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目錄 第1章 甲醇的理化性質(zhì) 3 1.1 甲醇主要的物理性質(zhì) 3 1.2 化學性質(zhì) 4 1.3 甲醇的危險性 4 1.3.1 防爆炸性 4 1.3.2 防火性 4 1.3.3 有毒性 5 第2章 儲罐的設計 5 2.3 罐體選材 6 2.4 封頭結(jié)構(gòu)及選材 6 2.5 壁厚： 6 2.6 封頭壁厚計算 7 2.7 人孔選擇 7 2.8 進出料管的選擇 7 2.9 液位計的設計 8 2.10 排污閥的選型 8 2.11 溫度計： 9 2.12 放空閥： 9 2.13 檢尺口 9 2.14 取樣口 9 2.15 防靜電 9 2.16 可燃氣體報警（SH3063-1999） 10 2.17 罐基礎《大型儲罐基礎設計與地基處理》 10 2.18 圍堰（API Std 2510） 10 2.19 防火堤 10 第3章 甲醇儲罐的消防設計 13 3.1 甲醇儲罐的滅火方法 13 3.1.1 冷卻法 13 3.1.2 隔離法 13 3.3 甲醇儲罐的泡沫管道設計 15 3.3.1 儲罐區(qū)泡沫滅火系統(tǒng)的選擇 15 3.3.2 泡沫發(fā)生器的數(shù)目 15 3.3.3 液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)泡沫產(chǎn)生器的設置 15 3.3.4儲罐上泡沫混合液管道的設置，應符合下列規(guī)定： 16 3.3.5 防火堤內(nèi)的泡沫混合液管道的設置，應符合下列規(guī)定： 16 3.3.6 防火堤外的泡沫混合液管道的設置，應符合下列規(guī)定： 16 3.3.7 泡沫混合液管道的設計流速，不宜大于3m/s，其水力計算可按現(xiàn)行的國家標準《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》水力計算確定。 17 3.3.8 泡沫槍 17 3.3.9 泡沫混合液設計用量的確定應符合下列要求： 17 3.3.10 泡沫管道布置圖 18 注*： 18 3.4 甲醇儲罐應急事故預案 19 3.4.1 編制目的 19 3.4.2 危險目標 19 3.4.3 應急指揮 19 3.4.4 事故處理 20 3.4.5 規(guī)定和要求 20 第4章 冷卻系統(tǒng) 21 4.1水噴霧系統(tǒng)的作用 21 4.2選擇系統(tǒng)類型 21 4.3系統(tǒng)組成設施 21 4.5工作原理 22 4.5設施介紹 22 4.5.1報警閥組 22 4.5.2管道 22 4.5.3 消防水箱 23 4.5.4 水泵接合器 23 4.5.5 末端試水裝置 23 4.5.6 水流指示器 23 4.5.7 冷卻用水量 24 第5章 安全管理措施 25 5.1 甲醇的物化性質(zhì) 25 5.2 甲醇的危險特性 26 5.3 區(qū)域規(guī)劃和總平面布置 26 5.4 儲罐型式 26 5.5 電氣的防爆 27 5.6 甲醇罐區(qū)潛在的火災爆炸危險性 27 5.7 事故應急救援系統(tǒng) 28 第1章 甲醇的理化性質(zhì) 甲醇是飽和醇系列代表。甲醇的分子式CH3OH，相對分子質(zhì)量是32.04,。在常溫常壓下，純甲醇是無色，不流動的，不揮發(fā)，可燃的有毒液體，有類似乙醇的氣體。甲醇可與水、乙醇、乙醚等多種有機液體互溶，但不能和脂肪烴類有機液體互溶。甲醇氣體和空氣混合，在一定混合范圍內(nèi)可形成爆炸混合物，爆炸極限6.0%~36.5%(體積)。甲醇與大部分氣體具有良好可溶性。 1.1 甲醇主要的物理性質(zhì) 液體密度/kg.m-3 791.3 蒸汽粘度 0.140 蒸氣密度/kg.m-3 1.43 表面張力 Mn.m-1 24.5 沸點 64,7℃ 蒸發(fā)潛熱（64.7℃）/kg.mol-1 35.295 熔點 -97.8℃ 熔融熱（-97.1℃）/kg.mol-1 閃點 生成熱/kg.mol-1 開杯 16.0℃ 氣體（25℃） -201,.22 閉杯 12.0℃ 液體（25℃） -238.73 自然點 燃燒熱/ kg.mol-1 在空氣中 473℃ 氣體 764.09 在氧氣中 461℃ 液體 726.16 臨界常數(shù) 熱導率/[J/m.s.k)] 2.1*10-3 臨界壓力 7.97 Mpa 空氣中最大允許濃度/(g.m-3) 0.05 臨界溫度 240℃ 空氣中爆炸極限（體積分數(shù)%） 臨界體積 118 上限 6.0 臨界壓縮系數(shù) 0.244 下限 36.5 粘度 Mpa.S 液體粘度 0.5945 氣體在甲醇的溶解度 單位m3/TCH3OH 氣體名稱 氫氣 一氧化碳 二氧化碳 甲烷 乙烷 乙炔 28 第1章 溶解度 0.10 0.25 4.0 0.60 2.50 10.50 甲醇的電導率，主要取決于它含有的能電離的雜質(zhì)，如硫、胺、硫化物和金屬物質(zhì)等。工業(yè)生產(chǎn)的精甲醇都含有一定量的有機雜質(zhì)，其一般電導率1*10-6~7*10-7 ?-1.cm-1. 1.2 化學性質(zhì) 甲醇是最簡單的飽和脂肪醇，具有飽和脂肪醇的性質(zhì)。其化學性能很活潑，如氧化反應，氨化反應，酯化反應，鹵化反應，脫水反應，裂解反應等，甲醇可與多種物質(zhì)反應。其毒性：致死劑量75ml(59.3g)/60kg，在中等毒性范圍內(nèi)。腐蝕性：常溫污水是無腐蝕性，鋁、鉛例外，對某些塑料、橡膠，有一些溶脹性。 1.3 甲醇的危險性 1.3.1 防爆炸性 甲醇生產(chǎn)從原料開始從半成品和產(chǎn)品及副反應生成具有毒、易燃、易爆、易腐蝕等危險因素；同時又是在高溫高壓的情況下進行。如合成甲醇低壓法5Mpa，高壓法30Mpa下進行，且連續(xù)性強，工藝操作比較嚴格。因此在生產(chǎn)過程中要高度重視安全生產(chǎn)。 1.3.2 防火性 工業(yè)介質(zhì)易爆，必定易燃，防止著火更加重要。往往爆炸和著火同時發(fā)生，不論物理還是化學爆炸，定然隨之發(fā)生大火。因此防爆大部分措施也適用于防火。 1.3.3 有毒性 1.3.3.1 急性中毒 常見于誤服。其中毒程度，一般隨誤服劑量和中毒人的體質(zhì)不同而異 甲醇急性中毒癥狀如下；輕度，惡心，頭暈，中度，腹痛，視力減退，重度，四肢無力，嘴唇發(fā)紫等。 1.3.3.2 慢性中毒 甲醇的蒸汽有一定的刺激作用，可發(fā)生濕疹，皮炎，上呼吸道炎，結(jié)膜炎等癥狀。 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 第2章 儲罐的設計 2.1 設計高度 一般儲罐高徑比為1.2，大型儲罐高徑比小于1，經(jīng)計算的儲罐高為20m，直徑18m。 2.2 設計壓力 按壓力容器《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，取1.05到1.3倍最大工作壓力為設計壓力，所以取223.5kpa合適。設計溫度為25℃，在-20到200℃條件下工作屬于常溫容器。 2.3 罐體選材 16MnR比較經(jīng)濟，所以選擇16MnR鋼板為制造筒體和封頭的材料。鋼板標準號為GB6654-1996.通體結(jié)構(gòu)設計為圓筒形，制造容易，安裝內(nèi)件方便，承壓能力較好，使用最廣。 2.4 封頭結(jié)構(gòu)及選材 封他吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點，用沖壓法易于成形，制造比球形封頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)由半個橢球面和一圓柱直邊段組成。查橢圓形封頭標準（JB/T4737-95） 2.5 壁厚： 為節(jié)約制造成本，將罐體分為5層。 圓筒的計算壓力為223.5kpa，容積筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當于雙面焊的全焊透的焊接接頭，去焊接接頭系數(shù)為1.00，全部無損探傷。取許用應力為163Mpa。 第2章 2.6 封頭壁厚計算 標準橢圓形封頭a:b=2:1 封頭計算公式： 可見封頭厚度近似等于筒體厚度，則取同樣厚度。因為封頭厚度≥16㎜則標準橢圓形封頭的直邊高度ha=35㎜。 2.7 人孔選擇 容器上開設人孔規(guī)定當Di＞1000時至少設一個人孔，壓力容器上開孔最好是圓形的，人孔公稱直徑最小尺度為Φ400㎜。 2.8 進出料管的選擇 材料：容器管一般采用無縫鋼管，所以液體進料口接管材料選擇無縫鋼管，采用無縫鋼管標準GB8163-87。材料16MnR。 結(jié)構(gòu)：接管伸進設備內(nèi)切成45度，可避免物料沿設備內(nèi)壁流動，減少物料對壁的磨損和腐蝕。 2.9 液位計的設計 液位計的種類很多，常用玻璃板液位計有三種：透光式、反射式、視鏡式。 選用反射式玻璃板液位計，標準號HG21590-95，法蘭形式及其代號C型（長頸對焊突面管法蘭HG20617-97），液位計型號R型公稱壓力PN4.0，使用溫度0到250℃。 安全閥的選型（兩個） 整定壓力值（兩個閥門分別為） 額定蒸汽壓力(Mpa) 工作壓力+0.03Mpa 工作壓力+0.05Mpa ≦0.8 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 2.10 排污閥的選型 選擇無縫鋼管GB8163-87熱軋鋼為材料的排污管焊接在容器底部，尺寸為Φ8912mm。 2.11 溫度計： 一般罐壁上安裝三個，上部，中部，下部各一個，以便于檢查對比。 2.12 放空閥： 放空閥安裝在儲罐的頂部，做成向下U型彎，作火炬系統(tǒng)時，需將U型彎角去掉。 2.13 檢尺口 一般安裝在儲罐頂部。 2.14 取樣口 根據(jù)GB/T 6680-2003采樣的基本要求 2.14.1 采樣人員必須熟悉被采液體化工的特性、安全操作的有關知識及處理方法，嚴格遵守GB/T 3723的各項規(guī)定。 2.14.2 采樣前應進行預檢，并根據(jù)檢查結(jié)果制定采樣方案，按此方案采的具有代表性的樣品。 2.15 防靜電 根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》，對爆炸、火災危險場所內(nèi)可能產(chǎn)生靜電危險的設備和管道，均應采取靜電接地措施。裝卸棧臺和碼頭的管道、設備、建筑物、構(gòu)筑物的金屬構(gòu)件和鐵路鋼軌等（作陰極保護者除外），均應作電氣連接并接地。 第2章 2.16 可燃氣體報警（SH3063-1999） 系統(tǒng)的最基本的構(gòu)成包括檢測器和報警器組成的可燃氣體報警儀，或由檢測器和指示報警器組成的可燃氣體或有毒氣體檢測報警儀，也可以是專用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與檢測器組成的檢測報警系統(tǒng)。 2.17 罐基礎《大型儲罐基礎設計與地基處理》 取基礎厚度為0.3m，利用勾股定理可得基礎下底直徑為3.352+18=24.7m 2.18 圍堰（API Std 2510） L==53m 綜上得，圍堰高1.8m，邊長53m。 根據(jù)GB50351-2005，選用磚、砌塊防火墻，雙面抹水泥砂漿，厚度為250mm。 2.19 防火堤 2.19.1 防火堤的要求 防火堤：用于常壓液體儲罐組，在油罐和其他液態(tài)危險品儲罐發(fā)生泄漏事故時，防止液體外流和火災蔓延的構(gòu)筑物。 2.19.2 防火堤尺寸的計算 油罐組防火堤有效容積應按下式計算[3]:V= A*Hj-(V1+V2+V3+V4) 所以防火堤的總長度為52.494=209.93m。高度為 2.2m 2.20 防靜電與雷擊： 2.20.1 防止靜電甲醇罐區(qū)內(nèi)可能引起燃燒、爆炸的靜電火源主要來自物料輸送、人員行走、穿脫衣服以及其它物體摩擦產(chǎn)生的靜電。因此,與罐區(qū)安全設計密切相關的則是防止和減少物料輸送產(chǎn)生的靜電,其主要內(nèi)容包括: 2.20.2 防雷擊：由于雷電在極短時間內(nèi)放出巨大的能量,如果甲醇罐區(qū)內(nèi)的易燃易爆區(qū)域遭受雷擊,就易造成火災、爆炸事故。為抑制和減少雷電的危害,應設置防雷裝置,常見的 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 有避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷器。針對甲醇罐區(qū)不同的儲罐型式（如固定頂、浮頂）,防雷設施的設置也各異。 2.20.3 消除靜電 （GB50160-2008 9.2 9.3.） 2.20.3.1 儲罐均應采取防靜電接地措施。防靜電接地電阻值不宜大于10Ω。儲罐的防雷接地裝置可兼作防靜電接地裝置。 2.20.3.2 儲罐內(nèi)各金屬構(gòu)件必須與罐體等電位連接并接地。為消除由于管內(nèi)液態(tài)烴流動與管壁摩擦產(chǎn)生的靜電，液態(tài)烴工藝管道、不帶電的金屬部分，都應接地保護，接地電阻不得大于10歐，所有法蘭及絲扣連接處應焊上導線或用銅片跨接。 2.20.3.3 當儲罐內(nèi)壁使用防腐涂料時，只要涂料的電阻率小于所儲存液體的電阻率，就不會妨礙電荷的逸散。 2.20.3.4 為消除人體靜電，在扶梯進口處，應設置接地金屬棒，或在已接地的金屬欄桿上留出1m長的裸露金屬面。 2.20.4 儲罐裝甲醇安全操作:(1) 充裝方式;(2) 罐靜置時間;(3) 消除附加靜電 2.20.5 使用抗靜電添加劑 2.21 雷電防護GB50057 根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》甲醇儲罐區(qū)及甲類倉庫應劃分為第一類防雷建筑物。根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》甲醇儲罐防直擊雷的措施，應符合下列要求： 2.21.1 應裝設獨立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)），使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護范圍內(nèi)。架空避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸不應大于5m5m或6m4m。 2.21.2 排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、呼吸閥、排風管等的管口外的以下空間應處于接閃器的保護范圍內(nèi)，當有管帽時應按表3.2.1確定 3m： 2.21.3 架空避雷網(wǎng)至屋面和各種突出屋面的風帽、放散管等物體之間的距離，應符合下列表達式的要求，但不應小于3m： 第3章 第3章 甲醇儲罐的消防設計 3.1 甲醇儲罐的滅火方法 3.1.1 冷卻法 固定式雨淋噴水滅火系統(tǒng)該系統(tǒng)由水噴頭、傳動裝置、噴水管網(wǎng)、雨淋閥等組成。發(fā)生火災時,系統(tǒng)管道內(nèi)給水是通過火災探測系統(tǒng)控制雨淋閥來實現(xiàn)的,并設有手動開啟閥門裝置。只要雨淋閥啟動后,就可在它的保護區(qū)內(nèi)迅速地、大面積地噴水滅火,降溫和滅火效果十分顯著。在夏季時,該系統(tǒng)也可作為噴水降溫、減少儲罐“小呼吸”損失之用; 3.1.2 隔離法 固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)該系統(tǒng)由泡沫液儲罐、泡沫比例混合器、泡沫液混合液管線、消防泵、泡沫產(chǎn)生器、閥門以及水源和動力源組成。對甲醇罐區(qū),應選擇液上噴射泡沫滅火系統(tǒng),且泡沫液應具有抗溶性。此外,該系統(tǒng)不宜與滅火水槍同時使用。 3.1.2.1 控制甲醇蒸氣與空氣混合物的濃度：甲醇罐區(qū)發(fā)生起火災爆炸的條件之一,是有濃度合適的甲醇蒸氣與空氣混合物。雖然罐區(qū)中受設備和操作條件限制,完全消除甲醇蒸氣混合物是不可能的,但是通過合理布置、減少蒸氣排放、通風、惰化和設置甲醇蒸氣濃度監(jiān)測等措施,盡量減少甲醇蒸氣與空氣混合物的存在范圍,控制混合氣濃度,使之達不到爆炸極限是完全可以做到的。 3.1.2.2 減少蒸氣排放：減少蒸氣排放是罐區(qū)防火防爆的關鍵。設計上應做好下列幾點:(1)選擇合適的罐型,減少“呼吸”引起的蒸氣外泄;(2.)采用密封性能良好的閥門、泵、法蘭、墊片等;(3.)設置正確的防火堤、污水收集池等。 3.1.2.3 通風：罐區(qū)內(nèi)的建筑物(如配電、控制室等)應設有通風設施(自然或強制) 　 3.1.2.4 惰化：向甲醇蒸氣空氣混合物中充入惰性氣體,可以減少甚至消除爆炸危險和制止火焰蔓延。當混合氣中氧含量降到一定值時,即使已著火的火焰也會熄滅,這種不能使物質(zhì)燃燒的最大氧含量稱為最高允許含氧量。 3.1.2.5 設置阻火器：阻火器能有效地阻止外界火源進入儲罐。根據(jù)《石油化工企業(yè) 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 設計防火規(guī)范》規(guī)定,儲存像甲醇這種甲類易燃液體的固定頂儲罐,頂部與大氣相通的呼吸管道上必須設置阻火器,且應安裝在呼吸閥的下部。 3.1.2.6 滅火劑的選用：因為甲醇為水溶性易燃液體，所以采用抗溶性泡沫進行滅火。罐內(nèi)盛裝的是極性溶劑品，那么采用頂部澆注系統(tǒng)才是標準的選擇。 3.2 甲醇儲罐的消防設施 3.2.1在易泄漏的部位(如人孔、法蘭、閥門、機泵的密封點等)通常都設置固定式可燃氣體檢測報警器,以隨時監(jiān)測泄漏情況。當甲醇蒸氣在空氣中的濃度達其爆炸下限的2.0%～2.5%時(即濃度為～1.5%),便發(fā)出聲光信號報警,以提示盡快進行排險處理;當濃度達爆炸下限的40%～50%時(即濃度為～3.%),報警的同時,應與消防水泵、噴淋冷卻水、固定滅火系統(tǒng)、進入罐區(qū)的物料閥和通訊/廣播等設施聯(lián)動。 　 3.2.2 滅火系統(tǒng)對于甲醇罐區(qū),主要的滅火設施有: 3.2.2.1 固定式雨淋噴水滅火系統(tǒng)該系統(tǒng)由水噴頭、傳動裝置、噴水管網(wǎng)、雨淋閥等組成。發(fā)生火災時,系統(tǒng)管道內(nèi)給水是通過火災探測系統(tǒng)控制雨淋閥來實現(xiàn)的,并設有手動開啟閥門裝置。只要雨淋閥啟動后,就可在它的保護區(qū)內(nèi)迅速地、大面積地噴水滅火,降溫和滅火效果十分顯著。在夏季時,該系統(tǒng)也可作為噴水降溫、減少儲罐“小呼吸”損失之用; 3.2.2.2 固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)該系統(tǒng)由泡沫液儲罐、泡沫比例混合器、泡沫液混合液管線、消防泵、泡沫產(chǎn)生器、閥門以及水源和動力源組成。對甲醇罐區(qū),應選擇液上噴射泡沫滅火系統(tǒng),且泡沫液應具有抗溶性。此外,該系統(tǒng)不宜與滅火水槍同時使用。 3.2.2.3 移動式滅火系統(tǒng)在甲醇罐區(qū),應設置足夠的移動式滅火器。當發(fā)生局部小型火災時,工作人員能夠使用推車式、手提式滅火器將火災迅速撲滅。常用的滅火藥劑有二氧化碳滅火劑、干粉滅火劑、鹵代烷滅火劑等; 3.2.2.4 完善的消防水管網(wǎng)罐區(qū)內(nèi)應按規(guī)范設置完善的消防水管網(wǎng)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括消防水池(罐)、消防水泵、環(huán)狀管網(wǎng)、消防栓等。特別是消防泵應采用能在斷電等緊急情況下迅速啟動的驅(qū)動機,如柴油機。 第3章 3.3 甲醇儲罐的泡沫管道設計 3.3.1 儲罐區(qū)泡沫滅火系統(tǒng)的選擇 應符合下列要求（《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》第二章第一節(jié)）： 3.3.1.1 水溶性甲、乙、丙類液體的固定頂儲罐，應選用液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)或半液下噴射泡沫滅火系統(tǒng)； 3.3.1.2 高度大于7m、直徑大于9m的固定頂儲罐，不應選用泡沫槍作為主要滅火設施。 3.3.1.3 低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)：根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》8.7.2的規(guī)定，甲類可燃液體的固定頂罐應采用固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。由于甲醇屬于甲B類可燃液體而且設計的5000m3甲醇儲罐采用的是固定頂罐，所以此次設計應選用固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。 3.3.2 泡沫發(fā)生器的數(shù)目 (《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》第三章第一節(jié)、第二節(jié))固定頂儲罐液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)的燃燒面積，應按儲罐橫截面面積計算。泡沫混合液供給強度及連續(xù)供給時間，應符合下列規(guī)定：水溶性的甲、乙、丙類液體，不應小于下表的規(guī)定。 5000m3的甲醇儲罐的設計標準是D=18m，H=20m,所以泡沫發(fā)生器的設置數(shù)量應該是2個。 3.3.3 液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)泡沫產(chǎn)生器的設置 應符合下列規(guī)定： 3.3.3.1固定頂儲罐、淺盤式和浮盤采用易熔材料制作的內(nèi)浮頂儲罐的泡沫產(chǎn)生器型 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 號及數(shù)量，應根據(jù)計算所需的泡沫混合液流量確定，且設置數(shù)量不應小于下表的規(guī)定。 3.3.3.2 泡沫產(chǎn)生器的進口壓力，應為0.3～0.6MPa，其對應泡沫混合液流量，應按下式計算： 式中 q — 泡沫混合液流量(L/s)； K1 — 泡沫產(chǎn)生器流量特性系數(shù)； P — 泡沫產(chǎn)生器進口壓力(MPa)。 3.3.4儲罐上泡沫混合液管道的設置，應符合下列規(guī)定： 3.3.4.1 固定頂儲罐、淺盤式和浮盤采用易熔材料制作的內(nèi)浮頂儲罐，每個泡沫產(chǎn)生器應用獨立的混合液管道引至防火堤外； 3.3.4.2 連接泡沫產(chǎn)生器的泡沫混合液立管應用管卡固定在罐壁上，其間距不宜大于3m，泡沫混合液的立管下端，應設銹渣清掃口。泡沫混合液的立管宜用金屬軟管與水平管道連接。外浮頂儲罐可不設金屬軟管； 3.3.5 防火堤內(nèi)的泡沫混合液管道的設置，應符合下列規(guī)定： 3.3.5.1 泡沫混合液的水平管道，宜敷設在管墩或管架上，但不應與管墩、管架固定 3.3.5.2 泡沫混合液的管道，應有3‰坡度坡向防火堤。 3.3.6 防火堤外的泡沫混合液管道的設置，應符合下列規(guī)定： 3.3.6.1 泡沫混合液管道上，宜設置消火栓，其設置數(shù)量應按《低倍數(shù)泡沫滅火器設計規(guī)范》第3.1.4條規(guī)定的泡沫槍數(shù)量及其保護半徑綜合確定； 3.3.6.2 泡沫混合液的管道，應有2‰的坡度坡向放空閥，管道上的控制閥，應設置在防火堤外，并應有明顯標志； 3.3.6.3 泡沫混合液管道上的高處，應設排氣閥。 第3章 3.3.7 泡沫混合液管道的設計流速，不宜大于3m/s，其水力計算可按現(xiàn)行的國家標準《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》水力計算確定。 3.3.8 泡沫槍 設置固定式泡沫滅火系統(tǒng)的儲罐區(qū)，應在其防火堤外設置用于撲救液體流散火災的輔助泡沫槍，其數(shù)量及其泡沫混合液連續(xù)供給時間，不應小于下表的規(guī)定。每支輔助泡沫槍的泡沫混合液流量不應小于 240L／min。 泡沫槍數(shù)和連續(xù)供給時間表： 儲罐直徑（m） 配備泡沫槍數(shù)（支） 連續(xù)供給時間（min） ≤10 ＞10且≤20 ＞20且≤30 ＞30且≤40 ＞40 1 1 2 2 3 10 20 20 30 30 3.3.9 泡沫混合液設計用量的確定應符合下列要求： 3.3.9.1 泡沫滅火系統(tǒng)撲救儲罐一次火災的泡沫混合液設計用量：M1 = A1 R1 T1 式中：M1-- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)撲救一次火災的泡沫混合液設計用量（L）； A1 -- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)撲救一次火災的最大保護面積（m2）； R1-- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)泡沫混合液供給強度（L／minm2）； T1 -- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)泡沫混合液連續(xù)供給時間（min）。 M1 =3.14*92*12*25=76302(L)=76.302(M3) 實驗證明，抗溶性泡沫與水按 6：94的比例混合，產(chǎn)生難過的泡沫性能較好，因此不應小于6：94. 消防水的用量： 1294/100=11.28 L/m2.min V=π9211.2825/1000=71.7 m3 第4章 故水量為：V= 71.7 m3 消防水泵的功率： Ne=ρgVHe/ η=【1000 9.8 71.7 20】/80%25/60=41.76 KW 3.3.9.2 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)撲救一次火災的泡沫混合液設計用量：M2=1.2A2K2T2 式中：M2-- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)撲救一次火災的泡沫混合液設計用量（L）； A2 -- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)撲救一次火災的最大保護面積（m2）； R2-- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)泡沫混合液供給強度（L／minm2）； T2 -- 泡沫炮、泡沫槍系統(tǒng)泡沫混合液連續(xù)供給時間（min）。 3.3.10 泡沫管道布置圖 注*： 1. 當泡沫混合液管道在防火堤外環(huán)狀布置時，利用環(huán)狀管道上設置泡沫消火栓就能實現(xiàn)半固定系統(tǒng)功能，但不如在通向泡沫產(chǎn)生器的支管上設置帶控制閥的管牙接口方便。因此也要設置蝶閥。 2.地上泡沫混合液水平管道，應敷設在管墩或管架上，但不應與管墩、管架固定。與罐壁上的泡沫混合液立管之間宜用金屬軟管連接。 3.埋地管道距離地面的深度應大于0.3m，與罐壁上的泡沫混合液立管之間應用金屬軟管或金屬轉(zhuǎn)向接頭連接。 4.在靠近防火堤外側(cè)處的水平管道上應設置供檢測泡沫產(chǎn)生器工作壓力的壓力表接口。 5.泡沫混合液的管道應有2‰的坡度坡向放空閥，管道上的控制閥，應設置在防火堤 外，并應有明顯標志。 6.泡沫混合液管道上的高處應設排氣閥。 7.為防止泡沫混合回流，應設置止回閥。 8.蝶閥的優(yōu)點： 1）、啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作。 　　2）、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕。 　　3）、可以運送泥漿，在管道口積存液體最少。 　　4）、低壓下，可以實現(xiàn)良好的密封。 　　5）、調(diào)節(jié)性能好。 3.4 甲醇儲罐應急事故預案 3.4.1 編制目的 為更好貫徹《安全生產(chǎn)法》，落實危險化學品安全管理條例，加強危險化學品的安全管理，保證企業(yè)、社會及人民生命財產(chǎn)的安全，防止突發(fā)性化學事故的發(fā)生，并能在事故發(fā)生后迅速、有效的控制處理，本著“預防為主、自救為主、統(tǒng)一指揮、分工負責”的原則，特制定我廠的化學事故應急預案。 3.4.2 危險目標 5000m3甲醇儲罐一個。甲醇，又稱“木醇”或“木精”，為無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體無色澄清液體。微有乙醇樣氣味。易揮發(fā)。易流動。燃燒時無煙有藍色火焰。相對密度(d204)0.7915。熔點-97.8℃。沸點64.7℃。閃點(閉杯)12℃。易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限6.0%～36.5%(體積)。有毒，一般誤飲15ml可致眼睛失明，一般致死量為100～200ml。 3.4.3 應急指揮 工廠成立化學事故應急救援領導小組，下設應急救援辦公室，日常工作由工廠生產(chǎn)部門兼管，發(fā)生巨大事故時，以指揮領導小組為基礎，經(jīng)理任總指揮，生產(chǎn)廠長任副總指揮，負責組織、指揮整個救援工作，在廠區(qū)設立指揮部。 3.4.4 事故處理 3.4.4.1 一旦發(fā)生火情應迅速向消防部門并向廠調(diào)度室報告，報警和報告中須說明灌區(qū)的位置、著火罐的位號及儲存物料的情況，以便消防部門迅速趕赴火場進行撲救。 3.4.4.2 對事故危害情況的初始評估。先期處置隊伍趕到事故現(xiàn)場后，對事故發(fā)生的基本情況作出盡可能準確的初始評估，包括事故范圍及事故危害擴展的潛在可能性以及人員傷亡和財產(chǎn)損失情況。 　 3.4.4.3 封鎖事故現(xiàn)場。嚴禁一切無關人員、車輛和物品進入事故危險區(qū)域。開辟應急救援人員、車輛及物資進出的安全通道，維持事故現(xiàn)場的社會治安和交通秩序。 　　3.4.4.4 危險物質(zhì)探測及控制危險源。根據(jù)發(fā)生事故的特種設備的技術、結(jié)構(gòu)和工藝特點以及所發(fā)生事故的類別，迅速展開必要的技術檢驗、檢測工作，確認危險物質(zhì)的類型和特性，制定搶險救援的技術方案，并采取特定的安全技術措施，及時有效地控制事故的擴大，消除事故危害和影響，并防止次生災害的發(fā)生。 　　3.4.4.5 建立現(xiàn)場工作區(qū)域。根據(jù)事故的危害、天氣條件（特別是風向）等因素，設立現(xiàn)場搶險救援的安全工作區(qū)域。 　　3.4.4.6 對特種設備事故引發(fā)的危險介質(zhì)泄漏應設立三類工作區(qū)域，即危險區(qū)域、緩沖區(qū)域和安全區(qū)域。 　　3.4.4.7 搶救受害人員。及時、科學、有序地展開受害人員的搶救或安全轉(zhuǎn)移，盡最大可能降低人員的傷亡、減少事故所造成的財產(chǎn)損失。 　 3.4.4.8 設立人員疏散區(qū)。根據(jù)事故的類別、規(guī)模和危害程度，迅速劃定危險波及范圍和區(qū)域，組織相關人員和物資安全撤離危險區(qū)域。 　　3.4.4.9 在搶險救援的同時，開展事故調(diào)查與取證，初步分析事故原因，防止事故進一步擴大。 　　3.4.4.10 清理事故現(xiàn)場。針對事故對人體、動植物、土壤、水源、空氣造成的現(xiàn)實的和可能的危害，迅速采取封閉、隔離、清洗、化學中和等技術措施進行事故后處理，防止危害的繼續(xù)和環(huán)境的污染。 3.4.5 規(guī)定和要求 為能在事故發(fā)生后，迅速、有效地進行處理，盡可能減少事故造成的損失，平時必須做好應急救援的準備工作。 (1)、落實應急救援組織，救援搶險隊伍的訓練工作。 (2)、準備各種搶救物資及防護用品、消防器具等。 (3)、定期組織訓練和演習，提高指揮水平和救援技能。 第4章 冷卻系統(tǒng) 由于夏季氣溫高，且甲醇合成和甲醇精餾裝置產(chǎn)生的粗甲醇和精甲醇產(chǎn)品都在30C—40C，當甲醇冷卻器.換熱器結(jié)垢可能更高。甲醇有揮發(fā)性，其密度比空氣略大，有風時會隨風散，即使無風時，也能沿地面向外擴散，并易積聚在地勢低洼地帶。因此需要設噴淋水冷卻降溫裝置，減少甲醇蒸汽的泄放量，減少火災危險性。 4.1水噴霧系統(tǒng)的作用 4.2選擇系統(tǒng)類型 濕式系統(tǒng)適合在溫度不低于4C并不高于70C環(huán)境中使用自動噴水滅火系統(tǒng) 4.3系統(tǒng)組成設施 應有灑水噴頭.水流指示器.報警閥組.壓力開關等組件和末端式水裝置以及管道.供水設施（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范4.2.9） 4.5工作原理 與其它自動噴水滅火系統(tǒng)相比較，結(jié)構(gòu)相對簡單，處于警戒狀態(tài)時，有消防水箱或穩(wěn)壓泵.氣壓給水設備等穩(wěn)壓設施維持管道內(nèi)沖水的壓力。溫度升高時，由閉式噴頭探測，水流指示器報告，報警閥組輸出啟動供水泵信號，完成系統(tǒng)的啟動。 4.5設施介紹 4.5.1報警閥組 4.5.1.1 每個報警閥組供水的最高與最低位置噴頭，其高程差不宜大于50m。（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范6.2.4） 4.5.1.2 連接報警閥進出口的控制閥，宜采用信號閥。當不采用信號閥時，控制閥應設鎖定閥位的鎖具。（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范6.2.7） 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 4.5.1.3 水力警鈴的工作壓力不應小于0.05MPa。（根據(jù)噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范6.2.8） 4.5.1.4 一個報警閥組控制的噴頭數(shù)的應符合下類規(guī)定:濕式系統(tǒng)、預作用系統(tǒng)不宜超過800只；干式系統(tǒng)不宜超過500只。（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范6.2.3） 4.5.2管道 4.5.2.1 配水管道的工作壓力不應大于1.2MPa并不應設置其他其他用水設施 4.5.2.2 配水管道應采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼等，當報警閥入口前管道采用內(nèi)壁不防腐的鋼管，應再該段管道的末端設過濾器。（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范8.0.2） 4.5.2.3 系統(tǒng)管道的連接，應采用溝槽連接件（卡箍），或絲扣、法蘭連接。報警閥前采用內(nèi)壁不防腐鋼管時，可焊接連接。（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范8.0.3） 4.5.2.4 系統(tǒng)管道設計的原則是壓力平衡即同一環(huán)管上各噴頭工作壓力的平衡，各環(huán)管間壓力的平衡。只有壓力平衡，供水量才能平衡，布水才均勻。 4.5.2.5配水干管：報警閥后向配水管給水的管道。 4.5.2.6配水管：向配水支管供水的管道 4.5.2.7配水支管：直接或通過短立管向噴頭供水的管道。 4.5.3 消防水箱 4.5.3.1 采用臨時高壓給水系統(tǒng)的自動噴水滅火系統(tǒng)，應設高位消防水箱，其儲水量應符合現(xiàn)行有關國家標準的規(guī)定。 4.5.3.2 消防水箱的出水管，應符合：應設止回閥，并應與報警閥入口前管道連接。 4.5.4 水泵接合器 4.5.4.1 當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應采取增壓措施（根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范10.4.2） 4.5.5 末端試水裝置 4.5.5.1 為了檢驗系統(tǒng)的可靠性，測試系統(tǒng)能否在開放一只噴頭的最不利條件下可靠報警并正常啟動，要求在每個報警閥的供水最不利點處設置末端試水裝置。 第4章 4.5.6 水流指示器 4.5.6.1 水流指示器的功能，是及時報告發(fā)生火災部位。 4.5.6.2 為使系統(tǒng)維修時關停的范圍不致過大而在水流指示器入口前設置閥門時，要求該閥門采用信號閥，以便顯示閥門的狀態(tài)，其目的是為了防止因誤操作而造成配水管道斷水的故障。 4.5.7 冷卻用水量 自動噴水滅火系統(tǒng)的持續(xù)噴水時間，應按火災延續(xù)時間不小于1h確定（選用2h）。選用ZSTWA-120-50型中速水霧噴頭其工作壓力0.35Mpa，單個噴頭出水量50 L/m2 水池用量：V=50*240*72／1000=864m 泵的功率一般在85％到90％。 泵的功率P=ρgσH／1000η=1000*9.8*(50*60／1000)*72*20／1000*85%=13.8KW 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 第5章 安全管理措施 5.1 甲醇的物化性質(zhì) 甲醇是一種有毒、易燃燒、易揮發(fā)的水溶性可燃液體。有雜質(zhì)存在時甲醇具有腐蝕性。甲醇屬于甲B類可燃液體（《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》3.0.2表2），正常操作時擴散范圍約3m，泄漏后擴散范圍在10～15m（《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》5.2.1條文說明4）。 能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和許多其他有機溶劑相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。燃燒反應式為：　 5.2 甲醇的危險特性 易燃，甲醇蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引燃爆炸。甲醇與氧化劑接觸發(fā)生化學反應或引起燃燒。在火場中，受熱的容器有爆炸的危險。甲醇蒸汽比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。 5.3 區(qū)域規(guī)劃和總平面布置 由于甲醇的易燃性和揮發(fā)性以及儲存過程中潛在的火災爆炸危險性，甲醇罐區(qū)的防火防爆設計必須既要注意預防火災和爆炸的發(fā)生，也要盡量減少火災和爆炸造成的損失。 5.3.1 參照《建筑設計防火規(guī)范》第3．3．8條的規(guī)定，甲、乙類廠房與民用建筑之間的防火間距不應小于25m，距重要的公共建筑物不宜小于50m；參照(石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范)第3．1.7條的規(guī)定，工藝裝置或設施與居住區(qū)、公共福利設施和村莊的距離不應小于100m，甲、乙類工藝裝置或設施與相鄰工廠(圍墻)的距離不應小于50m；參照《石油化工企業(yè)衛(wèi)生防護距離》(SH3093—1999)第2．0．1條的規(guī)定，石油化工裝置或設施與居民居住區(qū)之間的衛(wèi)生防護距離基本要求是大于500m，以避免毒物泄漏、火災爆炸，殃及居民。 5.3.2 建筑物的耐火等級：《建筑設計防火規(guī)范》的3.2.1將建(構(gòu))筑物的耐火等級分為一、二、三、四級。對不同耐火等級的建(構(gòu))筑物構(gòu)件分別提出了燃燒性能和耐火極 第5章 限的要求。由于甲醇屬于甲B類易燃液體，罐區(qū)內(nèi)建(構(gòu))筑物(如配電室、控制室、管架等)的耐火等級應按二級考慮，所用建筑材料應為非燃燒體。 5.3.3 化工裝置或部位應設必要的安全閥、靜電接地、避雷設施、可燃氣體檢測儀、水封井、聯(lián)鎖、氮封、呼吸閥和阻火器等。 5.4 儲罐型式 （結(jié)構(gòu)設計為圓筒形的優(yōu)點）（根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》6.2.2條文說明，采用固定頂儲罐（加設氮封）） 5.5 電氣的防爆 甲醇易揮發(fā)，其蒸氣在罐區(qū)內(nèi)與空氣形成爆炸性混合物(爆炸極限6.0～36.5%)存在潛在的爆炸危險性，因此甲醇罐區(qū)的電氣設計應嚴格遵循以下要點： 5.5.1 爆炸危險環(huán)境區(qū)域：根據(jù)《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》第2.2.1條的規(guī)定， 1區(qū)指在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，設計的5000m3甲醇儲罐采用的是固定頂罐，在正常操作時存在“呼吸”損失，可能出現(xiàn)甲醇蒸氣的爆炸性氣體混合物，故罐區(qū)的爆炸危險區(qū)域等級為1區(qū)。 5.5.2 爆炸危險區(qū)域的范圍：《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》3.0.2表2列出甲醇屬于甲B類易燃液體。正常操作時擴散范圍約3m，《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》5.2.1條文說明4指出甲醇泄漏后擴散范圍在10～15m。故根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》5.2.1條文說明6的規(guī)定，甲醇罐區(qū)爆炸危險區(qū)域的范圍定為15m。 5.6 甲醇罐區(qū)潛在的火災爆炸危險性 5.6.1 揮發(fā)性：甲醇的相對揮發(fā)度為6.3（乙醚=1），臨界壓力為7.96106Pa，20℃時的飽和蒸汽壓為96.3mmHg。溫度越高，蒸汽壓越高，揮發(fā)性越強。 5.6.2 流動、擴散性：甲醇的粘度0.5945cp（20℃）并隨溫度升高而降低，有較強的流動性。又由于甲醇蒸汽比空氣重，即使在無風的條件下也能沿著地面向外擴散。因此，在甲醇儲存過程中如果發(fā)生溢流、泄漏等現(xiàn)象，物料就會很快向四周擴散。 5.6.3 高易燃性：根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》3.0.2表2的規(guī)定，甲醇屬于 南京工業(yè)大學本科生課程設計（論文） 甲B類的可燃液體。根據(jù)《危險貨物品名表》6.2的規(guī)定，中閃點的范圍為-18～23℃，而甲醇的閃點為11.1℃（閉杯）所以屬于中閃點的物質(zhì)。根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》3.0.2條文說明，可燃液體的閃點越低則危險性便越大。 5.6.4 蒸氣的易爆性：甲醇的相對揮發(fā)度為6.3（乙醚=1），揮發(fā)性較強，所以在罐區(qū)通常存在一定量得甲醇蒸汽。當甲醇蒸汽與空氣混合物的濃度達到爆炸下限（6.0%）時，遇到火源就會發(fā)生爆炸。 5.6.5 聚積靜電性：靜電的產(chǎn)生和聚積與物質(zhì)的導電性相關。介電常數(shù)小于10、電阻率大于106?CM的液體具有較大的帶電能力。由于甲醇的介電常數(shù)為33.7（20℃）、電阻率為，因此甲醇在管輸和灌裝過程中能產(chǎn)生靜電，故有著火或爆炸的危險。 5.7 事故應急救援系統(tǒng) 5.7.1 應急救援系統(tǒng)的基本原則：在預防為主的前提下，統(tǒng)一指揮、分級負責、區(qū)域為主、單位自救和社會救援相結(jié)合。 5.7.2 應急救援系統(tǒng)的基本任務：（1）立即組織營救受害人員，組織撤離或采取其他措施保護危害區(qū)域內(nèi)的其他人員。（2）迅速控制危險源，并對事故造成的危害進行檢驗、監(jiān)測，測定事故的危害區(qū)域、危害性質(zhì)及危害程度。 5.7.3 應急救援系統(tǒng)中組織機構(gòu)及職責：（1）救援指揮中心，協(xié)調(diào)應急組織各個機構(gòu)運作和關系；（2）事故現(xiàn)場指揮機構(gòu)，負責事故現(xiàn)場的指揮、調(diào)度及資源的有效利用；（3）支持保障機構(gòu)，提供應急物質(zhì)和人員的保障；（4）媒體機構(gòu)，安排媒體報道、采訪、新聞發(fā)布；（5）信息管理機構(gòu)，信息管理、信息服務。 5.7.4 應急救援預案：（1）對可能發(fā)生的事故進行預測和評價；（2）人力、物資等資源的確定與準備；（3）明確應急組織和人員的職責；（4）設計行動戰(zhàn)術和程序； （5）訓練和演習；（6）事故后清除和恢復程序 5.7.5 應急救援行動方案：（1）現(xiàn)場初始評估。（2）危險物質(zhì)的探測。（3）建立現(xiàn)場工作區(qū)域。（4）確定重點保護區(qū)域。（5）行動的優(yōu)先原則 5.7.6 應急訓練和演習目的：（1）測試預案和程序的充分程度；（2）測試緊急裝置、設備及物質(zhì)資源供應；（3）提高現(xiàn)場內(nèi)、外的應急部門的協(xié)調(diào)能力；（4）判別和改正預案的缺陷；（5）提高公眾應急意識。 5.7.7 事故后的恢復：（1）現(xiàn)場警戒和安全；（2）清潔與凈化（3）對從業(yè)人員供幫 第5章 助；（4）對破壞損失的評估；（5）保險的索賠；（6）事故調(diào)查；（7）重建。 參考資料： GB50151-92《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》； GB50160-2008《石油化工企業(yè)放火設計規(guī)范》； 《南京市特種設備重大事故應急預案》；