环氧乙烷生产的防火防爆设计.doc

環氧乙烷生產的防火防爆設計摘要本文主要針對利用直接氧化法生產環氧乙烷的廠房進行防火防爆設計，根據其原材料，生產工藝，生產設備，環境條件等設計工廠，根據國家相關規定，分析生產環節和儲存場所的火災危險類別，根據工廠的實際情況，合理佈置分區，大致分為生產區，儲存區，生活區和附屬設施區四個部分，根據石油化工企業設計防火規範GB50160-92（1999年版）1和建築設計防火規範GB50016-20062確定場內主要建築及防火距離，對工廠區域進行區域劃分和總平面佈置，根據爆炸和火災危險電力危險裝置設計規範GB50058-923分析，選擇生產中的電氣設備防爆等級，計算泄爆面積，確定泄爆方式。關鍵字：環氧乙烷；直接氧化法；防火防爆設計；危險等級目錄1 前言12 工程概況23 工程項目分析33.1 工藝流程介紹33.1.1 生產工藝簡述33.1.2 安全防火重點部位43.1.3 安全工作重點43.2 工藝環節的劃分53.2.1 生產區53.2.2 倉儲設施63.2.3 其他設施74 區域劃分95 總平面的佈置105.1 分區佈置105.2 火災危險類別的確定105.2.1 環氧乙烷及生產原料的理化性質簡介105.2.2 生產工藝火災危險分類115.2.3 存儲區火災危險分類115.3 耐火等級的確定125.3.1 生產區125.3.2 儲存區125.3.3 生活區125.3.4 辦公及附屬設施區125.4 防火間距135.4.1 防火間距設計原則135.4.2 防火間距的確定146 防爆電氣的設計156.1 劃分爆炸危險區域156.2 防爆電氣選擇156.2.1 爆炸性混合物分級、分組156.2.2 防爆電氣選擇157 泄爆方式確定及泄爆面積計算167.1 泄爆方式167.2 泄爆面積的計算168 環氧乙烷合成車間的滅火器配置178.1 滅火器的選擇178.2 滅火器設置179 總結20參考文獻21附錄火災危險類別劃分22附錄 防爆電氣選型25附錄 爆炸危險區域劃分27附錄滅火器的配置28附錄防火間距311 前言 火災和爆炸成為現代化工生產企業中的重大危害，火災具有發生頻率高，損失大的特點，爆炸具引起有重大損失特點，為了預防控制火災抱在的危害，安全工程師必須認真掌握火災與爆炸危害發生，發展和蔓延的規律，掌握災害預防與控制技術。 環氧乙烷是重要的有機合成原料之一。用於製造乙二醇、合成洗滌劑、乳化劑、非離子型表面活性劑、抗凍劑、增塑劑、潤滑劑、殺蟲劑以及用作倉庫薰蒸劑。此外，環氧乙烷是廣譜、高效的氣體殺菌消毒劑。對消毒物品的穿透力強，可達到物品深部，可以殺滅數病原微生物，包括細菌繁殖體、芽孢、病毒和真菌。氣體和液體均有較強殺微生物作用，以氣體作用強，故多用其氣體。在醫學消毒和工業滅菌上用途廣泛。常用於食料、紡織物及其他方法不能消毒的對熱不穩定的藥品和外科器材等進行氣體薰蒸消毒，如皮革、棉製品、化纖織物、精密儀器、生物製品、紙張、書籍、檔、某些藥物、橡皮製品等。利用直接氧化法生產環氧乙烷的過程中涉及到高壓高溫過程，且原材料中的乙烯是易燃氣體，在某種濃度下接觸火源或能量還能引起爆炸，氧氣屬於高純度氧化劑，能促進火勢或爆炸，因此，對其生產廠房從設計階段，根據其生產工藝，廠區所處環境進行符合國家相關規定的安全設計是減少事故發生的有效措施，本人結合所學的防火防爆工程，根據建築設計防火規範GB50016-2006、石油化工企業設計防火規範GB50160-92（1999年版）、總圖製圖標準GB/T50103-2001、房屋建築製圖統一標準GB/T5001-2001、爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範GB50058-92以及石油化工防火防爆手冊對環氧乙烷廠進行防火防爆設計。2 工程概況環氧乙烷廠房位於廣東茂名電白縣，占地面積10萬平方米,總建築面積15,826平方米，包括行政及附屬設施區，生產區，儲藏區，員工生活區。全縣年均日照時數2161小時，日照率4049%。7月、10月是一年中日照時間最長的月份、2月、3月最短。全縣多年平均氣溫是23，年際變動一般在22.423.7之間，平常年最熱的是7月，月均氣溫28.5,最冷的是1月,月均氣溫15.68。日最高氣溫37.2。全縣年平均降水量1990.9毫米，年際變化較大，降水最多的 1985年，達315918毫米；降水最少的1961年，僅有1438.78毫米。年內每月的降水量分配不均，49月為雨季，占全年降水量的85%；最少的是11月至第二年1月，僅占5%。因而常常出現春冬多旱災、夏秋多澇災。電白縣境內盛吹東風和東南偏東風。一年中風向多變，一般隨季節轉換。4月至8月以東、東南風為主；9月至第二年3月以北風和東北風為多。縣內歷年平均風速為3.15米秒，1月和3、4月風速最大，平均是3米秒，其餘月份在2.12.8米秒之間。3 工程項目分析3.1 工藝流程介紹3.1.1 生產工藝簡述直接氧化法生產環氧乙烷是採用乙烯與氧氣作為原材料，加入二氯乙烷抑制劑和甲烷致穩劑，氧氣和乙烯通入到反應器中，經反應後生成環氧乙烷、乙烯、氧氣、水、二氧化碳、醛類等通入洗滌塔，利用環氧乙烷易溶於水的特性，氧氣、乙烯、二氧化碳均由洗滌塔頂部排出，從洗滌塔底部出來的環氧乙烷水溶液進入環氧乙烷解吸塔，解吸出來的氣體除了含環氧乙烷外，溶解於水中的少量其它氣體如:CO2、CH4、O2、C2H4、Ar 也隨之解吸出來。解吸塔塔出來的貧迴圈水返回至洗滌塔。從解吸塔頂出來的氣體中的環氧乙烷到再吸收塔， 在塔內與工藝水接觸而被再吸收。未被吸收的頂部氣體經CO2 脫除系統後返回循環氣系統，吸收液送至乙二醇進料解吸塔脫除CO2，不含CO2的環氧乙烷溶液分成兩部分，一部分送到乙二醇反應工段，另一部分送到環氧乙烷精製塔，頂部側線采出環氧乙烷作為產品。圖3-1為直接氧化法生產環氧乙烷工藝流程框圖。 到混合器 迴圈水 工藝水 再吸收解吸洗滌氧化乙烯 混合氧氣 環氧乙烷成品乙二醇解吸環氧乙烷精製 不含CO2 去EG儲存 圖3.1 直接氧化法生產環氧乙烷工藝流程 該生產工藝中，原料乙烯為易燃易爆有毒氣體，常溫下為無色，帶有微甜氣味難溶於水的易燃氣體，能溶於醇、醚、丙酮和苯中，其蒸氣與空氣混合後能形成爆炸性混合物，爆炸極限為3%-29%，化學性質活潑。氧氣無色無味，常溫常壓下為氣體，屬於助燃劑，氧化性強。產品環氧乙烷是一種無色易燃氣體，有毒，化學性質活潑，具有一定危險性。3.1.2 安全防火重點部位1.反應器 乙烯與氧氣的反應在氧化反應器中進行，反應溫度為255到275之間，反應壓力在1.722.17MPa之間，反應過程為急劇放熱過程，乙烯與純氧的氧化反應在氧化反應器中進行，反應產物是環氧乙烷。由於乙烯、環氧乙烷都是易燃易爆物質，且又有氧存在，因此如果控制不好，就可能發生爆炸事故。 2.乙烯儲存罐 乙烯氣體儲存於球形罐中，採用常壓低溫方式儲存，但乙烯本身是一種易燃有毒氣體，一旦洩露與空氣混合在一定濃度內遇到明火還能發生爆炸。3.環氧乙烷泵 環氧乙烷的分解爆炸溫度571，如果達到此溫度無需進空氣就會發生爆炸。由於環氧乙烷易氣化，如果對環氧乙烷泵操作不當，會產生氣蝕造成空轉，使泵內溫度升高，容易達到環氧乙烷的分解爆炸溫度；如環氧乙烷泵的葉輪安裝不正，會發生擦壁，也能使溫度升高達到分解爆炸溫度。為防止環氧乙烷泵的溫度升高，設有防止泵憋壓的聯鎖控制和軸承溫升聯鎖控制。該泵設有水噴淋保護4.氧氣儲存 工業用純氧一般裝與鋼瓶中，且氧氣是一種強氧化劑、助燃，與可燃蒸氣混合可形成燃燒或爆炸性混合物。容器遇明火、高熱熱源有爆炸危險。5.環氧乙烷儲存罐環氧乙烷在有酸、堿、醛的環境下易發生聚合反應，能放出大量的熱；與水反應也能放出大量的熱。由於這些反應放出的大量熱 ，會導致環氧乙烷的分解操作，因此環氧乙烷的貯罐中絕不能有酸、堿、醛、水等物質。為保證環氧乙烷貯罐的安全，用冷凍鹽水保持5左右的低溫，而且用0.2MPa的氮氣進行氮封，以使氣相組成過離爆炸極限。環氧乙烷貯罐設有水噴淋保護。 3.1.3 安全工作重點 1.反應器 嚴格控制好乙烯、純氧、致穩甲烷的混合比例；嚴格控制反應溫度不超過290，反應壓力不超過2.0MPa；聯鎖控制系統要處於完好狀態；定期用高溫測厚儀對反應器壁厚及其管道進行檢測，並做好記錄；裝銀催化劑時，必須保護好，銀脫落催化劑球會萎縮。生產進水會使銀催化劑中毒。 2.乙烯儲存罐操作人員進行排水作業時，必須有兩人在現場監護、操作。嚴禁排出丙烯，排水後關嚴排水閥門。定時檢查各密封點，嚴防跑、冒、滴、漏。定期對乙烯檢測報警儀進行校驗檢查。定時對其冷卻設備進行檢測。3環氧乙烷泵該泵不能有洩漏，如有洩漏要立即檢修；防泵憋壓和軸承溫升的聯鎖控制要處於完好狀態；定期檢查水噴淋保護系統，要保持暢通好用。4.混合器 為了避免混合器內氧氣的局部濃度過高，在混合過程中氧氣的加氣壓力必須高速噴出，並在混合器內多位置安裝溫度檢測設備。混合器應裝水林冷卻系統。 5.氧氣儲存 避免與可燃氣、可燃物及還原性物質共存。倉儲地點距可燃物道路、建築、電器設備應保持安全距離符合。庫房應通風良好，有避雷設施。嚴禁煙火，配備相應品種和數量的消防器材。大於10立方米的低溫液體容器不能放在室內。6.環氧乙烷儲存與裝載 儲存或操作溫度必須控制在-10到20之間，罐內重裝係數不得超過0.79kg每升；儲存罐應設置水林冷卻系統，並保證充足水源供應；盛裝環氧乙烷的汽車罐車應配置高純氮氣瓶，並應設有與罐體連接的介面；置換用氮氣純度應不低於99.9，氮封中的氧含量不得大於0.5；密封墊片應採用聚四氟乙烯材料；灌裝線必須配備必要的消防措施。3.2 工藝環節的劃分3.2.1 生產區環氧乙烷生產流程是一條完整生產線，共分為七部分，原料預熱混合、氧化合成環氧乙烷、環氧乙烷的洗滌、環氧乙烷的解吸、環氧乙烷的再吸收、乙二醇解吸、環氧乙烷精製。其中原料的預熱混合與氧化合成環氧乙烷可以在同一車間生產，其餘的都處在室外設備中，表3.1為各車間功能與室外設備功能表3.1 各個生產車間或設備的功能與規模編號名稱生產車間功能長（m）寬（m）高（m）面積（） 1車間混合預熱與氧化反應 100 30 83000 2塔1環氧乙烷洗滌 20 25 15500 3塔2環氧乙烷解吸 25 25 25625 4塔3環氧乙烷再吸收 20 10 20200 5塔4乙二醇吸收 25 20 15500 6塔5環氧乙烷精製 30 35 3510503.2.2 倉儲設施為了便於工廠的生產與成品管理，在生產區的附近設置原料、中間產物以及成品的倉儲設施，並根據不同的需要，將倉儲設施劃分為三個區域。儲罐1（建築物8）是儲存生產原料乙烯的中間儲罐；儲區2（建築物9）是材料純氧的儲存區；儲罐3（建築物10）是儲存中間產物乙二醇的中間儲罐；儲罐4（建築物11）是成品環氧乙烷儲存罐；下面對各物質的化學性質及存儲注意事項進行簡單介紹。1. 乙烯常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。分子量28.05,密度0.5674g/cm3(20/4),冰點-169.2,沸點103.7。易燃,爆炸極限為2.7%36%。幾乎不溶於水,溶於乙醇、乙醚等有機溶劑.屬低毒類。麻醉作用較強,但對呼吸影響較小。因此，儲存乙烯的灌區應通風良好，罐的液位要低於80%；貯罐中絕不能混入酸、堿、醛、水等；氮封系統要維持正常；水噴淋系統要保證暢通好用。2. 氧氣常壓下氧氣是無色無味的氣體，在空氣中的體積百分比為21%，是氧化劑、助燃劑、是維持生命的基本元素。氧氣的化學分子式O2，難溶於水，大氣壓下沸點為-297F (-183C)，氧氣冷卻到沸點溫度後變為透明、藍色液體，比重約大於水。避免與可燃氣、可燃物及還原性物質共存。倉儲地點距可燃物道路、建築、電器設備應保持安全距離符合。庫房應通風良好，有避雷設施。嚴禁煙火，配備相應品種和數量的消防器材。大於10立方米的低溫液體容器不能放在室內。3. 乙二醇 乙二醇又名甘醇，熔點 -13.2 沸點是197.5 ，常溫下為無色、無臭、有甜味、粘稠液體，有毒，貯存時應密封，長期貯存要氮封、防潮、防火、防凍。按易燃化學品規定貯運。4. 環氧乙烷環氧乙烷是一種有機化合物，有乙醚氣味，高濃度有刺激臭味，具有溫和麻醉性，化學式是C2H4O，常溫常壓下為無色易燃氣化低溫時是無色易流動液體，是一種有毒的致癌物質。環氧乙烷易燃易爆，儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。避免光照。庫溫不宜超過30。應與酸類、堿類、醇類、食用化學品分開存放，切忌混儲。採用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有洩漏應急處理設備。應嚴格執行極毒物品“五雙”管理制度。各個建築物功能與規格如表3.2所示。表3.2 儲存建築的功能和規格編號名稱儲存及成品車間的功能長（m）寬（m）高（m）面積（）7儲罐1乙烯30 30 15 9008儲罐2氧氣 30 25 8 7009儲罐3乙二醇 30 25 12 70010儲罐4環氧乙烷 30 30 15 9003.2.3 其他設施為了使化工廠更加完整，更加規範。現設置食堂（建築物11）、員工會議廳（建築物12）、員工社區（建築13）、行政樓（建築物14）、技術安全科（建築物15）、員工宿舍一（建築物16）、員工宿舍二（建築物17）、汙水處理站（建築物18）、消防水池（建築物19）、配電站（建築物20）、水泵站（建築21）。各個建築物的規格如表3.3所示。表3.3 其他設施的名稱和規格編號名稱長（m）寬（m）層數面積（）11食堂60203120012員工會議廳60202120013員工社區5018390014行政樓3015345015技術安全科2015230016員工宿舍一60187104817員工宿舍水處理站2015130019消防水池3015145020配電站2015130021水泵站151011504 區域劃分 在對環氧乙烷的生產工藝及各項原料和產物進行了一定的分析後，根據生產流程及各組成部分的特點及火災危險性，及可能散發可燃氣體的工藝裝置、罐組、裝卸區或全廠性汙水處理場，汽車裝卸站、液化烴灌裝站、甲類物品倉庫等機動車輛頻繁進出的設施等的特點，並根據本次設計的安全防火工作要點，結合地形、風向等條件，按功能分區集中佈置對廠區進行劃分。將廠區劃分為生產區、倉儲區、生活區及辦公及其他設施區。由於化工廠主要污染源來自於生產區，根據石油化工企業設計防火規範中的規定，在進行區域規劃時，石油化工企業的生產區宜位於鄰近城鎮或居住區全年最大頻率風向的下風側，以便於生產過程中廢氣的及時排除和擴散，減少對企業自身和鄰近企業及居民的影響。本文中環氧乙烷廠廠址設於廣東茂名電白縣。電白縣境內盛吹東風和東南偏東風。一年中風向多變，一般隨季節轉換。4月至8月以東、東南風為主；9月至第二年3月以北風和東北風為多。因此，根據廠區地形、風向特點，及生產工藝、物料危險性，將本廠的生產區放置在廠區的西南部；生活區位於廠區的東北部；倉儲區位於廠區的西北部；辦公及其他設施區位於廠區的東南部。如此，則會加快生產區工業生產中廢氣的排放，並減少其對生活區的影響。如發生有毒有害氣體洩漏，也可避免或減緩對辦公生活區的影響。由於倉儲區儲存著生產原料以及成品產物，所以為了便於儲存、運輸，防止有毒物質的洩露對生活區產生影響，則將倉儲區放置在生產區的北部。5 總平面的佈置5.1 分區佈置出於對本企業及相鄰企業、居民的生命健康及財產安全和火災爆炸危險等因素的考慮，下面將環氧乙烷廠劃分為四個區域。即生產區，倉儲區，辦公生活區和其他設施區。（1） 生產區位於廠區的西南。包括共分一個車間和五個室外生產設備，分別是原料預熱與氧化（車間1）、環氧乙烷洗滌（塔1）、環氧乙烷解吸收（塔2）、環氧乙烷再吸收（塔3）、乙二醇吸收（塔4）、環氧乙烷精製（塔5）和消防水池。（2） 生活區位於廠區的東北。包括食堂、員工會議廳、員工社區、員工宿舍一和員工宿舍二。是人們辦公休息娛樂的場所。（3）倉儲區位於廠區的西北。包括原料乙烯儲罐、原料氧氣儲存罐、乙二醇儲存罐和產品環氧乙烷儲存罐。（4）辦公及其他設施區位於廠區的東南。包括行政樓、技術安全科、員工會議廳、水泵站、配電站以及汙水處理站。5.2 火災危險類別的確定5.2.1 環氧乙烷及生產原料的理化性質簡介1. 環氧乙烷環氧乙烷是一種有機化合物，有乙醚氣味，高濃度有刺激臭味，具有溫和麻醉性，化學式是C2H4O，常溫常壓下為無色易燃氣化低溫時是無色易流動液體，是一種有毒的致癌物質。環氧乙烷易燃易爆，爆炸極限為3%-100%，火災危險性屬於甲類。2. 氧氣常壓下氧氣是無色無味的氣體，在空氣中的體積百分比為21%，是氧化劑、助燃劑、是維持生命的基本元素。氧氣的化學分子式O2，難溶於水，大氣壓下沸點為-297F (-183C)，氧氣冷卻到沸點溫度後變為透明、藍色液體，比重約大於水。火災危險性屬於甲類。3. 乙二醇乙二醇又名甘醇，熔點 -13.2 沸點是197.5 ，閃點為110，常溫下為無色、無臭、有甜味、粘稠液體，有毒，易燃，火災危險性屬於丙類。4. 乙烯常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。分子量28.05,密度0.5674g/cm3(20/4),冰點-169.2,沸點103.7。易燃,爆炸極限為2.7%36%。幾乎不溶於水,溶於乙醇、乙醚等有機溶劑.屬低毒類。火災危險性屬於甲類。5.2.2 生產工藝火災危險分類根據建築設計防火規範表3.1.1（見附錄中表A1生產的火災危險性劃分）可知，環氧乙烷的氧化合成、環氧乙烷的洗滌、環氧乙烷的解吸、環氧乙烷的再吸收和環氧乙烷的精製火災危險性都屬於甲類，乙二醇吸收屬於丙類，但為了提高安全性，將其定位乙類。乙烯爆炸下限為2.7%，火災危險性為甲類。氧氣屬於氧化劑、助燃劑，火災危險性屬於甲類。乙二醇沸點是197.5 ，閃點為110，火災危險性屬於丙類。環氧乙烷爆炸下限為3%，火災危險性為甲類。5.2.3 存儲區火災危險分類根據石油化工設計規範表2.0.1可燃氣體的火災危險性分類，表2.0.2液化烴、可燃液體的火災危險性分類，建築防火設計規範表3.1.3 儲存物品的火災危險性分類（見附錄中表A2貯存物品火災危險性劃分），將各原料、成品儲罐、儲庫的火災危險性為：乙烯，爆炸下限為2.7%，火災危險性屬於甲類，則其儲存罐火災危險性屬於甲類。氧氣，助燃劑，氧化劑，火災危險性屬於甲類，則氧氣儲存罐火災危險性屬於甲類。乙二醇，閃點為110攝氏度，為可燃液體，火災危險性為丙類，所以乙二醇儲存罐火災危險性屬於丙類。環氧乙烷，爆炸極限為3%，火災危險性屬於甲類，則其儲存罐火災危險性為甲類。5.3 耐火等級的確定5.3.1 生產區根據生產區廠房的火災危險類別，依據建築設計防火規範第3.2.1條表3.2.1（見附錄中表A3廠房的耐火等級及廠房面積）確定各廠房的耐火等級及廠房面積。本次設計廠房全為單層廠房，1號廠房火災危險性為甲類，廠房面積為3000，塔1、塔2、塔3、塔5火災危險性為甲類，面積分別是500、625、200、1050，塔4火災危險性為乙類，面積為500，消防水池面積為450，總面積為6325。5.3.2 儲存區根據庫房的火災危險類別，依據防火與防爆書中表4-7（見附錄一中表A4庫房的耐火等級、層數和占地面積）庫房的耐火等級、層數和占地面積確定各庫房的耐火等級，儲罐1耐火火災危險性為甲類，儲罐2火災危險性為甲類，儲罐3火災危險性為乙類，儲罐4火災危險性為甲類。5.3.3 生活區根據建築設計防火規範，生活區的建築可以依據民用建築確定耐火等級和面積（見附錄一中表A5民用建築確定耐火等級和面積）。食堂、員工社區、員工宿舍一、員工宿舍二，確定耐火等級均為三級，面積分別為食堂1200、員工社區900、員工宿舍一、二均為1048。5.3.4 辦公及附屬設施區消防水池因為是露天的，不考慮它的耐火等級，面積為450。水泵站主要提供生活區用水，因此其屬於丙類設施。行政樓、員工會議廳、技術安全科屬於民工建築，防火等級為三級，不考慮其防火距離。綜上所述，化工廠內各個建築物的火災危險類別、耐火等級、層數、面積表5.1所示。表5.1 化工廠內各個建築物的火災危險類別、耐火等級、層數、面積項目類別編號建築物名稱火災危險類別耐火等級層數面積(m2)生產區1生產車間1甲類一級單層30002塔1甲類一級-1003塔2甲類一級-2504塔3甲類一級-2005塔4乙類一級-5006塔5甲類一級-1050存儲區7儲罐1甲類一級-體積900m8儲罐2甲類一級-體積700m9儲罐3乙類一級-體積700m10儲罐4甲類一級-體積900m生活區11食堂三級三層120012員工會議廳三級二層120013 員工社區三級三層22514行政樓三級三層45015員工宿舍一三級七層104816員工宿舍二三級七層104817技術安全科三級二層225附屬設備區18汙水處理站二級單層30019變、配電站二級單層30020消防水池二級單層45021水泵站二級單層1505.4 防火間距5.4.1 防火間距設計原則本次設計中各建、構築物之間防火間距的設計是以石油化工企業設計防火規範表3.2.11石油化工企業總平面佈置的防火間距為主要根據，對環氧乙烷廠各建、構築物之間的防火間距進行確定。將標準所要求的防火間距作為最低標準，並且只考慮鄰近建、構築物只的防火間距。本廠重點防火區域為生產區和儲存區，根據生產車間、倉庫、儲罐等的火災危險類別，對防火間距進行設定。生產區內生產車間的火災危險類別為甲類，儲庫和儲罐的火災危險類別包括甲類和乙類。因此，根據標準可知，甲類車間、倉庫之間的防火間距為30m，甲類與乙類之間的防火間距為25m。其中，水泵站主要供應生活用水，所以將水泵站作為丙類設施，因此，則其與配電站之間的防火間距應符合丙類設施與全廠重要性設施之間的防火間距，為25m。5.4.2 防火間距的確定依據以上原則，再考慮工廠整體佈局的整齊美觀，工廠內各建構築物之間的防火確定見表D1。所有建構築物的面積及它們之間的防火間距，再綜合考慮總體佈置及甲類廠房和庫房與廠區圍牆和廠內主要、次要道路之間的距離，對工廠總平面佈置見詳圖。6 防爆電氣的設計6.1 劃分爆炸危險區域根據防爆電器設計規範GB50058-92第2.2.3條規定“第一級釋放源：預計正常運行時週期或偶爾釋放的釋放源。類似下列情況的，可劃為第一級釋放源： 在正常運行時會釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門等的密封處”。乙烯的火災危險性為甲類。這個流程中環氧乙烷的合成工藝是在較高的溫度下進行的，反應本身放熱，反應後的氣體溫度較高，在生產過程中有較高的危險。因此，在進行環氧乙烷合成時密封處為第二級釋放源，釋放物質為乙烯，所以將密封處所在的區域劃分為2區。根據爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範GB50058-92第2.3.5條規定，“存在第二級釋放源的區域可劃為2區”，故整個生產車間1的危險區域劃分為2區。區域劃分圖見附錄。6.2 防爆電氣選擇6.2.1 爆炸性混合物分級、分組根據爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範氣體或蒸汽爆炸性混合物分級、分組舉例，己二氣體混合物時，應按危險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備。爆炸危險區域內的電氣設備，應符合周圍環境內化學的、機械的、熱的、黴菌以及風沙等不同環境條件對電氣設備的要求。電氣設備結構應滿足電氣設備在規定的運行條件下不降低防爆性能的要求。環氧乙烷合成廠房的洩漏物質主要為乙烯，根據爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範GB50058-92附錄中查表可知，爆炸性氣體混合物按引燃溫度分組為T2,其級別為B級。6.2.2 防爆電氣選擇根據爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範第2.5.3條廠區內主要防爆電氣根據（附錄），對環氧乙烷合成生產車間的防爆電器進行選擇。7 泄爆方式確定及泄爆面積計算7.1 泄爆方式根據建築設計防火規範GB50016-2006中3.6.4規定，“泄壓設施宜採用輕質屋面板、輕質牆體和易於泄壓的門、窗等，不應採用普通玻璃。泄壓設施的設置應避開人員密集場所和主要交通道路，並宜靠近有爆炸危險的部位。作為泄壓設施的輕質屋面板和輕質牆體的單位品質不宜超過60kg/。屋頂上的泄壓設施應採取防冰雪積聚措施。3.6.5 散發較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸汽的甲類廠房，宜採用輕質屋面板的全部或局部作為泄壓面積。頂棚應儘量平整、避免死角，廠房上部空間應通風良好。”因此預熱混合與環氧乙烷氧化合成車間頂棚棚頂選用單位品質為40kg/m2的輕質屋面板，泄壓設施採取防冰雪積聚措施，頂棚憑證，沒有死角，將輕質屋面板全部作為泄壓面積，廠房通風良好。採用易於泄壓的通風窗，防止氣體洩漏時引起爆炸。7.2 泄爆面積的計算根據建築設計防火規範GB50016-2006中3.6.3規定，“有爆炸危險的甲、乙類廠房，其泄壓面積宜按下式計算，但當廠房的長徑比大於3時，宜將該建築劃分為長徑比小於等於3的多個計算段，各計算段中的公共截面不得作為泄壓面積： （7.2）式中 A為泄壓面積，m2；V為廠房的體積，m3；C為廠房容積為1000m3時的泄壓比，可按表3.6.3選取，m2/m3。”根據廠房的尺寸，預熱混合與氧化橫成車間長為100m，寬為30m，高為8m，泄壓比根據表格選0.16 m2/m3。經計算得該廠房的泄壓面積約為1332，小於廠房面積3000。8 環氧乙烷合成車間的滅火器配置8.1 滅火器的選擇根據建築滅火器配置設計規範第3.2.1條（見附錄中表C1工業建築滅火器配置場所的危險等級舉例）車間1使用的原料是乙烯和氧氣，產品是環氧乙烷，是甲類火災爆炸危險物質，因此車間1滅火器配置的危險等級為嚴重危險級。由於生產過程中乙烯、氧氣和環氧乙烷都是以氣態存在，所以其火災類別為C類火災。根據4.1.3條規定：在同一滅火器配置場所，當選用兩種或兩種以上類型滅火器時，應採用滅火劑相容的滅火器。根據4.2.2條規定： C類火災場所應選擇碳酸氫鈉乾粉滅火器、磷酸銨鹽乾粉滅火器、鹵代烷滅火器和二氧化碳滅火器。所以車間1可選擇乾粉滅火器。8.2 滅火器設置根據建築滅火器配置設計規範第5.1.15.15條的相關規定：1 滅火器應設置在位置明顯和便於取用的地點,且不得影響安全疏散。2 對有視線障礙的滅火器設置點，應設置指示其位置的發光標誌。3 滅火器的擺放應穩固，其銘牌應朝外。手提式滅火器宜設置在滅火器箱內或掛鉤、托架上，其頂部離地面高度不應大於1.50m；底部離地面高度不宜小於0.08m。滅火器箱不得上鎖。4 滅火器不宜設置在潮濕或強腐蝕性的地點。當必須設置時，應有相應的保護措施。滅火器設置在室外時，應有相應的保護措施。5 滅火器不得設置在超出其使用溫度範圍的地點6。根據第6.2.2條規定，B、C類火災場所滅火器的最低配置基準應符合表8.1的規定。表8.1 B、C類火災場所滅火器的最低配置基準6危險等級嚴重危險級中危險級輕危險級單具滅火器最小配置滅火級別 89B 55B 21B單位滅火級別最大保護面積 (m2/B) 0.5 1.0 1.5根據第7.3.2條規定，由於設有室內消火栓系統，所以k=0.9 S 3000 Q = K = 0.9 = 5400 （B） U 0.5在每個設置點處都設置有推車式滅火器，由表8.2可知最大保護距離為18m，根據廠房的面積可以確定廠房的設置點數為3，即N=7。表8.2 B、C類火災場所的滅火器最大保護距離(m) 滅火器型式 危險等級手提式滅火器推車式滅火器 嚴重危險級 918 中危險級1224 輕危險級1530Q 5400 Qe = = =772B N 7由於本廠滅火器的最小配置滅火級別為89B，所以由建築滅火器配置設計規範附錄A(見附錄表C2手提式滅火器類型、規格和滅火級別和表C3推車式滅火器類型、規格和滅火級別)在每個設置點選擇兩個個MFT125型推車式滅火器，和一個MFT20型推車式滅火器。在車間1共設置7個設置點，每個設置點放置兩個MFT125型推車式滅火器，和一個MFT20型推車式滅火器。設置點如圖8.1所示。 圖8.1 滅火器設置點9 總結本次設計主要是從防火防爆的角度對環氧乙烷廠來考慮，對涉及到的各項原材料、反應容器、廠房、倉庫、工藝流程等等進行分析研究，並進行防火防爆設計。通過此次對環氧乙烷廠的設計，我學到了很多。首先，對於平時在課本上學到的知識，印在腦海中的印象並不是十分清晰。通過這次設計，讓我對防火防爆這門課程的理解加深了許多，思路也更加清晰。其次，我在日常學習生活中對各項防火規範的瞭解並不是很多。通過此次設計，使我對本次課設用到的相關規範如：建築設計防火規範GB50016-2006、石油化工企業設計防火規範.GB50160-92（1999年版）和爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範GB50058-92有了更多的認知。並且在課設過程中學會了怎樣看懂規範，並且運用這些規範解決我所面臨的問題。再次，在課程設計中我還學會了如何進行火災危險性分析，確定建築物的防爆間距，爆炸危險區域的劃分，防爆電氣的選擇以及泄爆面積的計算。另外，通過本次課程設計，我對環氧乙烷的生產工藝進行了一定的研究，對其生產過程有了更多的瞭解。並且在資料的查詢過程中，使我瞭解到了更多課本以外的內容。最後，通過本次課程設計，我學會了如何將課本上的知識應用到實際生活中去。我發現在實際應用設計過程中，其複雜程度和難度遠比現在要大得多，但是通過課設是我找到了方向，知道了如何去運用學到的知識，加深了對理論與實際的認知。參考文獻1 建築設計防火規範.GB50016-20062 石油化工企業設計防火規範.GB50160-92（1999年版）3 爆炸和火災危險環境電力裝置設計規範.GB50058-924 總圖製圖標準.GB/T50103-20015 楊泗霖. 防火與防爆. 北京: 首都經濟貿易大學出版社, 2006附錄火災危險類別劃分 表A1生產的火災危險性劃分生產類別火災與爆炸危險性的特徵甲 使用或產生下列物質（1）閃點28的易燃液體（2）爆炸下限10%的可燃氣體（3）常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導致迅速自燃或爆炸的物質（4）常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生可燃氣體並引起燃燒或爆炸的物質（5）遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑（6）受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質（7）在壓力容器內物質本身溫度超過自燃點的生產乙使用或產生下列物質（1）閃點2860的易燃、可燃液體（2）爆炸下限10%的可燃氣體（3）助燃氣體和不屬於甲類的氧化劑（4）不屬於甲類的化學易燃危險固體（5）生產中排除浮游狀態的可燃纖維或粉塵，並能與空氣形成爆炸性混合物者丙使用或產生下列物質（1）閃點60的可燃液體（2）可燃固體丁具有下列情況生產（1）對非燃燒物質進行加工，並在高熱或熔化狀態下經常產生輻射熱、火花或火焰的生產（2）利用氣體、液體、固體作為燃料或將氣體、液體進行爆炸作其他用的各種生產（3）常溫下使用或加工難燃燒物質的生產戊常溫下使用或加工非燃燒物質的生產表A2貯存物品火災危險性劃分貯存物品類別火災與爆炸危險性的特徵甲（1）常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導致迅速自燃或爆炸的物質（2）常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生可燃氣體並引起燃燒或爆炸的物質（3）受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質（4）閃點28的易燃液體（5）爆炸下限10%的可燃氣體，以及受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生爆炸下限10%的可燃氣體的固體物質（6）遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，以及極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑乙（1）不屬於甲類的化學易燃危險固體（2）閃點2860的易燃、可燃液體（3）不屬於甲類的氧化劑（4）助燃氣體（5）爆炸下限10%的可燃氣體（6）常溫下與空氣接觸能緩慢氧化、積熱不散引起自燃的危險物品丙（1）閃點60的可燃液體（2）可燃固體丁難燃燒物品戊非燃燒物品表A3廠房的耐火等級、層數和防火分區的最大允許建築面積生產類別廠房的耐火等級最多允許層數每個防火分區的最大允許建築面積（m2）單層廠房多層廠房高層廠房地下、半地下廠房，廠房的地下室、半地下室甲一級二級除生產必須採用多層者外，宜採用單層4000300030002000乙一級二級不限6500040004000300020001500丙一級二級三級不限不限2不限8000300060004000200030002000500500丁一、二級三級四級不限31不限40001000不限200040001000戊一、二級三級四級不限31不限50001500不限300060001000表A4 庫房的耐火等級、層數和占地面積儲存物類別 耐火等級最多允許層數單層庫房最大允許占地面積/甲一1180一、二1750乙一、二32000三1500丙一、二52800三1900表A5民用建築的耐火等級、最多允許層數和防火分區最大允許建築面積耐火等級最多允許層數防火分區的最大允許建築面積（m2）備 注一、二級按本規範第1.0.2條規定25001.體育館、劇院的觀眾廳，展覽建築的展廳，其防火分區最大允許建築面積可適當放寬。2.托兒所、幼稚園的兒童用房和兒童遊樂廳等兒童活動場所不應超過3層或設置在四層及四層以上樓層或地下、半地下建築（室）內。三級5層12001.托兒所、幼稚園的兒童用房和兒童遊樂廳等兒童活動場所、老年人建築和醫院、療養院的住院部分不應超