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文檔簡介
1、1 前言隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,化工企業(yè)的規(guī)模日益增大、數(shù)量日益增多。化 工行業(yè)屬于高危行業(yè),具有危險(xiǎn)物質(zhì)多、生產(chǎn)過程復(fù)雜、對(duì)環(huán)境條件要求高、火災(zāi)危險(xiǎn)性 大、事故多發(fā)、事故嚴(yán)重度高的特點(diǎn)。近幾年化工企業(yè)火災(zāi)爆炸事故頻繁發(fā)生,化工企業(yè) 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)成為人們普遍關(guān)注的社會(huì)問題?;瘜W(xué)工業(yè)是化學(xué)工業(yè)的重要組成部分,它囊括了很多生產(chǎn)部門,如農(nóng)藥行業(yè),化肥行 業(yè),橡膠助劑行業(yè),合成材料行業(yè)等等,在中國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中有重要作用,是中 國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。 中國化工行業(yè)占工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量的 20%,因而對(duì)國民經(jīng)濟(jì)非常重要?;て髽I(yè)是一個(gè)危險(xiǎn)系數(shù)相當(dāng)高的行業(yè),導(dǎo)致危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)因素也很多,為了有效的控
2、 制相關(guān)的危險(xiǎn),應(yīng)該從人 機(jī)環(huán)境三個(gè)方面同時(shí)控制有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素,詳細(xì)了解有 關(guān)化學(xué)品的物化性質(zhì),毒性,腐蝕性,輻射性等,加強(qiáng)培養(yǎng)操作人員的安全素質(zhì),詳細(xì)了 解相關(guān)的安全操作規(guī)程,以便從物,和人的方面消除和控制風(fēng)險(xiǎn)因素。最后對(duì)整個(gè)化工企業(yè)的區(qū)域規(guī)劃,設(shè)計(jì)相應(yīng)的區(qū)塊布置,防火間距,車間布置,車間 設(shè)備布置,典型設(shè)備的布置等,從而在消除或控制事故,以及在事故發(fā)生后能夠最大的減 少損失的發(fā)生。本次課程設(shè)計(jì)主要依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2006、火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB50058-92、并參考化學(xué)工藝手冊、防火防爆等材料對(duì)乙炔廠進(jìn)行防火防爆設(shè) 計(jì)。2工程項(xiàng)目分析2.1工藝流程介紹2.
3、11生產(chǎn)工藝簡介乙炔的制備分為六個(gè)部分:制備乙炔、清凈洗滌、冷卻壓縮、再洗滌、洗滌脫水和加 壓充瓶。首先電石與水反應(yīng)生成乙炔氣體,粗乙炔氣體用次氯酸鈉預(yù)清凈洗滌,在經(jīng)過冷 卻壓縮,與0.08%到0.12%的次氯酸鈉溶液逆流接觸去硫、磷等雜質(zhì),用氫氧化鈉溶液去除 產(chǎn)生的酸性物質(zhì),脫水,將乙炔氣體加壓后沖入乙炔氣瓶。工藝流程圖如下:2.12生產(chǎn)中存在的危險(xiǎn)乙炔發(fā)生廠房主要由電石加料系統(tǒng)和乙炔發(fā)生器組成。電石輸送、加料系 統(tǒng)位于廠房頂層,系統(tǒng)中的電石一旦接觸雨、雪,會(huì)反應(yīng)生成乙炔,可能與 空氣形成爆炸性混合氣體。電石加料過程中可能會(huì)有空氣進(jìn)入乙炔發(fā)生器, 與發(fā)生器內(nèi)生成的乙炔形成爆炸性混合氣體。乙炔
4、發(fā)生器排渣時(shí),容易將乙 炔帶出,若排渣過快,發(fā)生器形成負(fù)壓,容易吸入空氣,形成爆炸性混合物, 接觸火源后就會(huì)發(fā)生爆炸。此外,當(dāng)向乙炔發(fā)生器加料過快、過多時(shí),電石 與水反應(yīng)生成的乙炔急劇增加,若乙炔不能及時(shí)輸走,會(huì)造成乙炔發(fā)生器內(nèi) 壓力增高而形成超壓??赡茉斐杀ǖ狞c(diǎn)源 有: (1) 電氣設(shè)備故障引起的電火花;(2) 電石在輸送、 加料過程中因電石顆粒間、電石與儲(chǔ)料斗及 頂蓋、內(nèi)壁間, 或電石內(nèi)金屬雜 質(zhì)與乙炔發(fā)生器壁間相互振動(dòng)碰撞產(chǎn)生的撞擊火花、摩擦火花或靜電火花。當(dāng)乙炔發(fā)生器停止使用,或乙炔管道內(nèi)溫度低于16 C時(shí),乙炔能與水生成 如冰雪狀的水合晶體, 容易堵塞管道, 且乙炔氣和水合晶體摩擦
5、會(huì)產(chǎn)生靜電。 此外,由于電石水解生成乙炔是強(qiáng)烈的放熱反應(yīng),1kg電石水解能放出1661KJ 的 熱 量 。當(dāng) 向 乙 炔 發(fā) 生 器 加 料 時(shí) , 如 果 過 快 、過 多 , 可 能 會(huì) 因 反 應(yīng) 器 內(nèi) 局 部 過 熱 而導(dǎo)致爆炸。在乙炔發(fā)生器的檢修過程中,可能因檢修人員違反安全操作規(guī)定 而造成爆炸。2.2生產(chǎn)環(huán)節(jié)的劃分2.2.1生產(chǎn)區(qū)乙炔的制備和溶解分為六個(gè)部分:制備乙炔、清凈洗滌、冷卻壓縮、再 洗滌、洗滌脫水和加壓充瓶。其中各個(gè)生產(chǎn)車間的功能與規(guī)模見表 2.2-1。表 2.2-1 各個(gè)生產(chǎn)車間的功能與規(guī)模編號(hào)生產(chǎn)車間功能長(m)寬(m)高(m)面積(m2tf)1電石與水反應(yīng)生成乙炔
6、氣體7050835002粗乙炔氣體用次氯酸鈉預(yù)清凈 洗滌7050835003乙炔氣體冷卻并壓縮7050835004與0.08%至U 0.12%的次氯酸鈉溶液逆流接觸去硫、磷等雜質(zhì)7050835005用氫氧化鈉溶液去除產(chǎn)生的酸 性物質(zhì),脫水7050835006將乙炔氣體加壓后沖入乙炔氣 瓶705083500222存儲(chǔ)區(qū)1電石:無色晶體,工業(yè)品為灰黑色塊狀物,斷面為紫色或灰色,熔點(diǎn) 2300 C,相對(duì)水密度為2.2 ,分子式CaC2 ,分子量64.10,主要用途:是重要 的基本化工原料,主要用于產(chǎn)生乙炔氣。也用于有機(jī)合成、氧炔焊接等。危 險(xiǎn)特性:干燥時(shí)不燃,遇水或濕氣能迅速產(chǎn)生高度易燃的乙炔氣體,
7、在空氣 中達(dá)到一定的濃度時(shí),可發(fā)生爆炸性災(zāi)害。與酸類物質(zhì)能發(fā)生劇烈反應(yīng)。根據(jù)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范GB50016 2006中表3.1.3關(guān)于儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分 類可知,該物質(zhì)應(yīng)劃分為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)。2次氯酸鈉溶液:微黃色溶液,有似氯氣的氣味。熔點(diǎn)-6 C,相對(duì)密度 1.10,沸點(diǎn)102.2 C,分子式NaCIO,分子量74.44,溶解于水,主要用途:用 于水的凈化,以及作消毒劑、紙漿漂白等,醫(yī)藥工業(yè)中用制氯胺等。危險(xiǎn)特 性:受高熱分解產(chǎn)生有毒的腐蝕性煙氣。具有腐蝕性。燃爆危險(xiǎn):本品不燃, 具腐蝕性,可致人體灼傷,具致敏性。3氫氧化鈉:白色不透明固體,易潮解。熔點(diǎn)318.4 °C,相對(duì)水密
8、度2.12, 沸點(diǎn)1390 C,分子式NaoH,分子量40.01,易溶于水、乙醇、甘油,不溶于丙酮。 主要用途:用于肥皂工業(yè)、石油精煉、造紙、人造絲、染色、制革、醫(yī)藥、 有機(jī)合成等。燃爆危險(xiǎn):本品不燃,具強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)刺激性,可致人體灼傷。 危險(xiǎn)特性:與酸發(fā)生中和反應(yīng)并放熱。遇潮時(shí)對(duì)鋁、鋅和錫有腐蝕性,并放 出易燃易爆的氫氣。本品不會(huì)燃燒,遇水和水蒸氣大量放熱,形成腐蝕性溶 液。具有強(qiáng)腐蝕性。4乙炔:無色無臭氣體,工業(yè)品有使人不愉快的大蒜氣味。熔點(diǎn)-81.8 C, 相對(duì)水密度0.62,沸點(diǎn)-83.8 C,分子式C2H2,分子量26.04,飽和蒸汽壓4053kPa, 燃燒熱1298.4kJ/mol
9、,臨界溫度35.2,臨界壓力6.14MPa,引燃溫度305 C,爆炸極限2.1%80.0%,微溶于水、乙醇,溶于丙酮、氯仿、苯。用途:是有機(jī) 合成的重要原料之一。亦是合成橡膠、合成纖維和塑料的單體,也用于氧炔 焊割。燃爆危險(xiǎn):易燃,具窒息性。危險(xiǎn)特性:極易燃燒爆炸。與空氣混合 能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸猛烈反 應(yīng)。與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。能與銅、銀、汞等的化合物生 成爆炸性物質(zhì)。根據(jù)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范GB50016 2006中表3.1.3關(guān)于儲(chǔ)存 物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類可知,該物質(zhì)應(yīng)劃分為甲類火災(zāi)危險(xiǎn)。存儲(chǔ)及成品庫的規(guī)模如表2.2-2所示:表2.2-2
10、儲(chǔ)存及成品車間的功能和規(guī)格編號(hào)儲(chǔ)備及成品車間功能長(m)寬(m)高(m)面積(m2tf)7電石302587508次氯酸鈉、氫氧化鈉溶液5030815009乙炔氣瓶302587502.2.3其他設(shè)備為了使化工廠更加完整,更加規(guī)范?,F(xiàn)設(shè)置一個(gè)消防水池、一個(gè)水泵站、一個(gè)污水處 理站、一個(gè)鍋爐房、一個(gè)變電站、一個(gè)辦公樓、一個(gè)技術(shù)安全科、一個(gè)食堂、一個(gè)浴池、 兩個(gè)宿舍、一個(gè)超市和一個(gè)停車場。各個(gè)建筑物的規(guī)格如表2.2-3所示。表2.2-3它設(shè)施的名稱和規(guī)格編號(hào)建筑物名稱長寬高面積(m2)10消防水池3015845011水泵房1515822512污水處理站45308135013鍋爐房3015845014變
11、電站2015830015辦公樓60104m/層60016技術(shù)女全科40104m/層40017食堂50206m/層100018浴池60103m/層60019宿舍160306m/層180020超市60306180021宿舍245156m/層67522停車場906054003總平面布置3.1 火災(zāi)危險(xiǎn)類別3.1.1 生產(chǎn)環(huán)節(jié)火災(zāi)危險(xiǎn)類別乙炔的制備 和溶解分為六個(gè)車間:電石制 備乙炔車間、清凈洗滌車間、 冷卻壓縮車間、再洗滌車間、洗滌脫水車間和加壓充瓶車間,并且這些車間 都屬于甲類的生產(chǎn)廠房,原因是國標(biāo)中表中對(duì)甲類火災(zāi)危險(xiǎn)作出明確規(guī)定, 并且這些生產(chǎn)工藝分別符合要求。例如:乙炔制備車間是電石與水反應(yīng)制
12、備 乙炔,由乙炔的理化性質(zhì)可知乙炔極易燃燒爆炸,與空氣混合能形成爆炸性 混 合 物 , 遇 明 火 、 高 熱 能 引 起 燃 燒 爆 炸 , 根 據(jù) 建 筑 設(shè) 計(jì) 防 火 規(guī) 范 表 3.1.1 (廠房和倉庫的火災(zāi)危險(xiǎn)性劃分)符合規(guī)定中甲類火災(zāi)危險(xiǎn)物質(zhì)的定義,同 樣的在接下來的幾個(gè)車間當(dāng)中,無論是洗滌、冷卻壓縮,還是脫水、加壓充 瓶車間,都有乙炔的參與,因此生產(chǎn)車間均屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)類別。3.1.2存儲(chǔ)場所的火災(zāi)危險(xiǎn)類別根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 表3.1.3 (儲(chǔ)存物品火災(zāi)危險(xiǎn)性劃分) 乙炔極易燃燒爆炸,與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起 燃燒爆炸。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng),爆炸極限
13、 2.1%80.0% ,因此儲(chǔ)存乙炔的 廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類。電石遇水或濕氣能迅速產(chǎn)生高度易燃的乙炔氣體,在空氣中達(dá)到一定的濃 度 時(shí) , 可 發(fā) 生 爆 炸 性 災(zāi) 害 。與 酸 類 物 質(zhì) 能 發(fā) 生 劇 烈 反 應(yīng) ,因 此 電 石 倉 庫 也 屬 于 甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性。次氯酸鈉和氫氧化鈉常溫下使用或加工不燃燒物質(zhì)的生產(chǎn),屬于戊類火災(zāi) 危險(xiǎn)。3.2耐火等級(jí)確定3.2.1生產(chǎn)區(qū)根據(jù)生產(chǎn)區(qū)各廠房已劃分好的火災(zāi)危險(xiǎn)類別,再根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī) 范第3.3.1 條表3.3.1 (廠房的耐火等級(jí)及廠房面積) 確定各廠房的耐火等級(jí) 及廠房面積。本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)廠房全為單層廠房, 1至6號(hào)生 產(chǎn)車間火 災(zāi)
14、危險(xiǎn) 類 別 都 為 甲 類 ,為 安 全 起 鑒 ,選 擇 耐 火 等 級(jí) 為 一 級(jí) ,規(guī) 定 廠 房 最 大 允 許 面 積 為4000 m2 ,但在設(shè)計(jì)中總和考慮各方面的因素決定將各生產(chǎn)廠房均設(shè)置成 3500 m2。3.2.2倉儲(chǔ)區(qū)根據(jù)已設(shè)定 的倉儲(chǔ)區(qū)各廠 房的火災(zāi)危險(xiǎn)類別,依 據(jù) 建筑設(shè)計(jì)防 火規(guī)范 中 表3.3.2 (庫房的 耐火等級(jí)、層數(shù)和 占地面積)倉庫的 耐火等級(jí)、層數(shù)和占 地面積來確定各庫房的耐火等級(jí)。由 于乙炔和 電石的火災(zāi)危險(xiǎn)性確定為甲類, 所以其倉庫耐火等級(jí)設(shè)為一級(jí),單層,規(guī)定最大允許面積均為750 m,因此, 在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置成 750m ;次 氯酸鈉和 氫氧化鈉的火災(zāi)
15、危險(xiǎn)類別都為 戊類,可 以 把該倉庫的 耐火等 級(jí)設(shè)置成二級(jí), 面積設(shè)置成 1500m 。3.2.3其他設(shè)施根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016 2006,其他的建筑可以依據(jù)民用建筑 的 耐火等級(jí)和面積,根據(jù)民用建筑確定耐火等 級(jí)和 面積來確定。其中 ,辦公樓、 技術(shù)安全科、食堂 和浴池的 耐火等級(jí) 均確定 為三級(jí), 所設(shè)置的 面積分別為 辦 公樓600 m 、技術(shù)安全科400 m 、食堂1000 m 、浴池600 m 、宿舍樓 11800 m 、宿 舍樓 2675 m 、超 市1800 m 。而 消防 水池、水 泵房、污 水 站、鍋爐房 和變配 電站的 建筑耐火等 級(jí)均 確 定為 二級(jí) , 設(shè)
16、計(jì)的 面積分別為 消 防 水池450 m 、水泵站225 m 、污水處理站1350 m 、鍋爐房450 m 和 變 電 站 300 m 。綜上所述 ,生產(chǎn)區(qū)、倉儲(chǔ)區(qū)及其他各建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)類別、耐火等級(jí)、層數(shù)及建筑規(guī) 模如表 3.2-3 所示。表 3.2-3 該化工廠內(nèi)各個(gè)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)類別、耐火等級(jí)、層數(shù)、面積目項(xiàng) 類別編號(hào)建筑物名稱火災(zāi) 危險(xiǎn)類別耐 火 等 級(jí)層數(shù)長寬高面積(m2)生 產(chǎn) 區(qū)1生產(chǎn)車間1甲類級(jí)單層7050835002生產(chǎn)車間2甲類級(jí)單層7050835003生產(chǎn)車間3甲類級(jí)單層7050835004生產(chǎn)車間4甲類級(jí)單層7050835005生產(chǎn)車間5甲類級(jí)單層705083500
17、6生產(chǎn)車間6甲級(jí)級(jí)單層705083500倉儲(chǔ)區(qū)7電石儲(chǔ)存庫甲類級(jí)單層302587508次氯酸鈉、氫氧 化鈉儲(chǔ)存庫戊類級(jí)單層5030815009乙炔氣瓶成品庫甲類級(jí)單層30258750苴丿、他設(shè) 備 區(qū)10消防水池級(jí)單層3015845011水泵房級(jí)單層1515822512污水處理站級(jí)單層45308135013鍋爐房級(jí)單層3015845014變電站級(jí)單層2015830015辦公樓級(jí)層60104m/層60016技術(shù)女全科級(jí)層40104m/層40017食堂級(jí)層50206m/層100018浴池級(jí)單層60103m/層60019宿舍1級(jí)層60306m/層180020超市級(jí)單層60306m180021宿舍2級(jí)
18、層45156m/層675表3.2-4存儲(chǔ)物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類生火災(zāi)危險(xiǎn)性特征產(chǎn)類別項(xiàng)別使用或產(chǎn)生下列物質(zhì)的生產(chǎn)1閃點(diǎn)小于28 C的液體2爆炸下限小于10%的氣體3常溫下能自行分解或在空氣中氧化能導(dǎo)致迅速自燃或爆炸的物質(zhì)甲4常溫下受到水或空氣中水蒸汽的作用,能產(chǎn)生可燃?xì)怏w并引起燃燒或爆炸的物質(zhì)5遇酸、受熱、撞擊、摩擦、催化以及遇有機(jī)物或硫磺等易燃的無機(jī)物,極易引起燃燒或爆炸的強(qiáng)氧化劑6受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機(jī)物接觸時(shí)能引起燃燒或爆炸的物質(zhì)7在密閉設(shè)備內(nèi)操作溫度大于等于物質(zhì)本身自燃點(diǎn)的生產(chǎn)1閃點(diǎn)大于等于28 C,但小于60 C的液體爆炸下限大于等于10%的氣體23不屬于甲類的氧化劑乙不屬于甲類
19、的化學(xué)易燃危險(xiǎn)固體45助燃?xì)怏w能與空氣形成爆炸性混合物的浮游狀態(tài)的粉塵、纖維、閃點(diǎn)大于等于60C的液體6霧滴丙12閃點(diǎn)大于等于60 C的液體可燃固體1對(duì)不燃燒物質(zhì)進(jìn)行加工,并在咼溫或熔化狀態(tài)下經(jīng)常產(chǎn)生強(qiáng)輻射熱、火花或火焰的丁23生產(chǎn)利用氣體、液體、固體作為燃料或?qū)怏w、液體進(jìn)行燃燒作其它用的各種生產(chǎn)常溫下使用或加工難燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)戊常溫下使用或加工不燃燒物質(zhì)的生產(chǎn)表3.2-5 廠房(倉庫)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類倉庫類別項(xiàng)別儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性特征1閃點(diǎn)小于28C的液體2爆炸下限小于10%的氣體,以及受到水或空氣中水蒸汽的作用,能產(chǎn)生爆炸下限小于10%氣體的固體物質(zhì)甲3常溫下能自行分解或在空氣中氧化能
20、導(dǎo)致迅速自燃或爆炸的物質(zhì)4常溫下受到水或空氣中水蒸汽的作用,能產(chǎn)生可燃?xì)怏w并引起燃燒或爆炸的物質(zhì)5遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機(jī)物或硫磺等易燃的無機(jī)物,極易引起燃燒或爆炸的強(qiáng)氧化劑6受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機(jī)物接觸時(shí)能引起燃燒或爆炸的物質(zhì)1閃點(diǎn)大于等于28 C,但小于60 C的液體2爆炸下限大于等于 10%的氣體乙3不屬于甲類的氧化劑4不屬于甲類的化學(xué)易燃危險(xiǎn)固體5助燃?xì)怏w6常溫下與空氣接觸能緩慢氧化,積熱不散引起自燃的物品丙1閃點(diǎn)大于等于60 C的液體2可燃固體丁難燃燒物品戊不燃燒物品表3.2-6廠房的耐火等級(jí)、層數(shù)和防火分區(qū)的最大允許建筑面積生產(chǎn)類別廠房的 耐火等 級(jí)最多允許層數(shù)每個(gè)防
21、火分區(qū)的最大允許建筑面積(m2)單層廠房多層廠房高層廠房地下、半地下廠房,廠房的地下室、半地下室一級(jí)二級(jí)除生產(chǎn)必須采用40003000一一甲多層者外,宜米用單層30002000乙一級(jí)不限500040002000一二級(jí)6400030001500一一級(jí)不限不限60003000500丙二級(jí)不限800040002000500三級(jí)230002000一一一、二級(jí)不限不限不限40001000丁三級(jí)340002000一一四級(jí)11000一一一一、二級(jí)不限不限不限60001000戊三級(jí)350003000一一四級(jí)11500一一一表3.2-7倉庫的耐火等級(jí)、層數(shù)和面積儲(chǔ)存物品類 別倉庫 的耐火 等級(jí)最多允許層數(shù)每座倉
22、庫的最大允許占地面積和每個(gè)防火分區(qū)的最大允許建筑面積(m2)單層倉庫多層倉庫高層倉庫地下、半地下倉 庫或倉庫的地下 室、半地下室每座倉庫防火分區(qū)每座倉庫防火分區(qū)每座倉庫防火分區(qū)防火分區(qū)甲3、4項(xiàng)一級(jí)1180601、2、5、二級(jí)17502506項(xiàng)1、3、二級(jí)32000500900300一一一4項(xiàng)1500250乙三級(jí)2、5、二級(jí) 三級(jí)528007001500500一一一6項(xiàng)1900300、二54000100028007001501項(xiàng)級(jí)丙三級(jí)11200400、不限6000150048001200400010003002項(xiàng)級(jí)三級(jí)321007001200400、不限不限3000不/p>
23、0500丁級(jí)三級(jí)330001000150050012100700四級(jí)、不限不限不限不限2000600015001000戊級(jí)三級(jí)330001000210070012100700四級(jí)表3.2-8民用建筑的耐火等級(jí)、最多允許層數(shù)和防火分區(qū)最大允許建筑面積耐火等級(jí)最多允許層數(shù)防火分區(qū)的最大 允許建筑面積(m2)備 注一、二級(jí)按本規(guī)范第1.0.2條規(guī)定25001. 體育館、劇院的觀眾廳,展覽建筑的展 廳,其防火分區(qū)最大允許建筑面積可適當(dāng) 放寬。2. 托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童活動(dòng)場所不應(yīng)超過3層或設(shè)置在四層及四層以上樓層或地下、半地下建筑(室)內(nèi)。三級(jí)5層12001. 托兒所、幼兒園的兒
24、童用房和兒童游樂廳 等兒童活動(dòng)場所、老年人建筑和醫(yī)院、療 養(yǎng)院的住院部分不應(yīng)超過 2層或設(shè)置在三 層及三層以上樓層或地下、半地下建筑(室)內(nèi)。2. 商店、學(xué)校、電影院、劇院、禮堂、食堂、 菜市場不應(yīng)超過2層或設(shè)置在三層及三層 以上樓層。四級(jí)2層600學(xué)校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、老年人建筑、醫(yī)院等不應(yīng)設(shè)置在二層。地下、半地下建筑(室)500一3.3防火間距3.3.1防火間距的設(shè)計(jì)原則生產(chǎn)區(qū)各個(gè)廠房都屬于單層甲類廠房,根據(jù)建筑防火規(guī)范GB50016-2006 中表3.4.1規(guī)定,每個(gè)廠房之間的防火間距不得小于12m,各個(gè)廠房與生產(chǎn)區(qū)內(nèi)一二級(jí)耐火等級(jí)的建筑間距應(yīng)三12m,與三級(jí)耐火等級(jí)的建筑
25、間距應(yīng)三14m ,與四級(jí)耐火等級(jí)的間距應(yīng)三16m ,與民用建筑的間距應(yīng)三25m。倉儲(chǔ)區(qū)的倉庫危險(xiǎn)性既有甲類也有乙類,它們之間的相互安全距離應(yīng)按甲類的防火距離來定,根據(jù)GB50016-2006 中表3.5.1規(guī)定,每個(gè)倉庫之間間距不得小于20m,倉庫與倉儲(chǔ)區(qū)內(nèi)其它建筑防火間距按甲類倉庫及其儲(chǔ)存量的最大值確定,即與一二級(jí)耐火等級(jí)建筑防火間距應(yīng)三20m,與三級(jí)耐火等級(jí)建筑防火間距應(yīng)三25m,與四級(jí)耐火等級(jí)的建筑防火間距應(yīng)三30m,與民用建 筑明火或散發(fā)火花地點(diǎn)防火間距三40m。根據(jù)GB50016-2006 中表521規(guī)定, 可以確定民用建筑防火間距。二級(jí)耐火等級(jí)民用建筑之間防火間距應(yīng)三6m,三 級(jí)耐
26、火等級(jí)民用建筑之間防火間距應(yīng)三8m,二三級(jí)民用建筑防火間距應(yīng)三7m。 其余一些建構(gòu)筑物之間的防火間距按規(guī)定酌情處理。根據(jù)建筑防火規(guī)范GB50016-2006 中規(guī)定,占地面積大于3000m2 的甲、乙、丙類廠房或占地面 積大于1500m2的乙、丙類倉庫,應(yīng)設(shè)置環(huán)形消防車道,確有困難時(shí),應(yīng)沿 建筑物的兩個(gè)長邊設(shè)置消防車道。消防車道的凈寬度和凈空高度均不應(yīng)小于 4.0m。供消防車停留的空地,其坡度不宜大于3%。中間消防車道與環(huán)形消防 車道交接處也應(yīng)滿足消防車轉(zhuǎn)彎半徑的要求,按其最大半徑不得小于12m設(shè) 置。3.3.2防火間距的確定依據(jù)以上原則,再考慮工廠整體布局的整齊美觀。所有建構(gòu)筑物的面積及它們
27、之間的 防火間距,再綜合考慮總體布置及甲類廠房和庫房與廠區(qū)圍墻和廠內(nèi)主要、次要道路之間 的距離,對(duì)工廠總平面布置見圖 01。表3.3-1廠房之間及其與乙、丙、丁、戊類倉庫、民用建筑等之間的防火間距(m)名稱甲類廠房單層、多層乙類廠房(倉 庫)單層、多層丙、丁類廠房(倉庫''、戊)高層廠房(倉 庫)民用建筑耐火等級(jí)耐火等級(jí)、二級(jí)三級(jí)四級(jí)、二級(jí)三級(jí)四 級(jí)甲類廠房12.012.012.014.016.013.025.0單層、多層乙類廠房12.010.010.012.014.013.025.0單層、多層 丙、丁類廠 房耐 火 等 級(jí)一、二級(jí)12.010.010.012.014.013.
28、010.012.014.0三級(jí)14.012.012.014.016.015.012.014.016.0四級(jí)16.014.014.016.018.017.014.016.018.0單層、多層 戊類廠房一、二級(jí)12.010.010.012.014.013.06.07.09.0三級(jí)14.012.012.014.016.015.07.08.010.0四級(jí)16.014.014.016.018.017.09.010.012.0高層廠房13.013.013.015.017.013.013.015.017.0室外變、配 電站變壓器 總油量(t)>5 w 1025.025.012.015.020.012.
29、015.020.025.0>10, w5015.020.025.015.020.025.030.0> 5020.025.030.020.025.030.035.0表3.3-2甲類倉庫之間及其與其它建筑、明火或散發(fā)火花地點(diǎn)、鐵路等的防火間距(m名稱甲類倉庫及其儲(chǔ)量(t)甲類儲(chǔ)存物品第3、4 項(xiàng)甲類儲(chǔ)存物品第1、2、5、6項(xiàng)W5> 5w 10> 10重要公共建筑50.0甲類倉庫20.0民用建筑、明火或散發(fā)火花地點(diǎn)30.040.025.030.0其它建筑一、二級(jí)耐火等級(jí)15.020.012.015.0三級(jí)耐火等級(jí)20.025.015.020.0四級(jí)耐火等級(jí)25.030.020
30、.025.0電力系統(tǒng)電壓為35500kV且每臺(tái)變壓器 容量在10MVA以上的室外變、配電站 工業(yè)企業(yè)的變壓器總油量大于5t的室外降壓變電站30.040.025.030.0廠外鐵路線中心線40.0廠內(nèi)鐵路線中心線30.0廠外道路路邊20.0廠內(nèi)道路路邊主要10.0次要5.0表3.3-3民用建筑之間的防火間距(m)耐火等級(jí)一、二級(jí)三級(jí)四級(jí)一、二級(jí)6.07.09.0三級(jí)7.08.010.0四級(jí)9.010.012.0表334可燃、助燃?xì)怏w儲(chǔ)罐與鐵路、道路的防火間距(m)名稱廠外鐵路線中心線廠內(nèi)鐵路線中心線廠外道路路邊廠內(nèi)道路路邊主要次要可燃、助燃?xì)怏w儲(chǔ)罐25.020.015.010.05.04區(qū)域劃分
31、根據(jù)工廠生產(chǎn)和生活要求,充分考慮人身財(cái)產(chǎn)安全和火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)等多方面因素,把 整個(gè)工廠劃分為生產(chǎn)區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、生活區(qū)和附屬設(shè)施區(qū)四大區(qū)域。結(jié)合工廠建在太原經(jīng)濟(jì) 技術(shù)開發(fā)區(qū)的南郊區(qū),而南郊區(qū)常年偏北風(fēng)。所以把生產(chǎn)區(qū)布置在廠區(qū)的東南部,共分六 個(gè)廠房, 電石制備乙炔化車間, 粗乙炔氣體洗滌車間, 冷卻壓縮車間, 次氯酸鈉洗滌車間, 氫氧化鈉洗滌車間,加壓充瓶車間,各車間中間用消防系數(shù)高的管道連接。存儲(chǔ)區(qū)布置在 產(chǎn)區(qū)的東北部,共有三個(gè)倉庫按照“品字型”排列;把生活區(qū)布置在廠區(qū)的西部,包括有 主要包括食堂、辦公樓、技術(shù)安全部、浴池;污水處理站、變電站、鍋爐房、水泵房布置 在廠區(qū)的中部;消防水池應(yīng)該布置在接
32、近這個(gè)廠區(qū)中部的地方。5 防爆電器的設(shè)計(jì)5.1 電石制備乙炔廠房爆炸危險(xiǎn)性區(qū)域劃分電石制備乙炔化學(xué)反應(yīng)式:CaC2+ 2H2O C2H2T+ Ca (OH) 2 J+ 127. 3KJ/mol據(jù) GB50058 92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范2.2.3 條規(guī)定, 預(yù)計(jì)在正常運(yùn)行下不會(huì)釋放,即使釋放也僅是偶爾短時(shí)釋放的釋放源可劃為 第二級(jí)釋放源,由于反應(yīng)物與生成物的理化性質(zhì)及反應(yīng)過程可將電石制備乙 炔 車 間 劃 分 為 第 二 級(jí) 釋 放 源 。根 據(jù) 第 2 2 5 條 爆 炸 危 險(xiǎn) 區(qū) 域 的 劃 分 應(yīng) 按 釋 放源級(jí)別和通風(fēng)條件確定廠房的爆炸危險(xiǎn)區(qū),由此可知存在第二級(jí)釋放源的
33、 區(qū)域可劃為 2 區(qū)。5.2 防爆器的選擇5.2.1爆炸性混合物分級(jí)、分組根據(jù)GB50058 92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范第2. 5. 2條 關(guān)于爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備的選擇的規(guī)定可知,爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備的選擇要綜合考慮爆炸危 險(xiǎn)區(qū)域的分區(qū)、爆炸物質(zhì)危險(xiǎn)性、電氣設(shè)備的種類和防爆結(jié)構(gòu)的要求,并且當(dāng)存在有兩種 以上易燃性物質(zhì)形成的爆炸性氣體混合物時(shí),應(yīng)按危險(xiǎn)程度較高的級(jí)別和組別選用防爆電 氣設(shè)備。由于電石制備乙炔車間的反應(yīng)物是電石和水,生成物是乙炔和氫氧化鈣,乙炔的 火災(zāi)危險(xiǎn)性高于電石,所以在分析中,爆炸危險(xiǎn)物以乙炔為主。根據(jù)GB50058 92,應(yīng)按其最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流分級(jí)
34、,按引燃溫度進(jìn)行分組,同時(shí),應(yīng)符合爆炸和 火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50058 92中的規(guī)定。由乙炔的最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)或最小點(diǎn)燃電流(MIC )并根據(jù)表241(表10) 可知乙炔的爆炸性情況分級(jí)為U C級(jí)。乙炔的引燃溫度為305C,根據(jù)表242(表11)可 知乙炔的爆炸情況分組為 T2組,因此此生產(chǎn)車間的爆炸性混合物可被劃分為U C級(jí),T2 組。表 5.2-1級(jí)別最大試驗(yàn)安全間隙(MESG) (mm)最小點(diǎn)燃電流比 MICRn a> 0.9> 0.8n b0.5V MESG v 0.90.45 w MICFW 0.8n Cw 0.5V 0.45表 5.2-2組別
35、引燃溫度tC)T1450V tT2300V t w 450T3200V t w 3DT4135 V t w 200T5100 V t w 135T685V t w 1005.2.2防爆電器的選擇電石制備乙炔的車間的反應(yīng)物是電石和水,生成物是乙炔和氫氧化鈣,其中乙炔的 火災(zāi)危險(xiǎn)性最高,因此考慮物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性時(shí)應(yīng)以乙炔為主。根據(jù)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán) 境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范第2.5.3條廠區(qū)內(nèi)主要防爆電氣的表格要求進(jìn)行選擇。其中包括: 旋轉(zhuǎn)電機(jī)防爆結(jié)構(gòu)的選型,低壓變壓器防爆結(jié)構(gòu)的選型,低壓開關(guān)和控制器類防爆結(jié)構(gòu) 的選型,燈具類防爆結(jié)構(gòu)的選型以及信號(hào)報(bào)警裝置等電氣設(shè)備防爆結(jié)構(gòu)的選型等(見下 表)。綜合考慮廠房
36、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分,乙炔危險(xiǎn)性等條件,建議選用隔爆型設(shè)備,則 應(yīng)選用dCT2型。表5.2-3旋轉(zhuǎn)電機(jī)防爆結(jié)構(gòu)的選型爆炸危險(xiǎn)區(qū)域2"e防爆結(jié)構(gòu) 電氣設(shè)備隔爆型d正壓型p增安型e隔爆型d正壓 型p增安型e無火花型n鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)OOOOOO繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)OOOX同步電動(dòng)機(jī)OOXOOO直流電動(dòng)機(jī)OO電磁滑差離合器(無電刷)OXOOO注:1.表中符號(hào):C為適用;為慎用;X為不適用(下同);表5.2-3低壓變壓器防爆結(jié)構(gòu)的選型爆炸危險(xiǎn)區(qū)域 防爆結(jié)構(gòu) 電氣設(shè)備1 區(qū)2 區(qū)隔爆型d正壓型P增安型e隔爆型d正壓型p增安型e充油型o變壓器(包括起動(dòng)用)XOOOO電抗線圈(包估起動(dòng)用)XOP O 1O
37、O儀表用互感器XOOO表5.2-4低壓開關(guān)和控制器類防爆結(jié)構(gòu)的選型爆炸危險(xiǎn)區(qū)域 防爆結(jié)構(gòu) 電氣設(shè)備0區(qū)1 區(qū)2 區(qū)本質(zhì) 安全 型ia本質(zhì) 安全 型ia, ib隔 爆 型d正 壓 型p充 油 型o增安 型e本質(zhì) 安全 型ia, ib隔 爆 型 d正 壓 型p充 油 型o增安 型e刀開關(guān)、斷路器OO熔斷器O控制開關(guān)及按鈕OOOOOOO電抗起動(dòng)器和起動(dòng)補(bǔ)償器OO起動(dòng)用金屬電阻器XOOO電磁閥用電磁鐵OXOO電磁摩擦制動(dòng)器XO操作箱、柱OOOO控制盤OO 1配電盤O表5.2-5燈具類防爆結(jié)構(gòu)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域 防爆結(jié)構(gòu) 電氣設(shè)備1 區(qū)2 區(qū)隔爆型d增安型e隔爆型d增安型e固定式燈OXOO移動(dòng)式燈O攜帶式電
38、池?zé)鬙XO指示燈類OOP O鎮(zhèn)流器OOO表5.2-6信號(hào)報(bào)警裝置等電氣設(shè)備防爆結(jié)構(gòu)的選型爆炸危險(xiǎn)區(qū)域 防爆結(jié)構(gòu) 電氣設(shè)備1 區(qū)2 區(qū)本質(zhì) 安全 型ia, ib隔爆 型d正壓 型p增安 型e本質(zhì)安全型ia, ib隔 爆 型d正壓 型p增安 型e信號(hào)、報(bào)警裝置OOOXOOOP O插接裝置OO接線箱(盒)OO:O電氣測量表計(jì)OOXOOO6泄爆方式的選擇及瀉爆面積的計(jì)算6.1泄爆方式根據(jù)GB5006-2006建筑防火規(guī)范規(guī)定,有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房宜獨(dú)立設(shè)置, 并宜采用敞開或半敞開式。其承重結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結(jié)構(gòu)。有爆炸危 險(xiǎn)的甲、乙類廠房應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施。泄壓設(shè)施宜采用輕質(zhì)屋面板、輕
39、質(zhì)墻體和易于泄壓的 門、窗等,不應(yīng)采用普通玻璃。泄壓設(shè)施的設(shè)置應(yīng)避開人員密集場所和主要交通道路,并 宜靠近有爆炸危險(xiǎn)的部位。作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和輕質(zhì)墻體的單位質(zhì)量不宜超過 60kg/m2。屋頂上的泄壓設(shè)施應(yīng)采取防冰雪積聚措施。散發(fā)較空氣輕的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房,宜采用輕質(zhì)屋面板的全部或局部作為泄壓面積。頂棚應(yīng)盡量平整、避免死角,廠房上部空間應(yīng)通風(fēng)良好。有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類生產(chǎn)部位,宜設(shè)置在單層廠房靠外墻的 泄壓設(shè)施或多層廠房頂層靠外墻的泄壓設(shè)施附近。有爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備宜避開廠房的梁、柱 等主要承重構(gòu)件布置。有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房的總控制室應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房的分控
40、制室宜獨(dú)立設(shè)置,當(dāng)貼鄰?fù)鈮υO(shè)置時(shí),應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h 的不燃燒體墻體與其它部分隔開。散發(fā)較空氣重的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房以及有 粉塵、纖維爆炸危險(xiǎn)的乙類廠房,應(yīng)采用不發(fā)火花的地面。采用絕緣材料作整體面層時(shí), 應(yīng)采取防靜電措施。散發(fā)可燃粉塵、纖維的廠房內(nèi)表面應(yīng)平整、光滑,并易于清掃。廠房 內(nèi)不宜設(shè)置地溝,必須設(shè)置時(shí),其蓋板應(yīng)嚴(yán)密,地溝應(yīng)采取防止可燃?xì)怏w、可燃蒸氣及粉 塵、纖維在地溝積聚的有效措施,且與相鄰廠房連通處應(yīng)采用防火材料密封。6.2泄壓面積的計(jì)算根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范第3.4.1條,有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房宜獨(dú)立設(shè)置, 并宜采用敞開或半敞開護(hù)層。根據(jù)GB5006-2006
41、建筑防火規(guī)范規(guī)定,有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房,其泄壓面積 宜按下式計(jì)算,但當(dāng)廠房的長徑比大于 3時(shí),宜將該建筑劃分為長徑比小于等于 3的多個(gè) 計(jì)算段,各計(jì)算段中的公共截面不得作為泄壓面積:(式 6.1)A 10CV23式中 A 泄壓面積,m2;V 廠房的容積,m3;C 廠房容積為1000m3時(shí)的泄壓比,可按表363 (見表6.2-1)選取,m2/m3表6.2-1廠房內(nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別與泄壓比值( m/m3)廠房內(nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別C值氨以及糧食、紙、皮革、鉛、鉻、銅等K塵< 10MPa ms-1的粉塵> 0.030木屑、炭屑、煤粉、銻、錫等10MPams-1 < K塵w
42、30MPa- m-s"1的粉塵> 0.055丙酮、汽油、甲醇、液化石油氣、甲烷、噴漆間或干燥室以及苯酚樹脂、鋁、鎂、鋯等 K塵>30MPa- ms1的粉塵> 0.110乙烯> 0.16乙炔> 0.20氫> 0.25注:長徑比為建筑平面幾何外形尺寸中的最長尺寸與其橫截面周長的積和4.0倍的該建筑橫截面積之比。根據(jù)表6.2-1廠房內(nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別與泄壓比值確定C值,乙炔的 O0.20本次設(shè)計(jì)取0.25。為了安全起見,廠房內(nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別與泄壓比值都設(shè)為0.25。選擇生產(chǎn)區(qū)作為指定區(qū)域。長為 70m,寬為50m,高為8m。計(jì)算長徑比:70X(
43、50+8) >2/4X(50X8) =5.075>3所以首先把長分為兩段:計(jì)算長徑比:35 >50+8) >/4X (50X8) =2.5375<3所以,根據(jù)公式求一段的泄壓面積:C=0.25V=35X50X8=14000m3A 10CV "3 =1455.95 m2所以,總的泄壓面積為 A =2A=1455.95X 2=2911.9m7滅火器的配置7.1 確定滅火器配置場所的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí) 及火災(zāi)種類選擇氯乙烯精制車間為滅火器配置場所,確定起火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)。根據(jù),工業(yè)建筑滅火 器配置場所的危險(xiǎn)等級(jí),應(yīng)根據(jù)其生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性,可燃物數(shù)量,火
44、災(zāi)蔓延速度,撲救難易程度等因素,劃分為以下三級(jí):(1) 嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí):火災(zāi)危險(xiǎn)性大,可燃物多,起火后蔓延迅速,撲救困難,容易造成 重大財(cái)產(chǎn)損失的場所;(2) 中危險(xiǎn)級(jí):火災(zāi)危險(xiǎn)性較大,可燃物較多,起火后蔓延較迅速, 撲救較難的場所;(3) 輕危險(xiǎn)級(jí):火災(zāi)危險(xiǎn)性較小,可燃物較少,起火后蔓延較緩慢, 撲救較易的場所。根據(jù)乙炔極 易燃燒爆炸。與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高 熱 能引起燃燒爆炸。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化 學(xué) 反 應(yīng) 。 能 與 銅 、 銀 、 汞 等 的 化 合 物 生 成 爆 炸 性 物 質(zhì) 。 因此,乙炔存儲(chǔ)倉庫火災(zāi) 種類為 C 類,嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)工業(yè)
45、建筑場所。7.2按步驟進(jìn)行滅火器配置1 劃分滅火器場所計(jì)算單元根據(jù)建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB501402005 的相關(guān)規(guī)定:(1) 當(dāng)一個(gè)樓層或一個(gè)水平防火分區(qū)內(nèi)各場所的危險(xiǎn)等級(jí)和火災(zāi)種類相同時(shí),可將 其作為一個(gè)計(jì)算單元。(2) 當(dāng)一個(gè)樓層或一個(gè)水平防火分區(qū)內(nèi)各場所的危險(xiǎn)等級(jí)和火災(zāi)種類不相同時(shí),應(yīng) 將其分別作為不同的計(jì)算單元。(3) 同一計(jì)算單元不得跨越防火分區(qū)和樓層。氯乙烯屬于單層、 水平防火分區(qū)內(nèi)各場所的危險(xiǎn)等級(jí)和火災(zāi)種類相同的廠房, 因此可 將其作為一個(gè)計(jì)算單元。2 計(jì)算各單元的保護(hù)面積根據(jù)建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB501402005 的相關(guān)規(guī)定,對(duì)于乙炔氣瓶存儲(chǔ)倉 庫,應(yīng)該根據(jù)廠房面積確定保護(hù)面積。S=30>25=750 m23計(jì)算各單元所需的滅火級(jí)別根據(jù)建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)
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