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1米直径高压放空阀
石油化工企业设计防火规范 GB50160-1992(1999年版)条文说明 [转贴 2006-4-24 21:59:34]   
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第一章 总 则
1.1.1本规范主要是针对石油化工企业加工和生产的物料特性和操作条件制订的。所以,新建、扩建、改建设计都应遵守。
第二章 可燃物质的火灾危险性分类
2.0.1与国家标准《建筑设计防火规范》对可燃气体的分类(分级)方法相协调,本规范对可燃气体也采用以爆炸下限作为分类指标,将其分为甲、乙两类。
2.0.2一、规定可燃液体的火灾危险性的最直接的指标是蒸气压。蒸气压越高,危险性越大。但是,低蒸气压很难测量,所以,世界各国都是根据可燃液体的闪点确定其危险性。闪点越低,危险性越大。
在具体分类方面与《石油库设计规范》、《建筑设计防火规范》是协调的。
考虑到应用于石油化工企业时,需要确定可能释放出形成爆炸性混合物的可燃气体所在的位置或点(释放源),以便据之确定火灾和爆炸危险场所的范围,故将乙类又细分为乙A(闪点28℃至45℃)、乙B(闪点>45℃至<60℃)两小类。
将丙类又细分为丙A(闪点60℃至120℃)、丙B(闪点>120℃)两小类,与《石油库设计规范》是协调一致的。
关于将甲类又细分为甲A(液化烃)、甲B(除甲A类以外,闪点<28℃)两小类的问题,在第二款中予以说明。
二、关于液化烃的火灾危险性分类问题。
液化烃在石油化工企业中是主要的加工和储存的物料之一。因其蒸气压大于“闪点<28℃的可燃液体”,故其火灾危险性大于“闪点<28℃”的其他可燃液体。
因液化烃泄漏而引起的火灾、爆炸事故,在我国石油化工企业的火灾、爆炸事故中所占的比例也较大。
法国、荷兰及英国的有关标准和《欧洲典型安全规范》等在其可燃液体的火灾危险性分类中,都将液化烃列为第1类,美国、德国、意大利等国都另行制订液化烃储存和运输规范。
结合我国《石油库设计规范》、《建筑设计防火规范》对油品生产的火灾危险性分类的具体情况,本规范将液化烃和其他可燃液体合并在一起统一进行分类,将甲类又细分为甲A(液化烃)、甲B(除甲A类以外,闪点<28℃)两小类。
三、操作温度对乙、丙类可燃液体火灾危险性的影响问题。
各国在其可燃液体的危险性分类中,或在其有关石油化工企业的安全防火规范中,或在其爆炸危险场所划分的规范中,都有关于操作温度对乙、丙类液体的火灾危险性的影响的规定。我国的生产管理人员对此也有明确的意见和要求。因为乙、丙类液体的操作温度高于其闪点时,气体挥发量增加,危险性也随之而增加.故本规范在这方面也做了类似的、相应的规定。
四、关于“液化烃”、”可燃液体”的名称问题
1.因为液化石油气专指以C3、C4为主所组成的混合物,不包括单组分液化烃类。而本规范所涉及的不仅是液化石油气,还涉及乙烯、乙烷、丙烯等单组分液化烃类,故统称为“液化烃”。
2.在国内、外的有关规范中,对烃炎液体和醇、醚、醛、铜、酸、酯类及氮、硫、卤素化合物的称谓有两种:有的称为“易燃液体和可燃液体”;有的称为“可燃液体”。本规范采用后者,统称为“可燃液体”。
第三章 区域规划与工厂总体布置
第一节 区域规划
3.1.1石油化工企业生产区应避免布置在通风不良的地段,以防止可燃气体积聚,增加火灾爆炸危险。如某厂重整装置位于山凹,投产后石油气大量积聚、生产极不安全,曾想开山通风,但因工程量大,投资高未能实施。此类教训应予记取。
3.1.4江河内通航的船只大小不一,尤其是民用船、水上人家,经常在船上使用明火,生产区泄漏的可燃液体一旦流入水域,很可能与上述明火接触而发生火灾爆炸事故,从而可能对下游的重要设施或建筑物、构筑物带来威胁。因此,当生产区靠近江河岸边时,应严格遵守此条规定。
3.1.5本条所提供采用的措施不含罐组应设的防火堤。为了防止泄漏的可燃液体流入水域,需另外增设有效措施。例如,在江河海岸与罐区之间设置道路,并使其路面高出邻近地面,作为第二道防火堤;或设事故存液池,以及充分利用地形的有利条件等。因厂址条件各有不同,不便硬性规定,设计时可根据实地情况综合分析、再决定采用既可靠又比较经济合理的安全措施。
3.1.6公路系指阈家、地区、城市以及除厂内道路以外的公用道路,这些公路均有公共车辆通行,甚至工厂专用的厂外道路,也会有厂外的汽车、拖拉机、马车等通行。如果公路穿行生产区,必给防火、安全管理、保卫工作带来很大用难。如某总厂内分厂之间的公用道路穿行于某分厂的生产区,为了安全现已禁止通行。
地区架空电力线电压等级一般为35kv以上,若穿越生产区一旦发生倒杆、断线或导线打火等意外事故,便有可能引燃泄漏的可燃气体。反之,生产区内一旦发生火灾或爆炸事故,对架空电力线也有威胁。
建在山区的石油化工企业, 由于受地形限制,区域性排洪沟往往可能通过厂区,甚至贯穿生产区、而生产区内的工艺装置、罐区及辅助生产设施等的排水沟必须通向排洪沟,因此排洪沟也必是厂区的排雨水明沟。若发生事故,可燃气体和液体流入排洪沟内,一旦遇明火即能被引燃,燃烧的水面顺流而下,必对下游邻近设施带来威胁。例如,某厂排水沟(实际是排洪沟)因沟内积聚大量油气,遇检修明火而燃烧,致使长达200多米的排洪沟起火。所以在条件允许时,应尽量使排洪沟避开生产区,若确有困难,亦可穿越生产区,因此规定为“不宜”。
3.1.7 一、高架火炬的防火距离主要应根据人或设备允许的最大辐射热强度计算确定,但在排放可燃气体中可能携带可燃液体,因燃烧不完全可能产生火雨。据调查,火炬火雨洒落范围约为60m至90m。因此,即使经辐射热计算所需的防火距离比上述落火雨的范围小,为了确保安全,确定此类高架火炬的防火距离仍不得小于表中规定的可能携带可燃液体的高架火炬的防火距离。
二、居住区、公共福利设施及村庄都是人员集中的场所,为了确保人身安全和减少与石油化工企业相互间的影响,、规定了较大的防火间距。其中,液化烃罐组至居住区、公共福利设施及村庄的防火间距采用《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)的规定。
三、至相邻工厂。
1.相邻工厂的类型繁多,不便分门别类一一制定防火间距。在满足防火要求前提下,为了便于执行,无论与何类工厂相邻均规定1个数字。
2.防火间距是从石油化工企业内与相邻工厂最近的设备、建(构)筑物至相邻工厂围墙止。至相邻工厂围墙的理由是:
(1)当相邻工厂处于规划阶段时,其围墙内设施具体位置难以明确。
(2)若相邻工厂是老厂,有可能在围墙内增设新的设施,对此,石油化工企业无权限制。
四、与厂外企业铁路线、厂外公路、变配电站的防火间距,采用《建规》的规定。为了确保国家铁路线及国家或工业编组站的安全,对此适当增加防火间距。
第二节 工厂总平面布置
3.2.1石油化工企业的生产特点:
1.工厂的原料、成品或半成品大多是可燃气体、液化烃和可燃液体。
2.生产大多是在高温、高压条件下进行的,可燃物质可能泄漏的几率多,火灾危险性较大。
3.工艺装置和全厂储运设施占地面积较大,可燃气体散发较多,是全厂防火的重点;水、电、蒸气、压缩空气等公用设施,需靠近工艺装置;工厂管理及生活福利设施是全厂生产指挥中心,人员集中,要求安静、污染少等。
根据上述石化企业的生产特点,为了安全生产,满足各类设施的不同要求,防止或减少火灾的发生及相互问的影响,在总平面布置时,应结合地形、风向等条件,将上述上艺装置、各炎设施等划分为不同的功能区,既有利于安全防火,也便于操作和管理。
3.2.3在山丘地区建厂,由于地形起伏较大,为减少土石方工程量,厂区大多采用阶梯式竖向布置。为防止可能泄漏的可燃气体或液体漫流到下一个阶梯,若下一个阶梯布置有工艺装置或有明火、人员集中等场所,则会造成更大事故,因此,储存液化烃或可燃液体的储罐应尽量布置在较低的阶梯上。如因受地形限制或有工艺要求时,原料罐也可布置在比受油装置较高的阶梯上,但为了确保安全,必须严格执行第3.2.4条“阶梯间应有防止泄漏的可燃液体漫流的措施”的规定。
3.3.4“阶梯间应有防止泄漏的可燃液体漫流的措施”并不要求所有阶梯间均需这样做,而只是对工艺装置、油罐、装卸油设施等所处在阶梯与下一个阶梯间要求这样做。
3.2.5在山区建厂,若将液化烃或可燃液体储罐紧靠排洪沟布置,储惭一旦泄漏,很难防止泄漏的可燃气体或液体进入排洪沟;而排洪沟顺厂区延伸,难免会因明火或火花落入沟内,引起火灾。因此,规定对储存大量液化烃或可燃液体的储罐不能紧靠排洪沟布置,但允许在储罐与排洪沟之间布置其他设施。
3.2.6空分装置要求吸入的空气应洁净,若空气中含响有乙炔、碳氢化合物等气体,一旦被吸入空分装置,则有可能引起设备爆炸等事故。因此应将空分装置布置在不受上述气体污染的地段,若确有困难,亦可将吸风口用管道延伸到空气较清洁的地段。
3.2.7全厂性高架火炬有的在事故排放时可能产生“火雨”,且在燃烧过程中。还会产生大量的热、烟雾、噪声和有害气体等。尤其在风的作用下,如吹向生产区,对生产区的安全有很大威胁。为厂安全生产,布置时应选择火炬对生产区影响较小的地段,故规定全厂性高架火炬宜位于生产区全年最小频率风向的上风侧。
3.2.8经常使用汽车运输的液化石油气罐装站、可燃液体汽车装卸站和全厂性仓库等,出于汽车来往频繁,汽个排气管可能喷出火花,若穿行生产区极不安全,而且随车人员大多是外单位的,情况比较复杂。为了厂区的安全和防火,上述设施应靠厂区边缘布置,设围墙与厂区隔汗,并设独立出入口直接对外,或远离厂区独立设置。
3.2.9由厂外引入的架空电力线路的电压一般在35kV以上,若架空伸入厂区,一是需留有高压走廊占地大,二是一旦发生火灾损坏高压架空电力线,影响全厂生产,若采用埋地敷设,技术比较复杂也不经济。为了既有利于安全防火,又比较经济合理,故规定总变配电所应布置在厂区边缘,但应尽量靠近负荷中心。距负荷中心过远,由总变配电所向各用电设施引线过多过长也不经济。
3.2.10绿化是工厂的重要组成部分,合理的绿化设计,既可美化环境,改善小气候,又可防止火灾蔓延,减少空气污染。但绿化设计必须紧密结合各功能区的生产特点,在火灾危险性较大的生产区,应选择含水分较多的树种,以利防火。如某厂在道路一侧的油罐起火,道路另一侧的油罐未加水喷淋冷却保护,只因有行道树隔离,仅树被大火烤黄烤焦但未起火,油罐未受威胁。可见绿化的防火作用。假若行道树是含油脂较多的针叶树等,其效果就会完全相反,不仅不能起隔离保护作用,甚至会引燃树木而扩大火势。因此。选择有利防火的树种是非常重要的。但在人员集中的生产管理和生活福利设施区,进行绿化设计则以美化环境、净化空气为主。
在绿化布置形式上还应注意,在可能散发可燃气体的工艺装置、罐组、装卸油台等周围地段,不得种植绿篱或茂密的连续式的绿化带,以免可燃气体积聚,且不利于消防。
可燃液体罐组内植草皮是南方某些厂多年实践经验的结果,由于罐组内植草皮,可减少可燃气体挥发损失,有利于防火。但生长高度不得超过15cm,而且应能保持一年四季常绿,否则,冬季枯黄反而对防火不利。
液化烃罐组一般需设喷淋水对储罐降温,其地面应利于排水。另外,因管道、阀门破损或切水时,液化烃可能有少量泄漏,应避免泄漏的气体就地积聚。因此,液化烃罐组内严格禁止任何绿化,否则,泄漏的可燃气体越积越多,一旦遇明火引燃,便危及储罐。
3.2.11石油化工企业总平面布置防火间距的确定。
一、制定防火间距的原则和依据:
1.防止或减少火灾的发生及工艺装置或设施间的相互影响,参考国外有关火灾爆炸危险范围的标准或规定,将可燃液体敝口设备的危险范围定为22.5M,对密闭设备定为15m。
2.辐射热影响范围。根据天津消防科研所有关油罐灭火试验资料:5000M2油罐火灾,距罐壁D(22.86m)、距地面H(13.63m),测点的辐射热最大值为17710kJ/M2·h,平均值为11556kJ/m2·h; 100m3油罐火灾,距罐壁D(5.42M)、距地面H(5.51M),测点的辐射热最大值为46055kJ/m2·h,平均值为29810kJ/M2·h。
3.重要设施重点保护。凡是一旦发生火灾可能造成全厂停产或重大人身伤亡的设施,均应重点保护,即使本设施火灾危险性较小,也需远离火灾危险性较大的场所,以确保其安全。如全厂性锅炉房、空压站、总变配电所、消防站、厂部办公楼、哺乳站、急救站等均需制定较大的防火间距。
4.火灾几率及其影响范围。根据对1954~1984年炼油厂较大火灾事例的统计分析,各类设施的火灾比例:上艺装置为69%,储罐为10%,铁路装卸栈台为5%,隔油池为3%,其他为13%。其中火灾比例较大的装置火灾一般影响范围约10m,而火灾比例较小的油罐,油池火灾影响范围较大,但邻罐被引燃者只有一例,且是在极特殊情况下发生的。详见表3.2.11―l工艺装置火灾实例和表3.2. 11―1油罐火灾实例。
5.消防能力及水平。石化企业在长期生产实践过程小,总结了丰富的与火灾斗争的经验,尤其对灭油罐火灾比较成熟,扑救工艺装置火灾也有得力措施。在设计上也提高了消防的能力和水平;因此,防火间距的制定可根据消防能力的提高而适当减小。
6.扑救火灾的难易程度,一般情况下,油罐、油池、油码头对火灾扑救较困难,其他设施(除工艺装置重大火灾爆炸事故外)的火灾比较容易扑救。
7.尽量节约用地。我国农业用地日趋减少,是当前极为突出的矛盾,因此,在满足防火要求的前提下,力争减少工厂占地是今后工厂建设的基本因素。
8.尽量靠近国外有关标准的水平,参考国外有关标准,吸取先进经验,在结合我国国情,满足安全生产要求基础上,使本标准尽量靠近国外有关标准的水平。
二、制定防火间距的基本方法,组成石化企业的设施很多,并各有其特点,若对表中所列的设施逐一分析制定防火间距,问题复杂工作量大。因此,采用了根据上述原则和参考有关资料,首先对主要设施(如工艺装置、储罐、明火及重要设施)之间,进行分析研究确定其防火间距,然后,以此为基础对其他设施进行对照,再上下左右综合分析比较,逐一制定防火间距。其中.对建筑物之间的防火距离,本规范未作规定的均按《建规》执行。
三、与国外有关标准的对比(见表3.2.1l一3)
本规范的防人间距与国外有关标准规定的防火间距大致相同或相近。其中,略小者占40%,相同者占47%,大者占13%(主要是高架火距)。
四、本规范的防火间距使用本规范表3.2. 11时,值得注意的问题:
1.表内防火间距只适用于工厂内工艺装置或设施之间,设施内平面布置防火间距不按此表执行。
2.工艺装置或设施之间的防火距离,均以两装置或设施相邻最近的设备或建(构)筑物确定。对有围墙的设施,也不按围墙确定防火距离,其防火间距起止点按本规范附录六规定执行。
3.石油化工工艺装置无全装置的火灾危险性类别,而装置内各生产单元均有火灾危险性类别。因此,在确定石油化工工艺装置防火距离时,应按与其他装置或设施相邻最近的生产单元的火灾危险性类别确定。
五、与液化烃、可燃气体或可燃液体罐组的防火间距,均以相邻最近的最大单罐容积确定。因罐组内火灾的影响范围取决于单罐容积的大小,大者影响范围大,小者影响范围小。国外标准亦以单罐为准。
六、与码头装卸设施(即水域部分)的防火间距,均以相邻最近的装卸油臂或油轮停靠的泊位确定。
七、与液化烃或可燃液体铁路装卸设施的防火间距,均以相邻最近的铁路装卸线、泵房或零位罐等确定。
八、与液化烃或可燃液体汽车装卸台的防火间距,均以相邻最近的装卸鹤管、泵房或计量罐等确定,若有围墙者亦不考虑至围墙。
九、与高架火炬的防火间距,均以火炬筒中心确定、即使火炬筒附近设有分液罐等,仍以火炬筒中心为准。
第三节 厂内道路
3.3.2最长列车长度,是根据走行线在该区间的牵引定数和调车线或装卸线上允许的最大装卸车的数量确定的。
3.3.3工厂主干道是通过人流、车流最多的道路,因此应避免与铁路平交,尤其不应与工厂主要出人口附近的铁路平交。如某厂主干道在工厂主要出人口前与四股通往油品装卸栈台的铁路相平交,经常被铁路调车作业隔绝;又如某厂渣油、柴油铁路装车线与工厂主干道在厂内平交,多次发生撞车事故。
3.3.4生产区发生火灾时,动用消防车数量较多,为了便于调度、避免交通堵塞,生产区的道路宜采用双车道。若采用单车道,应选用路基宽度大于6m的公路型单车道;若采用城市型单车道,应设错车道或改变道牙铺设方式满足错车要求。在可燃液体储罐区周围宜采用公路型道路,既可减小路面宽度,又可起到第二道防火堤作用。
3.3.5环形道路便于消防车从不同方向迅速接近火场,并有利于消防车的调度。但当受地形条件限制,全部做到环行需开挖大量土石方很不经济时,也可设带有回车场的尽头式道路。
3.3.6当扑救油罐火灾时,利用水带对着火罐和邻罐进行喷水冷却保护,水带连接的最大长度一般为180m,水枪需有10m机动水带,水带铺设系数为0.9,故消火栓至灭火地点不宜超过(180-10)×0.9=153M。据工厂消防等有关人员建议,以不超过120M为宜。故规定,从任何储罐中心至不同方向道路的距离不应超过120m;只有一侧有道路时,为了满足消防用水量的要求,需有较多消火栓,因此规定任何储罐中心至道路不应大于80M。
第四节 厂内铁路
3.4.1铁路机车或列车在启动、走行或刹车时,均可能从排气筒、钢轨与车轮摩擦或闸瓦处散发明火或火花,若厂内铁路线穿行于散发可燃气体较多的地段,有可能被上述明火或火花引燃,因此.铁路线应尽量靠厂区边缘集中布置。这样布置也利于减少与道路的平交。缩短铁路,减少占地。
3.4.2下列铁路装卸线可以靠近有关装置的边缘布置,其原因是:
一、生产过程要求装卸线必须靠近。
二、装卸的固体物料火灾危险性相对较小,多年来从未发生过由于机车靠近而引起的火灾事故。
3.4.3液化烃和可燃液体的装卸栈台,都是火灾危险性较大的场所,但性质不尽相同,液化烃火灾危险性较大,但如均采用密闭装车,亦较安全,因此,可与可燃液体装卸栈台同区布置。但由于液化烃一旦泄漏被引燃,比可燃液体对周围影响更大,故应将液化烃装卸栈台布置在装卸区的一侧。
3.4.5对尽头式线路规定停车车位至车档应有20M是因为:
一、当某车辆发生火灾时,便于将其他车辆与着火车辆分离,
二、作为列车进行调车作业时的缓冲段,有利于安全。
3.4.6液化烃和可燃液体在装卸过程中,经常散发出可燃气体,在装卸作业完成后,可能仍有可燃气体积聚在装卸栈台附近或装卸鹤管内,若机车利用装卸线走行,机车一旦散发火花、是很危险的。
3.4.7液化烃、可燃液体和甲、乙类固体的铁路装卸线停放车辆的线段为平直段时,其优点为:l有利于调车时司机的了望、引导列车进出栈台和调对鹤位,不易发生事故。2在平直段对罐车内油品的计量较准确,缺油较净。3不致发生溜车事故。
某公司工业站,有一货车停在2.5%纵坡的站线上.由于风大和制动器失灵而发生溜车。
在在地形复杂地区建厂时,若满足上述要求,可能需开挖大量土石方,很不经济。在这种情况下,亦可将装卸线放在半径不小于500M的平坡曲线上。但若设在半径小于300M的线路上,则列车无法自动挂构、脱钩。
第五节 厂内管线综合
3.5.1沿地面或低支架敷设的管带,对消防有较大影响,因此规定此类管带不应四周环绕工艺装置或罐组四周布置。尤其在老厂改扩建时,应予足够重视。
3.5.2采用有关铁路建筑限界和《工业企业运输安全规程》的有关规定。
3.5.4外部管道通过工艺装置或罐组,操作、检修相互影响,管理不便,因此,凡与工艺装置或罐组无关的管道均不得穿越装置或罐组。
3.5.5比空气重的可燃气体一般扩散的范围在30M以内,这类气体少量泄漏扩散被稀释后无大危险,一旦积聚与空气混合易达到爆炸极限浓度,遇明火即可引起燃烧或爆炸,增加火灾危险性。所以,应有防止可燃气体窜入积聚的措施。一般采用填砂,在电缆沟进入配电室前设沉砂井,井内黄砂下沉后再补充新沙,效果较好。
3.5.6各种工艺街道或含可燃液体的污水管道内输送的大多是可燃物料,检修更换较多,为此而开挖道路必然影响车辆正常通行,尤其发生火灾时,影响消防车通行,危害更大。公路型道路路肩也是可行车部分,因此,也不允许敷设上述管道。
第四章 工艺装置
第一节 一般规定
4.1.1设备、管道的保冷层材料,目前尚无合适的非燃烧材料可选用,故允许用阻燃型泡沫塑料制品,但其氧指数不应低于30。
4.1.2本条是为保证设备和管道的工艺安全,根据实际情况而提出的几项原则要求。
第二节 装置内布置
4.2.1本条规定了设备、建筑物平面布置的防火间距,除本节其他条款有规定外,不应小于本规范表4.2.1的规定。
确定规范表4. 2. 1的项目和防火间距的主要原则和依据如下:
一、与本规范第二章“可燃物质的火灾危险性分类”相协调。
二、与我国有关爆炸危险场所电力设计规范的下列规定相协调:
1.释放源,即可能释放出形成爆炸性混合物所在的位置或点。
2.爆炸危险场所范围为15m。
三、吸取国外有关标准的适用部分。在规范表4.2.1的项目和防火间距方面,与大部分国外工程公司的有关防火和布置规定基本一致。
四、充分考虑通过调查或有关实验确定的装置内火灾的影响距离和可燃气体的扩散范围。
注:可燃气体的扩散范围指可能形成爆炸气体混合物的范围。
1.装置内火灾的影响距离约10M。
2.可燃气体的扩散范网:
(1)正常操作时,甲、乙A类工艺设备周围3M左右。
(2)液化烃泄漏后,可燃气体的扩散范围一般10~30M。
(3)甲B、乙A类液体泄漏后,可燃气体的扩散范围为10~15m。
(4)介质温度等于或高于其闪点的乙B、丙类液体泄漏后。可燃气体的扩散范围一般不 超过10M。
(5)氢气的水平扩散距离一般不超过10m。
3.《英国石油工业防火规范的报告》:汽油风洞试验,油气向下风侧的扩散距离为12m。
五、确定项目的依据:
1.点火源。根据燃烧三要素,结合石油化工企业工艺装置的实际情况,必须控制点火源。点火源主要有明火、高温表面、电气火花、静电火花、冲击和摩擦、绝热压缩、化学反应及自燃发热等。在确定规范表4.2.1的项目时,主要考虑明火、高温表面和电气火花,故将下列设备或建筑物分别列项。
(1)明火设备。
(2)控制室、变配电室、化验室。考虑到办公室和生活间既是建筑物,又是人员集中场所,与控制室、变配电室、化验室等的防火要求相同,故合并为一项。
(3)介质温度等于或高于自燃点的设备。考虑到内隔热衬里反应设备,不正常时,局部外表面温度有可能高达250℃以上,与介质温度等于或高于自燃点的其他设备的防火要求不同,故又将这一项分成了内隔热衬里反应设备和其他两小项。
2.释放源。根据有关爆炸危险场所电力设计规范关于出现爆炸性气体混合物场所(释放源)的规定,结合石油化工企业工艺装置的实际情况,根据不同的防火要求,将释放源即介质温度低于燃点的工艺设备,分成了三项:
(1)可燃气体压缩机或压缩机房。
(2)中间储罐、电脱盐脱水罐。
(3)其他。
六、对可燃物质类别和防火间距的补充说明。对规范表4.2.l的防火间距,补充说明如下:
1.甲B、乙A类液体和甲类气体及介质温度等于或高于其闪点的乙、丙类液体为可形成爆炸性气体混合物场所的释放源,其与明火或与有电气火花的地点的最小防火间距,与爆炸危险场所范围相协调,定为15m。
2.甲A类液体,即液化烃,其蒸气压高于甲B、乙A类液体,事故分析也证明,其危险性也较甲B、乙A类液体为大,其与明火设备的最小防火间距定为22.5m(15M的1.5倍)。
3.乙B、丙A类液体和乙类气体,不是释放源,但因轻柴油、重柴油、芥子油、氯乙醇、苯甲醛、甲酸等大宗物质的闪点都在60℃上下,易受外界影响而形成释放源,故也规定了其与明火或有电火花的地点的最小防火间距为9M。
4.丙B类液体,闪点高于120℃,既不是释放源,也不易受外界影响而超过其闪点,故未规定这类设备的防火间距。在设计上,可只考虑其他方面的间距要求。
5.介质温度等于或高于自燃点的工艺设备,不足释放源不形成爆炸危险场所,一旦泄漏,立即燃烧,故其与明火设备的间距可只考虑消防的要求,个规范规定其与明火设备的最小间距为4.5m。
七、本规范表4.2.1规定的防火间距与《炼油化工企业设计防火砚定》和国外有关标准的比较见表4.2.1。
4.2.2主要指与明火设备密切相关、连系紧密的设备。例如:
一、催化裂化的反应器与再生器及其辅助燃烧室,可靠近布置。反应器是正压密闭的,再生器及其辅助燃烧室都是在内部燃烧,没有外露火焰,同时辅助燃烧室只在开工初期点火,当时反应设备还没有进油,此影响不大,所以防火间距可不限。
二、减压蒸馏塔与其加热的防火间距,应当按转油线的工艺设计的最小长度确定,该线生产要求散热少、压降少,管道过长或过短都对蒸馏效果不利,故不受防火间距限制。
三、加氢裂化、加氢精制等的反应器与加热炉,因其加热炉的转油线是用抗氢和耐硫化氢腐蚀的合金钢管,不仅价格昂贵并且生产要求温降和压降应尽量小,所以炉与反应器的防火间距不限。
四、硫磺回收的燃烧炉属于明火设备,在正常情况下没有外露火焰。液体硫磺的凝点约为117℃,在生产过程中,硫磺不断转化.需要几次冷凝、捕集。为防设备间的管道被硫磺堵塞,要求燃烧炉与其相关设备布置紧凑,故对燃烧炉与其相关设备之间的防火距离,可不加限制。
4.2.4酮苯脱蜡的惰性气体发生炉属于明火设备,在正常情况下没有外露火焰。火灾危险性较小.其燃料一般由煤油罐靠位差自流供给,距离不宜过远。煤油罐一般容积较小,但考虑媒油是可燃液体,为了防止不正常情况下煤油泄漏遇炉体可能着火。所以对两者的间距略加限制。
4.2.5加热炉附属的设备可视为加热炉的群体,但又存在火灾危险,故规定6m的最小间距。
4.2.6以甲B、乙A类液体为溶济的溶液法聚合液,如以加氢汽油为溶剂的溶液法聚合工艺的顺丁橡胶的胶液,含胶浓度为20%,有80%左右是加氢汽油或抽余油,虽火灾危险性较大,但因粘度大,易堵塞管道,输送过程中压降大。因此,既要求有较小的间距,又要满足消防的需要。容液法聚合胶液的掺和罐、储存罐与相邻设备应有一定距。当掺和罐、储存罐总容积大于800M3时,防火间距7.5m;小于、等于800M3的不作规定,可根据实际情况确定。
4.2.9组成联合装置的必要条件是“同开同停”,因此联合装置内各区或各单元之间的距离是以相邻设备间的防火间距而定,不是按装置与装置之间的防火间距确定的。这样,既保证安全又节约了占地。
4.2.10露天或半露天布置设备,不仅是为了节省投资,更重要的是为了安全。因为露天或半露天,可燃气体便于扩散。“受自然条件限制”系指建厂地区是属于严寒地区。按《采暖通风与空气调节设计规范》规定:累年最冷月平均温度即冬季通风室外计算温度低于或等于―10℃的地区,或风沙大、雨雪多的地区,工艺装置的转动机械、设备,例如套管结晶机、真空过滤机、压缩机、泵等因受自然条件限制的设备,可布置在室内。
“工艺特点”系指生产过程的需要,例如化纤设备不能露天半露天布置。
4.2.11、4.2.12各种工艺装置占地面积有很大不同,由数千平方米到数万平方米。例如某联合装置占地31000m2,某化肥厂占地29500m2。在小型装置中、消防车救火时一般不进入装置内;在大型联合装置中,应考虑消防车在必要时可进入装置进行补救。
《炼油化工企业设计防火规定》炼油篇第74条“工艺装置内部应设置贯通式消防车道,将装置隔开成为面积不大于8000m2的设备、建筑物区”,即一次火灾危险面积为8000m2。经过十多年的实践,加上工艺装置的规模不断扩大,一些装置占地面积约9000m2左右。如按第74条加设1条消防车道,则不仅增加了设备布置设计的困难又增加了占地面积,本规范将8000m2增大至10000m2。即90m宽×110m长或100m×100m。在现在的消防技术条件下是可行的。
对装置宽度小于或等于60m,且在装置的外部两侧有消防车道的,占地面积不超过10000M2的装置内不必再设贯通式消防车道,在这样宽度比较窄的装置内即使设消防车道;一旦着火,消防车也不会进入装置进行扑救。
消防车道要求两端贯通,是考虑消防车进入装置后不必倒车,比较安全。
消防车道及两侧空地宽度可为6m,是考虑两台消防车错车或同时可通过消防车和救护车的宽度。
4.2.13工艺装置(含联合装置)内的地坪在通常情况下标高差不大,仅5‰左右。但是在山区建厂,当工程土石方量过大,经技术经济核算比较,必须阶梯式布置即整个装置布置在两阶或两阶以上的平面时,应将控制室、变配电室、化验室、办公室、生活间等布置在较高一阶平面上,以减少可燃气体侵入或可燃液体漫流的可能性。
为避免可燃液体漫流,宜将中间储罐布置在较低的平面上。
4.2.14一般加热炉属于明火设备,在正常情况下火焰不外露,烟囱不冒火,加热炉的火焰不可能被风吹走。但是,可燃气体或可燃液体设备如大量泄漏,可燃气体有可能扩散至加热炉而引起火灾或爆炸。因此,明火加热炉应布置在可燃气体、可燃液体设备的全年最小频率风向的下风侧.明火加热炉在不正常情况下可能向炉外喷射火焰,也可能发生爆炸和火灾,所以宜将加热炉集中布置在装置的边缘。
4.2.15“非燃烧材料的实体墙”、“厂房的封闭墙”一般皆指无孔洞的砖墙。
无孔洞的砖墙可以有效地阻隔比空气重的可燃气体或火焰,故当明火加热炉与露天液化烃设备之间,若设置非燃烧材料的实体墙、或当液化烃设备的厂房、甲类可燃气体压缩机房朝向明火加热炉一面为封闭墙时,其防火间距可小于表4.2.l的规定;但明火加热炉仍必须位于爆炸危险场所范围之外,故其防火间距仍不得小于15m。
4.2.16设备的火灾危险类别是以设备的操作介质的火灾危险类别确定的。例如汽油为甲B类,汽油泵的火灾危险类别为甲B。厂房的火灾危险类别是以布置在厂房内设备的火灾危险类别确定。例如布置汽油泵的厂房,其火灾危险类别为甲类(确切的说为甲B类,但《建规》统定为甲类)。
当同一厂房或房间布置不同火灾危险类别的设备时,按爆炸危险场所的范围划分规定,有甲、乙A类设备的封闭式厂房内一般属于二区,故其火灾危险类别一般应按其中火灾危险类别最高的设备确定。特殊情况,见条文。
4.2.17在同一幢建筑物内当房间的火灾危险类别不同时,其着火或爆炸的危险性就有差异,为了减少损失,避免相互影响,其中间隔墙应为防火墙。
4.2.21第二款规定的“高0.6M”是爆炸危险场所附加二区的高度范围,附加二区的水平距离是15m至30m。
对第三款可参见第4.2.15条。
第四款是为了防止引入可燃液体设备和管道而规定的。
4.2.22本条规定与《建规》基本一致。《建规》规定,“变配电所不应设在有爆炸危险的甲乙类厂房内或贴邻建造,但供上述甲乙类专用的10kv以下的变配电所,当采用无门窗、洞口的防火墙隔开时,可一面贴邻建造”。本条规定专用控制室、配电室的门窗应位于爆炸危险区之外,是为了保证控制室、配电室位于爆炸危险场所范围之外。
4.2.23本条所指的两个或两个以上装置及两个或两个以上联合装置共用的控制室,相当于中央控制室。
4.2.24一、可燃气体压缩机是容易泄漏的旋转设备,为避免可燃气体积聚,故推荐布置在敞开或半敞开厂房内。
二、单机驱动功率等于或大于150kw的甲类气体压缩机是贵重设备,其压缩机房是危险性较大的厂房,为便于重点保护,也为了避免相互影响,减少损失,故推荐单独布置,并规定在其上方不得布置甲、乙、丙类设备。
三、四、五款均为防止可燃气体积聚的措施。
4.2.25 第一款:介质温度等于或高于自燃点的可燃液体泵液体泄漏后自燃,是“潜在的点火源”;液化烃泵泄漏的可能性及泄漏后挥发的可燃气体量都大于介质温度低于自燃点的可燃液体泵,。故规定应分别布置在不同房间内。
4.2.26尽可能将高压设备布置在装置的一端或一侧,是为了减小可能发生事故的波及范围,以减少损失。
有爆炸危险的高压和超高压甲、乙类反应设备,尤其是放热反应设备和反应物料有可能分解、爆炸的反应设备,推荐布置在防爆构筑物内,就可与前或后过程的设备、建筑物、构筑物联合集中布置,有利于安全生产,节约占地,减少管道投资。
防爆构筑物是由三面以上耐爆炸冲击波的钢筋混凝上结构组成的。上部全敞开和有一面敞开,爆炸冲击波沿敞开的方向朝天空和一定力方向冲击,其他三面受阻挡而不受爆炸冲击波的破坏。
引进的高压聚乙烯装置的釜式或管式聚合反应器,环氧乙烷/乙二醇装置的乙烯氧化剂环氧乙烷反应器,均布置在防爆构筑物内,并与后处理过程的设备或与前过程和后过程的设备联合集中布置。
4.2.27空气冷却器是比较脆弱的设备,等于或大于自燃点的可燃液体设备,是潜在的火源。为了保护空冷器,避免影响冷却效果,故规定此条。
4.2.28工艺装置是炼油厂、石油化工厂生产的核心,生产条件苛刻,危险性较大。为尽可能地减少影响装置生产的不安全因素,减小灾害程度,故即使是为平衡生产而需要在装置内设置装置的原料或产品的中间储罐,其储量也不应过大。
本条规定装置内液化烃中间储罐的总容积,不宜大于100m3,可燃气体或可燃液体中间储罐的总容积,不宜大于1000m3,是沿用《炼油化工企业设计防火规定》(石油化工篇)的规定。
美国飞马公司规定:装置边界线内的常压易燃液体储罐的总容积,应小于800M3。因我国的可燃液体储罐系列没有800m3这一档,故仍沿用“石油化工篇”的规定。
4.2.29条文中的“装置内,……有火灾危险性的化学危险品的装卸设施及储存室”,系指与装置生产有关,但不一定是必需的,为减少影响装置生产的不安全因素,故若布置在装置内应位于装置的边缘。
4.2.31危险性较大的房间只设一个门是不安全的。例如某厂常减压装置油泵房(9m×12m)有3个门,1963年油品泄漏着火,北侧两个门被大火封住,南门因检修临时不通,司泵员越窗才幸免伤亡。因此规定长度大于9m的房间至少应设两个门。
4.2.32各装置的平台一般都有两个以上的梯子通往地面。有的平台虽只有一个梯子通往地面,但另一端与邻近平台用走桥连通,实际上仍有两个安全出口。一般来说,只有一个梯子是不安全的。例如某厂热裂化柴油气提塔着火,起火时就封住下塔的直梯,造成3人伤亡。事后,增设了1米长的走桥使气提塔与邻近的分馏塔连接起来。
第三节 工艺管道
4.3.1本条规定应采用法兰连接的地方为:
一、与设备管嘴法兰的连接、与法兰阀门的连接等;
二、高粘度、易粘结的聚合淤浆液和悬浮液等易堵塞的管道;
三、凝固点高的液体石蜡、沥青、硫磺等管道;
四、停工检修需拆卸的管道等。
管道采用焊接连接,不论从强度上、密封性能上都是好的,但是,等于或小于DN25的管道,其焊接强度不佳且易将焊渣落人管内引起管道堵塞。因此多采用承插焊管件连接,也可采用锥管螺纹连接。当采用锥管螺纹连接时,有强腐蚀性介质,尤其像含HF等易产生缝隙腐蚀性的介质,不得在螺纹连接处施以密封焊,否则一旦泄漏,后果严重。
4.3.3化验室内有非防爆电气设备,还有电烘箱、电炉等明火设备,所以不应将可燃气体,甲、乙类可燃液体的人工取样管引入化验室内。以防因泄漏而发生火灾事故。某厂将合成氨反应后的气体引人化验室内,因泄漏发生了爆炸。
4.3.4自60年代起,新建的工艺装置,采用管沟和埋地敷设管道已越来越少。因为架空敷设的管道在施工、日常检查、检修各方面都比较方便,而管沟和埋地敷设恰好相反,破损不易被及时发现。例如某厂循环氢压缩机入口埋地管道破裂,没有检查出来,引起一场大爆炸。管沟敷设管道,在沟内容易积存污油和可燃气体,成为火灾和爆炸事故的隐患。例如某厂蜡油管沟曾四次自燃着火。一些老厂的管沟和下水道合在一起,事故也很多。现在管沟和埋地敷设的工艺管道主要是泵的入口管道,必须按本条规定采取安全措施。
管沟在进出厂房及装置处应妥善隔断,是为了阻止火灾蔓延和可燃气体或可燃液体流窜。
4.3.5当塔底泵布置在管廊(桥)下部时,为尽可能降低塔的液面高度,并能满足提供有效气蚀余量的要求,本条规定其管道可布置在管廊下层外侧。
4.3.7止回阀是重要的安全设施,但只能防止大量气体、液体倒流,不能阻止小量泄漏。本条主要是使用经验的综合。
公用工程管道在工艺装置中是经常与可燃气体、可燃液体、液化烃的设备和管道相连接的。当公用工程管道压力因故降低时,大量可燃液体倒流入蒸汽管道内,灭火时起了“火上添油”的作用。防止的方法有以下两种:连续使用时,应在公用工程管道上设止回阀,并在其根部设切断阀,两阀次序不得颠倒,否则一旦止回阀坏了无法更换或检修;间歇使用(例如停工吹扫)时,一般在公用工程管道上设两道闸阀,并在两阀中间设常开的检查阀。
4.3.8连续操作的可燃气体管道的低点设两道排液阀,第一道(靠近管道侧)阀门为常开阀,第二道阀门为经常操作阀。当发现第二道阀门泄漏时,关闭第一道阀门,更换第二道阀门。
4.3.9机、泵出口管道上由于未装止回阀或止回阀失灵,曾发生过一些火灾、爆炸事故。例如,某厂加氢裂化原料油泵氢气倒流引起大爆炸;某厂催化裂化的高温待生催化剂倒流入主风机,饶坏了主风机及邻近设备。
4.3.10加热炉低压(等于或小于0.4MP。)燃料气管道如不设低压自动保护仪表(压力降低到0.05MPa,发出声光警报;降低到0.03MPa,调节阀自动关闭),则应设阻火器。
某厂常减压加热炉点火,因燃料气体管道空气未排净,发生回火爆炸。
阻火器中的金属网能够降低回火温度,起冷却作用;同时金属网的窄小通道能够减少燃烧反应自由基的产生,使火焰迅速熄灭。阻火器的结构并不复杂,是通用的安全措施。
燃料气管道压力大于0.4MPa(表),而且比较稳定,不波动,没有回火危险,可不设阻火器。
4.3.11燃烧气中往往携带少量烃类液滴及冷凝水,当操作不正常时,还可能从某些回流油罐带来较多的烃类液体,使加热炉火嘴熄灭。例如,某厂加氢裂化燃料气管道窜油,从火嘴喷洒到圆筒炉底部,引起一场火灾。因此加热炉的燃料气管道应有加热设施或分液罐。
分液罐的冷凝液,不得任意敞开排放,以防火灾发生。例如,某厂催化裂化加热炉分液罐的冷凝液排至附近下水道,因油气回至加热炉,引起一场大火。
4.3.12长度等于或大于8m的平台应从两个方面设梯,以利迅速关闭阀门。
根据安全需要,除工艺管道在装置的边界处应设隔断阀和8字盲板外,公用工程管道也应在装置边界处设隔断阀,但因不属于本规范范围,故本条未列入。
第四节 泄压排放
4.4.1~4. 4. 4、4. 4. 6~4. 4. 8条关于安全阀设置等有关问题,说明如下:
一、需要设置安全阀的设备。
1.汽液传质的塔绝大部分是有安全阀的,因为停电、停水、停回流、气提量过大、原料带水(或轻组分)过多等原因,都可能促使汽相负荷突增,引起设备超压,所以塔顶操作压力大于0.O3MPa(表)者,都应设安全阀。
但有一些塔顶全冷凝的蒸馏塔,其圆流罐直通大气,塔顶压力一般小于或等于0.03MPa,可不设置安全阀,例如芳烃分离的苯、甲苯、二甲苯精馏塔。
2.条文中所列压缩机和泵的出口都设安全阀,有的安全阀附设在机体上,有的则安装在管道上。因为机泵出口管道可能因故堵塞,出口阀可能因误操作而关闭。
3.顶部操作压力大于0.07MPa(表)者,即认为是压力容器,应设置安全阀。
二、一般不需要设置安全阀的设备。
1.加热炉出口管道如设置安全阀容易被结焦堵塞,而且热油一旦泄放出来也不好处理。入口管道如设置安全阀则泄放时可能造成炉管进料中断,引起其他事故。关于预防加热炉超压事故一般采用加强责任制来解决。
2.条文中所列压缩机和泵的出口压力有限制时,一般可不设安全阀。如果考虑经济上的原因准备降低出口设备和管道的公称压力等级,也可以设安全阀。
三、不设备用安全阀,如果安全阀确实非常重要,一般可采用下列方法:
1.除安全阀外,还有压力调节仪表,例如铂重整和加氢精制的氢气压缩机。
2.采取措施防止安全阀堵塞,例如催化裂化反应器的安全阀入口有清扫蒸汽。
四、安全阀出口流体的放空。
1.应密闭泄放。安全阀起跳后,若就地排放,易引起火灾事故。例如;某厂常减压初馏塔顶安全阀起跳后,轻汽油随油气冲出并喷洒落下,在塔周围引起火灾。
2.应安全放空,安全放空应满足本规范第4.4.9条的规定。
五、安全阀出口接人管道或容器的理由如下:
1.可燃气体不得放人邻近地漏,这样既不安全,又污染周围环境。
2.高温可燃流体泄放后可能立即燃烧的有热裂化的反应塔、高压蒸发塔、重油塔和延迟焦化的焦炭塔、减粘裂化的反应塔等,因此,泄放时需要紧急冷却。
3.氢气在室内泄放可能发生爆炸事故,所以应接出到压缩机厂房上空,以便于气体扩散。
4.安全阀出口的放空管不必设阻火器。
5.可燃气体安全阀泄放如果可能携带一些可燃液体,一般不必增加气液分离设施(如旋风分离器)。
4.4.5有压力的聚合反应器或类似压力设备内的液体物料中,有的含有固体淤积液或悬浮液,有的是高粘度和易凝固的可燃液体,在正常情况下会堵塞安全阀,使在超压事故时安全阀超过定压而不能开启。根据调查,有些引进的装置的设备,在安全伐进口管段上安装爆破片或用惰性气体或蒸气吹扫。对于易凝物料设备上的安全阀应采取保温措施或带有保温套的安全阀。
4.4.9本条是参照美国M.w凯洛格公司标准10一1D―83M编制的。
4.4.10有突然超压的反应设备,设备内的可燃液体因温度升高而压力急剧升高;放热反应的反应设备,因在事故时不能全部撤出反应热,突然超压;反应物料有分解爆炸危险的反应设备,在高温、高压下因催化剂存在会发生分解放热,压力突然升高不可控制。上述这些设备仅设有安全阀是不可能安全泄压排放的,还应装设爆破片并装导爆筒来解决突然超压或分解爆炸超压事故时的安全泄压排放。
据调查,引进的高压聚乙烯装置的各式反应器,其内物料有分解爆炸危险,装设了爆破片和导爆筒。导爆筒朝向天空或45°角朝向安全空地。为了防止二次爆炸发生火灾;导爆筒内装有碳酸氢钠,有的导爆管接入排气筒,设有自动喷水系统。但这种导爆泄压排放系统,必须耐冲击波的最大压力,才是安全的。某些烃类氧化反应制乙炔、环氧乙烷等装置的氧化反应器装有爆破片。爆破片的材质根据物料的腐蚀性和压力大小选定。其厚度、泄压面积、爆破压力的试验,应按现行《压力容器安全监察规程》的有关规定执行。
4.4.13据调查,引进的石油化工装置设置内火炬的情况是:兰化石油化工厂裂解炉制乙烯装置的裂解反应系统,内火炬高出框架上部砂子储斗10m以上;上海石化总厂乙醛装置的内火炬高出最高设备5m以上;辽阳石油化纤公司悬浮法聚乙烯装置的内火炬设在厂房上部,高出厂房10m以上。这些装置内火炬燃烧可燃气体量较小,有足够高度,辐射热对人身及设备无影响。内火炬系统应有气液分离设备、“常明灯”或可靠的电点火措施。在内火炬30m范围内,严禁有可燃气体放空。
据调查,曾有一个内火炬因“下火雨”而引起火灾事故,因此,内火炬必须有非常可靠的分液设施。
第五节 耐火保护
无耐火保护层的钢柱,其耐火极限只有0.25h左右,在火灾中很容易因丧失强度而坍塌。因此,为避免产生二次灾害,使承重钢结构能在一般火灾事故中,在一定时间内,仍保持必需的强度,故规定应覆盖耐火层。对耐火层的覆盖范围和耐火极限,说明如下:
一、覆盖范围。本节所规定的覆盖范围是根据我国的生产实践和耐火涂料的生产等具体情况,结合美国Mw凯洛格公司标准spec,P41一ID69《耐火设计规范》,经多方面、多次讨论后确定的。与国外有关标准相比,本节所规定的覆盖范围较小。
二、耐火极限。耐火层的耐火极限,国内、外有关标准都规定为1.5h本规范也采用这个数值。
第六节 其他要求
4.6.6二烯烃,如丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等在有空气、氧气或其他催化剂的存在下能发生有分解爆炸危险的聚合过氧化物。苯乙烯、丙烯、氰氢酸等也是不稳定的化合物,在有空气或氧气的存在下,贮存时间过长,易自聚放出热量,造成超压而爆破设备。在丁二烯生产中,为防止生成过氧化物而采取的措施有:
一、生产丁二烯的精馏、贮存过程中加入抗氧剂如叔丁基邻苯二酚(TBC)、对苯二酚等。
二、回收丁二烯宜有除氧过程。为防止精馏塔底部积聚和聚合过氧化物,宜加芳烃油稀释。
三、用大于或等于20%的苛性钠溶液与丁二烯单体混合,在高于49℃温度下能破坏过氧化物及聚合过氧化物。
四、丁二烯贮存温度要低于27℃,贮存时间不宜过长。现国内丁二烯贮罐一般采用硫酸亚铁蒸煮后再清洗,大约每周清洗1次。
五、生产、贮存过程中严禁与空气、氧化氮和含氧的氮气长时间接触。一般控制丁二烯气相中含氧量小于0.3%。例如,某厂丁苯橡胶生产、贮存过程中,发生过几次丁二烯氧化物的分解爆炸事故。
总之,对于烯烃和二烯烃等生产和贮存,应控制氧含量和加相应的抗氧化剂、阻聚剂,防止因生成过氧化物或自聚物而发生爆炸、火灾事故。
4.6.8可燃气体压缩机,要特别注意防止产生负压,以免渗进空气形成爆炸性混合气体。多级压缩的可燃气体压缩机各段间应设冷却和气液分离设备,防止气体带液体进气缸内而发生超压爆炸事故。当由高压段的气液分离器减压排液至低压段的分离器内或排油水到低压油水槽时,应有防止串压、超压爆破的安全措施。
据调查,有些厂因安全技术措施不当或误操作而发生爆炸事故。例如:(1)某厂石油气车间,由于裂解气浮顶气柜的滑轨卡住了,浮顶落不下来,抽成负压进入空气,裂解气四段出口发生爆鸣。(2)某厂冷冻车间,氨压缩机段间冷却分离不好,大量液氨带进气缸,发生气缸爆破。(刀某厂氯丁橡胶车间,乙烯基乙炔合成工段,用水环式压缩机压缩乙炔气,吸人管阻力大,造成负压渗人空气形成爆炸性混合物,因过氧化物分解或静电火花引起出口管爆炸。
4.6.9平皮带传动可能积聚足够的静电压发出几厘米长的火花,在石油化工机械上一般不采用。据北京劳动保护研究所在某厂测定,三角皮带传动积聚的静电压可达2500~7000V,也是很危险的,所以本条规定可燃气体压缩机、液化烃、可燃液体泵不得使用。如果个别机械因特殊理由需要采用时,应采用防静电皮带,空气冷却器安装在空中,又有强制通风,可采用三角皮带传动。
4.6.10见本规范第5. 2. 23条的条文说明。
从容器上部向下喷射输入液体可能形成很高的静电压,据北京劳动保护研究所测定,汽油和航空煤油喷射输入形成的静电压高达数千伏,甚至在万伏以上,灯用煤油稍低,但都是很危险的。因为带电荷的液体被喷射输入其他容器时,液体内同符号的电荷将互相排斥而趋向液体的表面,这种电荷称为“表面电荷”。表面电荷与器壁接触,并与吸引在器壁上的异符号电荷再结合,电荷即逐渐消失,所需时间称为“中和时间”。中和时间主要决定于液体的电阻,可能是几分之一秒至几分钟。当液体表面与金属器壁的电压差达到相当高并足以使空气电离时,就可能产生电击穿,并有火花跳向器壁,这就是火源。容器的任何接地都不能迅速消除这种液体内部的电荷。若必须从上部接入,应将入口管延伸至容器底部200mm处。
4.6.15某厂石油气车间压缩厂房内的电缆沟未填砂,裂解气通过电缆沟串进配电室遇电火花而引起配电室爆炸。事故后在电缆沟内填满了砂,并且将电缆沟通向配电室的孔洞密封住,这类事故没有再发生过。某厂由于管沟内管道腐蚀穿孔泄漏,沟里有油气积聚,检修动火时在130m管沟燃成大火。某氮肥厂合成车间发生爆炸事故时,与厂房相邻的地区总变电所墙被炸倒,因通向变电所的地沟未填砂,爆炸发生时,气浪由地沟串进变压器室,将地沟盖板炸翻,站在盖板上的3人受伤。某化工厂氮氢压缩机厂房外有盖的电缆沟,沟最低点排水管接到污水下水井内,因压缩机段间分油罐的油水也排人污水井内,氢气串进电缆沟内由电火花引起电缆沟爆炸。所以要求有防止可燃气体沉积和污水流渗沟内的措施。一般做法是:电缆沟填满砂,沟盖用水泥抹死,管沟设有高出地坪的防水台以及加水封设施,防止污水井可燃气体串进电缆沟内等。
4.6.16可燃气体的电除尘、电除雾一类电滤器是释放源与火源处于同一设备中,危险性比较大,一旦空气渗入达到可燃气体爆炸极限就有爆炸的危险。有几个化肥厂都发生过电除尘爆炸。设计时应根据各生产工艺的要求来确定允许含氧量,设置防止负压和氧含量超过指标都能自动切断电源、并能放空的安全措施。
4.6.17本条规定的取风口高度系参照美国凯洛格公司标准的规定:“正压通风建筑物的空气吸入管口的高度取以下两者中较大值:(1)在地面以上的高度9m以上;(2)在爆炸危险区范围垂直向上的高度1.5m以上。”
第五章 储运设施
第一节 一般规定
5.1.2在调研中各处反映,可燃液体储罐和管道的外隔热层,由于采用了可燃的或不合格的阻燃型材料如聚胺脂泡沫材料而引起火灾事故。如某厂在厂房内电焊作业中引燃管道及设备的隔热层,造成了一场火灾和人身伤亡。所以规定外隔热层应采用非燃烧材料。
5.1.4本条是根据国外经验和国内近十年来的右油化工企业的事故教训制订的。某厂催化车间气化装置,因丙烷抽出线焊口开裂,造成特大爆炸火灾事故,某厂液化石油气罐区管道泄漏出大量液化石油气,直到大亮才被发觉,幸亏附近无明火,故未酿成火灾爆炸事故,某厂液化石油气球罐区因914号罐脱水违反操作规程,造成大量液化石油气进入污水池而酿成火灾爆炸和人身伤亡事故。
这些事故(包括未遂事故)若能早期发觉报警,及时采取措施,就可能避免火灾和爆炸或减小事故的危害程度和范围。因此,规定在可能泄放可燃气体的设备区,设置一定数量的可燃气体检测报警装置,以便及时得到危险信号,及时采取措施防止发生火灾。
第二节 可燃液体的地上储罐
5.2.1根据我国石化企业实践经验,采用地上钢罐是合理的。地上钢罐造价低,施工快,检修方便,寿命长。
5.2.2浮顶罐或内浮顶罐储存甲B,乙A类液体可减少储罐火灾危险几率和火灾危害程度。罐内基本没有气体空间,一旦起火,也只在浮顶与罐壁间的密封装置处燃烧,火势不大,易于扑救,且可大大减低油气损耗和对大气的污染。
5.2.3采用小容量的固定顶罐储存甲B类液体时,为了防止油气大量挥发和改善储罐安全状况,应设防日晒的固定式冷却水喷淋(雾)系统、气体冷凝回流设施,或采用氮封的固定顶罐。
5.2.5罐组的总容量是根据我国目前炼油厂和石油化工厂实际情况确定的,采用《石油库设计规范》的有关规定。
5.2.6一组储罐的个数愈多,发生火灾的机会就会愈多。为了控制一定的火灾范围和火灾损失,本条限制在一个罐组内可燃液体储罐个数不应多于12座。但单罐容量小于1000m3的储罐,发生火灾时较易扑救,丙B类液体储罐不易发生火灾,所以,对这两种储罐不加限制。
5.2.7储罐的间距主要根据下列因素确定。
一、储罐区占地大,管道长,故罐间距宜尽可能减小,以节约占地和投资。
二、确定罐间距的因素:
1.储罐着火几率。根据过去油罐火灾的统计资料,建国后至1976年8月,储罐年火灾几率仅为0.47 ‰。1982年二月调查统计的油罐年火灾几率0.448‰,多数火灾事故是在操作中不遵守安全防火规定或违反操作规程造成的,因此,只要提高管理水平,严格执行各项安全制度和操作规程,油罐或其他可燃液体储罐的火灾事故是可以避免的,不能因为曾发生过若干次油罐火灾事故而将储罐间距增大。
2.一个储罐起火后,能否引燃相邻储罐爆炸起火,是由该罐破裂和液体溢出或淌出情况而定的。一种情况是储罐顶盖掀开,罐体完好,可燃液体未流出罐外。这种火灾,是不会引燃邻罐的。如:东北某厂一个轻柴油罐着火历时5h才扑灭,相距约2m的邻罐并未被引燃;上海某厂一个油罐起火后烧了20min,与其相距2.3m的油罐也未被引燃。实践证明,只要有冷却保护,由于辐射热烤爆或引燃邻罐是不大可能的。
3.消防操作要求:尽管引燃邻罐的可能性很小或不大可能,也不能将相邻罐靠得很近,因为还要考虑对着火罐的扑救,和对着火罐或邻罐的冷却保护等消防操作场地要求:一是消防员用水枪冷却油罐时,水枪喷射仰角一般为50℃~60℃,冷却保护范围为8~10m;二要考虑泡沫发生器破坏时,消防人员需往着火罐上挂泡沫钩管。上述所需操作距离,对炼厂或石油化工厂中常用的1000~5000m3钢罐,0.4D以上的距离均能满足要求。
4.目前我国炼厂和石油化工厂在布置扩建储罐时采用的罐间距为罐直径的0.5~0.7倍,对中间罐区的储罐,只留2~4m的间距,经过多年实践证明,现行间距是可行的。
5.浮顶罐罐内几乎不存在油气空间,散发出的可燃气体很少,很少发生火灾,相对比较安全。即使着火,也只在浮顶周围密封圈处燃烧,火势小,威胁范围也小,较易扑灭,无需冷却相邻储罐,场地可以小一些。某厂一个5000m3和一个10000m3浮顶罐着火,都是工人用乎提泡沫灭火器扑灭的。国内的消防实验也证明,浮顶罐引燃后火焰不大,热辐射强度不高,对扑救人员在罐平台上的操作基本无威胁,所以浮顶罐的防火间距比固定顶罐小是合理的。
国内外油罐的间距对比见表5. 2. 7。
5.2.8可燃液体储罐的布置不允许超过两排,主要是考虑在储罐起火时便于扑救。如超过两排,中间一个罐起火,由于四周都有储罐,会给灭火操作和对相邻储罐的冷却保护带来一些困难。但根据炼油厂或石油化工厂中间罐区储存的可燃液体品种多,单罐容积小,总容积并不大的特点,在布置上放宽要求是可行的;丙B类液体储罐不易起火,且扑救容易,尤其是润滑油储罐从未发生过火灾,如把60多个润滑油罐集中布置成多排亦无危险。为了节约占地和投资,上述两种情况的储罐可布置成两排以上。某厂苯酚丙酮车间中间罐区储罐布置成3排,总储量为1500m3,共22个储罐,投产后从未发生过火灾。
5.2.10地上可燃液体罐一旦发生爆炸破罐事故,可燃液体便会流到储罐外,若无防火堤,流出的液体即会漫流。为避免此类事故,故规定储罐应设防火堤。
在罐组外设事故存液池,其作用与设防火堤是一样的。但把流出的液体引出到罐组以外集存或燃烧比之滞留在防火堤内有更突出的优点。罐附近残存油品愈少,着火罐及相邻罐受威胁就愈小,对灭火和掩护相邻储罐就愈容易。但应注意,设存液池需有一定的地形条件,不是任何情况下均可采用。
5.2.11防火堤有效容积的规定主要根据是:油罐破裂存油全部流出的情况是罕见的。一般固定顶罐爆炸只掀开强度最弱的罐顶,而罐壁和罐底均不破坏。例如,某厂油罐爆炸,把罐顶掀掉,某厂一个罐爆炸也是罐顶被炸开,某厂一个罐爆炸只把罐顶掀开2m长的裂口。以上情况,油品均未流出。所以只要储罐设计采用弱顶结构,爆炸时罐顶部分或全部掀开,油品就不会流到罐外。
一、发生爆炸事故的罐内液面高度在2/3罐高以下时,易发生爆炸事故,因此,即使罐底拉裂油品全部流出也不大于1个罐的容量,所以规定防火堤内有效容积不小于1个最大罐容积是安全的。
二、对浮顶罐或内浮顶罐,因为基本上没有可燃气体空间,不易发生爆炸。在国内外爆炸火灾事例中,尚未出现过浮顶罐罐底炸裂的事故,故规定不小于最大浮顶罐容积的一半也是安全的。
5.2.12立式储罐至防火堤内堤脚线的距离采用罐高度的一半的理由是:
一、当油罐罐壁某处破裂或穿孔时,其最大喷散水平距离等于1/2h(罐高),所以留出1/2h空地,可使储罐破损时,不致将罐内液体喷散到防火堤外。
二、1/2h的空地可满足灭火操作要求。
三、日本对小罐要求放宽,规定1/3h.所以我们取1/2h还是较安全的。
5.2.13没有事故存液池的罐组没有防火堤。为避免一个储罐着火,影响相邻罐组的储罐,故规定设有事故存液池的储罐与相邻罐组储罐之间的距离不应小于25m,且应有不小于7m的消防空地。
5.2.14虽然油罐破裂极为罕见,但冒罐、管道破裂泄漏难免发生,为了将溢漏油品控制在较小范围内,以减小事故影响,增设隔堤是有利的。容量每20000m3一隔是根据我国炼厂油罐多以中型罐为主, 1000m3至5000m3的罐约占总数的60%,而汽、柴油罐大多在3000m3至10000m3之间,故每4至6个罐用隔堤隔计是较合适的。
单罐容积等于或大于20000m3的罐基本上是浮顶罐,破裂和溢漏机会比固定顶罐少得多,虽总容积大,但每2个一隔,还是合理的。大于50000m3的储罐,由于街区布置和灭火操作上要求,应每1个一隔。
沸溢性可燃液体储罐,在着火时可能向罐外沸溢出泡沫状油品,为了限制其影响范围,不管储罐容量大小,规定每隔不超过2个。
5.2.15本条是根据石油化工厂内各装置的原料、中间产品和成品储罐布置情况而制订的。石油化工厂中间罐区和成品罐区内原料、产品品种较多而容积较小,故可将不同火灾危险性的可燃液体储罐共设在一个防火堤内,这样可节约占地并易于管理。为了防止泄漏的水溶性液体、相互接触能起化学反应的液体或腐蚀性液体流入其他储罐附近而发生意外事故,故对设置隔堤作出规定。
5.2.16为了节约占地,防火堤及隔堤宜多采用砖(石)结构。以防火提高1m为例,砖(石)防火堤占地可比上堤占地减少71%~93%。
5.2.19固定顶罐不论何种原因发生爆炸起火或突沸,应使罐顶先被炸开,以确保罐体不被破坏。所以规定凡使用固定顶罐,均应采用弱顶结构。
5.2.20本条规定是为了防止将水(水蒸气凝结液)扫人热油内而造成突沸事故。
5.2.21设有加热器的储罐,若加热温度超过罐内液体的闪点或100℃时,便会产生火灾危险或冒罐事故。如,某厂蜡油罐长期加温,使油温达115℃造成冒罐事故;有两个厂的蜡油罐加温后,不检查油温,致使油温达到113~130℃而发生突沸,造成油罐撕裂跑油事故。故规定应设置防止油温超过规定储存温度的措施。
5.2.23储罐进油管要求从储罐下部接入,主要是为了安全和减少损耗。可燃液体从上部进入储罐,如不采取有效措施,会使油品喷溅,这样除增加油品损耗外,同时增加了液流和空气摩擦,产生大量静电,达到一定电位,便会放电而发生爆炸起火。例如,某厂一个罐从上部进油而发生爆炸起火;某厂的一个500m3的柴油罐,因为油品从扫线管进入油罐,落差5m,产生静电引起爆炸;某厂添加剂车间400m3的煤油罐,也是因进油管从上部接入,油品落差6.1m,进油时产生静电引起爆炸,并引燃周围油罐,造成较大损失。所以要求进油管从油罐下部接入。当工艺要求需从上部接入时,应将其延伸到储罐下部。
第三节 液化烃、可燃气体、助燃气体的地上储罐
5.3.2对液化烃罐组内储罐个数限制的根据:
一、罐组内液化烃泄漏的几率,主要取决于储罐个数,个数越多,泄漏的可能性越大,与单罐容积大小无关,故需限制个数;
二、根据我国多年生产实践,石化企业各厂液化烃罐尚未发生过火灾爆炸事故;
三、国内引起的大型石化工厂内液化烃罐组内储罐个数均在10个以上,如某石化公司液化烃罐组内为1000m3罐共12个、乙烯装置中间储罐组为13个;
四、国外所有有关标准规范对液化烃罐组容量及个数无限制;
五、节约占地,便于管理;
六、单罐容积逐渐向大型发展,目前国内己有5000m3罐,因此,不宜限制罐组总容积。故规定,不论单罐容积大小,罐组内储罐个数均不应多于12个。
5.3.3液化烃压力储罐比常压甲B类液体储罐安全,因为罐内为正压,一般泄漏即使回火燃烧,也只在破口处烧,不会引入罐内,空气也不会进入罐内。例如,某厂液化乙烯卧罐的接管管件不严,漏出的液化乙烯,气化后,扩散至加热炉而燃烧并回火在泄漏部位燃烧,经打开放空火炬阀后,虽然燃烧一直连续到罐内乙烯全部烧光为止,但相邻1.5m处的储罐在水喷淋保护下却安全无事。某厂动火检修液化石油气罐安全阀,由于切断阀不严,漏出液化石油气被引燃,火焰2m多高,只在漏口处燃烧,没有引起储罐爆炸。可见:(1)液化石油气罐因漏气而着火的火焰并不大;(2)罐内为正压,空气不能进入,火焰不会窜人罐内而引起爆炸;(3)对邻罐只要有冷却水保护就不会使事故扩大。故规定:当设有火炬系统时,罐间距为0.5D;在无火炬系统时,罐问距为ID。
国内外液化烃储罐的间距对比见表5. 3. 3。
5.3.5液化烃罐组的间距主要用于扑救由于储罐泄漏(主要是管道、阀门泄漏)而引起的火灾和对邻罐进行喷水冷却保护对操作场地的要求。考虑到防火堤之间应有不小于9m的消防通道,故本规范规定为16m。
美国国家防火规范规定为7.7m,原苏联规定20m。日本规定只要求有消防车道。
5.3.6液化烃罐组设置防火堤的目的是:(1)作为限界防止无关人员进入罐组;(2)防火堤较低,对少量泄漏的液化烃气体便于扩散;(3)一旦泄漏量较多,堤内必有部分液化烃积聚,可由堤内设置的可燃气体浓度报警器报警,有利于及时发现,及时处理。
5.3.7石油化工厂引进合成氨厂低温液氨储罐的防火堤内容积,按美国凯洛格公司规定为储罐容积的60%。经十多年的实践,认为没有必要再加大防火堤容积、所以本规范规定其有效容积为储罐容积的60%。
5.3.8“储存系数不应大于0.9”,是为了避免在储存过程中,因环境温度上升、膨胀、升压而危及储罐安全所采取的必要措施。
5.3.9本条是为防止液化烃储罐在火灾中倒塌而规定的。耐火层耐火极限,国内外有关标准都采用不小于1.5h,故本规范定为“不应低于1.5h”。
5.3.11我国液化石油气储罐,70年代以来发生了一些严重事故。例如,某化工厂的1000m3球罐在一次接收进料时,超压长达29h,致使储罐产生3处裂缝,漏出大量液化石油气,扩散到100m以外;某液化石油气储罐站的一个4000m3球罐产生13m多长裂缝,喷出大量液化石油气,遇明火发生爆炸火灾。这类事故的原因之一,是超装超压。所以规定储罐应装设高液位报警装置,以便及时得到报警或装设高液位报警自动联锁切断进料阀的装置,以避免此类事故发生。
5.3.13液化烃安全排放到火炬(高架火炬、地面火炬、燃烧池或简单火把)或低压气体回收系统,主要为了在液化烃储罐发生火灾时,可以泄压放空到安全处理系统,不致因高温烘烤使储罐超压破裂而造成更大灾害。若有条件,也可将受火灾威胁的储罐倒空,以减少损失和防止事故扩大。
若液化烃罐组离厂区较远,无共用的火炬系统可利用,一般不单独设置火炬。在正常情况下,偶然超压致使安全阀放空,其排放级极少,因远离厂区,其他火灾对此影响较小,故对此类罐组规定可不排放至火炬而就地排放。
5.3.14液化石油气储罐脱水跑气(和可燃液体脱水跑油一样)时有发生。根据目前国内情况,规定采用二次脱水系统,即另设一个脱水容器,将储罐内底部的水先放至脱水容器内,再把罐上脱水阀关闭,待气水分离后,再打开脱水容器的排水阀把水放掉。
第四节 可燃液体、液化烃的装卸设施
5.4.1 第二款,采用明沟卸油易引起火灾事故。例如,某厂采用明沟卸原油,由于电火花而引起着火、沿明沟烧至2000m3的混凝上零位罐,造成油罐爆炸起火,并烧毁距罐壁10m远的泵房和油罐车5辆;又如,某厂采用有盖板明沟卸原油,一次动火检修栈台,焊渣落入沟内发生爆炸起火。以上两例说明,明沟卸原油极不安全。丙B类油品不易着火,较安全。如电厂等企业所用燃料油多采用明沟卸车,实践多年,未发生过重大事故。
第三款,我国目前装车鹤管有三种:喷溅式、液下式(浸没式)和密闭式。对于轻质油品或原油,应采用液下式(浸没式)装车鹤管。这是为了降低液面静电位、减少不油气损耗。以达到避免静电引燃油气事故和节约能源,减少大气污染。
第五款,为了防止和控制油罐车火灾的蔓延与扩大,当油罐车起火时,立即切断油进料非常重要。如,某厂装车时着火,由于未能及时关闭操作台上切断阀,致使大量汽油溢出车外,加大了火势;直到关闭紧急切断阀、切断油源,才控制了火势,紧急切断阀设在地上较好,如放在阀井中,井内易积存油水,不利于紧急操作。
5.4.4第二款,液化烃罐车装车过程中,其排气管应采用气相平衡式或接至低压燃料气或火炬放空系统,若就地向大气排放极不安全。如,某厂液化石油气装车台在装1个25t罐车时,将排空阀打开直排大气,排出的大量液化石油气沉滞于罐车附近并向四周扩散。在离站台装车点15m处的更衣室内,一女工点火吸烟,将火柴杆扔到地上时,地面燃起100mm厚蓝色火苗。她慌忙推门外跑,造成室外空间爆炸,罐车排空阀处立即着火,同时引燃在站台堆放的航空润滑油桶及附近房屋和沥青堆场。又如,某厂在充装汽车罐车时,也因就地排放的液化烃气被另一辆罐车起动时打火引燃,将两台罐车烧坏。所以规定液化烃装卸应采用密闭系统,不得向大气直接排放。
5.4.5第三款,液化烃码头火灾危险性较大,若与其他可燃液体码头合用,易增加相互影响和火灾危险,故宜单独设置。但如液化烃类产品品种多、数量小,其他可燃液体产品数量也不多,二者可交替作业,为提高码头利用率,二者也可共用一个码头。国内的液化烃码头也有类似做法。如,某石化公司9号和10号码头,可装液化石油气、丁二烯、乙二醇、二乙二醇、裂解碳五和加氢汽油等7种物料;某厂的海上化工码头,可以装卸C3、C4、C5、C10馏分和轻石脑油、纯苯、乙二醇、对二甲苯、轻柴油及抽余油等。
第五节 灌装站
5.5.1 第一款,为了安全操作,有利于油气扩散,推荐在敝开式或半敝开式建筑物内进行灌装作业,但半敝开式建筑四周下部有墙,故要求下部应设通风设施,即自然通风或机械排风。
第二款,液化石油气钢瓶内残液随便就地倾倒所造成的灾害时有发生。如,某厂灌瓶站曾发生两次火灾事故,都是对残液处理不当引起的。一次是残液窜入下水井,油气散到托儿所内,遇明火引燃;一次是残液顺下水排至河内,因小孩玩火引燃。又如,某厂装瓶站投用时,残液回收设备暂未投用,而把几百瓶残液倒入厂内一个坑里,造成液化石油气四处扩散至20m左右的工棚内;由于有人吸烟引燃草棚,火焰很快烧回坑内,大火冲天,结果把其中29个钢瓶烧爆,烧毁高压线并烧伤11名民工,因此,规定灌装站残液应密闭回收。
第六节 火炬系统
5.6.1低热值可燃气体或惰性气体排入火炬系统会破坏稳定燃烧状态或导致火炬熄火;空气窜入火炬系统会使放空管道和火炬设施内形成爆炸性气体,易导致回火引起爆炸,损坏管道或设备;酸性气体会造成管道和设备的腐蚀。上述物质均会造成火炬系统发生事故,故作此规定。
第六节 泵和压缩机
5.7.2全厂性油品贮运一般都采用冷油泵,油温低于油品自燃点,倘有渗漏不致自燃,故可与液化烃泵同房布置。但有高于100℃的泵时,应采取隔离措施。
5.7.5往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵出口设置安全阀是保护性措施,因为出口管道可能因堵塞,或出口阀可能因误操作被关闭。
第八节 全厂性工艺及热力管道
5.8.1工艺管沟是火灾隐患,易渗水、积油,不好清扫,不便检修,沟内充有油气,一遇明火则爆炸起火,沿沟蔓延,且不好扑救。例如,某厂管沟曾发生过多次重大火灾爆炸事故。有一次一个小油罐着火,油垢飞溅引燃14m外积有柴油的管沟,火焰高达60m,使消防队无法冷却邻罐,致使邻罐被烤爆起火,造成重大火灾事故。如果附近没有管沟,事故就不会这么严重。又如,某厂装油栈台附近管沟内管道腐蚀漏油,沟内积存大量油气,检修动火时被引燃,使130m长管沟着火,形成火龙,对周围威胁极大。该厂有许多埋地工艺管道,腐蚀渗漏不易查找,形成火灾隐患。因此,管道应尽量避免管沟或埋地敷设,若非采用管沟不可,则在管沟进入泵房、罐组处应妥善封闭,防止油或油气窜入,一旦管沟起火也可起隔火作用。
5.8.5在液体封闭状态下,由于液体温度的上升其压力随之增加。
就石油和石油产品来讲,热胀率随介质密度增大而逐渐变小;而体积弹性系数(率)则随介质密度增大而变大;对轻质油品而言,一般封闭管段的液体每上升1℃,则压力增加0.7~0.8MPa以上。所以,对不排空、无隔热层的液化石油气、汽油、煤油等管道均需考虑停用后的泄压措施。
第九节 厂内仓库
5.9.2石油化工厂的三大基本产品,即合成树脂塑料、合成橡胶、合成纤维,以及化肥尿素等的仓库占地面积最大,这些产品生产量大(年产量几万到几十万吨)库房内必须设机械化运输和机械化堆垛,所以生产上要求大库房才能满足需要。该类产品的火灾危险性属于可燃固体丙类物质,即受到高温或火源起火后,移走高热源或火源后仍能继续燃烧,但不像甲、乙类物质那样猛烈和旺盛。因此,国外规范对这类产品仓库无面积限制。本规范对此也不作限制。
5.9.3为了节省占地面积,石化企业三大合成材料可采用高架仓库。例如,上海某厂的合成纤维长丝仓库,共6排,每排12格(长)×10格(高),每格可自动存放装卸约280Kg重的一包产品。货架为钢结构,并设有火灾报警与固定式喷淋灭火装置,投产多年来操作安全。考虑我国石化工业的发展需要,故作本规定。
5.9.4在空气中能形成爆炸性混合物的粉尘、纤维的包装间和库房,具有火灾爆炸危险。如哈尔滨某厂的爆炸事故,损失严重。为避免类似事故发生,所以规定这类建筑物应通风良好,及时排除可燃粉尘纤维,并宜设置可靠的火灾报警器和有效的固定式水喷淋(雾)系统,便于及时发现,尽早处理。
5.9.51965年化工部、铁道部、全国合作总社组织各有关单位对硝铵性能作了有关试验,试验项目有高空坠落、车辆轧压、碰撞、明火点燃及雷管引爆等。试验结果证明纯硝铵并不易燃易爆。各大型化肥厂30多年来的生产实践证明,硝铰仓库储量可大。例如,某化肥厂的硝铵储量最大时达1500t以上,从未发生过火灾事故;其他几个化肥厂储量均在1000t以上,均未发生过火灾爆炸事故。但在硝按中若掺入其他物质,则极易引起火灾爆炸事故。因此,只要确保库房内无其他物品混放是安全的,其总储量可不限。
5.9.7二硫化碳沸点为40℃,闪点为-34℃,自燃点为102℃,爆炸极限为1%~60%,是一种易燃、易爆、有毒的液体。为确保桶内水封不致结冰和避免温度过高,致使超压而引起实桶破裂事故,有必要规定实桶的贮存温度。规定的温度范围是根据目前各厂普遍采用的温度范围而制定的。
空桶(其中多少存有残液》如果露天存放,受阳光曝晒桶内蒸气压逐渐升高,可能将桶爆裂,引起火灾或中毒事故。炼厂曾发生过此类火灾。故空桶和实桶不宜露天堆放。
在堆放二硫化碳实桶时,如果互相撞击打出火花,遇渗漏的二硫化碳会引起燃烧或爆炸。某炼厂和某石化总厂都发生过卸桶时,撞击硬物液体漏出而起火的事故,故实桶应单层立放。
如果二硫化碳库房采暖介质的温度高于二硫化碳的自燃点(102℃),一旦二硫化碳接触采暖设备或管道就会引起火灾。例如,某厂清扫二硫化碳储罐,放残液时,不慎将二硫化碳甩到蒸气管道上引起火灾。特别是二硫化碳添加室:二硫化碳用量较大,倒桶入罐操频繁,出现渗漏机会多,潜在火灾危险更大。
第六章 含可燃液体的生产污水管道、污水处理场与循环水场
第一节 含可燃液体的生产污水管道
6.1.1从防止环境污染考虑,对排放含有可燃液体的雨水比防火的要求严格得多,故此条只是对被严重污染场地的雨水作了规定。
严重污染的雨水指工艺装置内的塔、泵、冷换设备围堰内及可燃液体装卸栈台区等的初期降雨水。
一、高温污水和蒸汽排入下水道,造成污水温度升高油气蒸发,增加了火灾危险。例如,某公司合成橡胶厂的厂外排水管道爆炸, 11个下水井盖飞起,分析原因是排水中带有可燃液体,遇食堂排出的热水,油气加速挥发遇明火(可能是烟头)引起爆炸。某石化公司也曾多次发生过因井盖小孔排出油气遇明火而爆炸。例如,在下水道井盖上修汽车,发动机尾气把下水道引爆;小孩在井盖小孔上放爆竹,引爆了下水道。事故多发生于冬季,分析其原因是由于蒸汽及冷凝水排入,污水温度升高促使产生大量油气,故从防火角度对排水温度提出了限制的要求。
二、可燃气体凝结液,例如加热炉区设置的燃料气凝结液罐脱出的凝结液及液化烃罐的脱出水都含C4、C5烃类,排出后极易挥发,遇明火会造成火灾。某石化公司炼油厂由于液化烃脱出水带大量液化烃类,排入下水道挥发为可燃气体向上蔓延,结果造成大爆炸。本条规定“不得直接排入下水道”,要求排出的凝结液再进行二次脱水,从而可使脱出水在最大限度地减少液化烃类后,再排入下水道,以减少发生火灾的危险。
三、石油化工厂中,有时会遇到由于排放的多种污水含有两种或多种能够产生化学反应而引起爆炸及着火的物质。例如某化工厂、某电化厂都曾多次发生过乙炔气和次氯酸钠在下水道中起化学反应引起爆炸事故。所以本条要求含有上述物质的污水,在未消除引起爆炸、火灾的危险性之前,不得直接混合排到同一生产污水系统中。
6.1.2明沟或只有盖板而无橙土的沟槽(盖板经常被搬开且易被破坏),受外来因素的影响容易与火源接触,起火的机会多,且着火时火势大,蔓延快,火灾的破坏性大,扑救困难;当有盖板时由于火灾爆炸,盖板崩开易造成二次破坏。
某炼油厂南蒸馏车间检修,.距排水沟3m处切割槽钢,火星落入排水沟引燃油气,使960m排水沟相继起火, 600m地沟盖不同程度破坏,着火历时4h。
某炼油厂检修时,火星落入明沟沟内油气被点燃,并串到污油池燃烧了两个多小时。
某石化公司炼油厂重整原料罐放水,所带汽油放入排水沟,并被下游施工人员点火引燃,200m排水沟相继着火。
调查表明很多石油化上厂都先后多次发生排水沟起火,盖的盖板有不同程度地翻开或破坏。上述事例都说明用明沟或带盖板而无覆土的沟槽排放生产污水,不但发生火灾的次数多,且蔓延快、燃烧时间长,所以要求生产污水管道应采用暗管或暗沟。
暗沟指有覆土的沟槽,密封性能好,可防止可燃气体窜出,且又保证了盖板不会被搬动或破坏,从而减少外来因素的影响。
设施内部往往还需要在局部采用明沟,因此,当物料泄漏发生火灾时,可能导致沿沟蔓延。为了控制着火蔓延范围,提出限制每段设置长度的要求。
6.1.3此种情况新设计不会发生,但在一些老厂扩建中会出现。如下水道早已建成使用,扩建时将其夹在中间,未进行改线。此种作法比较危险,一旦下水道发个爆炸,易造成火灾蔓延。
6.1.4 一、水封高度,我国过去采用250mm,美、法、德等国都采用150mm。考虑施工误差,且不增加较多工程量,却增加了安全度,故本条文仍定为250mm。
二、生产污水管道的火灾事故各厂都曾多次发生,有的沿下水道蔓延几百米甚至1000m,数个井盖崩起,且难于扑救。所以对设置水封要求较严,过去对不太重要的地方,如管沟或一般的建筑物等往往忽视,由于下水道出口不设水封,曾发生过几次事故。例如,某炼厂在工艺阀井中进行管道补焊,阀井的排水管无水封,火星自阀井的排水管串入下水道,400多米管道相继起火,多个井盖被崩开。又如有多个石油化工厂发生过由于厕所的排水排至生产污水管道,在其出口处没有设置水封,可燃气体自外部下水道串入厕所内,遇有人吸烟,而引起爆炸。
三、排水管道在各区之间用水封隔开,确保某区的排水管道发生火灾爆炸事故后,不致串入另一区。
6.1.5对重力流循环热水排水管道,由于热水中含微量可燃液体,长时间积聚遇火源也曾发生过爆炸事故。国外有关标准也有类似规定,故提出在装置排出口设置水封,将装置与系统管道隔开。
6.1.8本条对生产污水管道提出设排气管的新要求。
一、过去标准无此要求,故设计中都不设排气管,为了防止火灾蔓延,排水管道中多处设置了水封,使污水中挥发出的可燃气体无法排出,只能通过井盖处外溢,导致外溢可燃气体遇火源引起排水管道爆炸着火的可能。可燃气体无组织排放是引起排水管道着火的重要因素之一。设了排气管使可燃气体有组织排放稀释,能避免或减少可燃气体与明火相遇,从而减少火灾事故。
二、近年来引进的石油化工装置中,生产污水管道中设了排气管。多年来的生产实践表明,这种管很少发生火灾爆炸事故,起到了防火作用。
三、国外有关标准,如美、法、原苏联、日等,对此内容都作了明确规定。
6.1.9参考国外的有关标准,对排气管的设计作出了具体规定。
6.1.10本条是参考国外标准制定的。与6.1. 8、6.1. 9条配合使用,前两条解决排水管道中挥发出的可燃气体的出路,本条是限制从下水井盖处溢出,可以有效的减少排水管道的火灾爆炸事故。经在某化纤厂实施,效果较好。
6.1.11加盖板可以防止可燃气体大量蒸发减少火灾危险。
第二节 污水处理场与循环水场
6.2.1 一、保护高度与设置盖板的规定是为了防止隔油池超负荷运行时污油外溢,导致发生火灾或造成环境污染。例如,某石油化工厂由于下大雨致使隔油池负荷过大,油品自顶溢出,遇蒸汽管道油气大量挥发,又遇电火花引起大火,蔓延1500m2,火灾持续2h。
二、隔油池应设置盖板的说明见第6.1.11条。
三、带盖板的隔油池要求设有蒸汽消防。据某炼厂隔油池火灾扑救经验,有盖板不便于用泡沫扑救,因池内有机械设备,阻碍泡沫流动不能覆盖全部池面。考虑隔油池一般均有蒸汽加温油面的设施,故提出宜增设蒸汽消防的要求。
6.2.2要求距隔油池5m以内的水封井,检查井的井盖密封,是防止排水管道着火不致蔓延至隔油池,隔油池着火也不致蔓延到排水管道。
6.2.3污水处理场内设备、建筑物、构筑物平面布置防火间距的确定依据是:
一、需要经常操作和维修的“集中布置的水泵房”;有明火或火花的“焚烧炉、变配电室、化验室”及人员集中场所的“办公室”应位于爆炸危险区范围之外。
二、根据现行国家标准《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范》的规定,爆炸危险场所范围为15m。故本规范规定上述设备和建筑物距隔油池、污油罐的最小距离为15m。
三、考虑到隔油池不能全封闭,故将焚烧炉与隔油池的最小间距适当加大为20m。
6.2.4循环水场的冷却塔填料等近年来大量采用聚氯乙烯、玻璃钢等材料制造。有不少厂在施工安装过程中在塔顶上动火,由于焊渣掉入塔内,引起火灾。由于这些部件都很薄,表面积大。遇赤热焊渣很易引起燃烧,故制订本条规定。此外,石化企业也要加强安全动火措施的管理,避免同类事故发生。
第七章 消 防
第一节 一般规定
7.1.1设置消防设施时,既要设置大型消防设备,又要配备扑灭初期火灾用的小型灭火器材。岗位操作人员使用的小型灭火器,在扑救初起火灾上起着十分重要的作用。具有便于群众掌握、灵活机动、及时扑救的特点。据统计,14个炼油厂从1954~1976年共发生装置火灾事故167起,从扑救手段分析,使用蒸汽灭火占31%,切断油源启灭16%,消防车出动灭火13%,小型灭火器灭火40%。又据某石化公司统计1974~1975年69起火灾事故中,使用小型灭火器成功扑救的16起,约占23%。由此可见小型灭火器的作用。
“设置与生产储存、运输的物料相适应的消防设施”,是指石化企业中,生产和储存、运输具有不同特点和性质的物料,如物理、化学性质的不同,气态、液态、固态的不同,储存方式及露天或室内的场合不同等等,必须采用不同的灭火手段和不同的灭火药剂。
第二节 消防站
7.2.1本条提出设计中确定消防站的规模时。应考虑的几个主要因素:
一、工厂消防站的规模除与工厂的大小、火灾危险性等有关外,还与企业内固定消防设施的设置情况密切相关,当固定消防设施比较完善时,消防站的规模可减小。当前我国石油化工厂固定消防设施还不够完善,相应消防站的规模一般较大。
二、消防站的设置规模还应考虑邻近有关单位有无消防协作条件,主要的协作条件指:
1.协作单位能提供适用于扑救石油化工火灾的消防车。
2.赶到火场的行车时间不超过10~20min(其中,装置火灾按10min、罐区火灾按20min)。装置火灾应尽快扑救,以防蔓延。罐区灭火一般先进行控制冷却,然后组织进行扑灭。据介绍,钢结构、钢储罐的一般抗烧能力约在8min左右,因此只要控制冷却及时,在10~20min内协作单位到达是可以的。
石油化工厂火灾以本厂自救为主,协作为辅。
7.2.2消防站服务半径以行车距离和行车时间表示,对丁、戊类火灾危险性较小的场所则放宽要求,以便区别对待。
行车车速按每小时30km考虑, 5min的行车距离即为2.5km。当前我国石油化工厂主要依靠机动消防设备扑救火灾,故要求消防车的行车时间比较严格,若主要依靠固定消防设施灭火,行车时间可适当放宽。故执行本条时,尚应考虑固定消防设施的设置情况。
7.2.3为使消防站能满足迅速、安全、及时扑救火灾的要求,故消防站的位置做出具体规定。
7.2.4条文规定主要考虑石油化工厂火灾以本厂自救能力为主。
7.2.5干粉消防车对扑救气体火灾是行之有效的。
7.2.7消防站内储存泡沫液多时,不宜用桶装。桶装泡沫液向消防车液装时间长且劳动量大,往往不能满足火场要求。宜将泡沫液储存于高位罐中,依靠重力直接装入消防车或设低位罐用泡沫泵将泡沫液提升到消防车内,保证消防车连续灭火。
7.2.8消防站的组成,应视消防站的车辆多少、规模大小以及当地的具体情况考虑确定。各部分的具体要求,可参照公安部标准《消防站建筑设计标准》的有关规定进行设计。
7.2.9车库室内温度不低于12℃,有利于消防车迅速发动。车库在冬季时门窗关闭,为使消防车每天试车时排出的大量烟气迅速排出室外,故提出一、二级消防站宜设机械排风设施。
7.2.11车库大门面向道路便于消防车出动。距路边15m,比城镇消防站要求高,是因为石油化工厂多设置大型消防车,车身长。车库前的场地要求铺砌并有坡度,是为便于消防个迅速出车。
第三节 消防给水系统
(H)消防用水量
7.3.4对厂区占地面积小于或等于100×l04m2的规定与《建规》同。关于大于100×104m2的规定,通过对7个大型厂调查,只有某炼油厂曾发生过由于雷击同时引燃非金属的15000m3地下罐及相邻5000m3半地下罐,且二者发生于同一地点,可以认为是一处火灾。但两处同时发生大火尚无实例。所以本条规定按两处计算时,一处考虑发生于消防用水量最大的地点,另一处按火灾发生于辅助生产设施或居住区考虑,选二者中消防用水量较大的一处。
7.3.6 第二款,工艺装置的消防用水量影响因素很多,除与生产装置的规模、火灾危险性、占地面积的大小等有关外,尚与消防供水设备有很大关系。一般设固定消防设施的用水量较大(如水幕、高压水炮等),我国固定的消防水设备用得不多,各厂多采用移动式、半固定式的消防系统,故设计中应根据具体情况综合考虑制定。
根据调查统计的平均每次参加灭火消防车一线供水台数,推算出消防用水鳅。1978年前工艺装置较大火灾消防用水情况见表7.3. 6―1、7. 3. 6―2。
石油化工装置的两起大火扑救时耗水量为:
1.某石油化工厂乙烯、丙烯机房火灾,出动消防车28辆,使用水枪36支,估算消防。水量为200~250L/s,主要用于冷却。燃烧面积约200m2,火灾燃烧时间长达6.5h。
2.某炼厂加氢裂化热油泵火灾,使用了6个固定高压水炮,6个消火栓,估算水量约达200L/s。
国外有关资料:美国:190L/s,法国:56~389L/s,德网:220L/s。
本条提出的消防水量是在总结国内实践经验的基础上,参考了国外的有关资料,并考虑我国炼油石、石油化工装置向大型化发展,且消防供水系统日趋完善等因素提出,比过去标准的规定有所提高。条文中只给定了范围,设计人员可根据具体情况考虑。
7.3.7 一、着火储罐的罐壁直接受到火焰威胁,据有关资料介绍对于地上的钢罐火灾,一般情况下5min内可以使罐壁温度达到500℃,,使钢板强度降低一半,8~10min以后钢板将失去支持能力。为控制火灾蔓延、降低火焰辐射热,保证邻近罐的安全,应对着火罐进行冷却。
二、根据天津消防科研所对油罐火灾进行灭火试验和辐射热的测试,当着火罐为固定顶罐时,辐射热强度与着火罐直径有关,且距罐壁1.5D处辐射热强度是较大的,达8596kj/m2·h,辐射温度为40~60℃,故需考虑冷却,而浮顶罐着火,火势较小,如某石化总厂发生的两起浮顶罐火灾,其中10000m3轻柴油浮顶罐着火, 15min后扑灭,而密封圈只着了3处,最大处仅为7m长,因此不需要考虑对邻罐冷却。
7.3.8本条基本与现行国家标准《石油库设计规范》的有关条款相同,仅作部分修改。
一、移动式水枪冷却系按手持消防水枪考虑的,根据操作要求每支水枪能保护罐壁周长8~10m,其冷却水强度是根据操作需要给出的,故采用不同口径的水枪则冷却水强度也不同。采用Ф19mm水枪在水枪进口压力为0.35MPa时,一个体力好的人操作水枪已
感吃力,此时可满足罐壁高17m的冷却要求;若再增高水枪进口压力,加大水枪射高操作有困难,故采用手持水枪冷却应注意操作的要求。
二、固定式冷却系统中,冷却水强度以单位罐壁表面积计算。在移动式系统中由于水枪保护罐壁周长从操作上有一定限度,以此推出的冷却水强度对小的储罐,冷却水沿储罐流到下部罐壁处水量过多,故以罐壁表面积计算冷却水强度较为合理。
三、条文中固定式冷却水强度是根据过去天津消防所5000m3罐壁高度13m的固定顶罐灭火试验反算推出的。冷却水强度以周长计算时为0.15L/s·m,此时单位罐壁表面积的冷却水强度为:0.5× 60÷13=2.3L/min·m2,条文中取2.5L/min·m2,对邻罐计算出的冷却水强度为:0.2×60÷13=0.92L/min·m2,条文中取1.0L/mim·m2。
四、对邻罐冷却水量的计算,应注意安装管道的实际保护的罐壁表面积,如管道按保护3/4罐壁面积,则计算水量时也相应按3/4罐壁面积计算。
7.3.10储罐火灾冷却水供给时间,应从开始对储罐冷却算起到罐壁冷却到不会复燃为止、这个时间与灭火所用时间有直接关系。据17例地上钢罐火灾统计,燃烧时间最长的3次分别为4.5h、1.5h、 1h,其余均小于40min。燃烧4.5h的是储罐爆炸将泡沫液管道拉断,又因有防护墙使扑救及冷却较困难,以致最后烧光。此为特例。据统计,一般燃烧时间均不大于lh。
本条规定直径大于20m的固定顶罐冷却水供给时间、按6h计,对直径小于20m的罐,沿用过去的规定,按4h计。浅盘式内浮顶罐及浮盖用铝等易熔材料制造的浮舱式内浮顶罐,着火时浮盖易被破坏,故应按固定顶储罐考虑。其他型浮顶罐着火时,火势小易于扑救,国内扑救实践表明一般不超过lh,故冷却水供给时间也规定为4h。
(3)消防给水管道及消火栓
7.3.11低压消防给水系统的压力,本条规定不低于0.15MPa,主要考虑石油化工企业的消防供水管道压力均较高,提高压力是有保证的,从而使消火栓的出水量可相应加大,满足供水量的要求,减少消火栓的设置数量。
近年来大型石油化工企业相继建成投产,工艺装置、储罐也向大型化发展,要求消防用水量加大。若采用低压消防给水系统用消防车加压供水,需车辆及消防人员增多。另外,大型现代化工艺装置也相应增加了一些固定式的消防备,如消防水炮、水喷淋等,也需设置高压消防给水系统。因此,在工艺装置区、罐区可考虑采用独立的高压消防给水系统,但对中小型的则不一定经济,需经技术经济比较后确定。
消防给水管道若与循环水管道合并,一旦发生火灾大量用水,引起水压下降可能导致发生二次灾害,况且循环水系统中的总储量不能保证消防用水总量。
7.3.12关于对与生产、生活合用的消防水管网的要求。为了管网发生事故时,供水总量除能满足100%的消防水量外,还要满足70%的生产、生活用水量,即要求发生火灾时,全厂仍能维持生产运行,避免由于全厂紧急停产而再次发生火灾事故造成更大损失,故根据石油化工厂的生产特点,提出比《建规》更严格的要求。
7.3.14关于消防给水管道的流速可以提高,是考虑消防给水管道与生产、生活给水管道不同,生产、生活给水管道的流速一般采用经济流速,以使管道的基建投资与经常性的运行能耗得到优化匹配。而消防给水管道只是在火灾时极短时间运行,不同于生产,生活给水管道始终处于运行状态,故可以提高流速,减小管径以降低基建投资,这同样是经济的。
7.3.15 一、国内制造厂已生产适合不同冻土深度的地上式消火栓的系列产品,而且操作比较方便,故推荐使用地上式消火栓。
二、一般工厂采用地上式消火栓时,由于工厂的供水管网压力较高,大多采用水带向消防车内灌水,此种情况下消火栓距路边可适当加大;用地下式消火栓时,有的工厂在消火栓井内抽水,这就要求消火栓距路边要近。故对消火栓距路边的要求比较灵活。
对地上式消火栓的布置,增加了距路面边的最小距离要求,主要防止消火栓不被车撞坏。
7.3.16消火栓的保护半径,本条定为不宜超过120m。根据石油化工企业生产特点,火灾事故多且蔓延快,要求扑救及时,出水带以不多于7根为好。若以7根为计算依据,则:(20m×7一10m)×0.9=117m,规定保护长度为120m。上式的计算中,10m为消防队员使用的自由长度;0.9为敷设水带长度系数。
7.3.19初起火灾大多不能直接用水扑救,着火时操作人员首先用小型灭火器、蒸汽等扑救,同时向消防队报瞥;当操作人员扑灭不了时,消防队已到火灾地点,使用外部消火栓进行扑救。在火灾危险性大的厂房设有蒸汽灭火设施,故厂房内是否设置消火栓,应根据具体情况而定。
(4)箱式消火栓、消防水炮、水喷淋及水喷雾
7.3.20设置箱式消火栓是为了岗位人员及时对设备进行冷却保护,适合在加热炉、可燃气体压缩机、操作温度高于自燃点的可燃液体泵等设备的附近设置,并要求配以多用雾化水枪(即可喷水雾或直流水柱),以免高温设备遇水急冷导致设备破裂。
7.3.22扑救火灾常用Ф19mm手持水枪,其进口水压一般控制在0,35Mpa左右,水枪喷出充实水柱高度在17m左右,再高则有困难。因此,对高于15m的框架和塔群联合平台,需根据其火灾危险性设置消防给水竖管。若装置供水为低压系统可设置为半固定式:采用消防车加压供水;当框架、塔群联合平台附近有固定消防水炮保护或消防车水炮能保护,则可不设消防给水竖管。
设消防给水竖管是有利的。某厂催化裂化两器框架着火,由于地面喷射水柱高度不够、采用消防车加大马力提高供水压力扑救,致使消防车受到破坏;而某厂的砂子炉裂解框架装有消防水竖管,据反映使用方便。
消防竖管的管径,应根据所需供给的水量计算,使用Ф19mm的水枪每支水枪控制面积可按50m2考虑。
7.3.22消防水炮喷水量及射高,远大于手持手枪,一般多用于保护地面以上20~40m高范围内的火灾危险性大的塔、大型联合框架等。操作简单,单人即可操作,但必须与高压消防给水系统配合使用。
7.3.23设备过高的部位,水炮不能提供冷却水保护,且该设备受热后可能产生热爆危险,可设置固定式或半固定式水喷淋或水喷雾,喷淋强度是参考国外有关标准制定的。
(5)消防水泵房
7.3.25消防水泵房与生产或生活水泵房合建主要是能减少操作人员,并能保证消防水泵经常赴于充好状态,火灾时能及时投入运转。据调查,一些厂的独立消防水泵虽有专人值班,但由于水泵经常不投用,操作不熟练,致使使用时出现问题。
7.3.26为了保证启动快,要求水泵采用自罐式引水。在灭火过程中有时停泵后还需再启动,此情况下若无辅助引水系统则水泵将不能启动。
7.3.27为了防止消防水泵启动后,因消火栓投用的少,水压过高,造成管道破裂,一般在泵出口管道增加回流管或设置其他防止超压的安全设施。
泵出口管道直径大于3000mm的阀门单人操作比较费力,宜采用本条所列的阀门。手动蝶阀比普通闸阀操作省力,灵活,为节约投资也可采用。
第四节 低倍数泡沫灭火系统
7.4.3如地形复杂,消防道路的布置往往不能满足使用半固定式或移动式灭火的要求。单罐容量大,指10000m3及其以上的固定顶罐、50000m3及其以上的浮顶罐,若采用半固定式灭火系统,则所需配备的车辆较多,灭火操作亦较复杂。故远离厂区的罐区,当地形复杂或单罐容量大时,应采用固定式系统。
7.4.4移动式系统作为固定式、半固定式的辅助灭火系统,其作用有二:一是扑救储罐火灾时,由于喷溅,防火堤内可能有小火;二是当储罐火灾伴有爆炸时,可能导致泡沫产生器被破坏,致使固定式系统不能发挥作用,附有移动式设备可作为后备扑救措施。
容量不大于200m3、壁高小于7m的储罐着火时,燃烧面积不大, 7m壁高可以将泡沫勾管与消防拉梯二者配合使用进行扑救,操作亦比较简单,故其泡沫灭火系统可以采用移动式灭火系统。
第五节 干粉灭火系统
干粉灭火剂对扑救石油化工厂的初期火灾,尤其是用于气体火灾是一种灭火效果好、速度快的有效灭火剂,但扑救后易于复燃,故宜与氟蛋白泡沫灭火系统联用。大型干粉灭火设备普遍设置为移动式系统的干粉车,用于扑救工艺装置的初期火灾及液化烃罐区火灾效果好。固定式系统一般用于某些物质的储存、装卸等的封闭场所及室外需重点保护的场所。例如,石化企业引进的装置中使用烷基铝作为催化剂,该物料遇空气着火、遇水爆炸,故设有自动干粉站以保护储存及装卸的场所。半固定式系统可用于火灾危险大的气体加工装置易发生火灾部位,如国内某石化企业在装置内设置了固定的干粉炮。
第六节 蒸汽灭火系统
工艺装置设置固定式蒸汽灭火系统简单易行,灭火效果好:例如,某炼厂裂化车间泵房着火,利用固定式灭火蒸汽,迅速将火扑灭;又如某炼油厂液化石油气泵房着火也用蒸汽灭掉。
固定式灭火管道的穿孔管,长期不用,可能生锈堵塞,故亦可按照范围大小,设置若干半固定式灭火接头。
第七节 灭火器设置
7.7.2国内灭火器系列产品种类较多,结合石油化工企业火灾危险性大的特点,经归类分析,对石化企业配置的灭火器类型、灭火能力提出了推荐性要求,以方便选用。维护和检修。
7.7.3石化企业的工艺装置都设有固定的灭火蒸汽管道,同时在一些火灾危险性大的部位一般还要求设箱式消火栓、消防水炮等灭火设施,所以装置内灭火和冷却保护设施比较强。对扑救初期火灾使用蒸汽比灭火器更为方便有效,本规范对灭水蒸汽管道的设置作了具体规定。根据以上情况将灭火器按最大保护距离配置,并要求每一配置点的数级不少于2个。这样做,既力方便设计,也实用,且按此要求设置并不低于《工业与民用建筑灭火器配说设计规范》的要求,以8kg于粉灭火器设置为例。
按本条文规定计算,其对甲类装置的保护面积为:
按方形面积计:
(18× l8)÷2=162m2
按圆形面积计:
(9×9×3.1416)÷2=127m2
式中18一―最大保护距离;
2一一每个配置点灭火器最少数量。
按《工业与民用建筑灭火器配置设计规范》计算,其对最严重危险性的保护面积为:
(18B×5m2/B)÷50%=180m2
式中18B――8kg干粉灭火器灭火级别;
50%一一设有固定灭火系统的修正系数。
7.7.4铁路装卸栈台易起火部位是装卸口,尤其是在装车时产生静电,槽车罐口起火曾多次发生。灭火方法可用干粉或盖上罐口。槽车长度一般为12m,故提出每隔12m栈台上下各设置一个手提式干革命粉型灭火器。
7.7.5储罐区很少发生小的火灾,现各厂大多不配置灭火器,或配置数量很少。在停工检修管道时有可能发生小火,一般只在检修地点临时配置灭火器。考虑罐区泄漏点多发生于阀组附近,故提出灭火器的配置总量还应按储罐个数进行核算,每个储罐配置灭火器的数量不宜超过3个。
第八节 火灾报警系统
7.8.2电话报警的受警中心均设于消防站内,本条提出在生产调度中心、消防分站等处宜设监听受警电话。当发生火灾时,往往要从生产角度采取某些措施,尤其是工艺装置火灾,必须有岗位操作人员与消防人员配合,采取切断物料等措施,才能进行有效灭火。为此,生产调度中心宜设监听。消防分站收到监听报警电话后,若火灾发生在自己管区,可及时发出火警信号,消防车能尽快赶到火场。
第九节 液化烃罐区消防
7.9.2石油化工企业都设置有一定数量消防车,对容量小于或等于100m3的液化烃储罐可以提供消防冷却水保护,故可不设固定冷却水系统。对有隔热层的储罐,受火焰烘烤后被破坏的危险性明显降低,有了隔热层一般也不需再设防日晒喷淋水系统,故当工厂机动消防设备可按要求提供对储罐进行保护的冷却水量时,也可不设固定系统以减少基建投资。
7.9.3~7.9.6
一、消防冷却水的作用。
液化烃储罐火灾的根本灭火措施是切断气源。在气源无法切断时,要维持其稳定燃烧,同时对储罐进行水冷却,确保罐壁温度不致过高,从而使罐壁强度不降低,罐内压力也不升高,可使事故不扩大。
二、火焰烘烤下的储罐的罐壁受热状态。
1.对湿罐壁(即储罐内液面以下罐壁部分)的影响:湿壁受热后,热量可通过罐壁传到罐内液体,使液体蒸发带走传入的热量,液体温度将维持在与其压力相对应的饱和温度。湿壁本身只有较小的温升,一般不会导致金属强度的降低而造成储罐被破坏。
2.对于罐壁(罐内液面以上罐壁部分)的影响:干壁受热后罐内为气体,不能及时将热量传出,将导致罐壁温度升高、金属强度降低而使储罐遭到破坏。火焰烘烤下,干壁被破坏的危险性比湿壁更大。
三、国内对液化烃储罐火灾受热喷水保护试验的结论。
1.储罐火灾喷水冷却,对应喷水强度5.5~10L/min·m2湿壁热通量可比不喷水降低70%~85%。
2.储罐被火焰包围,喷水冷却干壁强度在6L/min·m2时,可以控制壁温不超过100℃。
3.喷水强度取10L/min·m2较为稳妥可靠。
四、国外有关标准的规定。
从表7.9.4可以得出国外液化烃储罐固定消防冷却水的设置情况一般为:
1.冷却水供给强度除法国标准规定较低外,其余均在6~10L/min·m2。美国某工程公司规定,有辅助水枪供水,其强度可降低到4..07L/min·m2。
2.关于连续供水时间。美国规定要持续几小时,日本规定至少20min,其他无明确规定。日本之所以规定20min,是考虑20nliii后消防队已到火场,有消防供水可用。
3.对着火邻罐的冷却及冷却范围除法国有所规定外,其他国家多未述及。
五、本规范规定的冷却水供给强度的编制依据。
1.我国石化企业消防设施设置与国外的差异:
(1)国外石化企业消防设施的设置,较多采用固定式,机动消防车及专职消防人员配备与编制均比较少。火灾扑救多以固定为主,机动力辅。而在我国的石化企业中,一般都设有一定规模的消防站,车辆配备及专职消防人员的编制远比国外多,固定的消防设施设置的比较少,扑救火灾多是靠机动消防车及专职消防人员。
(2)固定式与机动消防系统相比,各有特点。固定系统投资往往比较高,维修工作量大,启动迅速,同时可以减少消防人员,但要求维修必须得到保障。
机动系统需消防车及消防人员多,灵活性大,可以确保在可能着火区域能得到高度集中的有效消防水。国外也有这种观点,认为“如果提供了一个设计很好的消防水系统,同时配以足够的机动消防设备。通常认为固定水喷淋是不需要的。”
2.条文规定消防冷却用水量包括固定消防冷却用水量和移动消防冷却用水量两部分,即强调消防冷却供水采用固定式供水与机动供水相结合的方式。机动供水的水量可以高度集中提供又能有效使用,这部分水量可以比同样大的固定冷却水起到更大的作用,可以认为比国外有关标准的规定更为可靠。但消防总用水量比较大。从国外有关资料介绍及国内某市液化烃储罐火灾扑救经验,认为液化烃储罐消防冷却用后水,可以收集起来循环使用。为了保证储罐着火后不被破坏,同时又能节约消防冷却水水量,降低基建投资,条文提出设置消防冷却用后水收集系统可供循环使用时,移动式消防冷却的用水量在消防用水总量中可不再考虑。
六、关于消防冷却水的延续供水时间,条文规定“按火灾时储罐安全放空所需的时间计算;当其安全放空时间超过6h时,按6h计算”。若统一规定为6h,对小型储罐则是不必要的。
液化烃储罐火灾若不能切断气源,只能是在消防冷却的条件下将物料泄放或烧完,故延续冷却供水时间要求按泄放时间考虑。按国家劳动总局《压力容器安全监察规程》附件三公式计算的储罐的安全泄放时间见表7.9.6。
7.9.7 一、国内液化烃储罐消防冷却水系统,多设置为多孔管式或堰式淋水,并常与夏季防日晒淋水系统相结合,一套系统两用。引进装置多为水雾喷淋,也有上部为堰式淋水下部为水喷雾的,某化纤公司就有该设置型式的储罐。
二、国外某工程公司标准提出:当储存于二烯或比丁烷分子量高的碳氢化合物,或者由外部来的这些物料在附近燃烧,在钢的表面会产生抗湿的碳沉积,应使用冲击冷却喷淋水来冷却储罐;储存物料燃烧时不产生碳沉积的碳氢化合物(丁烷或更轻组分),其附近不可能有较高分子量的物质,燃烧火焰烘烤时可用堰式淋水。
7.9.9 一、储罐容量大于400m3使用水喷雾时,洪水竖管宜采用两根对称布置,以保证水压均衡,罐表面积的冷却水强度相同。
二、要求阀门设于距罐壁15m以外的地点,考虑火灾时可及时开阀供冷却水。
三、控制阀后的管道长期不充水,易受到腐蚀,通过调查若用普通钢管,多年后管内部锈蚀成片脱落堵塞管道,故要求用镀锌管。阀后设过滤器使用比较可靠,但国内目前还未普遍采用,故提出根据使用水质及喷头类型等因素决定要否设置。
第十节 装卸油码头消防
7.10.1油码头消防设施的主要保护对象是装卸区,即用于扑救装卸区的油品泄漏火灾。考虑在内河运输使用油驳较多,其自身无消防设施,在装卸过程中一旦发生火灾,也需用码头上的消防设施进行扑救,故码头上的消防设施设置能力,尚应能扑救油驳最大一个油舱火灾。
7.10.2目前国内工厂河港油码头的泡沫灭火系统多采用移动式,主要靠消防车,较大型的码头采用半固定式,设有部分固定管道,也多由消防车提供泡沫。海港油码头栈桥一般比河港码头要长,规模也大,故提出对大、中型油码头泡沫灭火系统宜设固定式或半固定式系统。参考交通部《装卸油品码头防火设计规范》及国外有关企业油码头设计标准,对工厂大型油码头提出设置固定塔架式泡沫一一水两用炮的要求,码头消防水往往难于计算,故提出最小消防水量的要求,以保安全。
7.10.3是参考交通部标准《装卸油品码头防火设计规范》的有关内容编制的。
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