣割許可證或熱加工許可證，不得在標(biāo)明焊接車間和規(guī)定焊接區(qū)以外進(jìn)行焊接或氣割作業(yè)。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全102/105(2)進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)氣割和焊接人員持證上崗，且這些人員必須訓(xùn)練有素，能夠?qū)χ車兹嘉锪线M(jìn)行分折和防護(hù)、能夠滅火相處理意外事故。(3)所有氣割和焊接人員應(yīng)該能在自身工作中防火急救。通常還需要水龍帶。熱裂或易燃物料需用不可燃覆蓋物或屏障進(jìn)行防護(hù)。過(guò)熱工件必須進(jìn)行分析，提供充分的防護(hù)，防止火星落下。除非在最不尋常和精心控制的條件下，不允許在操作間、實(shí)驗(yàn)室和存貯庫(kù)房中放置易燃?xì)怏w或氧氣鋼瓶。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全103/105四、設(shè)備的維護(hù)

1．設(shè)備的試壓有多種儀表可以用來(lái)精確測(cè)定容器選定區(qū)域的壁厚，但這并不能保證未測(cè)定的區(qū)域沒(méi)有薄弱環(huán)節(jié)。所以，儀表測(cè)定無(wú)法完全取代定期的液壓試驗(yàn)。液壓試驗(yàn)是在超過(guò)正常操作壓力下測(cè)定容器的耐壓能力。通常試驗(yàn)的壓力是正常工作壓力的1.5倍。對(duì)容器壁變薄速率的分析、由鉆孔或插入物的冶金學(xué)研究測(cè)定容器壁厚或應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可以確定定期液壓試驗(yàn)的頻率。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全104/105液壓試驗(yàn)一般是用水進(jìn)行。如果水與容器的應(yīng)用互相排斥，可以應(yīng)用其他無(wú)危險(xiǎn)情性液體，但是應(yīng)該盡量避免應(yīng)用空氣成其他氣體。只有壓力試驗(yàn)不適于應(yīng)用液體，并且容器設(shè)有隔墻，使人員和財(cái)產(chǎn)可以預(yù)防容器破裂的發(fā)射物和沖擊力，才謹(jǐn)慎地選擇應(yīng)用某些氣體。除非容易破損使人員遭受傷害，從安全的觀點(diǎn)出發(fā)，管道和非極需維護(hù)的設(shè)備無(wú)需進(jìn)行液壓試驗(yàn)。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全105/1052．化學(xué)污染設(shè)備的處理離開操作區(qū)的所有設(shè)備都應(yīng)該是清潔的，從而在移至沒(méi)有受過(guò)物料危險(xiǎn)性嚴(yán)格訓(xùn)練的維修人員處，可以安全作業(yè)。所有設(shè)備一旦停止運(yùn)行就應(yīng)該立即貼上有關(guān)化學(xué)品污染狀況的標(biāo)志，污染狀況標(biāo)志要隨著污染條件的變化及時(shí)修正。在許多情況下，設(shè)備拆卸之前就清除設(shè)備的污染是不現(xiàn)實(shí)的。遇有這種情況，應(yīng)當(dāng)盡可能在設(shè)備搬動(dòng)之前完成設(shè)備的清洗和凈化。如果不能在操作區(qū)清除設(shè)備的污染，就得把設(shè)備移至能夠進(jìn)行清理工作的有充分消防條件的區(qū)域，有計(jì)劃地個(gè)別處理。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全106/105應(yīng)該特別注意預(yù)防管道和閥門排出夾在其中的物料，這可能會(huì)成為危險(xiǎn)的爆炸源。所有閥門都應(yīng)該是清潔的，閥帽應(yīng)該是松開的。排放前務(wù)必要打開閥門。動(dòng)火區(qū)的管道有可能被加熱。易燃廢液不得進(jìn)入排水槽或下水道。玻璃制品和其他廢料必須分別處理。如果詳細(xì)考慮還會(huì)發(fā)現(xiàn)其他一些具體問(wèn)題。重要的是不能讓這類維護(hù)工作聽其自然。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全107/1053．設(shè)備作業(yè)維護(hù)事先關(guān)閉或切斷動(dòng)力源后，人員才能在電力或機(jī)械驅(qū)動(dòng)的設(shè)備上作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)上述要求，可以鎖定電開關(guān)于“關(guān)”的位置；切斷電力或機(jī)械馬達(dá)；拆卸皮帶傳動(dòng)裝置；鎖定主推進(jìn)器的料閥于“關(guān)”的位置；停止活塞、曲柄或飛輪的運(yùn)動(dòng)。任何例外，如調(diào)節(jié)壓蓋和密封墊等，都要獲得監(jiān)察的批準(zhǔn)。應(yīng)該制定書面程序并對(duì)程序的應(yīng)用進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全108/105第六節(jié)公用工程設(shè)施安全公用工程設(shè)施是指水、電、汽的供應(yīng)設(shè)施以及其他輔助設(shè)施，公用工程設(shè)施的充分設(shè)計(jì)和配置直接關(guān)系化工廠運(yùn)行和操作的安全。公用工程設(shè)施的各個(gè)款項(xiàng)不僅對(duì)于化工廠人員的健康和安全極為重要，而且這些款項(xiàng)的失誤常是化工廠事故或傷害的淵源。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全109/105一、電氣設(shè)施電是化工過(guò)程中熱能、機(jī)械能和光能的重要供應(yīng)源，電氣設(shè)施在化工生

產(chǎn)中起著重要的作用。由于化工生產(chǎn)本身所閉有的易燃、易爆、易腐蝕等危險(xiǎn)性以及高溫或深冷、高壓或真空等苛刻的操作條件，化工廠對(duì)電氣設(shè)施有很高的要求。在所有電氣設(shè)施的裝配中，都應(yīng)該考慮至少是最低安全限度的防護(hù)措施。工廠或?qū)嶒?yàn)室的所有電工作業(yè)都必須滿足安全防護(hù)的要求，遵循限定的規(guī)則和程序。電氣線路、設(shè)備和照明設(shè)施的配置，必須滿足易燃液體或氣體泄漏形成爆炸性混合物的防護(hù)要求。需要采取的防護(hù)措施包括，防蒸汽的照明設(shè)施、全封閉的電動(dòng)機(jī)、油浸式或部分封閉的開關(guān)、火花放電設(shè)施的完全隔離等。

2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全110/105由于人員不允許在爆炸性氣氛中作業(yè)，防止爆炸性氣氛的形成比采用防爆設(shè)備更安全、更經(jīng)濟(jì)。當(dāng)爆炸性氣氛通過(guò)密封或控制易燃液體、氣體和粉塵仍不能避免時(shí)，所涉及的空間應(yīng)該限制或隔離在防護(hù)罩下或通風(fēng)櫥中。設(shè)置在高過(guò)地面6m以上露天構(gòu)架上的電氣設(shè)備，一般可以認(rèn)為不受近于泄漏點(diǎn)的臨時(shí)的、局部的爆炸性混合物暴露的影響。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全111/105所有的建筑鋼筋和露天構(gòu)架，所有的罐、鼓、管線和罐車，所有的處理或應(yīng)用或在處理或應(yīng)用易燃液體或氣體區(qū)的化工設(shè)備，都應(yīng)該接地消除靜電。松軟接地最好與大的水管道連接，打入地內(nèi)或嵌入接地鋼板，但務(wù)必不得與電纜管線、噴水支路管道，氣體、蒸汽或過(guò)程管線連接。對(duì)于接地應(yīng)該適當(dāng)維護(hù)，定期檢驗(yàn)損壞情況并測(cè)定接地電阻。2023年10月17日第三章化工廠設(shè)計(jì)和操作安全112/105為了避免控制儀表和設(shè)備的使用失誤，被控制設(shè)備的電壓、名稱和序號(hào)應(yīng)該明顯標(biāo)示在開關(guān)盒、補(bǔ)償器和啟動(dòng)器上。所有延伸電纜都應(yīng)該是三相的，而且限定在一定的長(zhǎng)度。在易爆炸區(qū)域，禁止使用助聽器、普通電話、