5000m3×10沥青储罐区防安全设计方案

1 500010 沥青储罐区防安全设计 第 1章 绪论 计项目概述 化工安全设计课程设计是安全工程专业基础课程教学的综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实践的桥梁，是使学生体会工程实际问题复杂性的重要尝试。通过化工安全设计的课程设计，要求学生能够运用相关课程的基本知识，独立思考、活学活用，在规定的时间内完成给定的化工安全设计任务，从而加强对化学工业企业安全生产过程的深化和整体认识。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工安全设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通 过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、积极主动和高度负责的学习和工作作风。 课程设计的要求高于平时的作业，是对整个课程及相关知识的一个综合运用。设计要求学生自己查取相关资料、确定设计方案、通过计算选择工艺，并对自己的选择做出论证和校核，经过分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养提高学生独立思考和工作能力的有益实践。 通过课程设计，应该训练学生提高以下几个方面的能力： （ 1）根据课程设计的题目，熟悉物料，设计系统；查阅文献资料、收集有关数据、正确选用公式 。当缺乏必要数据时，尚需自己通过实验测定或到生产现场进行实际查证。 （ 2）在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定设计方案，进行选择、布置，并提出保证过程正常、安全运行所需要的手段和措施，同时还要考虑火灾爆炸事故发生后的有效处理措施？。 （ 3）用精炼的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。 （ 4）绘制相关图纸。有关图形的绘制必须采用 制；图表插入要合适、清晰。 （ 5）规范撰写设计报告。 第 1 章 绪论 2 2 程设计的目的和要求 50000 沥青储罐区防安全设计 2. 设计内容 1) 根据国家相关规范，结合罐区的防火间距，合理确定罐区的形状、大小、面积等客观情况，进行总平面布置的设计； 2) 根据储存的条件，对储罐进行选材、型号、安装方式及安全附件（安全阀、避雷针、静电接地等）的设计； 3) 防火堤的安全设计； 4) 针对沥青储罐的特点，精心储罐保温加热系统级储罐搅拌器的设计； 5) 进行罐区消防系统的设计； 6) 进行储罐区物质危险性分析及储运过程危险性分析，划分火灾危险等级； 7) 安全管理对策措施。 程设计内容 1) 熟悉相关设计规范； 2) 查阅有关书籍、手册、 文献资 料，了解目前沥青储存的状况，比较各种储存方式的优劣，选择合适的储存方式和容器； 3) 确定总平面布置及防火间距，绘制总平面布置图； 4) 根据所选的储存容器的种类，进行罐体的基本设计，查阅相关的手册确定罐体的材料、结构、型号及安全附件的选型； 5) 针对设计出来的罐区，进行消防系统的设计，包括消防通道、消防等级的确定、灭火剂（灭火器材）的选型、防雷电静电措施设计等； 6) 完成工程的安全技术及管理制度设计。 沥青的概述及储存工艺条件 青的概述 沥青 以完全溶于二硫化碳的天然的或火成的或天然的与火成的烃类混合物南京工业大学本科生课程设计 3 为主要成分的黑色液体、半固体或固体物质。不溶于水。主要成分是沥青质和树脂。沥青质不溶于低沸点烷烃，却能被低沸点烷烃沉淀。关于其理化特性可见下表。 表 1理 化特性 : 无资料 熔点 ( ): 无资料 沸点 ( ): 1000 B、乙类 2m 5m 注： 1. 表中 罐容积大于 1000 2. 储存不同类别液体的或不同型式的相邻储罐的防火间距应采用本表规定的较大值； 3. 现有浅盘式内浮顶罐的防火间距同固定顶罐； 4. 可燃液体的低压储罐，其防火间距按固定顶罐考虑； 5. 储存丙 浮顶罐，其防火间距大于 15取 15m。 两排立式储罐的间距应符合表 3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。 由上文中确定的沥青 为丙 B 类，且储罐直径大于 5m， 可确定沥青储罐间防火间距为 5m。 立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半。因为由上文确定选用的沥青储罐壁高 以可设定沥青储罐至防火堤内堤脚线的距离为 7m。 根据石油库设计规范 0074确定油泵房、水泵房、装卸台、配电间最低耐火等级分别为三级、三级、三级、二级。再由 建筑设计防火规范 ，可确定本设计中沥青储罐区距离配电房距离为 50m、距离控制室办公区 25m、距离导热油房 25m、距离泵房 25m，距装卸台 25m，消防水池距离罐区 42m。 表 3沥青储罐区的防火间距 名称 沥青储罐 防火堤 控制室办公区 导热油房 泵房 消防水池 配电房 装卸台 沥青储罐（区） 5m 7m 25m 25m 25m 42m 50m 25m 火堤及隔堤的安全设计 根据石油化工企业设计防火规范 沥青储罐区应该设防第 3 章 沥青储罐区平面布置 18 18 火堤和隔堤以防止液体外漏和火灾蔓延 ，对于 防火堤及隔堤的设计应满足下列规范要求： 1. 防火堤及隔堤应能承受所容纳液体的静压，且不应渗漏； 2. 立式储罐防火堤的高度应为计算高度 加 不应低于 堤内设计地坪标高为准），且不宜高于 堤外 3 3. 立式储罐组内隔堤的高度不应低于 4. 管道穿堤处应采用不燃烧材料严密封闭； 5. 在防火堤内雨水沟穿堤处应采取防止可燃液体流出堤外的措施； 6. 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。 火堤的选型与构造 一、选型 防火堤、防护墙的设计，应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 。根据储罐区防火堤设计规范防火堤的选择符合下列规定： （ 1） 土筑防火堤在占地、土质等条件能满足需要的地区选用。 （ 2） 钢筋混凝土防火堤，一般地区均可采用。在用地紧张地区、大型油罐区及储存大宗化学品的罐区可优先选用。 （ 3） 浆砌毛石防火堤在抗震设防烈度不大于 6 度且地质条件较好、不宜造成基础不均匀沉降的地区可优先选用。 （ 4） 砖砌块防火堤和夹芯式中心填土砖、砖块防火堤，一般地区均可采用。 （ 5） 防护墙宜采用砌体结构。 （ 6） 防火堤（土堤除外）应该采取在堤内侧培土或喷涂隔热防火涂料等保护措施。 综合考虑选择采用钢筋混凝土防火堤。 南京工业大学本科生课程设计 19 二、构造 防火 堤的构造满足下列要求： 1. 防火堤堤身必须密实、不渗漏。 2. 防火堤、防护墙埋置深度应根据工程地质、建筑材料、冻土深度和稳定性计算等因素确定为 3. 防火堤及防火墙变形缝的设置规定：变形缝的间距根据建筑材料、气候特点和地质条件按有关结构设计规范确定；变形缝缝宽设置为 35内填充硅酸盐类无机防火填料。 4. 防水堤内培土应符合下列规定：防火堤内侧培土高度与堤同高；培土顶面宽度 300土应分层压实，坡面应拍实，压实系数 土表面应作面层，面层应能有效的防止雨水冲刷、杂草生长和小动物破坏，面层可采用砖或 预制混凝土块铺砌在南方四季常青地区，可用高度 150 5. 防火堤内侧喷涂隔热防火涂料选择 膨胀型混凝土防火涂料。性能见表 3 钢筋混凝土防火堤的构造应符合下列规定： 堤身及基础地板的厚度应由强度计稳定性计算确定为 200 受力钢筋应由强度计算确定不能够满足下列要求：钢筋混凝土防火堤应双向配筋，竖向钢筋直径 12平钢筋直径 10筋间距 200向钢筋的保护层厚度 30础地板受力钢筋的保护层厚度（有垫层） 40身的配筋率 表 3防火涂料性能 粘结强度 /涂层厚度 /6 干密度 / /03 耐火极限 /h 水性 经 24h 试验后，涂层不开裂、起层、脱落 耐碱性 经 24h 试验后，涂层不开裂、起层、脱落 耐冷热循环试验 经 15 次试验后，涂层不开裂、起层、脱落、变色 第 3 章 沥青储罐区平面布置 20 20 火堤参数设计 根据储罐区防火堤设计规范 0351 固定顶沥青 罐组防火堤内有效容积应不应小于罐组内一个最大罐的容量。沥青储罐组的防火堤内侧高度不应小于 1.0 m，且外侧高度不大于 组隔堤高度宜为 取隔堤高度 1h 为 根据平面布置图与 石油化工企业设计防火规范 验证 13 （ 3 l 3 l =3l = V=m m ，符合规范标准，故取隔堤高度为 油罐组防火堤有效容积应按下式计算 : H 31 2 3 4 - V V + V + V ) m（(3式中： （ 3m )； 2m )； 设计液面高度 (m)； 1V - 防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积 ( 3m )； 2V 3m )； 3V 防火堤中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( 3m )； 4 V 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南京工业大学本科生课程设计 21 ( 3m )。 图 3防火堤有效容积计算示意 由总平面布置图可知： V=5000 3m ， 322 (3式中 2l 3 由总布置图图可知 r=2l =3l = A m 。 21 m（ 3 12 9m(3 222 1323 (3式中 1d ， 1d = 3V =m 1324 4 (3式中 2d 1h 管道类体积较小可以忽略。 3 第 3 章 沥青储罐区平面布置 22 22 根据 储罐区防火堤设计规范 0351规定，隔堤厚度取 100上文可知 2d =1h = 3V m 。 综合上述公式和数据，可得到据 石油化工企业设计防火规范 规定， 不应低于 堤内设计地坪标高为准），且不宜高于 堤外3 设定防火堤高度为 防设计 防车道设计 根据建筑设计防火规范 2006 ,可燃液体罐区内，任何储罐的中心距至少两条消防车道的距离均不应大于 120m，对于 50000 沥青储罐区这种丙类液体储罐区的消防车道设置应符合下列规定： （ 1） 储量大于表 3罐区，宜设置环形消防车道。 （ 2） 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）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） 供消防车取水的天然水源和消防水池应设置消防车道。 （ 5） 消防车道的净宽度和净空高度均不应小于 消防车停留的空地，其坡度不宜大于 3%。 （ 6） 环形消防车道至少应有两处与其它车道连通。 （ 7） 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。消防车道可利用交通道路，但应满足消防车通行与停靠的要求。 表 3堆 场 、 储 罐 区 的 储 量 名称 棉、麻、毛、化纤 (t) 稻草、麦秸、芦苇 (t) 木材(甲、乙、丙类液体储罐 (液化石油 气储罐 (可燃气体储罐 (储 量 1000 5000 5000 1500 500 30000 南京工业大学本科生课程设计 23 根据以上规定沥青储罐区的容积是 50000于 1500设置环形消防车道。 再由 石油化工企业设计防火规范 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， 则本 罐区消防车道和储罐中心的距离设定为 27m，路面内缘转弯半径 为 20m， 消防车道宽度设置为 8m。 防用水规范要求 根据 石油化工企业设计防火规范 沥青罐区的消防用水量计算应符合下列要求： 1. 应按火灾时消防用水量最大的罐组计算，其水量应为配置泡沫混合液用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和； 2. 距着火罐罐壁 3. 当 邻近立式储罐 超过 3个时，冷却水量可按 3个罐的消防用水量计算。 对于沥青储罐应设消防冷却水系统 ，其供水范围、供水强度和设置方式应符合下列规定： 1. 供水范围、供水强度不应小于表 3 2. 润滑油罐可采用移动式消防冷却水系统； 3. 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。 4. 直径大于 20h 表 3防冷却水的供水范围和供水强度 项目 供水范围 供水强度 附注 移动式水枪冷却 着火罐 固定顶罐 罐周全长 sm 浮顶罐、内浮顶罐 罐周全长 sm 注 1、 2 邻近罐 罐周全长 sm 固定式冷却 着火罐 固定顶罐 罐壁表面积 浮顶罐、内浮顶罐 罐壁表面积 1、 2 邻近罐 罐壁表面 积的 1/2 与着火罐相同 注 3 注： 1. 浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐按固定顶罐计算； 2. 浅盘式内浮顶罐按固定顶罐计算； 3. 按实际冷却面积计算，但不得小于罐壁表面积的 1/2。 第 3 章 沥青储罐区平面布置 24 24 因为沥青消防危险性较低，类似润滑油，所以沥青储罐区可采用移动式冷却水系统。又因为 两储罐相距 5m，则距离储罐壁 有 3个 储罐，所以冷却水量按 3个罐子算。 防用水计算内容 一、冷却用水量计算 着火罐冷却水用水量 冷却着火罐用水量，可按下式计算： 1 (3式中 1Q m; s。 D=q=0.8 ,则 1Q =。 邻近罐冷却用水量 冷却邻近罐用水量，可按下式计算： 2 （ 3 式中 2Q D m; q 数量 , 个。 D=q=0.7 ,N=3 则 2Q =。 冷却用水总量 冷却延续时间 21 （ 3 南京工业大学本科生课程设计 25 延续时间 为 21600s，则 Q=4663872L=m 。 二、配置泡沫混合液用水量计算 扑救油罐火灾 , 不仅需要大量的冷却用水 , 而且需要大量的灭火设备和灭火剂。根据低倍数泡沫灭火系统设计规范 ，沥青储罐采用液上喷射泡沫灭火系统， 直径大于 18 m 的固定顶储罐发生火灾时，罐顶一般只撕开一条口子，全掀的案例很少。泡沫炮难以将泡沫施加到储罐内 。则 不宜采用泡沫枪、泡沫炮为主要灭火设施，再由第 选用泡沫喷淋系统，但是现在企业工厂罐区根据经济最优原则一般不选用，并且对于沥青火灾，泡沫喷淋系统作用时间不长，灭火功效不理想，所以可采用移动式泡沫灭火系统。 混合液量 =供混合液强度燃烧面积供液时间 泡沫液量一混合比混合液量 采用 6泡沫液，一次进攻按 5 算，扑救丙类液体火灾的泡沫液量，可以用下式计算： 泡沫Q=0 06 5 A 5= 5 丙类液体火灾泡沫混合液供给强度，单位为 L ，参见表 3 A 油品燃烧面积，单位为 ， 那么所需要水量可按下式计算： 水Q=0 94 5 A 5=24A 为保证多次进攻顺利进行，一般准备一次进攻所用泡沫液量的 6倍，即 30 由低倍数泡沫灭火系统设计规范第 沥青储罐泡沫喷淋最大保护面积为储罐的横截面面积。 对于非水溶性的丙类液体 的 固定顶储罐液上喷射泡沫灭火 系统的泡沫混合液供给强度及连续供给时间，应符合 下表要求 ： 第 3 章 沥青储罐区平面布置 26 26 表 3泡沫混合液供给强度和连续供给时间 泡沫液种类 供给强度 连续供给时间（ （ L 甲乙类液体 丙类液体 蛋白 氟蛋白、水成膜 、成膜氟蛋白 0 45 30 30 综合上述条件可知， 241 =则水Q=m 。 再综合冷却用水量，可算出该沥青 储罐区消防用水量为 m 。 防水池 关于储罐区的消防水源问题，沥青储罐区设定为由消防水池供给。 根据石油化工企业设计防火规范中 厂水源直接供给不能满足消防用水量、水压和火灾延续时间内消防用水总量要求时，应建消防水池（罐），并应符合下列规定： （ 1）水池（罐）的容量，应满 足火灾延续时间内消防用水总量的要求。当发生火灾能保证向水池（罐）连续补水时，其容量可减去火灾延续时间内的补充水量； （ 2）水池（罐）的总容量大于 1000，应分隔成两个，并设带切断阀的连通管； （ 3）水池（罐）的补水时间，不宜超过 48h； （ 4）当消防水池（罐）与生活或生产水池（罐）合建时，应有消防用水不作他用的措施； （ 5）寒冷地区应设防冻措施； （ 6）消防水池（罐）应设液位检测、高低液位报警及自动补水设施。 再根据施洪昌的可燃液体贮罐区消防设计见解可燃液体贮罐区的消防冷却水泵的泡沫泵应采用 自灌式进水。为了达到自灌式进水，同时为了施工方便，降低工程造价，通过对多个工程的技术经济比较，消防水池宜建成半地下式的钢筋混凝土水池，一般是地上一半左右，地下一半左右。 南京工业大学本科生课程设计 27 根据建筑设计防火规范 防水池的保护半径不应大于 150m。 由于消防用水量为 m 1000 3m ， 所以需 设置两 个消防水池 ， 并设带切断阀的连 通管。消防水池距储罐距离为 42m，每个消防水池，长 30m，宽30m， 地上 下 防给水管道及消防栓设计 一、消防水管道 对于消防给水管道应环状布置，并应符合下列规定： 1. 环状管道的进水管不应少于两条； 2. 环状管道应用阀门分成若干独立管段，每段消火栓的数量不宜超过 5个； 3. 当某个环段发生事故时，独立的消防给水管道的其余环段应能满足 100%的消防用水量的要求；与生产、生活合用的消防给水管道应能满足 100%的消防用水 和 70%的生产、生活用水的总量的要求； 4. 生产、 生活用水量应按 70%最大小时用水量计算；消防用水量应按最大秒流量计算； 沥青储罐罐区的消防给水干管应采用独立供水管道且流速不大于 3.5 对于管道的管径，可由上文中消防水池容积以及规范中流速小于 s，充水时小于 48h 规定，取消防水池独立供水管道为 管 m ，所以进水管可使用 二、消火栓 消火栓的设置应符合下列规定： 1. 宜选用地上式消火栓； 2. 消火栓宜沿道路敷设； 3. 消火栓距路面边不宜大 于 5m；距建筑物外墙不宜小于 5m； 4. 地上式消火栓距城市型道路路边不宜小于 公路型双车道路肩边不宜小于 第 3 章 沥青储罐区平面布置 28 28 5. 地上式消火栓的大口径出水口应面向道路。当其设置场所有可能受到车辆冲撞时，应在其周围设置防护设施； 消火栓的数量及位置，应按其保护半径及被保护对象的消防用水量等综 合计算确定，并应符合下列规定： 1. 消火栓的保护半径不应超过 120m； 2. 高压消防给水管道上消火栓的出水量应根据管道内的水压及消火栓出口要求的水压计算确定，低压消防给水管道上公称直径为 1001505L/s、 30L/s。 罐区及工艺装置区的消火栓应在其四周道路边设置，消火栓的间距不宜超过60m。当装置内设有消防道路时，应在道路边设置消火栓。距被保护对象 15 综合上述要求规范，取保护半径为 120m，每个消火栓间距为 60m，根据室外消火栓设计规范取沥青储罐区的消火栓给水管出水量 30L/s，由上文消防冷却水用量最大罐 1Q =则 每个罐子 需要 2个消火栓， 则该沥青罐区需设 20个消火栓， 沿罐区外围线分布 ,详见附录 1。 火器材的选择 根据 建筑灭火器配置设计规范 规范可确定沥青储罐危险等级为中危险级，火灾种 类为 B 类火灾。再由第 可确定沥青火灾选用泡沫灭火器。由石油化工企业设计防火规范 ：地上储罐按防火堤内面积每 400 配置一个手提式灭火器，每个储罐配置数量不超过 3 个。防火堤内面积为 9079 ，因而每个储罐可配置 3 个泡沫灭火器。 对于灭火器是设置要求应满足下列要求： 灭火器应设置在明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。 灭火器应设置稳固，其铭牌必须朝外。 手提式灭火器宜设置在挂钩、托架上或灭火器箱内，其顶部离地面高度应小于 部离地面高度不宜小于 灭火器不应设置在潮湿或强腐蚀性的地点，当必须设置时，应有相应的保护措施。设置在室外的灭火器，应有保护措施 南京工业大学本科生课程设计 29 灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。 区防雷、防静电设计 区防雷设计 储罐区做为一个整体，堵塞所有的雷击入侵渠道，实行分区和等电位连接的原则，在工程实施中按规范执行，才能起到全面的保护效果 根据石油天然气工程设计防火规范 条可确定沥青储罐可不设避雷针、线，当应设防感应雷接地 。其他的应该满足下列要求： 1. 钢储罐防雷接地引下线不应少于 2 根， 并应沿罐周均匀或对称布置，其间距不宜大于 30m。 2. 防雷接地装置冲击接地电阻不应大于 10，当钢罐仅做防感应雷接地时，冲击接地电阻不应大于 30。 根据以上规范设计制定防雷措施为：不装设避雷针（线），但必须设防感应雷接地，每个储罐设防雷接地线 2 根，对称分布在油罐两侧，接地电阻 10。，冲击接地电阻 设定为 20。 电防护措施 在化工行业中，静电能引发火灾爆炸事故，造成损失。危险化学品储罐区可燃液体的装卸、输送、调合、采样、检尺、测温及设备清洗等各种环节可能会有产生静电，并静电积聚、放电造成火灾。 沥青 罐区属于有 爆炸、火灾危险 性的 场所 ，对 可能产生静电危险的设备和管道，均应采取防静电措施 。 消除静电的主要途径有两条；一是创造条件加速静电泄漏或中和；二是控制工艺过程，限制静电的产生。针对沥青储罐区的特点，静电的预防主要包括以下几个方面。 （一）静电接地 接地是消除静电灾害最简单、最常用的方法，主要用来消除导体上的静电。为了防止静电火花造成事故。 第 3 章 沥青储罐区平面布置 30 30 （ 1） 储罐内的各金属构件，尤其是金属浮体如果接地不良，容易形成孤立导体。当带有静电荷的危险化学品注入储罐时，它将收集聚电荷，对地形成电位，在一定的条件下，极易发生火花放 电而导致危害。 （ 2） 金属取样器及检尺工具必须可靠接地，也是为了防止形成孤立导体。操作平台上设置的接地端子应避开罐体呼吸阀。在取样器端也可使用焊接。接地线的安装是在作业开始前进行，作业结束后方可拆除。作业过程中最好使用具有防静电性能的材料制成的工具。 （ 3） 在罐体对应两点处接地，接地点沿外围的距离应取 20m，接地点不装在进液口附近。 （ 4） 沥青其电阻率一般在 1011 m 以上，属静电非导体。带电体上电荷的消散需要一个相当长的时间 (称为逸散时间 )，因此当罐壁使用防腐涂料时，只要涂料的电阻率小于被储介质的电阻率就不会妨碍电荷的逸 散。 （二）增湿 提高空气中相对湿度有利于消除现场存在的静电。提高空气中相对湿度就是提高空气中水蒸气的饱和程度，在物体表面会吸收或吸附一定的水分，从而降低了物体表面的电阻系数，有利于静电电荷导入大地。当然，用增加空气湿度消除静电也有其局限性，它应以不损害人员健康、不损坏设备和危险化学品品的质量为原则。在实施增湿消除静电时，一般相对湿度在 70%左右，静电积累会很快减少。 （三）添加抗静电剂 抗静电剂具有较好的导电性或较强的吸湿性。因此，在容易产生静电的高绝缘材料中，加入抗静电剂之后，能降低材料的体积 电阻或表面电阻，加速静电泄漏，消除静电危险。 (四）工艺控制法 当储罐输入沥青和输出沥青的时候，控制沥青的输送流速是减少静电电荷产生的一个有效方法。 在容器内灌注时，应防止产生液体飞溅和剧烈搅拌现象，应从底部装卸危险化学品或将危险化学品管延伸至接近容器的底部。 （五） 消除静电产生的附加源 南京工业大学本科生课程设计 31 沥青含水通过压缩空气时，静电的发生量将增大。沥青的灌装和输出要避免危险化学品与水，空气混合以及不同危险化学品相混合。 （六）消除人体静电 第 4 章 危险有害因素分析 32 32 人体静电的消除，可以利用接地、穿防静电鞋、防静电服等具体措施，减少静 电在人体上的积累。在储罐区，应穿防静电鞋，其电阻必须在（ 10 ） （ 1810 ）之间，还应穿防静电工作服，戴手套、帽子。穿防静电鞋时，必须考虑所穿袜子的导电性能，应穿可导电的防静电袜，以保障人体的静电能顺利通过防静电鞋导入地下，同时也要注意不能在防静电鞋的鞋底贴绝缘胶片。 在工作中，尽量不做与人体带电有关的事情。在有静电的危险场所巡检不得携带与工 作无关的金属物品。上罐前必须采用人体触摸接地的方式进行人体放电。 （七）管道的连接 储罐区输送管道较多，必须做好防静电措施。接卸管道必须用防静电软管。夹层内衬金属丝的塑料软管是普通加强塑料软管，并不是防静电软管。需用专门防静电软管，管内金属丝要检测是否贯通，同时与金属管要良好接触。装车鹤管的转动节头应加装跨接线，跨接线一般用不小于 8毫米的圆钢焊接或用扁金属以螺栓压紧。活动的接地或跨接软线应采用铜线。 （八）注意接卸环节 对于橡胶、塑料等绝缘材料的输料管，应在管道表面缠金属丝，并接地。用夹钳（类似电池夹子） 连接的临时接地，要注意没有油漆、树脂、油脂污染。连接点要离开装料口、卸料口等有可燃蒸汽的地方。 总之，沥青储存企业需重视储罐区的防静电工作，加强对员工的防静电安全知识培训，正确运用预防和减弱静电危害的措施，才能保障储罐区的安全，减少事故发生和财产的损失。 第 4章 危险有害因素分析 青储罐区物质危险性分析 根据 危险化学品重大危险源辩识（ 易燃物质名称及临界量表，本储罐区涉及的物料改性沥青、导热油均不属于危险化学品，且其闪点均远大于 60 ，故上述物料均不在重大危险源辨识范围内， 因此该项目生产、南京工业大学本科生课程设计 33 储存物料的状态未构成重大危险源。 沥青储罐区主要设施介绍 ： 该罐区包括储罐、泵站、装车台、导热油房、系统管道及配套的供水、供电、通信、供汽、供风、消防、污水处理等公用设施。 料固有危险性分析 各类物料的危险特性见下表 4 表 4各物料的危险特性 物质名称 状态 存在部位 危险特性 闪点 / 火灾危险性 职业性接触 毒物危害程度 沥青 液体 沥青储罐 易燃性 B 热油 液体 导热油炉系统 易燃性 190208 丙 B 青 表 4沥青的物性数据 性状 黑色液体，半固体或固体 闪点 引燃温度 485 密度 相对密度 (水 =1)青的危险性概述 ： 1. 危险性类别 :（石化规火险分级）丙 B 类； （建筑规）丙 1类 2. 燃爆危险：可燃，其粉体或蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物。 3. 健康危害：沥青及其烟气对皮肤粘膜具有刺激性，有光毒作用和致肿瘤作用。我国三种主要沥青的毒性：煤焦沥青 页岩沥青 石油沥青，前二者有致癌性。沥青的 主要皮肤损害有：光毒性皮炎，皮损限于面、颈部等暴露部分 ;黑变病，皮损常对称分布于暴露部位，呈片状，呈褐 褐黑色 ;职业性痤疮 ;疣状赘生物及事故引起的热烧伤。此外，尚有头昏、头胀，头痛、胸闷、乏力、恶心、食欲不振等全身症状和眼、鼻、咽部的刺激症状。侵入途径：吸入、食入。 4. 环境危害：对环境有害。 第 4 章 危险有害因素分析 34 34 热油 表 4热油的物性数据 性状 淡黄色透明、粘稠可燃液体，有一定的挥发性 闪点 190208 引燃温度 320 密度 热油的危险性概述 1 导热油又称传热油， 正规名称为热载体油（ 4016， 也称热导油，热煤油等。是一种热量的传递介质，由于其具有加热均匀，调温控制温准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，近年来被广泛应用于各种场合，而且其用途和用量越来越多。成分为芳烃，一般芳烃含量99%。 2 燃爆危险：可燃，其粉体或蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物 3 健康危害：长期或持续接触皮肤而不适当清洗，可能会导致油脂性粉刺 /毛囊炎等疾病。皮肤接触、吸入或进入眼睛均可能引起刺激性反应。用过的导热油在使用过程中累积有害杂质，可能存在损 害健康及环境的风险。 运过程危险性分析 沥青储罐区的 主要危险 区域、危险源及危险类别 分布 如下表 4 4青储罐区的主要危险区域、危险源及危险类别分布表 序号 危险区域 主要危险源 主要危险、危害 1 储运装卸单元 沥青储罐、沥青泵、输油管线、栈桥等 火灾爆炸、灼烫、毒害、机械伤害、噪声、高处坠落等 2 导热油炉加热单元 导热油炉系统及配套设施 火灾、腐蚀伤害、灼烫、机械伤害、噪声、高处坠落等 南京工业大学本科生课程设计 35 3 公用工程单元 办公及生产辅助配套设施、锅炉系统、厂内道路等 火灾、灼烫、电气伤害、物体打击、机械伤害、车辆伤害等 运装卸系统危险性分析 1）储罐区的沥青为可燃物质，储罐可能因材质缺陷、腐蚀严重、应力变形、焊接质量差、密封不良、操作不当等原因发生物料泄漏，管输系统中的各类阀门可能因材质缺陷或垫片破碎从而发生泄漏，遇火源或高热物体均可发生火灾，甚至爆炸事故。 2）沥青中含有少量轻组分烃类物质，储罐内长期受导热油加温，可能造成轻烃组分从沥青中逸出形成气相并在储罐上层聚集，而储罐顶部设有呼吸阀，若呼吸阀堵塞从而导致轻烃气相无法挥发，其浓度在储罐上层达到混合爆炸极限时，在设备强度 薄弱处发生爆裂后轻烃组分溢出，遇火源或高热物体引发火灾爆炸事故。 3）储罐采用全面加热，在罐底设置 U 型列管式换热器，罐内用循环导热油对沥青进行间接加热保温。如遇停电事故或导热油加热系统出现故障从而中断导热油循环伴热，由此可能造成沥青下层在靠近罐底层受热保持液态，而沥青上层由于局部及环境温度而呈凝固或半凝固状态，下层物料受热膨胀、体积增大，但受到上层凝固态沥青阻碍其形变，从而造成下层罐体横向承压，长期作用可能造成罐体破裂而导致物料泄漏。 4）在进行物料装卸作业时，操作人员违反操作规程或擅自离岗，导致物料漫溢； 检修作业时动火制度执行不严格、安全措施不完善、系统吹扫或置换不彻底等违章行为均可能引发火灾爆炸事故；作业人员在罐区等火灾爆炸危险区私自动用明火或使用非防爆性工具，如遇到以上物料泄漏情况均可能发生火灾，甚至爆炸事故。 5）从事沥青生产及装卸的操作人员，长期接触可能出现慢性皮炎、油疹、中毒性黑皮症等，同时可引起鼻炎、咽炎、支气管炎等病症。 第 4 章 危险有害因素分析 36 36 热油炉系统危险性分析 以 天然气 为燃料 、 导热油为介质，利用循环油泵，强制导热油进行液相循环，将热能输送给用热设备后，再返回加热炉重新加热。 但 由于设计、制造、使用 中的问题，以及管理水平较低， 常发生事故。 一、 导热油体变质 导热油炉热稳定性和氧化 稳定 性是评价导热油的两个重要指标，使用过程中会发生氧化反应和热裂解反应。液相强制循环热载体炉最容易发生热载体过早变质问题，甚至仅使用一两年就变质老化，不仅造成重大经济损失，还会导致锅炉受热面过热、爆管，进而引起火灾。造成导热油变质的原因如下： 局部过热发生热裂解。导热油超过其规定的最高使用温度便会局部过热，产生热分解和缩聚，析出碳，闪点下降，颜色变深，粘度增大，残碳含量升高，传热效率下降，结焦老化。 (2)使粘度增加，不仅降低介质的使用寿命，而且造成系统酸性腐蚀，影响安全运行。导热油的氧化速度与温度有关，在 70 以下，氧化不明显，超过 100时，随着温度的升高，导热油氧化速度加快，并迅速失效。 导热油使用多年后，由于受热分解、碳聚合形成炉管结焦，使管内径缩小而造成导热油流量降低，循环泵克服的阻力增大，严重时会导致堵塞炉管；另一方面生成的大分子缩合物使导热油的粘度增高，炉管结焦，热阻增大会导致炉管寿命降低。 二、 鼓包、爆管引起火灾 导热油在储存、运输或运行维护中，可能会不慎 混入水分、杂质等 ， 当导热油工作温度达到一定高度时，会引起喷油并着火，或者水分受热汽化产生高压，引起设备超压爆炸。另外，如果导热油中残炭含量超标，导热油在加热运行过程中会发生化学变化，生成少量高聚物，同时会因局部过热生成焦炭，这些高聚合物和残炭不溶于导热油，会悬浮在油中，运行中这些物质可能沉积在锅筒底部而过热鼓包，或沉积在管壁上而过热爆管。 某些 企业采取提高出口温度的办法保证供热量，结果使出口温度接近甚至超过热载体的最高允许使用温度，从而加重用热设备内部的结焦、结垢程度，使散热器传热效率更低，形成恶性循环，直 到炉管爆破。另外，过低流速会造成受热南京工业大学本科生课程设计 37 面的大部或局部管内壁温度高于允许油膜温度，从而缩短导热油的正常使用寿命，导致过热引起鼓包、爆管。出口温度超高，流速过低。 三、 循环泵不配套 导热油系统采用的循环泵小，导致导热油流速出降低，影响传热。再者，循环泵的磨损造成理论的泵输送量的降低，也减少导热油的循环速度。 四、 停电时处理不当引起火灾 导热油锅炉在正常使用时，如果突然停电，循环油泵停止工作，炉膛内 燃料继续燃烧，使锅炉油温度持续升高。如果油温上升太快，就会在短时间内造成导热油局部温度超高而结焦，致使过热爆管，引起火灾。 五、 安全附件缺无、不齐、失灵 据以调查， 某些厂家生产的导热油 炉 未 按规定安装安全阀、液面计、自动保护装置，或已经按规定安装安全附件，但 未 定期检验和检查，处于失灵状态，由此 引发 泄漏火灾和爆炸事故。 用工程危险有害因素分析 1）装置的电气设备可能因接地设施的不良、失效，电器线路绝缘损坏，电气线路短路，照明不符合防爆要求等，可引起电气设施 起 火；若遇泄漏扩散的可燃 液体或逸散的可燃轻烃气体 时，可造成火灾爆炸事故 。 2）流量、液面 、压力 等工艺参数的仪表指示失灵，可能导致等操作失控，设备损坏，物料溢出等后果， 可能会引起火灾爆炸 。 3）装置因电力系统及电气故障发生意外停电时，会导致系统工艺操作失控，可引起火灾爆炸事故 。 4）若 储罐 区内防雷电设施或接地损坏、失效，易遭受雷击，产生火灾爆炸、设备损坏，人员触电伤害等事故 。 5）缺乏用电安全知识，违章用电；作业人员违章操作、不慎接触电源；作业时未戴绝缘手套、绝缘靴或保护设施绝缘性能降低，都会引起触电伤害事故 。 6）操作人员在操作各供配电设施时，存在电击伤害，电弧灼伤和设备短路损坏等危险 。 第 4 章 危险有害因素分析 38 38 7）人员在操作、检修各供配电设施、各类机泵时，如出现设备破损，保护装置失灵或电缆绝 缘损坏漏电等现象，存在着触电伤亡、电弧灼伤、电器短路、造成装置停电事故等危害。 然灾害因素分析 （一） 高低气温影响 操作人员在高温环境中工作，容易造成 中暑 ，使注意力不集中，作业失误率增多 ；在低温环境中工作亦可能造成冻伤或手脚操作不便， 这些因素都可能导致事故的发生。 如循环水系统管线埋深小于该地区冻土深度，且未作保温处理，那么在冬季可能由于温度过低而造成水管冻裂，从而影响正常生产。 （二） 强风影响 大风天气可能毁坏电力系统和设施，造成设备突发断电和电气线路短路，引起设备、电器损坏事故 。 （三） 雷暴天气影响 雷击能破坏 建筑物和设备，并可能导致事故的发生。 （四） 地震影响 一旦发生地震、可能造成 可燃物料 外泄，引发失火、爆炸 ；厂房及周边构筑物垮塌造成作业人员伤亡。 尽管自然灾害为小概率事件，但往往难以预测和 具有不可 抗拒 性 ，自然灾害偶然发生会使人措手不及 、 造成设备损坏 人员伤亡， 酿成事故。 它危险有害因素分析 一、 道路及运输 厂内道路布置不合理，道路宽度不够， 未 设置消防通道或环形通道，消防通道和疏散通道堵塞或占用， 生产区域 采用沥青地面等均会影响厂内运输安全、消防和人员疏散。 二、 高处坠落和物体打击 1）装置 操作平台距地面高度 均大于 2m， 储罐 高度超过 10m，如防护栏杆，平台的扶梯制作不规范，防滑、防跌落措施不到位或在上设备进行检修防护措施南京工业大学本科生课程设计 39 不到位，作业人员安全意识不强，有可能发生高空坠落伤害事故 。 2）若进行设备检修、房屋清扫等登高作业，其作业高度一般都在 2m 以上，若未做好防护措施或防护失效，均可能造成人员坠落造成伤害。 三、 腐蚀伤害 在生产 和储存 过程中，各种腐蚀介质，严重的腐蚀着机械、设备、管路、阀门和垫片，填料，致使设备壁厚减薄，强度下降，设备、管路、阀门泄漏，物料外溢会造成 火灾、 中毒等事故的发生，电气、仪表等设备，会因腐蚀而导致 绝缘破坏，接触不良，致使电气、仪表失灵发生各种事故。 腐蚀性介质对 罐区 建筑、设备基础、各种构架、道路及地沟等均会造成严重腐蚀。致使厂房倒塌，设备基础下陷，构架、管道变形开裂威胁安全生产。 大气腐蚀是一种电化学腐蚀。显露在大气中的金属设备表面，由于环境水分蒸发，常有一层冷凝水，在这一薄层冷凝水形成同时，一些气 体（大气中 ）溶 进去，形成可导电的溶液（电解质溶液），金属和介质之间发生氧化还原反应，使金属遭到破坏。 青储罐区危险有害因素辨识汇总 表 4沥青 储罐区危险有害因素辨识汇总 序号 识 别 对象 危害因素 事故或危害后果 严重度 可能性 1 沥青罐 在带料罐体或附件上动电气焊或其他明火 引起火灾 重大 极少 雷电击中罐体，防雷设施失效 引起火灾 重大 极少 罐体、附件本体或密封损坏，热沥青喷出；沥青泄露且遇火