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石油化工企业设计防火规范宣贯材料.doc

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资源描述
目录 一、 规范的重要性 ⒈ 石油化工安全生产当前所面临的问题 ⒉ 石油化工工程的安全保证 二、 规范编制的基本思路 ⒈ 《石油化工企业设计防火规范》的立足点 ⒉ 《防火规范》的总体思路 3. 防火间距 三、 规范的适用范围及可燃物质火灾危险性分类 四、 区域规划与工厂总体布置 本章包括如下内容:区域规划、工厂总平面布置、厂内道路、厂内管线综合。 五、 工艺装置 本章包括如下内容:一般规定、装置内布置、工艺管道、泄压排放、耐火保护和其他要求。本次着重介绍装置内布置及耐火保护两部分。 六、 储运设施(重要条文解释) 本章包括:一般规定可燃液体地上储罐,液化烃、可燃气体、助燃气体的地上储罐,可燃液体、液化烃的装卸设施,灌装站,火炬系统,泵和压缩机,全厂性工艺及热力管道,厂内仓库。 七、消防 八、执行《防火规范》实际案例…………………………. 一、规范的重要性 ⒈ 石油化工安全生产当前所面临的问题 石油化工厂加工处理、储存、运输的物料多是易燃、易爆物质,这就决定了石油化工厂生产过程实际存在着潜在的火灾爆炸危险。 据1954年至1984年统计,我国炼厂较大的火灾实例中炼厂各主要部分所占比例如下:工艺装置占69%、储罐占10%、装卸栈台占5%、隔油池占3%、其他占13%。工艺装置所占比例最多。 1992年在美国化学工程师协会(AICHE)休斯敦工艺装置安全论坛上曾有人介绍,1970年以来烃加工火灾的频率和损失一直呈增长趋势,其原因如下: ⑴ 强调经济规模,工厂(装置)日趋大型化。 ⑵ 减少建设用地,设备布置变得拥挤,资产密度加大。 ⑶ 消除瓶颈扩能增效、节能,改善环境在现有装置内增加设 备或设施。 ⑷ 增加生产工日,长周期运转,设备得不到及时维修和更新。 ⑸ 采用计算机控制人员减少,操作管理人员流动性大。 ⑹ 技术、装备、培训是否及时跟进。 为减少石油化工厂火灾爆炸危险,降低灾害所造成的资产损失和生产工日损失,除提高设备的可靠性,采用先进可靠的过程控制手段,强化对灾害的监控能力,实现科学管理之外,从根本上讲,首先必须石油化工工程项目的设计本质安全。其次要有严格的防火措施,即为正确的防火设计。《石油化工企业设计防火规范》是石油化工工程项目防火设计的依据。 ⒉ 石油化工工程的安全保证 防火规范所规定的内容都是最基本的,具有普遍性,是成熟的经验总结,它来源于以往的实践,是在以往的技术基础上总结而成的。对于某项的工程设计,符合了防火规范的要求,并不一定表明该项工程设计的防火设计是完善的,做得是好的。因为工程项目设计中会存在许多个性问题,更需注意该项设计所运用的新技术问题,这是规范所未包括的部分。搞好防火设计就存在着如何提高运用规范的水平问题,不是简单的照搬规范条文。因为项目设计中总会有其自己的特点,规范条文中不可能规定的很全,所以有人说很多决策不是简单照搬规范条款,而是取决于逻辑分析和经验判断,将多专业的防火技术按系统科学分析方法有机的组合使用才能使项目设计中防火设计质量得到保证。 安全设计是国外设计公司常用的术语,其内容远超过防火设计的内容,涉及各专业及每个设计人员,贯穿于项目设计的全过程。在工程设计中要求的是安全设计,而防火设计只是其重要组成部分。就安全设计内容讲,大体分为三大控制点: ⑴ 工程设计本身努力做到本质安全型—不出、少出事故,涉 及各设计专业。因为每个专业自身的设计技术都存在自身的安全技术,如工艺过程有安全控制手段,工艺系统的仪表控制,连锁控制等能够在脱离设计点的一定的范围内自己纠偏,保证正常运行。(防事故) ⑵ 出了事故后设法不使其生成灾害或减少灾害的规模,如紧 急泄压火炬系统、紧急停车系统、防火堤、耐火保护、防火距离等。(防灾) ⑶ 救灾、控灾设施系统,即经常所说的消防保护系统,只是 被动防火,减少灾害损失。(救灾) 从搞好安全设计,以安全第一、预防为主着眼三个控制点的重要性为⑴﹥⑵﹥⑶;而就防火规范内容讲,基本是⑵、⑶控制点中安全技术防火的基本要求。 二、规范编制的基本思路 ⒈ 《石油化工企业设计防火规范》的立足点:该规范仅考虑局部设备着火的影响,不考虑重大火灾爆炸事故的影响。可燃液体储罐着火,散发的热辐射较大,也只考虑一个罐着火对周围的影响。如某厂的一个可燃液体储罐组,由于一个储罐拉裂罐底,泄漏液体包围相邻储罐,而引燃相邻四个储罐。这类特殊事例不能考虑。或由于某些不可抗力(战争状态导弹袭击),致使某套或几套装置发生大爆炸,这些特殊情况不考虑。因此防火规范仅着眼于高频率、小规模、低损失的火灾事故。而不考虑低频率、大规模、高损失的特殊事故。防火规范之所以立足于此,首先是因为我们的防火规范来源于生产实践,总结了生产实践中出现的高频率、小规模、低损失的火灾事故。其次防火规范的编制依然要考虑技术与经济的统一。 ⒉ 《防火规范》的总体思路:预防——隔离——控制——扑救——避难。十个字贯穿了防火规范的前后。首先是预防,这是防火设计中最重要的措施。本规范很多条文是属于该方面的。众所周知,燃烧必需具备三要素即可燃物、助燃物和点火源。在石油化工企业的生产中,可燃物的生产、储存、运输,大部分是在密闭状态下进行的,只要在设计中油气不泄漏,即可达到安全防火的目的。因此预防就是要解决可燃物的跑、冒、滴、漏。其次是隔离,尽管在设计中采取了防止可燃物泄漏的措施。但是在实际生产中由于种种原因跑、冒、滴、漏现象依然在所难免。因此要防止泄漏的可燃物与明火接触,避免火灾的发生。如拉开油气释放源与明火的间距、在油气源与明火之间设置水幕或蒸汽幕、有明火或产生火花的建筑物内正压通风等措施。第三是控制,实际情况是石油化工企业火灾爆炸事故仍时有发生,为了减少火灾损失,防止小灾酿成大灾,因此设计中要有控制火灾的措施。如设备、建筑物之间的防火间距、建筑物的耐火等级、喷淋冷却等措施都是为了防止火灾的蔓延。第四是扑救,一旦发生了火灾,无论其大小,都是要造成损失的。因此必须设计足够的消防措施,使其具备足够的消防能力,对火灾进行扑救。第五是避难,发生火灾时现场人员能迅速离开着火现场减少人员伤亡。由此可以看出防火设计是一个系统工程。在工程设计中,不仅要重视防火间距,工厂的总体布局依然是最为重要的。 3. 防火间距 目的是防止、减少火灾的发生和蔓延,书面文字上讲很容易理 解,但执行使用就觉得很空、不够具体。为能更具体表达,引用API有关标准使用的语言有助于理解。 “间距是使潜在的小泄漏火灾蔓延邻近设备、设施的着火减少至最少,间距不打算为大的火灾事故提供保护,而是可能防止一次较小的事故逐布升级为一次大的事故。” 防火是一个系统工程,间距还要与其他防护设施结合使用才能达到目的,但间距是永恒的保护,是至关重要的。 制定防火间距考虑的因素: ⑴ 将火源与燃烧物相遇机率降至最低,即将着火的机率降至 最低。我们常遇到的油气源与火源的关系—引进爆炸危险区的概念,此区内不要有火源,进而规定了火源与燃烧物的间距要求。——不着火。 ⑵ 将火源蔓延的机率降到最小,即着火后设法控制火灾不蔓 延、减少蔓延,因而对两相邻设施规定了间距要求,同时辅以其他防护设施如消防冷却等,防止一次较小事故逐步升级为一次大事故。——不蔓延。 ⑶ 考虑救火的需要。着了火想方设法去扑救,这就需要有扑救 人员活动场所——有活动场地能扑救,如装置内设备区内设备间的距离考虑操作、检修、救火等。 ⑷ 需要重点保护的对象:如人员多、贵重或出事故影响面大等,间距制定要加大。 具体对象物个体间距的制定:根据个体对象的性质不同,在制定间距时所考虑的因素可能为上述因素的全部或部分;另外两对象物视为一体与分别按两个独立防护体考虑,间距显然是不同的。 三、规范的适用范围及可燃物质火灾危险性分类 ⒈ 适用范围 规范适用于以石油、天然气及其产品为原料的石油化工新建或改 建工程的防火设计。 石油化工企业是指以石油、天然气及其产品为原料的工厂如炼油厂、石油化工厂、石油化纤厂等或由上述工厂联合组成的企业。 ⒉ 可燃物质火灾危险性分类 ⑴ 可燃气体的分类与国家标准《建筑设计防火规范》的分类 方法协调一致,可燃气体采用爆炸下限作为分类指标,将其分为甲、 乙两类。 ⑵ 规定可燃液体的火灾危险性的最直接指标是蒸汽压。蒸汽压越高,危险性越大。但是低蒸汽压很难测量,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。 ⑶ 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,因其蒸汽压大于“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工业中所占比例也较大。 ⑷ 乙、丙类液体的操作温度高于其闪点时,气体挥发量增加,危险性也随之增加。因此本规范作了有关操作温度对乙、丙类液体的火灾危险性的影响规定。 四、区域规划与工厂总体布置 本章包括如下内容:区域规划、工厂总平面布置、厂内道路、厂内管线综合。 ㈠ 区域规划与总体布置中考虑的因素 ⒈ 风向、地形标高、平面布置与安全防火的关系。石油化工企业的原料、成品或半成品大多是可燃气体、可燃液体。它们在生产储存运输过程中散发出大量油气,散发油气的单元面积占工厂总面积的70%左右。风对油气的扩散起到了积极的作用。因此在总平面布置中合理地利用风向减少或阻止油气与明火的接触,能够防止并减少火灾的发生。石油化工厂内散发的油气大多比空气重,容易积聚,不易扩散,合理利用风向,防止可燃气体积聚产生爆炸的危险。地形标高对安全防火也有很大影响,工厂内泄露的可燃气体、可燃液体总是由较高的区域流向较低的区域,若标高较低的街区布置有明火或人员集中场所有可能造成严重事故。本章中的第3.1.1条、第3.1.2条、第3.1.3条、第3.2.1条、第3.2.2条、第3.2.3条、第3.2.4条、第3.2.6条、第3.2.7条、第3.4.1条、第3.4.2条、第3.4.3条、第3.5.4条的制定就是考虑这个因素。 ⒉ 明火与油气源的关系。石油化工厂在生产和储存过程中,当散发的可燃气体浓度达到爆炸极限时遇明火即发生爆炸。因此本章的部分条文的制定和部分防火间距的确定,应考虑这些气体可能达到的最大距离,使达到爆炸极限的可燃气体与火源相遇机率降至最低。即将着火的机率降至最低。本章中第3.1.4条、第3.1.6条、第3.2.7条、第3.2.8条、第3.4.4条、第3.4.6条的制定就是考虑这个因素。 ⒊ 减少火灾蔓延。尽管我们在设计中采用了很多预防性措施,但是仍然会有火灾事故的发生。一旦发生了火灾,应尽量阻止火灾的蔓延,将火灾蔓延的机率降至最低以避免一个小的灾害逐步升级为一个大的灾害。本章中部分条文和部分防火间距的制定就是考虑了这个因素。见第3.2.10条、第3.2.11条、第3.2.11A条、第3.4.5条、第3.4.8条。 ⒋ 重要设施重点保护。所谓重点设施有两个主要标志①发生火灾可能影响全厂生产②发生火灾可能造成重大人员伤亡。这类设施均应重点保护。即使该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。 ⒌ 为扑救火灾创造条件。一旦着了火,为了将火灾造成的损失降至最小,想方设法扑救。扑救火灾除了应有的设备和消防人员外,在工厂平面规划中应考虑消防场地和消防道路的设置。本章的部分条文的制定就是要为扑救火灾创造有利的条件。见第3.3.1条、第3.3.2条、第3.3.5条、第3.3.6条、第3.3.7条、第3.5.1条、第3.5.6条。 由上述所考虑的因素可以看出,“1”属预防措施,“2”属隔离措施,“3、4”属控制措施,“5”属扑救措施。区域规划和总体布置一章仍然突出了预防——隔离——控制——扑救这个总体思路。 ㈡ 防火分区的三个层次: ⒈ 装置(单元)内部的设备或设施 ⒉ 装置(单元)之间 ⒊ 工厂区域布置 装置(单元)内的设备布置应执行装置(单元)布置的防火要求,即将火灾影响控制在着火设备而减少对装置内相邻的设备或设施的影响。装置与装置的布置应执行工厂总平面布置的防火要求,即将火灾影响控制在装置内而不影响相邻的装置(单元)。工厂在区域中的位置应执行区域总体规划的防火要求,即将火灾控制在工厂厂区围墙内而不影响相邻的工厂或设施。 防火层次的划分所考虑的因素主要有生产管理、资产所属、同开同停(相互影响)、集中布置等因素。 不同的防火层次执行不同的防火间距。装置(单元)内部的设备或设施执行第四、五、六章内规定的防火间距;装置(单元)之间执行第三章第二节规定的防火间距;厂区与外部设施执行第三章第一节规定的防火间距。这里需要指出的是联合装置视同一个装置,其平面布置按装置内的防火间距执行。在一些工厂的改扩建中,由于用地面积比较紧张,人为地将新建与已建装置围成一个联合装置或将全厂性的公用工程围到装置内,从而执行装置内的防火间距。这显然是不合适的。联合装置最基本的条件是同开同停直接进料和集中布置。当然装置是不是进行联合还应该考虑其他一些因素如:生产流程——工艺过程相关、物料往返密切;检修力量;环境保护;工厂运输、分期建设。 ㈢ 重要条文的解释 ⒈ 第3.1.6条:“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。”公路系指国家、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。这些车辆难免会有火花,而生产区又是油气散发场所,必然会给防火、安全管理、保卫工作带来很大困难。 地区架空电力线路电压等级一般为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,生产区一旦发生火灾或爆炸事故,对架空电力线也构成威胁。 建在山区的石油化工企业,由于受地形限制,区域性的排洪沟往往可能通过厂区,甚至贯穿生产区。若发生事故,可燃气体和液体流入排洪沟内,一旦遇明火即可能被引燃,燃烧的水面顺流而下,必对下游的邻近设施带来威胁。例如,某厂的排洪沟因沟内积聚大量油气,遇检修明火而燃烧,致使200多m的排洪沟起火。所以在条件允许时,应尽量使排洪沟避开厂区,若确有困难也可穿越。但建议最好采用暗沟、暗管。 ⒉ 第3.1.7条:“石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距,不小于表3.1.7的规定”这里需说明几个问题。 ⑴ 关于“甲、乙类工艺装置或设施” ① 对于工艺装置的火灾危险性分类在附录五中有明确规定,而对其它设施的火灾危险性分类的划分没有明确规定,怎么分类呢?一般可根据设施内储存、加工或运输物料的火灾危险性划分,划分标准按第二章的规定执行。 ② 对于丙类工艺装置或设施的防火间距可按甲、乙类工艺装置或设施的防火间距减少25%。无火灾危险性的设施的防火间距按其他有关的国家标准执行如《建筑设计防火规范》。 ③ 甲、乙类工艺装置或设施与相邻工厂或设施的防火间距,不按装置或设施内设备或建构筑物的火灾危险性类别来确定,而是按整套装置或设施的火灾危险性类别来确定。按装置的火灾危险性类别确定防火间距有两处:一是与相邻工厂或设施(对外),二是在工厂总平面布置的方案或总体设计阶段。因为此时装置的平面布置尚未确定,无法按装置的设备或建构筑物的火灾危险性类别来确定。 ⑵ 关于“可能携带可燃液体的高架火炬” 高架火炬的防火间距分为两种:一种是可能携带可燃性液体的火炬。据调查,火炬火雨洒落范围约为60m至90m,由于是针对厂外设施,防火间距扩大了。第二种是不携带可燃液体的火炬。其防火间距一般根据人或设备允许的最大辐射热强度计算确定。经辐射热计算确定的防火间距要小一点。 ⑶ 关于“居住区、公共福利设施及村庄” 这些设施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了《建规》的规定。这里需要指出的是“居住区、村庄”难以给出一个规模。在执行过程中,需要具体情况具体分析,要进行经济比较。一般对于规模大的居住区,搬迁费用较大,工程项目的场址需躲开它。对于零散的住户,即便难以作为居住区看待,但人命关天,还是搬迁为好。 ⑷ 关于“至相邻工厂” 由于相邻工厂围墙内的规划与实施不可预见,故防火间距的计算从石油化工企业内距相邻工厂最近的设备、建构筑物起至相邻工厂围墙止。 ⑸ 还应值得注意的是: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。 ⒊ 第3.2.7条:全厂性的高架火炬,宜位于生产区全年最小频率风向的上风侧。 全厂性高架火炬有的在事故排放时可能产生火雨,且燃烧过程中,还会产生大量的热、烟雾、噪声和有害气体。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。为了安全生产,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。 这里需要指出的是,高架火炬与生产区的位置关系和明火与生产区的位置关系刚好相反。明火宜位于生产区全年最小频率风向的下风侧。 明火是指室内外有外露火焰、炽热表面或有飞火的烟囱及室外的砂轮、电焊(割)、非防爆的电气开关等固定地点。由此可以看出明火有两个意思:一是地面固定火源;二是正常生产情况下产生的明火。火炬是高火源,而且火焰长度较长(一般为火炬筒直径的120倍)火焰的倾斜方向是随风向而变化的,同时落火雨的方向也易随风向而变化。 图1使按地面明火处理,火炬位于生产区全年最小频率风向的下风侧,火炬向油气方向吹,火焰向油气源倾斜火雨也向油气源方向飘荡,尽管散发的油气距火炬更远,但散发油气的地点是固定不变的。因而,火焰的辐射热以及火雨飘荡地点均对油气源有较大威胁,对防火极为不利。 图2将火炬布置在生产区全年最小频率风向的上风侧,火焰向远离油气源方向倾斜,飘落火雨的地点也远离油气源,减少了火焰辐射热及火雨对油气源的威胁。从泄露油气扩散来看,虽然油气扩散向火炬方向,但因与火炬距离较大(90m),而且油气扩散至20、30m,其浓度已低于爆炸极限浓度,即使与火星接触也不会引燃。 ⒋ 第3.2.11条:石油化工企业总平面布置的防火间距,除另有规定外,不应小于表3.2.11的规定。 在执行本表时需注意以下几个问题: ⑴ 表内防火间距只适用于工厂内工艺装置或设施之间,工艺装置或设施内平面布置不按此表执行。 ⑵ 工艺装置或设施之间的防火间距,无论相互间有无围墙,均以装置或设施相邻最近设备或建构筑物作为起止点。 ⑶ 装置之间的防火间距按装置内的设备、生产厂房或库房的火灾危险性类别来确定。不按装置的火灾危险性类别确定。设备的火灾危险性按储存、加工物料的火灾危险性划分,划分标准按第二章的规定执行。对于建筑物(生产厂房或库房)的火灾危险性类别的划分按《建筑设计防火规范》的规定执行。 ⑷ 装置之间的防火间距本规范分为三类①一般装置之间的防火间距执行表中数据。②当一个装置的成品直接进入另一个装置时两个装置的防火间距可减少,但不应小于15m,丙类之间不应小于10m。③联合装置视同一个装置,其设备、建筑物的防火间距应按本规范4.2.1条有关规定执行。 ⑸ 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大单罐容积确定。因本规范只考虑单罐着火情况,而火灾影响范围取决于单罐容积大小,大者影响范围大,小者影响范围小。 ⑹ 与码头装卸设施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。 ⑺ 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(中心线)、泵房或零位罐等确定。 ⑻ 与液化烃或可燃液体汽车装卸站的防火间距,无论相互间有无围墙,今以相邻最近的装卸鹤管、泵房或计量罐等确定。 ⑼ 与高架火炬的防火间距,即使火炬筒附近设有分夜罐等,均以火炬筒中心确定。火炬之间无防火间距要求,但应考虑辐射热、检修、风向、火焰长度等因素合理布置。 ⑽ 关于与污水处理场的防火间距:①与无盖隔油池的防火间距按本表中规定执行。②与加盖隔油池且设有半固定式灭火蒸汽系统时,其防火间距可减少25%。③与污油罐的防火间距可减少25%。④与污油泵(或泵房)的防火间距可减少50%。⑤与污水处理场中其他无油气散发或无明火的设备或构筑物防火距离不限。之所以这样规定,是因为污水处理场是由许多单体组成的,如隔油池、浮选池、生化池、污油罐、污油泵、鼓风机、加药间、变配电间等,而各单体的火灾危险性差异很大。若按最危险的单体规定其防火间距,对与火灾危险性很低的单体相邻时,防火间距显然太大,必然浪费土地。 (11)凡是用于运输原料或产品的厂内道路,均要求防火间距,对于其他的仅供维修或消防的道路,没有防火间距要求。但执行本条时,还应注意原料及产品运输道路应布置在装置或其他设施的火灾爆炸危险区域之外。 ⒌ 第3.2.11A条:采取以下防火措施时,防火间距可在表3.2.11规定的基础上适当减少 ⑴ 当甲B、乙类液体铁路装卸采用密闭装卸时,装卸设施的防火间距可减少25%,但不应小于10m。主要理由是铁路密闭装卸时,装车口封闭。在装车时,罐车内蒸发的油气通过管道引入回收系统,就地散发的油气很少。但装完车摘掉鹤管时可能有少量残留液体洒落,故其防火间距按表中规定减少25%。但为什么不应小于10m呢?主要根据少量可燃液体泄漏扩散能达到爆炸极限范围的距离大约为10m。 ⑵ 当液化烃汽车装卸采取能防止液化烃就地排放的措施时,装卸设施的防火间距可减少25%。但不应小于10m。主要根据是近年来,液化烃装完车摘掉连接软管时,就地散发的油气常常引起火灾事故。为了防止液化烃的就地排放,增加防火安全性采取了以下措施:①利用氮气将软管内液化烃扫入罐车,关闭阀门,再摘掉连接软管。②采用两端设有阀门的连接软管装车,装完车后,先将两端阀门关闭,再摘掉连接软管。 ⑶ 当固定顶可燃液体储罐采用氮气密封时,其防火间距可按浮顶罐处理。固定顶可燃液体储罐的罐顶均设有呼吸阀或通气管,当进油或气温升高时罐内压力增高,蒸发的油气可通过呼吸阀或通气管排向大气。当出油或气温降低时,罐内压力减小,空气可通过呼吸阀或通气管进入罐内。储罐内上部存在的油气空间可能会产生爆炸性混合气体,一旦与火源接触,则可能引起火灾爆炸事故。当在固定顶储罐内充入氮气时,则避免了油气与空气的接触与混合,与浮顶或内浮顶罐作用相似。因此采用氮气密封的可燃液体固定顶罐的防火间距可按浮顶罐处理。 ⑷ 在加热炉等明火设备周围,若设有可燃气体浓度报警与蒸汽幕联锁设施时,其防火距离可减少25%。这是一个预防措施。可燃气体一旦泄漏达到一定浓度便报警,可提醒操作人员立即处理,即使处理的不及时,可燃气体浓度达到允许上限时,也可通过联锁打开明火设备周围的蒸汽幕,阻止可燃气体与明火接触,防止火灾事故的发生。因此防火间距可适当减少。 ⒌ 第3.3.5条:工艺装置区、液化烃储罐区应设环行消防车道。可燃液体储罐区、装卸区及化学危险品仓库区应设环行消防车道;当受地形条件限制时,也可设有回车场的尽头式消防车道。消防道路的路面宽度不应小于6m,路面内缘转弯半径不宜小于12m,路面上净空高度不应低于5m。这条规定包括三层意思①对工艺装置区和液化烃罐区应设环行消防车道。因为工艺装置的火灾几率比较高约占火灾次数的69%,是消防保护的重点。液化烃储罐火灾几率虽然低,但一旦起火扑救较困难,也是重点消防区域。环行消防车道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。②对可燃液体储罐区、装卸区及化学危险品仓库区在受地形限制时,可不设环行消防道。因为可燃液体储罐的火灾危险性比液化烃储罐低,且经常布置在山丘地区,地形条件复杂,若强求设环行消防车道,土石方工程量可能很大,极为不经济。可燃液体装卸区和化学品仓库,着火几率低且扑救也比较容易。③消防道路的路面宽度不应小于6m,转弯半径不宜小于12m。由于大型消防车的引进和使用,仅支撑腿放下,其宽度就大于4m,而郊区型6m宽的道路路面只有4m,不能满足大型消防车的使用要求。转弯半径的加大也为消防车的行驶创造了更好的条件。大多数车辆的高度不超过4m,因此净空不应低于5m。 ⒍ 第3.3.6条:液化烃、可燃液体的罐区内的储罐与消防车道的距离,应符合下列规定: ⑴ 任何储罐的中心至不同方向的两条消防车道的距离,均不应大于120m; ⑵ 当仅一侧有消防车道时,车道至任何储罐中心不应大于80m。 储罐的着火几率较低,仅占火灾次数的10%,而引燃邻罐的几率更低,仅占储罐火灾比例9%。因此对于罐区火灾仅考虑一个储罐着火。一个储罐着火,其辐射热会对邻罐构成威胁。在对着火罐扑救时,应对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。当只有一侧有道路时,为了满足消防水量的要求,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。 但是最近出现了一些新的情况,工厂的规模越来越大,部分工厂的规模向2000万吨发展,而且沿海工厂以炼外油为主,原油远洋运输进厂,原油的储存天数超过30天,原油罐区的储量100多万甚至200万m3。这么大的储量,采用小罐储存,必然占地大投资高,因此可能采用10万m3以上罐储存。本规范第5.2.5条规定:浮顶、内浮顶罐组的总容积不应大于600000m3。若采用10万m3的罐单排布置,需要600m长的场地。原油罐经常在山丘地区布置,非常难找到600m长的场地。若采用双排布置,则难以符合任何储罐中心至不同方向的两条消防车道的距离均不应大于120m的规定。因此在本规范修订之前,正常情况下应满足本条文的规定。遇到上述大型原油罐的布置也应该满足下列要求①大型油罐组周围应设环行消防车道。②任何储罐至少有一条消防车道距其中心距离,不应大于80m。 五、 工艺装置 本章包括如下内容:一般规定、装置内布置、工艺管道、泄压排放、耐火保护和其他要求。本次着重介绍装置内布置及耐火保护两部分。 ㈠ 装置内布置 本节主要内容是两部分。一是设备,建筑物的布置,包括防火间距及有关规定;二是通道的设置,包括消防通道和疏散通道。 在介绍条文前,先介绍几个名词。 燃烧 是指可氧化物质与氧化剂(通常是空气中的氧气)的急速反应过程。过程产生热量,通常产生火焰。 火灾 燃烧过程失去控制,并造成资产或人身伤亡者称为火灾。 爆炸 通常是指物体体积急剧膨大,使周围气压发生强烈变化,并产生巨大的声响,叫爆炸。爆炸可以是物理过程引起的,如超温超压引起的设备的爆炸;爆炸也可以是化学过程引起的,如激烈氧化反应、爆聚、分解引起的蒸汽云爆炸等。这里,主要针对激烈氧化反应引起的爆炸。按API RP 2001其定义为:火焰以超音速传播称之为爆炸。 火灾危险环境 指“存在火灾危险物质以致有火灾危险的区域”。具体指生产、加工、处理、转运和贮存过程中,出现或可能出现闪点高于环境温度的可燃液体;在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下,有可能泄漏但不能形成爆炸性气体混合物的可燃液体;不可能形成爆炸性粉尘混合物的悬浮状、堆积状可燃粉尘或可燃纤维的及其它固体可燃物质的环境。 爆炸危险环境 指“爆炸性混合物出现或可能出现的数量足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防措施的区域。”具体如生产、加工、处理、转运和贮存过程中,出现或可能出现易燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾等易燃物质与空气混合形成爆炸性气体混合物;闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸汽或薄雾,与空气混合形成爆炸性气体混合物;在操作温度高于可燃液体闪点情况下,可燃液体有可能泄漏,其蒸汽与空气混合形成爆炸性气体混合物;以及出现或可能出现可燃性导电粉尘混合物的环境。 释放源 指可释放出能引起火灾或爆炸性混合物所在设备或厂房称释放源。(GB50058) 引燃能 可燃气体、蒸汽、粉尘或多相混合物的引燃敏感性的一种衡量指标。(NFPA68) 最低引燃能 在火灾爆炸危险环境的某一点上,释放出一个能引起火焰由该点向外不确定传播的最小能量。 引燃源 能释放出能量,且能引燃气体、蒸汽、粉尘或多相混合物的地点(或设备)称为引燃源。 火焰、电弧和火花、热表面、摩擦火花、自燃都属引燃源。 气体物质的典型最低引燃能小于1mJ,粉尘类物质的最低引燃能一般小于100mJ,氢气或乙炔约1/2mJ的电弧或火花就能引燃。 众所周知,发生火灾爆炸事故的要素是:存在火灾爆炸危险环境,同时存在引燃源。两者缺一不可,《炼油厂防火》(API RP2001)中有“燃烧始自引燃源”的说法,这对石油化工装置而言,是确切的,因为装置内火灾爆炸危险环境可说是随时都存在的。 ⒈ 第4.2.1条设备、建筑物平面布置的防火间距。 通过前面介绍,很清楚防火间距是指的释放源和引燃源以及释放 源间防止相互影响所需要的安全距离。 《石油炼制和石油化工厂防火实践》(API 2218号文件)指出:“处理不可燃流体的设备都应算做没有潜在火灾危险的设备”虽然火灾期间这类设备的完整性可能受到损害,甚至严重破坏,也不作为防火间距讨论的对象。 管道作为特种设备(压力管道安全管理与监察规定)虽然在生产、生活中使用的可能引起燃烧、爆炸和中毒等危险,管道(不论管内输送是何类物质)同样都算作没有潜在火灾等危险性的设备。也不作为防火间距讨论对象,这对作装置布置设计的人是理解的。 ⑴ 按照释放源和引燃源的概念,本章将装置内各种释放源和引燃源归纳如下: 释放源 可燃气体压缩机或其厂房、装置储罐、其它介质温度低于自然点的设备或其厂房。 引燃源 明火设备、控制室、变配电室、化验及维修间、行政办公建筑物、介质温度等于或高于自然点的设备。 ⑵ 关于设备建筑物的防火间距,世界上总的有两种作法:一是由政府颁布法令或标准,强制执行,日本、苏联和我国就属这一类型。二是由工程公司根据自己经验编制的标准确定,由业主确认或根据业主要求进行资产损失和生产工日损失评估确定,欧美现在很推崇这种作法。 2000年1月30日朱熔基总理签发《建设工程质量管理条例》规定“勘察、设计单位必须按照工程建设强制性标准进行勘察、设计。” ⑶ 防火间距的确定主要取决于设备(或厂房)可能释放出的介质危险性(详见第二章的规定)、设施的重要性以及与有关规范协调。 具体的防火间距,则主要来自实践经验、有关实验和实地测定数据确定。有如: 装置内火灾的影响范围10m。API炼厂防火实践资料认为:“经常使用的火灾直接作用区域,是一个从液态物料源算起,水平方向20至30ft(6~9m)、垂直方向为30至40ft(9~12m)的范围。” 可燃气体和蒸汽扩散范围 正常操作时,甲、乙A类工艺设备周围3m左右; 液化烃类介质泄漏后,扩散范围一般在10m至30m。 甲B、乙A类液体汇漏后,其蒸汽可扩散到10m至15m范围; 介质温度等于或高于其闪点的乙B、丙类液体汇漏后,其蒸汽扩 散范围,一般不超过10m; 氢气水平扩散距离一般也在10m范围内; 汽油风洞实验,它向下风侧扩散距离为12m(英国石油化工防火规范的报告); 爆炸危险场所的范围为15m(GB50058), 严格说应补充为15m及15m至30m以内距地面0.6m以下范围(附加Ⅱ区)。 应予说明的是,上述扩散距离,均指能形成爆炸性混合气体的条件,另外,工艺设备、贮罐、大型管道的毁坏性事故造成的泄漏不在其列;严重的操作失误和管理不善造成的泄漏,也不在其列(如1984年元旦,某厂催化裂化车间的爆炸火灾,是泄漏的液体丙烷扩散到相距的162m的炉201遇明火引起的)。 防火间距,除参考了上述经验数据外,还参照了《炼油化工企业设计防火规范》(YHS01-78)和国外大量资料(见原条文说明七), ⑷ 装置内防火间距分为三类 ① 明火(加热炉、热表面)与释放源(油气源)。 ② 装置内重点保护设施(同时也是产生火花处)与释放源之间 —— 保护主要设施。 ③ 设备之间、设备与建筑物之间——防止蔓延和相互影响。 ⒉ 可靠近布置的条件。见第4.2.2条、第4.2.3条、第4.2.5 条、第4.2.6条、第4.2.7条、第4.2.8条。 ⑴ 为防止结焦、堵塞、控制温降、压降,避免发生副反应等有工艺要求的相关设备可靠近布置。 例:常减压装置的减压蒸馏塔与减压炉之间; 催化裂化装置反应器与再生器及辅助燃烧室之间; 加氢裂化、加氢精制的反应器与原料加热炉之间; 硫磺回收装置的燃烧炉与相关设备之间。 ⑵ 与主体设备密切相关的设备可靠近布置 例:压缩机附属设备级间冷却器、分液罐等; 分馏塔与塔顶冷却器。 ⑶ 加热炉的附属设备燃料气分液罐与加热炉可靠近布置,但又存在火灾危险,因此规定了6m最小间距。 ⑷ 可燃气体、可燃液体的在线分析仪表间,如采用防爆型仪表或采用非防爆型仪表但分析仪表间采用正压通风,其与危险设备的间距不限。 ⒊ 明火加热炉的布置。见第4.2.14条、第4.2.15条 ⑴ 明火加热炉是燃烧三要素点火源,装置内的一些火灾爆炸事 故有不少与加热炉有关。 ⑵ 宜集中布置在装置的边缘,且位于危险设备全年最小频率风向的下风侧。 ⑶ 明火加热炉与液化烃设备的防火间距为22.5m,但在两者之间设非燃烧材料实体墙时,可小于22.5m,但不得小于15m,墙高不宜小于3m,距炉不宜大于5m,两设施间折线距离不小于22.5m。同样甲A类设备或甲类气体压缩机房朝向加热炉一侧为实体墙时,其间距也可小于22.5m,但不得小于15m。 ⑷ 加热炉或其它明火设备周围若设有可燃气体浓度报警与蒸汽幕联锁的设施时,其防火间距减少25%。第3.2.11A五款(仅用于改造项目) ⒋ 建筑物内可燃液体、可燃气体设备的布置。见第4.2.16条、第4.2.17条、第4.2.18条。 可燃液体、可燃气体设备应尽量露天或半露天布置,当必须室内布置时,应按如下原则: ⑴ 当同一房间布置有不同火灾危险类别设备时,应按其中火灾危险类别最高的设备确定,危险性大的设备所占面积小于5%,且发生事故时不足以蔓延,或采取防火措施防止蔓延时,可按危险类别较低的确定。 ⑵ 当同一建筑物布置有不同火灾危险类别的房间时,为减少相互影响,中间隔墙应为防火墙。 ⑶ 同一建筑物内应将人员集中的房间布置在火灾危险性较小的一端。 ⒌ 装置控制室、变配电室、化验室、车间办公室、生活间的布置。见第4.2.13条、第4.2.19条、第4.2.20条、第4.2.21条、第4.2.22条、第4.2.23条。 ⑴ 当受地形限制时应将上述房间布置在较高的地平面上,中间储罐布置在较低地面。 ⑵ 应布置在装置一侧,并位于爆炸危险范围之外,位于甲类设备全年最小频率风向的下风侧。 ⑶ 控制室、配电室布置的具体要求。见第4.2.21条 ① 宜布置在建筑物底层,若生产需要或受条件限制时,可布置 在第二层或更高层。 ② 可能散发比空气重的可燃气体装置内,室内地面应至少比室 外地平面高0.6m。 ③ 控制室朝向具有火灾危险性设备侧外墙,应为无门窗,洞口 非燃烧材料实体墙。 ④ 控制室或化验室内,不得安装可燃介质在线一次分析仪表。 当布置在相邻房间时,中间隔墙应为防火墙。 ⑷ 两个及两个以上联合装置或装置共用的控制室距甲
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