甲醇罐区安全设计及安全评价

1、210000m3甲醇罐区安全设计及安全评价摘 要根据设计要求，同时结合甲醇的理化性质及危险性，对甲醇储罐进行选型、选材，并对储罐进行基本设计，如储罐的尺寸规格，罐顶、罐底及浮盘的设计，储罐强度计算。并且结合内浮顶罐自身的特点，对储罐的安全附件进行合理选择和设计。对于整个罐区，进行合理的选址，罐区中各建筑物按照防火间距合理布局。对罐区中各安全设施进行完整的设计，有防火堤的尺寸设计，消防水池及泵房设计，消防车道的布置等。最后，运用两种评价方法，事故树分析法和道化学法，对所做的罐区设计的可靠性和有效性进行安全评价。关键词：甲醇 储罐 罐区设计 危险有害因素 安全评价2 10000m3 methano

2、l tank farm safety design and safety assessmentABSTRACTAccording to design requirements, combined the physical and chemical properties of the methanol with the risk of the methanol , the methanol storage tank will be Selected the Shape and materials. the methanol storage tank will also be made the b

3、asic design, such as the size of the tank,the top of the tank, the bottom of the tank , the design of the floating plate and the strength calculations of the tank. With own characteristics of internal floating roof tank, the safety accessories of the tank should be selected and designed reasonably.

4、For the tank farm, selected a reasonable location, the fire interval of the tank farm amony the buildings should be designed according to the rational distribution. Safety facilities in each tank farm will be designed completely, such as the size of a fire dike, fire water , pumping station and the

5、arrangement of the fire road. Finally, using two evaluation methods, fault tree analysis and Dow Chemical method, the tank farm be made the reliability and validity safety assessment.Key Words: Methanol; Tank; Tank design; Dangerous and harmful factors; Safety assessmentI目录摘 要IABSTRACTII第1章 概述11.1 甲

6、醇的性质与用途11.2 设计项目概述21.3 本设计内容21.4 小结3第2章 甲醇储罐的设计42.1 甲醇罐的选型与选材42.1.1 储罐的选型42.1.2 储罐的选材52.2 储罐的规格和强度计算52.2.1 储罐的规格52.2.2 储罐的强度计算62.3 罐顶与罐底设计82.4 浮顶罐安全附件设计92.4.1 通气孔92.4.2 喷淋装置112.4.3 液位计122.4.4 支柱套管和支柱132.4.5 导向防转装置和静电引出线132.4.6 人孔142.4.7 盘梯14第3章 甲醇罐区总平面布置及消防设计173.1 甲醇罐区总平面布置173.1.1 甲醇罐区选址173.1.2 甲醇罐区

7、防火间距173.1.3 甲醇罐区布置193.1.4 罐区防火堤设计193.1.5 场内道路布置213.1.6 消防设置区布置223.1.7 人员作业区布置243.1.8 总平面说明243.2 甲醇罐区消防设计253.2.1 灭火系统形式与选择253.2.2 冷却方式的选择273.2.3 消防用水量确定273.2.4 泡沫混合液的计算30第4章 甲醇罐区危险有害因素辨识及安全对策措施314.1 概述314.2 甲醇的危险特性分析314.3 甲醇罐区重大危险源辨识334.4 甲醇罐区危险有害因素辨识及对策措施334.4.1 物理爆炸334.4.2 火灾、化学爆炸344.4.3 中毒354.4.4

8、触电364.4.5 机械伤害374.4.6 高处坠落384.5 其他安全技术措施384.5.1 控制甲醇蒸气与空气混合物的浓度384.5.2 可燃气体报警及联动系统394.5.3 防止静电与雷击394.5.4 个体防护和急救措施404.5.5 消防措施及应急处理41第5章 甲醇储罐区的安全评价425.1 事故树分析法425.1.1 甲醇罐区概况425.1.2 甲醇罐区事故树分析435.2 道化学法485.2.1 甲醇储罐区火灾、爆炸危险指数计算485.2.2 暴露半径和暴露区域的计算515.2.3 危害系数的确定515.2.4 火灾、爆炸危险指数评价法分析结果515.2.5 火灾、爆炸危险主要

9、控制措施525.3 结论52参考文献53南京工业大学本科生毕业设计（论文）第1章 概述1.1 甲醇的性质与用途甲醇（CH3OH）是重要的基本有机化工原料，在有机化工和日用化工都有着广泛的应用，且使用量巨大。同时也是一种清洁、高效的液体燃料,主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂等，在国民经济中占有十分重要的地位。甲醇俗称木醇、木精,是无色澄清液体，微有乙醇样气味，易挥发、易流动。燃烧时无烟有蓝色火焰。能与多种化合物形成共沸混合物。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和其他有机溶剂混溶。溶解性能优于乙醇，能溶解多种无机盐类，如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵和氯化钠等。易燃，蒸气能

10、与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0%36.5%(体积)。有毒，一般误饮15ml可致眼睛失明，一般致死量为100200ml1。甲醇的理化特性如表2-1。表2-1 甲醇的理化特性名称:木酒精临界压力(MPa)：7.95危险货物编号：32058辛醇/水分配系数的对数值：-0.82/-0.66分子量：32.04闪点()：11熔点()：-97.8引燃温度()：385沸点()：64.8爆炸上限%(V/V)：44.0相对密度(水=1)：0.79爆炸下限%(V/V)：5.5饱和蒸气压(kPa)：13.33(21.2)临界压力(MPa)：7.95燃烧热(kJ/mol)：727.0临界温度()：2401.2

11、设计项目概述本课题的设计背景为有两座容积为10000m3的甲醇储罐组成的罐区，该罐区位于某城市的西北角，地势平坦、开阔，周围无大型居住区，该地区常年风向为东南风。整个设计的主要工作包括20000m3甲醇罐区安全设计之罐体设计计算及罐区消防设计和20000m3甲醇罐区安全设计之整体平面布置及安全评价。本课题由本人单独完成，设计的内容包括：甲醇罐体的尺寸设计、罐体材料选择、强度计算、安全附件设计；整个罐区的规划布置，如防火间距、防火堤、消防车道等；消防系统中灭火系统的设计计算；拟用事故树分析法和道化学法对整个储罐区进行安全评价。1.3 本设计内容1. 甲醇储罐的基本设计金属储罐的种类较多,从结构形

12、式讲有立式、卧式、圆柱形、球形、椭圆形、浮顶罐等。然而, 国内外广泛应用的是立式拱顶罐和浮顶罐。储存甲醇则宜首先选择浮顶罐,其次为拱顶罐。由于甲醇在常温下对金属无腐蚀性，又考虑到储罐各部分安全、可靠的基础上节省投资的原则，储罐罐壁选择0Cr18Ni9。储罐的其他部分，由于没特别要求，所以选用Q235-A牌号钢材。甲醇储罐的公称容积为10000m3，其内径为34m，罐底直径是35m，罐壁高度为12m，储罐总高度为15m。工程设计中罐壁厚度计算通常由三种方法确定，定点法、变点法和应力分析法。定点法是以高出每圈罐壁板底面0.300m处的液体压力来确定每圈板厚度的方法。在设计中会详细介绍定点法。安全附

13、件是为了使压力容器安全运行而安装在设备上的一种安全装置。本文中所设计的安全附件有通气孔、喷淋装置、液位计、人孔及盘梯等，其中主要对通气孔和喷淋装置做详细设计。2. 甲醇罐区总平面布置及消防设计甲醇罐区的消防设计必须既要注意预防火灾和爆炸的发生,也要尽量减少火灾和爆炸造成的损失。甲醇罐区的厂址选择与布置应符合石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）所规定的防火要求。建筑物之间的防火间距,主要是根据各建筑物的耐火等级、有无可燃蒸气散发和有无明火而定。储罐区周围设有防火堤，根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）进行设计，具体设计在论文中详细展开。罐区的灭火系统采用固定式低倍数泡

14、沫灭火系统。同时在甲醇罐区，设置足够的移动式灭火器，当发生局部小型火灾时,工作人员能够使用推车式、手提式灭火器将火灾迅速扑灭。还设计有消防水池、消防水泵等。3. 甲醇储罐区安全评价为了确保此设计符合设计的规范和要求，本论文将运用安全评价方法对储罐区进行安全评价。其意义在于有效地预防事故发生，减少财产损失和人员伤亡和伤害。本设计将采用事故树分析法和道化学法对整个储罐区进行安全评价。事故树分析法能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，还能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强。既可用于定性分析，又可用于定量分析，是安全系统工程的重要

15、分析方法之一。 由美国道化学公司提出的“火灾、爆炸危险指数”评价法(简称道化学法)是一种最早的指数法。该方法以能代表重要物质在标准状态下的火灾、爆炸或放出能量的危险潜在能量的“物质系数”为基础。分别计算特殊物质的危险值，一般工艺危险值和特殊工艺危险值，再通过一定的运算得出“火灾、爆炸危险指数”，并根据指数的大小对装置的危险性程度进行分级。1.4 小结本文所设计的内容主要有比较各种储存方式的优劣，选择合适的储存方式和容器。查阅相关的手册确定罐体的材料，根据所选的储存容器的种类，进行罐体的基本设计，确定结构和强度设计计算以及安全附件的选型。对于罐区整体进行设计且合理布置。结合已有的专业知识，对罐区

16、进行危险有害因素辩识及安全对策措施的提出。运用事故树和道化学法，对所做的罐区设计的可靠性和有效性进行安全评价。57第2章 甲醇储罐的设计2.1 甲醇罐的选型与选材2.1.1 储罐的选型液体储罐的型式很多, 按建造材料可分为金属罐和非金属罐两种。金属罐应用广泛；非金属罐(如砖砌、混凝土和橡胶储罐)导电性能差,易遭受雷击, 加之罐容往往较大,着火难以扑救,特别是黄岛油库大火之后, 国家已禁止建造此类储罐(用于储存石油产品)。金属储罐的种类较多,从结构形式讲有立式、卧式、圆柱形、球形、椭圆形、浮顶罐等。然而, 国内外广泛应用的是立式拱顶罐和浮顶罐2。根据危险货物品名表(GB12268-90),甲醇属

17、中闪点(-1823)，根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）中生产的火灾危险性分类和储存物品的火灾危险性分类，甲醇为甲类物质，在石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）中生产的火灾危险性分类，甲醇分为甲B类。从而可知甲醇属于易燃易爆危化品，且具有挥发性，储存甲醇则宜首先选择浮顶罐, 其次为拱顶罐。因为在一般情况下，需控制蒸发损耗及大气污染，控制放出不良气体，有着火危险的液体化学品都采用浮顶罐。浮顶罐可分为外浮顶罐和内浮顶罐。而内浮顶罐应用范围越来越广，是一种很有发展前途的储罐。美国石油学会认为：设计完善的内浮顶是迄今为止控制固定顶罐蒸发损耗所研究出来的和投资最少的方法。因

18、此，内浮顶储罐可用来储存汽油、喷气燃料等易挥发性油品以及醛类（糠醛、乙醛）、醇类（甲醇、乙醇）、酮类（丙酮）、苯类（苯、甲苯）等液体化学品3。所以综合比较下设计中选取了内浮顶罐，而且内浮顶罐与固定顶和浮顶罐比较有以下优点：1. 大量减少蒸发损耗。2. 由于液面上有浮顶覆盖，储液与空气隔离、减少空气污染和着火爆炸危险，易于保证储液质量。特别适用于储存高级汽油和喷气燃料以及有毒易污染的液体化学品。3. 易于将已建固定顶罐改造为内浮顶罐，并取消呼吸阀、阻火器等附件，投资小、经济效益明显。4. 因有固定顶，能有效地防止风沙、雨雪或灰尘储液，在各种气候条件下保证储液的质量，有“全天候储罐”之称。5. 在

19、密封效果相同情况下，与浮顶罐相比，能进一步降低蒸发损耗，这是由于固定顶盖的遮挡以及固定顶与内浮盘之间的气相层甚至比双盘式浮顶具有更为显著的隔热效果。6. 内浮顶罐的内浮盘与浮顶罐上部敞开的浮盘不同，不可能有雨、雪载荷，内浮盘上载荷少、结构简单、轻便，可以省去浮盘上的中央排水管、转动浮梯等附件，易于施工和维护。密封部分的材料可以避免日光照射而老化3。2.1.2 储罐的选材储罐用材按类别可分为碳钢、不锈钢、铝及其合金等。按储罐的各部位又可分为钢板、结构用型钢、管子、锻件、法兰、螺栓、螺母、焊接用材3。储罐用材的选择应根据储罐的设计温度、物料的特性、钢材的性能和使用限制，在保证储罐各部位安全、可靠的

20、基础上节省投资的原则。本文甲醇储罐为常温常压下使用，甲醇在常温下又对金属无腐蚀性，所以储罐罐壁用钢选择Q345R。Q345R是普通低合金钢，是锅炉压力容器常用钢材。性能与Q345(16Mn)的（16mm钢板的屈服强度大于345MPa）性能相近，抗拉强度为（510640）之间。它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。储罐的其他部分，由于没特别要求，所以选用Q235-A，而且它含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。2.2 储罐的规格和强度计算2.2.1 储罐的规格储罐在给定容积的情况下设计,直径和高度尺寸可有不同的组合。可按材料最省和费用最省的原则计算贮

21、罐的经济尺寸。现给定公称容积为10000m3，本人按照大型封闭储罐材料最省设计，其经济尺寸为H,实际上把罐顶和罐底都看作同等费用来考虑,而在工程中往往罐顶比罐底费用多。若把罐壁和罐顶费用看作相同的费用,并且分别为罐底费用的2倍时,其经济尺寸为 H3/8D较为合理，且储罐储存系数取0.94。按公式2-1计算。即 (2-1)H3/8 D所以计算得： H=12m，D=34m设计容积为： V=10385m3储罐的总高度设计为15m，罐底直径设计为35m。综上，储罐的规格尺寸如表2-1，样式见图2-1。表2-1 甲醇储罐尺寸容积（m3）公称容积10000设计容积10385储罐尺寸（mm）D135000D

22、234000H12000H115000注1：D1表示储罐内径；D2表示罐底直径；H表示罐壁高度；H1表示储罐总高度。120001500035000图2-1 甲醇储罐示意图2.2.2 储罐的强度计算壁厚设计考虑贮液静压力由上至下逐渐增厚，且储罐容积1000m3，采用不等壁厚。由于本储罐直径为35m,可以采用定点法计算。定点法是以高出每圈罐壁板底面0.300m处的液体压力来确定每圈板厚度的方法。多用于容积较小的储罐，且有计算简单，结果安全的优点3。设计条件如表2-2。表2-2 设计条件设计压力0.1013MPa设计温度25储罐内直径35m公称容积10000m3设计容积10385m3储存物料甲醇物料

23、密度792/m3充装系数k=0.9根据理论和实际测定，每层圈板环向应力最大的地方不在圈板的下端，而通常在距离每圈板下端0.300m以上处，为简化计算罐壁的设计厚度按照下公式2-2计算3，即 （2-2）式中：t1装储液时该圈罐壁的设计厚度，mm； H所计算圈板底边至罐壁顶端的垂直距离，m； D储罐内直径，m； t 设计温度下罐壁板的许用应力，MPa； 焊缝系数，取0.9； C1钢板负偏差，mm；C2腐蚀裕量，mm。储罐采用Q345R，假设钢板厚度在616mm之间，许用应力为230MPa。根据钢材的厚度，腐蚀状况，加工情况，选取C1=0.8，C2 =1.5。罐体分为6个圈层，每圈层高2m。计算每圈

24、层厚度得：t1=11.98mmt2=13.29mmt3=14.60mmt4=15.90mm假设钢板厚度在1725mm之间，许用应力为217MPa。t5=18.10mmt6=19.52mm圆整后，储罐罐壁每层圈板厚度见表2-3。表2-3 圈板厚度第一层圈板厚度11.98mm第二层圈板厚度13.29mm第三层圈板厚度14.60mm第四层圈板厚度15.90mm第五层圈板厚度18.10mm第六层圈板厚度19.52mm2.3 罐顶与罐底设计对于罐顶设计，内浮顶罐罐顶采用固定顶罐结构，固定顶结构又分为自支撑式锥顶、支撑式锥顶、自支撑式拱顶。其中拱顶优势明显，其不仅结构合理还可节约材料30%以上，故在罐顶设

25、计中，考虑拱顶。其中球面拱顶是立式圆筒形储罐中使用很广的一种储罐形式，常用容积范围为10050000m3。它由中心顶板、扇形顶板组成3。本设计中采用的是自浮型组装式内浮盘，它是漂浮在油罐液面上随油品上下升降的浮动顶盖。采用这种内浮顶盖覆盖在液体表面是目前公认的最理想的降低油品蒸发损耗的最经济、简单的方法。安装的是LTNFD自浮型，它有以下优势: 1零件模块化便于制作、运输、组装、安装，可大幅度缩短投产周期。浮力大，稳定性强，抗倾斜和卡死能力强，可满足多人在浮盘上行走。2全部采用优质铝合金或不锈钢材质，强度高，不生锈，不污染油品，使用寿命长。3适用新、老储罐，施工安全。最后对于罐底的设计，罐底采

26、用倒圆锥形罐底，这种罐底及其基础呈倒圆锥形，中间低，四周高。这种罐特点如下：对排净沉降的杂志、水分，提高储液的质量十分有利；易于清洗；因较少形成凹凸变形和较少沉积，可以改善罐底腐蚀状况3。由于储罐直径为35m，罐底外援受罐壁作用力及边缘力较大，罐底的排版形式底板的外周比中部厚点。罐底板由中幅板和边缘板组成，中幅板采用不锈钢，其厚度为5mm，边缘板钢板也采用不锈钢，其厚度为7mm。2.4 浮顶罐安全附件设计2.4.1 通气孔通气孔属于浮顶油罐专用附件。储存在内浮顶油罐的油料，液面已全部为内浮盘覆盖，所以在罐顶就不再安装机械呼吸阀和Y型液压安全阀。但在实际使用中，如各结合部位密封稍有不严密，还会引

27、起油气泻出，当浮盘下降时，由于粘附在罐壁上的油膜蒸发等原因，浮盘与拱顶间的空间，仍会有油蒸气积聚。为及时稀释并扩散这些油气，防止油蒸气浓度增大到燃、爆极限，罐顶与罐壁周围开设有通气孔。通气孔在储油液位超高和自动报警装置失灵时，还兼起溢流作用。罐壁通气孔应为偶数对称开设，使其空气充分对流，以尽量降低油罐浮盘与拱顶间油蒸气浓度。1. 通气孔分类通气孔分根据它安装位置的不同可分以下几种：罐壁通气孔、罐顶通气孔。1) 罐壁通气孔一般装于内浮顶罐上部侧壁起到通气作用，同时在事故状态下起到溢流作用。其规格一般为700400，制造验收标准：按SY/T0525.4-93。2) 罐顶通气孔一般装于重质油罐顶部起

28、呼吸作用。罐顶通气孔安装在拱顶中间，孔径不小于250mm，周围及顶部用金属丝网和防雨罩覆盖。制造验收标准：按SY/T0525.4-935。2. 通气孔的安装位置 内浮顶罐通气孔安装在拱顶中间，孔径不小于 250mm。周围及顶部以金属丝网和防雨罩覆盖。罐顶通气孔，安装在储罐顶部周围。每个孔口的间距不大于10m，每个油罐至少应设有4个，总的开孔面积要求按油罐直径每个1m不少于0.06 m，通气孔出入口安装有金属防护罩5。 3. 通气孔设计由于通气孔开在罐壁上，使罐体上部的容积得不到利用，为充分利用储罐的有效容积，增加储罐的储存量，将罐壁通气孔开至罐顶，保证最大限量地利用储罐。罐顶通气孔外形结构尺寸

29、为380mm540mm1050mm,见图2-2。罐顶通气孔滤网罐壁罐顶54032054032030030030020201050SSS-S图2-2 罐顶通气孔结构简图为防止雨、雪等进入罐顶通气孔，将开孔方向朝向侧面。为防止各种飞禽误入，孔内设置了滤网，滤网采用螺栓固定在通气孔的内壁上，每个通气孔的大小为：0.90m0.32m，其数量为8个。通气孔的总面积：S=80.900.32=2.3m2储罐所需通气面积：S1=0.06D=0.0635=2.1m2所以通气孔满足储罐通气需要。内浮顶由于油面上方已经加了浮顶，所以油面与浮顶之间形成了相对封闭的壳移动的气相空间区，有效避免了大小呼吸带来的损耗。而且

30、使浮顶上方与罐顶之间的空间油气浓度大为降低，曾有单位就汽油、甲醇、苯、石脑油等多种物料的内浮顶罐浮盘上方的油气浓度进行检测，都在完全可以接受的范围内。由于浮盘浮动，会造成浮盘上方有空间的变化，因此，一般在储罐上开通气孔，但通气孔只需加铁丝网防止飞鸟等异物进入罐内即可，无须阻火器和呼吸阀。而且也有单位专门请教过中石化、中石油、大学教授等，都说内浮顶罐子一般以前在国内都不加呼吸阀和阻火器，而目前日益与国际接轨，对于国外一般这种罐子都要加呼吸阀和阻火器，在国内主要是从防火以及安全角度考虑的，而国外加这两种福建，考虑的角度确实从环保角度的。在本文中就不设计呼吸阀和阻火器。2.4.2 喷淋装置甲醇具有较

31、强的挥发性, 甲醇罐在夏季操作时,浮顶储罐由于有通气孔，造成的甲醇蒸气外逸损失是十分明显的,因此,有必要设置水喷淋冷却设施, 以减少物料损失, 并保证安全。1. 水幕喷头的选型水幕喷头的工作过程是使压力水流通过水幕喷头,按照设定方向喷射成一道密集的水幕,将定量的水均匀地喷洒在可燃液体储罐表面 ,形成水膜 ,从而阻止热辐射和火灾蔓延。水幕喷头选用大角度、大流量的喷头,可降低成本造价。水幕喷头材质铝合金,经内、外阳极化防腐处理后,具有耐潮湿、耐雨淋的特点6。见图2-3。出水口图2-3 水幕喷头的外形2. 环管和喷头石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）第8.4.5条规定：浮盘用易熔材

32、料制作的内浮顶罐按固定顶罐计算，固定顶罐的罐壁表面积供水强度2.5 L/minm27。内浮顶罐内径34m，罐壁高12m。1） 第1圈环管管径流量流速取1.5m/s。2） 第2圈环管管径流量流速取1.5m/s。圆整为DN35。3. 喷头数量保证水幕搭接,不得留有盲区。水幕喷头喷角135,喷头间距约1500mm。每圈喷头数量：考虑环管加工制作的方便,每圈环管分为20段。为保证喷头均布,喷头数量取整为80个,喷头间距调整为1373.8mm。4. 喷头流量第1圈环管的喷头流量：266.9/80=3.3L/min 圆整为4L/min。第2圈环管的喷头流量：1334.5/80=16.7L/min 圆整为1

33、7L/min。2.4.3 液位计液位计是观测和控制溶剂内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的。1. 液位计选型储罐的液位计种类很多，常用的包括玻璃板液位计、磁浮子液位计、差压式或压力式液位计、超声波液位计、雷达液位计等。本设计中采用静压储罐测量系统，静压测量液位的原理是压强，即液位高度和液体密度的乘积。利用静液压法直接测出储罐内储液的重量、体积、密度和液位。静压储罐测量系统安装简单、无可动部件、工作可靠、维护量小；测量密度、重量精度较高，测量液位精度一般等特点。2. 液位报警为了确保安全，防止泵抽空，储罐设有低液位报警，报警值满足从报警开始1020

34、min内泵不会抽空。并且设有低低液位联锁，设定值为报警值1020min后的液位，当液位达到设定值时，系统自动切断泵入口管道上的紧急切断阀并且停泵。另外，由于储罐内的介质需要循环，以维持温度或保证其稳定性。循环后的介质经喷射器与罐内介质混合，在低液位的情况下喷射出的液体可能冲出液面，雾化后与空气形成爆炸性气体空间。因此，储罐还设有另一个低液位联锁值，切断循环管道上的紧急切断阀。储罐还应设有高高液位报警，报警值满足从报警开始1015min内液体不会超过最高液位。储罐还设有高高液位联锁，当液位达到最高液位时，切断储罐进料管道上的紧急切断阀。最高液位是根据装满系数计算出的储量达到的液面高度。2.4.4

35、 支柱套管和支柱支柱的作用是在油罐放空时，支撑内浮盘。使其与罐底板保持一定高度。内浮盘有2个控制高度，第一控制高度由支柱套管控制，支柱套管穿过浮盘。并以加强圈和筋板与浮盘焊接。在浮雕盘加强环板处的支柱套管高出浮盘900mm,其余部位的套管高出浮盘400mm。支柱套管高出浮盘面的一端都设有法兰与盲板，平时用密封垫圈和螺栓、螺母紧固严实。浮盘以下支柱套管长度无均为500mm。这样在平时收发油作业时，浮盘下降的最低高度便控制在500mm。当需对内浮盘或油罐底部进行检修时，一般将浮盘控制在距罐底1800mm左右高度。方法是选用外径小于支座套管内径（间隙应稍大些）有无缝钢管，每个支柱一端设有与支柱套管法

36、兰相同型号的法兰，如需要将浮盘控制在检修高度，可先向罐内注水使用权浮盘上升到带芯人孔下缘部位，然后打开人孔进入浮盘上面，取下支柱套管顶端的盲板，将备用支柱插入套管，并将支柱上的法兰与套管上的法兰用螺栓连接紧固5。2.4.5 导向防转装置和静电引出线1. 导向防转装置导向管可以兼做量液管，多用于钢制内浮顶罐。铝制内浮顶多采用钢丝绳作为导向防转装置。由于内浮盘的缘故，罐顶量油孔下连接一根钢管穿过浮盘直插罐底部，内浮顶油罐内油品的计量、取样都通过该导管进行。该管还兼防止浮盘水平漂移和限制浮盘只能沿管道下上浮动等导向作用，故称为量油导向管。为避免浮盘升降时与导向管磨擦产生火花，在浮盘上安装有导向轮座右

37、铭和铜制导向管；为防止油品泄漏，导向轮座与浮盘连接处以及导向管与罐顶连接都安装有密封填料盒和填料箱。2. 静电引出线内浮顶油罐在作业过程上，由于浮盘与罐壁间采用橡胶、塑料等高绝缘体密封材料，所以很容易形成静电积聚。静电导出装置是在浮盘与罐顶光孔间安装一根静电导线。在选用静电导线时，一方面要选择合适的截面积，另一方面要选择足够的强度5。2.4.6 人孔人孔主要在检修和清楚液渣时进入储罐用。人孔是安装在储罐顶上的安全应急通气装置，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。具有定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性能

38、好、安全可靠等优点3。人孔的公称压力按储液的高度和密度来选择，公称直径设计为DN500，且设计两个，其中一个设计在罐壁第一圈壁板上，其中心距罐底约750mm，常称为底部人孔，为了便于工作人员在安装、清洗、维护时进出油罐和通风；另一个设在第二圈板中部，高度约为2.5m左右，为操作人员进入浮盘上部时用，常称作高部为人孔。 由于人孔安装在油罐的最下层体圈上，防渗漏就显得特别重要。要求两法兰结合面必须保证其平直度，无飘扭现象。加强板和法兰应尽量在整块钢板上切割而不拼接。法兰和盖板上加工有密封圈，在施工中要特别注意保护。密封用3mm厚石棉橡胶垫片，不允许有折裂。安装人孔盖板上紧螺栓时，要成对角均与用力，

39、以防孔盖变形。对于人孔的安装，因位于油罐下部，人孔承受很大的液体压力，为了防止渗漏，对人孔的 安装质量必须严格要求。法兰和盖板上加工有密封水线，在施工中要注意保护， 以免在使用时发生渗油。每次拆下人孔时要做标记，以免再装时错位，影响严密性。安装人孔盖板上螺母时，要成对对角均匀用力，以防盖板变形或用力不均而 造成的渗油5。2.4.7 盘梯1梯子的形式盘梯具有占地小，用料省的特点。对大型立式圆筒形钢制储罐的盘梯，常用的有两种形式。一种是整个盘梯通过焊于储罐体上的若干个支架与储罐相连接，即盘梯是支撑在支架上的。该盘梯设有内、外测板并且整个盘梯可预先制做。另一种盘梯是每个踏步直接焊在罐壁上，每个踏步之

40、间有栏杆立柱（圆钢）互相连接（拉杆）形成一个整体3。而第二种适合较大容积的储罐，所以，本设计选择第二种盘梯较为合适。如图2-4所示。45图2-4 盘梯示意图2盘梯设计注意事项设计罐盘梯时，首先应考虑安全，以轻巧、美观节省材料、便于安装施工、使用方便为原则。储罐盘梯皆采用金属结构，其净宽均不应小于600mm。从安全出发，盘梯踏步应采用格栅板或花纹钢板制作。一般按每级梯子踏步能承受100kg活动集中荷载3。盘梯与水平的夹角不宜超过50，一般内侧板取45。踏步间的垂直距离以200250mm为宜，踏步宽度不应小于200mm，且整个盘梯的踏步高度均应保持一致。当盘梯高度超过6m时，可考虑设置中间平台；当

41、踏步内侧与罐壁距离小于200mm时，可仅设外侧扶手栏杆。盘梯栏杆扶手面得垂直高度应不小于1050mm；盘梯下端要离开基础面，以免储罐下沉时，盘梯下端与基础面碰撞而损坏。3平台设计沿罐顶的周边应设防护栏杆，或至少应在量油孔、透光孔以及布置在罐顶周边附近的附件两侧各1m的范围内设局部栏杆，以便保证操作人员的安全，罐顶周边布置的附件应设置操作平台，从梯子平台通向呼吸阀、透光孔等附件的通道上应做防滑踏步。第3章 甲醇罐区总平面布置及消防设计3.1 甲醇罐区总平面布置在进行区域规划时，应根据储罐区及其相邻的工厂或设备的特点和火灾危险性，结合地形，风向等条件，合理布置。3.1.1 甲醇罐区选址甲醇罐区的厂

42、址选择与布置应符合建筑设计防火规范（GB50016-2006）所规定的防火要求。其中的要点包括:1. 甲、乙、丙类液体储罐区，液化石油气储罐区，可燃、助燃气体储罐区，可燃材料堆场等，应设置在城市（区域）的边缘或相对独立的安全地带，并宜设置在城市（区域）全年最小频率风向的上风侧。 2. 甲、乙、丙类液体储罐（区）宜布置在地势较低的地带。当布置在地势较高的地带时，应采取安全防护设施8。本设计中的甲醇罐区属于甲类液体储罐区，该罐区布置于某城市的西北角，那地势平坦、开阔，周围无大型居住区，而该地区常年风向又为东南风，在该城市全年最小频率风向的上风侧。3.1.2 甲醇罐区防火间距1. 罐区与周围设施的安

43、全距离罐区与周围设施的安全距离的确定依据是考虑到罐区防火因素, 以及物料挥发对周围环境的影响,同时还考虑到周围设施的重要程度,如人员或车辆出入频繁的公众设施。此外, 甲醇罐区应设在有明火或飞火设施的侧方向。根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）甲、乙类液体罐组（罐外壁）与相邻工厂或设施的防火间距不小于表3-1的规定7。表3-1 甲、乙类液体罐组（罐外壁）与相邻工厂或设施的防火间距相邻工厂或设施防火间距（m）1、 乙类液体2、 罐组（罐外壁）居民区、公共福利设施、村庄100相邻工厂（围墙或用地边界线）70厂外铁路国家铁路线（中心线）45厂外企业铁路线（中心线）352. 罐区建(

44、构)筑物之间的防火间距建(构)筑物之间的防火间距,主要是根据各建(构)筑物的耐火等级、有无可燃蒸气散发和有无明火而定。据有关调查, 爆炸危险场所的影响一般是15m范围以内；火灾的影响距离约10m。像甲醇这样的甲类易燃液体, 正常操作时,其蒸气的扩散范围约3m以内；泄漏后其蒸气的扩散范围在1015m内2。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第4.2.1条规定：甲、乙、丙类液体储罐（区），乙、丙类液体桶装堆场与建筑物的防火间距，不应小于表3-2的规定8。表3-2 甲、乙、丙类液体储罐（区），乙、丙类液体桶装堆场与建筑物的防火间距项 目建筑物的耐火等级室外变、配电站一、二级三级四级甲、乙

45、类液体一个罐区或堆场的总储量V(m3)1V5050V200200V10001000V500012.015.020.025.015.020.025.030.020.025.030.040.030.035.040.050.0丙类液体5V250250V10001000V50005000V2500012.015.020.025.015.020.025.030.020.025.030.040.024.028.032.040.0本设计中罐区与相邻工厂或设施的防火间距就参照表3-1设计，而罐区建筑物之间的防火间距按照表3-2设计。3.1.3 甲醇罐区布置储罐之间应留有一定的防火距离,其确定依据了物料的危险性

46、、储罐的结构、容量、消防力量及操作要求等因素, 同时考虑着火几率极小,尽量减少占地、消防设施统一、节省管道等因素。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第4.2.2条规定，甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距不应小于表3-3的规定。表3-3 甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距（m）类 别储 罐 形 式固定顶罐浮 顶储 罐卧 式储 罐地上式半地下式地下式甲、乙类液体单罐容量 V(m3)V10000.75D0.5D0.4D0.4D不小于0.8mV10000.6D丙类液体不论容量大小0.4D不限不限设计中甲醇属于甲类液体，储罐形式为浮顶储罐，所以甲醇储罐罐间的防火间距应为0.4D。甲醇储罐之

47、间的距离为0.4D=350.4=14m，两储罐并排分布，详请见罐区总平面布置图。3.1.4 罐区防火堤设计火灾危险性为甲、乙、丙类的液体储罐或储罐组，应设置防火堤，防止储罐爆炸起火时液体到处流散，造成火灾蔓延扩大。1. 防火堤的一般布置根据储罐区防火堤设计规范(GB50351-2005)，对防火堤的一般布置符合以下要求：1）防火堤必须采用不燃烧材料建造，且必须密实、闭合。2）进出储罐组的各类管线、电缆从防火堤顶部跨越。3）沿防火堤内侧修建排水沟，沟壁的外侧与防火堤内堤脚线的距离取0.5m。排水管从防火堤下部穿过，并设立隔油装置和截止阀。4）在防火堤的东面、北面和南面各设置一个人行踏步9。2.

48、防火堤的间距和有效容积的选取根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第4.2.5条规定，甲、乙、丙类液体的地上式、半地下式储罐或储罐组，其四周应设置不燃烧体防火堤8。防火堤的设置应符合下列规定：1) 防火堤内的储罐布置不超过2排。2) 防火堤的有效容量不应小于其中最大储罐的容量。对于浮顶罐，防火堤的有效容量可为其中最大储罐容量的一半；本设计中单罐最大有效容量为10000 m3，所以设计防火堤的有效容积为5000m3。3) 防火堤内侧基脚线至立式储罐外壁的水平距离不应小于罐壁高度的一半。设计中罐壁高度为12m，所以防火堤内侧基脚线至立式储罐外壁的水平距离不小于6m。4) 防火堤的设计高度

49、应比计算高度高出0.2m，且其高度应为1.02.2m，并应在防火堤的适当位置设置灭火时便于消防队员进出防火堤的踏步； 5) 含油污水排水管应在防火堤的出口处设置水封设施，雨水排水管应设置阀门等封闭、隔离装置。综上，设计防火堤内侧基脚线至储罐外壁的水平距离都为6m，两储罐间距离14，储罐直径为35。防火堤有效容积的计算计算公式： （3-1） 式中：防火堤有效容积（m3）；A由防火堤中心线围成的水平投影面积（）；Hj 设计液面高度（m）；防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积（m3）；防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计算液面高度内的液体体积和油罐基础体积之和（m3）；防火堤中

50、心线以内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积之和（m3）；防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构筑物体积之和（m3）。由以上公式可算得： Hj=1.1m所以防火堤实际高H=Hj+0.2m=1.3m，长96m，宽47m。3. 防火堤的选型防火堤的设计，应在满足各项技术要求的基础上，因地制宜，合理选型，达到安全耐久、经济合理的效果。防火堤应采用非燃烧材料，常用的有泥土、块石、钢筋砼、粘土砖这几种，符合储罐区防火堤设计规范(GB50351-2005)要求，各有优缺点10：1) 泥土堤的优点十分明显：经济；缺点是土方量大、占地面积大，并且需要在土堤表面种植草皮防止土壤流失。2) 块石堤外观

51、厚实，其优点是就地取材、经济可靠，常温下强度与密封性都比较好。其缺点是在油品着火后的高温作用下由于热膨胀和热分解作用，块石容易开裂塌落，甚至完全破坏。3) 钢筋砼堤比较普通其优点是强度高，密封性好，且占地面积少；其缺点是不经济，施工较复杂，且耐高温性能差。4) 砖堤是一种比较理想的防火堤，其耐火性能好，在高温条件下其强度和密封性能没有明显变化，能保证火灾条件下防火堤的稳定。值得指出的是粘土砖耐急冷。综合技术、经济、环境和安全各方面的考虑，由于泥土堤和砖堤占地面积过大，在寸进寸土的今天并不理想，而块石堤多在靠山的地方选用。因此，本设计选用钢筋砼堤，在混凝土堤内侧喷涂一种合适的防火涂料可以有效提高

52、堤的耐高温性能。3.1.5 场内道路布置1. 场内道路根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）中第四章区域规划与工厂总体布置的第三节厂内道路7：第4.3.1条，工厂主要出入口不应少于两个，并宜位于不同方位。第4.3.2条，两条或两条以上的工厂主要出入口的道路，应避免与同一条铁路平交；若必须平交时，其中至少有两条道路的间距不应小于所通过的最长列车的长度；若小于所通过的最长列车的长度，应另设消防车道。第4.3.3条，主干道及其厂外延伸部分，应避免与调车频繁的厂内铁路或邻近厂区的厂外铁路平交。第4.3.4条，生产区的道路宜采用双车道；若为单车道应满足错车要求。综上所述，罐区在南面和西

53、面各设计一个入口，内部与环形消防车道相连，具体见罐区总平面布置图。2. 消防车道根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第6.0.7条,可燃材料露天堆场区，液化石油气储罐区，甲、乙、丙类液体储罐区和可燃气体储罐区，应设置消防车道。消防车道的设置应符合下列规定8： 1) 储量大于规范规定的堆场、储罐区，宜设置环形消防车道.由于本设计中的介质为甲醇，是甲类液体储罐区，且储量为20000m3，所以设计中采用环形消防车道。2) 液化石油气储罐区，甲、乙、丙类液体储罐区，可燃气体储罐区，区内的环形消防车道之间宜设置连通的消防车道. 3) 中间消防车道与环形消防车道交接处应满足消防车转弯半径的要求

54、。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第6.0.8,6.0.9,6.0.10条，供消防车取水的天然水源和消防水池应设置消防车道。消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4.0m。供消防车停留的空地，其坡度不宜大于3%。消防车道与厂房（仓库）、民用建筑之间不应设置妨碍消防车作业的障碍物。本设计中消防车道净宽度为5m，坡度3%。环形消防车道至少应有两处与其它车道连通。消防车道路面、扑救作业场地及其下面的管道和暗沟等应能承受大型消防车的压力8。综上所述，设计中消防车道环罐区一周，与储罐外壁距离15m，消防车道宽5m，净高4m，坡度3%，弯角半径12m，东西两侧车道与主道路相连，中间另有消防车道直接与消防水池相连，以便于取水。3.1.6 消防设置区布置1. 事故存液池的设计根据石油化工企业防火规范(GB50160-2008)中第6.2.12防火堤及隔堤内的有效容积应符合下列规定7：防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐的容积，当浮顶、内浮顶罐组不能满足此要求时，应设置事故存液池储存剩余部分，但罐组防火堤内的有效容积不应小于罐组内