燃气锅炉房设计和使用安全性分析毕业论文
2022-03-26 05:03
论文总字数：26334字
摘 要
本课题首先对燃气锅炉房发展的现状、背景，研究设计的方法、目的、意义进行了介绍；然后对燃气锅炉房可能产生的危险有害因素进行了辨识；接着对燃气锅炉房的位置选取、设备选型、防火防爆以及消防设计作出了安全设计的要求；然后利用事故树分析了燃气火灾爆炸，预先危险性分析分析了燃气锅炉房常见事故，事件树分析了天然气管道泄漏的后果；最后从安全管理制度、安全保护设施、电气防火防爆措施、应急处理方面给燃气锅炉房可能存在的风险提供了对策措施。
关键词：防火防爆 安全设计 燃气火灾爆炸 常见事故 天然气管道泄漏
Failure analysis of a natural gas pipeline
Abstract
A L390 natural gas pipeline exploded in 2011 in China. Macrofracture examination, thickness measurement, chemical composition analysis, metallographic inspection, mechanical property testing, fracture scan electronic microscopy examination and environment analysis were conducted to the burst pipeline. The results showed that Stress Corrosion Cracking (SCC) generated in the mechanical damaged zone of the pipeline was the reason of the failure. This kind of cracking was induced by Cl- and HCO3- in near neutral corrosive medium of pH value. The stress concentration was induced by the groove damage under inner pressure.
Key Words: Natural gas pipeline；SCC；Mechanical damage；Failure analysis
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1研究背景和现状 1
1.2选题相关概念及研究方法 2
1.2.1燃气锅炉房相关概念 2
1.2.2主要研究方法 2
1.3研究目的和意义 3
1.3.1研究目的 3
1.3.2研究意义 3
1.4研究问题和内容 4
1.4.1主要研究的问题 4
1.4.2主要研究内容 4
第二章 燃气锅炉房危险源辨识 5
2.1火灾 5
2.1.1燃气的危险性 5
2.1.2炉膛爆炸的火灾危险性 6
2.1.3炉体爆炸的火灾危险性 7
2.2锅炉爆炸 7
2.2.1释放源 7
2.2.2点火源 8
2.2.3爆炸浓度 8
2.3灼烫 8
2.3.1风险辨识 8
2.3.2发生事故的条件 8
2.4触电 9
2.4.1风险辨识 9
2.4.2发生事故的条件 9
2.5中毒和窒息 9
2.5.1风险辨识 9
2.5.2发生事故的条件 9
第三章 燃气锅炉房的规范设计 11
3.1燃气锅炉房的火灾危险性分类和耐火等级 11
3.2燃气锅炉房位置的设计要求 11
3.3燃气锅炉房的设备选型及工程设计要求 12
3.3.1燃气锅炉房的设备安装 12
3.3.2燃气锅炉房内独立调压设备的设计 12
3.3.3燃气锅炉房内有关通风设备的设计 13
3.3.4燃气锅炉房管道的设计 13
3.3.5燃气锅炉房燃气管道阀门的设计 14
3.4燃气锅炉房的消防设计 14
3.4.1关于防火间距的确定 14
3.4.2消防设施设计 15
第四章 燃气锅炉房使用安全的定性分析 17
4.1燃气锅炉房内火灾爆炸的事故树分析评价 17
4.1.1燃气锅炉房内火灾爆炸事故树建造 17
4.1.2事故树的定性分析 21
4.2燃气锅炉房常见事故的预先危险性分析（PHA） 23
4.2.1定义 23
4.2.2分析的一般步骤 23
4.2.3基本危害的确定 24
4.2.4预先危险性分析表 24
4.3基于事件树的天然气管道泄漏后果分析 26
4.3.1危害识别的意义和方法 26
4.3.2天然气管道失效分析 29
第五章 对策措施 33
5.1安全管理制度 33
5.1.1司炉工岗位责任制 33
5.1.2安全操作制度 34
5.1.3交接班制度 35
5.1.4设备维修保养制度 35
5.1.5运行记录制度 36
5.1.6巡回检查制度 36
5.2安全保护设施 37
5.2.1针对燃气安全的保护设施 37
5.2.2蒸气、水、通风等常规安全保护设施 38
参考文献 40
第一章 绪论
这些年，随着我国煤炭供应越来越紧张，煤炭价格越来越高，越来越多的企业开始将传统的燃煤锅炉转化为燃气锅炉。作为一种优质的锅炉燃料，气体燃料具有以下的一些优势：简单的燃烧方法，容易实现自动化、智能化控制，简单的点火、停炉操作，同时它的过量空气系数可以达到1.0，没有灰渣和污染物排放量低，高强度的燃烧热。是其深受锅炉房青睐的原因。
然而可燃气体同时具有腐蚀性、使人中毒、易爆的特点，这就需要对燃气锅炉房的安全设计提出更高的要求，设计的是否合理，对锅炉房的安全和使用运行的可靠性有着直接的影响，同时还能影响锅炉房系统的经济性和使用成本。
所以，在燃气锅炉房的设计和使用过程中必须投入足够的重视。本课题针对燃气锅炉房设计中有关安全的几个问题进行探讨，同时对使用过程中可能出现的事故进行了安全性的分析，目的在于通过交流，提高我们对有关“规范”的认识水平、有关专业内容的设计水平以及避免燃气锅炉房事故的发生。
1.1研究背景和现状
在环保呼吁越来越强的今天，燃煤锅炉因为能源浪费和对大气的污染严重，已经不能满足时代发展的需要。这时，天然气等可燃气体作为一种新能源参与到锅炉房的建设使用之中。和燃煤锅炉房相比，燃气锅炉房具有以下的一些优势：在占地面积上，燃气锅炉房不需要加设储煤场，不需要上煤系统、脱硫除尘系统、鼓风引风系统等辅助设备，所以占地面积小；在设备设施上，如果有市政天然气管道设施，只要把气源直接引入天然气调压装置，然后经过调压输送到燃气锅炉的燃烧器内提供燃烧和使用。现在，越来越多的企业和大型工程项目都开始采用燃气锅炉房来提供热源。
然而，天然气的主要成分是：98%的甲烷，0.3%的丙烷和丁烷，1%的氦气以及其他物质。最高发热量为40.39MJ/m3，最低发热量为36.58MJ/m3。爆炸极限是5%～15%。在锅炉房的运行过程中，从连接调压装置到锅炉之间的燃气管线、阀门、仪表、配件等环节都有可能发生天然气的泄漏而导致爆炸事故。天然气爆炸的威力和后果十分严重，在数千分之一秒就可以产生达到3000℃的高温、高压的燃烧过程，爆炸冲击波的速度可达 300m/s，威力巨大。在燃气锅炉房运行中，一旦发生天然气泄漏，在密闭的空间内会使人中毒、缺氧而窒息、甚至死亡，如果遇到明火、火花、静电、闪电或者操作不当造成的点火源，还会发生火灾、爆炸事故，将会造成不可估计的单位财产损失和人员生命财产损失。
1.2选题相关概念及研究方法
1.2.1燃气锅炉房相关概念
燃气锅炉房是由燃气锅炉所构成的，而燃气锅炉有燃气开水锅炉、燃气热水锅炉、燃气蒸汽锅炉三种，都是以天然气为主要燃料。燃气锅炉的主要部件是燃烧器和控制器，燃烧器是由送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统和电控系统五个系统组成。
1.2.2主要研究方法
为了评估系统的安全性，主要依靠安全分析技术。安全分析技术一般可分为定性分析和定量分析两种类型。定性分析可以识别出系统的危险性，估计出危险的程度；而定量分析能够计算出事故发生概率和损失率。本课题主要选取以下三种具体技术方法：
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