化工安全设计解读

化工安全设计什么是安全设计？——安全设计是指设计结果的安全性、牢靠性和可操作性的完善统一〔名词〕——设计中的安全化过程。设计成果的安全性是在设计中承受最科学技术成果，吸取事故阅历和教训，承受先进的规模标准的结果〔动词〕安全设计的思想：——即是安全第一的思想。3.安全设计目标：依据工程危急危害状况，制造一个较为完善的安全防护技术体系，以消退、削减和掌握事故和职业病的发生，设备不受到意外的破坏，环境得以保护，财产不受或少受损失。安全设计的方法：A故等所供给的教训和资料来考虑安全措施，以防再次发生类似的事故。缺点：很难期望根绝的事故发生B即：事前彻底争论装置发生事故的潜在缘由，有系统地实行安全措施——实现本质安全设计安全设计根本的原则可以归纳如下三点：工艺的安全性防止运转中的事故防止扩大受灾范围6.安全设计过程关于安全设计，需在这些设计的各个过程，事前充分审查与各个设计有关的安全性制定必要进展特别慎重的审查，完全去除考虑不到和缺陷之处。装置构造与材料的安全设计：危急因素：装置、设备的构造本身不具有能充分承受操作条件的材料、构造强度安全措施：依据介质、操作条件VTP满足耐腐蚀性、满足强度要求以及可加工性〔特别是可焊性、机械加工性〕的材料。引燃引爆能量的安全设计针对以上的安全设计：最重要的是使其配置适当以进入设备内部构造，而且，作为关心手段应设置紧急送入惰性气体的装置。防静电的措施产生缘由：液体流淌磨擦而产生静电，由液体本身输送电荷而产生的流淌电流。在搅拌或过滤固有电阻高的液体时发生静电；有压力的气体夹带液滴喷射时和液体成雾沫状同其蒸汽一起喷射时也会发生静电；60%以下时，由于静电难以分散到大气中，所以电荷量增加而成危急状态。措施：接地；改进设备构造、增加湿度(65%~75%)〔洗脸〕雷雨雷雨是大气中产生的一种静电，雷击所产生的最高温度瞬时可达10000℃，压力最大可达100atm防止措施：用导体接地。20m构筑物应设置避雷针，但对良好导体塔、罐只接地即可。杂散电流产生缘由：电气设备虽绝缘，但极微量电流流入构筑物或大地中，构筑物和大地接触大时，产生较高电压，产生电火花。防止措施：用导体接地。所以在化工厂整个厂区，无论构筑物、设备、贮罐、管线等连成一网，全接地。施工用火〔焊接及切割、砂轮机的火花、内燃机、焊枪等〕吸烟等。危急物处理安全设计危急因素：具有肯定的危急性废物或泄漏物。措施：在运转中进展安全处理：设置排放设备：——气体和高挥发性液体蒸气。如火炬系统〔有害、易燃气体排气管道系统〔无毒比空气轻气体〕;液体抽出设备——可凝缩蒸气和热油设置排水器和放空管废水、废液处理设备系统10.电力及动力系统安全设计危急：电力、动力意外停顿有可能造成二次灾难。措施：实行相应的备用措施：安全的供电系统及自动切换系统；储存仪表风并留有余量蒸气供给系统应设法相互利用或设置备用锅炉。11.防止误操作的安全设计危急因素：操作人员误操作和不负责任等引起事故。重点：——把握程序掌握装置、联锁机构或联动机构的定义和适用场合。12.防止意外事故破坏或扩展的安全设计危急因素：天灾——地震、洪水、雷击运输工具的冲撞措施：设置天灾预防措施平面布置时考虑防止运输工具冲撞13.平面布置的安全设计危急因素：厂内和厂外设施的安全布置假设不当，在发生灾难时会扩大受灾面。措施：按序布置原料进厂→产品制造→储存→出厂，以防物流相互穿插。考虑易燃性物质的泄漏，留意火源设备的布置，例如加热炉等。各区间适当的安全距离；危急性设施或设备四周留有适当的安全空地。厂外设施的安全布置，应取足够的安全距离。设计的安全经济分析经济尺寸：在满足安全生产条件下选择的最正确尺寸〔1〕工艺和工艺设备装置的特性是由构成装置的设备特性和组成装置的工艺流程所打算的。(2)工艺设备的型式受到如下使用条件的限制：①设备的构造材料取决于所处理的物料；②受到关心设施的限制；③取决于工艺设备所具有的特性；④型式适宜，但受到市场状况的限制；⑤要防止危急物质的泄漏。当工艺单元设计完毕时，各工艺设备的规格及型式也就确定了。15.建设工程可行性报告争论可行性争论主要内容物料流向——原料路线：原料选择、运输、供给 规划、公用工程的选择公用工程信息流向生产装置系统规划建设物料平衡生产装置系统系统组成生产设备；公用工程设备；c〕贮存设备；d〕入出厂设备；e〕废物处理设备；f〕附属设备〔办公室、试验室等。规划建设：内部规划——系统逼进法外部规划产品运输、销售规划；原料供给规划；公用工程供给规划。物料平衡：原料的供需平衡产品生产输出平衡设备生产、贮罐贮存力量平衡经济平衡16.原料路线：原料选择——与工艺组合及产品的选择相互间亲热联系原料运输——考虑运输设备、装卸设备及储存设备原料供给规划——满足以下条件:1〕符合产品构造需要；运输本钱低；供给稳定；保证将来增加的需要量。操作安全公用工程的选择——冷却源、动力源和热源的选择17.生产设备：炼油厂的工艺最正确组合可用线性规划法求得，在生产设备规划中占重要的地位。将几个工艺组合时，往往会收到下述的整体效果。将不同的工艺过程直接串联，可以省略重复设备，例如贮罐、冷却器、加热炉等。假设将同种工艺过程合一，则可获得扩大规模的效果，并且简洁运转。通过不同工艺过程间的换热，可以大幅度提高系统整体热效率。工艺组合安全上存在的问题：4〕局部故障将影响整修系统，因此要提高单个设备的牢靠性。系统整体的敏捷性将受到子系统更猛烈的制约，所以，各个子系统都需要具备较大的富有力量。停车困难。安全设计数据资料自然条件分析厂址选择装置力量装置的生产力量——装置的处理力量，万吨年或吨年19.厂区总平面布置原则：最适合于生产设备的特点及系统。便于发挥主要生产设备及附属设备的性能。便于设备整体修理。不阻碍设备安装及运转安全。留有今后增加装置和设备的余地。不阻碍原有设备的生产及安全。与左邻右舍协调全都。总平面布置的安全要点施工基准——不受高潮位、洪水、地形等影响〔设计图上设备高度为施工基准面以上的高度尺寸。主干道及次干道的设定排水沟的设定原料的接收、生产及产品出厂系统的设计——应充分考虑到利用厂区四周的铁路、大路、船舶等运输工具尤其是处理危急性较大的产品，设计时应留意以下事项：贮罐类应设置较大空间装置地坪应比贮罐地坪高，以防止在发生事故时大量原料及产品流向装置区内。贮罐类及装置不应设置在像火炬那样的危急设备的下风向配管——管线应沿道路配置《石油化工防火设计标准》规定办公室、福利设施——一般都与生产设施分开，设在工厂大门四周设备平面布置原则：依据：装置的工艺及掌握流程图应考虑施工期间的作业性和安全性，例如应留出施工移动吊车、起重机及装置设备的搬运、安装、组装地作业空地。假设与有可燃性物质的装置相邻，考虑施工时焊接动火，应留出足够地距离，便于设置临时防护设施。应考虑装置运转中的操作、修理、检查的作业性和安全性。例如应留出足够的操作、修理、检查的空间，另外还要争论去工作面道路的宽度、头顶空间、楼梯的位置等。假设装置内存在加热炉等火源设备，应争论设备占地内的通风状况，与火源之间的安全距离〔15m以上、防护墙等。应考虑到地形及四周有关设备的布置状况，确保与邻近设备、附属设备之间的作业性及安全性。应考虑提高装置的性能、经济效益等事项，例如合理布置各设备，削减配管、阀门的尺寸从数量。应考虑发生风、水、火等灾难时的作业性和安全性。例如，从防潮方法、浸水高度等作业。应考虑将来扩建装置所需要的空地。22.设备平面布置要点根本形式的选择〕流程线状布置flowlinelaot〕分组布置grouplayot——适用于设备很多的大型装置，特别便于修理。〕架空布置tabletop1ayot——节约占地面积设备的平面布置装置内一般安全事项：1〕重量大的设备设置在地基最好的地方。换热器尽量设在地上。，以免相互碰撞。施工所需要的道路及安装所需要的空间。由于在运转或修理时可能会有化学危急物等流出，所以泵、换热器、塔、槽等设备的15cm设备与设备之间以及这些设备与其他设备之间所铺设的通道的宽度应为0.8m以上。装置内的道路两个方向都是通路，不能有死路，以便在发生火灾时消防车的进出。装置内的设施均应通风良好，不能有滞留气体的地方。管廊的布置：管廊的组成工艺管道公用工程管道仪表管道和电缆管廊的形式管廊的平面布置：以能联系尽量多的设备为宜。管廊的形式管廊的长度：由设备的平面布置打算。设备的数量和尺寸是其主要影响因素。管廊的高度：横穿道路时≥4.5m；下方布置泵时≥3.5m；下方布置换热器时，适当增加标高，可为5.5m。管廊的宽度：由管子数和管径打算，并加肯定余量，一般≤9m，特别状况≤12m。管廊的管道布置原则：大直径管道应靠近管廊柱子布置；小直径、气体管道、公用工程管道布置在管廊中间；工艺管道宜布置在与管廊相连接的设备一侧；工艺管道视其两端所连接的设备管口标高可以布置在上层或下层；需设置“Ⅱ”型补偿器的高温管道，应布置在靠近柱子处，且‘Ⅱ”型补偿器宜集中设置；对于双层管廊，气体管道、热管道、公用工程管道、泄压总管、火炬干管、仪表和管廊上管道设计时，10％－20％裕量。加热炉的布置传递管线最短宜位于常年最小频率风向的下风侧烟囱设置装置的边缘安全距离按《石油化工企业设计防火标准》的规定25.压缩机的布置：露天布置或半露天布置集中，有利于防火、防爆。室内布置——适用于严寒或多风沙地区。26.塔的布置：〔1〕塔的布置要求：塔与进料加热器、非明火加热的重沸器、塔顶冷凝冷却器、回流罐和塔底抽出泵等宜按工艺流程挨次，在不违反“防火标准”的条件下尽可能靠近布置，便于操作治理。应在塔和管廊之间布置管道，在背向管廊的一侧设置检修通道或场地。塔的人孔、手孔应朝向检修区一侧。塔和管廊立柱之间没有布置泵时，塔外壁与管廊立柱之间的距离一般为3~5m小于3m。2.5。两塔之间净距不宜小于2.5m，以便敷设管道和设置平台。塔的布置方式：独立布置——单塔或特别高的塔可承受独立布置。利用塔身设操作平台，供进出人孔、操作、修理仪表及阀门之用。成列布置——有两个或两个以上塔或立式容器时，承受中心线对齐，在塔间设置联合平台，平台间留有缝隙满足塔身的热胀冷缩。成组布置——对构造和大小相像的塔，可承受双排或成三角形布置，这样，可以利用平台将塔联系在一起以提高其稳定性。沿建筑物或框架布置——将塔布置在建筑物或框架的旁边，利用框架提高其稳定性和设置平台、梯子。室内或框架内布置——较小的塔常安装在室内或框架中，平台和管道都支承在建筑物上，冷凝器可装在屋顶上或吊在屋顶梁下，利用位差重力回流。换热器的布置化工厂使用最多的是列管式换热器与再沸器。换热器布置任务——将其布置在适当的位置，打算支座等安装构造、管口方位等。换热器的布置原则：顺应流程和缩短管道长度塔的再沸器及冷凝器应取近塔布置热虹吸式再沸器是直接固定在塔上，承受口对口的直接连接。塔的回流冷凝器要靠近塔、回流罐及回流泵。布置空间受限制：可将长换热器改为短粗换热器换热器常承受成组布置：水平的换热器可以重叠布置，串联的、非串联的一样的或大小不同的换热器都可重叠。为了便于抽取管束，上层换热器不能太高，一般管壳的顶部高度不能大于3.6m，将进出口管改成弯管可降低安装高度。卧式容器的布置卧式容器宜成组布置。成组卧式容器宜按支座根底中心线对齐或按封头切线对齐，卧式容器之间净空可按0.7m考虑。容器下方需设通道时，容器底部配管与地面之间的净空不应小于2.2m；29.泵的布置〔1〕露天布置半露天布置室内布置泵应尽量靠近供料设备，保证良好的吸入条件。室外布置的泵一般在路旁或管廊下面与排出端对着工艺罐。管廊或建筑的跨度由泵的长度与它们本身的要求所打算。30.利用比例模型进展平面布置：I／5001／10001／301／50。31.物料流程图〔PED〕公用物料流程图〔UFD〕工艺管道及仪表流程图〔PID〕32.典型设备工艺安全设计一般安全设计泵为机械运行装置，通常都要有备用;泵的出、入口均需设置切断阀;为了防止离心泵未启动时物料倒流，在其出口处应安装止回阀;为便于止逆阀拆卸前的泄压，止逆阀上方应加装一个泄液阀或者3/4″带闸阀的旁路。压力显示和掌握是泵安全的主要参数，在泵的出口处应安装压力表。入口管道比出口管道的管径通常也大一等级，以有利于安全运行。7)为防止杂物进入泵体损坏叶轮，应在泵吸入口设过滤器要依据泵的实际气蚀余量校核泵入口液体容器的安装高度，以免产生气蚀现象。要用泵的关闭压力校核泵出口设备、仪表及管道等的设计压力，以保证运行安全。气相空间。泵体和泵的切断阀前后的管道都应设置放净阀13)重要场合的备用泵要设置泵自启动(auto-start)置，以保证出口的压力不行太低。气体压送机械：通风机鼓风机往复式旋转式往复式压缩机一般工艺安全设计压缩机进出口一般应设置切断阀，常为电动阀;为削减压缩机间压力降，降低能耗，乙烯装置中裂解气压缩机各段之间，一般不设切断阀;往复式压缩机的间歇吸入和排出，会使气体产生压力脉动。因此，应在压缩机进口和出口处设置缓冲罐，且其位置越接近压缩机管口越好。为防止凝液进入压缩机气缸，必需在各段吸入口前设置吸入罐或分别罐，以除去凝液。入压缩机气缸。设置凝液分别罐，同时安装一个止逆阀。)，最终冷却气缸夹套，以充分冷却。各级冷却器的冷凝液应分别用管道排出，并保证各级排出压力。凝液分别罐至压缩机间的管道应进展保温或伴热。压缩机入口和入口管道上的切断阀之间应设过滤器。离心式压缩机工艺安全设计离心式压缩机是连续排料的，可以不考虑流量波动，压缩机的出入口不需设置缓冲罐。有出口放空阀，且此阀肯定要安装在出口切断阀前的管道上。乙烯装置中的裂解气压缩机注轻质油或注水，防焦并降温。或四段吸入罐底液相至前面各段吸入罐气相出口管道。人体防烫保温一般应适用于60℃及其以上的不保温设备和管道以及下面所列的地区，在此类地区内，操作人员在工作如有疏忽时就会发生触碰：2100mm的高度以内；750mm的距离以内；③在期望热损失的地方，可以设置屏障或防护物以取代人身防烫保温。作为强度，主要是张力强度。作为加工性，主要是焊接问题。设计条件确实定〔1〕最高使用条件由于原料组成、催化剂活性以及操作条件会发生变动等缘由，设计时要选择最苛刻的设计条件〔2〕设计条件确实定对机械的最高工作压力和温度留出肯定的裕量。10%的裕量。39.平面布置的原则有哪些备布置间关系，以便确定尽可能安全经济的布置方案。对于槽类设备，安全经济问题的关键在于设备的直径和长度。确定换热器的尺寸，主要是确定管径和管长。确定换热器的传热面积，是指在允许的传热面积内尽可能的提高流速以增大传热系数，并使换热面积最小。工厂布置的根本模式3在管廊的下面。将各种塔排成一行；槽和换热器类设备布置在框架上；泵、鼓风机类机械设备布置在框架下面。当按以上的挨次布置设备时，抱负的布置格式是：按工艺流程的挨次布置设备。44.最高压力=最大工作压力+流程中工艺系统的附加压力。设备设计压力确实定原则一般确定的压力范围0.1MPa〔G〕≤设计压力≤35MPa；真空度高于2kPa〔200mmH2O〔G设计压力低于0.1MPa〔G；真空度低于2kPa〔200mmH2O〔G。管道水力学的设计管道水力学设计的最终目的：是求得在已有条件下比较合理的管道直径。管径确实定：计算步骤：首先要依据阅历初选流速，初估所需的管道直径；然后依据管道合管道物料性质，选取每段管道的许用压力降，来确定合理的管道直径。配管安全设计所需要的资料：PID图；⑧公构造框架的设计图；⑧配管规格标准；⑨管线特性表等。配管的根本规划:配管的规划要符合其使用的目的和流体的使用条件。48.配套设施与设备化工厂内制造产品的机械设备称为生产设备，除这些而外的设备称为关心设备。49.公用工程做出准确而又严格的安全设计。蒸汽发生装置电力系统供水系统燃料系统冷冻设备压缩空气及惰性气体供给系统50.典型的锅炉形式及特点圆筒式锅炉循环式锅炉火筒烟管式锅炉51.蒸汽平衡表为了确定蒸汽发生设备的负荷，首先要编制蒸汽用量平衡以保证在各种状况下的安全运查统计。辅机的驱动方式：一般主动机为蒸汽透平驱动，辅机为电动。冷冻机的种类：目前使用最多的是压缩式冷冻机，除此之外还使用吸取式冷冻机及其他冷冻机。式、多级式。多元式，而且还可以和吸取式冷冻机组合使用。54.制冷剂所需要的条件：凝固点要低。蒸发潜热要大，蒸汽的比体积要小。热导率要大，黏度要小。无毒性或爆炸性。无腐蚀性。不使润滑油的性能降低。价格要廉价，且简洁获得。制冷过程安全设计分析直接方式载冷剂进展冷冻的间接方式。空气在化工生产过程中主要用于以下的几个方面：①搅拌贮罐内的液体；②压送管线内的液体；③加热炉和反响器等的脱碳或再生；④用作开关气罐阀门的动力源；⑤装置修理时的气体置换、清扫及修理用机械的动力源。57.空气质量掌握有以下几点：①不含尘埃、化学药品、油等杂质的清净空气；②要将水分去除到在用户处不冷凝不蒸发的程度；③只要没有特别要求条件，供给压力最好为0.5-0.7MPa左右。58.供给条件上要满足以下几点：①要清净的空气，特别是在使用含油或无油压缩机时，要去除炭、特氟隆粉末。②使用脱湿装置，要使露点比使用场所的气温低10℃左右。③在调整阀等的操作中，特别是在不需要高压操作时，供给压力一般为3.5-0.7MPa左右。在个别事故中为了防止风源中断有蒸汽透平驱动的压缩机等各种措施。用途：在使用可燃性气体等装置的开车、停车或检修施工时，除了作为置换设备内部的空气或气体为目的的使用之外，还用于简洁氧化的物质的贮罐加压密封和搅拌等。供给方式：①在工厂内设置液氮蒸发器，购人液氮后使其蒸发成氮气；②通过管道从外部供给氮气；③设置惰性气体发生装置，使其产生惰性气体。60.空气压缩机及附属设备在这些压缩机中通常使用的是水冷往复式压缩机力波动的、易于调整流量的离心式压缩机。贮存设备的种类和可行性：争论后，推断贮存设备的可行性。贮存设备容量为了缓冲这种流量变化和沉着处理各局部流程中的故障，要设置贮存设备。1〕原油贮罐产品贮罐罐容量和外形的标准化容量确定为假设干等级，尺寸标准化贮存设备安全布置贮存设备的布置不能单独打算，而必需以工厂总体布置或关心设备总体布置为根底来考虑。确定布局时应留意的根本领项如下：1〕贮气设备的布置，不要与有关消防法令和高压气体治理法令、建筑标准及其他规定相抵触，特别要留意与公用工种区域、治理部门区域的安全距离。2〕原料、半成品、成品贮存设备，大致区分为不同的用途，各自集中到同一地区，布置的结果应使从原料接收到产品出厂的整个流程简洁化。3〕要使贮存设备靠近与接收或出厂相关联的设备，特别是半成品贮罐要优先布置在靠近加工设备的位置。4〕在贮罐的布置中，应当集中到同一防油堤内或同一区域内的有以下几种：一样流体和相同用途的贮罐，一样容量和一样形式的贮罐。具有加热设备、调和设备和气密设备的贮罐，最好集中于各自的设备单元中。5〕贮存流淌点高、黏度高或挥发性流体的设备，要布置在靠近输送泵的位置上。6〕通往贮存设备的来往车辆行驶应规定路线，还要避开上、下行路的穿插以及与其他道路穿插。装卸接收设备典型的设备通常是承受橡胶软管和悬臂式油管化，目前趋向于用橡胶软管作为锚定式浮体的浮沉式管进展装卸。悬臂式油管应具备的条件悬臂式油管的形式 手动的悬臂式油管构造简洁，性能优越。计量：海上出厂的商品量的测定有以下两种方法：在出厂前后对产品贮罐或油轮进展检尺，再查油罐计量表确定的方法；按流量计的累积值加以确定的方法。目前正广泛使用二级变送型定量流量计。66.陆地出厂设备油罐汽车出厂LPG罐汽车、沥青油槽汽车等。陆地出厂系统罐车出厂计量关心设备安全掌握安全掌握对象①间歇过程为主，原则上夜间不运转。②设备力量必需要满足顶峰时的最大量，而且要能适应处理量的增减。④计算精度、产品标准等关系到企业信用的问题。安全掌握方式①由于间歇过程的误操作影响很大，因此大都承受包括联锁装置在内的程序掌握。②高精度的流量检测和掌握。③承受能准确表示精度的数字仪表。④由于仪表掌握对象距离较远，因此需要各种远距离遥控。合理的治理系统。安全装置设计的缘由：缘由引起超负荷、泄漏、超温等，都可能给安全运行带来风险。因此，安全装置的设计对化设置安全阀的场所压力容器换热器加热炉依据阀瓣开启高度与阀流通之比分微起式安全阀全起式安全阀安全阀的安装〔1〕安装要求①安全阀应垂直安装在压力容器液面以上的气相空间或安装在连接压力容器气相空间的管道上。②压力容器与安全阀之间的连接收和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口面积。③压力容器与安全阀之间不宜装设中间截止阀。响声。爆破片安全设计中火灾烘烤或操作失误造成系统压力超过设计压力而发生爆炸事故。爆破片的种类：简洁，安装便利。拱型和开缝式正拱型两种具体形式。③反拱型膜片是在其凸面侧随介质压力膜片丧失稳定拱形在一瞬间翻转失稳而破坏，到达超压泄放的作用。爆破片的设置及选用满足以下状况之一应优先选用爆破片：压力有可能快速上升的；泄放介质含有颗粒、作压力很低或很高时，选用安全阀则其制造比较困难。和生产的场合，设置爆破片。为削减爆破片裂开后