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摘 要

液氨，可由氨气经加压或降温处理制备。氨为一种无色易挥发且具有毒害特性的气体，其易经呼吸道进入人体，对粘膜和皮肤均有腐蚀作用。基于氨的特质，液氨蒸汽与空气混合物达爆炸极限后，遇明火会引发爆炸和火灾等危害公共安全的事故。多年来由于安全技术和安全管理不足，液氨泄漏及其引发的中毒事故数见不鲜，由此造成的人员伤亡和经济损失给国家和人民带来了额外的负担与恶劣影响。因此，为确保液氨罐区的安全稳定运行，保障人民生命、财产安全，本设计对其进行本质安全设计及安全评价。

关键词：液氨罐区 本质安全设计 泄露模拟 安全评价

Safety design and evaluation of 600 cubic meter liquid ammonia tank farm

ABSTRACT

Liquid Ammonia, prepared from ammonia gas by pressure or cooling treatment. Ammonia is a colorless volatile and toxic characteristics of gas, its easy to enter the human body through the respiratory tract, Mucosa and skin corrosion. Based on the characteristic of ammonia, when the mixture of liquid ammonia steam and air reaches the explosion limit, an open fire will cause an explosion and fire and other accidents endangering public safety. Over the years due to inadequate safety technology and safety management, the leakage of liquid ammonia and the number of poisoning accidents caused by it are not uncom-mon, resulting in human casualties and economic losses to the country and the people have brought additional burdens and adverse effects, therefore, in order to ensure the safe and stable operation of liquid ammonia tank farm and protect the people's life and property, the Intrinsic Safety Design and safety evaluation should be carried out.

Key words：Liquid Ammonia Tank FarmIntrinsic Safety Design Leakage Simulation Safety Evaluation

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1研究的背景及意义 1

1.2液氨罐区安全设计与评价国内外研究现状 2

1.2.1液氨储罐泄露数值模拟的研究 2

1.2.1液氨储区安全设施设计及评价的研究 3

1.3研究内容 7

1.3.1本课题研究的内容 7

1.3.2本课题的实现途径 8

1.3.2采用的研究思路 9

第二章 罐区的设计 10

2.1储罐的选取及参数计算 10

2.1.1储罐选型 10

2.1.2储罐的设计 11

2.2罐区的布置规划 12

2.2.1已知的设计参数 12

2.2.2防火间距的设计 13

2.2.3防火堤及防火隔堤的设计 14

2.2.4罐区总平面布置 14

2.3消防系统 15

2.3.1消防冷却系统的选取 15

2.3.2消防给水管道 16

2.3.3固定式消防冷却水管道 16

2.3.4消防水池容积 17

第三章 罐区安全设施和附件设计 18

3.1安全附件 18

3.1.1喷淋装置 18

3.1.2安全阀和呼吸阀 18

3.1.3液位计及温度计 19

3.1.4有毒气体报警仪 19

3.2安全监控系统 20

3.2.1SIS系统 20

3.2.2视频监控系统 20

3.2.3火灾自动报警系统 21

3.3防雷设计 21

3.3.1储罐区火灾爆炸危险区域划分 21

3.3.2防雷建筑等级的确定 21

3.3.3避雷针设计 22

第四章 罐区泄露事故模拟及安全评价 23

4.1事故泄露数值模拟 23

4.1.1软件介绍 23

4.1.2泄露模拟 23

4.2罐区安全评价 31

4.2.1罐区重大危险源辨识 31

4.2.2评价方法的选择 33

4.2.3危险有害因素辨识 35

4.2.4HAZOP-LOPA分析 35

4.3安全措施及建议 38

4.3.1针对储罐物理爆炸的安全措施 39

4.3.2针对储罐化学爆炸及火灾的安全措施 39

4.3.3针对泄露中毒的安全措施 40

4.3.4建议 40

第五章 结论 41

参考文献 42

第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

液氨，具有强刺鼻气味，呈无色透明液体。氨在生产生活领域广泛使用，经过加压或冷冻气态氨得到液态氨，便于运输及储存。

液氨具备以下危险特性：1.氨易挥发性，液氨蒸气与空气混合物达到爆炸极限（16%-25%），遇到火源会有爆炸和火灾危险；2.溶液为碱性，呈现一定腐蚀性，会侵蚀腐蚀储罐；3.毒害性：对粘膜和皮肤具有腐蚀作用，由于氨通过吸入人体，组织细胞可被可溶性杀死，当浓度过高时可导致人暂停心脏搏动。轻微接触氨水或高浓度氨气可以导致灼伤，严重的可以导致死亡，皮肤直接接触氨会导致损伤。当暴露在氨的含量达到0.5%-0.6%的环境内分钟即可造成人员中毒。

液氨的用途：在诸多领域具有很大的应用价值如在国防工业中，液氨可以作为动力推进剂和制造炸药提供原材料；在化工行业生产化肥、农药和药物。因为液氨具有良好的潜热性能，被誉为“冷冻剂”常用作工业制冷剂。液氨在我国生产生活和科技研究方面非常重要。

储存和使用液氨在许多化工企业是不可避免的。液态氨储存数量的大小决定其危险程度，从而威胁到生产的安全。随着工业和科技的发展，我们逐渐意识到液态氨的潜在危险。但是由于目前对液氨储存技术和安全保护措施方面的不足，我们不能十全保证液氨的不泄露。因此对液氨储罐的本质安全设计、采取适当的防护措施，良好的操作规程和完善的管理，保证这些储罐的安全，以保障其安全稳定运行，避免事故的发生。

在本设计中，我在阅读大量有关液氨罐区设计和液氨泄露方面的文献后，对液氨罐区进行安全设计以及安全评价，研究液氨储罐泄露的发生条件机理以及泄露后果，以期为液氨储罐安全设施设计和选型、风险防范、安全管理以及安全评价提供理论数据支撑。参见国家设计标准对600立方液氨罐区化工安全设计以及安全评价，设计从确定相关参数，如压力、温度、寿命、腐蚀速率等开始，而后通过查阅相关资料、按照国家规范和液氨物性规划平面布置、设计安全设施等，同时运用安全评价方法识别危险源，并对其采用安全技术和完善安全管理措施，从而保证安全生产，实现技术上先进、生产上可行、经济上合理，为创造一个良好安全舒适的工作环境提供了保障。

1.2液氨罐区安全设计与评价国内外研究现状

国内外对液氨罐区现阶段研究主要在液氨储罐泄露的数值模拟、储罐应力分析、安全设施设计、安全评价和管理方法的灵活应用等方面。

1.2.1液氨储罐泄露数值模拟的研究

田涛^[1]等对液氨泄露事故运用ALOHA模型进行数值模拟当液氨储罐发生泄漏事故后，根据受影响地区的危险程度，将受影响地区分为紧急避难所、疏散区和自我疏散区。

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