化工安全設(shè)計課件

第三章化工安全設(shè)計一、概述化學(xué)工業(yè)與煉鋼、造船、機(jī)械、電氣設(shè)備制造等工業(yè)相比，由于大量使用可燃性或有毒性的物質(zhì)，所以由這些物質(zhì)引起的火災(zāi)、爆炸或中毒的危險性很大。另外，隨著設(shè)備本身的大型化、處理量明顯增大，其操作也是在危險的反應(yīng)和高溫、高壓等苛刻條件下進(jìn)行的。由于裝置規(guī)模大，操作條件苛刻，一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故，其災(zāi)害的波及范圍也就大的多，而且增加消防滅火的困難，造成企業(yè)和社會的災(zāi)難。所以，對化工裝置來說，安全設(shè)計比什么都重要。執(zhí)行嚴(yán)格的強(qiáng)制性安全生產(chǎn)法令、法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，在化工裝置的設(shè)計中是不可少的，不符合規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的化工裝置不準(zhǔn)投入使用。第三章化工安全設(shè)計一、概述1二、工藝的本質(zhì)安全設(shè)計

化工裝置的安全設(shè)計，以系統(tǒng)科學(xué)的分析為基礎(chǔ)，定性、定量地考慮裝置的危險性，同時以過去的事故等所提供的教訓(xùn)和資料來考慮安全措施，以防再次發(fā)生類似事故?；ぱb置安全以設(shè)備和工藝設(shè)計為主，再要依靠工藝和設(shè)備的正確運轉(zhuǎn)和適當(dāng)?shù)木S護(hù)管理，才能把事故降低到最低。

安全設(shè)計基本的原則可以歸納如下三點：二、工藝的本質(zhì)安全設(shè)計化工裝置的安全設(shè)計21、工藝的安全性工藝必須實現(xiàn)以下三項可行性研究：（1）設(shè)計條件和設(shè)計內(nèi)容確定是在系統(tǒng)危險分析，事故模型與機(jī)理研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在設(shè)計條件下能安全運轉(zhuǎn)。（2）采用現(xiàn)代安全技術(shù)措施和控制技術(shù)，實現(xiàn)過程的自適應(yīng)性和調(diào)控作用，即使多少有些偏離設(shè)計條件也能將其安全處理并恢復(fù)到原來的條件。（3）確定安全的啟動和停車系統(tǒng)。因此，必須評價化工工藝所具有的各種潛在危險性，研究排除這些危險性或加以限制?；ぱb置有許多工藝組成，還要考慮各操作的相互影響，以達(dá)到整個工藝過程的安全化。1、工藝的安全性工藝必須實現(xiàn)以下三項可行性研究：32、防止運轉(zhuǎn)中的事故

應(yīng)盡力防止由運轉(zhuǎn)中所發(fā)生的事故而引起的次生災(zāi)害。事故的對象有廢物的處理，停止供給動力，混入雜質(zhì)，誤操作，發(fā)生異常狀態(tài)，還有其他外因等。2、防止運轉(zhuǎn)中的事故應(yīng)盡力防止由運轉(zhuǎn)中所43、防止擴(kuò)大受災(zāi)范圍

萬一發(fā)生爆炸毒物泄漏災(zāi)害，應(yīng)防止災(zāi)害擴(kuò)大，把災(zāi)害局限在某一范圍內(nèi)?？紤]到工廠廠址、化工裝置的特殊性，企業(yè)內(nèi)組織的不同及其他情況，必須具體問題具體分析，補(bǔ)充必要的事項。3、防止擴(kuò)大受災(zāi)范圍萬一發(fā)生爆炸毒物泄5三、安全設(shè)計過程

關(guān)于安全設(shè)計，需在這些設(shè)計的各個過程，事前充分審查與各個設(shè)計有關(guān)的安全性制定必要的安全措施。另外，通常在設(shè)計階段中，各技術(shù)專業(yè)也要同時進(jìn)行研究，對安全設(shè)計一定要進(jìn)行特別慎重的審查，完全清除考慮不到和缺陷之處。一般安全設(shè)計包括下列十三項內(nèi)容：三、安全設(shè)計過程關(guān)于安全設(shè)計，需在這些設(shè)計61、裝置結(jié)構(gòu)與材料的安全設(shè)計

裝置、設(shè)備的結(jié)構(gòu)本身當(dāng)然應(yīng)具有能充分承受各種操作條件的材料，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度其要點如下：使用的材料應(yīng)考慮工藝流體、流速、溫度、壓力以及流體反應(yīng)特性和腐蝕特性等各種因素，選擇滿足耐腐蝕性，滿足強(qiáng)度要求以及可加工性（特別是可焊性、機(jī)械加工性）的材料。1、裝置結(jié)構(gòu)與材料的安全設(shè)計裝置、設(shè)72、過程安全裝置設(shè)計

化學(xué)裝置中為了適應(yīng)處理不同的各種物料及壓力和溫度對基本操作條件下的偏離，使裝置也可正常運行，所以在安全上需設(shè)置：（1）使異常狀態(tài)恢復(fù)成正常狀態(tài)而保持在最佳條件的壓力控制裝置。（2）其變化明顯偏離正常狀態(tài)有可能導(dǎo)致危險時為避免發(fā)生危險的穩(wěn)定裝置。（3）異常狀態(tài)進(jìn)一步發(fā)展時的緊急控制裝置。2、過程安全裝置設(shè)計化學(xué)裝置中為了適應(yīng)處8壓力裝置有兩種：（1）迅速將過壓排出系統(tǒng)外的泄壓裝置。種類有：安全閥、放泄閥、排泄閥、防爆板、通風(fēng)管。（2）在超過一定壓力時自動減少設(shè)備內(nèi)的氣體流入量的控制壓力裝置。穩(wěn)壓裝置：能將某種程度的變化恢復(fù)到正常狀態(tài)，使工藝過程保持最佳條件的裝置。有兩種：（1）反應(yīng)控制劑注入裝置，應(yīng)使用各個反應(yīng)有抑制效果的反應(yīng)控制劑。（2）冷卻裝置。壓力裝置有兩種：9

緊急控制裝置：指用上述兩種都不能控制，采用報警和連鎖并用自動或手動進(jìn)行動作的控制裝置組成。（1）報警裝置：是迅速顯示發(fā)生異常現(xiàn)象及狀態(tài)的裝置，安裝在要對工藝參數(shù)的異常變化進(jìn)行報警裝置上，特別是需要對安全有關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行檢測報警裝置上。（2）緊急控制裝置有下列七種：

A、緊急切斷動力的裝置。

B、緊急停止流入流體的裝置。

C、使流體旁通的緊急處理裝置（三通閥）。

D、將流體緊急排放到系統(tǒng)外的裝置（放空管線、燃燒油、排泄池）。

E、緊急冷卻裝置。

F、緊急送入惰性氣體裝置。

G、緊急送入反應(yīng)控制劑裝置等。緊急控制裝置：指用上述兩種都不能控制，103、引燃、引爆能量的安全設(shè)計

化工裝置區(qū)，存留易燃、易爆氣體、液體，萬一泄漏，有能量就極易發(fā)生事故。所以設(shè)計時，特別安全設(shè)計有可能產(chǎn)生引燃、引爆裝置。常見的引燃、引爆能量有下列幾種：（1）裝置內(nèi)火源（加熱爐、鍋爐、煙囪、高溫的裸露配管等高溫物體、機(jī)械的撞擊、摩擦、絕熱壓縮能等）。（2）電氣能量。（3）操作中所發(fā)生的靜電。（4）雷電。（5）雜散電流。（6）施工用火（焊接及切割、砂輪機(jī)的火花、內(nèi)燃機(jī)、焊槍等）。（7）吸煙等。3、引燃、引爆能量的安全設(shè)計化工裝置區(qū)11針對以上的安全設(shè)計：（1）裝置內(nèi)的火源，最重要的是使其配置適當(dāng)，應(yīng)根據(jù)需要將設(shè)備本身制成易燃性氣體和蒸氣難以進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且，作為輔助手段應(yīng)設(shè)置緊急送入惰性氣體的裝置。（2）電氣設(shè)備：一般按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按各種場合分類為：耐壓防爆結(jié)構(gòu)；油浸防爆結(jié)構(gòu)；充氣防爆結(jié)構(gòu)；增安防爆結(jié)構(gòu)；本安防爆結(jié)構(gòu)。針對以上的安全設(shè)計：12（3）防靜電措施：靜電產(chǎn)生：是在運轉(zhuǎn)、操作時產(chǎn)生的。液體在配管中流動時，由于摩擦而產(chǎn)生靜電，由液體本身輸送電荷而產(chǎn)生流動電流。

液體的固有電阻越大產(chǎn)生靜電越多，一般認(rèn)為在1010-1015歐姆的液體中會產(chǎn)生危險的靜電，在1013歐姆時最危險。在1010歐姆以下，可視為無靜電荷積聚。產(chǎn)生電流大小與液體流速的1.75次方成正比。

防止措施：接地，接地電阻通常為10歐姆以下（易導(dǎo)入大地）；安全流速1m/s以下（不會聚集）；環(huán)境濕度65-75%（擴(kuò)散到大氣中）。

（3）防靜電措施：13（4）雷雨雷雨是大氣中產(chǎn)生的一種靜電，雷擊所產(chǎn)生的最高溫度瞬時可達(dá)10000℃，壓力最大可達(dá)100atm左右,具有極大破壞性。防止措施：用導(dǎo)體接地。高度超過20m構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)置避雷針，但對良好導(dǎo)體塔、罐只接地即可。（4）雷雨14（5）雜散電流產(chǎn)生原因：電氣設(shè)備雖絕緣，但極微量電流流入構(gòu)筑物或大地中，構(gòu)筑物和大地接觸大時，產(chǎn)生較高電壓，產(chǎn)生電火花。防止措施：用導(dǎo)體接地。

所以在化工廠整個廠區(qū)，無論構(gòu)筑物、設(shè)備、貯罐、管線等連成一網(wǎng)，全接地。（5）雜散電流154、危險物處理安全設(shè)計“三廢”也稱工業(yè)垃圾，也有毒害，必須在運轉(zhuǎn)時進(jìn)行安全處理。（1）排放設(shè)備是在運轉(zhuǎn)、停車或緊急停車時，為了安全并迅速地排放裝置排出的廢氣或內(nèi)部溶液及其蒸氣而設(shè)置的的設(shè)備。具體有：A、廢氣處理設(shè)備，用于排放氣體和高揮發(fā)性液體的蒸氣。如火炬系統(tǒng)、排氣管道等。B、液體抽出設(shè)備，用于抽出可凝蒸氣和熱油進(jìn)行冷卻后送往不合格石油產(chǎn)品罐。（2）排水管和放空管將對反應(yīng)有影響的水和蒸氣排出系統(tǒng)外，使系統(tǒng)不會引發(fā)突沸和爆炸。4、危險物處理安全設(shè)計“三廢”也稱工業(yè)垃圾，也有16廢水、廢液處理設(shè)備的兩個系統(tǒng)：（1）含油污水處理系統(tǒng)用于收集排水時排出的含油污水，做成密封結(jié)構(gòu)設(shè)置底下，有些地方設(shè)置截流井及防爆式疏水器，末端設(shè)置油水分離器和擋油池，將油份完全分離，回收后排放清水。為密封結(jié)構(gòu)。

2）排水系統(tǒng)用于收集冷卻用水的排放，蒸氣疏水器產(chǎn)生的冷凝水以及雨水，為開式結(jié)構(gòu)。廢水、廢液處理設(shè)備的兩個系統(tǒng)：175、電力及動力系統(tǒng)安全設(shè)計

防止運轉(zhuǎn)時，意外停止供給電力、儀表風(fēng)、蒸汽、惰性氣體、消防用水等動力源。安全的供電系統(tǒng)及自動切換系統(tǒng)。如市電雙回路、自備電、蓄電池等。5、電力及動力系統(tǒng)安全設(shè)計防止運186、防止誤操作的安全設(shè)計

減少人為失誤帶來災(zāi)害。采用全自動和安全自鎖裝置最好，但實現(xiàn)困難，可以用下列方法：（1）程序控制裝置，只能用正確指令才有效。（2）聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。（3）聯(lián)動機(jī)構(gòu)。（4）配置閥門標(biāo)志清楚，開閉狀態(tài)明確。（5）設(shè)備的人機(jī)接口和周圍的照明等環(huán)境條件應(yīng)安全。6、防止誤操作的安全設(shè)計減少人為失誤帶來災(zāi)害197、防止意外事故破壞或擴(kuò)展的安全設(shè)計（1）防雷擊、地震、洪水等自然災(zāi)害。（2）防汽車、火車等沖撞的防護(hù)措施。

8、平面布置的安全設(shè)計（1）廠區(qū)的安全布置-----各功能區(qū)的劃分。（2）廠外的設(shè)施安全布置---安全距離。7、防止意外事故破壞或擴(kuò)展的安全設(shè)計（1）防雷擊、地震、洪水20安全距離

生產(chǎn)、儲存易燃易爆危險物品的化工企業(yè)必須設(shè)置在城市的邊緣或相對獨立的安全地帶，不得設(shè)置在人員密集的公共場所附近或居民區(qū)內(nèi)?；て髽I(yè)選址應(yīng)符合下列規(guī)定：

(一)化工企業(yè)與廠外鐵路線(中心線)的防火間距不應(yīng)小于30米，與廠內(nèi)鐵路線不應(yīng)小于20米。

(二)化工企業(yè)與廠外道路(路邊)的防火間距不應(yīng)小于16米，與廠內(nèi)主要道路(路邊)不應(yīng)小于10米，與廠內(nèi)次要道路(路邊)不應(yīng)小于5米。安全距離生產(chǎn)、儲存易燃易爆危險物品的化工企21甲類化工企業(yè)的廠房，甲、乙類液體儲罐與電力架空線的最近水平距離不應(yīng)小于電桿(塔)高度的1.5倍，丙類液體儲罐不應(yīng)小于1.2倍。

嚴(yán)禁在潛在危害食水衛(wèi)生或者防洪安全地帶設(shè)置化工企業(yè)。

化工企業(yè)應(yīng)有進(jìn)出廠區(qū)的消防車道，消防車道寬不應(yīng)小于3．5米，凈空高度不應(yīng)小于4米，并且外周邊應(yīng)有適合消防車使用的道路。甲類化工企業(yè)的廠房，甲、乙類液體儲罐與電力架空線的22

甲、乙類化工企業(yè)的廠房和倉庫的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)為一、二級耐火等級，不得來用鋼結(jié)構(gòu)和星鐵蓋頂。

化工企業(yè)的廠房、倉庫的耐火等級、層數(shù)和占地面積，按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行(見附件二)。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房和倉庫的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)為一、23企業(yè)內(nèi)防火間距化工企業(yè)的生產(chǎn)車間、原料倉庫、成品倉庫、可燃液體儲罐、配電間、明火加熱爐、生活區(qū)及辦公場所等要分開單獨設(shè)置；且應(yīng)符合下列防火間距：

(一)一、二級耐火等級甲類廠房之間及其與一、二級耐火等級的其他廠房之間的防火間距不應(yīng)小于12米。與戊類廠房之間的防火間距不應(yīng)小于8米。

企業(yè)內(nèi)防火間距化工企業(yè)的生產(chǎn)車間、原料倉庫、成品倉24

(二)相鄰兩座甲類廠房較高一面的外墻為防火墻時，其防火間距不應(yīng)小于4米。

(三)兩座一、二級耐火等級的甲、乙類廠房與相鄰較高一面外培的門窗等開口部位設(shè)有防火門窗或防火卷簾和水幕時，其防火間距不應(yīng)小于6米。

(四)

兩座一、二級耐火等級的甲、乙類廠房與相鄰較低一面外培為防火墻，且較低一座廠房的屋頂耐火極限不低于1小時，其防火間距不應(yīng)小于6米。

(五)甲、乙類廠房與民用建筑之間的防火間距不應(yīng)小于25米，甲類廠房與明火或散發(fā)火花的地點的防火間距不應(yīng)小于30米。

(二)相鄰兩座甲類廠房較高一面的25

甲、乙類化工企業(yè)的廠房、倉庫的地面應(yīng)采用不產(chǎn)生火花的材料鋪成。

甲、乙類液體儲罐宜采用地埋式設(shè)置，且儲罐之間的防火間距不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的0.4倍。

地上式甲、乙類液體儲罐之間的防火間距不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的

0.75倍，丙類液體儲罐不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的0.4倍。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房、倉庫的地面應(yīng)采26

甲、乙類化工企業(yè)廠房的安全出口數(shù)目不應(yīng)少于兩個，其冷寬度不應(yīng)少于0．9米，疏散走道的寬度不宜少于1.4米，安全疏散距離按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房應(yīng)自然通風(fēng)良好，或設(shè)置機(jī)械排氣裝置。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房應(yīng)設(shè)置足夠的門、窗等作為泄壓面積，其泄壓面積的比值(平方米／立方米)為0.05～0.22

甲、乙類化工企業(yè)廠房的安全出口數(shù)目不應(yīng)少27建筑物的耐火等級

耐火等級是根據(jù)有關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，建筑物或建筑構(gòu)件、配件、材料所應(yīng)達(dá)到的耐火性分級。它是衡量建筑物耐火程度的標(biāo)準(zhǔn)。按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，建筑物的耐火等級分為四級。

建筑物的耐火等級是由建筑構(gòu)件（梁、柱、樓板、墻等）的燃燒性能和耐火極限決定的。建筑物的耐火等級耐火等級是根據(jù)有關(guān)規(guī)范28一級耐火等級建筑是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚墻與鋼混凝土結(jié)構(gòu)組成的混合結(jié)構(gòu)；二級耐火等級建筑是鋼結(jié)構(gòu)屋架、鋼筋混凝土柱或磚墻組成的混合結(jié)構(gòu)；三級耐火等級建筑物是木屋頂和磚墻組成的磚木結(jié)構(gòu)；四級耐火等級是木屋頂、難燃燒體墻壁組成的可燃結(jié)構(gòu)。一級耐火等級建筑是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚墻與鋼混凝土結(jié)構(gòu)組成的混29

甲、乙類物品廠房的耐火等級只能為一、二級，禁止設(shè)在地下室、半地下室。甲類物品生產(chǎn)廠房應(yīng)采用單層，其最大允許建筑面積為4000平方米，超出了這個面積就要采取防火分隔措施；甲類物品倉庫的耐火等級只能為一、二級，最多允許一層。甲、乙類物品禁止存放在地下室、半地下室內(nèi)。這些規(guī)定是設(shè)計部門要執(zhí)行的。甲、乙類物品廠房的耐火等級只能為一、二級30

經(jīng)營、存放和使用甲、乙類物品的商店、作坊和儲藏間，嚴(yán)禁設(shè)置在民用建筑內(nèi)；《建規(guī)》5.1.13條規(guī)定，“地下商店不應(yīng)經(jīng)營和儲存火災(zāi)危險性為甲、乙類儲存物品屬性的商品”。因此，安監(jiān)部門在辦理?；方?jīng)營許可證過程中，要把這兩點作為高壓線，嚴(yán)格把好審批關(guān)。經(jīng)營、存放和使用甲、乙類物品的商店、作坊和儲319、耐火結(jié)構(gòu)安全設(shè)計

鋼材（SS41）如達(dá)到550℃，其屈服點就會降低到常溫時一半左右，從而發(fā)生變形破壞。如果達(dá)到1400-1500℃就會熔化。普通水泥制成的混泥土結(jié)構(gòu)在1000℃以下不熔化，其熱導(dǎo)率是鋼材的1/20—1/15，熱膨脹也少，其本身就是耐火結(jié)構(gòu)。9、耐火結(jié)構(gòu)安全設(shè)計鋼材（SS41）如3210、防止火災(zāi)蔓延及爆炸擴(kuò)展的安全設(shè)計（1）防火門、防火墻----為了防止火災(zāi)蔓延而設(shè)計的。（2）防爆墻及保護(hù)墻---不僅能減輕爆炸沖擊波壓力，還有遮蔽爆炸產(chǎn)生的飛散物或爆炸火焰而保護(hù)附近設(shè)施效果。（3）爆炸抑制裝置----防爆放空及泄漏結(jié)構(gòu)。該裝置是抑制爆炸現(xiàn)象或泄放爆炸沖擊波的壓力，使其達(dá)到減弱爆炸力的裝置。（4）阻爆裝置----是防止爆炸通過配管轉(zhuǎn)播使受害面擴(kuò)大的裝置。10、防止火災(zāi)蔓延及爆炸擴(kuò)展的安全設(shè)計（1）防火門、防火墻-33

防火門、防火窗應(yīng)劃分為甲、乙、丙三級，其耐火極限：甲級應(yīng)為1.20h；乙級應(yīng)為0.90h；丙級應(yīng)為0.60h房間與中庭回廊相通的門、窗、應(yīng)設(shè)自行關(guān)閉的乙級防火門、窗。

防火門在隔離活情的基礎(chǔ)上還可以應(yīng)急逃生的作用,所謂的耐火極限只是保證門體的完整性，也就是可以保證正常開啟。防火門應(yīng)為向疏散方向開啟的平開門，就是人是推開門面對安全通道方向，并在關(guān)閉后應(yīng)能從任何一側(cè)手動開啟。防火門、防火窗應(yīng)劃分為甲、乙、丙三級，34

用于疏散的走道、樓梯間和前室的防火門，應(yīng)具有自行關(guān)閉的功能。雙扇和多扇防火門，還應(yīng)具有按順序關(guān)閉的功能。常開的防火門，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)具有自行關(guān)閉和信號反饋的功能。高層居住建筑的戶門不應(yīng)直接開向前室，當(dāng)確有困難時，部分開向前室的戶門均應(yīng)為乙級防火門。用于疏散的走道、樓梯間和前室的防火門，應(yīng)具3511、流體局限化安全設(shè)計

該裝置是防止易燃?xì)怏w、蒸氣或液體從裝置內(nèi)流出，擴(kuò)散后引起較大的二次火災(zāi)、大爆炸或污染環(huán)境的裝置。類型

（1）擋油堤-----雙層圍墻，目的是擋液體。（2）擋液堤----適用易燃性氣體，有毒氣體及氧氣。（3）緊急斷流裝置---使用在導(dǎo)管上，用自動式或手動式斷流閥。11、流體局限化安全設(shè)計該裝置是防止易燃3612、消防滅火系統(tǒng)安全裝置（1）防火設(shè)備----噴水裝置，（2）滅火設(shè)備。

13、報警、通信系統(tǒng)安全設(shè)計（1）火災(zāi)報警設(shè)備----自動（R型）和手動（P型）。（2）氣體探測報警設(shè)備。（3）通信設(shè)備。

12、消防滅火系統(tǒng)安全裝置（1）防火設(shè)備----噴水裝置，37第三章化工安全設(shè)計一、概述化學(xué)工業(yè)與煉鋼、造船、機(jī)械、電氣設(shè)備制造等工業(yè)相比，由于大量使用可燃性或有毒性的物質(zhì)，所以由這些物質(zhì)引起的火災(zāi)、爆炸或中毒的危險性很大。另外，隨著設(shè)備本身的大型化、處理量明顯增大，其操作也是在危險的反應(yīng)和高溫、高壓等苛刻條件下進(jìn)行的。由于裝置規(guī)模大，操作條件苛刻，一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故，其災(zāi)害的波及范圍也就大的多，而且增加消防滅火的困難，造成企業(yè)和社會的災(zāi)難。所以，對化工裝置來說，安全設(shè)計比什么都重要。執(zhí)行嚴(yán)格的強(qiáng)制性安全生產(chǎn)法令、法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程，在化工裝置的設(shè)計中是不可少的，不符合規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的化工裝置不準(zhǔn)投入使用。第三章化工安全設(shè)計一、概述38二、工藝的本質(zhì)安全設(shè)計

化工裝置的安全設(shè)計，以系統(tǒng)科學(xué)的分析為基礎(chǔ)，定性、定量地考慮裝置的危險性，同時以過去的事故等所提供的教訓(xùn)和資料來考慮安全措施，以防再次發(fā)生類似事故?；ぱb置安全以設(shè)備和工藝設(shè)計為主，再要依靠工藝和設(shè)備的正確運轉(zhuǎn)和適當(dāng)?shù)木S護(hù)管理，才能把事故降低到最低。

安全設(shè)計基本的原則可以歸納如下三點：二、工藝的本質(zhì)安全設(shè)計化工裝置的安全設(shè)計391、工藝的安全性工藝必須實現(xiàn)以下三項可行性研究：（1）設(shè)計條件和設(shè)計內(nèi)容確定是在系統(tǒng)危險分析，事故模型與機(jī)理研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在設(shè)計條件下能安全運轉(zhuǎn)。（2）采用現(xiàn)代安全技術(shù)措施和控制技術(shù)，實現(xiàn)過程的自適應(yīng)性和調(diào)控作用，即使多少有些偏離設(shè)計條件也能將其安全處理并恢復(fù)到原來的條件。（3）確定安全的啟動和停車系統(tǒng)。因此，必須評價化工工藝所具有的各種潛在危險性，研究排除這些危險性或加以限制?；ぱb置有許多工藝組成，還要考慮各操作的相互影響，以達(dá)到整個工藝過程的安全化。1、工藝的安全性工藝必須實現(xiàn)以下三項可行性研究：402、防止運轉(zhuǎn)中的事故

應(yīng)盡力防止由運轉(zhuǎn)中所發(fā)生的事故而引起的次生災(zāi)害。事故的對象有廢物的處理，停止供給動力，混入雜質(zhì)，誤操作，發(fā)生異常狀態(tài)，還有其他外因等。2、防止運轉(zhuǎn)中的事故應(yīng)盡力防止由運轉(zhuǎn)中所413、防止擴(kuò)大受災(zāi)范圍

萬一發(fā)生爆炸毒物泄漏災(zāi)害，應(yīng)防止災(zāi)害擴(kuò)大，把災(zāi)害局限在某一范圍內(nèi)?？紤]到工廠廠址、化工裝置的特殊性，企業(yè)內(nèi)組織的不同及其他情況，必須具體問題具體分析，補(bǔ)充必要的事項。3、防止擴(kuò)大受災(zāi)范圍萬一發(fā)生爆炸毒物泄42三、安全設(shè)計過程

關(guān)于安全設(shè)計，需在這些設(shè)計的各個過程，事前充分審查與各個設(shè)計有關(guān)的安全性制定必要的安全措施。另外，通常在設(shè)計階段中，各技術(shù)專業(yè)也要同時進(jìn)行研究，對安全設(shè)計一定要進(jìn)行特別慎重的審查，完全清除考慮不到和缺陷之處。一般安全設(shè)計包括下列十三項內(nèi)容：三、安全設(shè)計過程關(guān)于安全設(shè)計，需在這些設(shè)計431、裝置結(jié)構(gòu)與材料的安全設(shè)計

裝置、設(shè)備的結(jié)構(gòu)本身當(dāng)然應(yīng)具有能充分承受各種操作條件的材料，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度其要點如下：使用的材料應(yīng)考慮工藝流體、流速、溫度、壓力以及流體反應(yīng)特性和腐蝕特性等各種因素，選擇滿足耐腐蝕性，滿足強(qiáng)度要求以及可加工性（特別是可焊性、機(jī)械加工性）的材料。1、裝置結(jié)構(gòu)與材料的安全設(shè)計裝置、設(shè)442、過程安全裝置設(shè)計

化學(xué)裝置中為了適應(yīng)處理不同的各種物料及壓力和溫度對基本操作條件下的偏離，使裝置也可正常運行，所以在安全上需設(shè)置：（1）使異常狀態(tài)恢復(fù)成正常狀態(tài)而保持在最佳條件的壓力控制裝置。（2）其變化明顯偏離正常狀態(tài)有可能導(dǎo)致危險時為避免發(fā)生危險的穩(wěn)定裝置。（3）異常狀態(tài)進(jìn)一步發(fā)展時的緊急控制裝置。2、過程安全裝置設(shè)計化學(xué)裝置中為了適應(yīng)處45壓力裝置有兩種：（1）迅速將過壓排出系統(tǒng)外的泄壓裝置。種類有：安全閥、放泄閥、排泄閥、防爆板、通風(fēng)管。（2）在超過一定壓力時自動減少設(shè)備內(nèi)的氣體流入量的控制壓力裝置。穩(wěn)壓裝置：能將某種程度的變化恢復(fù)到正常狀態(tài)，使工藝過程保持最佳條件的裝置。有兩種：（1）反應(yīng)控制劑注入裝置，應(yīng)使用各個反應(yīng)有抑制效果的反應(yīng)控制劑。（2）冷卻裝置。壓力裝置有兩種：46

緊急控制裝置：指用上述兩種都不能控制，采用報警和連鎖并用自動或手動進(jìn)行動作的控制裝置組成。（1）報警裝置：是迅速顯示發(fā)生異?，F(xiàn)象及狀態(tài)的裝置，安裝在要對工藝參數(shù)的異常變化進(jìn)行報警裝置上，特別是需要對安全有關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行檢測報警裝置上。（2）緊急控制裝置有下列七種：

A、緊急切斷動力的裝置。

B、緊急停止流入流體的裝置。

C、使流體旁通的緊急處理裝置（三通閥）。

D、將流體緊急排放到系統(tǒng)外的裝置（放空管線、燃燒油、排泄池）。

E、緊急冷卻裝置。

F、緊急送入惰性氣體裝置。

G、緊急送入反應(yīng)控制劑裝置等。緊急控制裝置：指用上述兩種都不能控制，473、引燃、引爆能量的安全設(shè)計

化工裝置區(qū)，存留易燃、易爆氣體、液體，萬一泄漏，有能量就極易發(fā)生事故。所以設(shè)計時，特別安全設(shè)計有可能產(chǎn)生引燃、引爆裝置。常見的引燃、引爆能量有下列幾種：（1）裝置內(nèi)火源（加熱爐、鍋爐、煙囪、高溫的裸露配管等高溫物體、機(jī)械的撞擊、摩擦、絕熱壓縮能等）。（2）電氣能量。（3）操作中所發(fā)生的靜電。（4）雷電。（5）雜散電流。（6）施工用火（焊接及切割、砂輪機(jī)的火花、內(nèi)燃機(jī)、焊槍等）。（7）吸煙等。3、引燃、引爆能量的安全設(shè)計化工裝置區(qū)48針對以上的安全設(shè)計：（1）裝置內(nèi)的火源，最重要的是使其配置適當(dāng)，應(yīng)根據(jù)需要將設(shè)備本身制成易燃性氣體和蒸氣難以進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且，作為輔助手段應(yīng)設(shè)置緊急送入惰性氣體的裝置。（2）電氣設(shè)備：一般按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按各種場合分類為：耐壓防爆結(jié)構(gòu)；油浸防爆結(jié)構(gòu)；充氣防爆結(jié)構(gòu)；增安防爆結(jié)構(gòu)；本安防爆結(jié)構(gòu)。針對以上的安全設(shè)計：49（3）防靜電措施：靜電產(chǎn)生：是在運轉(zhuǎn)、操作時產(chǎn)生的。液體在配管中流動時，由于摩擦而產(chǎn)生靜電，由液體本身輸送電荷而產(chǎn)生流動電流。

液體的固有電阻越大產(chǎn)生靜電越多，一般認(rèn)為在1010-1015歐姆的液體中會產(chǎn)生危險的靜電，在1013歐姆時最危險。在1010歐姆以下，可視為無靜電荷積聚。產(chǎn)生電流大小與液體流速的1.75次方成正比。

防止措施：接地，接地電阻通常為10歐姆以下（易導(dǎo)入大地）；安全流速1m/s以下（不會聚集）；環(huán)境濕度65-75%（擴(kuò)散到大氣中）。

（3）防靜電措施：50（4）雷雨雷雨是大氣中產(chǎn)生的一種靜電，雷擊所產(chǎn)生的最高溫度瞬時可達(dá)10000℃，壓力最大可達(dá)100atm左右,具有極大破壞性。防止措施：用導(dǎo)體接地。高度超過20m構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)置避雷針，但對良好導(dǎo)體塔、罐只接地即可。（4）雷雨51（5）雜散電流產(chǎn)生原因：電氣設(shè)備雖絕緣，但極微量電流流入構(gòu)筑物或大地中，構(gòu)筑物和大地接觸大時，產(chǎn)生較高電壓，產(chǎn)生電火花。防止措施：用導(dǎo)體接地。

所以在化工廠整個廠區(qū)，無論構(gòu)筑物、設(shè)備、貯罐、管線等連成一網(wǎng)，全接地。（5）雜散電流524、危險物處理安全設(shè)計“三廢”也稱工業(yè)垃圾，也有毒害，必須在運轉(zhuǎn)時進(jìn)行安全處理。（1）排放設(shè)備是在運轉(zhuǎn)、停車或緊急停車時，為了安全并迅速地排放裝置排出的廢氣或內(nèi)部溶液及其蒸氣而設(shè)置的的設(shè)備。具體有：A、廢氣處理設(shè)備，用于排放氣體和高揮發(fā)性液體的蒸氣。如火炬系統(tǒng)、排氣管道等。B、液體抽出設(shè)備，用于抽出可凝蒸氣和熱油進(jìn)行冷卻后送往不合格石油產(chǎn)品罐。（2）排水管和放空管將對反應(yīng)有影響的水和蒸氣排出系統(tǒng)外，使系統(tǒng)不會引發(fā)突沸和爆炸。4、危險物處理安全設(shè)計“三廢”也稱工業(yè)垃圾，也有53廢水、廢液處理設(shè)備的兩個系統(tǒng)：（1）含油污水處理系統(tǒng)用于收集排水時排出的含油污水，做成密封結(jié)構(gòu)設(shè)置底下，有些地方設(shè)置截流井及防爆式疏水器，末端設(shè)置油水分離器和擋油池，將油份完全分離，回收后排放清水。為密封結(jié)構(gòu)。

2）排水系統(tǒng)用于收集冷卻用水的排放，蒸氣疏水器產(chǎn)生的冷凝水以及雨水，為開式結(jié)構(gòu)。廢水、廢液處理設(shè)備的兩個系統(tǒng)：545、電力及動力系統(tǒng)安全設(shè)計

防止運轉(zhuǎn)時，意外停止供給電力、儀表風(fēng)、蒸汽、惰性氣體、消防用水等動力源。安全的供電系統(tǒng)及自動切換系統(tǒng)。如市電雙回路、自備電、蓄電池等。5、電力及動力系統(tǒng)安全設(shè)計防止運556、防止誤操作的安全設(shè)計

減少人為失誤帶來災(zāi)害。采用全自動和安全自鎖裝置最好，但實現(xiàn)困難，可以用下列方法：（1）程序控制裝置，只能用正確指令才有效。（2）聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。（3）聯(lián)動機(jī)構(gòu)。（4）配置閥門標(biāo)志清楚，開閉狀態(tài)明確。（5）設(shè)備的人機(jī)接口和周圍的照明等環(huán)境條件應(yīng)安全。6、防止誤操作的安全設(shè)計減少人為失誤帶來災(zāi)害567、防止意外事故破壞或擴(kuò)展的安全設(shè)計（1）防雷擊、地震、洪水等自然災(zāi)害。（2）防汽車、火車等沖撞的防護(hù)措施。

8、平面布置的安全設(shè)計（1）廠區(qū)的安全布置-----各功能區(qū)的劃分。（2）廠外的設(shè)施安全布置---安全距離。7、防止意外事故破壞或擴(kuò)展的安全設(shè)計（1）防雷擊、地震、洪水57安全距離

生產(chǎn)、儲存易燃易爆危險物品的化工企業(yè)必須設(shè)置在城市的邊緣或相對獨立的安全地帶，不得設(shè)置在人員密集的公共場所附近或居民區(qū)內(nèi)?；て髽I(yè)選址應(yīng)符合下列規(guī)定：

(一)化工企業(yè)與廠外鐵路線(中心線)的防火間距不應(yīng)小于30米，與廠內(nèi)鐵路線不應(yīng)小于20米。

(二)化工企業(yè)與廠外道路(路邊)的防火間距不應(yīng)小于16米，與廠內(nèi)主要道路(路邊)不應(yīng)小于10米，與廠內(nèi)次要道路(路邊)不應(yīng)小于5米。安全距離生產(chǎn)、儲存易燃易爆危險物品的化工企58甲類化工企業(yè)的廠房，甲、乙類液體儲罐與電力架空線的最近水平距離不應(yīng)小于電桿(塔)高度的1.5倍，丙類液體儲罐不應(yīng)小于1.2倍。

嚴(yán)禁在潛在危害食水衛(wèi)生或者防洪安全地帶設(shè)置化工企業(yè)。

化工企業(yè)應(yīng)有進(jìn)出廠區(qū)的消防車道，消防車道寬不應(yīng)小于3．5米，凈空高度不應(yīng)小于4米，并且外周邊應(yīng)有適合消防車使用的道路。甲類化工企業(yè)的廠房，甲、乙類液體儲罐與電力架空線的59

甲、乙類化工企業(yè)的廠房和倉庫的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)為一、二級耐火等級，不得來用鋼結(jié)構(gòu)和星鐵蓋頂。

化工企業(yè)的廠房、倉庫的耐火等級、層數(shù)和占地面積，按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行(見附件二)。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房和倉庫的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)為一、60企業(yè)內(nèi)防火間距化工企業(yè)的生產(chǎn)車間、原料倉庫、成品倉庫、可燃液體儲罐、配電間、明火加熱爐、生活區(qū)及辦公場所等要分開單獨設(shè)置；且應(yīng)符合下列防火間距：

(一)一、二級耐火等級甲類廠房之間及其與一、二級耐火等級的其他廠房之間的防火間距不應(yīng)小于12米。與戊類廠房之間的防火間距不應(yīng)小于8米。

企業(yè)內(nèi)防火間距化工企業(yè)的生產(chǎn)車間、原料倉庫、成品倉61

(二)相鄰兩座甲類廠房較高一面的外墻為防火墻時，其防火間距不應(yīng)小于4米。

(三)兩座一、二級耐火等級的甲、乙類廠房與相鄰較高一面外培的門窗等開口部位設(shè)有防火門窗或防火卷簾和水幕時，其防火間距不應(yīng)小于6米。

(四)

兩座一、二級耐火等級的甲、乙類廠房與相鄰較低一面外培為防火墻，且較低一座廠房的屋頂耐火極限不低于1小時，其防火間距不應(yīng)小于6米。

(五)甲、乙類廠房與民用建筑之間的防火間距不應(yīng)小于25米，甲類廠房與明火或散發(fā)火花的地點的防火間距不應(yīng)小于30米。

(二)相鄰兩座甲類廠房較高一面的62

甲、乙類化工企業(yè)的廠房、倉庫的地面應(yīng)采用不產(chǎn)生火花的材料鋪成。

甲、乙類液體儲罐宜采用地埋式設(shè)置，且儲罐之間的防火間距不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的0.4倍。

地上式甲、乙類液體儲罐之間的防火間距不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的

0.75倍，丙類液體儲罐不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的0.4倍。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房、倉庫的地面應(yīng)采63

甲、乙類化工企業(yè)廠房的安全出口數(shù)目不應(yīng)少于兩個，其冷寬度不應(yīng)少于0．9米，疏散走道的寬度不宜少于1.4米，安全疏散距離按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房應(yīng)自然通風(fēng)良好，或設(shè)置機(jī)械排氣裝置。

甲、乙類化工企業(yè)的廠房應(yīng)設(shè)置足夠的門、窗等作為泄壓面積，其泄壓面積的比值(平方米／立方米)為0.05～0.22

甲、乙類化工企業(yè)廠房的安全出口數(shù)目不應(yīng)少64建筑物的耐火等級

耐火等級是根據(jù)有關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，建筑物或建筑構(gòu)件、配件、材料所應(yīng)達(dá)到的耐火性分級。它是衡量建筑物耐火程度的標(biāo)準(zhǔn)。按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，建筑物的耐火等級分為四級。

建筑物的耐火等級是由建筑構(gòu)件（梁、柱、樓板、墻等）的燃燒性能和耐火極限決定的。建筑物的耐火等級耐火等級是根據(jù)有關(guān)規(guī)范65一級耐火等級建筑是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚墻與鋼混凝土結(jié)構(gòu)組成的混合結(jié)構(gòu)；二級耐火等級建筑是鋼結(jié)構(gòu)屋架、鋼筋混凝土柱或磚墻組成的混合結(jié)構(gòu)；三級耐火等級建筑物是木屋頂和磚墻組成的磚木結(jié)構(gòu)；四級耐火等級是木屋頂、難燃燒體墻壁組成的可燃結(jié)構(gòu)。一級耐火等級建筑是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或磚墻與鋼混凝土結(jié)構(gòu)組成的混66

甲、乙類物品廠房的耐火等級只能為一、二級，禁止設(shè)在地下室、半地下室。甲類物品生產(chǎn)廠房應(yīng)采用單層，其最大允許建筑面積為4000平方米，超出了這個面積就要采取防火分隔措施；甲類物