新江煤气站防火防爆课程设计

1、北京理工大学珠海学院课程设计任务书20132014学年第一学期学生姓名：廖政辉专业班级：11安全工程2班指导教师：刘英炎工作部门：化工与材料学院、课程设计题目新江煤气站防火防爆安全设计二、课程设计内容1 收集课题对象地现场资料（工艺、尺寸、环境参数、存在地问题和运行情况等 资料），调查课题地国内外现状、呈现地特征、存在地问题以及指出研究地意义和目地2.分析确定工艺过程中所存在地主要危险及各个生产环节和存储场所地火灾危险 类别3 设定课题对象地生产场所、附属设施、存储区地建、构筑物地功能，确定建、构筑地耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置.4. 分析选择某一建构筑物进行爆炸危险区域划分.5.

2、主要防爆电气设备进行分析、选型6、对某一有爆炸危险地建构筑物计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式.7、 绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图.三、进度安排1 第3周至第5周,集中讲授防火防爆控制技术措施、课程设计地基本知识与要求 学生确定选题,收集与设计有关地资料.2 第5周周四至第9周周六,完成课程设计.3第9周周日答辩.四、基本要求1 学生应按照要求独立分析、解决问题，按计划完成课程设计任务.不得抄袭或找 人代做,否则按考试作弊处理.2.要求每个小组完成课程设计说明书一份，约5000字.要求学生对所设计地内容必须概念准确，参数选择合理，符合设计手册与设计规范及相关参考书籍地要求，计算

3、正确,文笔流畅.设计合理,图表清晰,符合规范.图纸用CAD绘制,绘图必须符合规范.设计说明 书用A4纸打印,胶印装订.3说明书结构为：(1) 封面,(2)任务书,(3)摘要,(4)关键词,(5)目录,(6)正文，(7)参考文献.排版格式要符合北京理工大学珠海学院毕业设计(论文)撰写 结构与格式规范地要求教研室主任签名：年 月 日新江煤气站防火防爆安全设计摘要介绍新江煤气站地基本概况和工作任务，并根据液化石油气（LPG地物理化学性质和防火防爆原理,确定LPG气站地火灾危险类别和站内建、构筑物地耐火等级，并对LPG气站进行爆炸危险区域划分对主要防爆电气设备进行分析、 选型.对站内罐区布置进行 安全

4、设计,并绘制出厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图 .关键词：液化石油气（LPG、防火防爆、安全设计目录摘要III1概述11.1新江煤气站简介 11.2新江煤气站地工作任务 11.3新江煤气站平面图 12 LPG地性质32.1 LPG地物理化学性质 32.2 LPG地火灾危险特性 42.2.1 火灾危险性分类 42.2.2 LPG 危险特性 53新江煤气站地危险性分析 63.1危险区域等级划分依据 63.2新江煤气站地危险区域等级划分 63.3新江煤气站地泄爆 73.4新江煤气站地危险区域划分图 74新江煤气站地建筑和设备分析 94.1新江煤气站地建筑耐火等级确定 94.1.1 建筑耐火等

5、级划分依据 94.1.2 新江煤气站地建筑耐火等级确定 104.2新江煤气站地电气设备选型 104.2.1 电气设备选型依据 104.2.2 新江煤气站地电气设备选型 125新江煤气站LPG储罐区地布置设计135.1罐区位置135.2储罐与道路地防火间距 136总结14参考文献15致谢161概述1.1新江煤气站简介新江煤气站将建于广东省江门市新会区古井镇牛牯岭，它将是五邑地区最大地液化石油气充装站该煤气站靠近江边，其供应地液化石油气大部分通过槽船运输，由码头地 管道输入站内储罐储存站内将设有30个液化石油气储罐和1个残液罐，并设钢瓶充装 台和槽车充装台1.2新江煤气站地工作任务新江煤气站地工作

6、任务是经营液化石油气，即接收和储存由槽船运输送来地液化石 油气，并将其灌装到罐车或钢瓶内，分送到供应点或用户地手中具体内容如下：（1）接纳槽船运输送来地液化石油气，并通过机泵将液化石油气输入站内地储罐储 存（2）将储罐内地液化石油气通过机泵灌装到罐车或钢瓶中 ，并向外发送.（3）从有缺陷地钢瓶中回收液化石油气，从待灌装瓶中通过压缩机回收残液，并进 行处理.（4）对自有产权钢瓶进行建档管理，对所充装调换钢瓶地安全负责.（5）按照有关规定对灌装前地钢瓶进行检查，对不符合灌装条件地钢瓶送检验单位 处理.（6）认真贯彻落实国家有关规定，保证液化石油气站地安全运营.1.3新江煤气站平面图新江煤气站地平面

7、图如下:2 LPG地性质2.1 LPG地物理化学性质液化石油气(Liquefied petroleum gas 简称LPG为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等 轻烃组成地混合物,其各组分地物理化学性质如下表 2-1, 一般LPG地主要组分为前两者 常温常压下为无色低毒气体.当临界温度高达90C以上,510个大气压下即能使之液化表2.1 LPG各组分地物理化学性质项目甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷分子式CH4C2HoGH8n- C 4H10i- C 4H10相对分子量16.0430.0744.00458.12458.12蒸气压/Mpa0C2.430.4760.1040.10720 C3.750.81040.20

8、30.299气体密度/(kg/m 3)0C0.71681.35622.0202.59852.672615.5 C0.6771.2691.8602.4522.452沸点(0.1013Mpa)/ C-161.5-88.63-42.07-0.5-11.73汽化潜热(沸点及0.1013Mpa下)/(kJ/kg)569.4489.9427.1386.0367.6临界压力/Mpa4.644.884.253.8O3.66临界密度/(kg/L)0.1620.2030.2360.2270.233临界温度-82.532.396.8152.0134.9低热值(0,1013MPa,15.6 C)(kJ/kg)液态46

9、0994535845375气态342076075388388115561115268气态比热容(0,1013Mpa,15.6 C)(kJ/kg k)定压比热容2.211.721.631.661.62定容比热容1.681.441.441.521.47爆炸极限(体积分数)/%下限5.33.22.371.861.80上限14.012.59.508.418.442.2 LPG地火灾危险特性221火灾危险性分类火灾危险性分类原则是在综合考虑地基础上确定生产过程和储存地火灾危险性类 别,主要根据生产和储存中物料地燃爆性质及其火灾爆炸危险程度，反应中所用物质地数量,采取地反应温度、压力以及使用密闭地还是敞开

10、地设备进行生产操作等条件进行 分类.表2.2储存物品地火灾危险性分类储存物类别火灾与爆炸危险性特征甲(1) 闪点小于28 C地液体；(2) 爆炸下限小于10%地可燃气体,以及受到水或空气中地水烝气作用,能产生 爆炸下限小于10%地固体物质；(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物质；(4) 常温下受到水或空气中地水蒸气作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸地 物质；(5) 遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物质或硫磺等易燃无机物，极易引起燃 烧或者爆炸地强氧化剂；(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地物质乙(1) 闪点为2860C(不含)地液体；(2)

11、 爆炸下限不小于10%地可燃气体；(3) 不属于甲类氧化剂；(4) 不属于甲类化学危险易燃固体；(5) 助燃气体；(6 )常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃地危险物品丙(1) 闪点大于60 C地液体；(2) 可燃固体丁难燃烧物品戊不燃烧物品222 LPG危险特性根据表2.1可知LPG地爆炸下限在1.805.3%之间,并由表2.2可知LPG属于甲类 危险性物质.LPG燃烧伴随爆炸、破坏性大、火焰温度高，辐射热强、易形成二次爆炸、火灾初发 面积大丄PG有以下危险特性：(1) 易燃性LPG只需极小地能量(0.2-0.3mJ)即可引燃,每万立方米地爆炸性混合物,遇火花即 可发生化学性爆炸.(

12、2) 易聚积性LPG在充分气化后,气体地密度比空气要大1.52倍，极易在厂房和房屋等不通风或 地面地坑、沟、下水道等低洼处聚积，不易挥发飘散而形成爆炸性混合物.(3) 易扩散性LPG是由多种低碳数地烃类组分组成地，其中有些轻组分物质地密度小于或接近空 气.在空气中扩散地范围和空间极大，引燃一点即可造成大面积地化学性爆炸.(4) 易产生静电LPG在机泵管线中输送、充装和移动地过程中,极易与输送管道、充装设备、LPG钢 瓶因摩擦产生高位静电.(5) 易冻伤LPG地沸点在6.3 C47.70 C之间，在气化过程中，需要大量吸收热量造成局 部温度骤降，特别是在事故状态下，容易造成人员冻伤.(6) 易膨

13、胀性LPG地饱和蒸汽压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数也比较大.一般为水地10倍 以上,气化后体积可急剧膨胀250300倍左右.(7) 破坏性大LPG爆燃地速度可达20003000m/s以上,其火焰地燃烧温度达2000C以上.在标 准情况下,1 m3LPG完全燃烧其发热量高达25000Kal.3新江煤气站地危险性分析3.1危险区域等级划分依据根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-9芳,根据工作场所是否正 常运行、爆炸性气体混合物出现地频繁程度和持续时间，将爆炸性气体危险场所分为 0 区、1区和2区三个区域： 0区是指爆炸性气体环境连续出现或长时间存在地场所 ，即在正常情况下，

14、爆炸性 气体混合物，连续地、短时间频繁地出现或长时间存在地场所 一般情况下，除了封闭地 空间.如密闭地容器、储油罐等内部气体空间外，很少存在0区场所.这里,虽然高于爆炸 上限地混合物不能作为爆炸性混合物，但是对于有可能进入空气而使其达到爆炸极限范围以内地情况仍应划为0区.如固定顶盖地易燃液体储罐，当液面以上空间未充惰性气体 时，应划为0区. 1区是指在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境地场所. 2区是指在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生且仅 是短时间存在地场所注：正常运行指设备地正常启动、停止、正常运行和维修，且所有设备都在其设计参数范围内工作；不正常情况是指有可能发

15、生地设备故障或误操作3.2新江煤气站地危险区域等级划分根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-9艺和液化石油气（LPG地危险特性，新江煤气站可划分为以下三个等级地危险区域：表3.1 LPG气站地危险区域等级划分区域名称危险等级备注LPG气库1敞开式钢瓶充装台1敞开式槽车充装台1敞开式地磅2敞开式3.3新江煤气站地泄爆,故不存在泄爆由于新江煤气站内气库、钢瓶充装台、槽车充装台等为敞开式建筑 面积地计算.3.4新江煤气站地危险区域划分图新江煤气站地危险区域划分图如下：4新江煤气站地建筑和设备分析4.1新江煤气站地建筑耐火等级确定建筑耐火等级划分依据根据建筑设计防火规范GB50016-

16、200X得出库房地耐火等级、层数和面积如下表：表4.1库房地耐火等级、层数和面积2储存物品类别耐火等级最多允许层数2最大允许占地面积/m单层库房多层库房高层库房库房地地下室和半地下室每座库房防火墙间每座库房防火墙间每座库房防火墙间防火墙间甲、项、（2）、（3）、（4）项一级一、二级1118075060250-（1）、（3）、（4）一、二级32000800900300-乙项三级1500500-（2）、（5）、（6）一、二级528007001500500-项三级1900300-丙(1)项一、二级三级514000120010004002100700-150(2)项一、二级三级不限3600021001

17、5007003000120010004002800700300一、二级不限不限3000不限150040001000500丁三级3300010001500500-四级12100700-一、二级不限不限不限不限2000600015001000戊三级3300010002100700-四级12100700-新江煤气站地建筑耐火等级确定根据表4.1划分LPG气站地建筑耐火等级如下:表4.2 LPG气站地建筑耐火等级划分区域名称层数火灾危险性等级耐火等级钢瓶、槽车充装台1甲类一级办公室3戊类三级门卫室1戊类三级4.2新江煤气站地电气设备选型电气设备选型依据在爆炸危险场所内选用电气设备时，不但要按爆炸危险场

18、所地危险程度选型，而且 所选用地防爆电气设备地防爆性能还要与爆炸性混合物地分级分组情况相适应.如下:表4.3爆炸危险场所电气设备地极限温度和极限温升5爆炸性混合物地组别防爆电气设备地外壳表面及可能与爆炸性混合物直接接触地零部件充油型地油面极限温度极限温升极限温度极限温升a36032010060b24020010060c16012010060d1107010060e80408040注：极限温度指环境温度为 40 C地允许温升表4.4爆炸危险场所电气设备选型6场所等级Q-1Q-2Q-3Q-4Q-5电机隔爆型、防爆通风充气型任意防爆类型H43型 任意一级隔爆型、防爆通风充气型H44型 电 器 和 仪

19、 表固定安装隔爆型、防爆 充油型、防爆 通风充气型、 安全火花型H45型®H45型 任意一级隔爆型、防爆通风充气型、防爆充油型H45型移动式隔爆型、防爆充气型、安全火花型隔爆型、防爆充气型、安全火花型防爆充油型外任意一种防爆类型乃至H57型任意一级隔爆型、防爆通风充气型携带式隔爆型、 安全火花型隔爆型、 安全火花型隔爆型、防爆安全型、H57型任意一级隔爆型昭八、明 灯 具/、固定及移动防爆型、防爆充气型防爆安全型H45型任意一级隔爆型H45型携带式隔爆型隔爆型隔爆型、防爆安全型乃至H57型任意一级隔爆型任意一级隔爆型变压器隔爆型、防爆通风型防爆安全型、防爆充油型H45型®任

20、意一级隔爆型、防爆充油型、防爆通风充气型H45型通信电器隔爆型、防爆 充油型、防爆 通风充气型、 安全火花型防爆安全型H57任意一级隔爆型、防爆充油型、防爆通风充气型H45型配电装置隔爆型、防爆通风充气型任意一级防爆类型H57任意一级隔爆型、防爆通风充气型H45型电动机正常发生火花地部件应在H44型地罩子内，事故排风机应选用任意一种防爆类型 电动机正常发生火花地部件（如滑环）应在下列类型之一地罩子内：任意一级隔爆型、防爆通风充气型乃至H57型. 具有正常发生火花地部件或按工作条件发热超过80 C地电器和仪表，应选用任意一级防爆类型. 事故排风机用电动机地控制设备（如按钮）应选用任意一种防爆类型

21、 应有金属网保护 指干式或充以非燃性液体地变压器422新江煤气站地电气设备选型LP（属于甲类危险性物质.根据表4.3和表4.4,在LPC气站中地电气设备须使用隔爆 型防爆电气设备如下：表4.5 LPG气站地隔爆型电气设备选型名称型号隔爆型双螺杆压缩机SM455A 10M3/0.7Mpa隔爆型干式变压器KBSG2-T-315/6隔爆高压真空配电装置BGP-200/10Y5新江煤气站LPG储罐区地布置设计5.1罐区位置根据建筑设计防火规范GB50016-2006第条规定：甲、乙、丙类液体储 罐区,液化石油气储罐区，可燃、助燃气体储罐区，可燃材料堆场等，应设置在城市（区域） 边缘或相对独立地安全地带，并宜设置在城市（区域）全年最小频率风向地上风侧甲、乙、丙类液体储罐（区）宜布置在地势较低地地带当布置在地势较高地地带时，应采取 安全防护设施.液化石油气储罐（区）宜布置在地势平坦、开阔等不易积存液化石油气 地地带.第条规定：液化石油气储罐组或储罐区四周应设置高度不小于1.0m地不燃烧体实体防护墙.新江煤气站所在地理位置地主导风向是东南风，在不考虑居住建筑物条件下，罐区布置在加气站西北侧，防止储罐区与生产区、辅助区地相互影响.并在储罐区设置高度为 1m地非燃烧体实体防护墙作为防护.