毕业设计（论文）-石油生产消防安全隐患及防护.doc

摘要本设计是针对石油生产项目而进行的防火安全设计。通过对石油生产过程的了解，根据生产原料及产品的性质，进行生产设计，再根据生产过程。根据分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别来设计。主要建筑物以及它们之间的防火间距，然后对其进行区域规划和总平面布置。了解石油生产工艺过程，分析确定过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别为了有效预防和控制火灾与爆炸灾害，必须认真掌握火灾与爆炸灾害的发生、发展和蔓延规律，以及灾害的控制技术与方法, 对安全管理方面制定了必要的措施, 以通过技术和管理的创新来石油装置安全生产的可靠性。关键词：火灾危险性；耐火等级；防火间距；灭火器ABSTRACTThis design is designed for high performance pigments project for fire safety design. Through the understanding of the production process. according to the nature of the production of raw materials and products for production design, again according to the production process, set up factories in the workshop. Based on the analysis to determine the production and storage sites to design the fire danger of category. Main buildings and the fire separation between them, and then to the regional planning and general layout. Understand the production process, in the analysis process, the main danger and each link of production and storage sites of fire danger category. Key words: fire risk; Fire resistance rating; Fire prevention spacing; Fire extinguisher.目 录摘要11 前言11第一章石油生产区域选择21.1 石油生产区间划分41.2 生产区41.2.1 仓储设施51.2.2 生活区和附属设施区52 第二章石油生产区火灾危险分类62.1 生产区火灾危险分类62.2 安全防火重点部位62.3 安全工作重点及措施73 第三章石油生产总平面布置73.1 分区布置83.2 耐火等级的确定93.3 防火间距104 第四章石油生产灭火器的配置114.1 灭火器配置场所的火灾种类114.2 危险等级114.3 灭火器的选择124.4 灭火器设置124.4.1灭火器的最大保护距离124.5 灭火器的配置134.5.1 一般规定144.5.2 灭火器的最低配置标准154.6 灭火器配置设计计算165 第五章石油生产爆炸引起的火灾176第六章总结18参考文献1917前言在现代石油生产和社会生活中，火灾与爆炸灾害是最主要的灾害之一。火灾具有发生频率高、损失大的特点，而爆炸灾害则具有损害最为惨重的特点。为了有效预防和控制火灾与爆炸灾害，必须认真掌握火灾与爆炸灾害的发生、发展和蔓延规律，以及灾害的控制技术与方法。针对石油生产可能发生火灾、爆炸的潜在危险，结合学习石油企业设计防火GB50160-92、石油建筑灭火器配置设计GB50140-2005和石油火灾危险环境装置设计GB5005892，并通过技术研讨，生产总结等方式，对某石油各个生产装置的防火防爆和安全使用提出了行之有效的配套技术改造方案，对安全管理方面制定了必要的措施。以通过技术和管理的创新来石油装置安全生产的可靠性。通过对石油生产过程的了解，根据生产原料及产品的性质，进行生产设计，再根据生产过程。根据分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别来设计。主要建筑物以及它们之间的防火间距，然后对其进行区域规划和总平面布置。第一章 石油生产区域选择1.1 石油生产区间划分作为一个石油生产企业，厂址选择尤为重要。石油企业选址的基本原则包括：1 原料与市场是否丰富；2 气候是否无恶劣天气，如台风、暴雨； 3 能源是否充足 ；4 运输条件是否便利 5 供水是否充足； 6 对环境是否有较大不利影响； 7 劳动力来源是否充足； 8 是否有良好的工程基础 ；9 是否有良好的写作条件 ；10 是否能预防附近其他场所带来的灾害及其它。考虑安全因素则应注意以下几点：1 石油工厂要与其它工厂隔开一定距离； 2 工厂所在位置的主导风向的下风向，应无居民区、商业区等； 3 建筑物的应有一定的限制 ；4 石油工厂内不应存在与生产原料、产品不相容的物质和建筑； 5 石油工厂的进出口设计应注意工厂的交通和疏散等问题； 6 工厂内必须有足够生产、生活和灭火的水源 7 石油工厂的地形应便于工厂建筑合理的设置； 8 根据以上工厂选址的原则，综合分析得出以下结论。1.2石油生产区因为所有的生产环节基本上都是基本独立操作的，所以每个环节单独设置一个车间，相互独立，减小发生事故时的连锁反应的概率。1.2.1 仓储设施库房主要存储的物质主要为金属钠、甲醇、H2、叔戊醇、醇钠、硫酸、液碱、颜料红254和中间体C等。根据这些物质本身的性质和状态，储存仓库可分为：溶剂罐区、酸碱罐区、成品仓库、原料仓库和钠库，编号分别为6、7、8、9、10。具体功能和规模见。第二章 石油生产区火灾危险分类2.1 石油生产区火灾危险分类生产区涉及到的有火灾爆炸危险性的工艺或物质有：甲醇 甲醇的闪点为12.22，是易燃液体，同样其火灾危险性类别属于甲1类。钠钠在常温下受到水的作用能够产生可燃气体氢气，并可能引起爆炸，依据建筑设计防火规范的规定：常温下受到水或空气中水蒸气大的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质，其火灾危险性类别属于甲4类。氢气这里的氢气是作为副产品生成的，其与醇钠的比例为1:2，产生的量是比较大的。氢气的爆炸下限为4.1，同样属于甲2类。2.2石油安全防火重点部位1 容易形成爆炸性气体混合物蒸馏过程中，由于处于沸腾状态，体系内始终呈现气液共存状态，若因设备破裂或操作失误，使物料外泄或吸入空气，或由于冷凝、冷却不足，使大量蒸汽经贮槽等部位逸出，均可形成爆炸性气体混合物，遇点火源就会发生容器内或外的爆炸燃烧。2 石油生产过程易发生火灾爆炸金属钠与叔戊醇反应生成醇钠和副产物氢气，氢气经放空系统排放。其中氢气的爆炸下限较低，很容易遇点火源爆炸。在生产中间体时涉及到硝化反应，硝化过程的火灾危险性主要是：(1)硝化是一个放热反应，引入一个硝基要放热，所以硝化需要降温条件下进行。在硝化反应中，倘若稍有疏忽，如中途搅拌停止、冷却水供应不良、加料速度过快等，都会使温度猛增、混酸氧化能力加强，并有多硝基物生成，容易引起着火和爆炸事故。(2)被硝化的物质大多易燃，如苯、甲苯、甘油(丙三醇)、脱酯棉等，不仅易燃，有的还兼有毒性，如使用或储存管理不当，很易造成火灾。 (3)硝化产品大都有着火爆炸的危险性，特别是多硝基化合物和硝酸酯，受热、摩擦、撞击或接触着火源，极易发生爆炸或着火。3 设备管线易遭受破坏设备、管线等在长时间的反复加压与物料高速流动、摩擦过程中，金属壳体材料易出现金属疲劳。高温条件下操作引起温差应力破坏，高温蠕变破裂。高大的塔器和管道易遭受外力如振动、风力、地基下沉和外加载荷等附加应力的作用而发生变形裂缝。4 工艺过程中存在的引火源装置中多采用管式加热炉，用油和燃气进行明火加热，为了满足油料的蒸馏要求，加热炉炉膛温度需要很高，加热炉易成为可燃物料的引火源。附属设施区的配电室，生产车间的电机、电线、开关、灯具，有些设备上还有变压器，其中有不防爆或达不到防爆要求的，产生了电火花或发生短路就可能形成引火源。液体物料在管道内高速流动时就会产生静电且易积聚，最高静电电压可达万伏以上，若静电得不到及时的导除，就可能放电产生电火花。装置内的管道、设备都是金属的，抢修时都离不开电气焊等明火作业，如违章动火引起事故。2.3 安全工作重点及措施1.加热炉安全加热炉是采用明火对管内的原料进行加热的，生产中应使各路进料均匀，避免局部过热，加热炉炉口温度必须严格控制。每次点火前、必须用氮气或蒸汽置换燃料管线内的空气，至含氧量降至0.2%1%为止，防止点火时发生回火，并向炉膛内吹扫1015分钟，驱净可燃气体。点炉时必须先点火，后开燃油燃气阀。在炉膛内应设置可燃气体浓度检测报警装置和自动安全点火控制装置。2.采取防腐措施蒸馏设备和管道在材质和设计上应符合安全生产要求，可采取合理的流速和必要的腐蚀裕度，选择合适的耐腐蚀材料、涂料和耐磨衬里；采取阳极保护和阴极保护；采取工艺防腐措施，如含硫物料在进入蒸馏设备之前进行脱硫处理，使用中和剂和缓蚀剂等。3.加强装置的检查维护发现设备损坏，应及时修复。定期更换仪器、仪表、设备容器、管线等，坚决杜绝设备带病运转，超期服役和超负荷运行。4. 设置安全装置和灭火设施反应装置应有完备的温度、压力、流量仪表装置。加热蒸馏设备应设置安全泄放装置。加热炉应设防爆门，以便发生爆炸时能及时泄压。系统应设紧急放空管等安全装置，在出现事故时能保证迅速排放掉反应器内的物料，防止发生爆炸事故。系统的排气管应通至厂房外，管上应安装阻火器。5 强化防火安全管理制定健全的防火安全生产规章制度、责任制度，用电、用火制度，以及有效而完善的应急事故处理规程。建立于制定强有力的防火安全监督、巡检制度，及时查出事故隐患，控制不安全因素。第三章 总平面布置3.1 分区布置根据场地现状及生产要求，充分利用现场条件，节约投资，将办公楼、化验楼、变电所、原料及产品仓库布置在厂区的北侧；食堂、维修车间及钠库布置在厂区的东侧；循环水泵房、消防水池、冷却塔及罐区布置在厂区的南侧；生产车间布置在厂区的中部；污水处理场及固体废弃物堆放布置在厂区的西面侧。3.2 耐火等级的确定3.2.1 石油生产区1 建筑物的重要性 石油生产区是整个项目中进行生产的场所，是整个项目的核心所在，其他的诸如储存区、附属设备区和生活区都是为了生产的方便、有效的进行，没有生产区其他设施，也就没有存在的必要，因此生产区的建筑物是很重要的。2 建筑物的火灾危险性 在上一小节的分析中，我们得出了石油生产区的火灾危险性是属于甲类，是火灾危险性等级中级别最高的。其火灾危险性是比较大的。 3 建筑物的高度根据场地现状及石油生产要求，充分利用现场条件，节约投资，石油生产区的标准、再生装置、DPP后处理车间均为三层结构，高度在1214m。4 建筑物的火灾载荷石油生产区内涉及到多种甲类火灾危险性的物质，但由于生产是一种动态的过程，在同一时间内出现在生产区的火灾危险性物质的量是不会过大的，因此结合建筑设计防火规范对生产区内的建筑的火灾载荷的要求应达到一级耐火等级以上。根据建筑设计防火规范的仓库耐火等级、层数、面积和平面不知情况，另外考虑生产区各个厂房的火灾危险性等级；本次设计厂房均为单层建筑，石油生产面积为1400，面积为1400，溶剂回收车间面积为1400，可知耐火等级都应为一级。3.2.2 石油存储区 1 建筑物的重要性 石油储存区的库房的功能是为储存的各种物质提供一个比较适宜的存放环境。这个环境不仅仅是与外界隔开的一个物理上的独立空间，有时对一些特殊的物质还要提供压力、温度、湿度等环境因素的独立。在发生火灾时还要形成一种阻隔，使发生火灾的部分与外界隔开。总的来说储存区库房的重要性在抑制事故的发展扩大上是很重要的。 2 建筑的火灾危险性在上一节的火灾危险性分析中，储存区的火灾危险性主要是根据物质的性质来分析的。 3 建筑物的高度根据场地现状及生产的要求，本项目的成品仓库和原料仓库均是单层建筑。 4 建筑物的火灾载荷与生产区相同，储存区内也涉及到多种具有甲类危险性的物质，所不同的是在储存区这些危险性物质的存在是长期的、大量的。因此结合建筑设计防火规范的仓库耐火等级、层数、面积要求进行分析，考虑存储区各个厂房的火灾危险性等级，对储存区的耐火等级的要求应达相应提高。3.2.3 生活区依据建筑设计防火规范，生活区的建筑可以依据民用建筑耐火等级，最多允许层数、防火分区最大允许建筑面积，食堂、浴室、办公楼是人员较为密集的地方，应确定耐火等级为二级。医疗室内人员身体受情况影响对火灾爆炸等危险的抵抗能力比正常人群差，设定其耐火等级为二级，3.3 防火间距3.3.1 防火间距设计原则本次设计各建构筑物之间的防火间距的设计主要根据企业设计防火规范石油企业总平面布置的防火间距的要求作为最低标准进行确定，并且只考虑临近建构筑物的防火间距。3.3.2 防火间距的确定生产区和存储区主要考虑厂房和库房的火灾危险类别，该厂的生产区内的厂房均为甲类厂房。库房中的钠库为甲类库房，原料库为丁类库房。1.根据建筑设计防火规范 厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距（m） 厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距（m）凸出的燃烧构件，应从其凸出部分外缘算起.2.石油类厂房与重要公共建筑之间的防火间距不宜小于50.0m。单层、多层戊类厂房之间及其与戊类仓库之间的防火间距，可按本表的规定减少2.0m。为丙、丁、戊类厂房服务而单独设立的生活用房应按民用建筑确定，与所属厂房之间的防火间距不应小于6.0m。必须相邻建造时，应符合本表注3、4的规定.3.两座厂房相邻较高一面的外墙为防火墙时，其防火间距不限，但甲类厂房之间不应小于4.0m。两座丙、丁、戊类厂房相邻两面的外墙均为不燃烧体，当无外露的燃烧体屋檐，每面外墙上的门窗洞口面积之和各小于等于该外墙面积的5%，且门窗洞口不正对开设时，其防火间距可按本表的规定减少25%；4.两座一、二级耐火等级的厂房，当相邻较低一面外墙为防火墙且较低一座厂房的屋顶耐火极限不低于1.00h，或相邻较高一面外墙的门窗等开口部位设置甲级防火门窗或防火分隔水幕或按本规范第7.5.3条的规定设置防火卷帘时，甲、乙类厂房之间的防火间距不应小于6.0m；丙、丁、戊类厂房之间的防火间距不应小于4.0m；5 . 变压器与建筑之间的防火间距应从距建筑最近的变压器外壁算起。发电厂内的主变压器，其油量可按单台确定；6 . 耐火等级低于四级的原有厂房，其耐火等级应按四级确定可以知道：7.本项目中石油厂房之间的距离不应低于12m，此处间距取为22m，其中建有宽度为6m的场内道路，路距离厂房8m。8.石油厂房与成品库房以及原料库房的距离不应低于14m，此处间距取了23m，其中建有宽度为8m的道路， 路距离厂房10m，距离库房5m。9.石油厂房与泵房的距离为21m，中间建有6m宽的厂内道路。10 .根据建筑设计防火规范 散发可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房与铁路、道路等的防火间距不应小于规定，但甲类厂房所属厂内铁路装卸线当有安全措施时，其间距可不受规定的限制。注：厂房与道路路边的防火间距按建筑距道路最近一侧路边的最小距离计算。可得甲类厂房与厂区主要道路路边距离不低于10m，与次要道路路边距离不低于5m。此处设计与主路路边距离为10m，与次要道路路边距离为5m。11. 根据建筑设计防火规范3.5.2 除本规范另有规定者外，乙、丙、丁、戊类仓库之间及其与民用建筑之间的防火间距，不应小于表3.5.2的规定。12. 两座仓库相邻较高一面外墙为防火墙，且总占地面积小于等于本规范一座仓库的最大允许占地面积规定时，其防火间距不限；13.除乙类第6项物品外的乙类仓库，与民用建筑之间的防火间距不宜小于25.0m，与重要公共建筑之间的防火间距不宜小于30.0m，与铁路、道路等的防火间距不宜小于表3.5.1中甲类仓库与铁路、道路等的防火间距。第四章 石油生产灭火器的配置4.1 灭火器配置场所的火灾种类灭火器配置场所的火灾种类应根据该场所内的物质及其燃烧特性进行分类。本次设计选择溶剂罐区进行灭火器的配置。灭火器配置场所的火灾种类可划分为以下五类：1 A 类火灾：固体物质火灾。2 B 类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。3 C 类火灾：气体火灾。4 D 类火灾：金属火灾。5 E类火灾（带电火灾）：物体带电燃烧的火灾。4.2 石油生产危险等级1 严重危险级：使用性质重要，人员密集，用电用火多，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或人员群死群伤的场所；2 中危险级：使用性质较重要，人员较密集，用电用火较多，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：使用性质一般，人员不密集，用电用火较少，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。4.3 灭火器的选择本次设计以溶剂罐区为例进行灭火器配置。溶剂罐区主要为甲醇等。分析甲醇的理化特性：无色澄清液体，有刺激性气味。微有乙醇样气味，易挥发，易流动，燃烧时无烟有蓝色火焰，能与水、醇、醚等有机溶剂互溶，能与多种化合物形成共沸混合物，能与多种化合物形成溶剂混溶，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，蒸气能与空气形成爆炸极限6.0%-36.5%，遇明火、高温能引起燃烧爆炸。有毒，一般误饮15ml可致眼睛失明。4.5 灭火器的配置4.5.1 一般规定（1） 一个计算单元内配置的灭火器数量不得少于2具。（2） 每个设置点的灭火器数量不宜多于5具。（3） 当住宅楼每层的公共部位建筑面积超过100时，应配置1具1A的手提式灭火器；每增加100时，增配1具1A的手提式灭火器。4.5.2 灭火器的最低配置标准表4.5.2 B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准危险等级严重危险级中危险级轻危险级单具灭火器最小配置灭火级别89B55B21B单具灭火级别最大保护面积（/B）0.51.01.54.6 灭火器配置设计计算灭火器配置设计的计算单元划分规定：当一个楼层或一个水平防火分区内各场所的危险等级和灭火种类相同时，可将其作为一个计算单元。本次所选择的厂房是单层厂房，且该场所为溶剂罐区，其危险等级按危险性最大的选择。将该存储车间作为一个计算单元。 第五章 石油生产爆炸引起的火灾5.1石油生产设备选型原则 选择爆电气设备必须与爆炸性混合物的危险程度相适应。 所谓爆炸性混合物的危险程度是指爆炸性混合物的传爆级别、点燃温度的组别而言。选用的防爆电气设备必须与爆炸性混合物的传爆级别、组别、危险区域的级别相适应，否则就不能保证安全。此外，如同一区域内存在两种以上不同危险等级的爆炸性物质时，必须选择与危险程度最高的爆炸等级及自然温度等级相适应的防爆结构。 在非危险区域中，一般都是选用普通的电气设备，但是，装有爆炸性物质的容器置于非危险区域时，在异常的情况下，亦存在危险的可能性。比如，或因容器腐蚀溢出危险性物质，或因运转工人误操作放也危险性物质，或因异常反应而形成高温高压，使装置、容器受到破坏而泄漏出爆炸性物质等。 因此，必须考虑意外发生危险的可能性。 5.2选择合适的防爆类型选择防爆结构必须适用于危险区域。什么性质的危险区域就必须采用什么样的防爆结构。防