??? 3.41爆炸危險環(huán)境區(qū)域劃分甲醇儲存常采用浮頂罐和拱頂罐兩類罐型,但其儲罐區(qū)爆炸危險區(qū)域等級是不同的。若采用浮頂罐,在正常操作時無或幾乎無任何“呼吸”損失,不可能出現甲醇蒸氣的爆炸性氣體混合物,故罐區(qū)的爆炸危險環(huán)境區(qū)域等級為2.區(qū);若采用拱頂罐,在正常操作時,存在“呼吸”損失(如2.0℃時甲醇的飽和蒸氣壓為12.8kPa),可能出現甲醇蒸氣的爆炸性氣體混合物,故罐區(qū)的爆炸危險環(huán)境區(qū)域等級為1區(qū)。
??? 3.42爆炸危險區(qū)域的范圍確定爆炸危險區(qū)域的范圍確定應綜合考慮釋放源的級別和位置,易燃物質的性質,空氣流通狀況,障礙物及生產條件,運行經驗,技經比較等諸多因素。正常操作時,甲醇這種甲類易燃液體,其蒸氣的擴散范圍約3.m;泄漏后其蒸氣的擴散范圍在10~15m。因此,甲醇罐區(qū)爆炸危險區(qū)域的范圍取15m為宜
??? 3.43爆炸性混合物的分類、分級和分組爆炸性氣體應按其最大試驗安全間隙(MESG)或最小點燃電流(MICR)及引燃溫度(℃)進行分類、分級和分組。甲醇蒸氣應劃為IA類(級)、T1組。
??? 3.44甲醇罐區(qū)的電氣設計要點:甲醇罐區(qū)的電氣設計應符合下列要求:(1)宜將正常運行時易產生火花的電氣設備,如變配電設備、開關柜、事故發(fā)電機等布置在遠離甲醇儲罐的爆炸危險性較小或沒有爆炸危險的區(qū)域內;(2.)在滿足罐區(qū)工藝及安全前提下,應減少防爆電氣設備的數量;(3.)設置的防爆電氣設備必須是符合現行國家或國際標準的產品;(4)不宜設置攜帶式電氣設備;(5)應根據罐區(qū)內爆炸危險區(qū)域的分區(qū)、爆炸性甲醇蒸氣混合物的級別和組別,選擇相應的電氣設備;(6)防爆電氣設備的級別和組別不應低于甲醇蒸氣混合物的級別和組別(IA級、T1組)。
??? 3.5控制甲醇蒸氣與空氣混合物的濃度:甲醇罐區(qū)發(fā)生起火爆炸的條件之一,是有濃度合適的甲醇蒸氣與空氣混合物。雖然罐區(qū)中受設備和操作條件限制,完全消除甲醇蒸氣混合物是不可能的,但是通過合理布置、減少蒸氣排放、通風、惰化和設置甲醇蒸氣濃度監(jiān)測等措施,盡量減少甲醇蒸氣與空氣混合物的存在范圍,控制混合氣濃度,使之達不到爆炸極限是完全可以做到的。
??? 3.51減少蒸氣排放:減少蒸氣排放是罐區(qū)防火防爆的關鍵。設計上應做好下列幾點:(1)選擇合適的罐型,減少“呼吸”引起的蒸氣外泄;(2.)采用密封性能良好的閥門、泵、法蘭、墊片等;(3.)設置正確的防火堤、污水收集池等。
??? 3.52通風:罐區(qū)內的建筑物(如配電、控制室等)應設有通風設施(自然或強制)。
??? 3.53惰化:向甲醇蒸氣空氣混合物中充入惰性氣體,可以減少甚至消除爆炸危險和制止火焰蔓延。當混合氣中氧含量降到一定值時,即使已著火的火焰也會熄滅,這種不能使物質燃燒的最大氧含量稱為最高允許含氧量。對于甲醇蒸氣而言,當用N2.氣惰化時,最高允許含氧濃度為10%;當用CO2.時,則為13.5%。甲醇罐區(qū)適用的惰性氣體有N2.、CO2.和煙道氣,但需注意這些惰性氣體本身的氧含量一般不得超過2.%。
??? 3.6設置阻火器:阻火器能有效地阻止外界火源進入儲罐。根據《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》規(guī)定,儲存像甲醇這種甲類易燃液體的固定頂儲罐,頂部與大氣相通的呼吸管道上必須設置阻火器,且應安裝在呼吸閥的下部。
??? 3.7管道與閥門:在甲醇罐區(qū)的管道安全設計時,工藝物料管道應符合下列基本要求:(1)采用無縫管道,管道之間除必須用法蘭或螺紋連接外,其余均應采用焊接;(2.)管道應架空或沿地面敷設。必須采用管溝敷設時,應采取措施防止物料在管溝內積聚,并在進、出罐群及建(構)筑物處密封隔離,管溝內的污水應經水封井排入污水管網;(3.)管道不得穿越與其無關的建(構)筑物的上方或地下。如必須跨越鐵路或道路,應敷設在管涵或套管內,且保持足夠的凈高度(分別為≥5m、5.5m);(4)跨越鐵路、道路或建(構)筑物的管道上不應設置閥門、法蘭、螺紋接頭和補償器等,以免漏料著火;(5)進、出儲罐的主管道根部宜設雙重閥門;(6)進、出儲罐群的主管道,在罐群的邊界處應設隔斷閥和“8”字盲板。
??? 3.8噴淋冷卻:甲醇具有較強的揮發(fā)性,甲醇罐在夏季操作時,固定頂儲罐由于“小呼吸”作用造成的甲醇蒸氣外逸損失是十分明顯的,因此,有必要設置水噴淋冷卻設施,以減少物料損失,并保證安全。
??? 3.9防止靜電與雷擊:
??? 3.91防止靜電甲醇罐區(qū)內可能引起燃燒、爆炸的靜電火源主要來自物料輸送、人員行走、穿脫衣服以及其它物體摩擦產生的靜電。因此,與罐區(qū)安全設計密切相關的則是防止和減少物料輸送產生的靜電,其主要內容包括:(1)控制物料流速:液體物料在管道中的流速越高,接近管壁處的速度梯度就越高,因而產生的靜電量也越大。(2.)控制進料方式:甲醇液體經管道進入儲罐時應設防沖擊檔板。如甲醇從頂部進入儲罐,進料管應伸至罐底部,距底不大于 100mm,以減少靜電產生;(3.)防止水等雜質混入甲醇物料:由于不同物質間的相對運動要產生靜電,因此,應盡力防止水等雜質進入物料系統
??? ?。?)管道、儲罐等的接地與跨接:靜電荷的產生并不危險,實際的危險在于電荷的積聚,一旦儲備到足夠的能量,就會放電產生火花將可燃氣體引燃引爆。故為了加速靜電荷的釋放,甲醇罐區(qū)內的管道、儲罐上的導電不連續(xù)處應采用金屬導體跨接,并進行靜電接地處理;(5)其它防靜電設施:除采取上述措施外,對大型甲醇罐區(qū),在甲醇物料管線上還可設置靜電緩和器、靜電消除器等防止和減少靜電荷積聚的設施。
??? 3.92防止雷擊:由于雷電在極短時間內放出巨大的能量,如果甲醇罐區(qū)內的易燃易爆區(qū)域遭受雷擊,就易造成火災、爆炸事故。為抑制和減少雷電的危害,應設置防雷裝置,常見的有避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器。針對甲醇罐區(qū)不同的儲罐型式(如固定頂、浮頂),防雷設施的設置也各異。
??? 3.10消防設施
??? 3.101可燃氣體報警及聯動系統在甲醇罐區(qū)內存在著大量的可燃液體甲醇,當其蒸氣在空氣中的濃度達到爆炸下限時(6.7%),遇火源就會著火甚至爆炸。因此,在易泄漏的部位(如人孔、法蘭、閥門、機泵的密封點等)通常都設置固定式可燃氣體檢測報警器,以隨時監(jiān)測泄漏情況。當甲醇蒸氣在空氣中的濃度達其爆炸下限的2.0%~2.5%時(即濃度為~1.5%),便發(fā)出聲光信號報警,以提示盡快進行排險處理;當濃度達爆炸下限的40%~50%時(即濃度為~3.%),報警的同時,應與消防水泵、噴淋冷卻水、固定滅火系統、進入罐區(qū)的物料閥和通訊/廣播等設施聯動。
??? 3.102滅火系統對于甲醇罐區(qū),主要的滅火設施有:(1)固定式雨淋噴水滅火系統該系統由水噴頭、傳動裝置、噴水管網、雨淋閥等組成。發(fā)生火災時,系統管道內給水是通過火災探測系統控制雨淋閥來實現的,并設有手動開啟閥門裝置。只要雨淋閥啟動后,就可在它的保護區(qū)內迅速地、大面積地噴水滅火,降溫和滅火效果十分顯著。在夏季時,該系統也可作為噴水降溫、減少儲罐“小呼吸”損失之用;(2.)固定式低倍數泡沫滅火系統該系統由泡沫液儲罐、泡沫比例混合器、泡沫液混合液管線、消防泵、泡沫產生器、閥門以及水源和動力源組成。對甲醇罐區(qū),應選擇液上噴射泡沫滅火系統,且泡沫液應具有抗溶性。此外,該系統不宜與滅火水槍同時使用。(3.)移動式滅火系統在甲醇罐區(qū),應設置足夠的移動式滅火器。當發(fā)生局部小型火災時,工作人員能夠使用推車式、手提式滅火器將火災迅速撲滅。常用的滅火藥劑有二氧化碳滅火劑、干粉滅火劑、鹵代烷滅火劑等;(4)完善的消防水管網罐區(qū)內應按規(guī)范設置完善的消防水管網系統,該系統包括消防水池(罐)、消防水泵、環(huán)狀管網、消防栓等。特別是消防泵應采用能在斷電等緊急情況下迅速啟動的驅動機,如柴油機。
??? 4.防火防爆設計審查:
??? 為做好安全可靠和經濟合理的設計,在防火防爆設計工作以及對防火防爆設計的檢查和審核中,都應根據甲醇儲存過程和設備的火災爆炸危險性,以及發(fā)生著火爆炸危險的各種條件逐項進行分析、研究,建立可靠的防火防爆安全防護體系,確保罐區(qū)安全運行。甲醇罐區(qū)的防火防爆設計檢查和審核的依據是相應的標準和規(guī)范,包括ANSI/NFPA3.0、《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》、《建筑設計防火規(guī)范》、《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》。現將其項目及要點歸納如下。
??? 4.1罐區(qū)規(guī)劃:
??? 1)廠址及總平面布置
??? 2.)安全距離及道路
??? 3.)建(構)筑物及附屬設備:
??? ①耐火等級與結構;②建造材料;③排水、排氣及其它;④安全標識。
??? 4)滅火設施①滅火劑的選用;②消防水及滅火劑的用量;③滅火設施的配置。
??? 4.2過程/設備設計:
??? 1)泵的配置與密封方式
??? 2.)罐型與單罐容積
??? 3.)甲醇流速與進料方式
??? 4)管道、閥門的型式、位置、連接和布置
??? 5)安全裝置的構造與位置
??? ①呼吸閥與阻火器;②惰化與惰性氣體用量;③可燃氣體檢測系統;④防止水等雜質進入物料的措施;⑤信號報警(報警值、聲光信號、報警按鈕、通訊/廣播等);⑥聯動(鎖)裝置(噴淋/冷卻聯動、物料聯鎖、泡沫滅火聯動、消防水泵聯動);⑦水噴淋/冷卻系統;⑧消防水系統(水池、泵、管網、消火栓、消防泵的驅動機);⑨防火防爆警示牌;
??? 6)電氣設備①爆炸危險區(qū)域等級與范圍;②電氣(儀表)設備的選用;③電氣(儀表)線路的布置;④設備/管道的防靜電跨接與接地;⑤避雷設施;⑥事故電源。
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