论文总字数：13185字

摘 要

本设计从丙烯的理化性质与丙烯储罐区的危险特性出发。参照相关资料以及过去的丙烯储罐事故案例进行分析，完成了对储罐的选型，尺寸的设计以及相关安全附件的选择。同时，完成厂区平面布置，防火间距，防火堤以及罐区消防系统的设计。计算了罐区所需的消防用水量，泡沫站的储量以及警报器的设计以及处理。使用安全检查表以及事故危险性分析对丙烯罐区进行安全评价，验证罐区的安全与有效性，对于丙烯罐区的安全除了需要合理的安全设计外，还需要制定严格的安全管理制度和需要具备定安全意识的工作人员的结论。并从而提出对罐区人员进行安全教育和完善安全管理制度的建议。

关键词：丙烯储罐 总平面设计 消防用水量 安全评价

Safety Design of Propane Storage Area

Abstract

This design starts from the physical and chemical properties of propensity and the dangerous characteristics of propensity storage tank area. With reference to the relevant data and the past cases of propensity storage tank accident, the selection of tank selection, size design and related safety accessories are completed. At the same time, complete the layout of the plant area, fire spacing, fire breakwater and tank fire system design. The water consumption for fire protection, the reserves of foam station and the design and treatment of sirens are calculated. The safety evaluation of propensity tank area is carried out by using safety check list and accident risk analysis to verify the safety and effectiveness of the tank area. In addition to the need for reasonable safety design, the safety of propensity tank area also needs to establish strict safety management system and the conclusion of the staff who need to have certain safety awareness. And then put forward the safety education to the personnel of tank area and improve the safety management system.

Key words: Propensity tank；General graphic design；Safety Evaluation of Fire Water；Consumption

第一章 绪论

1.1丙烯[1]的性质

1.1.1丙烯的理化性质

丙烯在常温下为无色、稍带有甜味的气体，是一种属低毒类物质，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，丙烯在3类致癌物清单中[2]。

表1.1.1为丙烯的一些理化性质

1.1.2丙烯的危害

丙烯的化学性质常活跃且对于人体的危害也比较大，在丙烯储罐的操作中须时刻注意，下表为丙烯的对人体和环境的一些危害以及救治措施

表1.1.2丙烯的危害

1.2丙烯的意义

现今加工重质油比重增加,所产原油日趋变重,轻质燃料油需求日益增长,导致轻质裂解原料更趋紧张,并且尽管轻烃裂解生产乙烯的成本最低,但丙烯的产量较少，因此,积极推广重质原料制丙烯技术,同时开发新工艺路线和新型催化剂,是努力实现我国丙烯产业可持续发展的基本思路[3]。

第二章 总平面布置设计

2.1厂区总平面布置

本项目设计中包含丙烯生产车间，丙烯储罐区，配电站泵房等一些辅助生产区和办公楼员工共宿舍的生活区。根据国家相关规定画出厂区总平面布置图如2.1所示。厂区在符合规定的基础上合理运用土地资源达到资源利用的最大化。

2.2罐区的布置

本设计中应为储存介质为丙烯，属于危险化学品，须严格按照《石油化工企业设计防火规范》[4]来布置罐区，如表2.3.1所示。

本设计中丙烯储罐采用半冷冻式储存类型且没有设置事故排放至火炬的措施故设计储罐间防火间距设置为9m。

注：星号表示储罐需要独立放置

表2.3.1为液化烃、可燃气体、助燃气体的罐组内储罐的防火间距

表2.3.1

2.3厂区道路

根据《石油化规设计防火规范》[1]厂区有两个出入口分别设置在东边与西边，且人流物流不相互影响。东门为人流出入口，西门为物流出入口共运输储存车进出，中途不经过人流密集区。

当储罐区发生火灾时，消防车道与东西出入口联通保证消防车辆顺利出入，路面净高度6m，为保证消防车快速进入储罐区进行全方位扑救工作，储罐区须设置环形消防车道；消防车道路面宽为10m，保证当罐区发生火灾时，消防扑救工作不会受到影响；车道内圈半径为12米，消防车转弯时不会有困难，路面上空没有影响消防车工作的遮挡物；丙烯罐区内的储罐与消防车道的相距40m。

2.4丙烯警报器的安装目的及布置

丙烯气体报警器是在安置在丙烯罐区周围的报警装置，当丙烯罐区有气体泄露并且浓度达到丙烯气体爆炸下限时发出警报以此来提醒相关专业人员对火灾隐患的排除，达到提前遏制火灾与爆炸惨案发生的目的。

丙烯液化后是甲A类液体，极易发生爆炸，因此在在储存安全上须全面设置警报系统，防止在发生泄露时未及时发现从而造成不可挽回的损失。

2.4.1探测器的选型与放置

根据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB50493—2019)[5]选用半导体型丙烯气体探测器。半导体传感器是一种新型半导体器件，它能够能实现电、光、温度、声、位移、压力等物理量之间的相互转换，并且易于实现集成化、多功能化，更适合于计算机的要求，所以被广泛应用于自动化检测系统中。由于实际的被测量大多数是非电量，因而传感器的主要工作就是将非电信号转换成电信号。在本设计中丙烯分子数大于空气故将探测器设置在丙烯储罐被保护空间的底部。

2.4.2探测器在显示器中报警的显示

当丙烯报警器发现丙烯泄漏后会将物理信号转化成报警电信号传到操作室显示面板，经操控室电脑处理后会将、报警原因及报警处理措施显示在显示屏上。假如经过现场处理后丙烯气体不再继续泄露，则系统会默认恢复正常且自动详细记录此次事件的经过。若丙烯泄露问题还未得到及时的解决，报警信号将会一直警报并且提示音会逐渐增大，当“确认”键被操作人员按下时，报警系统提示音会即刻静音，但报警灯持续闪烁，直到专业人员到现场解决气体泄时漏报警灯停止闪烁，且自动记录此次事故。

第三章 球罐的设计

3.1丙烯球罐设计条件

丙烯是一种非常活跃且极度危险的化学品，因此在工艺生产与储存中需要非常严格的进行各项操作，其中，对储罐的要求更加严苛。针对储存介质，列出以下设计条件。表3.1为丙烯储罐的一些设计条件

丙烯球罐设计条件表3.1

3.2罐体的选择

在罐体的选择中根据本厂区实际需求选择最适合的储罐，既能合理的运用经济也可以在保证节省经济的情况下保证储存的安全。球罐体一般分为橘瓣式足球瓣式、桔瓣式和混合式三种，其优缺点如表3.3所示。

表3.3罐体种类

3.3丙烯球罐的安全附件

储罐异常压力的紧急平衡是保证储罐长期存储安全的重中之重。针对现存储罐泄压装置存在的泄放不及时、泄放量小等问题, 设计了储罐异常压力紧急平衡装置[7]

安全附件是压力容器不可或缺的重要环节，它可以大幅度提高压力储罐的安全性，在储罐发生异常情况前，提前处理以及发出警报。丙烯球罐的安全附件主要有安全阀、梯子平台、人孔和接管、液面计、压力表、水喷淋装置、保温隔热装置，注水设施。

3.4.1安全阀的种类

阀门的种类的有很多种，其中，安全阀既要起到与一般阀门相同的开关作用，更重要的是保护压力设备的安全，将事故发生率降得更低。近年来，化工业的发展速度在我国突飞猛进，对压力容器的需量求也越来越大，因此，对安全阀的种类和要求也越来越高，安全阀的分类如表3.4.1所示

表3.4.1安全阀种类

3.4.2人孔和接管

在本设计中，丙烯球罐的设计直径为7.2m，在球罐的上极带中，采用的人孔盖类型为水平吊盖；下极带人孔盖则采用回转盖。

在化工工艺的生产与储存中，接管处是最薄弱和最容易发生事故的地方，在焊接丙烯储罐与介质输送管道时，为了保证将来储罐与接管的安全作业，采用与丙烯罐体相同的16MnR钢材，并且采用整锻件凸缘补强措施进行焊接。

3.4.3液位计

球罐液位计是一种直观的、在储罐体就可以观察丙烯液位高低的测量计，表3.4.3中为目前球罐的两种液位计

表3.4.3罐体液位计

（2）雷达液位计：在储罐液位显示中，雷达液位计有着至关重要的作用，它可更远程高效的反应液位的高低，使工作人员远程控制储罐液位雷达液位计没有测量盲区，精确度也可以做到很高。但缺点是测量距离越远，信号越弱，且受到天线上积垢影响。

（3）本设计丙烯储罐使用玻璃管式液位计，方便工作人员更直接的观察丙烯也为情况。雷达液位计采用非接触式FMCW液位计

3.4.4压力表

在丙烯球罐设计中，在球罐的上部和下部各设置一个压力表来测量储罐压力。这样可以保证其中一个表出现故障或者进行定期检验时有一个压力表正常工作，并且更加确定丙烯罐压力的准确性。压力表的选择中，选取读取表面直径为200mm的压力表，方便工作人员更准确的记录表中显示的数值，同时压力表极限压力刻度为储罐压力正常时的2倍。

3.4.5水喷淋装置

当丙烯罐区中，有一个火灾气体探测器检测其中一个罐有气体泄露时，报警器立即打开自动喷淋装置，水雾隔绝储罐泄露气体接与外界空气接触，与此同时，水喷淋系统迅速给储罐以及水幕内的空气降温，防止发生爆炸，造成毁灭性的伤害与损失，在检测到罐区泄露的瞬间，报警系统同时响起，直到消防人员和专家来共同解决此次泄漏事故，方可关闭喷淋装置。

3.4.6保温隔热以及注水设施

采用不燃性绝热材料，防止发因外部材料不符合条件而引发的罐区事故，储罐钢构架、支架、裙座均覆盖有耐火结构，且耐火极限不小于2h

根据丙烯的性质不溶于水且密度比水小，输送丙烯的管道多在球罐底部，因此，罐体破裂大多在罐体底部，若发生泄露，立即向球罐中注水，这样来形成水封，此时，泄露的液体不再是丙烯而是水。

罐区消防安全设计

化工罐区是化工厂内重要组成部分, 承担着厂区内原料和产品的存储和输送。伴随着化工产业的发展, 化工罐区规模和数量也不断变大, 这也就对化工罐区设计提出了更高的要求。化工罐区设计的合理与否, 将会决定着化工装置能否正常运行, 也影响着厂区运行的安全[8]

4.1消防水池

在本次丙烯储罐区的设计中，储罐区所用的消防用水全部来源于消防水池，并且且厂区的供水管道在不影响工厂生产和生活用水的同时，还能及时的补充消防水池水量。

根据相关规定可知本设计中罐区必须设置固定喷淋系统和移动冷却系统

4.1.1固定喷淋系统冷却水量

在本储罐区设计中，单个丙烯储罐的供水强度为10升每平方米，且丙烯储罐的表面积是163平方米，当有一个丙烯罐着火时，须算另一个罐邻近罐表面积的一半。

故可知用水量：（163 163/2）×10L/min·m²×360min≈880m³

4.1.2移动冷却系统冷却水量

据相关规定可知，丙烯储罐300立方米，设计移动消防冷却水强度30L/s

移动消防冷却水量:30L/s×6h=21.6m³

总消防用水量=固定喷淋冷却水量 移动消防冷却水量

考虑实际因素，设计消房水池储水量为950m³

4.2泡沫站

丙烯储罐属于液态烃类储罐，按照《低倍数泡沫系统灭火设计规范》[9]设计丙烯罐区的罐区的泡沫灭火强度须按照下表设计

表4.2泡沫混合液供给强度和连续供给时间表

本丙烯罐区采用的泡沫装置形式为固定式，当发生危险情况泡沫灭火系统开始工作到安全隐患彻底排除的时间设计为50min。在泡沫液的多种种类中，本罐区选择蛋白混合液作为泡沫主要介质。

则泡沫计算储量 罐体横截面积×6L/min·㎡×50min=12.2m³

考虑实际因素设计泡沫储量为15m³

4.3防火堤

设计中储存材料为丙烯属于液化烃，且沸点低于45℃，所以按全压力式液化烃储罐的防火间距进行设计。

防火堤建造距离为丙烯罐最高液面减去梯台高度加丙烯球罐气压当量（液化烃的气压当量约为2m），其防火堤截面总体设计图如所示

防火堤采用梯台结构；上部矩形面积略小于下部面积，梯台高度约为0.6m。储罐类型为单防罐，两边各设置一个梯子方便人员通过且两边各有一个手提式灭火器。

则防火堤与储罐的距离为8.4m，考虑实际因素设计防火堤距离储罐9m位置

4.4球罐支架排水沟及防雷防静电

当丙烯球罐发生火灾时，支撑球罐的钢结构耐火极限只有15分钟，而烃类液体火灾温度在短短几分钟内便可上升至1000度，为防止支撑球罐钢结构倒塌的倒塌造成二次伤害须将球罐钢构架、支架、裙座均覆盖有耐火结构，且耐火极限不小于2h

水沟设计在据地面300mm的暗沟，来收集雨水与污水（不包括丙烯凝结液）且与防火堤排水口设置250mm水封并设有切断阀。

随着国家对安全环保工作要求越来越严格, 储罐的防雷、防静电设施必须严格按照现行标准进行整改完善[10，11]。由于壁厚大于4mm，不需另设避雷针，在罐体与地面接两根导流线，防止在雷雨天气时储罐因遭受雷击而产生危害。

第五章 事故安全风险分析

5.1.1安全检查表分析（Safety Checklist Analysis）

安全表检查法将一系列分析项目列出检查表进行分析，以确定系统的状态，这些项目可以包括设备、设施、工艺、操作、管理等各个方面,传统的安全检查表分析方法是分析人员列出一些危险项目，识别与一般工艺设备和操作有关的已知类型的危险、设计缺陷以及事故隐患，其所列项目的差别很大，而且通常用于检查各种规范和标准的执行情况,安全检查表分析的弹性很大，既可用于简单的快速分析，它是识别已知危险的有效方法[12]。

5.1.2检查表编制

5.1.2丙烯生产储存安全检查表

5.1.3总结

检查项目时根据检查表逐一排查，在专门的工作组核查下，得出厂区选址与罐区布置合理的结论。。建设项目建筑物的耐火等级、防火间距以及消防器材配置，所提出的措施基本符合消防安全要求。建议该企业建筑工程应按有关规定要求，进行建筑工程消防审核和建成后进行消防验收。

5.2 PHA预先危险性分析

5.2.1方法简介

预先危险性分析是在进行某项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等） 之前，对系统存在的各种危险因素（类别、分布）出现条件和事故可能造成的后果进行宏观、概率分析的系统安全分析方法，其目的是早期发现系统的潜在危险因素，确定系统的危险性等级，提出相应的防范措施，防止这些危险因素发展成为事故，避免考虑不周造成的损失[13]。

5.2.2方法步骤

在丙烯储罐检查过程中，按照方法步骤来检验事故，可以更明确直观的对危险元素的排查其方法步骤如表5.1所示

5.1PHA方法步骤

5.2.3危险性等级

如表所示将事故等级分为4个等级，如表 5.2.3所示

5.2.3危险度等级表

5.1.4分析结果

将整个储罐区作为一个评价单元，绘制成一个表格，见下表

表5.2.1 储罐系统预先危险性分析

潜在事故	触发事件	原因	危险等级	对策
储罐泄漏	装置破损或密封不严	焊接缺陷 密封圈选材不当 储罐选型不当 超温超压 储罐局部应力过大 温度压力不稳定起伏大导致材料承受交变载荷疲劳断裂。	Ⅳ	进行无损探伤 更换密封圈 设计时进行核算，参考同类储罐 设置高低液位报警，检查循环水冷却装置，打开水喷淋系统
压缩机轴振动与轴位移异常	叶片、轴和机壳相互撞击	制造安装不符合要求 润滑油有杂质 油压低油温高，油量不足	Ⅲ	安装轴位移和轴振动测量仪表 设油过滤器及油压报警联锁装置 控制油温
压缩机喘振	额定出口压力与流量不匹配	机器发生振动，轴叶轮与轴承、机壳相互摩擦撞击 密封损坏	Ⅲ	设自动控制系统 设低流量联锁装置 设防喘振阀门
电击	人体接触漏电部位	绝缘损坏 电路短路 线路超载 额定电流选择偏大 环境潮湿	Ⅲ	完善继电保护，过电压保护及接地装置 配置漏电保护设施
紧急放空	储罐超压	安全阀选型不当 管线堵塞 储罐液位超高	Ⅲ	选用三通阀，不得单独使用爆破片 放空管应连接物料管线防止环氧乙烷外逸 设置高低液位报警
人员中毒	浓度超标	未在危险位置设置可燃气体报警仪或安装高度不对 未配备防护设施 人员长期处在低浓度环境中，察觉不到更高浓度的气体。 进入球罐检修时未进行置换	Ⅲ	在可能泄露的区域安装检测仪[14] 现场配备自吸式呼吸器 严格执行工作证许可制度 严格遵守检维修操作规程
机械伤害	人体接近转动设备	(1)旋转类设备未安装保护壳 请支付后下载全文，论文总字数：13185字 您需要先支付 80元 才能查看全部内容！立即支付 ﰊ PREVIOUS NEXT ﰋ 您可能感兴趣的文章 利用WWLLN数据分析我国2018年沿海地区雷电分布特征文献综述 梅雨期江苏省闪电活动与降水量的关系开题报告 云贵高原和青藏高原的闪电活动的对比分析文献综述 基于OpenCV的低对比度闪电通道图像预处理文献综述 基于m语言处理闪电放电通道亮度增强及轮廓提取中的应用开题报告 西电东送特高压输电线路分区域的雷电防护设计开题报告 云南闪电活动与局地气候特征的研究开题报告 某机械生产有限公司的安全预评价开题报告 典型阻燃剂对玉米淀粉火焰传播特性的影响研究开题报告 基于ICI蒙德法的某石油化工厂安全评价文献综述 最新文档 华北地区夏季降水多年、少年近地层水汽场及风场分布特征开题报告 天山地区典型流域降雪分布研究文献综述 2016年台风狮子山路径突变原因的初步分析开题报告 北京和寿县地区边界层急流观测与模型的对比文献综述 具有双Kelvin波结构MJO活动的再分析开题报告 基于单片机的温控风扇设计文献综述 1961-2015年江苏省气候资源的时空分布规律开题报告 智能搬运机器人文献综述 基于类型的电影推荐系统文献综述 Bi6S2O15的合成及其降解有机污染的研究开题报告 不确定时滞奇异摄动系统的鲁棒控制器设计文献综述 小型双模SIW滤波器的研究与设计开题报告 我国绿色出行政策执行研究——以南京市为例文献综述 试论李碧华小说中的爱情悲剧开题报告 基于FPGA的电子相册设计文献综述 企业微信 推荐栏目 本站简介 人才招聘 版权声明 免责声明 毕业论文网 教育 科研 学术文档分享平台 专注服务十二年 可信/实名双认证 老牌网站值得信赖 Copyright © 2010-2022 毕业论文网 站点地图  企业微信 