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1、南京工业大学本科生防火防爆课程设计 防火防爆 课程设计设计题目2000m36苯储罐区防火防爆设计学 院城市建设与安全工程学院专 业安全工程姓 名班 级安全1003学 号13指导教师指导教师评语及成绩：指导教师： 2014年 1月 15日苯储罐区防火防爆设计摘要本设计根据苯的相关理化性质对2000m36苯储罐区进行了防火防爆设计。第一，根据石油化工企业设计防火规范、储罐区防火堤设计规范以及化工设备设计全书球罐和大型储罐确定苯储罐的选型、苯储罐区总平面布置并绘制了苯储罐区总平面布置简图。第二，依据石油化工企业设计防火规范来确定消防用水量及消火栓布置。第三，根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范进行
2、火灾危险区域的划分，并对储罐区内的主要防爆电气设备进行分析。第四，根据石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范绘制了罐区可燃或有毒气体（蒸汽）报警仪布置图。最后，依据建筑物防雷设计规范对避雷针进行了设计。关键词 苯储罐区 平面布置 消防设计 报警仪 避雷针31目录第1章 引言11.1苯储罐区防火防爆设计背景11.2苯的理化特性1第2章 苯储罐的选型32.1设计参数的确定32.2储罐选型32.3储罐高度及直径设计4第3章 苯储罐区总平面布置63.1法规要求63.2具体布置73.3防火间距的确定8第4章 苯储罐区消防系统设计114.1 消防系统组成114.2 固定式消防冷却水系统114.2.
3、1消防冷却用水量124.2.2 消防水池124.2.3 消防给水网134.2.4 消防水泵134.3 泡沫消防系统144.3.1 固定式泡沫灭火系统144.3.2 液上喷射泡沫灭火系统的设计154.3.3 泡沫枪164.3.4 泡沫混合液管道设计174.3.5 泡沫比例混合器和泡沫储罐184.3.6 泡沫泵站184.3.7泡沫消火栓194.4 消防辅助建设灭火器19第5章 苯储罐区火灾爆炸危险区域划分205.1 影响因素205.2 危险区域划分205.3 罐区火灾爆炸危险区域划分图21第6章 苯储罐区可燃气体（蒸汽）报警仪布置226.1 报警仪选型226.2 报警仪布置246.2.1 检测器布
4、置246.2.2 报警器布置246.3 罐区可燃气体报警仪布置图24第7章 苯储罐区的防雷设计257.1 防雷建筑等级的确定257.2 避雷针的选择257.3 第一类防雷建筑物防闪电感应28第8章 本次课程设计小结30参考文献31第1章 概述1.1 苯储罐区防火防爆设计背景石油化工生产多使用易燃、易爆、易腐蚀物质和接触高温、高压、高速、毒性、腐蚀环境，工艺操作连续性强，工艺管线及反应器内易形成爆炸混合物，燃烧、爆炸、泄漏等事故频频发生。苯储罐就是其中一个典型例子。苯常用于塑料、合成纤维、石油精炼等行业。危险化学品重大危险源辨识（GB18218-2009）规定：苯储罐储量超过50t即为重大危险源
5、。在运输、储存和设备检修过程中，苯储罐及其管道、阀门的意外破损、爆裂将导致苯的大量泄漏，若未采取安全措施，很容易引起火灾、爆炸和中毒事故的发生。苯储罐的事故特点：燃烧猛烈,放热量大。现场毒性大,易造成人员伤亡。污水毒性大,易污染环境。爆炸危险性高,危害大。由以上背景材料可知，本设计对苯储罐区进行防火防爆设计有一定的意义。1.2 苯的理化特性苯在常温常压下为具有芳香气味的无色透明挥发性液体。能放出有毒蒸气。苯是一种不易分解的化合物，与其它化学物质发生反应时，其基本结构不变，仅仅是苯环中的氢原子被其它基团取代而已。苯蒸气能与空气形成爆炸性的混合物。液体苯比水轻，但其蒸气比空气重。遇到高热或明火极容
6、易引起燃烧和爆炸。苯蒸气能扩散很远，遇到火源就着燃，并能把火焰沿气流引回来。苯容易产生和积聚静电。苯与氧化剂接触反应激烈。苯难溶于水，但易溶于酒精、乙醚、丙酮、氯仿、汽油、二硫化碳等有机溶剂。具体理化性质如表1-1所示：表1-1 苯的物理化学性质相对密度（水=1）相对蒸气密度（空气=1）熔点/沸点/闪点/引燃温度/爆炸下限/爆炸上限/临界压力/MPa临界温度/0.882.775.5180.1-115601.28.04.92289.5第2章 苯储罐的选型2.1设计参数的确定由于苯熔点为5.51，沸点为80.1，常温下是液体，故选用常温常压贮存。设计压力：常压0.1Mpa；操作压力：0.1Mpa；
7、设计温度：常温25；设计寿命：对于一般的储罐，使用年限都在25-40年之间。因此设计该储罐的使用寿命为40年。2.2储罐选型（1）储罐应采用钢罐。（2）选用内浮顶罐，采用常压常温储存。球型储罐与圆筒型储罐的选择：立式圆筒。储罐按几何形状来划分可分为五大类，即立式圆筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐、双曲线储罐和悬链式储罐。烃类等物质的液态储存一般采用两种方式：一种为球形储罐储存；另一种为低温立式圆筒形储罐(简称低温储罐) 储存。若选择球形储罐，则有以下缺点：球罐内液体处于常温或降温状态，罐体承受液体在常温或降温状态下的饱和蒸汽压；由于材料和制造技术的限制，球罐的单罐储量相对较小，大量储存时需采
8、用多个球罐；球罐的储存压力较高,罐内压力受环境的影响较大；罐体材料大多采用高强钢，其操作危险性也相对较大。本次设计为2000m苯储罐，所以采用常温立式储罐。（3）固定顶与内浮顶储罐的选择：内浮顶式依据石油化工企业设计防火规范，第6.2.2条规定：“甲B、乙A类的液体应选用金属浮舱式的浮顶或内浮顶。对于有特殊要求的物料，可选用其他型式的储罐。”因为苯的闪点为-11摄氏度，依据GB50160-2008石油化工企业设计防火规范第3.0.2条，苯的火灾危险性为甲B类。液化烃、可燃液体的火灾危险性分类应按表3.0.2分类，并应符合下列规定：操作温度超过其闪点的乙类液体应视为甲B类液体；操作温度超过其闪点
9、的丙A类液体应视为乙A类液体；操作温度超过其闪点的丙B类液体应视为乙B类液体；操作温度超过其沸点的丙B类液体应视为乙A类液体。表3.0.2 液化烃、可燃液体的火灾危险性分类名称类别液化烃甲A15时的蒸气压力0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体 可燃液体B甲A类以外，闪点45至120因为苯属于甲B类液体，所以选用内浮顶式。综上所述，储罐选型为：地上立式内浮顶圆筒常温常压钢制储罐。2.3储罐高度及直径设计查表得，2000立方米的内浮顶罐的设计参数如下：公称容积（立方米）2000设计容积2255D1（储罐内径）mm14500H（罐壁高度）14270h（拱顶高度）15000H1（储罐总高度）1586
10、6在综合考虑储罐罐壁壁厚、罐底壁厚、罐顶壁厚的情况下，为方便计算。在设计中将储罐外径定为15米，储罐总高度圆整至16米。浮盘用易熔材料制作。第3章 苯储罐区总平面布置3.1法规要求根据石油化工企业设计防火规范(GB50160-2008)：第6.2.6条 “浮顶、内浮顶罐组的总容积不应大于600000m3。”所以，本次设计中总容积为16000m3，符合要求。第6.2.7条 “罐组内单罐容积大于或等于10000m3的储罐个数不应多于12个；单罐容积小于10000m3的储罐个数不应多于16个；但单罐容积均小于1000m3储罐以及丙B类液体储罐的个数不受此限。”所以，本次设计中6个单罐2000m3，符
11、合要求。第6.2.9条 “罐组内的储罐不应超过两排；但单罐容积小于或等于1000m3的丙B类的储罐不应超过4排，其中润滑油罐的单罐容积和排数不限。”第4.2.12条 表4.2.12，汽车装卸站与内浮顶储罐防火间距不小于15米，泵房与内浮顶储罐防火间距不小于12米，污水处理厂与内浮顶储罐防火间距不小于15米。第4.3.4条 装置或联合装置、液化烃罐组、总容积大于或等于120000m3的可燃液体罐组、总容积大于或等于120000m3的两个或两个以上可燃液体罐组应设环形消防车道。可燃液体的储罐区、可燃气体储罐区、装卸区及化学危险品仓库区应设环形消防车道，当受地形条件限制时，也可设有回车场的尽头式消防
12、车道。消防车道的路面宽度不应小于6m，路面内缘转弯半径不宜小于12m，路面上净空高度不应低于5m。第4.3.5条“液化烃、可燃液体、可燃气体的罐区内，任何储罐的中心距至少两条消防车道的距离均不应大于120m；当不能满足此要求时，任何储罐中心与最近的消防车道之间的距离不应大于80m，且最近消防车道的路面宽度不应小于9m。”第6.2.18条“事故存液池距防火堤的距离不小于7m。”表5.2.1总结可知：配电室与甲B类液体罐组距离最少为25m；中央控制室与甲B类液体罐组距离最少为25m；污水池与甲B类液体罐组距离最少为20m。第5.3.5条可知：“罐组的专用泵区应布置在防火堤外。”“距浮顶及内浮顶储罐
13、、丙A类固定顶储罐不应小于10m，距小于或等于500m3的内浮顶储罐、丙A类固定顶储罐不应小于8m。”根据建筑设计防火规范表4.2.9规定：甲、乙、丙类液体储罐与铁路、道路的防火间距(m)名 称厂外铁路线中心线厂内铁路线中心线厂外道路路边厂内道路路边主要次要甲、乙类液体储罐35.025.020.015.010.0丙类液体储罐30.020.015.010.05.0此处假设为至厂内次要道路，距离为10米。根据消防给水及消火栓系统技术规范第4.3.5条“独立建造的消防水泵房耐火等级不应低于二级，与其他能产生火灾暴露危害的建(构)筑物的防火距离应根据计算确定，但不应小于15m。”“消防水池取水口与甲、
14、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m。”根据低倍数泡沫灭火系统设计规范中规定：“设置在防火堤外的独立泡沫站与储罐罐壁的间距应大于20m，且应具备遥控功能。”3.2具体布置储罐区与周围建筑物安全距离汇总表储存区与其他建筑罐组专用泵区消防水泵房中央控制室变配电站汽车装卸站消防水池消防道路污水池事故存液池污水处理厂泡沫站间距 /m12152525154052071520附：1、冷冻压缩机房、液氨泵房与中央控制室间距30m，与变配电站、泡沫站间距20m；2、事故存液池距防火堤的距离为7m；3、其他间距皆取15m；4、消防水炮、消防栓、灭火器的布置见下文。3.3防火间距的确定该罐区内有六台大型苯储罐，容积均为2000m3，因采用大型立式固定顶式常温常压苯储罐，规格为公称D=15m罐高H=16m,
