防火防爆课程设计---工厂生产防火防爆设计

环境保护与安全工程学院《防火与防爆技术》课程设计
林化工厂生产防火防爆设计
设计任务书
一、防火与防爆技术课程设计的目的
本环节是在专业基础课和专业课的基础上，通过具体的工程案例的分析和设计，使学生更好地熟悉和理解防火防爆安全技术的基本理论。

通过防火防爆课程设计，掌握生产过程中引起火灾爆炸的原因和基本规律，为分析和解决生产过程中的已经存在的或尚未出现的不安全因素问题提供坚实的实践基础和处理预防措施。

1、进一步理解和掌握防火防爆的基本理论；
2、熟悉危险性生产或储存装置或场所存在的主要危险、有害因素；
3、了解生产工艺流程、熟悉安全生产规程和安全管理制度；
4、运用防火防爆安全技术的基本理论和安全管理原理提出针对性的安全对
策措施。

二、课程设计的主要内容
1、准备和熟悉有关参考资料（1天）；
2、了解生产工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别（2天）；
3、设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建、构筑物的功能，确定建、构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置（2天）；
4、分析选择某一厂房进行爆炸危险区域划分（1天）；
5、主要防爆电气设备进行分析、选型（1天）；
6、对某一有爆炸危险的厂房计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式（1天）；
7、绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图（1天）；
8、报告的编制与修改（3天）。

三、课程设计要求
1、完成时间：2周；
2、要求每个学生完成课程设计书一份，约5000字。

要求学生对所设计的内容必须概念准确，参数选择合理，符合设计手册与设计规范及相关参考书籍的要求，计算正确，计算书书写工整、清晰，文笔流畅。

设计合理，图表清晰，符合
规范。

3、分组讨论、独立完成。

四、主要参考资料
1、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
2、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
3、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
4、其它有关规范标准
5、有关化工生产工艺、防火防爆安全技术图书资料
目录
摘要 (1)
1 前言 (2)
2 工程概况 (3)
3 工程项目分析 (4)
3.1 工艺流程介绍 (4)
3.1.1 生产工艺简述 (4)
3.1.2 安全防火重点部位 (5)
3.1.3 安全工作重点 (7)
3.2 工艺环节的划分 (8)
3.2.1 生产区 (8)
3.2.2 仓储设施 (9)
3.2.3 其他设施 (10)
4 区域划分 (11)
5 总平面的布置 (12)
5.1 分区布置 (13)
5.2 火灾危险类别的确定 (13)
5.2.1生产原料的理化性质简介 (13)
5.2.2 生产工艺火灾危险分类 (17)
5.2.3 存储区火灾危险分类 (20)
5.3 耐火等级的确定 (22)
5.3.1 生产区 (22)
5.3.2 储存区 (22)
5.3.3附属设施区 (22)
5.4 防火间距 (23)
5.4.1 防火间距设计原则 (23)
5.4.2 防火间距的确定 (23)
6 防爆电气的设计 (24)
6.1 划分爆炸危险区域 (24)
6.2 防爆电气选择 (25)
6.2.1 爆炸性混合物分级、分组 (25)
6.2.2 防爆电气选择 (25)
7 泄爆方式确定及泄爆面积计算 (25)
7.1 泄爆方式 (25)
7.2 泄爆面积的计算 (26)
8 消防灭火器的配备 (26)
8.1 灭火器配置场所的火灾种类和危险等级 (26)
8.1.1 火灾种类 (26)
8.1.2 危险等级 (27)
8.2 灭火器的选择 (27)
8.3 灭火器的设置 (27)
8.3.1 灭火器的最大保护距离 (27)
8.4 灭火器的配置 (28)
8.4.1 一般规定 (28)
8.4.2 灭火器的最低配置基准 (28)
8.5 灭火器配置设计计算 (29)
8.5.1 计算单元 (29)
8.5.2 配置设计计算 (29)
9 总结 (31)
参考文献 (32)
附录 (33)
『摘要』石油化学工业简称石油化工，是化学工业的重要组成部分，在国民经济的发展中有重要作用，是我国的支柱产业部门之一。

石油化工指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业。

石油产品又称油品，主要包括各种燃料油（汽油、煤油、柴油等）和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。

生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制，简称。

石油化工产品以过程提供的原料油进一步化学加工获得。

厂的生产、储存、经营是危险性较大的行业，潜在着火灾、爆炸、中毒等危险有害因素，突发性事件多，产生的后果严重，易造成众多人员伤亡和巨额财产损失。

近半个世纪以来，发生的多起特大事故，无不令人触目惊心。

本设计是针对厂而进行的防火防爆设计。

通过对厂的生产工艺过程的了解，根据生产原料及产品的性质，进行生产设计，再根据生产工艺过程，设置工厂内所需的厂房。

根据《石油化工企业设计防火规范》分析确定各生产环节和存储场所的火灾危险类别来设计。

按照工厂的生产生活需要，对厂区进行合理分区布置，大致可分为：存储区、生产区、生活区及附属设施区四个部分。

然后又依据《石油化工企业设计防火规范》和《建筑设计防火规范》GB50016-2006来确定工厂内的主要建筑物以及它们之间的防火间距，然后对工厂进行区域规划和总平面布置。

再选择一个有爆炸危险性的厂房，根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》进行爆炸危险区域划分，分析厂房的主要爆炸危险方式并对厂房内的主要防爆电气设备进行分析并且选型。

选择一有爆炸危险的厂房通过计算厂房的泄爆面积，来确定泄爆方式。

最后再绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图。

『关键词』火灾危险性耐火等级防火间距防爆电气设备灭火器
1 前言
作为安全工程专业的一名学生，通过前期对专业基础课程的认真学习，并结合近期所学的《防火防爆》中的相关知识，通过自学相应的法律规章制度和化工工艺的了解，我们开展了本次针对化工行业的防火防爆课程设计。

化工行业作为我国国民经济发展的支柱产业，在促进社会生产提高人民生活水平方面有举足轻重的作用。

但同时，化工厂也是重大的危险源，有可能造成火灾、爆炸、人员中毒、环境污染等一系列危害。

所以在工厂从设计选址，到建造安装，再到生产维护，都必须将安全工作做到实处，切实进行安全教育，做好安全管理，提升工艺的本质安全程度。

本次课程设计的内容主要包括：
了解生产工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类别
设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建、构筑物的功能，确定建、构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置。

分析选择某一厂房进行爆炸危险区域划分对该厂房的主要防爆电气设备进行分析、选型
对某一有爆炸危险的厂房计算其泄爆面积，并选择确定泄爆方式
绘制厂区总平面布置图和厂房爆炸危险区域划分图
本次课程设计因为涉及到我们之前完全没有了解的化工工艺，所以前期的准备工作较多，任务比较艰巨。

在接到任务书后，我们对课题进行了认真细致的研究，查阅了大量的文献资料，并向相关学者虚心求教，终于将相关的问题解决，如期完成了本次课程设计。

但由于笔者的水平有限，加上没有没有足够的实地试验调查的条件，在设计中遇到了一定的困难，设计中难免存在疏漏和不足恳请同学、老师批评指正。

在此特别感谢钟永明老师在本次课程设计中对我们耐心的指导。

梦在闪烁
2011年6月24日
2 工程设计概况
某某林化有限公司是由某某县绿洲林化有限公司与新加坡三达投资有限公司，共同投资设立的中外合资企业，前身是国家二级企业、国家质量管理奖企业“某某省某某县林产化工厂”，始建于1955年，属中型企业。

厂址位于某某县城区七坊路63号；地势平坦、水源充足、专线供电、交通便利。

拥有年产10000吨脂松香、2000吨合成樟脑粉、5000吨聚合松香、2000吨萜烯树脂四条生产线。

企业主导产品为脂松香、聚合松香、合成樟脑、萜烯树脂、松节油、樟脑块等，产品质量、原辅材料消耗、经济效益等各项指标均居全国同行业前茅，产品主要出口至美国、英国、日本、新加坡等欧美和东南亚国家。

企业创办以来，长期致力于林化产品的开发和先进技术的应用。

始终坚持“科技兴企”的方针，注重科技投入和技术创新，应用现代科学的管理方法，以质取胜，走质量效益型的发展道路。

脂松香产品采用常压连续蒸馏工艺，质量稳定，于1980年、1985年、1990年连续三年获国家银质奖，1993年率先在全国同行业通过国家方圆标志认证委员会认证；1997年，被某某省人民政府授予某某省名牌产品称号。

合成樟脑采用国内最先进的莰烯直接水合制樟脑的专利技术生产，具有质量高、成本低、无污染等特点，90%以上的合成樟脑符合美国、英国、德国、日本等国家药典标准要求，1998年合成樟脑被某某省人民政府授予某某省名牌产品，聚合松香采用先进的硫酸-氯化锌法新工艺生产，具有二聚体含量高、色泽浅、软化点高等特点，填补了某某省空白，被评为某某省优秀新产品，2001年B—140聚合松香被评为“国家重点新产品”。

萜烯树脂产品具有粘接力强等优点，被评为全国林业名优特新产品博览会金奖。

3 工程项目分析
3.1 工艺流程介绍
3.1.1 生产工艺简述
1.松脂加工工艺
（1）松脂蒸汽加工法
松脂的蒸汽加工法分三个工序进行：松脂的熔解、熔解脂液的净制和净制脂液的蒸馏。

首先将松脂加热并加松节油和水，使之熔解为液体状态，洗去深色的水溶物，同时加入脱色剂，除去松脂中的铁化合物。

然后进行过滤和澄清，除去其中的杂质和水分。

得到的净制脂液在间歇蒸馏锅或连续蒸馏塔中用过热蒸汽蒸馏，制得松香和松节油产品。

松脂蒸汽加工法三个工序连续进行的为连续法。

全部间歇进行的为间歇法。

也有些工厂某工序采用连续法，而另一些工序用间歇法。

a.松脂的熔解
由贮脂池运至车间的松脂一般都是带有水分和和杂质的粘稠半流体状。

为了除去杂质和水分，必须先加入适量的松节油和水，并加热到94-96℃，使松脂熔化，成为流动的液体状态，以便进行过滤、澄清和输送。

①间歇熔解②连续熔解
b.熔解脂液的净制
松脂中的大粒杂质已在熔解工序中通过粗滤除去，但较多的水分和细小杂质还存在于脂液中。

除去水分和细小杂质有多种方法，如过滤法和澄清法等。

目前，我国各松脂加工厂都采用澄清法净制脂液。

澄清法设备简单，维修容易，无须消耗动力，缺点是占地面积大，分离时间长，还须加一套中层脂液处理设备。

最近，在高压静电场中脂液连续澄清工艺的试验也已取得较好的效果。

进入澄清工序的熔解脂液组成为：松香49％，松节油30％，水分23％，杂质0.1％左右。

①半连续式净制②连续式净制
c.净制脂液的蒸馏
脂液在澄清工序除去杂质和水分后即进入蒸馏工序，在蒸馏工序用水蒸汽将松节油蒸出，并制得成品松香。

由于脂液中松节油的组成随采采脂的树种、地区、季节、树龄等不同而有较大的差异，因此，加工工艺亦有所区别。

①脂液的间歇蒸馏②脂液的连续蒸馏
（2）松脂的简易加工法
a.滴水法
滴水法是把松脂直接装于蒸馏锅内，用直接火加热，蒸出松节油。

为降低蒸馏温度、提高松香质量，在加热至一定温度时滴入适量清水，使产生水蒸汽，蒸出松节油。

其原理与蒸汽法相同。

锅内的松脂在蒸完松节油后趁热放出松香，滤去杂质，进行包装。

滴水法加工设备简单，投资少，上马快，对动力要求不高，可设于靠近采脂林区，原料收购后及时就地加工，减少松脂运输过程中松节油的挥发与松香的氧化，可以制得浅色松香，松节油的回收率亦较高。

但滴水法温度较难控制，产品质量不稳定，且易酿成火灾。

b.双甑滴水法
双甑滴水法加工松脂是在单甑生产的同一灶斜上方增设一熔解锅，利用烟道气的余热对松脂进行预热熔解，然后借高位差使熔解的松脂自动流入蒸馏锅中进行煮炼。

c.简易蒸汽法
简易蒸汽法又称小蒸气法，是双甑滴水法的改进。

其热源不用直接火，而用过热蒸汽，兼用作解吸介质。

此法的特点是：在松脂质量较好的情况下，不加熔解油，亦不设澄清工序，并免去残渣处理设备；蒸馏过程中热蒸汽二次利用，用轮蒸法蒸出松节油；由于脂液中含油量少，可减少蒸汽用量，降低煤耗。

3.1.2 安全防火重点部位
1松香原料的贮脂池：
由于可燃液体的可燃性，加之储存量较大且集中，故可燃液体存储设备的火灾危险性很大，是企业防火的一个重点。

2输送管道：
对于易燃的液体不可用采用压缩空气压送，因为空气与易燃液体蒸气混合，可形成爆炸性混合物，且有产生静电的可能。

对于闪点很低的液体，应用氮气或二氧化碳等惰性气体压送。

闪点较高及沸点在130℃以上的可燃液体，如有良好接地装置，可用空气压送。

输送易燃液体宜采用蒸气往复泵。

如采用离心泵，则泵的叶片应用有色金属制造，以防撞击产生火花。

设备和管道均有良好的接地，以防静电引起火灾。

由于采用虹吸和自流的输送方法较为安全，故应优先选择。

临时输送可燃液体的泵和管道连接处必须紧密、牢固，以免在输送过程中胶管受压脱落漏料而引起火灾。

3加热炉：
加热炉所使用的燃料有瓦斯、天然气，液化石油气、燃料油等,明火火焰和烟道气处理易燃易爆物料时，温度控制不当，造成超温及局部过热；在加热炉点火开工阶段，燃料管道的燃料或炉管内的可燃物料漏进炉膛；燃烧器的火焰突然熄灭未及时发现，而燃料继续供应时与空气形成爆炸性混合物达到爆炸极限浓度发生爆炸。

4原料泵：
盘根安装过紧，致使盘根过热冒烟，引燃泵房中积聚的油蒸汽；油泵空转，造成泵壳过热，引燃油蒸汽；离心泵导管中有空气穴，导管剧烈跳动甚至折断跑油遇火燃烧；静电导线电阻过大（大于100欧姆），或导线折断失效；使用非防爆式电器。

漏电打火；铁器碰击打火；油泵设计材料不合理，不能承受高温；油泵出入口管线由于经过长期冲刷或者腐蚀破裂导致着火；设备选型不合理，选用机械密封，并且带降温装置，采取静电接地，选用防爆电机等措施可防止油泵发生火灾的几率；
5蒸馏操作
蒸馏是借液体混合物中各组分沸点的不同来分离液体混合物使其分离为纯组分的操作。

就是将液体混合物加热至沸腾，分出蒸发的蒸气而使其冷凝为液体。

用于蒸馏的设备称为蒸馏塔。

蒸馏塔按其塔板结构可分为填料塔、筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、舌形塔多种形式。

在常压蒸馏中应注意，易燃液体蒸馏不能用明火作热源，而应采用水蒸气或过热水蒸气加热；对于有腐蚀性的易燃液体，应防止塔壁、塔盘腐蚀，使易燃液体或蒸气逸出，遇明火或灼热的炉壁而起火燃烧；对于自然点很低的易燃液体应注意蒸馏系统的密封，防止因高温泄漏遇空气而自燃起火；对于高温蒸馏系统，应防止冷却水突然漏入塔内，以免水迅速气化导致塔内压力突然增高而将物料冲出或发生爆炸，故开车前应将塔内和蒸气管道内的冷凝水放尽然后使用。

3.1.3 安全工作重点
1）阀门及油泵等应经常保持严密不漏，以减少空气中油蒸气的浓度。

企业经常检测空气质量并公布。

对所有涉及的设备和管道上的密封点，均不允许有渗漏现象。

生产中要经常巡检，发现有泄漏时，应立即切断物料来源或做停车处理。

不准在有泄露的情况下生产，防止中毒或爆炸着火。

2）必须遵守安全操作规程。

作业前要进行通风；入罐作业人员必须穿戴防毒衣具，系上安全带，罐口或井口要有专人看守，随时联系，并轮换作业，每人连续作业时间不宜过长，汽油罐一般不得超过15分钟，煤油灌不超过20分钟。

3）平时养成良好的卫生习惯，防止慢性中毒。

例如：作业时应穿工作服，并避免油料溅洒在皮肤和衣服上；取样等应在油罐口的上风方向；油蒸气浓的作业场所，应注意通风；禁止用含铅汽油洗手、洗衣服和洗涤机件；不用嘴吸取油料；作业结束后，应立即更换工作服，并进行洗漱。

4）要按控制程序进行，经常检查是否有控制机构失灵等异常现象，发现异常反应及时处理，避免反应热不能及时导出发生爆炸事故。

要经常监督检查该系统的严格管理、维护情况，督促正确使用，纠正和制止任意排放有油料的违章行为。

5）设置的安全防护设施，如可燃气体检测报警仪、毒物检测报警仪、冲洗喷淋设备、解毒抢救器材等，应定期进行检查校验。

定期对消防器材（消火栓、灭火氮、火灾报警等）进行检查。

6）考虑到作业环境对作业人员的重要性，对该系统设备出现的故障，应指令及时进行抢修。

定期或不定期的检查或抽查本装置的一些安全保护性措施与规定的执行情况。

3.2 工艺环节的划分
3.2.1 生产区
a.松脂的熔解
由贮脂池运至车间的松脂一般都是带有水分和和杂质的粘稠半流体状。

为了除去杂质和水分，必须先加入适量的松节油和水，并加热到94-96℃，使松脂熔化，成为流动的液体状态，以便进行过滤、澄清和输送。

①间歇熔解②连续熔解
b.熔解脂液的净制
松脂中的大粒杂质已在熔解工序中通过粗滤除去，但较多的水分和细小杂质还存在于脂液中。

除去水分和细小杂质有多种方法，如过滤法和澄清法等。

目前，我国各松脂加工厂都采用澄清法净制脂液。

澄清法设备简单，维修容易，无须消耗动力，缺点是占地面积大，分离时间长，还须加一套中层脂液处理设备。

最近，在高压静电场中脂液连续澄清工艺的试验也已取得较好的效果。

进入澄清工序的熔解脂液组成为：松香49％，松节油30％，水分23％，杂质
0.1％左右。

①半连续式净制②连续式净制
c.净制脂液的蒸馏
脂液在澄清工序除去杂质和水分后即进入蒸馏工序，在蒸馏工序用水蒸汽将松节油蒸出，并制得成品松香。

由于脂液中松节油的组成随采采脂的树种、地区、季节、树龄等不同而有较大的差异，因此，加工工艺亦有所区别。

①脂液的间歇蒸馏②脂液的连续蒸馏
3.2.2 仓储设施
1. 危险化学品仓库的特点
建筑特点
（1）库房多为一二级耐火等级建筑，地处偏僻、交通不便，其承重墙柱屋架一般为钢筋混凝土结构。

（2）库房之间有一定的防火间距，同一栋库房之间有防火墙。

危险化学品仓库的库与库之间都有一定的防火防爆间距，每栋库房内根据要求设有若干个防火分隔，屋顶有伸出外墙的防火墙。

防火间距、防火分隔、防火墙对阻截火势起很大的作用，同时也给作战部队部署兵力，选择阵地创造了有利的条件。

（3）出入口少，窗口小而高。

存储危险化学品的仓库，一般出入口比较少，两防火墙间只设有两个出口，面积小的只设有一个出口，多数出口都设在同一个方向，游戏出入口设有两道门，第一道门未防火门，第二道为钉纱通风门。

库房的窗户都采用高窗，距地面2m以上。

（4）库房外墙墙角设有通风孔洞。

危险品仓库为了通风，在外墙的墙角出都设有通风孔洞，一般都设在窗户下方距地面约30cm处，面积为30X20cm，其结构形式内高外低，内衬铝丝或铜丝网，外加铁栅和铁板阀门防护，需要是打开通风。

扑救火灾时，可利用通风洞通风排烟，改变库内气流方向，控制火势蔓延的方向。

（5）库内有一道的电器设备。

甲类危险化学品库房一般不安装电器设备，但需要夜间作业的库房，安装有符号所存储危险品防爆等级的电气设备，有些在库房外安装于窗户相对的投光照明灯，或采用在墙身内设壁灯。

2. 事故预防建议
厂区平面布置，各生产装置及装置内的塔容器、加热炉、泵房、机房和输送物料的管线等，都要符合防火设计规范。

要坚持主体工程与安全设施、劳动保护设备同时设计、同时施工、同时投产。

要采用先进可靠的生产工艺和完善的自保联锁控制系统，从工艺、设备、仪表自控等硬件上按本质安全要求进行设计，以保证安全
生产和消除职业病危害。

对于已经投产的厂，还要不断地完善安全措施，消除各种事故隐患。

要做好职工的安全教育和技术培训工作，增强安全意识，提高安全技术素质。

特别是从事关键生产装置和重点生产部位对安全起重要影响的生产岗位，要经过专业培训和考核合格才能上岗，以避免发生重大特大事故。

生产及贮运工人要弄清本岗位易燃、易爆物料的性质与危害，掌握清除隐患，排除故障和处理事故的技能。

在石油炼制过程中，操作人员应严格执行工艺操作规程。

对于由装置送往罐区的油品，其温度必须控制在规定范围之内，避免油温过高进罐后发生突沸或着火事故。

必须注意以下几点：
1、进入原料和成品仓库区域内禁止吸烟及携带其它火种。

2、不准穿钉有铁掌的鞋子进入油区。

3、原料和成品仓库区域内应保持清洁，不准检修设备与其他易燃物品堆放，不准搭建临时建筑。

原料和成品仓库区域内消防设施必须完好无损，数量备足。

4、原料和成品仓库区域内一切电气设备的维修必须停电进行。

5、原料和成品仓库区域内动火必须办理一级动火工作票。

6、原料和成品仓库区域内一切电气设备的维修必须办理二级动火工作票。

7、原料和成品仓库区的卸油、储存必须按安全规程执行。

8、进入原料和成品仓库检修人员应熟知消防“三懂”、“三会”。

3.2.3 其他设施
根据化工厂生产和生活需要，工厂内还包括以下附属设施：门卫室、食堂、礼堂、办公楼、技术安全处、污水处理站、锅炉房、变配电站、消防水池、水泵站。

编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。

表3.3 其他设施的名称和规格
4 区域划分
根据《石油化工企业设计防火规范》，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。

选择主导风向为北风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，以便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。

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。

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。

接近原料厂地及产品销售地区，运输方便。

地下水位最好低于地下室和地下构筑物的深度；地下水对建筑基础最好无侵蚀性。

了解蓄水层水量根据工厂运货量、物料性质、外部运输条件、运输距离等因素合理确定采用的运输方式（铁路、公路、水运、空运）。

运输。