防火防爆课程设计

某化工厂氨制冷车间防火防爆安全设计

摘要

制冷车间以氨作为制冷剂，通过分析车间的工艺流程、氨的理化性质划分车间的火灾危险类别，根据车间内各设施的功能对车间分区，确定防火间距并进行总平面的布置。确定其耐火等级，然后进行爆炸危险区域的划分，分析爆炸危险环境，对防爆电气设备进行选择。最后通过对爆炸危险区域进行泄爆面积计算及泄爆方式的确定。

关键词：氨制冷火灾爆炸危险防火间距耐火等级防爆电气泄爆

目录

摘要 (Ⅲ)

1 工程概况 (1)

1.1 项目简介 (1)

1.2 设计依据 (1)

1.3 气候特点 (1)

1.4 项目区域 (1)

1.5 工程项目分析............................................ 错误！未定义书签。

1.5.1 工艺流程简述 (2)

1.5.2 氨的理化性质及危险特性 (2)

1.6 小结 (3)

2 平面布置 (4)

2.1 火灾危险性分类 (4)

2.1.1 氨的火灾危险性分类 (4)

2.1.2 车间火灾危险分类 (4)

2.2 功能分区 (4)

2.2.1 生产区 (4)

2.2.2 储存区 (5)

2.2.3 其他设施区 (5)

2.3 防火间距 (5)

2.3.1 防火间距设计原则 (5)

2.3.2 防火间距的确定 (6)

2.4 总平面布置 (6)

2.5 耐火等级的确定 (8)

2.6 小结 (8)

3 防爆电气的选择 (9)

3.1 爆炸危险环境 (9)

3.2 爆炸性混合物分级、分组 (9)

3.3 防爆电气选择 (10)

3.4 小结 (11)

4 泄爆面积及泄爆方式 (12)

4.1 泄爆面积的计算 (12)

4.2 泄爆方式的确定 (12)

4.3 小结 (12)

5 总结 (13)

参考文献 (14)

致谢 (15)

1 工程概况

1.1 项目简介

该化工企业的一些生产工艺过程是在低温状态下进行的，需要维持低温状态才能正常生产。氨在常温下为气态，经过加压后变为液态会吸收热量，因此选择氨为制冷剂，以此为原理设置制冷车间。该车间的主要功能是用氨制冷设备等生产、输送15-25℃的冷冻盐水，为工艺反应提供低温环境。

1.2 设计依据

（1）《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-2008）

（2）《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）

（3）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB 50058-92）

（4）《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（GB 50493-2009）（5）《常用危险化学品的分类及标志》（GB 13690-2009）

1.3 气候特点

（1）气压：年平均大气压:100.8 kPa

（2）温度：年平均温度:14℃

（3）湿度：年平均相对湿度:69.6％

（4）风：年平均风速:3.3 m/s；最大风速：26.8 m/s；年主导风向:东北风1.4 项目区域

在进行区域规划时，应根据石油化工企业及其相邻的工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形，风向等条件，合理布置。石油化工企业的生产区，宜位于邻近城镇或居住区全年最小频率风向的上风侧，便于生产过程中的废气及时排除和扩散，以减少对本企业和邻近企业和居民的环境影响[1]。

该车间占地面积为3100m²，选址于厂区的西半部；南边相距44米处是变配电车间，东边相距27米处是其他工艺车间；北边和西边与围墙外周边尚有5米的缓冲地带，围墙外72米处为某纺织有限公司厂房；项目周边500m范围内没有常住居民，不会对周边居民造成大的影响。

1.5 工程项目分析

1.5.1 工艺流程简述

氨制冷工艺的主要设备有盐水罐、蒸发器、气液分离器、液氨压缩机、蒸发冷凝器、循环水储罐、氨冷凝器等。

首先，液氨储罐里的液氨由调节站经过节流后进入蒸发器，在蒸发器内汽化，吸收热量使盐水温度降低。汽化后的氨经氨液分离器气液分离，液体重新回到蒸发器，气体经过回气管道进入压缩机气端，压缩机将低温低压气体压缩为高温高压的气体，经过管道进入氨冷凝器，在冷凝器内冷凝为液体，液体回流到液氨储罐内，即完成了一个制冷循环。由于压缩机工作时会产生热量，因此由循环水储罐向蒸发冷凝器供水后得到冷水不停地为压缩机降温。流程简图见图2-1。

图2-1 工艺流程简图

1.5.2 氨的理化性质及危险特性

氨的理化性质及危险特性详见表2-1。

表2-1 氨的理化性质及危险特性一览表

标识中文名氨分子式NH3

危险性

类别[2]

第2.3类

有毒气体别名液氨、氨气分子量17.03

危险货物编

号

23003

理化性质外观与性

状

无色透明，有刺激性恶臭。溶解性

易溶于水、乙醇、乙

醚熔点－77.7℃沸点－33.5℃燃烧热-316.25kJ/mol

相对密度

（空气＝1）

气态

0.60

相对密度

（水＝1）

0.7(-33℃)

0.617(20℃)

饱和蒸气压506.62kPa(4.7℃) 临界温度132.5℃临界压力11.40MPa 禁忌物

卤素、酰基物、酸类、

氯仿、强氧化剂

燃爆危险与消防

燃烧性易燃引燃温度651℃

火灾危险性

类别

乙类

爆炸极限15～28﹪闪点-54℃

燃烧(分解)

产物

氧化氮、氨。

危险特性

与空气能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧、爆炸。容器受热内

部压力增大，有发生开裂、爆炸的危险。

灭火方法

必须穿戴全身防火、防毒服，切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄

灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能时将容器从火场移至空旷处。

灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。

1.6 小结

本章分析了项目的概况，包括简介，所在地的气压、温度、湿度、风向等，根据这些条件对车间进行了区域选择；了解了车间的工艺流程及氨的理化性质，为进行火灾危险类别和防火间距的确定提供了依据，为总平面的布置奠定了基础。