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摘 要

本课题针对氯乙烯气柜区开展风险评估和安全设计研究，首先对氯乙烯气柜事故背景、职业危害、氯乙烯特性进行了介绍，阐明了本设计的意义和目的。深入分析氯乙烯气柜的储存工艺流程特点和所涉及的物质的危险特性，进行危险有害因素辨识，针对氯乙烯气柜储存仓库的防火分区及平面布置，计算消防用水量，对可燃报警仪及防雷装置的布置和设计进行分析。采用预先危险性分析和事件树分析法，对该项目进行了定性和定量分析。针对评价的结果，提出合理的防范措施，提高企业管理水平和职工素质，降低氯乙烯气柜企业火灾中毒危险。

关键词：氯乙烯 湿式气柜 气柜设计 安全评价

Storage process Control and Safety Design and Management of a Vinyl Chloride Gas Tank

Abstract

This topic carries out risk assessment and safety design research for the vinyl chloride gas holder area. Firstly, it introduces the accident background, occupational hazards and characteristics of vinyl chloride gas holder, and clarifies the significance and purpose of this design. In-depth analysis of the storage process characteristics of vinyl chloride gas holder and the dangerous characteristics of the substances involved, identification of dangerous and harmful factors, fire zoning and layout of the storage warehouse for vinyl chloride gas holder, calculation of fire water consumption, analysis of the layout and design of the flammable alarm device and lightning protection device. The project was analyzed qualitatively and quantitatively with PHA and ETA. In view of the evaluation results, reasonable preventive measures are put forward to improve the management level of enterprises and the quality of employees, and to reduce the risk of fire poisoning in vinyl chloride gas holder enterprises.

Key words: Vinyl chloride；Wet gas holder；Gas holder design；Safety evaluation

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 设计目的 1

1.1氯乙烯气柜事故背景 1

1.2氯乙烯职业危害 1

1.3氯乙烯特点 1

第二章 3×2500m³氯乙烯气柜设计说明书 2

2.1气柜类型和材质 2

2.2径高比 2

2.3气柜活动节节数n 2

2.4设计压力和设计温度 2

2.5钟罩顶板厚度 3

2.6气柜的计算 3

2.6.1水槽壁板厚度计算 3

2.6.2钟罩壁板厚度的计算 4

2.6.3配重计算 5

2.7补水设计 5

2.8气柜水位的控制 6

2.9气柜高度的控制 6

2.10气柜压力的控制 6

2.11气柜温度的控制 7

第三章 气柜区总平面布置 8

3.1区域规划和厂区防火间距 8

3.2气柜内部布置 8

3.3厂内道路 9

第四章 罐区消防系统设计 11

4.1厂区同一时间内火灾处数 11

4.2灭火系统的选择 11

4.3固定式消防水炮水用量计算 12

4.4固定式冷却水量计算 12

4.5消防用水量计算 12

4.6消火栓数量计算 12

4.7干粉消防炮设计 13

4.8灭火器的布置 13

4.9事故存液池 13

第五章 有毒气体报警及防雷设计 14

5.1检测器 14

5.1.1检测器的位置 14

5.1.2检测器的选用 15

5.1.3检测器的安装 15

5.2报警器 15

5.3防雷设计 16

第六章 氯乙烯气柜区危险源辨识 17

6.1第一类危险源辨识 17

6.1.1氯乙烯的理化性质 17

6.1.2重大危险源辨识 18

6.2第二类危险源辨识 18

6.2.1人的不安全行为 18

6.2.2物的不安全状态 18

6.2.3管理的缺陷 18

第七章 氯乙烯气柜储存过程安全评价 20

7.1氯乙烯的火灾危险性分类 20

7.2氯乙烯的危险特性 20

7.3气柜储存过程的预先危险性分析 21

7.4氯乙烯气柜储存过程的事件树分析 24

7.5防范措施 25

第八章 结论与展望 26

8.1结论 26

8.2展望 26

参考文献 27

致谢 28

第一章 设计目的

1.1氯乙烯气柜事故背景

氯乙烯是一种应用于高分子化工的重要单体^[1]，为无色、容易燃烧和有醚样气味的气体，其蒸汽密度比空气大，当其处于较低处时也能扩散到相对较远的地方，若遇到明火，有引着回燃的危险。

2018年11月28日零时40分55秒，位于河北张家口望山循环经济示范园区的中国化工集团河北盛华化工有限公司氯乙烯泄漏扩散至厂外区域，遇火源发生爆燃，造成24人死亡(其中1人后期医治无效死亡)、21人受伤(4名轻伤人员康复出院)，38辆大货车和12辆小型车损毁^[16]。

1.2氯乙烯职业危害

根据《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044 -85)，按职业性接触毒物危害程度四级分级，氯乙烯属于最高的Ⅰ级，即极度危害等级^[2]。氯乙烯可经呼吸道进入人的身体，即使接触的时间短暂，也有急性中毒的可能。长时间处于低浓度氯乙烯的环境，会引起慢性中毒。因此，不能让人员长期处于低浓度氯乙烯环境。高浓度氯乙烯接触会对人的肝脏、神经系统等造成损害，甚至引发溶骨症，并且增加了发生肿瘤的可能性。

工业上引发氯乙烯中毒的场景主要有：对气柜水槽底部进行清理时、检查修理时、抢修等。

1.3氯乙烯特点

氯乙烯的职业性接触毒物危害程度等级为最高的Ⅰ级，并且在卫生部2003年发布的《高毒物品名录》中，氯乙烯气体是确定的31种有毒气体和有毒蒸汽之一。如果气柜中的氯乙烯发生泄漏，有造成厂区内外工作人员、生活人员中毒窒息的危险。氯乙烯的燃烧下限为3.6%，也就是说空气中即使仅混入3.6%体积浓度的氯乙烯遇到点火源也会发生爆炸，因此氯乙烯气柜的防火防毒十分重要。

第二章 3×2500m³氯乙烯气柜设计说明书

2.1气柜类型和材质

螺旋气柜与外导架直导轨气柜比较，有以下特点：没有外导架，用钢量少，气柜愈大，省材愈多^[5]；安装高度低，仅相当于水槽高度，安装方便、安全^[5]；抗倾覆性能虽不及外导架直导轨，但升起后的稳定性仍较好^[5]；外导架直导轨更适用于地震震感强烈、地震频发地区；钢材消耗比外导架直导轨气柜约少15%~25%，更经济实用；广泛用于大、中、小型气柜^[5]。

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