防火防爆设计（苯乙烯）.doc

防火与防爆技术课程设计题目：某苯乙烯厂防火防爆设计专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2010年5月摘要：本设计是针对某苯乙烯厂而进行的防火防爆设计。通过对苯乙烯的生产工艺过程的了解，根据生产原料及产品的性质，进行生产设计，再根据生产工艺过程，设置工厂内所需的厂房。根据石油化工企业设计防火规范分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别来设计。按照工厂的生产生活需要，对厂区进行合理分区布置，大致可分为：生产区、存储区、生活区及附属设施区四个部分。然后又依据石油化工企业设计防火规范和建筑设计防火规范GB50016-2006来确定工厂内的主要建筑物以及它们之间的防火间距，然后对工厂进行区域规划和总平面布置。再选择一个有爆炸危险性的厂房，根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范进行爆炸危险区域划分，分析厂房的主要爆炸危险方式并对厂房内的主要防爆电气设备进行分析并且选型；选择一有爆炸危险的厂房通过计算厂房的泄爆面积，来确定泄爆方式。了解生产工艺过程，分析确定工艺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。设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建、构筑物的功能，确定建、构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置。分析选择某一厂房进行爆炸危险区域划分对该厂房的主要防爆电气设备进行分析、选型。对某一有爆炸危险的厂房计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式。绘制厂区总平面布置图。关键词：火灾危险性；耐火等级；防火间距；防爆泄爆；灭火器1 前言 在现代生产与社会生活中，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，而爆炸灾害则具有损害严重的特点。本次课程设计的对象-某苯乙烯厂，是一个存在火灾与爆炸隐患的化工厂。为了有效预防和控制该苯乙烯厂火灾与爆炸灾害，对其进行防火防爆设计。具体设计事项及内容详见下文。由于时间仓促，编者水平有限，本次设计中难免有疏漏错误和不足，恳请老师指正。2 工程概况（略）3 工程项目分析 3.1 工艺流程介绍 3.1.1 生产工艺简述以乙苯为原料，在氧化铁系催化剂作用下，在约600气相状态下脱氢生成苯乙烯。乙苯脱氢为吸热过程，必须采用换热的方式提供能量，工业上主要采用高温过热蒸汽的直接换热方式，反应器型式则有等温式固定床反应器和绝热式固定床反应器两大类，本次评价的苯乙烯厂采用前者。 图3.1所示为等温式固定床反应器催化脱氢部分的工艺流程图，图3.2所示为粗苯乙烯分离和精制流程图。防毒是本装置安全生产的主要特点。原料乙苯和产品苯乙烯均系有毒、有害物质，该装置属有毒、有害生产。而且乙苯和苯乙烯分别属于一级易燃液体和二级易燃液体。 图3.1 催化脱氢部分工艺流程图图3.2 分离和精制部分流程图该装置的原料乙苯可燃、可爆、有毒；产品苯乙烯可燃、可爆、有毒。 3.1.2 安全防火重点部位 等温式固定床反应器 该反应器是本装置的关键设备。危险因素较多，进出反应器的物料均为剧毒品，且反应物有易燃性质。生产控制条件要求比较苛刻，稍有失误即可产生不了后果，甚至发生事故。如液体乙苯在催化条件下会很快发生脱氢反应，不仅放出大量的热量导致反应温度（可达580-645）、压力（可达0.6-1kg/cm）的突然升高，而且生成无色透明的油状粘稠液体使生产无法进行下去，严重时也可能造成管道堵塞或设备爆炸事故；苯乙烯在接触光照和空气的条件下，很可能会发生自聚、燃爆现象，在反应过程中稍不注意即可突破，由此造成操作紊乱状态，处理过程不仅麻烦而且很危险。 3.1.3 安全工作重点 1.等温式固定床反应器（1）由于乙苯的有一定的毒性，且闪点低，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险，所以对装置投料前的系统气密性实验要严格认真地进行检查。所有涉及乙苯的设备和管道上的密封点，均不允许有渗漏现象。生产中要经常巡检，发现有泄漏时，应立即切断物料来源或做停车处理。不准在有泄露的情况下生产，防止中毒或爆炸着火。（2）苯乙烯脱氢反应器的生产操作，要按控制程序进行，经常检查是否有控制机构失灵等异常现象，发现异常反应及时处理，避免反应热不能及时导出，以致发生苯乙烯自聚或爆炸事故。（3）脱氢反应的氧化铁系催化剂和苯乙烯对金属腐蚀性很强，会对脱氢反应器有腐蚀作用，而且有的还能产生晶间腐蚀和应力腐蚀。因此，应定期对该装置的设备、管道的腐蚀情况检测，进行必要的监督，防止由于腐蚀造成的设备泄漏损坏而出现严重事故。 2.其他部位（1）装置停车后要监督检查系统中的危险物料的排空置换情况，排出物料是否进行了安全处理，装置中不准存留毒性物料，特别是装置停车检修时更要仔细地的进行处理。（2）装置中设置了流散废液集中收回解毒处理系统，要经常监督检查该系统的严格管理、维护情况，督促正确使用，纠正和制止任意排放有毒物料的违章行为。（3）检查进入苯乙烯作业现场的人员，必须穿作业服、胶皮靴，佩戴化学防护眼镜、过滤式防毒面具或口罩及手套。禁止人体直接接触苯乙烯，防止皮肤吸收、呼吸吸入中毒和眼睛受刺激。（4）定期对苯乙烯冷凝器工作情况进行监督检查，当发现压缩机皮带、滤网和蒸发箱有损坏或工作不正常时，应督促停车维修，进行清洗，防止产物因未能及时冷凝而可能造成对作业人员的烫伤。（5）本装置的有毒生产设备检修或抢修，都必须在严密的防护措施下进行，设备、管道未经清洗解毒处理达到合格，不准任意拆卸，而且也要禁止无人监护的单人作业。（6）本装置所设置的安全防护设施，如可燃气体检测报警仪、毒物检测报警仪、冲洗喷淋设备、解毒抢救器材、温度检测报警仪等，应定期进行检查校验。定期对消防器材（消火栓、灭火器、火灾报警等）进行检查。（7）进行密闭操作，加强装置中的通、排风系统的运行情况检查和定期维护保养的监督，以减少逸散在厂房空气中的乙苯和苯乙烯气溶胶粉尘对作业人员的危害。考虑到作业环境对作业人员的重要性，对该系统设备出现的故障，应指令及时进行抢修。（8）要定期或不定期的检查或抽查本装置的一些安全保护性措施与规定的执行情况，如：作业护具及工器具的解毒处理；作业现场禁止饮食；远离火种、热源，工作场所严禁吸烟；皮肤有擦伤未经处理不得进入现场作业；下班和饮食前须淋浴洗涤等，纠正和制止违章行为。 3.2 工艺环节的划分 3.2.1 生产区 苯乙烯的工艺流程共分为六个步骤：蒸汽配比、加热、脱氢、冷凝、阻聚、精馏。将冷凝和阻聚环节设为一个车间，其他每个生产环节分别为一个车间，依次编号为1号、2号、3号、4号和5号车间。所以将苯乙烯的生产工艺过程各个生产车间的功能与规模见表3.1。表3.1 各个生产车间的功能与规模编号车间名称生产车间功能长（m）宽（m）高（m）面积（） 1 蒸汽配比车间使乙苯蒸汽的摩尔比率在5和13之间4020 6800 2 加热车间使脱氢反应器内温度在580-645之间,第一反应器内平均压力为0.6-1kg/cm4020 6800 3 脱氢车间在氧化铁系催化剂催化作用下，使乙苯脱氢35206700 4冷凝和阻聚车间去除水分和蒸汽，使产物温度降低，并且阻止其聚合35206700 5 精馏车间通过分离和精制得到纯苯乙烯35206700 3.2.2 仓储设施库房主要存储的物质为苯乙烯、乙苯和氧化铁系催化剂。各物质的存储注意事项简单介绍如下： 1.苯乙烯属有毒类，一级可燃液体，应专库储存，有专人保管。通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 2.乙苯常温下为液态，属一级可燃液体，储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源；库温不宜超过30；保持容器密封；应与氧化剂分开存放，切忌混储；采用防爆型照明、通风设施；禁止使用易产生火花的机械设备和工具；储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 3.氧化铁系催化剂氧化铁系催化剂中加入的氧化铬的毒性非常大，微溶于水，应设置专门的有专人看守的存储间，要求通风、干燥。 综上，根据苯乙烯生产工艺流程要求及原料的性质和存储方式，将原料及成品划为一个存储区，根据它们的存储要求，分成以下的原材料以及产成品库，整个仓储设施区共有3个库房，编号分别为6号、7号、8号库房，依次存放苯乙烯、乙苯、氧化铁系催化剂。各个建筑物功能与规格如表3.2所示。表3.2 存储车间的功能和规格编号车间名称储存车间的功能长（m）宽（m）高（m）面积（）6苯乙烯库储存苯乙烯25 20 8 5007乙苯库储存乙苯 25 20 8 5008氧化铁系催化剂库储存氧化铁系催化剂 15 15 6 225 3.2.3 其他设施 根据化工厂生产和生活需要，工厂内还包括以下附属设施：门卫室、食堂、礼堂、办公楼、技术安全处、停车场、污水处理站、锅炉房、变配电站、消防水池、水泵站。编号为9号、10号、11号、12号、13号、14号、15号、16号、17号、18号和19号。表3.3 其他设施的名称和规格编号名称功能介绍长（m）宽（m）层数面积（）9门卫室负责维护厂区正常秩序，检查人员出入10525010食堂供职工进餐50303150011礼堂进行大型集会和活动的场所60403240012办公楼供厂区主要负责人办公进行决策60205120013技术安全处负责厂区各项工作安全问题4020280014停车场停放各种车辆 16010160015污水处理站处理污水1515122516锅炉房为整个企业的各项生产与生活提供动力3015145017变、配电站负责企业的生产与生活供电2020140018消防水池负责企业消防用水151522519水泵站为供水提供动力101011004 区域划分根据石油化工企业设计防火规范，在进行区域规划时，应根据石油化工企业及其相邻的工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形，风向等条件，合理布置。选择主导风向为北风石油化工企业的生产区，宜位于邻近城镇或居住区全年最小频率风向的上风侧，以便生产过程中的废气及时排除和扩散，以减少对本企业和邻近企业和居民的环境影响。公路和地区架空电力线路，严禁穿越生产区。区域排洪沟不宜通过厂区。当相邻设施为港区陆域、重要物品仓库和堆场、军事设施、机场等，对石油化工企业的安全距离有特殊要求时，应按有关规定执行。接近原料厂地及产品销售地区，运输方便。地下水位最好低于地下室和地下构筑物的深度；地下水对建筑基础最好无侵蚀性。了解蓄水层水量根据工厂运货量、物料性质、外部运输条件、运输距离等因素合理确定采用的运输方式（铁路、公路、水运、空运）。运输路线应最短，方便，工程量小，经济合理。靠近水源，保证供水的可靠性，并符合生产对水质、水量、水温的要求。污水便于排入附近江河或城市下水系统。应有利于同相邻企业和依托城市（镇）要科技、信息、生产、修理、公用设施、交通运输、综合利用和生活福利等方面和协作。避免将厂址选择在建筑物密集、高压输电线路地工程管道通过地区，以减少拆迁。 以A市为例，假设A市的主要重型工业区分布在B区，且A市地处温带季风气候区，常年以西北、东南风为主，最小上风向为西南地区，所以本厂应该建设在东北或者西南区，考虑交通环境和相应的工业配套设施，在B区选址比较好。由于本厂的原料和生产成品具有一定的危险性质，所以应该远离居民区和加油站等地点，以确保人身及财产安全。综合以上所述，应该把本厂设置在远离居民区的B区郊区。5 总平面的布置 5.1 分区布置根据工厂生产和生活要求，充分考虑人身财产安全和火灾爆炸危险等多方面因素，把整个工厂分为四个区域：生产区、存储区、生活区和附属设施区。生产区在工厂的西南角，按顺时针依次是蒸汽配比车间、加热车间、脱氢车间、冷凝和阻聚车间以及精馏车间，有利于工艺流程的进行。存储区在工厂的东北角，自西向东依次是苯乙烯库、乙苯库、氧化铁系催化剂库。在生活区中，办公楼、礼堂、食堂被布置在工厂的西北角；在工厂的东侧和南侧各设置一个入口，两个入口处分别设置一个门卫室；技术安全处被布置在生产区中，与蒸汽配比车间和精馏车间相邻；停车场在南门西侧。附属设施区在工厂的东南角，按顺时针依次是变配电站、锅炉房、污水处理站、消防水池、水泵站。分区布置如图5.1所示：图5.1 分区布置平面图5.2 火灾危险类别的确定 5.2.1 苯乙烯及生产原料的理化性质简介 1.苯乙烯 苯乙烯(styrene)为无色、有特殊香气的油状液体。熔点30.6，沸点145.2，相对密度0.9060(204),闪点31，折光率1.5469，黏度0.762 cP at 68 F。不溶于水(1%)，能与乙醇、乙醚等有机溶剂混溶。苯乙烯在室温下即能缓慢聚合，要加阻聚剂对苯二酚或叔丁基邻苯二酚(0.0002%-0.002%)作稳定剂，以延缓其聚合才能贮存。 2.乙苯乙苯（ethylbenzene）为无色液体，有芳香气味，是一种芳烃。存在于煤焦油和某些柴油中。易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。熔点-94.9，沸点136.2，相对密度(水=1)为0.87，闪点15，引燃温度432，爆炸上限%(V/V)为6.7，爆炸下限%(V/V)为1.0。乙苯对皮肤、粘膜有较强刺激性，高浓度有麻醉作用。 3.氧化铁系催化剂典型氧化铁系催化剂组成为Fe2O3-Cr2O3-K2O。其中氧化铁是活性组分；氧化铬是高熔点的金属氧化物，它的存在可提高催化剂的热稳定性，还可以起到稳定氧化铁价态的作用；氧化钾不仅具有助催化剂的作用，而且还能改变催化剂的表面酸度，以减少裂解副反应的发生。 在氧化铁系催化剂中，虽然氧化铬的存在能起到结构稳定剂的作用，但氧化铬的毒性非常大，现在工业上已广泛采用不含氧化铬的氧化铁系催化剂。 5.2.2 生产工艺火灾危险分类根据建筑设计防火规范表3.1.1（见附表一 生产的火灾危险性划分），依据苯乙烯、乙苯和氧化铁系催化剂的上述理化性质可以确定它们的火灾危险类别分别为：乙类、甲类和戊类。乙苯主要作为1、2区部分生产原料。 3区除了存在乙苯外还有苯乙烯和催化剂，苯乙烯和乙苯的火灾危险类别分别为乙类和甲类。厂区其他生产区主要对苯乙烯进行进一步加工处理，因此厂区主要的化学危险物质为苯乙烯和乙苯。根据厂房内所存在的物质的火灾危险类别确定该厂房的火灾危险类别，且当同一房间内，布置有不同火灾危险性类别的设备时，应按火灾危险性类别最高的设备确定。综上所述，各厂房的火灾危险类别分别为：1、2、3区-甲类，4、5区-乙类，其他-戊类。 5.2.3 存储区火灾危险分类根据建筑设计防火规范表3.1.1（见附表二 贮存物品火灾危险性划分），依据苯乙烯、乙苯和催化剂的理化性质可以确定它们的火灾危险类别分别为：乙类、甲类和戊类。综上所述，在存储区共有3个库房，根据库房内所存储的物质的火灾爆炸危险类别可确定每个厂房的火灾危险类别依次为6区-乙类、7区-甲类和8区-戊类。 5.3 耐火等级的确定 5.3.1 生产区 根据生产区厂房的火灾危险类别，依据建筑设计防火规范第3.2.1条表3.2.1（见附表三 厂房的耐火等级及厂房面积）确定各厂房的耐火等级及厂房面积。本次设计厂房全为单层厂房，1、2、3区火灾危险类别为甲类，4、5区火灾危险类别为乙类，耐火等级均选择为一级，厂房面积总共为3700。其余生产车间火灾危险类别都为戊类，选择耐火等级均为为二级，各生产车间厂房面积如表3.3所列。 5.3.2 存储区 根据库房的火灾危险类别，依据防火与防爆书中表4-7（见附表四 库房的耐火等级、层数和占地面积）可以确定，6号、7号库房的耐火等级为一级，8号的耐火等级为二级，三个库房面积分别为500、500和225。 5.3.3 生活区 根据建筑设计防火规范，生活区的建筑可以依据民用建筑确定耐火等级和面积（见附表五 民用建筑确定耐火等级和面积）。食堂和礼堂耐火等级均为一级，面积分别为1500和2400；办公楼耐火等级为二级，面积分别为1200；门卫室和技术安全处确定耐火等级均为三级，面积分别为250和800。 5.3.4 附属设施区根据建筑设计防火规范第3.2.5条，锅炉房应为一、二级耐火等级的建筑，可确定锅炉房的耐火等级为二级，面积为450。根据建筑设计防火规范第3.2.6条，燃油油浸电力变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级，可确定变电站的耐火等级为一级，面积为400。污水处理站的耐火等级和面积分别为二级和225，水泵站的耐火等级和面积分别为二级和100，消防水池和停车场因为是露天的，不考虑其耐火等级，面积分别为225和1600。综上所述，该苯乙烯厂内建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积见附表六 化工厂内各个建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积。5.4 防火间距 5.4.1 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石油化工企业设计防火规范GB50160-2008表4.2.12石油化工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，并且只考虑邻近建构筑物间的防火间距。每个分区内各建构筑物之间的防火间距确定以后，要对分区之间的各建构筑物之间的防火间距进行确定。本次设计主要考虑全厂重要性设施与甲类厂房、库房之间的防火间距要求，根据规范应为35m。 5.4.2 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，该工厂的生产区内有甲类、乙类和戊类厂房，存储区内有甲类、乙类和戊类库房。根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008表4.2.12，生产厂房和库房甲类-甲类：30m；甲类-乙类：25m；甲类-戊类：20m；乙类-戊类：15m；戊类-戊类：10m。（注：火灾危险类别为戊类的厂房防火间距同丙类相同。）生活区各建构筑物之间的防火间距的确定根据建筑设计防火规范依据表5.2.1民用建筑的防火间距及各建构筑物的耐火等级确定。附属设施区各建构筑物之间的防火间距的设计主要依据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008表4.2.12石油化工企业总平面布置的防火间距进行确定。锅炉房、变电站、消防水泵都属于全厂重要性设施，污水处理站与它们之间的防火间距至少应为35m，锅炉房可以看作丙类设施，它与变电站之间的防火间距应符合丙类设施与全厂重要性设施之间的防火间距。综上所述，首先确定各生产、存储区厂房、库房的火灾危险类别，生活区、附属设施区各建、构筑物的耐火等级以及厂内所有建、构筑物的面积及它们之间的防火间距，再综合考虑总体布置及甲类厂房和库房与厂区围墙和厂内主要、次要道路之间的距离，对工厂总平面大致布置见图5.1。 依据以上原则，再考虑工厂整体布局的整齐美观，工厂内各建构筑物之间的防火间距见附表七 石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距和附表八 民用建筑之间的防火间距。6 防爆电气的设计 6.1 划分爆炸危险区域本次设计选择3号厂房（即脱氢车间）进行爆炸危险区域划分。根据乙苯和氧化铁系催化剂的性质，后者为不可燃的，所以不用考虑它。该厂房主要的释放源为乙苯，根据乙苯的性质，在生产过程中乙苯蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，依据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892对生产环境进行爆炸危险分区。依据本规范2.2.3条该区域存在的释放源为第二级释放源。根据规范2.2.5爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定，存在第二级释放源的区域可划为2区。乙苯的原子量为106，相对密度为0.87。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892第2.3.1条相对密度小于或等于0.75的爆炸性气体规定为重于空气的气体。假设该生产厂房通风良好，因此该厂房的爆炸危险区域划分应依据本规范第2.3.3条进行划分。具体分区见详图6.1、图6.2。图6.1 释放源接近地坪时易燃物质重于空气、通风良好的生产装置区图6.2 释放源在地坪以上时易燃物质重于空气、通风良好的生产装置区 6.2 防爆电气选择 6.2.1 爆炸性混合物分级、分组 根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892附录三气体或蒸汽爆炸性混合物分级分组举例，见附表九 气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例，由苯乙烯和乙苯的理化性质可知，苯乙烯属于A级T1组，乙苯属于A级T2组。根据以上分析该厂房爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别为2区A级T1组和2区A级T2组。 6.2.2 防爆电气选择 根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范第2.5.3条（见附表十）进行厂区内主要防爆电气选择。7 泄爆方式确定及泄爆面积计算 7.1 泄爆方式材料作整体面层时，应采取防静电措施。散发可燃粉尘、纤维的厂房内表面应平整、光滑，并易于清扫。在地沟积聚的有效措施，且与相邻厂房连通处应采用防火材料密封。有爆炸危险的设备宜避开厂房的梁、柱等主要承重构件布置。 7.2 泄爆面积的计算 本次设计选择2号厂房（即加热车间）进行泄爆方式的确定，根据建筑设计防火规范GB50016-2006第3.6.1条，有爆炸危险的甲、乙类厂房宜独立设置，并宜采用敞开或半敞开式厂房。其承重结构宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构。根据建筑设计防火规范GB50016-2006表3.6.3（见附表十一 厂房内爆炸性危险物质的类别与泄压比值）厂房内爆炸危险物质类别与泄压比值乙苯应选择0.110。本次设计选择C=0.18。根据泄爆面积计算公式A=10CV2/3 （式7.1）式中：A为泄爆面积（m2）；C为泄压比值（m2/m3）；V为厂房体积（m3）。根据公式V=40206=4800m3 ，C=0.18m2/m3得：A=512.19m2由以上可知，所选择厂房的泄爆面积为512.19m2。厂房面积为800m2，所以选择顶棚泄爆。8 消防灭火器的配备 8.1 灭火器配置场所的火灾种类和危险等级 8.1.1 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6号库房（苯乙烯存储库）进行灭火器的配备。灭火器配置场所的火灾种类依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第3.1.2条划分为以下五类：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。 苯乙烯为无色油状液体，可以引发液体火灾，依照以上分类可知，所选场所的火灾种类可划分为B类火灾。 8.1.2 危险等级工业建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，并依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第3.2.1条划分为以下三级： 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。苯乙烯库属于甲类液体桶装库房,可以确定其危险等级为严重危险级。 8.2 灭火器的选择 依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第4.2.2条，B类火灾场所应选择泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、二氧化碳灭火器、灭B类火灾的水型灭火器或卤代烷灭火器。极性溶剂的B类火灾场所应选择灭B类火灾的抗溶性灭火器。针对所选厂房的具体情况，选择二氧化碳灭火器。 8.3 灭火器的设置 8.3.1 灭火器的最大保护距离依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第5.2.1条和第5.2.2条，设置在B、C类火灾场所的灭火器，其最大保护距离应符合表8.1的规定。 表8.1 B、C类火灾场所的灭火器最大保护距离(m) 据上表可知，所选场所B类严重危险等级，则灭火器的最大保护距离为9米。 8.4 灭火器的配置 8.4.1 一般规定依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第6.1条之一般规定： (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100m2时，应配置1具1A的手提式灭火器；每增加100m2时，增配1具1A的手提式灭火器。 8.4.2 灭火器的最低配置基准 依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第6.2.2条，B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表8.2的规定。 表8.2 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89B 55B 21B单位灭火级别最大保护面积 (m2/B) 0.5 1.0 1.5 8.5 灭火器配置设计计算 8.5.1 计算单元依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第7.2.1条，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火灾种类相同时，可将其作为一个计算单元。由于本次所选择的厂房是单层厂房，且该场所仅储存苯乙烯一种物质，其危险等级和火灾种类都是单一的，所以可将该存储车间作为一个计算单元。 8.5.2 配置设计计算 计算单元的最小需配灭火级别应按下式计算： （式8.1）式中：Q 计算单元的最小需配灭火级别（A或B）； S 计算单元的保护面积（m2）； U A类或B类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（m2/A或 m2/B）； K 修正系数（修正系数应依照建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005第7.3.2条，按表8.3的规定取值）。表8.3 修正系数计算单元K未设室内消火栓系统和灭火系统1.0设有室内消火栓系统0.9设有灭火系统0.7设有室内消火栓系统和灭火系统0.5可燃物露天堆场甲、乙、丙类液体储罐区可燃气体储罐区0.3 将具体数值代入公式有：Q=0.55000.5=500B（B类严重危险等级单位灭火级别最大保护面积为0.5m2/B）。计算单元中每个灭火器设置点的最小需配灭火级别应按下式计算： Qe=QN =50010=50B （式8.2） 式中：Qe 计算单元中每个灭火器设置点的最小需配灭火级别（A或 B） ； N 计算单元中的灭火器设置点数（个）。 （根据所选场所的长宽以及B类火灾场所灭火器的最大保护距离，可以在该场所内设置10个灭火器点。） 由于每个灭火器设置点的最小需配灭火等级为50B，而B类火灾场所单具灭火器最小配置灭火级别（严重危险级）为89B，所以可以选择二氧化碳灭火器MT7型号，每个设置点设置一具灭火器，共计十个灭火点。灭火器的类慈类型、规格的选择依据附表十二 手提式灭火器类型、规格和灭火级别及其续表。消防灭火器的配备图略。9 总结本次课程设计是对苯乙烯工厂进行防火防爆设计，首先选择合适的厂址，既能满足化工生产的各方面需求，又能不对周围环境造成不良影响。然后了解苯乙烯的生产工艺流程，及生产过程中可能遇到的火灾爆炸危险，通过查阅建筑设计防火规范GB50016-2006、石油化工企业设计防火规范GB50160-2008、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92、火灾与爆炸灾害安全工程学、苯乙烯装置操作工等资料，对化工厂进行区域划分，确定各个区域内建、构筑物的功能，火灾危险类别，耐火等级，建、构筑物面积以及它们之间的防火间距，对工厂进行总平面布置，最后选择火灾爆炸危险性较大的厂房进行爆炸危险区域划分，防爆电气设备选型，并确定厂房的泄爆方式和消防灭火器的配置。设计过程中充分考虑对火灾爆炸事故的预防。 本次设计的重点是厂区总平面布置，难点是厂区内各建构筑物之间防火间距的确定。设计过程中，既要保证各建构筑物之间的防火间距满足规范要求的最低标准，又要考虑厂区的整体布局。因此需要综合多方面要求进行设计。另外借于此，我要感谢我的指导老师-钟永明，在这次的设计中遇到了一些难题，多亏有了钟老师先期的帮助和指导，我才能顺利地完成这次对某苯乙烯厂的防火防爆设计。同时还要感谢上届学长，他们不厌其烦的帮助，为我的设计任务节省了不少时间。这次为期两周的课程设计使我学会了如何去做一份合理的防火防爆设 计，让我认识到理论与实践之间的联系与不同之处，同时我也深深地意识到防火防爆设计对于化工厂安全生产的重要性。通过此次课程设计，我收获颇丰，具体如下：首先，对化工厂整体布局有了大致的了解，明确了化工厂的生产区域、存储区域的设计标准以及化工厂所需求哪些主要的附属设施。其次，明确了如何确定厂房和设备的火灾危险类别以及通过火灾危险类别进一步确定建、构筑物的耐火等级、面积及它们之间的防火间距以及消防灭火器的选型和装配。最后，经过这次课程设计自己也更进一步认识到石油化工企业防火防爆设计的重要性，只有在设计时厂区的各项设计都符合标准要求，并力争做到各生产设备本质安全化，才能从根本上预防火灾爆炸事故的发生，保证企业的经济效益得到提升以及厂内和邻近企业员工和周边居民的生命财产安全得到保障，从而确保社会稳定、和谐。另外，通过对厂区总平面图的绘制，自己也了解了许多有关制图方面的标准要求。由于本人才疏学浅，水平有限，这次防火防爆设计瑕疵难免，望各位老师及专业人士和诸位同学不吝指出其中纰漏，本人定当万分感激，并认真改正完善之！参考文献1建筑设计防火规GB50016-20062石油化工企业设计防火规范GB50160-20083爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058924总图制图标准.GB/T50103-20015杨泗霖.防火与防爆.北京:首都经济贸易大学出版社,20066房屋建筑制图统一标准.GB/T5001-20017建筑灭火器配置设计规范GB50140-20058魏伴云.火灾与爆炸灾害安全工程学.武汉:中国地质大学出版社，20089陈群.化工生产技术.北京:化学工业出版社，201010中国石油化工集团公司人事部，中国石油天然气集团公司人事服务中心.苯乙烯装置操作工.北京:中国石化出版社，200911百度百科、百度词条附录 附表一 生产的火灾危险性划分 生产类别火灾与爆炸危险性的特征甲 使用或产生下列物质（1）闪点28的易燃液体（2）爆炸下限10%的可燃气体（3）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质（4）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质（5）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂（6）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质（7）在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产乙使用或产生下列物质（1）闪点2860的易燃、可燃液体（2）爆炸下限10%的可燃气体（3）助燃气体和不属于甲类的氧化剂（4）不属于甲类的化学易燃危险固体（5）生产中排除浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸性混合物者丙使用或产生下列物质（1）闪点60的可燃液体（2）可燃固体丁具有下列情况生产（1）对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花或火焰的生产（2）利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行爆炸作其他用的各种生产（3）常温下使用或加工难燃烧物质的生产戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产附表二 贮存物品火灾危险性划分贮存物品类别火灾与爆炸危险性的特征甲（1）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质（2）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质（3）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质（4）闪点28的易燃液体（5）爆炸下限10%的可燃气体，以及受到水或空气中水蒸气的作用，能产生爆炸下限10%的可燃气体的固体物质（6）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，以及极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂乙（1）不属于甲类的化学易燃危险固体（2）闪点2860的易燃、可燃液体（3）不属于甲类的氧化剂（4）助燃气体（5）爆炸下限10%的可燃气体（6）常温下与空气接触能缓慢氧化、积热不散引起自燃的危险物品丙（1）闪点60的可燃液体（2）可燃固体丁难燃烧物品戊非燃烧物品附表三 厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积生产类别厂房的耐火等级最多允许层数每个防火分区的最大允许建筑面积（m2）单层厂房多层厂房高层厂房地下、半地下厂房，厂房的地下室、半地下室甲一级二级除生产必须采用多层者外，宜采用单层4000300030002000乙一级二级不限6500040004000300020001500丙一级二级三级不限不限2不限8000300060004000200030002000500500丁一、二级三级四级不限31不限40001000不限200040001000戊一、二级三级四级不限31不限50001500不限300060001000附表四 库房的耐火等级、层数和占地面积储存物类别 耐火等级最多允许层数单层库房最大允许占地面积/甲一1180一、二1750乙一、二32000三1500丙一、二52800三1900附表五 民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积耐火等级最多允许层数防火分区的最大允许建筑面积（m2）备 注一、二级按本规范第1.0.2条规定25001.体育馆、剧院的观众厅，展览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽。2.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所不应超过3层或设置在四层及四层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。三级5层12001.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所、老年人建筑和医院、疗养院的住院部分不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。2.商店、学校、电影院、剧院、礼堂、食堂、菜市场不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层。四级2层600学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、老年人建筑、医院等不应设置在二层。附表六 化工厂内各个建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数占地面积(m2) 生 产 区1蒸汽配比车间甲类一级单层8002加热车间甲类一级单层8003脱氢车间甲类一级单层7004冷凝和阻聚车间甲类一级单层7005精馏车间甲类一级单层700 存 储 区6苯乙烯库甲类一级单层5007乙苯库甲类一级单层5008氧化铁系催化剂库戊类二级单层225生活区9门卫室三级二层5010食堂一级三层150011礼堂一级三层240012办公楼二级五层120013技术安全处三级二层80014停车场1600附属设施区15污水处理站二级单层22516锅炉房二级单层45017变、配电站一级单层40018消防水池225 19水泵站二级单层100附表七 石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距附表八 民用建筑之间的防火间距耐火等级 防火间距（m）耐火等级一、二级三级四级一、二级6.07.09.0三级7.08.010.0四级9.010.012.0注：1、两座建筑物相邻较高一面外墙为防火墙或高出相邻较低一座一、二级耐火等级建筑物面积的屋面15m范围内的外墙为防火墙且不开设门室洞口时，其防火间距不限；2、相邻的两座建筑物，当较低一座的耐火等级不低于二级、屋顶不设置天窗、屋顶承重构件及屋面板的耐火极限不低于1.00h，且相邻的较低一面外墙为防火墙时，其防火间距不应小于3.5。附表九 气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例序号物质名称分子式组别A级 123456789101112131415161718192021 22 2324 2526272829303132 33343536373839404142 4344 4546474849505152535455565758 5960 61626364656667 6869707172737475 76 7778 79 80818283848586878889909192939495 9697 9899100101 102103104105106 107108109110111