某气体生产企业的储存过程控制及安全设计和管理毕业论文
2020-04-15 08:04
摘 要
随着化工行业的不断发展，气体储存的的安全设计显得尤为重要，由于气体的独特性质，在储存的过程中容易发生泄露或者爆炸而产生火灾的危险，因此要在设计源头降低危险因素，使得罐区可以平稳有效的运行。
本文分析氧气、二氧化碳、氩气储存工艺流程特点和所涉及的物质的危险特性；通过对气体生产企业的存储生产企业事故的统计分析，找出导致事故发生的主要影响因素；针对气体生产企业储存仓库的防火分区及平面布置，计算消防用水量，对可燃报警仪及防雷装置的布置和设计进行分析，并对该仓库进行风险分析及安全评价。
关键词：气体 储存 安全设计 安全评价
Abstract
With the continuous development of chemical industry, the safety design of gas storage is particularly important. Because of the unique nature of gas, it is easy to leak or explode in the process of storage, resulting in fire risk. Therefore, it is necessary to reduce the risk factors at the design source, so that the tank area can run smoothly and effectively.
In this paper, the characteristics of oxygen, carbon dioxide and argon storage process and the dangerous characteristics of related substances are analyzed; Through the statistical analysis of accidents in gas production enterprises, the main influencing factors leading to accidents are found out,the main factors causing accidents are found out; aiming at the fire protection zoning and layout of storage warehouses in gas production enterprises, the water consumption for fire protection is calculated, and the flammable alarm instrument and lightning protection equipment are given.
Key words: gas storage safety design safety evaluation
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 设计背景和气体的特性 1
1.1设计背景 1
1.2设计的目的 1
1.3 设计的意义 1
1.4 设计内容 1
1.5气体的特性 2
1.5.1 氧气的特性 2
1.5.2 二氧化碳的特性 3
1.5.3 氩气的特性 5
第二章 储罐设计 7
2.1储罐的设计及防火间距 7
2.1.1 储罐的设计 7
2.1.2 储罐的防火间距 8
2.2 储罐附件的安全设计 8
2.2.1 液位计 8
2.2.2 温度仪表 9
2.2.3 压力表 9
2.2.4 安全阀 10
2.2.5报警装置的选取 10
2.2.6 防雷防静电 10
第三章 总平面设计 12
3.1罐区选址 12
3.2总平面布置图 12
3.2.1建筑物耐火等级 12
3.2.2储罐与建筑物之间的防火间距 13
3.3 消防设计 13
3.3.1 消防车道 13
3.3.2 消防水池 14
3.3.3 消防泵房 14
3.3.4 消防栓及灭火器 14
3.3.5 消防冷却用水系统 15
3.3.6 泡沫灭火系统 16
3.3.7消防用水量 16
3.4围堰设计 17
3.5其他区域设计 17
3.5.1办公用房 17
3.5.2门卫室 17
3.5.3配电间 17
3.5.4消防泵房 18
3.5.5汇流排间 18
第四章 罐区危险有害因素辨识及安全措施 19
4.1 罐区周围环境及自然条件 19
4.2 总平面布置 19
4.3 气体储存 19
4.4 储罐区 20
4.5 作业条件危险性评价 20
4.6 重大危险源辨识 22
第五章 安全评价 24
5.1 道化学分析法 24
5.2 事故树分析法 26
第六章 总结与展望 30
6.1总结 30
6.2展望 31
参考文献 32
附录一 总平面布置图 33
附录二 消防平面布置图 34
附录三 报警器平面布置 35
附录四 避雷针平面布置图 36
第一章 设计背景和气体的特性
1.1设计背景
氧气、二氧化碳、氩气是石油化工生产中常用的化工原料，它们均是不燃气体，在生产作业过程中发挥着重要的作用。随着我国化工行业的不断发展，气体储存过程中暴露的问题也越来越多，由于氧气、二氧化碳、氩气均在低温环境下储存，一旦这些气体发生泄漏，往往会造成人体冻伤、窒息等事故，给个体、企业和国家带来直接的和间接的经济损失。
1.2设计的目的
本文设计的目的是：对液氧储罐，二氧化碳储罐、液氩储罐的平面布置、危险有害因素分析与管理措施、安全评价进行设计。运用相应规范标准对罐区进行合理化设计与分析，使罐区内的人-机-环处于一种相对安全的水平，减少人员的伤亡和财产损失。本次设计还对罐区的管理方法提出相应的建议，提高工作人员管理素质。
1.3 设计的意义
本文针对气体储存过程进行设计和评价，运用专业所学的知识和前人总结的经验，对罐区储存设计有了更新的认识，并对其进行最优化改造，使得罐区安全性更高，布置更加合理，减少设备损坏和人员伤亡。在安全管理方面提出了全新的看法，具有一定的应用价值。
1.4 设计内容
主要包括对储罐及储罐部件和储罐间防火间距的设计；对总共平面布置的设计，设计区域主要包括:罐区、办公用房、配电间、门卫室、消防泵房、汇流排间；在总平面设计的基础上，对罐区的消防进行设计并且计算消防用水量；对罐区有害因素进行辨识并提出安全措施；运用道化学分析法和事故树法对罐区进行安全评价。
1.5气体的特性
1.5.1 氧气的特性
表1-5-1为氧气的理化性质、燃烧爆炸危险性、毒性、储运条件和泄漏应急处理等特性。
表1-5-1 氧气的特性
标识 | 中文名：氧；氧气 | ||||||||
英文名：oxygen | |||||||||
分子式：O2 | 分子量：32 | CAS号：7782-44-7 | |||||||
危险性类别：第2.2类不燃气体 | |||||||||
理化性质 | 外观与性状：无色无臭气体 | ||||||||
熔点（℃）：-218.8 | 沸点(℃)：-182.83 | ||||||||
临界温度（℃）：-118.4 | 临界压力（MPa）：5.08 | ||||||||
饱和蒸气压（KPa）:506.62 | 燃烧热（KJ/mol）:无意义 | ||||||||
相对密度（水＝1）： 1.14 （ -183 ℃） | |||||||||
溶解性：溶于水、乙醇。 | |||||||||
燃烧爆炸危险性 | 燃烧性：不会燃烧，但助燃 | 引燃温度（℃） ：无意义 | 闪点（℃） ：无意义 | ||||||
爆炸下限〔%(V/V)〕：无意义 | 爆炸上限〔%(V/V)〕：无意义 | ||||||||
最小点火能（mj）：无意义 | 最大爆炸压力(MPa)：无意义 | ||||||||
危险特性 | 是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，能氧化大多数活性物质。与易燃 物（如乙炔、甲烷等）形成爆炸性的混合物。 | ||||||||
禁配物 | 易燃或可燃物、活性金属粉末、乙炔。 | ||||||||
消防措施 | 用水保持容器冷却，以防受热爆炸，急剧助长火势。迅速切断气源，用水喷淋 保护切断气源的人员，然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。 | ||||||||
毒性 | 急性毒性 | LD50 ：无资料 | |||||||
LC50 ：无资料 | |||||||||
最高容许浓度 | 中国MAC（mg/m3）：未制定标准前苏联 MAC（mg/m3）：未制定标准 | ||||||||
健康危害 | 常压下当氧气浓度超过40%时，有可能发生氧中毒。吸入40%～ 60%的氧气时，出现胸骨后不适感、轻咳，进而胸闷、胸骨后烧灼感和呼吸困难，咳嗽加剧；严重时可发生肺水肿，甚至出现呼吸窘迫综合症。吸入氧浓度在80%以上时，出现面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心动过速、虚脱，继而全身强直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。长期处于氧分压为60～ 100kPa(相当于吸入40%～60%的氧气左右) 的条件下可发生眼损害，严重者可失明。 | ||||||||
急救措施 | 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道畅通。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸。就医。 | ||||||||
贮运条件 | 危规号：22001 | UN编号： 1072 | 包装标志：不燃气体；氧化剂 | 包装类别：Ⅲ类 | |||||
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃。应与易（可）燃物、活 性金属粉末分开存放，切记混储。储备区应备有泄漏应急处理设备。氧气钢瓶不得沾污油脂。采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。严禁与易燃物或可燃物、活性金属粉末等混装混运，夏季应早晚运输，防止日光曝晒。铁路运输时 要禁止溜放。 | |||||||||
泄漏应急处理 | 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。避免与可燃物或易燃物接触。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。 | ||||||||
1.5.2 二氧化碳的特性
表1-5-2为二氧化碳的理化性质、燃烧爆炸危险性、毒性、储运条件和泄漏应急处理等特性。
