某化工储运公司储罐安全设计1

1课程设计任务书课题名称化工安全课程设计某化工储运公司安全设计院（系）城市建设与安全工程学院专业安全工程姓名学号起讫日期指导教师2目录第1章储罐的设计511甲醇储罐的设计5111甲醇储罐的选型和选材5112甲醇储罐的经济尺寸选择6113甲醇储罐的壁厚设计7114罐底设计11115甲醇储罐的罐顶设计12116甲醇储罐的安全附件1412醋酸储罐的设计18121醋酸储罐的选型和选材18122醋酸储罐经济尺寸的选择21123醋酸储罐的壁厚设计21124醋酸储罐的罐底设计21125醋酸储罐的罐顶设计22126醋酸储罐的安全附件23第2章罐区平面布置2621储罐区平面设计要求2622防火间距的确定26221储罐之间防火间距的确定26222储罐与防火堤之间防火间距的确定2723防火堤和隔堤尺寸的确定28231防火堤长和宽的确定28232防火堤高度确定29233隔堤尺寸的确定2924防火堤和隔堤的基础设计29241防火堤和隔堤的材料选择29242防火堤防火、防腐、防冻涂层要求30243防火堤、隔堤上的通道设置30244防火堤内的地面设计3025公用设施的布置30第3章消防安全设计3431消防通道的具体要求3432消防等级的确定3533灭火剂的选择3534灭火设备的选择3635消防水炮的布置3836消火栓的布置3837消防水池的设计38第4章危险性分析及安全措施4041重大危险源辨识4042危险性分析41421甲醇危险性分析41422醋酸的危险性分析433423甲醇、醋酸罐区危险性分析4443安全措施45431甲醇罐区45432醋酸罐区4844事故树分析法的应用50441甲醇中毒事故树分析50442罐区火灾事故树分析5345安全管理57参考文献594某化工储运公司安全设计摘要本文安全设计首先分析了储罐区内的储存物质的物化和危险特性分析，确定储罐的设计参数，以及材料和型号的选择；其次对储罐上的主要构件、安全装进行了设计；然后对化工品储罐区展开了总平面布置，确定了消防间距、消防通道、消防等级、消防设备等消防问题，并对贮罐区物质危险性进行分析，划分火灾危险等级，设计合理的安全设施来预防事故，设计相应的安全对策和职业危害控制措施，最后制定了安全管理制度和应急救援预案。关键词储罐设计消防平面布置安全措施应急对策1、储罐的设计背景及设计要求本设计背景为某化工企业需建5000甲醇储罐4只，6只4000醋酸储罐，建设3M3M地点位于贮运码头罐区的预留地。另有一层办公室400，检测分析室50，配电33房20，污水处理厂200，3M3泵房20，以及一汽车装卸站。当地最小频率风为西北方。设计要求1、完成工程的平面布置设计绘制总平面布置图，书写设计说明书。2、完成工程的消防安全设计着重消防通道、消防等级确定，灭火剂（及器材）的选型，防雷电、静电措施设计。3、完成工程的安全技术及管理制度设计A、着重于物质危险性分析及安全卫生措施及管理制度设计；B、着重于储罐、管道及其它相关设备危险性分析及安全附件的选择、安全技术措施及管理制度设计；C、工程相关的其它安全技术设计，如开停车、检修维修及泄漏、火灾、爆炸事故的应急处治技术和方案。4、如需增加辅助设施，请自行添加设计内容5、平面布置按照遵循占地面积最小原则5第1章储罐的设计11甲醇储罐的设计111甲醇储罐的选型和选材一、选型1、甲醇的理化性质物质名称甲醇分子式物化特性沸点（）648相对密度（水）079饱和蒸气压（KPA）1333（212熔点978蒸气密度（空气1）111溶解性溶于水、醇、醚等外观与性状无色澄清液体，有刺激性气味，易挥发，易流动。主要用途主要用于制甲醛、香精、染料、医药、防冻剂等。火灾爆炸危险性易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限60365体积闪点（）11引燃温度（）385致死量100200ML危险特性易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触能发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到远的地方，遇明火会引着起回燃。健康危害对中枢神经系统有麻痹作用；对视神经和视网膜有特殊选择作用，引起病变；可致代谢性酸中毒。2、内浮顶罐的性质内浮顶罐是在固定顶罐内部再加上一个浮动顶盖，主要由固定顶罐体、内浮盘、密封装置、通气孔、高低液位报警器等组成。这种罐的浮动顶漂浮在储液面上，浮顶与罐壁之间有一环形空间,环形空间中有密封元件。浮顶与密封元件一起构成了储液面上的覆盖层，随着储液上下浮动,使得罐内的储液与大气完全隔开,不受风雨等外界因素的影响，减少了储液储存过程中的蒸发损耗,减少了大气污染，易于保证贮液的质量和安全。因此，内浮顶罐是降低固定顶贮罐物料蒸发损失最安全、最经济、6最简便的结构形式，现已广泛用于储存汽油、醛类、醇类、酮类、苯类等易燃易爆易挥发的液体化学品。内浮顶罐与固定顶罐比较有以下优点1大量减少蒸发损耗。2由于液面上有浮动顶覆盖,储液与空气隔绝,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污染的液体化学品。3易于将己建成固定顶罐改选为内浮顶罐,并取消呼吸阀,阻火器等附件,投资少,经济效益明显。4因有固定顶能有效防止风砂、雨雪或灰尘污染储液,在各种气候条件下保证储液的质量,有“全天候车储罐”之称。5在密封效果相同的情况下，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显著的隔热效果。因此基于以上优点以甲醇的危险性故选用内浮顶罐为宜，从而增加其安全性。二、选材储罐用材的选择根据储罐的设计温度、物料的特性、钢材的性能和使用限制，在保证储罐各部分安全、可靠的基础上节省投资的原则。甲醇储罐为常温常压下使用，甲醇在常温下对金属腐蚀性极小，甲醇在碳钢中的腐蚀速度为001005MM/A，所以罐体采用Q235A钢制造，其含碳量适中，综合性能最好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合。内浮顶由专业厂家生产制造，一般采用188不锈钢和铝及铝合金材料制成，对比甲醇在两种材料中的腐蚀情况，采用188不锈钢。112甲醇储罐的经济尺寸选择贮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。只有其中的一种尺寸的材料最省，相应投资最省。按材料最省和按费用最省两种计算贮罐的经济尺寸，在不考虑基础和土地费用的情况下，对小型敞口贮罐和封闭贮罐是完全相同的。计算贮罐经济尺寸见表1。7表11贮罐经济尺寸储罐经济尺寸罐壁情况储存形式最省材料经济尺寸最省费用经济尺寸小型敞口储罐RHRH等壁厚小型封闭储罐22不等壁厚大型封闭储罐C13注S1S2,。其中。H为贮罐高度；R为贮罐直径；D为贮罐直径内径；G为材料许用应力；为焊接接头系数；S1为储罐罐顶板厚度；S2为储罐罐底板厚度；C1为贮罐罐壁单位面积平均费用；C2为贮罐罐底单位面积平均费用C3为储罐罐顶单位面积平均费用。从表11可以看出，对大型封闭贮罐，按材料最省的经济尺寸H。这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两倍时，其经济尺寸为H0375D11较为合理。在确定贮罐的设计容积时，贮罐安全高度还应考虑液位的极限波动及消防的要求（贮罐空气泡沫接管到液面之间应留有一定高度，以保证储液面上泡沫覆盖层能有足够厚度）。内浮顶罐的体积公式为VHD2421在充装化工原料和成品是充装系数定位09。利用公式（11）（12）则1）甲醇储罐高度与直径计算结果为D2H0375D30950004D266M，H10M所以甲醇储罐的直径为266M，高为100M。113甲醇储罐的壁厚设计设计参数表128储罐内径266M罐壁高度10M储罐设计温度55；储罐设计压力常压储液密度相对密度0792许用应力157MPA腐蚀裕量2C2MM钢板负偏差1C08MM其他设计参数1）设计压力设计压力是指设定的容器顶部的最高压力。由于甲醇和醋酸的饱和蒸汽压小于常压，设计压力为01MPA。2）设计温度设计温度是指容器正常操作时，在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度，甲醇贮罐工作温度为常温。南京地区气温一般在0到40之间，设计温度要大于其最高温度，取55。3）设计寿命压力容器一般寿命为10到20年，设计为15年。4）腐蚀速率甲醇对碳钢腐蚀性不大，约为001MM/A，醋酸在316L中能形成钝化膜，所以对合金的腐蚀性很小。5）风载荷P225W2250740250420KPA420PA为风压高度变化系数,对于有密集建筑群的大城市，取074W为建罐地区基本风压，根据建筑结构荷载规范，基本风压取值，南京50年一遇风压值为025KN/M3。设计考虑储存液体静压力由上至下逐渐增加，且储罐容积1000立方米，采用不等壁厚。由于甲醇罐直径266M，可以采用定点法计算。由GB503412003产式圆筒钢制焊接油罐设计规范，壁厚计算公式（13）DDHD3094T（14）TT9式中储存介质条件下罐壁板的计算厚度（MM）DT试水条件下罐壁板的计算厚度（MM）T油罐内径（M）D计算液位高度（M），从所计算的那圈壁板底端到罐壁包边角钢顶部的高H度，或到溢流口下沿（有溢流口时）的高度储液相对密度（取储液与水密度之比）设计温度下钢板的许用应力（）DAMP常温下钢板的许用应力T焊接接头系数，取09当标准规定的最低屈服强度大于390时，AMP底圈罐板取085表13钢板许用应力值计算壁厚分别加至各自附加壁厚的较大值。设计每圈板宽2米，共五块板。取C108MM，C220MM从底下开始计数，计算可得第一层973M8029015763249304921）（DHTD10M590891572630430491）（CDHTO第二层8430290157638249304921）（CDHTDM6381）（O第三层703829015763249304921）（CDHTDM8631）（O第四层5380290157634249304921）（CDHTDM8631）（O第五层5380290157634249304921）（CDHTDM8631）（O表14罐壁最小公称厚度11各层圈板厚度为表15圈板厚度MM第一层10第二层9第三层8第四层6第五层6114罐底设计罐底设计的主要依据是对罐底的结构形式、排板、焊接、联接方法和板厚的要求1、排扳罐底的排版形式根据储罐的大小、控制焊接变形等制造工艺因素决定。对于直径大于或等于125M的储罐，罐底外缘受罐壁作用力及边缘力较大，故底板的外周需比中部为厚，宜采用弓形边缘板。如图11所示图11122、罐底扳的厚度根据HG21502292（化工钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列标准）查得，中幅板为7MM，边缘板为9MM。115甲醇储罐的罐顶设计1、内浮顶罐浮盘的选择根据不同材料的性质以135M浮盘为例，按照国家标准GB503412003立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范的要求，在不考虑腐蚀余量的情况下，对其耗材和性能比较。钢浮顶。按照标准要求下盘、上盘及周边钢板选用45MM厚，中间隔板选用25MM厚，整体重量超过为35T。不锈钢浮顶。不锈钢内浮顶适用性好，耐腐蚀，适用于大多数介质。浮顶盖板选用05MM厚，骨架、浮筒用12MM厚，135M浮盘重量约在9T。铝浮顶。铝浮顶耐腐蚀性较好，整体重量轻，制作方便。盖板选用05MM厚铝板，骨架选用2MM厚，浮筒选用17MM厚，135M浮盘重量约在21T。由于重量轻，浮盘运行稳定性好。根据上面的比较，选用铝浮顶的性价比高，经济合理；如必须选用钢浮顶，选用不锈钢材料做内浮顶无论从使用方面，还是价格方面都比选用碳钢浮顶更为合理。内浮盘与罐壁之间的密封通常采用弹性材料密封结构（也叫填料式密封），如图12所示，在内浮顶储罐中，密封间隙通常取为150MM，在采用断面宽度230250MM的软泡沫塑料密封块后，密封力约为200N/M。为消除蒸气空间，弹性块应浸入液面一下2050MM，外层橡胶密封应能在使用环境中经久耐用，且不使储液受到污染和色变。为了防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。13图121罐壁；2密封胶袋（带锯齿）；3固定钩板；4软泡沫塑料密封块；5内浮盘内浮盘的直径为，浮盘板厚为4MM。M261506因此本设计采用PLZ266/5000浮盘型号说明PLZ/PLZ铝制内浮盘储罐内径取266米储罐公称容积取5000立方米內浮顶罐顶中的固定顶设计压力设计内压0内P设计外压（15）外1Q3经计算513，则5130752外P2KMN固定顶单位面积自重1雪压载荷或附加荷载，取其中较大者，且不小于0703Q2KMN我国主要地区50年一遇到雪值地区雪压值地区雪压值北京04济南0314上海02青岛02南京065郑州04浮顶罐的罐壁设计外压（16）00375PWZ3375074040999KPA风压高度变化系数，取074Z建罐地区的基本风压，02KMN内浮顶罐罐壁设计外压（17）025PWZ225074040666KPA公式中意义同上取两者较大值0999KPA我国主要地区50年一遇风压值2KMN地区风压值地区风压值上海055郑州045南京04洛阳04徐州035南通045116甲醇储罐的安全附件1、氮封由于环保的理念并且为减少呼吸损耗，此次设计在内浮盘上加氮封，不采用通气孔的方式，这样能减少油气排放造成的空气污染，结构如图2所示。当储罐液面下降压力降低时，向罐内补充氮气，当储罐液面上升压力增加时，停止补充氮气，同时被压缩的氮气从呼吸阀适量排出，从而始终保持罐内的氮气压力微量正压（压力一般在4001000PA之间）。只有这样才能做到既隔绝空气，又保证储罐不变形。15图13氮封2、呼吸阀呼吸阀使罐内空间与大气隔绝，只有罐内压力达到呼吸阀额定呼出正压时，罐内蒸汽才能排出。呼吸阀安装在储罐罐顶的中心部位用以调节储罐的正压或真空度。GFQ11全天候呼吸阀适用于储存闪点低于28的甲类油品和闪点低于60的乙类油品，如汽油、苯、甲苯、煤油、轻柴油、机油、厚油等油品及性质相同的化工产品储罐，并且耐腐蚀、防静电、耐低温、防冻性能好，结构简单，易检修，安全方便，所以本设计采用GFQ11全天候呼吸阀，结构如图14所示图14GFQ11全天候呼吸阀3、阻火器通过呼吸阀排出的罐内气体，与空气混合后若遇有明火就有产生爆炸和燃烧的可能性，并将危及整个储罐的安全，阻火器能阻止火焰由外部向储罐内混合气体的传播，从而保证储罐的安全。本次设计选用ZGBII石油储罐阻火器，结构如图15所示16图15ZGBII石油储罐阻火器4、高液位报警器可燃液体的储罐除设置液位计外,还应设高液位报警器（如图16所示），防止过量充液造成灾害性事故。1挡板条；2引流接管；3液位继电器图16高液位报警器5、静电引出线储罐在装油、卸油或调和时，在油面上会聚集大量静电荷，这些静电荷若不除掉，将会在内浮顶灌与罐之间产生电位差，容易引起火花。为保证安全，至少安装二组静电导线。6、导向防转装置导向管可以兼作量液管，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。7、防雷和防静电接地17对于爆炸危险场所,储罐应按规范要求做防雷和防静电接地设计。钢制储罐的防雷接地装置可兼作防静电接地用。其主要作用是使浮顶和储罐保持相等的电位，防止静电的危害，保证储罐安全运转。8、水喷淋装置如果储存的仅是可燃液体的话，按道理来讲，选用浮顶罐本身就是为减少储罐火灾几率和火灾危险程度而考虑的，因为一旦起火，也只在浮顶与罐壁间的密封装置处燃烧，火势不大，易于扑灭，且大大减低油气损耗和对大气的污染。但甲醇是剧毒、高易燃性（闪点低，只有1222C）、极易挥发、易爆的危险品，所以才考虑加氮封，但费用较高，另外，甲醇具有较强的挥发性，温度愈高，挥发性愈强，故设一个夏季水喷淋冷却设施，以减少物料损失，并保证安全。但是由于夏季温度较高，甲醇储罐需安装水喷淋系统，夏季防日晒喷淋冷却的用水量供给强度为3LMINM2。设计只需考虑使冷却水沿着罐壁均匀地流下，淋湿罐壁，控制罐壁温升即可此装置安装在罐的高度的1/3的位置处。水喷淋个数的计算根据化工设备设计全书P47页，淋水管的洒水孔径不小于4MM，以防止水垢、灰尘堵塞洒水管。淋水环形管的洒水孔的个数按下列公式定（18）2122067D1NPQ式中N洒水孔数D洒水孔径,取4MMQ所需淋水量流量系数，取06膨胀系数，取10水的单位体积质量，13MKG洒水孔内外面的压差，MPA2P由规范查得洒水量，则Q252661020892IN5LMINL即Q2089IKG18由公式（18）得N个530110667289412且水雾喷头的雾化角的雾化角为120度9、人孔人孔主要在检修和清除液渣时进入储罐。人孔的公称压力可按储液密度和高度来选择，公称直径一般有DN500、DN600、DN750三种。人孔安装于罐壁第一圈壁板上，其中心距罐底约750MM。本储罐选用DN600的人孔10、管道与阀门在甲醇罐区的管道安全设计时,工艺物料管道应符合下列基本要求（1采用无缝管道,管道之间除必须用法兰或螺纹连接外,其余均应采用焊接（2管道应架空或沿地面敷设。必须采用管沟敷设时,应采取措施防止物料在管沟内积聚,并在进、出罐群及建构筑物处密封隔离,管沟内的污水应经水封井排入污水管网3管道不得穿越与其无关的建构筑物的上方或地下。4进、出储罐的主管道根部宜设双重阀门。11、盘梯盘梯具有占地面积小、用料省的特点。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。12、储罐的进出料开口进料口一般开在储罐壁的下部，出料口一般开在储罐底部，位置一般高于排净口一般采用接管法兰与泵或其它设备连接。13、温度计温度计距罐底13M，为了保证温度计的准确性，温度计应设置在远离加热的地方，二者水平距离不得小于2M。温度计应设置在距罐底13M处。12醋酸储罐的设计121醋酸储罐的选型和选材1、选型191、醋酸的理化性质物质名称醋酸分子式性状无色透明液体，有刺激性酸臭。相对密度（水1）105相对密度（空气1）207比重1049熔点）167沸点）1181辛醇/水分配系数值031017饱和蒸气压（KPA）152（20）燃烧热（KJ/MOL）8737折射率207临界温度）3216临界压力（MPA）578溶解性溶于水、醚、甘油不溶于二硫化碳理化性质最小点火能（MJ）062稳定性稳定燃烧性易燃聚合危害不聚合闪点）39引燃温度）463禁忌物碱类、强氧化剂爆炸极限40170燃烧（分解）产物一氧化碳、二氧化碳易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与铬酸、过氧化钠、硝酸或其他氧化剂接触，有引起爆炸的危险。具有腐蚀性。危险特性吸入本品蒸气对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼镜有强烈刺激作用。212根据石油化工储运系统罐区设计规范醋酸储罐的选用固定顶储罐固定顶储罐按形似可分为，锥顶储罐，拱顶储罐，伞形储罐，网壳顶储罐。拱顶储罐拱顶储罐的罐顶是一种接近于球形形状的一部分。其结构一般只有自支撑拱顶一种，自支撑拱顶有可分为无加强肋拱顶（容量小于1000立方米），有加强肋拱顶（容量100020000立方米）。有加强肋拱顶由46MM薄钢板和加强肋，以及由拱形架和薄钢版构成。自支撑拱顶的荷载靠拱顶板周边支撑与罐壁上。拱顶R0812D。如图17所示20图17二、选材醋酸是用途最广、最重要的有机酸，也是腐蚀性最强的有机物质之一。醋酸对钢铁的腐蚀严重,生产和使用醋酸的设备一般需要采用价格较高的有色金属和合金。不锈钢在醋酸工业中用途广泛含钼的超低碳铬镍不锈钢316型对醋酸的耐腐蚀最好,也能抗孔蚀，适合于稀醋酸蒸气，以及高温和高于大气压力环境中，也适于一切浓度的醋酸溶液；普通不锈钢比含钼钢耐腐蚀性要差一些。高合金不锈钢在沸点以下一切浓度的醋酸、和热醋酸蒸气中的腐蚀都很轻微，在高温和高浓下比普通不锈钢耐腐蚀性强。因为价格高,通常只使用于高温、高浓醋酸或产品要求高纯度,或者还含有硫酸或其它腐蚀介质等苛刻的环境中。根据以上分析,对于大容积的醋酸储罐应采用含钼不锈钢022CR17NI12MO2（316L）。同时根据耐腐蚀性的情况分析,在常温和纯工业醋酸介质操作工况条件下，如醋酸储存、输送管线、设备和储罐等，采用316L就能完全满足设备和管道的耐腐蚀要求。特殊要求由于冰醋酸闪点为43,熔点为167，而且冰醋酸具有一定的挥发性,能够散发出有刺激性酸臭气味,因而冰醋酸液体储罐在工艺设计上有其特殊的要求1储罐的罐顶应设呼吸阀,主要用于降低常压液体固定顶罐内的挥发性液体蒸气损耗,并用来保护储罐免受超压或真空破坏,还有助于减少有气味的气体向外散发。呼吸阀的上游和通气管上应设阻火器。2储罐应设消防用喷淋冷却水系统,罐体和物料管道应设防静电接地。3较高凝固点的液体应设加热器间接加热,并设置隔热层。4储罐顶部设置氮封系统,使储罐内维持一定的压力正压,防止储罐内物料与外界气体接触。21122醋酸储罐经济尺寸的选择根据公式（11）和（12）及充装系数为09，则醋酸罐罐高度与直径计算结果为D2H0375D30940004D247M，H93M123醋酸储罐的壁厚设计设计参数表16储罐内径247M储罐高度93M设计温度55设计压力常压相对密度105许用应力117MPA钢板的负偏差08MM1C钢板的腐蚀余量02C按照计算甲醇的壁厚计算方法利用公式（13）及（14）带入设计参数可得醋酸罐壁壁厚（MM）表17第一层第二层第三层第四层第五层129866（注醋酸贮罐151000M3甲B、乙类075D06D丙A类04D丙B类2M5M04D08M注1、表中D为相邻较大罐的直径，单罐容积大于1000M3的储罐取直径或高度的较大值；2、可燃液体的低压储罐，其防火间距按固定顶罐考虑所以，本次设计中甲醇罐组内相邻储罐的防火间距为04D，醋酸罐组内相邻储罐的防火间距为06D。根据石油化工企业设计防火规范GB501602008第6210条“两排立式储罐的间距应符合表628的规定，且不应小于5M；两排直径小于5M的立式储罐及卧式储罐的间距不应小于3M。”本次设计中，该罐区有4台容积为5000M3大型甲醇储罐和6台容积为4000M3大型醋酸储罐。甲醇储罐采用的大型立式内浮顶低温常压储罐，规格为公称D266M，罐高H10M，且甲醇属于甲B类液体，根据规定甲醇储罐之间的防火间距L1为L104D1064M因此为方便建设及保证符合防火间距要求，甲醇储罐之间的防火间距取为12M，两排立式储罐之间的间距为12M。醋酸储罐采用的大型立式固定顶低温常压储罐，规格为公称D247M，罐高H93M，且醋酸属于乙A类液体，根据规定醋酸储罐之间的防火间距L2为L206D1482M因此为方便建设及保证符合防火间距要求，醋酸储罐之间的防火间距取为15M，两排立式储罐之间的间距为15M。222储罐与防火堤之间防火间距的确定根据石油化工企业设计防火规范GB501602008本次安全设计的防火堤的有效容积5000M3。28本次设计中应在甲醇和醋酸罐组之间设置隔堤1，每两列醋酸罐组之间设置隔堤2，隔堤1内的有效容积500M3，隔堤2内的有效容积400M3。本次设计中储罐至防火堤内堤脚线的距离为05H。经设计计算，因为我们采用的是大型立式内浮顶罐和立式固定顶罐，规格分别为D1266M,H110M，D2247M，H293M，甲醇为甲B类液体，醋酸为乙A类液体，根据规定，贮罐至防火堤内堤脚线的距离分别为5M和465M，为了方便建设及保证符合贮罐至内堤脚线的距离要求，距离统一取为5M。储罐与防火堤内脚线的位置关系5M5M图21同时将罐区用隔堤分成三个区域，储罐至隔堤的距离与储罐至防火堤内堤脚线的距离相同，均为5M。23防火堤和隔堤尺寸的确定231防火堤长和宽的确定综合考虑用地最小原则，保证防火堤内坡基脚线至立式罐的距离为5M，甲醇贮罐间防火间距为04D12M，醋酸贮罐间防火间距为06D15M，贮罐布置不超过两排，最小频率风，可得防火堤所围成的形状为平行四边形，较长的边长为L2651M，较短的边长为W1038M，为了增加防火堤的强度、刚度及稳定性等指标，对于墙的厚度采用300的墙体,所以取防火堤长2654M，宽1041M，（以防火堤中心线为基准）圆整为26610529232防火堤高度确定设防火堤高度为H，罐组内单罐最大容积为V，防火堤内的面积为平行四边形长105M、宽188MA0，其有效面积为A1，贮罐占地面积为A2。忽略隔墙、支座、防护墙的体积，则防火堤的有效容积为A1H，且A1HV，即2214650DLW（22）计算得H06M按照要求在实际计算中加02M，得H08M因为立式储罐防火堤的高度应为计算高度加02M，但不应低于10M所以，防火堤的高度为1M。233隔堤尺寸的确定本次安全设计的隔堤为甲醇储罐与醋酸储罐之间和每两列醋酸储罐之间，综合考虑用地最小原则，保证防火堤内坡基脚线至立式罐的距离为5M，甲醇贮罐间防火间距为04D12M，醋酸贮罐间防火间距为06D15M，可得隔堤的总长度为1042M，隔堤的厚度采用300MM的墙体。根据石油化工企业设计防火规范GB501602008，隔堤的高度不得低于05M，隔堤内的有效容积必须大于等于最大储罐容积的10。所以，计算可得隔堤的高度H05M。24防火堤和隔堤的基础设计241防火堤和隔堤的材料选择防火堤基础为条形砖基础,由于防火堤基础埋深不宜小于05M。那么本贮罐区设定防火堤的地基埋深H08M,砖基础所需的台阶数以4阶为宜，则N4，那么，基础台阶一侧宽B460240MM024M则，相应的基础台阶总高度H1204（次）480（MM）则基础底面宽度BB2B032024078M根据储罐区防火堤设计规范GB503512005要求，本贮罐区防火堤和30隔堤采用混凝土防火堤。242防火堤防火、防腐、防冻涂层要求依据储罐区防火堤设计规范第425条“防火涂层的抗压强度不应低于15MPA，与混凝土的粘结强度不应小于015MPA耐火等级不应小于2H，冻融实验15次强度五变化。”“防火涂层应乃雨水冲刷并能适应潮湿工作环境。”所以据此，防火堤堤身内侧作防腐蚀处理，并采取在堤内侧培土或喷涂隔热防火涂料和防冷冻涂层等保护措施。243防火堤、隔堤上的通道设置根据石油化工企业设计防火规范GB501602008第6217条中第6点“在防火堤的不同方位上应设置人行台阶或坡道，同一方位上两相邻人行台阶或坡道之间距离不宜大于60M；隔堤应设置人行台阶。”示意图如下防火堤5M5M60M隔堤人行台阶图22244防火堤内的地面设计根据储罐区防火堤设计规范第336条1“防火堤、防护墙内的地面设计，应符合下列规定”“储存酸、碱等腐蚀性介质的储罐组内的地面应作防腐蚀处理。”3125公用设施的布置根据石油化工企业设计防火规范GB501602008汽车装卸站的布置将汽车装卸站设计在环形消防道外侧，靠近厂区边缘的主干道和后门，方便车辆出入。水泵房的布置消防水泵房宜与生活或生产水泵房合建，其耐火等级不应低于二级，其距离防火堤的距离只要保证在距离泵房最近的贮罐发生火灾时泵房正常运转即可，在这里把泵房设置在在消防车道的外侧，与消防车道的防火间距取20M。消防水池的布置本贮罐区设置有一个消防水池，设置在罐区的东侧，与消防水泵房的间距8M。容积为800M3,长为20M，宽为20M，地下深度为1M，地面高度为1M。配电房的布置根据规定配电房应设在全年最小频率放的下风向，且应尽量靠近用电量较大的设备附近，并且宜设在围墙附近，综合以上考虑故将配电站设置在水泵房一侧且靠近厂区公路边缘。排水设施的布置根据石油库设计规范石油化工企业设计防火规范防火堤设计规范相关内容总结1“沿无培土的防火堤内侧修建排水沟时，沟壁的外侧与防火堤内堤脚线的距离不应小于05M；”2“沟内应有防渗漏的措施。沿防护墙修建排水沟时，沟壁的外侧与防护墙内堤脚线的距离不应小于05M。防火堤内应设置集水设施。”3“连接集水设施的雨水排放管道应从防火堤内设计地面以下通出堤外，并应设置安全可靠的截油排水装置。”所以本次设计中排水沟距离防洪堤间距为05M，沿着各个防火分区的内堤脚线并汇交于或排水井，水封井用作集水设施。事故存液池的布置事故存液池与防火堤一样，主要作用是事故时将油品及其事故污水有效地阻拦，防止其遍地流淌扩散，起到安全和环保两方面使命安全上有效地防止事故扩散，环保上有效防止污染扩大。根据国家标准石油化工企业设计防火规范GB501602008第6218条事故存液池的设置应符合下列规定1设有事故存液池的罐组应设导液管（沟），使溢漏液体能顺利地流出罐组并自流入存液池内；322事故存液池距防火堤的距离不应小于7M；消防事故存液池应该是最大拱顶罐的容量（只有浮顶罐时为最大罐容量的1/2）1次消防水量最大雨水量。Q400070021024800M33本次设计将事故存液池布置在罐组的东侧，消防道路的外侧，容积为4800，长为40M，宽为40M，地下深度为3M。表22储罐区内装置设计间距汇总表宽8M；转弯半径12M；净空高5M与主干道有两处相接与防火堤外脚线间距10M环形消防通道修建材料混凝土罐间距12M；筒高10M；直径266M；有效容积5000M3甲醇罐与防火堤间距5M；罐与隔堤间距5M罐间距15M；筒高93M；直径247M；有效容积4000M3储罐醋酸罐与防火堤间距5M；罐与隔堤间距5M长2651M修整到266M；宽1178M修整到120M；高10M形状梯形；上宽02M；下宽05M耐压强度未知砌体材料钢筋混凝土涂层防腐、防冻涂层基础埋深05M地面坡度05向四周；地面应做防腐处理防火堤人行通道16处，同一边上两处相距60M共两处，高度05M隔堤强度、形状、材料、人行通道等同防火堤排水设施距防火堤内脚线间距05M的排水沟汇集与排水井事故存液池距防火堤的距离大于等于7M，容积为4800M3,长40M，宽40M，地下深度为3M33消防等级严重危险性表521可知（1）配电室与甲B、乙A类液体罐组的防火间距最少为25M；（2）办公室与甲B、乙A类液体罐组的防火间距最少为25M，（3）检测分析室与甲B、乙A类液体罐组的防火间距最少为25M；表4212可知（1）汽车装卸站与浮顶、内浮顶罐的防火间距最少为15M；与甲B、乙类固定顶罐的防火间距最少为20M（2）罐区甲、乙类泵房与浮顶、内浮顶罐的距离最少为12M；与甲B、乙类固定顶罐的防火间距最少为15M（3）污水处理厂与浮顶、内浮顶罐的距离最少为15M；与甲B、乙类固定顶罐的防火间距最少为20M（4）汽车装卸站与罐区甲、乙类泵房的距离最少为10M；（5）汽车装卸站与污水处理厂的距离最少为20M。由表429可知甲、乙类液体储罐与厂内主要道路路边的防火间距不应小于15M。根据消防给水及消火栓系统技术规范消防水池取水口与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40M。具体布置表21建筑物与储罐的安全距离汇总表周围建筑物泵房配电房检测分析室办公室污水处理厂汽车装卸站消防水池消防道路甲醇1225252515154015与储罐的防火间距醋酸1525252520204015附1、汽车装卸站与罐区甲、乙类泵房的安全间距为10M，与污水处理厂的安全间距为20M，2、事故存液池距防火堤的安全间距为7M，3、污水处理厂与配电室、化验室、办公室的安全间距为15M具体布置见附件图（二）34第3章消防安全设计31消防通道的具体要求11根据建筑设计防火规范GB500162006第6076011条对于消防通道的要求“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”1“储量大于表607规定的堆场，储罐区，宜设置环形消防车道。”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。”4“环形消防车道至少应有两处与其它车道连通。”所以本次设计中采用环形消防车道，并与主干道相接。5“供消防车取水的天然水源和消防水池应设置消防车道。”所以本次设计中将消防水池设计在消防道路的一侧。6“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。”所以本次设计中消防道路的建构为混凝土。根据石油化工企业设计防火规范GB501602008第434436条对于消防通道的规定“装置或联合装置、液化烃罐组、总容积大于或等于120000M3的可燃液体罐组、总容积大于或等于120000M3的两个或两个以上可燃液体罐组应设环形消防车道。消防车道的路面宽度不应小于6M，路面内缘转弯半径不宜小于12M，路面上净空高度不应低于5M。”所以本次设计环形消防道路宽为8M，转弯半径为12M并两处与主干道相连接。“防火堤外坡基脚线至消防车道的间距宜为5M，至其他建构筑物不应小于10M，或执行其他规范另有规定的较大值。”所以设计环形消防通道与防火堤间距为5M是符合安全标准，并经济的。所以本次设计为环绕贮罐的环形混凝土消防通道，并且宽为8M，保证转弯半径35为12M，保证路面净空高为5M，距离防火堤5M。32消防等级的确定根据建筑灭火器配置设计规范“工业建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其生产、使用、贮存物品的火灾危险性、可燃物数量、火灾蔓延速度以及扑救难易程度等因素，划分为以下三级”1“严重危险级火灾危险性大，可燃物多，起火后蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失的场所；”2“中危险级火灾危险性较大，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所；”3“轻危险级火灾危险性较小，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。工业建筑灭火器配置场所的危险等级举例见本规范附录二。”附录二工业建筑灭火器配置场所的危险等级举例节选“甲、乙类液体贮罐、桶装堆场”所以根据甲醇属于甲类，醋酸属于乙A类火灾危险性可燃液体，按照法规规定及附B录举例，应判定该设计贮罐区为严重危险级。由规定B类火灾指甲、乙、丙类液体，如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、丙酮等燃烧的火灾。所以若该储罐区着火，为B类火灾。33灭火剂的选择依据建筑灭火器配置设计规范第302条“扑救B类火灾应选用干粉、泡沫、卤代烷、二氧化碳型灭火器，扑救极性溶剂B类火灾不得选用化学泡沫灭火器。”被广泛用于石油化工企业的灭火剂有多种类型，包括水、泡沫、卤代烷、二氧化碳、干粉等。由于抗溶性泡沫灭火剂是由微生物多糖、碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂、防腐剂、助剂等组成。抗溶性泡沫属于凝胶型合成泡沫，具有良好的触变性能，并具有对输液管道不受限制，供给强度大，灭火迅速，贮存稳定，腐蚀性低等优点，用于扑救醇、酯、醚、酮、醛、胺、有机酸等可燃极性溶剂火灾，根据要求选用36S/AR6型抗溶泡沫灭火剂，其主要灭火机理是通过泡沫的遮断作用,将燃烧液体与空气隔离而实现灭火。34灭火设备的选择固定式低倍数泡沫灭火系统依据石油化工企业设计防火规范87低倍数泡沫灭火系统871可能发生可燃液体火灾的场所宜采用低倍数泡沫灭火系统。872下列场所应采用固定式泡沫灭火系统1甲、乙类和闪点等于或小于90的丙类可燃液体的固定顶罐及浮盘为易熔材料的内浮顶罐2甲、乙类和闪点等于或小于90的丙类可燃液体的浮顶罐及浮盘为非易熔材料的内浮顶罐单罐容积等于或大于50000M3的非水溶性可燃液体储罐；因此对于甲醇和醋酸储罐的消防设施主要采用固定式低倍数泡沫灭火系统，系统采用手动控制第212条“对水溶性甲、乙、丙类液体，必须选用抗溶性泡沫液。”第222条储罐区泡沫灭火系统的选择，应符合下列要求二、水溶性甲、乙、丙类液体的固定顶储罐，应选用液上喷射泡沫灭火系统或半液下喷射泡沫灭火系统；三、甲、乙、丙类液体的外浮顶和内浮顶储罐应选用液上喷射泡沫灭火系统；因此对甲醇和醋酸罐区,应选择液上喷射泡沫灭火系统,且泡沫液应具有抗溶性。低倍数是指发泡倍数不大于20的灭火泡沫，固定式泡沫灭火是由固定的泡沫消防泵、泡沫比例混合器、泡沫产生装置和管道组成的灭火系统。泡沫剂选用S/AR6型泡沫灭火剂由甲、乙类液体固定式泡沫混合液供给强度为6（L/MINM），连续供给时间为240MIN第314条设置固定式泡沫灭火系统的储罐区，应在其防火堤外设置用于扑救37液体流散火灾的辅助泡沫枪，其数量及其泡沫混合液连续供给时间，不应小于表314的规定。每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240LMIN。储罐直径在2333M之间需要配备2个泡沫枪，泡沫混合液流量240L/MIN，连续供给时间20MIN第311条泡沫混合液设计用量的确定应符合下列要求一、泡沫灭火系统扑救储罐区一次火灾的泡沫混合液设计用量，应按式3111计算，并应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定M1A1R1T1NQFTV（31L1）式中M1扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量（L）；A1单个储罐的保护面积（M2）；R1泡沫混合液供给强度（LMINM2）；T1泡沫混合液连续供给时间（MIN）；N计算储罐的辅助泡沫枪数量；QF每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量（LMIN）；T泡沫枪的混合液连续供给时间（MIN）；V系统管道内泡沫混合液剩余量（L）。储罐的保护面积按S计算24DM55564022402030143M13用水量为QM94135M1第319条储罐区固定式泡沫灭火系统宜具备半固定系统功能。当泡沫混合液管道在防火堤外环状布置时，利用环状管道上设置泡沫消火栓就能实现半固定系统功能，当火灾初期，可用泡沫枪连接消火栓进行灭火。综上，选择以S/AR6型泡沫为灭火剂的固定式低倍数泡沫灭火系统，泡沫混合液供给强度为6（L/MINM），连续供给时间为40MIN，扑救一次火灾的泡沫混合液设计用2量143M。同时每个储罐配置两个泡沫混合液流量240L/MIN，连续供给时间20MIN的泡338沫枪，用于火灾初期或辅助灭火。35消防水炮的布置依据石油化工企业设计防火规范第861条“甲、乙类可燃气体、可燃液体设备的高大构架和设备群应设置水炮保护。”第862条“固定式水炮的布置应根据水炮的设计流量和有效射程确定其保护范围。消防水炮距被保护对象不宜小于15M。”消防炮的布置应能使消防炮射流完全覆盖被保护场所及被保护物，且应满足灭火强度及冷却强度的要求。所以，由于此工厂甲醇储罐及醋酸储罐皆属于大型储罐，使消防炮的射流受到阻挡，因此设置消防炮塔，为最大限度地利用消防水炮的有效射程，塔高设计为与储罐等高，即10M。于罐区的四角处以及东西侧的中间距离储罐15M的位置，距防火堤外脚线2M。选择较常用的PP48型水炮，其工作压力48MPA，流量48L/S，有效射程60M，俯仰角度1580该罐区，显然，消防水炮虽然具有远距离、大面积冷却或灭火的特点，但并不能安全覆盖整个罐区。因此，需与其它消防措施互相补充。另外，用于罐区灭火的消防车配备移动消防水炮。36消火栓的布置由低倍数泡沫灭火系统设计规范（GB5015192）第318条采用固定式泡沫灭火系统的储罐区，应沿防火堤外侧均匀布置泡沫消火栓。泡沫消火栓的间距不应大于6OM，且设置数量不宜少于4个。依据石油化工企业设计防火规范第856条“消火栓的保护半径不应超过120M。”第855条“消火栓距路面边不宜大于5M；距建筑物外墙不宜小于5M。”因此在防火堤外设置8个型号为PSS10065X2的泡沫消火栓，工作压力为16MP第831“当消防用水由工厂水源直接供给时，工厂给水管网的进水管不应少于2条。”所以该工厂设有两条进水管。3937消防水池的设计根据建规0824条,甲、乙、丙类液体储罐区的消防用水量,应按灭火用水量和冷却用水量之和计算。其中,灭火用水量应按罐区内最大罐配置泡沫的用水量和泡沫管枪配置泡沫的用水量之和确定,并应按5低倍数泡沫灭火系统设计规范6GB5015192,2000年有关规定计算储罐区的冷却用水量,应按一次灭火最大需水量计算。距着火罐罐壁15倍直径范围内的相邻储罐应进行冷却,其冷却水的供应范围和供给强度不应小于表1的规定。表31“建规”规定的冷却水供给范围和强度固定式储罐供给范围供给强度L/SM着火罐立式罐卧式罐罐周长罐表面积0501相邻罐立式罐卧式罐1/2罐周长1/2罐表面积0501注1地上储罐的高度超过15M时,宜采用固定式冷却水设备。2当相邻罐超过4只时,冷却用水量可按4只计算。罐区最大单罐贮量为5000M3（26610M），总贮量为46000M3、5000M3贮罐四个，4000M3贮罐六个24793M按建规0826条,甲、乙、丙类液体储罐冷却水延续时间,应符合下列要求浮顶罐、地下和半地下固定顶立式罐、覆土储罐和直径不超过20M的地上固定顶立式罐,其冷却水延续时间按4H计算。1着火罐冷却用水量供给范围,罐周长314M10供给强度05L/SM,冷却用水量31405157L/S。2相邻罐冷却用水量相邻罐共有3只,供给范围,罐周长一半0510157M,供给强度05L/SM,冷却用水量3157052355L/S。3总冷却用水L/S）4一次灭火用水量Q392543600/10005652M。23总消防用水量冷却用水量配置泡沫用水量40QQQ56521357002M123考虑到消防水池，容积为800M。水池长20M，宽20M，地下深度为1M，地面高度为31M。依据石油化工企业设计防火规范第845条“控制阀应设在防火堤外，并距被保护罐壁不宜小于15M。控制阀后及储罐上设置的消防冷却水管道应采用镀锌钢管。”所以将控制阀设在消防水池处，冷却水管道采用镀锌钢管。表32消防设计汇总表名称相应设计灭火剂S/AR6型泡沫灭火剂灭火系统固定式低倍数泡沫灭火系统、每个储罐配置2个泡沫枪位置罐区四角及东西侧中间距防火堤外2M；高度10M型号PP48；工作压力48MPA消防水炮流量48L/S；有效射程60M；俯仰角150800八个泡沫消火栓；位置罐区正南、正北各2个，东西各3个型号PSS10065X2；工作压力16MPA消火栓进出口径100MM；由两条输水管网供水容积800M3消防水池输水管为镀锌钢管第4章危险性分析及安全措施41重大危险源辨识根据中华人民共和国国家标准重大危险源辨识表41易燃物质名称及临界量序号类别物质名称临界量（T）41生产场所储存场所1闪点小于28的液体甲醇220228闪点60液体醋酸10100单元内存在的危险物品为多品种时，按下式计算，若满足下式（41），则为重大危险源1212,1,M3M3TT1583251043512010NNQQQQQQ式中为每种危险物质实际存在量式中为各对应的物质生产场所或储存区的临界量甲醇密度，醋酸密度得，甲醇质量，醋酸质量M25根据上表，所以，此混合单元为重大危险源。42危险性分析421甲醇危险性分析1甲醇性质甲醇别名木酒精，无色透明，高挥发度，易燃