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1、 .PAGE33 / NUMPAGES34 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328134281第一章引言 PAGEREF _Toc328134281 h 3HYPERLINK l _Toc328134282第二章液化石油氣性質與火災爆炸危險性 PAGEREF _Toc328134282 h 4HYPERLINK l _Toc3281342832.1 液化石油氣的理化性質 PAGEREF _Toc328134283 h 4HYPERLINK l _Toc3281342842.2 火災爆炸危險性 PAGEREF _Toc328134284 h 6HYPERLINK

2、l _Toc328134285第三章總平面布置 PAGEREF _Toc328134285 h 7HYPERLINK l _Toc3281342863.1 功能分區 PAGEREF _Toc328134286 h 7HYPERLINK l _Toc3281342873.2 耐火等級的確定 PAGEREF _Toc328134287 h 7HYPERLINK l _Toc3281342883.3 選址和布置 PAGEREF _Toc328134288 h 7HYPERLINK l _Toc3281342893.3.1 選址 PAGEREF _Toc328134289 h 7HYPERLINK l

3、 _Toc3281342903.3.2 布置 PAGEREF _Toc328134290 h 7HYPERLINK l _Toc3281342913.3.3 防火間距 PAGEREF _Toc328134291 h 8HYPERLINK l _Toc328134292第四章防爆電器設計 PAGEREF _Toc328134292 h 10HYPERLINK l _Toc3281342934.1 爆炸和火災危險場所的等級劃分 PAGEREF _Toc328134293 h 10HYPERLINK l _Toc3281342944.2 爆炸危險區域的圍確定 PAGEREF _Toc32813429

4、4 h 12HYPERLINK l _Toc3281342954.3 爆炸性混合物的分類、分級和分組 PAGEREF _Toc328134295 h 13HYPERLINK l _Toc3281342964.4 防爆電器的選擇 PAGEREF _Toc328134296 h 15HYPERLINK l _Toc328134297第五章LPG罐區危險性分析 PAGEREF _Toc328134297 h 17HYPERLINK l _Toc3281342985.1 危險性分析 PAGEREF _Toc328134298 h 17HYPERLINK l _Toc3281342995.1.1 LPG

5、灌區的池火災危險性 PAGEREF _Toc328134299 h 17HYPERLINK l _Toc3281343005.1.2 LPG灌區的蒸氣云爆炸危險性 PAGEREF _Toc328134300 h 17HYPERLINK l _Toc3281343015.1.3 LPG灌區的沸騰液體擴展蒸氣爆炸危險性 PAGEREF _Toc328134301 h 19HYPERLINK l _Toc3281343025.2 爆炸計算 PAGEREF _Toc328134302 h 20HYPERLINK l _Toc3281343035.2.1 爆炸極限 PAGEREF _Toc3281343

6、03 h 20HYPERLINK l _Toc3281343045.2.2 爆炸危險度 PAGEREF _Toc328134304 h 21HYPERLINK l _Toc3281343055.2.3 爆炸溫度 PAGEREF _Toc328134305 h 21HYPERLINK l _Toc3281343065.2.4 爆炸壓力 PAGEREF _Toc328134306 h 22HYPERLINK l _Toc328134307第六章滅火器配置設計 PAGEREF _Toc328134307 h 24HYPERLINK l _Toc3281343086.1滅火器配置場所的火災種類和危險等

7、級 PAGEREF _Toc328134308 h 24HYPERLINK l _Toc3281343096.1.1 火災種類 PAGEREF _Toc328134309 h 24HYPERLINK l _Toc3281343106.1.2 危險等級 PAGEREF _Toc328134310 h 24HYPERLINK l _Toc3281343116.2 滅火器的選擇 PAGEREF _Toc328134311 h 25HYPERLINK l _Toc3281343126.2.1 一般規定 PAGEREF _Toc328134312 h 25HYPERLINK l _Toc32813431

8、36.2.2 滅火器的類型選擇 PAGEREF _Toc328134313 h 25HYPERLINK l _Toc3281343146.3 滅火器的設置 PAGEREF _Toc328134314 h 26HYPERLINK l _Toc3281343156.3.1 一般規定 PAGEREF _Toc328134315 h 26HYPERLINK l _Toc3281343166.3.2 滅火器的最大保護距離 PAGEREF _Toc328134316 h 26HYPERLINK l _Toc3281343176.4 滅火器的配置 PAGEREF _Toc328134317 h 27HYPE

9、RLINK l _Toc3281343186.4.1 一般規定 PAGEREF _Toc328134318 h 27HYPERLINK l _Toc3281343196.4.2 滅火器的最低配置基準 PAGEREF _Toc328134319 h 27HYPERLINK l _Toc3281343206.5 滅火器配置設計計算 PAGEREF _Toc328134320 h 28HYPERLINK l _Toc3281343216.5.1 確定各滅火器配置場所的火災種類和危險等級 PAGEREF _Toc328134321 h 28HYPERLINK l _Toc3281343226.5.2

10、劃分滅火器設置場所計算單元 PAGEREF _Toc328134322 h 28HYPERLINK l _Toc3281343236.5.3 計算各計算單元的最小需配滅火級別 PAGEREF _Toc328134323 h 29HYPERLINK l _Toc3281343246.5.4 確定各計算單元中的滅火器設置點的位置和數量 PAGEREF _Toc328134324 h 30HYPERLINK l _Toc3281343256.5.5 計算每個滅火器設置點的最小需配滅火級別 PAGEREF _Toc328134325 h 30HYPERLINK l _Toc3281343266.5.6

11、 確定每個設置點滅火器的類型、規格與數量 PAGEREF _Toc328134326 h 30HYPERLINK l _Toc3281343276.5.7 確定每具滅火器的設置方式和要求 PAGEREF _Toc328134327 h 31HYPERLINK l _Toc328134328第7章液化氣站的安全管理措施 PAGEREF _Toc328134328 h 32HYPERLINK l _Toc3281343297.1 安全管理制度 PAGEREF _Toc328134329 h 32HYPERLINK l _Toc3281343307.2 防雷措施 PAGEREF _Toc328134

12、330 h 32HYPERLINK l _Toc3281343317.3 防靜電措施 PAGEREF _Toc328134331 h 33HYPERLINK l _Toc3281343327.4 火災控制措施 PAGEREF _Toc328134332 h 34HYPERLINK l _Toc328134333參考資料 PAGEREF _Toc328134333 h 35第一章 引 言設計是工程建設的靈魂,對工程建設起著主導和決定性作用。防火防爆設計是以系統科學的分析為基礎,定性定量地考慮工藝的合理性、裝置的危險性,在兼顧技術上先進性、可行性,經濟上合理性的前提下,綜合分析設計任務要求,確定設

13、計項目的具體方案,并提出保證設計項目正常、安全運行所需要的手段和措施,同時以過去的事故等所提供的教訓和資料來考慮更安全有效的措施,以防再次發生類似的事故。在進行液化石油氣灌裝加氣站的設計時,必須同時進行消防設計。設計中應貫徹“以防為主,以消為輔,消防結合”的消防工作方針,在采取有效的防火設施的同時,根據設計規模、火災危險性和相鄰單位消防協作的可能性,設置相應地先進滅火設施。隨著 HYPERLINK :/baike.baidu /view/406244.htm t _blank 石油化學工業的發展,液化石油氣作為一種化工基本原料和新型燃料,已愈來愈受到人們的重視。在化工生產方面,液化石油氣經過分

14、離得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等,用來生產合塑料、合成橡膠、合成纖維與生產醫藥、炸藥、染料等產品。用液化石油氣作燃料,由于其 HYPERLINK :/baike.baidu /view/407573.htm t _blank 熱值高、無煙塵、無炭渣,操作使用方便,已廣泛地進入人們的生活領域。第二章 液化石油氣性質與火災爆炸危險性2.1 液化石油氣的理化性質液化石油氣(Liquefied petroleum gas簡稱LPG)為丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等輕烴組成的混合物,各組分的物理化學性質如下表,一般前兩者為主要組分。常溫常壓下為無色低毒氣體。由煉廠氣或天然氣(包括油田伴生氣)加壓、降溫、液化得

15、到的一種無色、揮發性氣體。當臨界溫度高達90以上,510個大氣壓下即能使之液化。LPG各組分的物理化學性質項目甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷分子式CH4C2H6C3H8n- C4H10i- C4H10相對分子量16.0430.0744.00458.12458.12蒸氣壓/Mpa02.430.4760.1040.107203.750.81040.2030.299氣體密度/(kg/m3)00.71681.35622.0202.59852.672615.50.6771.2691.8602.4522.452沸點(0.1013Mpa)/-161.5-88.63-42.07-0.5-11.73汽化潛熱(沸點與0

16、.1013Mpa 下 )/(kJ/kg)569.4489.9427.1386.0367.6臨界壓力/Mpa4.644.884.253.8O3.66臨界密度/(kg/L)0.1620.2030.2360.2270.233臨界溫度-82.532.396.8152.0134.9低熱值(0,1013MPa,15.6)(kJ/kg)液態460994535845375氣態342076075388388115561115268氣態比熱容(0,1013 Mpa,15.6)(kJ/kgk)定壓比熱容2.211.721.631.661.62定容比熱容1.681.441.441.521.47爆炸極限(體積分數)/%

17、上限5.33.22.371.861.80下限14.012.59.508.418.44當空氣中含量達到一定濃度圍時,LPG遇明火即爆炸。故具有易燃易爆、低溫、腐蝕等特性,添加惡臭劑后,有特殊臭味,低溫或加壓時為棕黃色液體。(一)比重LPG是混合物,其比重隨組成的變化而變化,氣態時比重比空氣大1.5-2.0倍,在大氣中擴散較慢,易向低洼處流動。(二)飽和蒸汽壓LPG的飽和蒸汽壓是指在一定的溫度下,混合物氣、液相平衡時的蒸汽壓力也就是蒸汽分子的蒸發速度同凝聚速度相等時的壓力。受溫度、組成變化的影響,常溫下約為1.3-2.0MPa。(三)體積膨脹系數LPG液態時和其他液體一樣,受熱膨脹,體積增大;溫度

18、越高,體積越大,同溫下約為水的11-17倍。(四)溶解度溶解度是指液態時LPG的含水率。LPG微溶于水。(五)爆炸極限窄,點火能量低,燃燒熱值高LPG爆炸極限較窄,約為2-10%,而且爆炸下限比其他燃氣低。著火溫度約為430-460,比其他燃氣低燃燒熱值高,約為22000-29000.燃燒所需要的空氣量大,約需23-30倍的空氣量,而一般城市煤氣只需3-5倍的空氣量。(六)電阻率LPG的電阻率為10-10,LPG從容器、設備、管道中噴出時產生的靜電壓達到9000V。2.2 火災爆炸危險性 (1)易燃性。液化石油氣,屬甲類火災危險物質。它只需極小的能量(0.2一0.3mJ)即可引燃,并能在空氣中

19、迅猛燃燒。(2)易爆性。液化石油氣在空氣中的爆炸極限是2%一12%,爆炸的上下限圍比較寬,1m的液化石油氣(液態)氣化后與空氣混合后濃度達到2%時,可以形成1.2萬m的爆炸性混合物,遇火即可發生化學性爆炸。(3)易積性。液化石油氣在氣化后,密度比空氣要大1.5一2倍,極易在廠房和房屋不通風或地面的坑、溝、下水道低洼處聚積,不易揮發飄散而形成爆炸性混合物,一遇明火很易燃燒。(4)易揮發性。LPG是由多種低碳數的烴類組分組成的,其中有些輕組分物質的密度小于或接近空氣。在空氣中擴散的圍和空間極大,引燃一點即可造成大面積的化學性爆炸。(5)易產生靜電。LPG在機泵管線中輸送、充裝和移動的過程中,極易與

20、輸送管道、充裝設備、LPG鋼瓶因摩擦產生高位靜電。特別是LPG中含有其它因窒息造成死亡。(6)易凍傷。LPG的沸點在6.3 47.70之間,在氣化過程中,需要大量吸收熱量造成局部溫度驟降,特別是在事故狀態下,容易造成人員凍傷。(7)易膨脹性。LPG的飽和蒸汽壓隨溫度升高而急劇增加,其膨脹系數也比較大。一般為水的10倍以上,氣化后體積可急劇膨脹250300倍左右。(8)破壞性大。LPG爆燃的速度可達20003000 以上,其火焰的燃燒溫度達2000以上。在標準情況下,1 LPG完全燃燒其發熱量高達25000 。第三章 總平面布置3.1 功能分區液化氣站是一個接受儲存和分配液化石油氣的基地,是城鎮

21、或燃氣企業把液化石油氣從生產廠家轉往用戶的中間場所。根據功能,可將其分為:儲罐區:(共2個50 m3 /罐,和1個5 m3 /罐的臥式儲罐。)生產區: (卸車點,泵房,灌瓶車間,氣瓶間)輔助區: (消防泵房,空港瓶庫,配電室,發電室,辦公室,寢室,衛生間)3.2 耐火等級的確定根據廠房(倉庫)的耐火等級與構件的耐火極限查得:生產區為一級耐火等級,輔助區為三級耐火等級。3.3 選址和布置3.3.1 選址液化石油氣供應基地的布局應符合城市總體規劃的要求,且就遠離城市居住區、村鎮、學校、劇院、體育館等人員集中的地區和工業區。液化石油氣供應基地的站址宜選擇在所在地區全年最小頻率風向的上風側,且應是地勢

22、平開闊、不易積存液化石油氣的地段。同時,應避開地震帶、地基沉陷和廢棄礦井等地區。3.3.2 布置(1)液化石油氣供應基地的生產區和生產區與輔助區之間設置高度不低于2m 的不燃燒體實體圍墻。輔助區設置不燃燒體非實體圍墻。(2)液化石油氣供應基地的生產區設置環形消防車道。消防車通道寬度不小于4m。儲罐總容積小于500m3 時,設置盡頭式消防車通道和面積不小于12m12m 的回車場。(3)液化石油氣供應基地的生產區和輔助區至少各設置1 個對外出入口。對外出入口寬度不小于4m。(4)液化石油氣供應基地的生產區嚴禁設置地下和半地下建、構筑物(地下儲罐和寒冷地區的地下式消火栓和儲罐區的排水管、溝除外)。生

23、產區的地下管(纜)溝必須填滿砂子。(5)全壓力式液化石油氣罐不應少于2 臺(殘液罐除外),地上儲罐之間的凈距不小于相鄰較大罐的直徑;(6)地上儲罐(臥式儲罐組)設置聯合鋼梯平臺。(7)儲罐區四周應設置不燃燒體防火堤,防火堤側基腳線至臥式儲罐的水平距離不小于3.0m,防火堤外坡基礎腳線至消防車道的間距為5m,至其他建筑物不小于10m;防火堤的設計高度比計算高度高出0.2m,其高度應為1.02.2m,并在防火堤的適當位置設置滅火時便于消防隊員進出防火堤的踏步。(8)液化石油氣泵設置在儲罐區泵房,其外墻與儲罐的間距不小于15m。當泵房面向儲罐一側的外墻采用無門、窗洞口的防火墻時,其間距可減少至6m。

24、液態液化石油氣泵的安裝高度保證不使其發生氣蝕,并采取防止振動的措施。(9)灌瓶間和瓶庫的氣瓶應按實瓶區、空瓶區分組布置。3.3.3 防火間距根據城鎮燃氣設計規GB50028-2006、汽車加油加氣站設計與施工規查得:(1)儲罐與周圍設施的防火間距: 儲罐與圍墻的防火間距要求15m,取16m;儲罐與辦公室、寢室的防火間距要求45m,取55m;儲罐與灌瓶車間的防火間距要求20m,取23m;儲罐與氣瓶間的防火間距要求20m,取26m;儲罐與卸車點的防火間距要求20m,取26m;儲罐與泵房的防火間距要求20m,取24m;儲罐與配、發電間防火間距要求20m,取40m;儲罐與消防泵房的防火間距要求40m,

25、取48m;(2)建(構)筑物之間的防火間距:泵房與消防泵房的防火間距要求8m,取27m;泵房與配、發電間的防火間距要求7m,取21m;灌瓶車間與辦公室、寢室的防火間距要求20m,取25m;灌瓶車間與配、發電間的防火間距要求15m,取26m;灌瓶車間與消防泵房的防火間距要求25m,取31m;寢室與空鋼瓶庫防火間距要求8m,取10m。消防泵房與辦公室、寢室防火間距要求8m,取17m.(3)儲罐之間的防火間距:(液化石油氣液化時屬于甲類液體,儲罐屬于臥式儲罐)50m3儲罐與50m3儲罐防火間距要求不小于0.8m,取3m;50m3儲罐與5m3參殘液罐的防火間距要求不0.8m,取3m。第四章 防爆電器設

26、計4.1 爆炸和火災危險場所的等級劃分爆炸和火災危險場所的等級,按其物質狀態的不同和發生事故的可能性與危險程度劃分為三類八級。根據發生事故的可能性和后果與危險程度,在電力裝置設計規中,將爆炸火災危險場所劃分三類八級,見表4.1-1。表4.1-1爆炸火災危險場所等級劃分類別分類場所級別分級場所第一類氣體或蒸汽爆炸性混合物的場所O-1級 在正常情況下能形成爆炸性混合物場所O-2級 正常情況下不能形成,僅在不正常情況下才能形成爆炸性混合物場所Q-3級 在不正常情況下整個空間形成爆炸性混合物的可能性較小,爆炸后果較輕的場所第二類粉塵或纖維爆炸性混合物的場所G-1級 正常情況下能形成爆炸性混合物(如鎂粉

27、、鋁粉、煤粉等與空氣的混合物)的場所G-2級 正常情況下不能形成,僅在不正常情況下能形成爆炸性混合物的場所第三類火災危險場所H-1級 在生產過程中產生,使用、加工儲存或轉運閃點高于場所環境溫度的可燃物體,而它們的數量和配置能引起火災危險的場所H-2級 在生產過程中出現的懸浮狀、堆積可燃粉塵或可燃纖維,它們雖然不會形成爆炸性混合物,但在數量上與配置上能引起火災危險的場所H-3級 有固體可燃物質,在數量上和配置上能引起火災危險的場所液化石油氣站屬于第一類,即可燃氣體、易燃或可燃液體的蒸汽與空氣形成的爆炸性混合物場所。(1) Q-1級場所在正常情況下,爆炸性混合氣體連續地、短時間頻繁地出現或長期存在

28、的場所。在液化石油氣站Q-1級場所原則上是不存在的。只有Q-2級場所中比地面低洼,易積存液化石油氣的部位,可視為Q-1級場所。(2) Q-2級場所在正常情況下,爆炸性混合氣體可能出現的場所。封閉式的灌瓶間與附屬瓶庫、壓縮機室、烴泵房、汽車槽車庫、儲罐室氣化間、混氣間、調壓室。瓶裝供應站的瓶庫、瓶組間等建筑物的部空間。敞開式或半敞開式灌瓶間的部空間,以與敞開面向外水平距離15m以和敞開面高度以下的空間。敞開式或半敞開式的灌瓶間附屬瓶庫、壓縮機室、烴泵房汽車槽車庫、儲罐室、氣化間、混氣間、調壓室、瓶裝供應站的瓶庫、瓶組間等部空間,以與敞開面向外水平距離7.5m以和敞開面高度以下的空間。鐵路槽車和汽

29、車槽車裝卸口以外水平距離15m和裝卸口2m以下的空間。儲罐和容器安全閥口和排污閥口以外以3m為半徑的空間。儲罐、容器和管道上閥門1m以的空間。 Q-2級場所中比地面低洼,易積聚液化石油氣的部位。(3) Q-3級場所在正常情況下,爆炸性混合氣體不能出現,僅在不正常情況下偶爾短時間出現的場所。 2第項所列封閉式建筑物以廠房為界,在自然通風良好的條件下,通風室外的門、窗開口垂直高度和水平距離1m的空間。 2第項建筑物Q-2級場所以外,水平距離7.5m以敞開面高度以下的空間。 2第項所列建筑物Q-2級場所以外,水平距離7.5m和敞開高度以下的空間。鐵路槽車和汽車槽車裝卸口Q-2級場所以外,水平距離3m

30、以和裝卸口高度2m以下的空間。露天設置的儲罐,容器和設備自外壁以外水平距離和垂直距離3m以的空間。當設有防護墻時,還包括防護墻高度以的空間。儲罐和容器安全閥閥口和排污閥閥口Q-2級場所以外,以3m為半徑的空間。 第項Q-2級場所以外,3m以的空間。綜上可知:Q-2級場所:儲罐區、生產區。Q-3級場所:輔助區。4.2爆炸危險區域的圍確定對于易燃物質重于空氣的貯罐,其爆炸危險區域的圍劃分,宜符合下列規定:(1)固定式貯罐,在罐體部未充隋性氣體的液體表面以上的空間劃為Q-1區,浮頂式貯罐在浮頂移動圍的空間劃為Q-2區;(2)以放空口為中心,半徑為1.5m的空間和爆炸危險區域地坪下的坑、溝劃為Q-2區

31、;(3)距離貯罐的外壁和頂部3m的圍劃為Q-3區;(4)當貯罐周圍設圍堤時,貯罐外壁至圍堤,其高度為堤頂高度的圍劃為Q-3區。Q-2區 Q-3區圖4.2-1 易燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的固定式貯罐Q-2區 Q-3區圖4.2-2 易燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的浮頂式貯罐4.3爆炸性混合物的分類、分級和分組液化石油氣是煉油廠在進行原油催化裂解與熱裂解時所得到的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1140489.htm t _blank 副產品。催化 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1269296.htm t _blank 裂解氣的主要

32、成份如下(%):氫氣56 HYPERLINK :/baike.baidu /view/34133.htm t _blank 甲烷10乙烷35乙烯3丙烷1620丙烯611丁烷4246丁烯56等。主要成分是丙烷,(1)分類:爆炸性 HYPERLINK :/baike.baidu /view/62511.htm t _blank 混合物的危險性,是由它的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/134293.htm t _blank 爆炸極限、傳爆能力、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3847187.htm t _blank 引燃溫度和 HYPERL

33、INK :/baike.baidu /view/3847188.htm t _blank 最小點燃電流決定的。根據爆炸性混合物的危險性并考慮實際生產過程的特點,一般是將爆炸混合物分為三類:I 類礦井 HYPERLINK :/baike.baidu /view/34133.htm t _blank 甲烷;II 類工業氣體(如工廠爆炸性氣體、蒸氣、薄霧);III 類工業粉塵(如爆炸性粉塵、易燃纖維)。 即,液化石油氣屬于II 類氣體。(2)分級:在分類的基礎上,各種爆炸性混合物是按最大試驗安全間隙和最小點燃電流分級,,見表4.3-2:最大試驗安全間隙(MESG)或最小點燃電流(MICR)分級表4.

34、3-2查氣體和蒸汽分級表得,丙烷需按(MESG)和(MICR)分級,查得,丙烷的(MESG)為0.92,(MICR)值0.8.即選A級別。(3)分組:按引燃溫度分組,主要是為了配置相應的電氣設備,以達到安全生產的目的。見表4.3-3:表 4.3-3 引燃溫度分組查爆炸和火災危險環境電力裝置設計規(GB50058-92)附錄三,丙烷屬于T1組別,引燃溫度為大于450。4.4防爆電器的選擇防爆電氣設備可分六種類型,與其相應的標志如表4.4-4所示。爆炸性混和物在標準試驗條件下,按其傳爆能力可分4級(只適用于隔爆型),如表4.4-5所示。所謂傳爆能力是指爆炸性混合物對爆炸的傳播能力,通常用使它們不能

35、連續傳爆的最大狹窄間隙的尺寸來表示。這與燃燒過程火焰傳播時,在孔口出流孔徑小于極限值的情況下,火焰就不能再繼續傳播的意義相仿。表4.4-4防爆電氣設備新舊類型標志對照表類型標志類型標志舊新舊新充砂型q防爆安全型增安型Ae無火花型n隔爆型隔爆型Bd安全火花型本質安全型Hi防爆充油型充油型Co防爆特殊型特殊型Ts防爆通風、充氣型通風充氣型Fp注:1.舊類型在標志前加“K”字者為煤礦用防爆電氣設備。2.新類型標志“”者為工廠用防爆電氣設備;標志“”者為煤礦用防爆電氣設備。表4.4-5爆炸性混合物的級別級別試驗最大不傳爆間隙/mm級別試驗最大不傳爆間隙/mm11.030.40.620.61.040.4

36、防爆電氣設備除了按上述類型、級別、組別標識在銘牌上之外,還必須在設備的明顯處有清晰的凸紋標志。儀器和儀表允許采用非凸紋的永久性標志。標志方法為:類型、級別、組別均按主體和部件的順序標出。當無隔爆型或安全火花型部件時,則級別標以“0”。液化石油氣儲配站生產區選用的電氣設備,均采用隔爆型防爆電氣設備。由于電氣設備多已形成系列產品,并非每個級別都有定型產品可選,故在城市燃氣系統中只能選用不低于3級防爆級別的電氣設備。可見,在液化石油氣儲配站生產區使用的電動機應選B3d型防爆級別的。其他的電氣設備(如啟動器),也應選用相應等級的產品。對于照明用燈,由于安裝位置較高,在局部或全部敞開的瓶庫(或瓶棚)部距

37、地面高度2m以上,可按Q-3級選用,既可用隔爆型,也可用防爆型;而灌瓶間照明燈仍需采用隔爆型。綜上所述,生產區選用電氣設備為A類隔爆型T1組,標志Ex d A T1,輔助區選用電氣設備為A類增安型 T1 組,標志Ex e A T1。第五章 LPG罐區危險性分析5.1危險性分析液化石油氣(LPG)是非常重要的燃料,在工業和日常生活中使用量大。一旦大量泄漏,極易與周圍空氣混合形成爆炸性混合物,如遇明火引起火災爆炸,其產生的爆炸沖擊波與爆炸火球熱輻射破壞、傷害作用極大,并且傷害圍大,極易導致次生災害。國外曾發生過多起LPG灌區池火災(Pool Fire)、蒸氣云爆炸(UVCE)、沸騰液體擴展蒸氣爆炸

38、(BLEVE)事故,傷亡、損失極為嚴重。因此對LPG灌區進行危險分析對指導灌區安全設計、科學防災和應急救援,有著重要的社會意義和經濟價值。根據分析灌區的主要危險性是:Pool Fire、UVCE、BLEVE等。5.1.1 LPG灌區的池火災危險性LPG的 Pool Fire 大多是由于設備與管線的跑冒滴漏、容器的破裂、閥門開啟或失效、超載、雷擊等因素所造成的。LPG灌區的火災有以下特點:燃燒伴隨爆炸、破壞性大、火焰溫度高,輻射熱強、易形成二次爆炸、火災初發面積大。灌區的 Pool Fire 的危害是火焰的強烈輻射對周圍人員與裝備的危害,在火焰環境下,易導致周圍儲罐的破裂而引發二次災害。5.1.

39、2 LPG灌區的蒸氣云爆炸危險性當 LPG灌區的儲存LPG等物質的設備罐體在機械作用(如撞擊、打擊)、化學作用(如腐蝕)或熱作用(如火焰環境、熱沖擊)下發生破壞,就會導致大量液化氣泄漏,此外工作人員在裝運取樣等業務中不正確操作,也是導致罐液化氣泄漏的一個重要因素。容器破裂后,LPG就會快速泄漏并與周圍空氣形成爆炸性混合氣云,在遇到延遲點火的情況下,就會導致UVCE的發生。由此可見,罐體破裂是導致UVCE發生的直接原因。LPG灌區發生的UVCE 具有以下特點:一般由火災發展為爆燃,而不是爆轟;是由于存儲溫度一般高于LPG的常壓沸點的LPG大量泄漏的結果;是一種面源爆炸模型。UVCE發生后的破壞作

40、用有爆炸沖擊波,爆炸火球熱輻射對周圍人員,建筑物,儲罐等設備的傷害,破壞作用。本液化氣站有液化石油氣臥室儲罐50m3兩個,殘液罐5m3一個,容積為105m,查得液化石油氣液態密度為2.35kg/m,蒸汽云中液化石油氣的總能量WF為246.75kg,代入表5.1.2-6:表 5.1.2-6 蒸汽云爆炸計算序號項目名稱符號單位來源或算式計算結果1地面爆炸系數1.82破壞系數k5.63液化石油蒸汽云的TNT當量系數a0.044蒸汽云中液化石油氣的總能量WFkg246.755液化石油氣的燃燒熱QFMJ/kg46.56TNT的爆炸熱QTNTMJ/kg4.197液化石油氣的爆炸總能量EKgE=1.8aWF

41、QF826.128液化石油氣蒸汽云的TNT當量WTNTmWTNT=1.8aWFQF/ QTNT197.169死亡半徑RmR=13.6(WTNT/1000)0.377.4610財產損失的半徑RcmRc=5.6(WTNT)1/332.5911火球半徑RmR=2.9(WTNT)1/316.8812火球持續時間tst=0.45(WTNT)1/32.625.1.3 LPG灌區的沸騰液體擴展蒸氣爆炸危險性BLEVE是指LPG儲罐在外部火焰的烘烤下突然破裂,壓力平衡破壞,LPG急劇汽化,并隨即被火焰點燃而產生的爆炸。BLEVE發生有以下條件:儲罐LPG在外部熱作用下,處于過熱狀態,罐氣液壓力平衡破壞,LPG

42、急劇汽化;罐壁不能承受LPG急劇汽化導致的超壓。LPG儲罐的BLEVE的發生有它自生的規律與條件要求,不同的BLEVE事故的發生原因也不同,但它們都有一些共性的規律。其多數BLEVE的發生是由于外來熱輻射作用使容器LPG處于過熱狀態,容器壓力超過對應材料的爆炸壓力,導致容器發生災難性失效,容器LPG爆炸的氣體快速泄放,即BLEVE的發生。裝有LPG的容器發生失效時,可能會有以下結果:容器部分失效,伴有LPG的噴射泄放或產生噴射火焰;容器罐體產生拋射物;容器LPG完全快速泄放(TLOC)并導致BLEVE的發生。導致TLOC和BLEVE的因素很多,包括罐體材料缺陷材料疲勞腐蝕熱應力壓應力池火焰包圍

43、或噴射火焰條件下罐體材料強度下降,容器過載,操作不當等,通常BLEVE的發生是以上幾種因素的聯合作用的結果。灌區的BLEVE發生后爆炸產生的火球熱輻射是主要危害,同時爆炸產生的碎片和沖擊波超壓也有一定的危害,但與火球熱輻射危害相比,危害次要。5.2 爆炸計算5.2.1 爆炸極限查得液化石油氣中氫氣5%、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/34133.htm t _blank 甲烷10%、乙烷4%、乙烯3%、丙烷18%、丙烯9%、丁烷45%、丁烯6%,計算出各組分的爆炸極限。其經驗公式如下:Lx=100 / 4.76(N-1) +1Ls=4x100/4.76N+4式中:

44、Lx可燃性混合物爆炸下限,%;Ls可燃性混合物爆炸上限,%;N每摩爾可燃氣體完全燃燒所需的氧原子數。 計算得:氫氣4.175%、甲烷5.214.3%、乙烷3.310.7%、乙烯9.521.9%、丙烷2.29.5%、丙烯2.68.5%、丁烷1.78.5%、丁烯1.89.6%。由多種可燃氣體組成爆炸性混合氣體的爆炸極限,可根據各組分的爆炸極限進行計算。其經驗公式如下:Lm100 / (V1/L1 + V2/L2 +V3/L3+)式中:Lm爆炸性混合氣的爆炸極限,%;L1 、L2、L3組成混合氣各組分的爆炸極限,%;V1、V2、V3各組分在混合氣中的濃度。%。將數據代入計算得:Lx = 2.2% L

45、s =9.9%即,液化石油氣的爆炸極限為2.29.9%,計算值與實際值有誤差。5.2.2 爆炸危險度可燃氣體或蒸汽的爆炸危險性還可以用爆炸危險度來表示。爆炸危險度是爆炸濃度極限圍與爆炸下限濃度之比值,其計算公式如下:爆炸危險度=(爆炸上限濃度爆炸下限濃度)/ 爆炸下限濃度將數據代入計算得:液化石油氣的爆炸危險度為3.5。5.2.3 爆炸溫度(1)列出液化石油氣在空氣中燃燒的化學方程式為:C3H8+5O2=3CO2+4H2O可見液化石油氣爆炸的主要成分是丙烷,以其爆炸溫度為液化石油氣的爆炸溫度。(2)計算燃燒各產物的熱容。氣體平均摩爾定容熱容計算式見表5.2.3-7。表5.2.3-7氣體平均摩爾

46、定容熱容計算式氣 體熱容(41868J(kmol)單原子氣體(Ar、He、金屬蒸氣等)雙原子氣體(N2、O2、H2、CO、NO等) C02、S02 H2O、H2S所有口原子氣體(NH3與其他) 所有五原于氣體(CH4與其他)4.934.80 + 0.00045t9.0 + 0.00058t4.0 + 0.00215t10.00 + 0.00045t12.00 + 0.00045t 根據表中所列計算式,燃燒產物各組分的熱容為:H20的摩爾定容熱容為(4.0+0.00215t)X41868J(kmol)CO2的摩爾定容熱容為(9.0+0.00058t)X41868J(kmol)燃燒產物的熱容為:

47、4(40+000215t)4186.8J(kmol)=(67.0+0036t)1O3J(kmol)3(90+000058t)41868J(kmol)=E(113.0+00073t)1O3J(kmol)燃燒產物的總熱容為(180+0.0433t)103J(kmol)。(3)求爆炸最高溫度。先查得丙烷的燃燒熱為2.2106Jmol,即2.2109Jkmol。因為爆炸速度極快,是在近乎絕熱情況下進行的,所以全部燃燒熱可近似地看作用于提高燃燒產物的溫度,也就是等于燃燒產物熱容與溫度的乘積,即:2.2109 = (180+0.0433t)103t解上式得爆炸最高溫度t=5346。上面計算是將原始溫度視為

48、0。爆炸最高溫度非常高,雖然與實際值有若干度的誤差,但對計算結果的準確性并無顯著的影響。即液化石油氣的最高爆炸溫度約為5346。5.2.4 爆炸壓力 可燃性混合物爆炸產生的壓力與初始壓力、初始溫度、濃度、組分以與容器的性狀、大小等因素有關。爆炸時產生的最大壓力可按壓力與溫度與摩爾數成正比的規律確定。根據這個規律有下列關系式: P/ P0 =T/T0 x n/m式中:p、T和n爆炸后的最大壓力、最高溫度和氣體摩爾數; P0 、T0和m爆炸前的初始壓力、初始溫度和氣體摩爾數。設P0=0.1MPa,T00=273K,由爆炸溫度計算可得數據:T=5346=5619K,n=6,m=7,由此可計算出:P=

49、1.76MPa。即液化石油氣的爆炸壓力約為1.76MPa第六章 滅火器配置設計6.1滅火器配置場所的火災種類和危險等級6.1.1 火災種類滅火器配置場所的火災種類應根據該場所的物質與其燃燒特性進行分類,可劃分為以下五類:(1) A類火災:固體物質火災。(2) B類火災:液體火災或可熔化固體物質火災。(3) C類火災:氣體火災。(4) D類火災:金屬火災。(5) E類火災(帶電火災):物體帶電燃燒的火災。根據建筑滅火器配置設計規分析得:(1)儲罐區和生產區的火災屬于C類火災;(2)配、發電間、消防泵房屬于E類帶電火災。(3)寢室、辦公室、空鋼瓶庫屬于A類火災。6.1.2 危險等級工業建筑滅火器配

50、置場所的危險等級,應根據其生產、使用、儲存物品的火災危險性,可燃物數量,火災蔓延速度,撲救難易程度等因素,劃分為以下三級:(1) 嚴重危險級:火災危險性大,可燃物多,起火后蔓延迅速,撲救困難,容易造成重大財產損失的場所;(2) 中危險級:火災危險性較大,可燃物較多,起火后蔓延較迅速,撲救較難的場所;(3) 輕危險級:火災危險性較小,可燃物較少,起火后蔓延較緩慢,撲救較易的場所。根據建筑滅火器配置設計規(附錄C)分析得:儲罐區、生產區和輔助區都屬于嚴重危險級。6.2 滅火器的選擇6.2.1 一般規定滅火器的選擇應考慮下列因素:(1) 滅火器配置場所的火災種類;(2) 滅火器配置場所的危險等級;(

51、3) 滅火器的滅火效能和通用性;(4) 滅火劑對保護物品的污損程度;(5) 滅火器設置點的環境溫度;(6) 使用滅火器人員的體能。在同一滅火器配置場所,宜選用一樣類型和操作方法的滅火器。當同一滅火器配置場所存在不同火災種類時,應選用通用型滅火器;當選用兩種或兩種以上類型滅火器時,應采用滅火劑相容的滅火器。6.2.2 滅火器的類型選擇A類火災場所應選擇水型滅火器、磷酸銨鹽干粉滅火器、泡沫滅火器或鹵代烷滅火器。C類火災場所應選擇磷酸銨鹽干粉滅火器、碳酸氫鈉干粉滅火器、二氧化碳滅火器或鹵代烷滅火器。E類火災場所應選擇磷酸銨鹽干粉滅火器、碳酸氫鈉干粉滅火器、鹵代烷滅火器或二氧化碳滅火器,但不得選用裝有

52、金屬喇叭噴筒的二氧化碳滅火器。6.3 滅火器的設置6.3.1 一般規定滅火器應設置在位置明顯和便于取用的地點,且不得影響安全疏散。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志。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或掛鉤、托架上,其頂部離地面高度不應大于1.50m;底部離地面高度不宜小于0.08m。滅火器箱不得上鎖。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。滅火器不得設置在超出其使用溫度圍的地點。6.3.2 滅火器的最大保護距離設置在A類火災場所的滅火器,其最大保護距離應符合表6.3.2-8

53、的規定。表6.3.2-8 A類火災場所的滅火器最大保護距離(m)設置在B、C類火災場所的滅火器,其最大保護距離應符合表6.3.2-9的規定。表6.3.2-9 B、C類火災場所的滅火器最大保護距離(m)E類火災場所的滅火器,其最大保護距離不應低于該場所A類或B類火災的規定。6.4 滅火器的配置6.4.1 一般規定(1)一個計算單元配置的滅火器數量不得少于2具。(2)每個設置點的滅火器數量不宜多于5具。(3)當住宅樓每層的公共部位建筑面積超過100m2時,應配置1具1A的提式滅火器;每增加100m2時,增配1具1A的手提式滅火器。6.4.2 滅火器的最低配置基準A類火災場所滅火器的最低配置基準應符

54、合表6.4.2-10的規定。表6.4.2-10 A類火災場所滅火器的最低配置基準B、C類火災場所滅火器的最低配置基準應符合表6.4.2 -11的規定。表6.4.2-11 B、C類火災場所滅火器的最低配置基準E類火災場所的滅火器最低配置基準不應低于該場所A類(或B類)火災的規定。6.5滅火器配置設計計算6.5.1確定各滅火器配置場所的火災種類和危險等級儲罐區和生產區的火災屬于C類火災,輔助區中消防泵房、配、發電間屬于E類帶電火災,其他建筑物屬于A類火災。儲罐區、生產區和輔助區都屬于嚴重危險級。6.5.2 劃分滅火器設置場所計算單元1.滅火器配置設計的計算單元應按下列規定劃分:(1) 當一個樓層或

55、一個水平防火分區各場所的危險等級和火災種類一樣時,可將其作為一個計算單元。(2) 當一個樓層或一個水平防火分區各場所的危險等級和火災種類不一樣時,應將其分別作為不同的計算單元。(3) 同一計算單元不得跨越防火分區和樓層。由平面布置圖可以將其分為8個計算單元,即:儲罐區 泵房 灌瓶車間 氣瓶間 配、發電間 消防泵房 辦公室、寢室 空鋼瓶庫 2.計算單元保護面積的確定應符合下列規定:(1) 建筑物應按其建筑面積確定;(2) 可燃物露天堆場,甲、乙、丙類液體儲罐區,可燃氣體儲罐區應按堆垛、儲罐的占地面積確定。計算各單元保護面積 :S1=281.6m3 S2=25m3 S3=39m3 S4=22m3

56、S5=36m3 S6=42.5m3S7=54m3 S8=70m36.5.3 計算各計算單元的最小需配滅火級別計算單元的最小需配滅火級別應按下式計算:式中: -計算單元的最小需滅火級別(或) -計算單元的保護面積-類或類火災場所單位滅火級別最大保護面積(或)-修正系數修正系數應按表6.5.3-12的規定取.表6.5.3-12 修正系數通過查表6.4.2-10、表6.4.2 -11、表6.5.3-12數據,以與將各單元保護面積代入計算得:1169C2 50C 3 78C 444C 50.72E 60.85E 71.08A 81.4A6.5.4確定各計算單元中的滅火器設置點的位置和數量查表6.3.2

57、-8、表6.3.2 -9數據,得:儲罐區泵房灌瓶車間氣瓶間配、發電間消防泵房辦公室、寢室空鋼瓶庫均設置1個設置點; 6.5.5 計算每個滅火器設置點的最小需配滅火級別計算單元中每個滅火器設置點的最小需配滅火級別應按下式計算:c式中: 每個單元滅火器的設置點數計算得: c1169C c2 50C c3 78C c444C c50.72E c60.85E c71.08A c81.4A6.5.6 確定每個設置點滅火器的類型、規格與數量(1)類型選擇根據各個房間的特點和防火防爆設計需要,決定儲罐區選用推車式干粉(磷酸銨鹽)滅火器和手提式干粉滅火器;泵房 灌瓶車間 氣瓶間 配、發電間 消防泵房 辦公室、

58、寢室 空鋼瓶庫選用手提式干粉(磷酸銨鹽)滅火器;(2)規格和數量的確定根據表6.4.2-10、表6.4.2 -11、城鎮燃氣設計規(GB50028-2006)表8.10.9以與建筑滅火器配置設計規GB 50140-2005附錄A 建筑滅火器配置類型、規格和滅級別基本參數舉例,查得:儲罐區每個設置點需有MF/ABC8滅火器和MFT/ABC35滅火器各3具;泵房、灌瓶車間、氣瓶間、配、發電間每個設置點需有2具MF/ABC8滅火器;消防泵房、辦公室、寢室、空鋼瓶庫每個設置點需有 2 具MF/ABC5滅火器。6.5.7確定每具滅火器的設置方式和要求儲罐區:手提式滅火器放置于托架上,底部離地面高度不小于

59、0.08m,推車式滅火器設置于防火堤,具體位置如滅火器配置簡圖;泵房、灌瓶車間、氣瓶間滅火器設置于房間滅火器箱中,具體位置如滅火器配置簡圖;配、發電間滅火器設置于兩房間南外墻中間處,放置于托架上,底部離地面高度不小于0.08m;辦公室、寢室滅火器設置于兩房間北外墻中間處,放置于托架上,底部離地面高度不小于0.08m;消防泵房、空鋼瓶庫滅火器設置于房間滅火器箱中,具體位置如滅火器配置簡圖。第7章 液化氣站的安全管理措施7.1 安全管理制度液化石油氣公司是易燃、易爆的重點單位,因此“安全生產,人人有責”,各級管理人員都要不斷地提高管理水平,加強安全管理工作,認真貫徹執行國家有關的法令、法規和標準。(1)建立公司安全、防火領導小組,設立義務消防組織和專門隊伍,同時建立健全各級安全管理組織。(2)液化石油氣公司的工作人員,要經過有關部門培訓教育,實行崗位定責,持證上崗。(3)公司要建立健全各類人員的崗位責任制,明確職責,規到位。(4)公司要建立健全各種規章制度,建立各項工作流程,實行科學,規化管理。(5)要保證各種設備、設施和車輛配套、完好,同時要具備各項設備的工藝操作規程。(6)要建立健全各種運行記錄,做到帳、冊齊全。(7)要建立規的檔案管理制度,有完整的圖紙、檔案。7.2 防雷措施LPG灌裝加氣站生產區的建筑物、

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