石油化工装置安全设计

石油化工装置安全设计李源教授级高级工程师国际项目管理专家（PMP）注册一级建造师注册安全工程师二00九年十月一概述1.1安全设计要点1.1.1防火1.1.2防爆1.1.3防止泄漏1.2火灾危险分类1.2.1可燃气体类别与空气混和物的爆炸下限（体积%）甲类≤10乙类≥101.2.2可燃液体类别特征甲A15℃时蒸汽压〉0.1MPa的液化烃类液体类B闪点28℃的可燃液体（A类除外）乙A闪点28℃～45℃的可燃液体类B闪点45℃～60℃的可燃液体丙A闪点60℃～120℃的可燃液体类B闪点〉120℃的可燃液体1.2.3生产过程生产类别特征甲甲类可燃物质常温下可自燃或与水和水蒸气作用燃爆的物质与外部物质或催化剂反应燃爆的物质受外部能量作用燃爆的物质密闭设备内操作温度高于自燃点的物质乙乙类气体和乙A类液体除甲类外的物质助燃气体与空气混和后可爆炸的粉尘纤维和闪点≧60℃的雾滴丙丙类液体可燃固体丁加工非燃烧物质高温或火焰生产使用燃料生产常温下加工难燃物质戊常温下加工非燃烧物质1.2.4物品储存储存物质类别特征甲甲类可燃物质常温下可自燃或与水和水蒸气作用燃爆的物质与外部物质或催化剂反应燃爆的物质受外部能量作用燃爆的物质乙乙类气体和乙A类液体除甲类外的物质助燃气体常温下与空气作用积热自燃的物质丙丙类液体可燃固体丁难燃物质戊非燃烧物质二装置选址2.1以下地质条件不得设立装置：2.1.1滑坡、断层、泥石流、严重流沙、淤泥、溶洞和地下水位高的地区。2.1.2地基承载力低于1kg/cm2的地区。2.1.3地震烈度9度及以上地区。2.2地理条件2.2.1避开爆破危险区和采矿崩落区。2.2.2避开洪水威胁。2.2.3设在外部条件便利地区。2.2.4设在下风下水地区。2.3气象条件2.3.1设在天气影响较小的位置。2.3.2避开窝风地区。2.3.3设在临近居民区最小频率风向上风侧。2.3.4避开自然疫区。2.4周边环境相邻设施化工设施防火间距（米）烃类罐组火炬装置居民区公共福利设施120120100相邻工厂围墙12012050国家铁路中心线558045厂外企业铁路中心线458035铁路编组站558045厂外公路256020变配电站8012050架空电力线路中心线1.5倍杆高801.5倍杆高国家架空通讯线路中心线508040通航江河岸边258020三装置平面布置3.1安全设置原则3.1.1功能分区。3.1.2保证距离。3.1.3预留空地。3.2区块布置原则3.2.1人流与物流分离。3.2.2按流程顺序布设。3.2.3火源最小频率风向上风侧。3.2.4动力与公用工程远离危险区。3.2.5罐区不靠排水沟，地坪低于装置地面时设围堰。3.2.6装运站厂外独立。3.3防火间距按照BG50160《石油化工企业设计防火规范》执行。3.4场内道路3.4.1厂区大门3.4.1.1不同方位设两处大门。3.4.1.2主门不与铁路交叉。3.4.2厂内道路3.4.2.1区外主道宽10～30米，转弯半径大于12米，净高大于5米。3.4.2.2区内辅道宽大于4米，净高大于5米。3.4.2.3主道和消防道不得与铁路交叉。3.4.3消防道3.4.3.1仓库环区消防道宽大于6米，转弯半径大于12米，净高大于5米。3.4.3.2罐区环区消防道宽大于6米，转弯半径大于12米，罐中心距路小于120米。3.4.3.3罐区单侧消防道至罐中心大于80米。3.4.4厂内铁路3.4.4.1集中布设在厂区边缘。3.4.4.2固体产品装卸线布设于仓库边缘。3.4.4.3液体产品装卸线不做行走线。3.4.4.4尽头线车挡至最后车位大于20米。3.4.4.5内燃机车至另一棧台鹤位大于12米。3.4.4.6相邻棧台大于10米，密闭装卸距离减少25%。3.4.4.7线段平直，半径大于500米。3.5设备间距3.5.1总体要求3.5.1.1区间留有空地。3.5.1.2避免集中布置。3.5.1.3按照流程布设。3.5.1.4尽量设于地面。3.5.2塔器3.5.2.1检修场地设于道路两侧。3.5.2.2人孔朝向检修场地。3.5.3冷换设备3.5.3.1尽量设于地面。3.5.3.2架上设置时，管箱至平台扶手间距为0.9～1.2米。3.5.3.3抽芯空间留在靠近道路侧。3.5.3.4封头端留1.8～3米空间。3.5.3.5管箱端留出管束长度加1.5米空间。3.5.4压缩机3.5.4.1尽量设于室内。3.5.4.2设于装置上风侧。3.5.4.3处理可燃介质应敞开布置。3.5.4.4留有检修空间。3.5设备间距3.5.5钢结构3.5.5.1纵横两向直线布置。3.5.5.2避开火源下风向。3.5.5.3宽度留有30%裕度。3.5.5.4交叉管架留有大于0.6米高差。3.5.5.5跨越铁路高度大于5.5米，跨越公路大于5米。3.5.5.6单层管廊大管在两侧，内侧为工艺管线，中间为公用工程管线。3.5.5.7双层管廊上层为公用工程管线，下层为工艺管线。3.5.5.8布设输送可燃介质管线的管廊不得与无关设施交叉。3.5.5.9地下管线穿越道路段设套管。3.5.5.10含可燃介质污水管线不沿路面或路肩设置。3.5.5.11近地设置管线不得环绕装置。3.5.5.12可燃挥发介质源30米以内设置管线应采取防治气体积聚和窜入措施。3.5.6仪表间3.5.6.1设于装置一侧危险较小的位置。3.5.6.2危险区内的非防爆在线分析仪表箱应正压通风。四建筑结构4.1建筑物和构筑物的防火4.1.1建筑物的耐火等级：从受到火的作用起，到失掉支撑能力或发生穿透裂纹或背火面温度达到220℃时的时间。4.1.2以楼板的耐火极限为基准，按照在建筑结构中的地位确定：4.1.2.1二级耐火等级建筑物楼板的耐火极限为1小时。4.1.2.2一级耐火等级的为1.5小时。4.1.2.3三级耐火等级的为0.5小时。4.1.2.4无耐火保护层的钢柱的耐火极限为0.25小时4.1.2.5附加了耐火保护层的构件耐火极限不低于1.5小时4.1.3钢结构需附加耐火层的要求：4.1.3.1设置有单个容积大于或等于5立方米的甲乙类可燃液体设备。4.1.3.2设置有单个容积大于或等于5立方米的介质温度高于自燃点的乙丙类可燃液体设备。4.1.3.3加热炉支架。4.1.3.4危险区内的主管廊。4.1.3.5危险区内设置有总重大于25吨或高径比大于等于8的非可燃介质设备。4.1.3.6单层框架的木梁柱。4.1.3.7多层框架透空篦子板时，地面以上10米内的木梁柱。4.1.3.8多层框架封闭楼板以上的木梁柱。4.1.3.9设备承重支架或加热炉支架的木梁柱。4.1.3.10钢裙座外侧未保温面和直径大于1.2米的内侧。4.1.3.11底层主管带的木梁柱。4.2建筑物阻火4.2.1防火门4.2.1.1设置于外墙或防火墙。4.2.1.2具有耐火功能。4.2.1.3用来阻断火源。4.2.2防火墙4.2.2.1在建筑物内专门建造的防止火势蔓延的墙体。4.2.2.2用来分隔建筑物。4.2.2.3应避免设于拐角处。4.2.3防火壁4.2.3.1与防火墙功能相同。4.2.3.2建于建筑物外。4.2.3.3不得承重。4.3厂房防爆4.3.1布设位置4.3.1.1设定防火间距。4.3.1.2避免朝向正西。4.3.1.3防止阳光直射。4.3.1.4位置通风良好。4.3.1.5符合相应结构要求。4.3.1.6不应设于地下。4.3.1.7不得设置办公区域。4.3.1.8不得设置配电设施。4.3.1.9临近一二级耐火区域。4.3.1.10设置安全出口。4.3.2耐爆结构4.3.2.1混凝土框架结构：现浇等级高于装配。4.3.2.2承重砖结构：单层厂房。钢筋混凝土圈梁加强。4.3.2.3不发火地面4.3.2.4防止玻璃聚光：磨砂玻璃。蓝色玻璃。4.3.2.5泄压隔爆设施：轻质墙体或屋顶。减压板或防爆窗。4.4安全疏散4.4.1允许疏散时间：建筑物发生火灾时，人员可以安全离开建筑物的时间。4.4.1.1考虑起火后，烟气对人的威胁。4.4.1.2考虑建筑物结构的倒塌。4.4.2安全疏散距离：房间最远点与门或逃生楼梯的距离越短越好。生产类别耐火等级单层厂房多层厂房甲一二级3025乙一二级7550丙一二级三级80606040丁一二级三级四级不限6050不限50—戊一二级三级四级不限10060不限75—4.4.3安全出口宽度4.4.3.1底层门：门的宽度应大于0.9米。每层门的数量按层内容纳的人数设定。4.4.3.2疏散楼梯：楼梯间封闭，宽度大于1.1米。耐火材料建造，设置事故照明。4.4.3.3疏散走道：走道宽度应大于1.4米。每层走道的数量按层内容纳的人数设定。4.4.3.4室外消防梯：高度10米以上的建筑物应设置室外消防梯。梯子宽度大于0.7米，坡度小于60度。每层出口设平台，平台栏杆高0.8米。4.4安全出口数量4.4.1同一建筑两个以上安全出口。4.4.2建筑物内容纳5人以下时，可只设1个出口。五工艺装置5.1生产设备5.1.1紧急开关：5.1.1.1控制点和给料点无危险操作。5.1.1.2形状醒目。5.1.1.3设有残余能量联动缓释装置。5.1.2预防意外启动：5.1.2.1强制切断动力源。5.1.2.2多锁同时开启。5.1.2.3现场控制。5.1.2.4钥锁分离。5.1.2.5操作位置闭锁。5.1.2.6势能最低。5.1.3控制调节装置：应设置自动保护装置。5.1.4动部件保护5.1.4.1功能：封闭、隔离、限速、限位、防坠落、防逆转5.1.4.2以下参数的皮带传动装置应设置防护罩：距地面2米以上。中心距3米以上。宽度0.15米以上。转速9米/秒以上。5.1.4.3皮带传动装置防护罩与皮带的间距大于0.05米。5.1.4.4网眼防护罩应保证相应的安全距离。网眼防护罩安全距离人体部位网眼开口宽度（mm）安全距离(mm)手指尖小于6.5大于等于35手指小于12.5大于等于92手掌小于20大于等于135上肢小于47大于等于460足尖小于761505.2装置5.2.1安全设计的四个层级5.2.1.1控制参数预防事故。5.2.1.2发生事故抑爆泄压。5.2.1.3控制事故防止扩大。5.2.1.4有效疏散防止次生。5.2.2平面布置5.2.2.1防火间距。5.2.2.2露天布置。5.2.2.3分区设置：高类比设备面积比例小于5%，可降类别。5.3安全设施5.3.1基本安全设施5.3.1.1组分控制。5.3.1.2温度控制。5.3.1.3火源切断。5.3.1.4标准测定。5.3.2局部安全设施5.3.2.1阻止火焰转播冷却器。安全罩。阻火器。5.3.2.2抑止爆聚分解爆炸：加药装置。5.3.2.3防止火灾蔓延：水幕。气幕。5.3.2.4泄压保护：安全阀。爆破片。5.3.2.4截流止递：紧急切断阀。单向阀。5.3.2.5报警应急：报警器。应急开关。5.3.2.6防止溢流：防火堤。防火墙。5.4工业卫生5.4.1防止泄露5.4.2防止中毒5.4.2.1通风：局部排风：要求保证风压合标。全面通风：适用于低毒场合。5.4.2.2净化：冷凝。吸收。焚烧。吸附。5.5工艺管道5.5.1防腐5.5.2防火5.5.2.1多层布置：工艺温度250℃以上的管线布设于管廊上层。工艺介质为腐蚀可燃的管线布设于管廊下层。5.5.2.2同层布置：工艺温度250℃以上的管线布设于外侧。工艺温度250℃以上的管线不得与烃类管线相邻。氧气线与其他管线分开，间距0.25米以上。5.5.2.3可燃介质管线不与无关建筑物交叉。5.5.2.4采样管线不得进如室内。5.5.2.5管线出装置应设置隔离。5.5.2.6阀组平台大于8米,双向设梯。5.5.2.70.25米以下管线螺纹连接处密封焊接。5.5.2.8公用工程管道进设备设切断阀，间歇运行设双阀。5.5.2.9生产污水暗沟覆土大于0.2米。5.5.2.10生产污水井盖座密封无孔洞。5.5.2.11装置排水口设水封，高度大于0.25米。六储