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化工工程中的安全設(shè)計(jì)要求

本文針對(duì)石油化工裝置中存在的危險(xiǎn)因素,從工藝路線的選擇、工程設(shè)計(jì)(包括工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)、儀表及自動(dòng)控制設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、裝置布置設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)、土建設(shè)計(jì)、供排水設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、消防設(shè)計(jì))多方面保證石油化工裝置安全的設(shè)計(jì)方法和措施,強(qiáng)調(diào)了安全設(shè)計(jì)的重要性。

石油化工裝置多以石油、天然氣,煤及其產(chǎn)品為原料進(jìn)行加工處理,以得到社會(huì)各種產(chǎn)品。裝置的原料和產(chǎn)品多屬可燃、易爆、有毒物質(zhì),裝置必然存在著潛在的火災(zāi)、爆炸和中毒危險(xiǎn)。

這不只是由于石油化工裝置較其它設(shè)施有過(guò)程復(fù)雜、條件苛刻、制約因素多、設(shè)備集中等特點(diǎn),還有社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、管理的原因。

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產(chǎn)生安全隱患的原因

(1)強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)規(guī)模,工廠(裝置)日趨大型化;

(2)減少建設(shè)用地,設(shè)備布置變得擁擠,資產(chǎn)密度加大;

(3)為消除瓶頸、擴(kuò)能增效、節(jié)能、改善環(huán)境,在現(xiàn)有裝置內(nèi)增加設(shè)備或設(shè)施;

(4)增加生產(chǎn)工日,長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn),設(shè)備得不到及時(shí)維修和更新;

(5)人員減少,操作管理人員流動(dòng)性大。此外,技術(shù)、裝備、培訓(xùn)是否及時(shí)跟進(jìn)也是原因之一。

如何做到設(shè)計(jì)安全,如何對(duì)石油化工過(guò)程潛在的各種危險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別,如何對(duì)偏離過(guò)程條件做出估計(jì),并在工程建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)(設(shè)計(jì))上采取措施,防患于末然,已為人們廣泛關(guān)注。國(guó)外現(xiàn)在較為通行的做法是,除強(qiáng)調(diào)本質(zhì)安全設(shè)計(jì)外,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中推行(危險(xiǎn)性和可操作性研究)(Hazard and Operability Study,縮略為HAZOP),用一系列對(duì)過(guò)程偏離研究提示,系統(tǒng)地、定性地去認(rèn)識(shí)過(guò)程危險(xiǎn)和潛在的后果,并采取措施。在項(xiàng)目管理上,推行(安全衛(wèi)生執(zhí)行程序)(Health and Safety Executive 縮略為HSE),對(duì)項(xiàng)目各階段的安全、衛(wèi)生和環(huán)保內(nèi)容進(jìn)行審查和確認(rèn)。此外,還可以應(yīng)業(yè)主要求,對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行安全評(píng)估。

我國(guó)石油化工裝置設(shè)計(jì),目前尚無(wú)一套完整的安全分析方法和管理體系。有關(guān)安全、衛(wèi)生和環(huán)保要求,多分散在有關(guān)政府法規(guī)和各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)笵中,執(zhí)行管理諸多不便,加之設(shè)計(jì)中很多關(guān)于安全、衛(wèi)生和環(huán)保的要求,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)笵沒(méi)有或無(wú)法納入。在項(xiàng)目管理上更是只重視“前期”審查,忽視“后期”實(shí)施,往往事倍功半。

如何保證裝置設(shè)計(jì)安全,首先要嚴(yán)格、正確地執(zhí)行政府法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)笵(特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn))。設(shè)計(jì)人員還該做些什么?本人根據(jù)自已的學(xué)習(xí)和體會(huì),供石油化工裝置設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全的同行探討。



1

裝置危險(xiǎn)因素


石油化工裝置類型甚多,由于技術(shù)路線、原料、產(chǎn)品、工藝條件的差異,存在的危險(xiǎn)因素不盡相同,大致歸納如下。

1.1

中毒危險(xiǎn)

石油化工生產(chǎn)過(guò)程中,以原料、成品、半成品、中間體、反應(yīng)副產(chǎn)物和雜質(zhì)等形式存在的職業(yè)性接觸毒物,工人在操作時(shí),可經(jīng)過(guò)口、鼻、皮膚進(jìn)入人體生理功能和正常結(jié)構(gòu)的病理改變,輕則擾亂人體的正常反應(yīng),降低人在生產(chǎn)中作出正確判斷、采取恰當(dāng)措施的能力,重則致人死亡。

1.2

火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)

可燃?xì)怏w、油氣、粉塵與空氣形成的混合物,當(dāng)其濃度達(dá)到爆炸極限時(shí),一旦被引燃,就會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸,火災(zāi)的輻射熱和爆炸產(chǎn)生的沖擊波可能對(duì)人、設(shè)備和建筑物造成殺傷和破壞。尤其大量可燃?xì)怏w或油氣泄漏形成的蒸汽云爆炸,往往是毀滅性的。如2001年撫順石化公司的乙烯空分裝置的爆炸、2000年北京燕山石化的高壓聚乙烯裝置的爆炸、1967年大慶石化公司的高壓加氫裝置的氫氣的爆炸這樣的例子還有很多,損失是十分慘重的。

1.3

反應(yīng)性危險(xiǎn)

化學(xué)反應(yīng)過(guò)程分吸熱和放熱兩類。通常,放熱反應(yīng)較吸熱反應(yīng)更具危險(xiǎn)性,特別是使用強(qiáng)氧化劑的氧化反應(yīng);有機(jī)分子上引入鹵原子的鹵化反應(yīng)。

1.4

負(fù)壓操作

負(fù)壓操作易使空氣和濕氣進(jìn)入系統(tǒng),或是形成爆炸性氣體混合物,或是空氣中的氧和水蒸汽引發(fā)對(duì)氧、水敏感物料的危險(xiǎn)反應(yīng),如煉油的常減壓裝置中的減壓塔系統(tǒng)。

1.5

高溫操作

可燃液體操作溫度超過(guò)其閃點(diǎn)或沸點(diǎn),一旦泄漏會(huì)形成爆炸性油氣蒸汽云;可燃液體操作溫度等于或超過(guò)其自燃點(diǎn),一旦泄漏即能自燃著火或成為引燃源;高溫表面也是一個(gè)引燃源,可燃液體濺落其上可能引起火災(zāi)。如茂名焦化裝置2001年由于用錯(cuò)管線材料,高溫渣油沖出形成大火災(zāi),發(fā)生重大人身傷亡事故。

1.6

低溫操作

沒(méi)有按低溫條件設(shè)計(jì),由于低溫介質(zhì)的竄入,而引起設(shè)備和管道的低溫脆性破壞。如空分的低溫設(shè)備的損壞,大化肥渣油氣化流程的低溫甲醇洗-195℃的低溫脆性斷裂。

1.7

腐蝕

腐蝕是導(dǎo)致設(shè)備和管道破壞引發(fā)火災(zāi)的常見(jiàn)因素。材料的抗腐蝕性能的重要性,在材料優(yōu)化性能方面,僅次于材料的機(jī)械性能,其耐蝕性多出于經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn),無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可循(中石化加工高硫油的裝置選材有現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn))。加之腐蝕類型的多樣性和千變?nèi)f化的環(huán)境條件影響又給腐蝕危險(xiǎn)增加了不可預(yù)見(jiàn)性。如:天津石化的油鑵著火,高溫硫腐蝕、低溫硫的腐蝕等。

1.8

泄漏

泄漏是設(shè)備管道內(nèi)危險(xiǎn)介質(zhì)釋放至大氣的重要途徑。設(shè)備管道靜密封和動(dòng)密封失效,尤其溫度壓力周期變化、滲透性腐蝕性介質(zhì)條件更易引起密封破壞。設(shè)備管道上的薄弱環(huán)節(jié),如波紋管膨脹節(jié)、玻璃液位計(jì)、動(dòng)設(shè)備的動(dòng)密封的失效等,一旦損壞會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的事故。

鎮(zhèn)海煉化公司的加氫裝置的機(jī)械密封泄漏引發(fā)的重大火災(zāi)。1996年加氫裂化裝置的高溫高壓螺紋鎖緊環(huán)的管線泄漏的事故等。

1.9

明火源

一個(gè)0.5mm長(zhǎng)的電弧或火花就能將氫氣引燃。裝置明火加熱設(shè)備(加熱爐),高溫表面以及可能出現(xiàn)的電弧、靜電火花、撞擊磨擦火花、煙囪飛火能量都足以引燃爆炸性混合物。如鎮(zhèn)海煉化公司2001年的新電站開(kāi)工過(guò)程中汽輪機(jī)廠房大火。


2

工藝路線選擇的安全考慮

工藝方法安全是裝置設(shè)計(jì)安全的基礎(chǔ),在項(xiàng)目立項(xiàng)和可行性研究階段,應(yīng)充分注意工藝路線的安全考慮。

2.1

盡量選用危險(xiǎn)性小的物料

為獲得某種目的產(chǎn)品,其原料或輔助材料并非都是唯一的。在有條件時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用沒(méi)有危險(xiǎn)或危險(xiǎn)性小的物料。

2.2

盡量緩和過(guò)程條件苛刻度

過(guò)程條件的苛刻度也不是不可以改變的。比如,采用催化劑或更好的催化劑,采用稀釋、采用氣相進(jìn)料代替液相進(jìn)料,以緩和反應(yīng)的劇烈程度。

2.3

刪繁就簡(jiǎn)避開(kāi)干擾及本質(zhì)安全

過(guò)程事故幾率和影響因素有關(guān),參數(shù)越多干擾越大。對(duì)一臺(tái)設(shè)備完成多種功能的情況,能否采用多臺(tái)設(shè)備,分別完成一個(gè)功能,以增加生產(chǎn)可靠性。提高設(shè)備、自控、電氣的可靠性及本質(zhì)安全程度。

2.4

盡量減少危險(xiǎn)介質(zhì)藏量

危險(xiǎn)介質(zhì)藏量越大,事故時(shí)的損失和影響范圍越大。如用膜式蒸餾代替蒸餾塔、用連續(xù)反應(yīng)代替間歇反應(yīng)、用閃蒸干燥代替盤式干燥塔、用離心抽提代替抽提塔等。

2.5

減少生產(chǎn)廢料

過(guò)程用原料、助劑、溶劑、載體、催化劑等是否必要,是否可減少;是否可回收循環(huán)使用;廢料是否能綜合利用,進(jìn)行無(wú)害化處理,減少生產(chǎn)廢料,做到物盡其用,減少對(duì)環(huán)境的污染。


3

工程設(shè)計(jì)的安全

3.1

工程設(shè)計(jì)的安全原則

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物料危險(xiǎn)性的描述

物料危險(xiǎn)性通??梢杂梦锪习踩珨?shù)據(jù)表進(jìn)行描述,主要內(nèi)容如下:一般火災(zāi)危險(xiǎn)特性:閃點(diǎn)、引燃溫度、爆炸極限、相對(duì)密度、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、水溶性?;馂?zāi)危險(xiǎn)性分類(見(jiàn)GB50160/GBJ16)對(duì)健康的危害性:工作場(chǎng)所有害物質(zhì)最高允許濃度(見(jiàn)TJ36),急性毒性(LC50或LD50)及發(fā)病狀況、慢性中毒患病狀況及后果、致癌性。毒物危害程度分級(jí)(見(jiàn)GB5044)。

反應(yīng)性危險(xiǎn):環(huán)境條件下的穩(wěn)定性、與水反應(yīng)的劇烈程度、對(duì)熱或機(jī)械沖擊的敏感性。

反應(yīng)性危險(xiǎn)等級(jí)(參考NPPA704) 儲(chǔ)運(yùn)要求。事故撲救方法、應(yīng)急措施。

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過(guò)程條件

正常生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是各工藝參數(shù)的相對(duì)平衡。任一參數(shù)超范圍的變化,平衡就被打破,可能導(dǎo)致事故。如何對(duì)過(guò)程條件進(jìn)行控制和調(diào)節(jié),一旦失控如何緊急處置以減少和避免損失。

各種反應(yīng),包括主反應(yīng)、副反應(yīng),以及可能發(fā)生的有害反應(yīng)、防止有害反應(yīng)的發(fā)生。采用優(yōu)化軟件對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

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組合操作單元間銜接

石油化工裝置實(shí)際是若干工藝操作單元的組合。如何實(shí)現(xiàn)單元間的安全銜接,避免相互干擾;某單元處理事故或故障時(shí),如何進(jìn)行隔離,其它單元如何進(jìn)行維持,如何平穩(wěn)停車。聯(lián)合裝置是若干原概念裝置的組合,資產(chǎn)密度相對(duì)加大,尤其要在工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)上處理好銜接。

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密封和密封系統(tǒng)

連續(xù)散發(fā)可燃、有毒氣體、粉塵或酸霧的生產(chǎn)系統(tǒng),應(yīng)設(shè)計(jì)成密閉的,并設(shè)置除霧、除塵或吸收設(shè)施。低沸點(diǎn)可燃液體、有毒液體或能與空氣中的氧氣、水發(fā)生氧化、分解、自聚反應(yīng)或變質(zhì)時(shí),應(yīng)采用惰性氣體密封,應(yīng)有防腐的工藝措施。

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減少危險(xiǎn)介質(zhì)進(jìn)入火場(chǎng)

在滿足生產(chǎn)平穩(wěn)前提下,盡量縮短物料在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間,選用存液量少的分餾設(shè)備。對(duì)大型設(shè)備底部、大排量泵、高溫(≥閃點(diǎn),≥自燃點(diǎn))泵入口、排量大于8m3/h液化烴泵入口、液化烴鑵出口,均應(yīng)考慮事故隔離閥,事故時(shí)緊急切斷,以減少事故外泄量。

氣體火災(zāi)的最好撲救方法是切斷氣源。因此,氣體加工裝置邊界可燃?xì)怏w管應(yīng)設(shè)事故隔離閥。

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設(shè)備的超壓保護(hù)

GB150和壓力容器安全技術(shù)監(jiān)規(guī)程都要求壓力容器設(shè)超壓保護(hù);正排量泵及有超壓保護(hù)要求的設(shè)備均應(yīng)有安全泄壓設(shè)施。介質(zhì)腐蝕、結(jié)焦、凝堵使安全閥失效時(shí),應(yīng)考慮安全閥爆破片組合使用,或設(shè)蒸氣掩護(hù)、蒸汽(或電)伴熱。對(duì)有突然超壓的設(shè)備,受熱壓力急劇升高的設(shè)備,還應(yīng)設(shè)自動(dòng)泄壓或?qū)П病⒈破M合設(shè)施。

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壓力泄放與放空

可燃介質(zhì)安全閥泄壓應(yīng)進(jìn)入火炬系統(tǒng),由于泄放物夾帶液體,裝置應(yīng)設(shè)分液罐;放火炬總管應(yīng)能處理任何單個(gè)事故最大排放量。石化裝置的放空火炬排放中事故。液化烴類設(shè)備和管道放空應(yīng)進(jìn)入火炬系統(tǒng)。毒性、腐蝕性介質(zhì)泄放應(yīng)進(jìn)行無(wú)害化處理。設(shè)備和管道排凈應(yīng)密閉收集。

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吹掃和置換

開(kāi)停工裝置內(nèi)設(shè)備和管道的吹掃和置換為安全開(kāi)停工及檢修創(chuàng)造條件。吹掃不凈,不完善的吹掃系統(tǒng),不合要求的吹掃介質(zhì)會(huì)為火災(zāi)創(chuàng)造條件。固定吹掃系統(tǒng)應(yīng)有防止危險(xiǎn)介質(zhì)反串的措施。

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與系統(tǒng)的隔離

進(jìn)出裝置的危險(xiǎn)物料均應(yīng)在邊界處設(shè)切斷閥,并在裝置側(cè)裝“8”字盲板,防止裝置火災(zāi)或停工檢修時(shí)相互影響。處理可燃、有毒介質(zhì)的設(shè)備,在裝置運(yùn)行中需要切斷進(jìn)行檢修清理時(shí),應(yīng)設(shè)雙閥或閥加盲板。

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公用工程供應(yīng)

供水中斷時(shí),冷卻系統(tǒng)應(yīng)能維持正常冷卻10min以上。其它象燃料、儀表用風(fēng)應(yīng)考慮事故供應(yīng)源或事故儲(chǔ)備量。

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非常工況處理

裝置開(kāi)停工、事故停車極易發(fā)生火災(zāi)等事故。工藝系統(tǒng)不只提供正常操作程序,還應(yīng)提出開(kāi)、停工程序和停水、停電等情況下停車步驟,保證生產(chǎn)全過(guò)程都是有序的。如石化大型裝置的事故預(yù)案。

3.2

 儀表及自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

 儀表是操作員的眼睛,自控系統(tǒng)是裝置調(diào)節(jié)控制的中樞。

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動(dòng)力系統(tǒng)

應(yīng)有事故電源和氣源,以保證有較充裕的時(shí)間對(duì)事故進(jìn)行處理。

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儀表和控制器選型

應(yīng)采用故障安全型,確保故障時(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)趨向安全。自動(dòng)停車后的儀表回路,應(yīng)避免未經(jīng)確認(rèn)復(fù)位的情況下,自動(dòng)回到正常運(yùn)行狀態(tài)。避免選用可能引起誤判的多功能儀表。

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聯(lián)鎖和停車系統(tǒng)

重要的操作環(huán)節(jié),應(yīng)設(shè)報(bào)警、聯(lián)鎖和緊急停車系統(tǒng)。(ESD)緊急停車可能給生產(chǎn)帶來(lái)重要影響時(shí),訊號(hào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)3取2的表決系統(tǒng)。控制系統(tǒng)故障可能引起重大事故時(shí),應(yīng)設(shè)n:1甚至1:1 冗余控制系統(tǒng)。生產(chǎn)運(yùn)行中,儀表及停車回路應(yīng)能檢測(cè)。

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現(xiàn)場(chǎng)儀表

爆炸危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的儀表、分析儀表、控制器均選用相應(yīng)防爆結(jié)構(gòu)或

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有害氣體深度監(jiān)測(cè)

散發(fā)有害氣體或蒸汽的場(chǎng)合,應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)報(bào)警設(shè)施。

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儀表線纜

火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)儀表線纜應(yīng)采用非燃料材料型或阻燃型。


3.3

設(shè)備設(shè)計(jì)


工藝設(shè)備是實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的主體,所有單個(gè)操作過(guò)程都通過(guò)特定設(shè)備來(lái)完成,因此,設(shè)備的可靠性對(duì)裝置安全生產(chǎn)至關(guān)重要。設(shè)備設(shè)計(jì)的主要方面包括制造材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和過(guò)程控制系統(tǒng)。

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材料選用

應(yīng)熟知工藝過(guò)程、外部環(huán)境、故障模式、材料加工性能。腐蝕是導(dǎo)致設(shè)備破壞和火災(zāi)的重要因素,應(yīng)合理選用耐蝕材料和腐蝕裕量。

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機(jī)械設(shè)計(jì)

應(yīng)能滿足苛刻溫度壓力條件下對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的應(yīng)力要求。特別注意容器上的動(dòng)力裝置產(chǎn)生的振動(dòng)荷載和由于溫度壓力的周期性改變產(chǎn)生的交變荷載。高溫高壓熱壁反應(yīng)器的應(yīng)力分折。大型往復(fù)壓縮機(jī)的管道采用(API618。3.3)節(jié)規(guī)范壓力脈動(dòng)聲學(xué)摸似計(jì)算及分折、采用故障診斷技術(shù)等。

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設(shè)備制造

設(shè)計(jì)中最重要的是對(duì)設(shè)備材料質(zhì)量控制程序和制造過(guò)程的質(zhì)量程序作出判斷,證實(shí)制造符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意下列安全問(wèn)題。


(1)壓力容器

應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》,設(shè)置容器清洗通風(fēng)設(shè)施;設(shè)置防沖蝕和防靜電設(shè)施;內(nèi)件應(yīng)防止積液;容器內(nèi)應(yīng)避免物流死區(qū);立式容器支承結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置耐火保護(hù)。

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備

處理易燃、有毒介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備應(yīng)采用雙端密封或性能更好的密封;不得使用鑄鐵材料與能和介質(zhì)(和/或潤(rùn)滑劑)起反應(yīng)的零配件;壓縮機(jī)各級(jí)入口應(yīng)有分液設(shè)施;大型泵和壓縮機(jī)應(yīng)設(shè)置抗振動(dòng)設(shè)施。采用先進(jìn)的干氣密封技術(shù)、浮環(huán)密封技術(shù)。

(3)明火設(shè)備

爐膛應(yīng)有空氣、氮?dú)饣蛩魵獯祾呖?;燃?xì)鉅t應(yīng)設(shè)常明燈;大型明火加熱設(shè)備應(yīng)設(shè)置火焰監(jiān)測(cè)器。





3.4

電氣設(shè)計(jì)

電力是裝置生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿υ?,連續(xù)可靠的電力供給是裝置安全生產(chǎn)的重要保證。

(1)關(guān)鍵性連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程,應(yīng)采用雙電源供電;

(2)突然停電會(huì)引發(fā)爆炸、火災(zāi)、中毒和人員傷亡的關(guān)鍵設(shè)備,必須設(shè)置保安電源。

(3)大功率電機(jī)啟動(dòng),應(yīng)核算啟動(dòng)電流不超過(guò)供電系統(tǒng)允許的峰值電流或應(yīng)用軟啟動(dòng)設(shè)施。(變頻技術(shù))。

(4)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、分級(jí)和分組應(yīng)符合GB50058。

(5)火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境架空敷設(shè)的電纜及電纜構(gòu)電纜,均應(yīng)采用阻燃型。

(6)建筑和設(shè)備,應(yīng)有可能的防雷接地措施;可能產(chǎn)生靜電的設(shè)備、管道應(yīng)有防止靜電積聚的措施。

(7)安全設(shè)施如火災(zāi)報(bào)警、事故照明、疏散照明等應(yīng)設(shè)置保安電源。





3.5

裝置布置設(shè)計(jì)

裝置布置包括設(shè)備、建構(gòu)筑物和通道布置,確保過(guò)程順利實(shí)施,安全間距符合規(guī)范,方便操作維修和消防作業(yè),有利人員疏散。

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設(shè)備布置

應(yīng)滿足工藝對(duì)設(shè)備布置的要求(如泵灌注頭、設(shè)備間位差);設(shè)備間及設(shè)備與建筑物間的防火間距應(yīng)符合GB50160的規(guī)定;應(yīng)避免連續(xù)引燃源(明火加熱設(shè)備)和危險(xiǎn)的釋放源鄰近布置;高危險(xiǎn)設(shè)備與一般危險(xiǎn)設(shè)備應(yīng)盡量分開(kāi)布置;設(shè)備應(yīng)盡量采用露天或半露天布置,盡量縮小爆炸危險(xiǎn)區(qū)域范圍;除非工藝要求,設(shè)備多層布置時(shí),應(yīng)不超過(guò)三層;操作溫度等于或大于介質(zhì)自燃點(diǎn)設(shè)備上方一般不布置空冷器;對(duì)人體可能造成意外傷害的介質(zhì)設(shè)備附近,應(yīng)設(shè)置安全噴淋洗眼器。如甲醇裝置。

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建構(gòu)筑物布置

可能散發(fā)火花和使用明火的建筑物(如控制室、變配電室、化驗(yàn)和維修間、辦公樓)應(yīng)布置在非爆炸危險(xiǎn)區(qū)域,若在附加二區(qū)范圍內(nèi),應(yīng)高出室外地坪0.6m;裝置豎向處理應(yīng)有利于泄漏物和消防灑物的排放,縮短其在裝置區(qū)的滯留時(shí)間。如國(guó)外控制室的防爆設(shè)施。

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通道設(shè)置

裝置四周應(yīng)設(shè)環(huán)形通道;裝置的消防通道應(yīng)貫通裝置區(qū),并有不少于兩個(gè)的路口與四周道路連接;裝置用道路分隔的區(qū)塊,應(yīng)能使消防作業(yè)不出現(xiàn)死角;設(shè)備聯(lián)合平臺(tái)和框架相鄰疏散通道之間不應(yīng)超過(guò)50 m。



3.6

管道設(shè)計(jì)

管道設(shè)計(jì)包括管道布置、管道器材和管道機(jī)械三部分。設(shè)計(jì)不當(dāng)和錯(cuò)誤都會(huì)給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患,甚至釀成災(zāi)害。

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管道布置

管道連接除必要的法蘭連接外,應(yīng)盡量采用焊接;管道上的小口徑分支管應(yīng)采用加強(qiáng)管接頭與主管連接;管橋上輸送液化烴、腐蝕介質(zhì)的管道應(yīng)布置在下層;氧氣管道應(yīng)避開(kāi)油品管道布置??缭降缆返奈kU(xiǎn)介質(zhì)管道,除凈高應(yīng)滿足要求外,其上方不得安裝閥門、法蘭、波紋管;處理事故用的各種閥門,如緊急放空、事故隔離、消防蒸汽、消防豎管等,應(yīng)布置在安全、明顯、易于開(kāi)啟的地點(diǎn)。

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管道器材

用的管道器材,應(yīng)能承受操作過(guò)程最苛刻溫度壓力組合時(shí)產(chǎn)生的作用力;管道器材的使用不應(yīng)超過(guò)規(guī)范允許范圍,不得使用規(guī)范不允許使用的材料;腐蝕性介質(zhì)管道應(yīng)慎重選用耐腐蝕材料和腐蝕裕量;不同等級(jí)管道的連接,應(yīng)盡量用法蘭連接,避免異種鋼焊接;危險(xiǎn)介質(zhì)管道應(yīng)盡量避免使用波紋膨脹節(jié)去解決管道柔性;劇毒和液化烴管道閥門,不得采用螺紋閥蓋的閥門,高壓閥門應(yīng)選用壓力密封結(jié)構(gòu)或更好的密封結(jié)構(gòu)。事故隔離閥采用軟密封時(shí)應(yīng)是防火型;管道密封(法蘭溫度壓力等級(jí)、接管型式、密封面型式、墊片材料及結(jié)構(gòu)型式、螺栓螺母材料)應(yīng)合理選用;新器材的采用應(yīng)有國(guó)家或和行業(yè)權(quán)威技術(shù)部門的鑒定。

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管道機(jī)械

必須保證管道在設(shè)計(jì)條件下具有足夠的柔性。尤其對(duì)高溫、厚壁、大口徑管道與敏感設(shè)備(如泵、壓縮機(jī)、透平、空冷器等)連接的管道,作用在設(shè)備嘴子上的力和力矩應(yīng)滿足設(shè)備制造商的要求;往復(fù)式壓縮機(jī)的接管除考慮柔性外,還應(yīng)進(jìn)行脈沖振動(dòng)分析;兩臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備互為備用或切換操作時(shí)應(yīng)考慮不同工況對(duì)應(yīng)力分析、振動(dòng)分析的影響;冷緊可降低操作時(shí)管道對(duì)設(shè)備固定點(diǎn)的作用力,但連接轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的管道不得冷緊;管道支承結(jié)構(gòu)應(yīng)可靠、合理。振動(dòng)管道支架不應(yīng)在廠房、設(shè)備上生根。兩相流管道及其它有沖擊荷載的管道其支架應(yīng)考慮沖擊力的影響;管道開(kāi)孔應(yīng)予補(bǔ)強(qiáng)。

3.7

土建設(shè)計(jì)

控制室、配電室及生產(chǎn)廠房的耐火等級(jí)應(yīng)符合GBJ16的要求??刂剖页蛭kU(xiǎn)介質(zhì)設(shè)備側(cè)應(yīng)是無(wú)門窗洞口的非燃燒材料實(shí)體墻;有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房,應(yīng)采用輕型結(jié)構(gòu),泄壓面積應(yīng)符合GBJ16的要求;建筑物和框架安全疏散通道應(yīng)符合規(guī)范;多層建筑物布置有可燃液體設(shè)備時(shí)應(yīng)有防止可燃液體漏至下層的設(shè)施;大型動(dòng)力基礎(chǔ),考慮對(duì)廠房的影響應(yīng)采取隔振措施;火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)承重鋼結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)施行耐火保護(hù),且耐火極限不應(yīng)小于1.5h;**設(shè)防地區(qū),建筑物設(shè)計(jì)還應(yīng)符合抗震規(guī)范要求;低溫冷儲(chǔ)罐基礎(chǔ)與土壤接觸時(shí)應(yīng)有防止0℃溫度線穿過(guò)土層的措施。

3.8

供排水設(shè)計(jì)

污水系統(tǒng)生產(chǎn)裝置特別易引發(fā)火災(zāi)。全廠性生產(chǎn)污水不得穿越工藝裝置界區(qū);裝置設(shè)備區(qū)內(nèi)生產(chǎn)污水的可燃液體分離池,必須設(shè)非燃材料蓋板;甲、乙類裝置生產(chǎn)污水下水井蓋應(yīng)密封。

3.9

通風(fēng)設(shè)計(jì)

散發(fā)有害氣體或蒸汽的廠房,應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施,換氣次數(shù)應(yīng)滿足TJ36車間空氣中有害物質(zhì)最高容許深度要求;機(jī)械通風(fēng)的取風(fēng)口應(yīng)確保送出空氣中有害氣體或粉塵不得超過(guò)車間空氣中有害物質(zhì)最高容許深度值的30%;可能突然產(chǎn)生大量有害氣體或蒸汽的廠房應(yīng)設(shè)事故通風(fēng)系統(tǒng)。

3.10

消防設(shè)計(jì)

裝置消防設(shè)計(jì)的主要是一些固定設(shè)施,但裝置四周道路和消防通道及路邊消防栓,將為消防車輛進(jìn)出和取水提供便利;裝置消防水管道應(yīng)環(huán)狀布置,進(jìn)水管不應(yīng)少于兩條,環(huán)狀管道還應(yīng)用閥門分成若干**管道段。裝置高大設(shè)備群應(yīng)設(shè)高壓水炮保護(hù)。甲、乙類設(shè)備框架平臺(tái)高于15cm時(shí),要設(shè)消防給水豎管。著火后不能及時(shí)得到冷卻保護(hù)會(huì)造成重大事故的設(shè)備應(yīng)設(shè)水噴淋或水噴霧系統(tǒng)??扇家后w泵房和甲類氣體壓縮機(jī)房,其容積小于500立方米時(shí),應(yīng)設(shè)固定式篩孔管蒸汽滅火設(shè)施。加熱爐爐膛及帶堵頭的回彎頭箱,應(yīng)設(shè)固定式蒸汽滅火設(shè)施。操作溫度等于或大于介質(zhì)自燃點(diǎn)的設(shè)備接管法蘭要設(shè)環(huán)狀蒸汽篩孔管保護(hù)。裝置生產(chǎn)區(qū)內(nèi)應(yīng)配置干粉型或泡沫型滅火器,控制室應(yīng)配置氣體滅火器。甲、乙類裝置區(qū)四周應(yīng)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警按鈕。感溫、感煙、火焰等報(bào)警信號(hào)盤設(shè)置在控制室內(nèi),控制室還應(yīng)設(shè)火災(zāi)報(bào)警專用電話;裝置控制室與其它建筑物合建時(shí),應(yīng)設(shè)單獨(dú)的防火分區(qū),并設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。