某油库的安全设计.docx
《某油库的安全设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某油库的安全设计.docx（41页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
某油库的安全设计
前言
任何一种工业产品的存在和发展，它的生产必须具备经济性、可操作性和安全性这三大基本要素。
随着工业的飞速发展和长期经验的积累，人们对企业生产的认识，已经从开始的注重经济性而转化为注重安全性了。
无数事故告诉人们，如果不从安全技术角度来分析、评价生产技术及其设备，从工厂设计之初就把好安全关，那么，这个工厂的安全生产是很难进行的，设计不当会给以后的生产带来难以医治的后患，要消除这些隐患，将要付出极大的代价。
这对生产危险性极大的化工行业来讲，尤为突出。
根据国家建设项目“三同时”的有关规定，受***********的委托，针对该公司即将建设的5万吨油库进行安全设施设计。
油库的储存区作为一项重大的危险源，安全设施设计要以“安全第一，预防为主”为根本指导思想，严格按照GB50074-2002《石油库设计规范》的规定，依据GB18218-2000《重大危险源辨识》的规定，最大限度的保证设计结果的安全性、可靠性和可操作性的完美统一。
第一章油库概况………………………………………………………1
1.1工程简介……………………………………………………………1
1.2油库的地理位置……………………………………………………1
1.3库区的自然地理条件………………………………………………2
第二章油库的主要危险因素及防范措施……………………………3
2.1储存产品的危险有害因素分析及管理……………………………3
2.2油库的危险有害因素分析…………………………………………5
2.3主要危险有害因素分布情况………………………………………9
第三章***********油库重大危险源辨识………………10
3.1油库区内危险物质的数量计算……………………………………10
3.2油库内重大危险源辨识……………………………………………11
3.3油库的重大事故后果预测…………………………………………12
3.4油库区内重大危险源的危险性分级………………………………18
3.5重大危险源分析结论………………………………………………19
第四章油库库址及总平面安全设计…………………………………20
4.1油库与周边建构筑物距离…………………………………………20
4.2油库的总平面布置…………………………………………………20
4.3设计库区建（构）筑物的距离……………………………………21
4.4油库的工艺流程图…………………………………………………22
4.5安全色与安全标志的设置…………………………………………23
第五章油罐区的安全设计……………………………………………24
5.1储罐的选用…………………………………………………………24
5.2储罐的布置…………………………………………………………24
5.3防火堤、隔堤的设计………………………………………………24
5.4储罐的其他安全设计………………………………………………25
第六章装卸及输油系统的安全设计…………………………………26
6.1铁路栈桥系统………………………………………………………26
6.2汽车油罐车装卸设施………………………………………………26
6.3输油管线……………………………………………………………27
第七章消防系统的安全设计…………………………………………28
7.1主要消防……………………………………………………………28
7.2区域消防器具、设施配置…………………………………………29
第八章电气和仪表安全设计…………………………………………31
8.1油库电气概况………………………………………………………31
8.2电气安全设计………………………………………………………31
8.3仪表、仪器自动化控制安全设计…………………………………32
第九章油库安全管理…………………………………………………33
9.1安全生产责任制……………………………………………………33
9.2生产过程的安全管理………………………………………………33
9.3安全教育…………………………………………………………36
第十章油库安全设计定性分析………………………………………37
10.1设计项目的安全评价……………………………………………37
10.2评价结论…………………………………………………………39
附录：
一.设计依据
1建设项目依据的批准文件和相关合法证明
2国家、地方政府和主管部门的有关安全规定
3采用的主要技术规范、规程、标准
二.参考文献
三.企业的应急救援预案
四.附图
图1.油库的地理位置图
图2.油库的总平面布局图
图3.汽油储罐结构简图
图4.储罐区的布置图
图5.油库的输电线路简图
第一章 油库概况
1.1工程简介
************是中国石油化工公司投资与当地的企业家共同建设的一家股份制企业，是郑州包括其郊县范围内唯一一家成品油销售公司。
该油库总投资6500万元，有员工45人。
设计建设项目油库位于新郑市东南部的梨河镇东2.3公里处。
油库距西边的107国道2.5公里，东边的京广铁路0.5公里，今后将建有通往京广铁路的库区铁路专用线和通往107国道的油库专用道路，交通极为便利。
油库建成投产后，主要经营柴油、煤油、润滑油的批发业务。
油库计划占地面积307亩，总储量为5万吨，有4座5000m3内浮顶式汽油储罐，4座5000m3拱顶立式柴油储罐和4座5000m3拱顶立式润滑油储罐，15组公路汽车罐车发油货位，15组铁路卸油鹤位及卸油工艺管网和发油工艺管线，配套有消防系统。
该建设项目油库将采用外接电源供电，为满足消防需求，供电负荷等级为二级，采用单网路供电。
油库总设备负荷为400KW，变、配电选用400KVA变压器，采用变、配电站配380V/220V供油库使用，油库动力和照明线路均采用电缆直埋0.8米敷设，油库区、栈桥、发油棚等爆炸和火灾危险场所均采用钢管配线和防爆电器。
消防系统独立临时变压消防给水管网，由消防泵房、消防水池、消防工艺管网、固定灭火设备和移动灭火器具组成。
铁路专用线的消防设备分固定灭火系统和移动灭火器具两部分，这两部分相互配合使用，形成完备的防灭火能力。
1.2油库的地理位置
**********油库位于新郑市东南部的梨河镇东2.3公里处。
油库距西边的107国道2.5公里，东边的京广铁路0.5公里，占地面积307亩。
库区周围为农田，西部零星的有一些村名居住，北部1.7公里有个村庄，该油库的油罐组在库区的东北部靠近京广铁路，油库周围无其它工业企业。
油库地理位置图见附件图1。
1.3库区的自然地理条件
新郑市地处郑州、开封、洛阳和许昌四市所构成的金三角之中，位于北纬34°16'至34°39'，东经113°30'至113°54'之间。
南北长42公里，东西宽36公里，总面积873平方公里。
处于淮河流域，属温带大陆性季风气候，年平均气温为14.2℃，光照充足，年平均日照2368.4小时，平均年降雨量699.8mm，年均无霜期206天。
新郑地区最高气温多在38℃以内，最低气温在-10℃以内。
新郑市出现极端最高温度为42.5℃，极端低温为-15.1℃。
新郑位于郑州南部，郑州属中纬度东亚季风区，风向有明显的季节性变化。
冬季新郑以正北风最多；春季新郑南风和西北风势均力敌；夏季新郑盛行南风；秋季新郑以西北风和南风较多。
因受地势影响，风向的变化较复杂，东风和东北风为最弱风向。
根据河南省地震局资料，新郑地区历史上未发生过大的地震，地震烈度5-6度。
但其东南部的长葛、许昌、鄢陵、杞县一带及北部的郑州、兰考、巩县一带曾发生过破坏性地震。
油库所在地的地质条件简单，不属于土崩、断层、滑坡、沼泽、流沙及泥石流的地区和地下矿藏开采后有可能塌陷的地区。
第二章 油库的主要危险因素及防范措施
2.1储存产品的危险有害因素分析及管理
1.汽油
理化特性：
汽油是无色或淡黄色易挥发液体，具有特殊气味。
主要成分是C4-C12的脂肪烃和环烷烃。
沸点在40-200℃。
液体密度（水=1）0.70-0.79；气体相对密度（空气=1）3.5。
闪点-43℃到-50℃，引燃温度415-535℃，在空气中的爆炸极限为1.3-7.6%（V/V）。
燃爆特性：
汽油的危险性类别属于第3.1类低闪点易燃液体。
汽油的火灾危险性分类为甲B类。
具有较强的挥发性、易燃性、易爆性，并且在运输和流动时易产生静电。
蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。
与氧化剂能发生强烈反应。
其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。
容器内储存过程中，遇高热，因内部压力增加，造成火灾和爆炸。
健康危害：
汽油属于麻醉性毒物，主要引起中枢神经系统功能障碍，可通过吸入、食入和皮肤吸收等方式侵入人体。
高浓度时可引起呼吸中枢麻痹。
轻度中毒的表现为头痛、头晕、短时意识障碍、四肢无力、恶心、呕吐、易激动、步态不稳，共济失调等。
重度中毒表现为高浓度汽油蒸气接触，可引起中毒性脑病，少数患者可引起脑水肿，突然意识丧失，反射性呼吸停止及化学性肺炎，部分患者可出现中毒性神经病。
经口急性中毒可出现消化道症状，严重者可出现急性中毒症状，汽油直接吸入呼吸道可引起吸入性肺炎。
能使人体器官受害而产生急性中毒和慢性中毒。
经常与油品接触的皮肤会产生脱脂、干燥、龟裂、皮炎和局部神经麻木。
工作人员要穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。
一般情况下不需要特殊防护，高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）和化学安全防护眼镜。
工作现场严禁吸烟。
要避免长期反复接触。
灭火方法：
可采取喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移到空旷处。
采用的灭火剂应为泡沫、干粉和二氧化碳，也可用沙土、石棉被等覆盖灭火。
用水灭火无效。
泄漏应急处理：
发生油品跑冒事故，应迅速对泄漏区进行隔离，切断火源、电源，严格限制人员、车辆出入。
尽可能切断泄漏源，防止泄漏油品进入下水道、排洪沟等限制性空间。
大量泄漏时，可构筑围堤、挖坑收容，用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。
也可采用专用防爆泵、铝或铜合金工具及棉布对泄漏油品进行收集。
如果泄漏量较小，可直接用沙土进行覆盖隔离。
储存运输安全事项：
汽油要求密闭储存，专业运输，加强监控。
操作及运输人员必须经过专门培训，并取得相应的资质，严格遵守操作规程，作业人员应穿防静电工作服，爆炸危险区内所有设备必须使用防爆设备，作业时应做好静电接地，卸油和灌装时应控制流速，防止容器损坏。
作业经营场所应远离火源、热源。
储存区和运输设备应配备消防、安全防护器材和工具。
储存区应配备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
2.柴油
柴油是一种稍有粘性的浅黄色至棕色易燃液体。
中国MAC、前苏联MAC和美国MAC都未制定接触标准。
0#、-10#柴油的火灾危险性分类为丙A类。
柴油和汽油一样都要求密闭储存，专业运输，加强监控。
操作及运输人员必须经过专门培训，并取得相应的资质，严格遵守操作规程，作业人员应穿防静电工作服，在爆炸危险区内所有设备也必须使用防爆设备，作业经营场所应远离火源、热源。
储存区和运输设备应配备消防、安全防护器材和工具。
储存区应配备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
3.润滑油
润滑油的火灾危险性分类为丙B类，在室温下储存不易发生火灾爆炸事故。
润滑油毒性很小，但是向润滑油中加入的某些改性添加剂具有一定的毒性，销售时应进行必要的说明，并提供安全技术说明书和安全标签。
2.2油库的危险有害因素分析
油库的危险有害因素包括地震、雷击、洪水、高气温、低气温等自然有害因素，还包括火灾、爆炸、电气伤害、静电、机械伤害、高空坠落等生产过程中的危险有害因素。
火灾、爆炸是油库中最大的危险有害因素。
2.2.1油库的自然有害因素：
1.地震
根据河南省地震局资料，新郑地区历史上未发生过大的地震，地震烈度为5-6度。
油库所在地的地质条件简单，不属于土崩、断层、滑坡、沼泽、流沙及泥石流的地区和地下矿藏开采后有可能塌陷的地区。
2.雷击
新郑地区夏季多雷雨，油库区有12座充满易燃易爆介质的高大储罐、罐顶呼吸阀和金属的管道、设备以及供配电设备设施等，有可能遭受雷电袭击破坏，甚至引起火灾爆炸，伤害人身。
为避免雷电伤害，石油和石油产品已经贮存在密闭性的容器内，周围设计有防火隔断，可避免易燃或可燃性油气混合在容器周围积聚。
易燃或可燃性油气可能泄漏或积聚的区域，应避免金属导体间产生火花放电。
固定顶金属容器附件（如呼吸阀、安全阀）设计装设阻火器。
安全管理上，石油容器及其附属装置（如阻火器、呼吸阀、量油孔等）会保持良好的工作状态。
石油设备设计采用防雷接地、防静电接地和电气设备接地，已设计共用同一接地装置。
主要还是要在油罐区设置避雷措施，油罐的厚度为40mm，设计不采用避雷针，油罐接地，接地电阻小于10Ω。
3.洪水
新郑地区平均年降雨量699.8mm，且偶尔会有暴雨暴雪天气。
当降水量过大时，可能会有雨水阻滞的现象，为避免水淹库区这类事故，在油库内开辟了引水沟，可以快速的将雨水引至蓄水池，并通过处理去除油污，可作为消防用水。
4.高气温、低气温
大部分年份，新郑的最高气温多在38℃以内，最低气温在-10℃以内，1967年6月6日和1972年6月11日新郑市出现极端最高温度为42.5℃，1971年12月27日新郑出现极端低温为-15.1℃。
在高气温和烈日暴晒下，汽油因沸点较低而易于挥发泄漏。
在这种情况下，设计利用储罐的固定消防系统在夏日里定时为储罐降温。
低气温有可能导致设备和管线破裂，所以会适当的在管线上包裹保温材料，防止管线冻裂。
在高气温天气，室外作业职工会受到太阳热辐射危害。
高温环境会引起中暑，长期高温作业可能出现高血压，心肌受损和消化功能障碍等病症。
低气温天气会引起人员的冻伤、体温降低，会使人的操作功能明显降低，注意力不集中，作业失误率增高。
所以在办公区和辅助生产区都设置有环境良好的职工休息室，高温天气和低温天气，应尽量避免工人长时间在户外劳动，如果工人不能避免要在高热天气劳动，会提供给工人一定的避暑措施，保证工人的健康。
2.2.2油库生产过程中的危险有害因素：
1.火灾、爆炸
⑴油品储罐储存有易燃易爆物质，罐装过程又属间歇作业，汽油挥发性较强，在正常情况下，就有可燃蒸气散发出来，蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热、火花极易发生火灾、爆炸事故。
若操作不当，有可能出现险情或发生化学性爆炸，殃及到其它区域。
且油品储罐的火灾爆炸具有先爆炸、后稳定燃烧、稳定燃烧再引起爆炸的特征，应当引起高度重视。
在设计方面，采用一定的措施，尽量避免油品泄漏，一旦泄漏，也会采取良好的措施，尽量去控制事故的蔓延。
⑵油泵房、发油台等地点，由于间歇式作业，油气泄漏散发而未觉察，有可能发生难以扑救且对周边危害较大的火灾爆炸。
所以在安全管理方面，在这些区域严禁烟火，在装卸过程中要防止油品满溢事故，定时检测空气中的油气浓度。
⑶油品管道在泵油过程中压力波动较大，当管道存在焊接质量缺陷或其他质量问题时，可能造成管道破裂、油品泄漏等事故，进而导致火灾爆炸事故。
因此要定期检查更换管道，防止焊接缺陷和管道老化所带来的危险。
火灾、爆炸事故主要有：
②静电事故：
静电的积聚放电大致有以下几种情况：
输油管线中产生的静电；过滤器产生的静电；装油产生的静电；汽车油罐车产生的静电和人体静电等。
③电气火灾事故：
油库一旦发生电气火灾是比较危险的，其主要原因是非防爆电气设备、开关、接线盒等的使用；在爆炸危险区内乱拉电线；电器老化；接线松动、脱落；电气设施损坏；短路、故障、违反操作规程等。
④雷电事故；雷电是大自然中静电放电过程，对设备设施有很大的破坏力和多方面的破坏作用。
要采用合理的避雷措施，如安装避雷针、避雷网等。
2.漏油冒油事故
油库内油品漏出是非常危险的，漏油主要发生在火车卸油、汽车发油过程中，也包括管道或油罐漏油等。
油库内储存的汽油的火灾危险性分类为甲B类。
具有较强的挥发性、易燃性、易爆性，一旦泄漏可能造成中毒、火灾爆炸、环境污染等事故，甚至会给社会带来灾难性的破坏。
发生冒油事故的主要原因是卸油前没有进行实际存油量和空容量的测量；卸油时没有人在现场监视；冒油后回收方法不当。
3.静电
库区内有输油管道、油泵和储油罐，当油品在管道中流动或进入储油罐时已产生和集聚静电。
静电具有高电压、静电感应等尖端放电的特点，放电产生的电火花容易导致爆炸和火灾事故。
4.电气伤害
配电室、操作控制室以及各种以电力为动力、照明和控制的设备、电缆设备等因故障、误操作、过负荷、老化失修、雷击等原因，不仅本身有可能发生火灾爆炸等危险，而且可能导致人身触电等伤害和设备财产的损失。
5.机械伤害
生产过程中高速旋转或往复运动的机械零部件和固定机械设备、汽车罐车、火车罐车、运输物料用的吊钩及吊物等因防护不良，操作失误警示信号不灵或无防护，当人与其接触时，会使人遭受打击、挤压、绞卷、碾压等伤害。
6.坠落及落物伤害
员工高处操作、巡检、进行设备检修、或穿行于设备之间时，有可能发生滑到跌落，操作过程中应做好安全防护措施。
储罐的高度从15m-18m不等，卸油栈台高度为3m，在储罐上作业，要系安全带，卸油栈台要有防护栏杆等措施，防止高处坠落事故。
地面作业易遭落物伤害，如：
受到不慎坠落的工具、机械零部件等落物打击。
2.3主要危险有害因素分布情况
尽管每一种危险有害因素在作业场所存在的程度大小有所不同，但从表1中可以看出，多数种类的危险有害因素在全库分布的较为广泛。
表1主要危险有害因素分布情况一览
危险有害因素的类别
铁路栈桥
油罐区
油泵房
发油台
火灾爆炸
有
有
有
有
电气伤害
有
有
有
有
机械伤害
无
无
有
有
坠落、打击
有
有
无
有
静电
有
有
有
有
高温、低温
有
有
有
有
第三章 ***********油库重大危险源辨识
重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物质的数量等于或超过这临界量的单元。
单元指一个（套）生产装置、设施或场所，或同属一个工厂的且边缘距离小于500m的几个（套）生产装置、设施或场所。
危险物质一种物质或若干种物质的混合物，由于它的化学、物理或毒性特性，使其具有易导致火灾、爆炸或中毒的危险。
临界量是指对于某种或某类危险物质规定的数量，若单元中的物质数量等于或超过该数量，则该单元定为重大危险源。
根据GB18218-2000《重大危险源辨识》的内容，当单元内存在危险物质的数量等于或超过上述标准中规定的临界量，该单元即被定为重大危险源。
3.1油库区内危险物质的数量计算
***********油库储存汽油4×5000m3=20000m3、柴油4×5000m3=20000m3、润滑油4×5000m3=20000m3,汽油和柴油都具有易燃易爆的性质，GB18218-2000《重大危险源辨识》中易燃物质名称及临界量表中，汽油的闪点为-43℃到-50℃，是闪点<28℃的液体，储存区临界量为20t。
汽油的液体密度（水=1）0.70-0.79g/cm3，取汽油的液体密度为0.75g/cm3。
根据油库生产工艺流程分析可知，汽油主要分布于汽油储罐、输油管线、输油泵中，但是以油罐区最为集中。
油罐区内共有4个立式汽油储罐，其单罐容积均为5000m3，故油罐区汽油的最大储存体积为：
Vmax=4×5000m3=20000m3
计算汽油的最大储存重量为：
Wmax=ρ·Vmax=0.75/cm3×20000m3=15000t
3.2油库内重大危险源辨识
根据GB18218-2000《重大危险源辨识》的内容：
1.单元内存在的危险物质为单一品种，则该物质的数量即为单元内危险物质的总量，若等于或超过其临界量，则将其定为重大危险源。
2.单元内存在危险物质为多品种时，则按下式计算。
若下式成立，则将其定义为重大危险源：
d1/D1+d2/D2+……+dn/Dn≥1
其中：
d1、d2……dn──每种危险物质实际的存在量（t）
D1、D2……Dn──与各危险物质相对的生产场所或储存区的临界量（t）
在辨识重大危险源时，往往要先从单一品种的危险物质开始，这样做的实际效果，等于把范围较大的单元划分成若干范围较小的子单元。
当单一品种的危险物质满足构成重大危险源的条件时，即据此确认重大危险源；当单一品种的危险物质不满足构成重大危险源的条件时，再进入多种危险物质时的重大危险源辨识。
该油罐区重大危险源辨识危险物质如表2所示：
表2
设施、场所
危险物品
危险特性
储存量t
临界量t
罐区1#罐
汽油
闪点<28℃的液体
3750t
20t
罐区2#罐
汽油
闪点<28℃的液体
3750t
20t
罐区3#罐
汽油
闪点<28℃的液体
3750t
20t
罐区4#罐
汽油
闪点<28℃的液体
3750t
20t
根据油库储存危险化学品的数量以及特点，确定以下储存装置已构成储存区重大危险源：
1.1#汽油储罐，汽油储量为5000m3
2.2#汽油储罐，汽油储量为5000m3
3.3#汽油储罐，汽油储量为5000m3
4.4#汽油储罐，汽油储量为5000m3
根据重大危险源的辨识结论，可确定重大危险源的所处的区域位置，其分布在油罐区的东北部。
对汽油储罐分别进行重大危险源辨识，可以防止在油库安全生产问题上心存侥幸，对安全生产工作是很有利的，当然，从区域安全生产管理的角度来看，根据重大危险源的定义，把整个油库区视为一个重大危险源是合适的。
库区周围为农田，西部零星的有一些村名居住，北部1.7公里有个村庄，该油库的油罐组在库区的东部靠近京广铁路，油库周围无其它工业企业。
所以，油库周围无重大危险源，但是季节性农田可能引发的火灾在风的作用下，可能对油库的安全带来一定的影响，要加强防范。
3.3油库的重大事故后果预测
重大事故后果分析关心的是易燃、易爆或有毒的气体和液体，这些物质的泄漏不仅有害而且难以控制。
一种泄漏可能带来不同的后果，进行后果分析就需要对每一种可能后果进行计算。
采用系统分析的方法可以避免对可能的后果造成遗漏。
对于汽油可以采取以下模式来预测重大事故后果。
图1汽油液体泄漏事故框图
液体泄漏着火一般影响的面积较小，但挥发性液体的蒸气应该按照气体事故进一步分析。
常压储存的汽油泄漏后在地面形成液池，池内的液体由于表面风的作用和自身的特性而挥发成汽油蒸气，如果被点燃则形成池火，火焰的热辐射会危及现场人员和其他油罐、设备。
气体的两相泄漏事故如图
图2气体的两相泄漏事故框图
利用上述两种泄漏事故框图就可以来分析汽油储罐的泄漏事故。
由于在油库中是严禁烟火的，可以当作不会有立即点燃的引火源。
所以，汽油泄漏可能发生的重大事故是：
蒸气云爆炸、池火。
汽油泄漏可以通过建立各种事故模型来预测重大事故的结果。
1.蒸气云爆炸伤害模型
蒸气云爆炸的能量常用TNT当量描述，即将参与爆炸的可燃气体释放的能量折合为能释放相同能量的TNT炸药量，这样，可以利用有关TNT爆炸效应的实验数据来预测蒸气云的爆炸效应。
TNT当量的计算公式如下：
WTNT=αWf·Qf/QTNT
其中，汽油的蒸气云爆炸效率因子α取4%，蒸气云中燃料的总质量Wf=15000t=1.5×107kg,汽油的燃烧热值Qf=47.76MJ/kg，TNT的爆炸热值一般取QTNT=4.52MJ/kg，由于地面反射作用是爆炸威力几乎加倍，一般应乘以地面爆炸系数1.8，由这些可以得到
WTNT=1.8×0.04×1.5×107×47.76/4.52=1.14×107（kg）
储油罐汽油蒸气云爆炸的死亡半径：
R=13.6（W
升级会员 