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1、市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书吉林建筑工程学院防火防爆技术课程设计防火防爆技术课程设计设计题目设计题目某液化气站防火防爆设计姓姓名名王安学学号号班班级级安全 092专专业业安全工程学学院院环境工程学院指导教师指导教师张智超指导教师评语：指导教师：2011 年 12 月1市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书目录目录摘要摘要.3.3第第 1 1 章章概述概述.3 3第第 2 2 章章液化石油气的性质及火灾爆炸危险性液化石油气的性质及火灾爆炸危险性.4 42.1液化石油气的理化性质.42.2液化石油气的火灾爆炸危险性.4第第 3 3 章章总平面的布置
2、总平面的布置.5 53.1 功能分区.53.2 耐火等级的确定.53.3 选址和布置.53.4 防火间距.6第第 4 4 章章防爆电气的设计防爆电气的设计.7 74.1 爆炸和火灾危险场所的等级划分.74.2 爆炸性混合物的分类.74.3 防爆电器的选择.8第第 5 5 章章 LPG LPG 罐区危险性分析罐区危险性分析.8 85.1 静电危害.85.2 雷击（电）危害.85.3 设备故障危害.85.4 违章操作.95.5 泄露危害.9第第 6 6 章章灭火器配置设计灭火器配置设计.9 96.1 灭火器配置场所的火灾种类.96.2 灭火器的选择.106.3 灭火器的设置.106.4 灭火器的配
3、置.106.5 灭火器配置设计计算.11第第 7 7 章章液化气站的安全管理措施液化气站的安全管理措施.1 13 37.1 1 防防 雷雷.137.2 防静电.13第第 8 8 章章设计总结设计总结.1 13 3参考资料参考资料.1 14 42市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书摘要摘要随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛
4、地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸,液化石油气是石化产品，在石油分馏是的轻成份气体在常温下加压液化，主要成份是碳 4，（丁烷），就成为液化石油气。液化气一般是分装灌瓶，就是常见的煤气罐。也有集中减压气化，用管道分配给家庭使用的。由于多数液化石油气储罐站在设备保养、员工素质、档案管理上都不尽人意，又缺乏专业技术人员
5、管理，安全隐患非常严重。主要原因是行业规划失控，重复建设过多而导致市场过度竞争，企业薄利甚至亏损经营。但是无论怎样，作为易燃易爆的液化气站这样的重大危险源，必须规范设计、施工和运行，必须加强设备的维护保养，确保气站安全生产，并不断完善提高企业的管理水平和技术水平，才能有效提高企业的经济效益和保护人民群众生命财产的安全。第第 1 1 章章概述概述液化石油气作为一种新型石油燃料，在工业生产及人民生活中得到越来越广泛的应用。然而有些地方和单位在新建液化石油站时，忽视防火防爆设计，致使3市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书工程存在隐患，火灾爆炸事故时有发生。因此认真搞好液化石油站
6、的防火防爆设计，对于保障国家和人民生命财产安全是十分必要的。在了解液化石油气性质的前提下，依据相关规范（主要参考资料），对液化气站进行防火防爆设计，主要包括总平面布置和灭火器的配置。第第 2 2 章章液化石油气的性质及火灾爆炸危险性液化石油气的性质及火灾爆炸危险性2.1液化石油气的理化性质液化石油气（英文缩写 LPG）指比较容易液化，通常以液态形式运输的。液化石油气在常温常压下呈气态状态，在常温加压或常压低温下很容易从气态转变为液态，便于运输及贮存，故称液化石油气。液化石油气主要组成有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等四种。除上述主要成分外，有的还含有少量的戊烷、硫化物和水等。2.2液化石油气的火灾爆炸
7、危险性通常所说的液化石油气都存在液、气两种形态，液、气态处于动态平衡中。它具有一些以下物理化学性质：（1）液态比水轻，气态液化石油气比空气重，约为空气的1.52 倍，密度随压力、温度升高而增加，压力不变时密度随温度升高而减少。所以液化石油气一旦从容器或管道泄漏出来后不象比重小的可燃气体那样容易挥发和扩散，而是像水一样往低处流动和沉积，很容易达到爆炸浓度，如遇明火、火花就会发生爆炸或燃烧。因此在使用过程中一定要十分注意安全，避免造成火灾事故。液化石油气从液态变为气态时，体积膨胀非常大，约增大 250300 倍。（2）易挥发性，体积膨胀系数大。液化石油气的体积膨胀系数比水大得多，且随温度升高而增大
8、，随温度升高而急。温度升高 10，液化气液体体积膨胀约为 34%。因此，液化石油气的贮存充装必须注意温度的变化，不论是槽车、贮罐或是钢瓶，在充装时都绝对不能充满，而应留有足够的气相空间。如果容器全部装满液体，温度升高3 至 5内压就会超出容器设计压力而导致爆炸。因此通常灌装时，容器内应留有一定的气相空间供温度升高时液态液化石油气膨胀4市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书用。所以严禁超装是液化石油气生产、贮存、运输、使用液化石油气的过程中必须严格遵守的要求。（3）饱和蒸气压随温度升高而增大由于液化石油气具有这个特点，槽罐车、贮罐及钢瓶严禁超温使用，以免压力而超进容器的设计压
9、力而使容器胀破，造成事故。（4）气化潜热大液化石油气液态变为气态体积增约 250300 倍，并吸收大量的热量，所在液化石油气容易冻伤人。（5）沸点低。液化石油气沸点很低，通常都很容易自然气化使用，有时家庭用的瓶装液化石油气在冬天使用时出现冷凝或结冰现象，很难气化，这时千万不能用火烧、开水烫钢瓶，因为钢瓶内液化石油气受热膨胀，很可能会将钢瓶内空间充满，导致钢瓶胀裂发生爆炸。第第 3 3 章章总平面的布置总平面的布置3.1 功能分区液化气站是一个接受储存和分配液化石油气的基地，是城镇或燃气企业把液化石油气从生产厂家转往用户的中间场所。根据功能，可将其分为：储罐区：（共 2 个 50 m3/罐，和
10、1 个 5 m3/罐的卧式储罐。）生产区：（卸车点，泵房，灌瓶车间，气瓶间）辅助区：（消防泵房，空港瓶库，配电箱，办公室，寝室，卫生间）3.2 耐火等级的确定根据民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积查得：生产区为一级耐火等级，辅助区为三级耐火等级。3.3 选址和布置5市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书选址：液化石油气供应基地的布局应符合城市总体规划的要求，且就远离城市居住区、村镇、学校、剧院、体育馆等人员集中的地区和工业区。液化石油气供应基地的站址宜选择在所在地区全年最小频率风向的上风侧，且应是地势平开阔、不易积存液化石油气的地段。同时，应避开地震
11、带、地基沉陷和废弃矿井等地区灌瓶间的气瓶装卸平台前应有较宽敞的汽车回车场地。布置：（1）液化石油气站的生产区和辅助区至少应各设置 1 个对外出入口。对外出入口宽度不应小于 4m。（2）卧式储罐不宜小于其直径，操作侧不宜小于3.0m。卧式储罐组应设置联合钢梯平台（3）液化石油气站生产区内严禁设置地下和半地下建、构筑物（地下储罐和寒冷地区的地下式消火栓和储罐区的排水管、沟除外）。生产区内的地下管（缆）沟必须填满砂子。（4）液化石油气站内铁路槽车装卸线应设计成直线，其终点距铁路槽车端部不应小于20m，并应设置具有明显标志的车档。（5）铁路槽车装卸栈桥应与铁路装卸线平行布置，且应采用不燃烧材料建造，其
12、长度可取铁路槽车装卸车位数量与车身长度的乘积，宽度不宜小于1.2m，两端应设置宽度不小于0.8m 的斜梯。（6）储罐组四周应设置高度为 1m 的不燃烧体实体防护墙；（7）液化石油气泵宜露天设置在储罐区内。当设置泵房时，其外墙与储罐的间距不应小于15m。（8）当泵房面向储罐一侧的外墙采用无门、窗洞口的防火墙时，其间距可减少至 6m。（9）液态液化石油气泵的安装高度应保证不使其发生气蚀，并采取防止振动的措施。3.4 防火间距储罐与泵房其外墙的防火间距要求 15m，取 16.64m。储罐与另一个储罐防火间距要求 1.95m,取 2.0m.6市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书储
13、罐与灌瓶车间的防火间距要求 15m,取 23.8m.储罐与气瓶间防火间距要求 15m,取 26m.储罐与办公室防火间距要求 20m,取 40m.储罐与配电间防火间距要求 35m,取 40m.储罐与空钢瓶库防火间距要求 20m,取 41.2m.灌瓶车间与气瓶间防火间距要求 6m,取 18.045m.寝室与空钢瓶库防火间距要求 8m，取 15m。消防泵房与办公室防火间距要求 8m，取 20m.第第 4 4 章章防爆电气的设计防爆电气的设计 4.1 爆炸和火灾危险场所的等级划分根据液化气的危险特性，液化石油气站按爆炸和火灾危险场所等级可划分为以下三个场所：Q-1 级场所：储罐区。Q-2 级场所：生产
14、区。Q-3 级场所：辅助区。4.2 爆炸性混合物的分类爆炸性混合物的危险性，是由它的爆炸极限、传爆能力、引燃温度和最小点燃电流决定的。根据爆炸性混合物的危险性并考虑实际生产过程的特点，一般是将爆炸混合物分为三类：I 类一一矿井甲烷；II 类一一工业气体（如工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾）III 类一一工业粉尘（如爆炸性粉尘、易燃纤维）在分类的基础上，各种爆炸性混合物是按最大试验安全间隙和最小点燃电流分级，按引燃温度分组，主要是为了配置相应的电气设备，以达到安全生产的目的。7市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书4.3 防爆电器的选择按国家标准爆炸性环境用防爆电气设备通用要求规定
15、，各种防爆类型标志如下:隔爆型 d增安型 e本质安全型 ia,ib正压型 P充油型 o充沙型 q无火花型 n特殊型 s第第 5 5 章章 LPG LPG 罐区危险性分析罐区危险性分析5.1 静电危害液化气发生小孔喷射时，因流速快，会产生高位静电，实践证明，液化气在高速喷射时产生的静电电位高达 9000 V，特别是气体中伴有其它微粒物质时，其静电危险性更大，而当带电体与不带电或静电电位很低的物体相接近时，只要电位差达到 300 V 以上，就会发生静电放电现象，并产生火花。当火花能量超过 0.3 mJ 时，就足以引燃处于爆炸浓度极限范围内的液化石油气，引起燃烧和爆炸。5.2 雷击（电）危害雷击主要
16、包括直击雷、感应雷及雷电侵入，此外还有比较罕见的球形雷。雷电的灾害主要表现为雷电所造成的雷击具有极大的破坏性。每个闪电的强度可以高达 10 亿伏，一个中等程度的雷电功率有 10 万千伏。雷电对液化气罐区的危害很大，如果缺少必要的防雷电设施，或防雷设施因管理疏漏，会导致避雷效果降低或丧失，将会因雷电灾害造成重大的损失。5.3 设备故障危害液化石油罐可能会因玻璃管液位计破碎引起泄漏，大量液化气弥漫整个车间随时都有发生爆炸的危险。关键设备的某一点出现故障都可能导致大面积的危害8市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书产生，因而对待设备故障不能有任何的麻痹大意。5.4 违章操作液化气
17、罐区由于违章操作而引发的火灾事故发生频率较多，由于违规操作，未关闭球罐脱水包的上游阀，就打开脱水包的下游阀，这样在球罐内有 0.4 Mpa压力的情况下，边进料边脱水致使水和液化气一起排出，通过污水池大量外逸，遇火源引起爆燃。5.5 泄露危害液化气罐区发生频率最多的是因液化气贮罐泄漏而引发的事故，这类事故导致的损害是最大的。导致泄露的主要原因有：(1)罐体阀门垫片损坏，出现裂缝，引起泄漏；(2)液位计，压力表损坏；(3)管道破裂；(4)罐体焊缝破裂等原因。第第 6 6 章章灭火器配置设计灭火器配置设计6.1 灭火器配置场所的火灾种类应根据该场所内的物质及其燃烧特性进行分类。灭火器配置场所的火灾种
18、类可划分为以下五类：1.A 类火灾：固体物质火灾。2.B 类火灾：液体火灾或可熔化固体物质火灾。3.C 类火灾：气体火灾。4.D 类火灾：金属火灾。5.E 类火灾(带电火灾)：物体带电燃烧的火灾。根据建筑灭火器配置设计规范分析得：（1）储罐区和仓库的火灾属于 B 类火灾；（2）配电室属于 E 类带电火灾。（3）寝室、办公室属于 A 类火灾。工业建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：1.严重危险级：火灾危险性大，可燃物多，起火后蔓延迅速，扑救困难，容9市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设
19、计说明书易造成重大财产损失的场所；2.中危险级：火灾危险性较大，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所；3.轻危险级：火灾危险性较小，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。储罐区为严重危险级,生产区和辅助去都为轻危险级.6.2 灭火器的选择A 类火灾场所应选择水型灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、泡沫灭火器或卤代烷灭火器。B 类火灾场所应选择泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、二氧化碳灭火器、灭 B 类火灾的水型灭火器或卤代烷灭火器极性溶剂的 B 类火灾场所应选择灭 B 类火灾的抗溶性灭火器E 类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、卤代烷灭火器或二氧化
20、碳灭火器，但不得选用装有金属喇叭喷筒的二氧化碳灭火器。6.3 灭火器的设置灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。对有视线障碍的灭火器设置点，应设置指示其位置的发光标志。灭火器的摆放应稳固，其铭牌应朝外。手提式灭火器宜设置在灭火器箱内或挂钩、托架上，其顶部离地面高度不应大于1.50m；底部离地面高度不宜小于0.08m。灭火器箱不得上锁。灭火器不宜设置在潮湿或强腐蚀性的地点。当必须设置时，应有相应的保护措施。灭火器设置在室外时，应有相应的保护措施。灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。6.4 灭火器的配置 1 1 一个计算单元内配置的灭火器数量不得少于 2 具。2 2 每
21、个设置点的灭火器数量不宜多于 5 具。3 3 当住宅楼每层的公共部位建筑面积超过 100m2时，应配置 1 具 1A 的提式10市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书灭火器；每增加 100m2时，增配 1 具 1A 的手提式灭火器。4 4 当两种介质储罐之间的距离超过 15m 时，应分别设置。5 5 A 类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表 622 的规定;B、C 类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表 622 的规定;D 类火灾场所的灭火器最低配置基准应根据金属的种类、物态及其特性等研究确定;E 类火灾场所的灭火器最低配置基准不应低于该场所内A类(或B类)火灾的规定。6
22、.5 灭火器配置设计计算1.根据建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005表.知：储罐区和生产区，空钢瓶库 可能发生类火灾；配电室，消防泵房可能发生类火灾；办公室，寝室，卫生间，可能发生类火灾储罐区为严重危险级,生产区和辅助去都为轻危险级.2.划分灭火器设置场所计算单元由平面布置图可以将其分为 9 个计算单元，即：（1）储罐区（2）泵房（3）气瓶间（4）配电间（5）消防泵房（6）卫生间（7）办公室（8）空钢瓶库（9）灌瓶车间计算各单元保护面积S1=281.6 m3S2=25 m3 S3=22 m3 S4=18 m3 S5=42.5 m3S6=18 m3 S7=18 m3 S8=70 m3
23、 S9=25 m33 计算单元的需配灭火级别KS公式中：QU-计算单元的最小需灭火级别（或）-修正系数，无消火栓时，-计算单元的保护面积-类或类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（或）则计算有：11市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书e1563.2Be2 16.67B e314.67Be49Ee521.25Ee60.18Ae70.18Ae846.67Be950B4 计算各单元灭火器设置点数及各点位置由建筑灭火器设置规范 GB 50140-2005规范表 5.2.1 知类火灾轻危险级的轻式灭火器的最大保护距离为 25 米，分析知(6)(7)皆可设置个设置点由建筑灭火器设置规范
24、 GB 50140-2005规范表 5.2.2 知类火灾严重危险级的推车式灭火器的最大保护距离为18米，分析知(1)也可以设置1个设置点,类火灾轻危险级的轻式灭火器的最大保护距离为 15 米,分析知(2)(3)(8)(9)也可以设置 1 个设置点,E 类火灾轻危险级手提式灭火器最大保护距离大于 15m，分析可知（4）（5）设置 1 个设置点。5 计算每个灭火器设置点需配置灭火级别公式c 中：每个单元灭火器的设置点数则计算有：c1563.2Bc216.67Bc314.67Bc49E c521.25Ec60.18Ac70.18Ac8=46.67B Qc9=50B配置每个设置点灭火器的类型1 类型选
25、择根据各个房间的特点和防火防爆设计需要，决定（2）泵房（3）气瓶间（4）配电间（5）消防泵房（7）办公室（8）空钢瓶库（9）灌瓶车间选用手提式干粉灭火器；（1）储罐区选用推车式干粉灭火器和手提式干粉灭火器。2 规格数量的确定由建筑灭火器设置规范 GB 50140-2005规范表 6.2.1 知：类火灾场所单具灭火器最小配置级别为 3A，在查表A.0.1 知：（2）泵房（3）气瓶间（4）配电间（5）消防泵房（7）办公室（8）空钢瓶库（9）灌瓶车间，选用手提式 MF/ABC5 干粉灭火器;因为规范中规定：一个灭火器配置场所内的灭火器不应少于 2 具。每个设置点的灭火器不宜多于 5 具。所以（2)(
26、9)每个设置点需 2 具，即每个房间共具手提式 MF/ABC5 干粉灭火器；12市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书根据城镇燃气设计规范GB50028-2006 标准燃气站场灭火器材的配置；储罐区设一组50推车式干粉灭火器和5Kg干粉灭火器，储罐区设置三组。第第 7 7 章章液化气站的安全管理措施液化气站的安全管理措施7.1 1 防防 雷雷1 1 储罐区的储瓶组必须进行防雷接地，接地点不应少于两处。2 2 防雷接地、防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等，宜共用接地装置。3 3 当各自单独设置接地装置时注意油罐、液化石油气罐和压缩天然气储气瓶组的防雷接
27、地装置的接地电阻、配线电缆金属外皮两端和保护钢管两端的接地装置的接地电阻4 4 液化石油气罐采用牺牲阳极法进行阴极防腐时。牺牲阳极的接地电阻不应大于 10，阳极与储罐的铜芯连线横截而不应小于16mm2；液化石油气罐采用强制电流法进行阴极防腐时，接地电极必须用锌棒或镁锌复合棒，接地电阻不应大干 10，接地点极与储罐的铜芯连线横截面不应小于 16mm2。5 5 埋地油罐应与露出地面的工艺管道相互做电气连接并接地。7.2 防静电1 1 液化石油气罐车卸车场地，应设罐车卸车时用的防雷电接地装置，并宜设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪。罐区除安装防直击雷的设施外，对储气罐及管道、设备等还必须
28、安装防静电感应雷、防电磁感应雷的装置，并定期由专业检测机构进行检测。2 2 在爆炸危险区域内的油品、液化石油气和天然气管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于 5 根时，在非腐蚀环境下，可不跨接。3 3 防静电接地装置的接地电阻不应大于 100。第第 8 8 章章设计总结设计总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻13市政与环境工程学院 安全工程专业防火防爆技术课程设计说明书炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。经过两周的准备和努力奋战终于把这次的课程设计圆满的完成了。这次的课程设计对于我来说是收获较多：首
29、先在设计中我把课本知识和实践有效的结合一起，同时也把课本知识牢牢的掌握，在设计的过程中使的课程的内容更加熟悉,更为系统的了解工业和生活中防火与防爆基本原理、知识和内容,对企业生产和民用生活实用性和工程性的消防管理、监测、控制以及应急救援理论和技术等有更为全面深入的理解和掌握。这次的设计经验为我从事防火消防方面的专业工作和设计打下良好的基础；其次，设计过程中我们的同组同学之间开展的细心交流讨论，从中我不仅发现了自己的优点和缺点，同时也和同组的同学培养出团队合作精神；此外也提高了我独立完成课程设计的能力。但在这次的设计由于知识的缺乏经验的不足会存在许多的问题，希望老师给予指正。参考资料参考资料1 建筑灭火器配置设计规范 GB 50140-20052 石油化工企业设计防火规范 GB50160-19993 城镇燃气设计规范 GB50028-20064 建筑设计防火规范 GB50016-20065 炼油化工企业设计防火规定 YHS01-786 液化石油气 GB 11174-897 重大危险源辨识 GB18218-20008 防火防爆杨泗霖编 首都经济贸易大学9 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-9214