苯罐区消防安全设计实例.doc

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苯罐区消防安全设计实例

　　苯罐区消防安全设计实例

　　苯是石油化工企业经常要用到的基本有机原料。

本文将通过一个具体的实例，介绍在实际罐区设计时应该注意的在消防安全方面的设计要求。

　　一、引言

　　苯在常温下是无色透明液体，易挥发，具有强烈芳香气味，有毒，易燃，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

其常用的理化特性数据如下：

　　沸点（常压）：

　　　　　80.099℃

　　熔　　点：

　　　　　　5.533℃

　　闪　　点：

　　　　　　-13.3～12.2℃

　　自燃点：

　　　　　　　630℃

　　液体相对密度（15.54℃）：

0.8847

　　熔化热：

　　　　　　　127.49J/g

　　临界温度：

　　　　　　289.5℃

　　临界压力：

　　　　　　4.94MPa

　　蒸气压（26.075℃）：

　　13332.2Pa

　　爆炸极限：

　　　　　　1.33%～7.9%

　　由以上数据可知，苯泄漏后极易形成爆炸性混合物，且闪点很低，在常温下只要有引燃源存在就会引起燃烧、爆炸。

因此，苯罐区的消防安全设计是至关重要的。

　　二、苯罐区消防安全设计

　　1.罐区选择

（1）地势平坦，工程地质条件好，罐区标高高于排涝标高。

（2）苯属于甲类危险性物品，应位于工厂边缘，远离生产设备集中区。

　　（3）应处于工厂常年主导风向的下风向或侧风向处，同时满足位于火炬等明火装置的下风向或侧风向的要求。

　　（4）要考虑地质基础及相邻地区、池塘、河流、低洼沼泽等对其基础的影响，以避免造成罐区地基下沉而有泄漏危险的发生。

　　2.消防安全设计的做法

（1）苯罐大小的确定

　　本设计以年产5万吨己内酰胺为设计背景，经物料衡算，得知每月所需苯用量为8000m3，确定苯储罐的容量为5000m3，考虑到苯价格的市场波动、工厂未来的扩容，设计建4个苯储罐。

　　苯是一种易燃、易爆、易挥发的危险性液体，故选用浮顶式储罐，但为了进一步提高储罐的安全性，选择蒸气空间特别小的设有氮风系统的浮顶式储罐。

　　苯罐采用等壁储罐，按费用最省、材料最省的经济尺寸计算

　　H=2R

　　5000=πR2H

　　5000=2πR3

　　所以，R=9.3m　H=18.6m

　　浮顶罐的存储系数为：

0.90×（1+5%）=0.945

　　安全容积：

5000×0.945=4725m3

　　安全高度：

h=4725/（πR2）=17.4m

　　所以，苯罐的直径为18.6m，高度为18.6m，液面允许安全高度为17.4m。

（2）储罐基础需要另配土质较好、地耐力较好的地区，罐基础一般采用天然地基同环形钢筋混凝土基础，土质条件不好的要采用桩基础。

设计工作开始前要作工程地质初探，技术设计时还要详探，钻孔深度要求在15～25m内。

钻孔深度范围内遇有积岩和沙土层的，要作出积岩趋势和沙土液化鉴定。

　　（3）为防止由于某种原因造成苯从罐中流出、扩散后引起较大的二次火灾、大爆炸和污染环境，设置有挡油堤。

同时挡油堤的高度为1.3m，在周围不同方位上设有六处人行踏步，利于平时罐区检查人员进出及火灾时的灭火操作和灭火指挥。

同时，挡油堤内所构成的空间容积大于罐区中所有储罐的容量之和。

挡油堤采用阻燃型材料——混凝土筑成，挡油堤的宽度以能承受满堤时液体的静压力为准，这里，挡油堤的宽度定为0.35m。

　　（4）由于罐区内有大量苯罐，当其中一个储罐发生火灾爆炸时，苯可能发生泄漏，而导致火灾的蔓延，威胁其他苯储罐。

为了减少事故损失，在挡油堤内设有防火分隔堤，在管线穿越挡油堤及防火分隔堤的地方，使用不燃型材料进行密封。

　　（5）为防储罐泄漏时液体越过挡油堤和防火分隔堤以及为消防扑救留出足够的操作场地，设计时挡油堤与防火分隔堤内侧基脚线同储罐留有5.5m的距离。

　　（6）罐区消防用水设计

　　罐区的消防用水量应符合表1规定。

　　根据苯储罐的容量，设计消防用水的最小流量为100m3/h，实际用量设计为130m3/h。

　　（7）考虑到防油堤内雨水的聚集会对罐体产生腐蚀，应设置雨水排水系统。

排水能力应超过当地的最大雨水量。

雨水流量可按下式求出：

Q=icA/360

　　式中：

　　Q——雨水流量，m3/s

　　i——降雨强度，mm/h

　　c——流出系数，（见表2所示）

　　A——流域面积，[ha（104m2）]

　　鉴于罐区一般均采用混凝土，因此流出系数为0.95。

在罐区内的平地上，从储罐基础向堤内侧基脚线设计有排水坡度。

同时，雨水的排水口设置在堤内地势的最低处。

　　（8）罐区的消防通道成环形，在环形上在两个以上方向与厂区内附近的道路连接，当受到地形限制时可设置备有回车场的尽头式通道。

罐区道路应根据储罐的容量和一个拦油堤的容量确定，具体见表3、表4、表5所示。

可以沿着所有储罐的一个方向或者沿着两个方向铺设必要的道路。

　　因为，苯储罐所占面积为：

4×3.14×9.32=1086.32m2

　　加上留有的罐的间距及消防空间，面积不会超过10000m2。

　　所以，罐藏设施地区道路宽度设计为6m。

　　由于苯的闪点小于20℃，故消防路面宽度设计为8m。

　　沥青混凝土厚度设计为7.5cm，包括路基在内的总厚度设计为15cm。

　　（9）罐区设置一定数量的高压泡沫枪和干粉或“1211”灭火器。

　　（10）苯罐间间距为0.4D且不宜大于20m，即间距为8m。

　　（11）在罐区种树木和花草，既可美化环境，又可以净化罐区的空气，改善罐区气候。

同时，考虑到罐区有可能发生火灾爆炸，为了不影响附近的生产装置及人员的安全，结合美化环境的需要，留有一定的绿化用地，用绿化作为防火隔离带，在绿化带上种植难燃的植物，以起到阻止火势扩散的作用，同时也有利于当罐区附近的装置发生火灾爆炸时提高罐区的安全性。

　　（12）设有避雷装置，以防雷击。

罐区的所有储罐和管线都进行了静电接地，相距较近的管线每隔200—300mm进行了跨接。