全国中级注册安全工程师职业资格考试辅导教材
中国安全生产科学研究院组织编写
应急管理出版社
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安全生产专业实务.化工安全:2022版/中国安全 生产科学研究院组织编写.--北京:应急管理出版社, 2022
全国中级注册安全工程师职业资格考试辅导教材
ISBN 978 -7-5020 -9366 -2
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中国版本图书馆CIP数据核字(2022)第078982号
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群号:747012873
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安全生产专业实务(化工安全)2022版
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版
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(全国中级注册安全工程师职业资格考试辅导教材) 组织编写中国安全生产科学研究院
责任编辑 尹忠昌 唐小磊 郑素梅
责任校对孔青青
封面设计卓义云天
应急管理出版社(北京市朝阳区芍药居35号Iooo29) 010-84657898 (总编室)OlO-84657880 (读者服务部) WWW. cciph. COm- Cn
海森印刷(天津)有限公司
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787mm ×1092mm'∕,6 印张 32*∕4 字数 771 千字
版 次2022年6月第1版2022年6月第1次印刷-
社内编号20220689 定价99.00元
版权所有违者必究
本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题,本社负责调换,电话:010 - 84657880
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安全生产事关人民群众生命财产安全和社会稳定大局。习近平总书记在 党的十九大报告中指出,要树立安全发展理念,弘扬生命至上、安全第一的 思想,健全公共安全体系,完善安全生产责任制,坚决遏制重特大安全事故, 提升防灾减灾救灾能力。施行注册安全工程师职业资格制度,是牢固树立安 全发展理念,深入实施“人才强安”战略的重要举措。
注册安全工程师职业资格考试自2004年首次开展以来,全国累计45. 8万 人通过考试取得中级注册安全工程师职业资格。主要分布在煤矿、金属与非 金属矿山、建筑施工、金属冶炼以及危险化学品的生产、储存、装卸等企业 和安全生产专业服务机构。注册执业的中级注册安全工程师本科及以上学历 占65%以上,年龄在50岁以下占78%以上,已形成一支学历较高、年富力 强、素质过硬且实践经验丰富的注册安全工程师队伍,为促进我国安全生产 形势好转发挥了重要作用。
为推动注册安全工程师职业资格制度的健康发展,国务院有关部门在总 结多年实践工作的基础上,积极推动注册安全工程师法制化进程。2014年8 月31日修订的《中华人民共和国安全生产法》,首次确立了注册安全工程师 的法律地位。2017年9月,人力资源社会保障部将注册安全工程师列入准入 类国家职业资格目录。
为贯彻《安全生产法》,健全完善注册安全工程师职业资格制度,加强注 册安全工程师专业能力,构建注册安全工程师“以用为本、科学准入、持续 教育、事业化发展”四位一体工作格局,2017年11月,国家安全生产监督管 理总局、人力资源社会保障部联合发布了《注册安全工程师分类管理办法》, 确立了注册安全工程师职业资格按照专业类别实施分专业考试的指导思想, 将注册安全工程师专业类别划分为煤矿安全、金属非金属矿山安全、化工安 全、金属冶炼安全、建筑施工安全、道路运输安全和其他安全(不包括消防 安全)。2019年1月,应急管理部、人力资源社会保障部联合发布了《注册安 全工程师职业资格制度规定》《注册安全工程师职业资格考试实施办法》; 2019年4月,应急管理部颁布了《中级注册安全工程师职业资格考试大纲》 和《初级注册安全工程师职业资格考试大纲》,正式实施注册安全工程师分专 业考试。
为了方便考生复习考试,2019年,中国安全生产科学研究院根据《中级 注册安全工程师职业资格考试大纲》,组织专家编写了全国中级注册安全工程 师职业资格考试辅导教材。本套教材包括公共科目和专业科目,其中,公共 科目为《安全生产法律法规》《安全生产管理》和《安全生产技术基础》,专 业科目为《安全生产专业实务》,包括煤矿安全、金属非金属矿山安全、化工 安全、金属冶炼安全、建筑施工安全和其他安全。2022年,根据最新修订的 《安全生产法》等,在对辅导教材中涉及的安全生产法律法规、政策和标准更 新基础上,对有关内容(包括读者反馈的问题)进行了修订和完善。
本套教材具有较强的针对性、实用性和可操作性,主要供安全生产专业 人员参加中级注册安全工程师职业资格考试复习之用,也可用于指导安全生 产管理和技术人员的工作实践。
在教材编写过程中,很多专家做了大量的工作,付出了辛勤劳动,在此 表示衷心感谢!由于时间和水平的限制,教材难免存在疏漏之处,敬请批评 指正,以便持续改进!
2022年6月
化工行业是国民经济的基础行业。目前,中国的石油和化学工业从石油、天然气等矿 产资源勘探开发到化工、天然气化工、煤化工、盐化工、国防化工、化肥、纯碱、氯碱、 电石、无机盐、基本有机原料、农药、染料、涂料、新领域精细化工、橡胶工业、新材料 等,已经形成具有20多个行业、可生产4万多种产品、门类比较齐全、品种大体配套完 整的、全产业链的石化产业体系,并具有一定国际竞争力。
近十多年来,我国化工企业发展迅速,区域化工产业带已初步形成。据不完全统计, 截至2019年底,全国重点化工园区或以石油和化工为主导的产业园区共有676家,其中 国家级57家,省级351家。如依托长江水系形成长江经济带和长江三角洲地区,上游有 重庆长寿化工园、四川西部化工城,下游有南京、无锡、常州、镇江、南通、泰兴、常 熟、扬子江和苏州工业园,以及上海化学工业园区;依托珠江水系的珠江经济带和泛珠三 角地区,主要有广东湛江、茂名、广州、惠州、深圳、珠海等;沿海地区的化工园区,如 环杭州湾地区形成的精细化工园区,山东半岛和环渤海地区的青岛、齐鲁、天津、沧州、 大连和福州湄洲湾的泉港、厦门、莆田等均建立了化工园区;一批具有特色的内陆地区化 工园区正在崛起,如内蒙古的包头、鄂尔多斯和巴盟化工园区,陕西的神华(煤化工) 工业园区,青海西宁经济技术开发区,新疆独山子、乌鲁木齐、克拉玛依、库车和塔里木 五大园区和贵州正在形成的依托铝、钛、镒、磷、煤炭、石油以及天然气资源的贵州遵义 产业带等。这些化工园区具有很多的优势:交通运输便利、产品靠近市场、园区内产品和 原料相互配套、劳动力便宜、公用工程设施完善等,石油化工园区集聚化、一体化、协同 化发展的优势正在推动我国石油和化工全行业高质量发展,也给众多的投资者创造了比较 好的条件。目前,已有美、日、德等公司进入这些园区,今后还会越来越多。
目前,我国化工行业呈现“两极化”发展态势。一是以装置大型化、工艺复杂化、 产业集约化、技术资金密集化为突出特点的大型化工企业。这类企业工艺过程连续性强、 自动化程度高,企业综合管理和化工过程安全管理难度大。二是以工艺落后、人员专业素 质不高、装备水平较低为显著特征的中小化工企业。这类企业综合管理水平较低、过程安 全管理能力差,事故易发多发。这就决定了夯实化工企业综合管理和安全管理基础,实现 化工行业安全发展,必须实行分类指导,因企制宜。化工企业安全生产特点主要有以下相 关内容。
一、 原料和产品易燃易爆、有毒有害、易腐蚀
化工生产中化学品种类繁多,从原料到产品,包括工艺过程中的半成品、中间体、溶 剂、添加剂、催化剂、试剂等。这些化学品中,70%以上具有易燃易爆、有毒有害和有腐 蚀性等危害特性,而且多数以气体、液体状态存在。在高温高压等苛刻条件下极易发生泄 漏或挥发,导致火灾、爆炸、中毒等事故的发生。如果操作失误、违反操作规程或设备管 理不善、年久失修,发生事故的可能性更大。
化工生产过程中,一些原料、产品或者中间产品具有腐蚀性,例如,在生产过程中使 用一些强腐蚀性的物质,如硫酸、硝酸、盐酸和烧碱等,它们不但对人有很强的化学灼烧 作用,而且对金属设备也有很强的腐蚀作用,再如原油中含有的硫化物就会腐蚀设备管 道。化学反应中也常常会生成新的具有腐蚀性的物质,如硫化氢、氯化氢、氮氧化物等。 如果在设计时没有考虑到该类腐蚀产物的出现,不但会大大降低设备的使用寿命,还会使 设备减薄、变脆,甚至承受不了设备的设计压力而发生突发事故。
总之,化工生产涉及物料种类多、性质差异大,充分了解原材料、中间体和产品的性 质和要求,对于安全生产是十分必要的。这些性质和要求通常包括闪点、燃点、自燃点、 熔点或凝固点、沸点、蒸气压、溶解度、爆炸极限、热稳定性、光稳定性、毒性、腐蚀 性、空气中的允许浓度等。根据物料的性质和要求可以制定必要的防护措施、中毒的急救 措施和安全生产措施等。
二、 生产工艺复杂、操作条件苛刻
化工生产涉及多种反应类型,反应特性且工艺条件相差悬殊,影响因素多而易变,工 艺条件要求严格,甚至苛刻。有的化学反应在高温、高压下进行,有的则需要在低温、高 真空等条件下进行。例如,石油炷类裂解,裂解炉出口的温度高达950 tC ,而裂解产物气 的分离需要在-96 tC下进行;氨的合成要在10~30 MPa^ 300 OC左右的条件下进行;乙烯 聚合生产聚乙烯是在压力为130 ~ 300 MPa、温度为150 ~300 cC的条件下进行的,这些苛 刻的工艺参数条件一方面增加了生产工艺本身的危害性,同时也对化工工艺的控制和化工 设备的维护产生了巨大的挑战。
此外,化工生产中涉及各种硝化、氧化、聚合、磺化等放热甚至强放热反应,这类反 应可能会由于物料的投放顺序、速度、配料比、冷却剂温度、流量、搅拌、供电、杂质等 工艺参数的控制失效而发生热量积聚的情况,进一步恶化会造成局部过热或“飞温”,甚 至爆炸。一些反应活性较高的化学品在储存过程中也有可能由于缓慢的氧化积热而造成类 似的反应失控事故。
三、 化工生产装置的大型化、连续化、自动化以及智能化
近几十年来,国际上化工生产釆用大型生产装置是一个明显的趋势,如合成氨工业和 化工,氨的合成塔尺寸,50年来扩大了 3倍,氨的产出率増加了 9倍以上,乙烯装置的 生产能力已达到年产120万吨。化工装置大型化的同时,计算机技术广泛应用,生产装置 也向高度连续化、控制保障系统自动化的方向发展,化工生产实现了远程自动化控制和操
作系统的智能化。现代大型化工生产装置的科学、安全和熟练的操作控制,需要操作人员 具有现代化学工艺理论知识与技能、高度的安全生产意识和责任感,保证装置的安全运 行。操作人员对操作系统的误操作以及控制系统的故障都有可能导致严重的事故。
四、 化工生产的系统性和综合性强
将原料转化为产品的化工生产活动,其综合性不仅体现在生产系统内部的原料、中间 体、成品纵向上的联系,而且体现在与水、电、蒸汽等能源的供给,机械设备、电器、仪 表的维护与保障,副产物的综合利用,废物处理和环境保护,产品应用等横向上的联系。 任何系统或部门的运行状况,都将影响甚至是制约化工工艺系统内的正常运行与操作。化 工生产各系统间相互联系密切,系统性和协作性很强。化工生产的任一系统发生问题都会 对整个生产系统产生影响,严重时甚至会引发事故。
五、 正常生产与施工并存
化工企业新建(改建、扩建)项目、装置改造以及故障检修等,导致企业生产运行 与施工作业并存,不仅存在施工作业风险,也有参与施工作业的生产运行人员的不安全行 为,这些都会对生产装置(设施)的安全运行带来一定威胁,同时,正常生产与施工并 存时,还存在物的不安全状态、环境的不安全因素和管理风险等。
六、 事故应急救援难度大
化工生产中多种类危险化学品的存在、日益扩大的装置规模以及复杂的管路交叉布 置,大大增加了事故应急救援的难度。如果未能在事故发生前做好充分的应急准备,很难 在事故救援过程中采取正确的应急救援策略,不能有效地控制事故扩大进程,甚至会引发 灾难性的事故后果。如2015年8月12日发生在天津的瑞海国际物流公司危化品仓库爆炸 事故就充分体现了化学品事故应急救援的难度,该事故共动员现场救援处置的人员达1.6 万多人,动用装备、车辆2000多台,其中解放军2207人,339台装备;武警部队2368 人,181台装备;公安消防部队1728人,195部消防车;公安其他警种2307人;安全监 管部门危险化学品处置专业人员243人;天津市和其他省区市防爆、防化、防疫、灭火、 医疗、环保等方面专家938人,以及其他方面的救援力量和装备。公安部先后调集河北、 北京、辽宁、山东、山西、江苏、湖北、上海等8省市公安消防部队的化工抢险、核生化 侦检等专业人员和特种设备参与救援处置。公安消防部队会同解放军(原北京军区卫戍 区防化团、解放军舟桥部队、预备役力量)、武警部队等组成多个搜救小组,反复侦检、 深入搜救,针对现场存放的各类危险化学品的不同理化性质,利用泡沫、干沙、干粉进行 分类防控灭火。
化工生产过程安全包含危险化学品的生产、贮存、使用、经营、运输或处置,以及与 这些活动有关的设备维护、保养、检修和工艺变更等活动全过程,是化工企业安全生产的
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基础,是化工企业安全管理的核心,是消除和减少生产过程危害、减轻事故后果的重要 前提。
从20世纪60年代开始,由于工业过程特别是以化学工业、石油化学工业为代表的高 能化、自动化大型生产装置在世界范围内的迅速发展,灾害性爆炸事故、火灾事故、人群 中毒事故不断出现,这些灾害所造成的严重后果和社会问题远远超过了事故本身。在高科 技越来越密集,经济规模越来越宏大的当今,避免化学工业灾难性事故成为一个国家经济 顺利发展的前提条件,已经成为化工装置平稳安全运行的核心问题。人类文明和社会进步 要求化工生产过程具有更高的安全性、可靠性和稳定性。
化工过程(ChemiCalProCeSS)装置的工艺结构决定了装置系统的危险特征。化工过程 安全是以化学工业生产工艺过程及典型装置为对象,研究其工艺与过程的介质、工艺、装 备、控制及系统的危险性与安全技术的工程问题。对装置结构中的反应、传质、传热、输 送等过程的物料平衡、能量平衡、动量平衡等条件进行分析,研究过程动态变量对平衡与 稳定条件的影响以及反应过程危险要素的动态物性和转化机制、事故灾害的突跃条件及状 态变化,建立系统安全运行和操作控制技术条件,确定边界状态变量、极限控制参数等。
化工过程伴随易燃易爆、有毒有害等物料和产品,涉及工艺、设备、仪表、电气等多 个专业和复杂的公用工程系统。加强化工过程安全管理,是国际先进的重大工业事故预防 和控制方法,是企业及时消除安全隐患、预防事故、构建安全生产长效机制的重要基础性 工作。为深入贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》和《国务院 关于坚持科学发展安全发展促进安全生产形势持续稳定好转的意见》精神,加强化工企 业安全生产基础工作,全面提升化工过程安全管理,原国家安全生产监督管理总局发布了 《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见》(安监总管三〔2013〕88 号),化工企业要结合本企业实际,认真学习贯彻落实相关法律法规和本指导意见,完善 安全生产责任制和安全生产规章制度,开展全员、全过程、全方位、全天候化工过程安全 管理。
一、 化工过程安全管理的主要内容和任务
化工过程安全管理的主要内容和任务包括:收集和利用化工过程安全生产信息;风险 辨识和控制;不断完善并严格执行操作规程;通过规范管理,确保装置安全运行;开展安 全教育和操作技能培训;严格新装置试车和试生产的安全管理;保持设备设施完好性;作 业安全管理;承包商安全管理;变更管理;应急管理;事故和事件管理;化工过程安全管 理的持续改进等。
二、 安全生产信息管理
(-)全面收集安全生产信息
企业要明确责任部门,按照《化工企业工艺安全管理实施导则)(AQ∕T 3034)的要 求,全面收集生产过程涉及的化学品危险性、工艺和设备等方面的全部安全生产信息,并 将其文件化。
(二)充分利用安全生产信息
企业要综合分析收集到的各类信息,明确提出生产过程安全要求和注意事项。通过建 立安全管理制度、制定操作规程、制定应急救援预案、制作工艺卡片、编制培训手册和技 术手册、编制化学品间的安全相容矩阵表等措施,将各项安全要求和注意事项纳入自身的 安全管理中。
(三)建立安全生产信息管理制度
企业要建立安全生产信息管理制度,及时更新信息文件。企业要保证生产管理、过程 危害分析、事故调查、符合性审核、安全监督检查、应急救援等方面的相关人员能够及时 获取最新安全生产信息。
三、 风险管理
(―)建立风险管理制度
企业要制定化工过程风险管理制度,明确风险辨识范围、方法、频次和责任人,规定 风险分析结果应用和改进措施落实的要求,对生产全过程进行风险辨识分析。
对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源(统 称“两重点一重大”)的生产储存装置进行风险辨识分析,要采用危险与可操作性分析 (HAZOP)技术,一般每3年进行一次。对其他生产储存装置的风险辨识分析,针对装置 不同的复杂程度,选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析 (FMEA)、HAZOP技术等方法或多种方法组合,可每5年进行一次。企业管理机构、人 员构成、生产装置等发生重大变化或发生生产安全事故时,要及时进行风险辨识分析。企 业要组织所有人员参与风险辨识分析,力求风险辨识分析全覆盖。
(二) 确定风险辨识分析内容
化工过程风险分析应包括:工艺技术的本质安全性及风险程度;工艺系统可能存在的 风险;对严重事件的安全审查情况;控制风险的技术、管理措施及其失效可能引起的后 果;现场设施失控和人为失误可能对安全造成的影响。在役装置的风险辨识分析还要包括 发生的变更是否存在风险,吸取本企业和其他同类企业事故及事件教训的措施等。
(三) 制定可接受的风险标准
企业要按照《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(2011年,国家安全生产监 督管理总局令第40号发布,2015年,国家安全生产监督管理总局令第79号修改)的要 求,根据国家有关规定或参照国际相关标准,确定本企业可接受的风险标准。对辨识分析 发现的不可接受风险,企业要及时制定并落实消除、减小或控制风险的措施,将风险控制 在可接受的范围。
四、 装置运行安全管理
(―)操作规程管理
企业要制定操作规程管理制度,规范操作规程内容,明确操作规程编写、审查、批 准、发布、使用、控制、修改及废止的程序和职责。操作规程的内容应至少包括:开车、 正常操作、临时操作、应急操作、正常停车和紧急停车的操作步骤与安全要求;工艺参数 的正常控制范围,偏离正常工况的后果,防止和纠正偏离正常工况的方法及步骤;操作过 程的人身安全保障、职业健康注意事项等。
操作规程应及时反映安全生产信息、安全要求和注意事项的变化。企业每年要对操作 规程的适应性和有效性进行确认,至少每3年要对操作规程进行审核修订;当工艺技术、 设备发生重大变更时,要及时审核修订操作规程。
企业要确保作业现场始终存有最新版本的操作规程文本,以方便现场操作人员随时査 用;定期开展操作规程培训和考核,建立培训记录和考核成绩档案;鼓励从业人员分享安 全操作经验,参与操作规程的编制、修订和审核。
(二) 异常工况监测预警
企业要装备自动化控制系统,对重要工艺参数进行实时监控预警;要采用在线安全监 控、自动检测或人工分析数据等手段,及时判断发生异常工况的根源,评估可能产生的后 果,制定安全处置方案,避免因处理不当造成事故。
(三) 开停车安全管理
企业要制定开停车安全条件检査确认制度。在正常开停车、紧急停车后的开车前,都 要进行安全条件检查确认。开停车前,企业要进行风险辨识分析,制定开停车方案,编制 安全措施和开停车步骤确认表,经生产和安全管理部门审查同意后,要严格执行并将相关 资料存档备査。
企业要落实开停车安全管理责任,严格执行开停车方案,建立重要作业责任人签字确 认制度。开车过程中在对装置依次进行吹扫、清洗、气密试验时,要制定有效的安全措 施;在引进蒸汽、氮气、易燃易爆介质前,要指定有经验的专业人员进行流程确认;在引 进物料时,要确认流程是否正确,并随时监测物料流量、温度、压力、液位等参数变化情 况。要严格控制进退料顺序和速率,现场安排专人不间断巡检,监控有无泄漏等异常 现象。
停车过程中的设备、管线低点的排放要按照顺序缓慢进行,并做好个人防护;设备、 管线吹扫处理完毕后,要用盲板切断与其他系统的联系。抽堵盲板作业应在编号、挂牌、 登记后按规定的顺序进行,并安排专人逐一进行现场确认。
五、岗位安全教育和操作技能培训
(一) 建立并执行安全教育培训制度
企业要建立厂、车间、班组三级安全教育培训体系,制定安全教育培训制度,明确教 育培训的具体要求,建立教育培训档案;要制定并落实教育培训计划,定期评估教育培训 内容、方式和效果。从业人员应经考核合格后方可上岗,特种作业人员必须持证上岗。
(二) 从业人员安全教育培训
企业要按照国家和企业要求,定期开展从业人员安全培训,使从业人员掌握安全生产 基本常识及本岗位操作要点、操作规程、危险因素和控制措施,掌握异常工况识别判定、 应急处置、避险避灾、自救互救等技能与方法,熟练使用个体防护用品。当工艺技术、设 备设施等发生改变时,要及时对操作人员进行再培训。要重视开展从业人员安全教育,使 从业人员不断强化安全意识,充分认识化工安全生产的特殊性和极端重要性,自觉遵守企 业安全管理规定和操作规程。企业要采取有效的监督检查评估措施,保证安全教育培训工 作质量和效果。
(三)新装置投用前的安全操作培训
新建企业应规定从业人员文化素质要求,变招工为招生,加强从业人员专业技能培 养。工厂开工建设后,企业就应招录操作人员,使操作人员在上岗前先接受规范的基础知 识和专业理论培训。装置试生产前,企业要完成全体管理人员和操作人员岗位技能培训, 确保全体管理人员和操作人员考核合格后参加全过程的生产准备。
六、试生产安全管理
(-)明确试生产安全管理职责
企业要明确试生产安全管理范围,合理界定项目建设单位、总承包商、设计单位、监 理单位、施工单位等相关方的安全管理范围与职责。
项目建设单位或总承包商负责编制总体试生产方案、明确试生产条件,设计、施工、 监理单位要对试生产方案及试生产条件提出审查意见。对采用专利技术的装置,试生产方 案经设计、施工、监理单位审查同意后,还要经专利供应商现场人员书面确认。
项目建设单位或总承包商负责编制联动试车方案、投料试车方案、异常工况处置方案 等。试生产前,项目建设单位或总承包商要完成工艺流程图、操作规程、工艺卡片、工艺 和安全技术规程、事故处理预案、化验分析规程、主要设备运行规程、电气运行规程、仪 表及计算机运行规程、联锁整定值等生产技术资料、岗位记录表和技术台账的编制工作。
(二)试生产前各环节的安全管理
建设项目试生产前,建设单位或总承包商要及时组织设计、施工、监理、生产等单位 的工程技术人员开展“三查四定”(三查,即查设计漏项、查工程质量、查工程隐患;四 定,即整改工作定任务、定人员、定时间、定措施),确保施工质量符合有关标准和设计 要求,确认工艺危害分析报告中的改进措施和安全保障措施已经落实。
系统吹扫冲洗安全管理。在系统吹扫冲洗前,要在排放口设置警戒区,拆除易被吹扫 冲洗损坏的所有部件,确认吹扫冲洗流程、介质及压力。蒸汽吹扫时,要落实防止人员烫 伤的防护措施。
气密试验安全管理。要确保气密试验方案全覆盖、无遗漏,明确各系统气密的最高压 力等级。高压系统气密试验前,要分成若干等级压力,逐级进行气密试验。真空系统进行 真空试验前,要先完成气密试验。要用盲板将气密试验系统与其他系统隔离,严禁超压。 气密试验时,要安排专人监控,发现问题,及时处理;做好气密检查记录,签字备查。
单机试车安全管理。企业要建立单机试车安全管理程序。单机试车前,要编制试车方 案、操作规程,并经各专业确认。单机试车过程中,应安排专人操作、监护、记录,发现 异常立即处理。单机试车结束后,建设单位要组织设计、施工、监理及制造商等方面人员 签字确认并填写试车记录。
联动试车安全管理。联动试车应具备下列条件:所有操作人员考核合格并已取得上岗 资格;公用工程系统已稳定运行;试车方案和相关操作规程、经审查批准的仪表报警和联 锁值已整定完毕;各类生产记录、报表已印发到岗位;负责统一指挥的协调人员已经确 定。引入燃料或窒息性气体后,企业必须建立并执行每日安全调度例会制度,统筹协调全 部试车的安全管理工作。
投料安全管理。投料前,要全面检查工艺、设备、电气、仪表、公用工程和应急准备 等情况,具备条件后方可进行投料。投料及试生产过程中,管理人员要现场指挥,操作人 员要持续进行现场巡查,设备、电气、仪表等专业人员要加强现场巡检,发现问题及时报 告和处理。投料试生产过程中,要严格控制现场人数,严禁无关人员进入现场。
七、 设备完好性(完整性)
(—)建立并不断完善设备管理制度
建立设备台账管理制度。企业要对所有设备进行编号,建立设备台账、技术档案和备 品配件管理制度,编制设备操作和维护规程。设备操作、维修人员要进行专门的培训和资 格考核,培训考核情况要记录存档。
建立装置泄漏监(检)测管理制度。企业要统计和分析可能出现泄漏的部位、物料 种类和最大量。定期监(检)测生产装置动静密封点,发现问题及时处理。定期标定各 类泄漏检测报警仪器,确保准确有效。要加强防腐蚀管理,确定检查部位,定期检测,建 立检测数据库。对重点部位要加大检测检查频次,及时发现和处理管道、设备壁厚减薄情 况;定期评估防腐效果和核算设备剩余使用寿命,及时发现并更新更换存在安全隐患的 设备。
建立电气安全管理制度。企业要编制电气设备设施操作、维护、检修等管理制度。定 期开展企业电源系统安全可靠性分析和风险评估。要制定防爆电气设备、线路检查和维护 管理制度。
建立仪表自动化控制系统安全管理制度。新(改、扩)建装置和大修装置的仪表自 动化控制系统投用前、长期停用的仪表自动化控制系统再次启用前,必须进行检查确认。 要建立健全仪表自动化控制系统日常维护保养制度,建立安全联锁保护系统停运、变更专 业会签和技术负责人审批制度。
(二)设备安全运行管理
开展设备预防性维修。关键设备要装备在线监测系统。要定期监(检)测检查关键 设备、连续监(检)测检查仪表,及时消除静设备密封件、动设备易损件的安全隐患。 定期检查压力管道阀门、螺栓等附件的安全状态,及早发现和消除设备缺陷。
加强动设备管理。企业要编制动设备操作规程,确保动设备始终具备规定的工况条 件。自动监测大机组和重点动设备的转速、振动、位移、温度、压力、腐蚀性介质含量等 运行参数,及时评估设备运行状况。加强动设备润滑管理,确保动设备运行可靠。
开展安全仪表系统安全完整性等级评估。企业要在风险分析的基础上,确定安全仪表 功能(SIF)及其相应的功能安全要求或安全完整性等级(SlL)。企业要按照《过程工业 领域安全仪表系统的功能安全}(GB∕T21109)和《石油化工安全仪表系统设计规范》 (GB/T 50770)的要求,设计、安装、管理和维护安全仪表系统。
八、 作业安全管理
(一)建立特殊作业许可制度
企业要根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)的规定建立并不断完 善特殊作业许可制度,规范动火、进入受限空间、动土、临时用电、高处作业、断路、吊 装、抽堵盲板等特殊作业安全条件和审批程序。实施特殊作业前,必须办理审批手续。
(二)落实特殊作业安全管理责任
实施特殊作业前,必须进行风险分析、确认安全条件,确保作业人员了解作业风险和 掌握风险控制措施、作业环境符合安全要求、预防和控制风险措施得到落实。特殊作业审 批人员要在现场检查确认无安全隐患、风险控制措施落实后签发作业许可证。现场监护人 员要熟悉作业范围内的工艺、设备和物料状态,具备应急救援和处置能力。作业过程中, 管理人员要加强现场监督检查,严禁监护人员擅离现场。
九、承包商管理
(一) 严格承包商管理制度
企业要建立承包商安全管理制度,将承包商在本企业发生的事故纳入企业事故管理。 企业选择承包商时,要严格审查承包商有关资质,定期评估承包商安全生产业绩,及时淘 汰业绩差的承包商。企业要对承包商作业人员进行严格的入厂安全培训教育,经考核合格 的方可凭证入厂,禁止未经安全培训教育的承包商作业人员入厂。企业要妥善保存承包商 作业人员安全培训教育记录。
(二) 落实安全管理责任
承包商进入作业现场前,企业要与承包商作业人员进行现场安全交底,审查承包商编 制的施工方案和作业安全措施,与承包商签订安全管理协议,明确双方安全管理范围与责 任。现场安全交底的内容包括:作业过程中可能出现的泄漏、火灾、爆炸、中毒窒息、触 电、坠落、物体打击和机械伤害等方面的危害信息。承包商要确保作业人员接受了相关的 安全培训,掌握与作业相关的所有危害信息和应急预案。企业要对承包商作业进行全程安 全监督。
十、变更管理
(-)建立变更管理制度
企业在工艺、设备、仪表、电气、公用工程、备件、材料、化学品、生产组织方式和 重要岗位人员等方面发生的所有变化,都要纳入变更管理。变更管理制度至少包含以下内 容:变更的事项、起始时间,变更的技术基础、可能带来的安全风险,消除和控制安全风 险的措施,是否修改操作规程,变更审批权限,变更实施后的安全验收等。实施变更前, 企业要组织专业人员进行检查,确保变更具备安全条件;明确受变更影响的本企业人员和 承包商作业人员,并对其进行相应的培训。变更完成后,企业要及时更新相应的安全生产 信息,建立变更管理档案。
(二)严格变更管理
工艺技术变更。主要包括生产能力,原辅材料(包括助剂、添加剂、催化剂等)和 介质(包括成分比例的变化),工艺路线、流程及操作条件,工艺操作规程或操作方法, 工艺控制参数,仪表控制系统(包括安全报警和联锁整定值的改变),水、电、汽、风等 公用工程方面的改变等。
设备设施变更。主要包括设备设施的更新改造、非同类型替换(包括型号、材质、 安全设施的变更)、布局改变,备件、材料的改变,监控、测量仪表的变更,计算机及软 件的变更,电气设备的变更,增加临时的电气设备等。
管理变更。主要包括人员、供应商和承包商、管理机构、管理职责、管理制度和标准 发生变化等。
(二)变更管理程序
申请。按要求填写变更申请表,由专人进行管理。
审批。变更申请表应逐级上报企业主管部门,并按管理权限报主管负责人审批。
实施。变更批准后,由企业主管部门负责实施。没有经过审查和批准,任何临时性变 更都不得超过原批准范围和期限。•
验收。变更结束后,企业主管部门应对变更实施情况进行验收并形成报告,及时通知 相关部门和有关人员。相关部门收到变更验收报告后,要及时更新安全生产信息,载入变 更管理档案。
H、应急管理
(-)编制应急预案并定期演练完善
企业要建立完整的应急预案体系,包括综合应急预案、专项应急预案、现场处置方案 等。要定期开展各类应急预案的培训和演练,评估预案演练效果并及时完善预案。企业制 定的预案要与周边社区、周边企业和地方政府的预案相互衔接,并按规定报当地政府备 案。企业要与当地应急体系形成联动机制。
(二)提高应急响应能力
企业要建立应急响应系统,明确组成人员(必要时可吸收企外人员参加),并明确每 位成员的职责。要建立应急救援专家库,对应急处置提供技术支持。发生紧急情况后,应 急处置人员要在规定时间内到达各自岗位,按照应急预案的要求进行处置。要授权应急处 置人员在紧急情况下组织装置紧急停车和相关人员撤离。企业要建立应急物资储备制度, 加强应急物资储备和动态管理,定期核查并及时补充和更新。
+二、事故和事件管理
(一) 未遂事故等安全事件的管理
企业要制定安全事件管理制度,加强未遂事故等安全事件(包括生产事故征兆、非 计划停车、异常工况、泄漏、轻伤等)的管理。要建立未遂事故和事件报告激励机制。 要深入调查分析安全事件,找出事件的根本原因,及时消除人的不安全行为和物的不安全 状态。
(二) 吸取事故(事件)教训
企业完成事故(事件)调查后,要及时落实防范措施,组织开展内部分析交流,吸 取事故(事件)教训。要重视外部事故信息收集工作,认真吸取同类企业、装置的事故 教训,提高安全意识和防范事故能力。
+三、持续改进化工过程安全管理工作
(1) 企业要成立化工过程安全管理工作领导机构,由主要负责人负责,组织开展本 企业化工过程安全管理工作。
(2) 企业要把化工过程安全管理纳入绩效考核。要组成由生产负责人或技术负责人 负责,工艺、设备、电气、仪表、公用工程、安全、人力资源和绩效考核等方面的人员参 加的考核小组,定期评估本企业化工过程安全管理的功效,分析查找薄弱环节,及时釆取 措施,限期整改,并核查整改情况,持续改进。要编制功效评估和整改结果评估报告,并 建立评估工作记录。
一、危险化学品的概念、分类及危险特性
(―)危险化学品的概念
危险化学品大多具有爆炸、易燃、毒害和腐蚀等特性,在生产、储存、经营、使用、 运输、废弃等过程中,容易造成人身伤害、环境污染和财产损失,因而需要釆取非常严格 的安全措施和特别防护。危险品在联合国运输规范和全球统一分类中具有不同的分类方 法,各国对危险品的定义都与其危害性密切相关。
在2021年修订的《中华人民共和国安全生产法》第七章附则中第一百一十七条规 定:危险物品,是指易燃易爆物品、危险化学品、放射性物品等能够危及人身安全和财产 安全的物品。
《危险化学品安全管理条例》第一章第三条对危险化学品的定义:危险化学品,是指 具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品 和其他化学品。
(二)危险化学品分类及危险特性
危险化学品目前有数千种,其性质各不相同,每一种危险化学品往往具有多种危险 性,但是在多种危险性中,必有几种典型的危险性。根据目前我国几种常用的危险化学品 相关标准,本节将对危险化学品的分类进行概述。
按照基于《全球化学品统一分类和标签制度》(简称GHS)的《化学品分类和标签规 范》系列标准(GB 30000. 2 ~29),最新的《危险化学品目录}(2018年版)与《化学品 分类和危险性公示通则XGB 13690)进行了统一,将危险化学品分为物理危险、健康 危害及环境危害三大类,28小类,如图1 -1至图1 -3所示。
1.物理危险
1)爆炸物
爆炸物是指能通过化学反应在内部产生一定速度、一定温度与压力的气体,且对周围 环境具有破坏作用的一种固体或液体物质(或其混合物)。烟火物质或混合物无论其是否 产生气体都属于爆炸物质。
图1-1物理危险
图1-2健康危害
图1-3环境危害
(1) 爆炸性,在外界条件作用下,爆炸物受热、撞击、摩擦、遇明火或酸碱等因素 的影响都易发生爆炸。
(2) 很多爆炸物都有一定的毒性,例如,TNT、硝化甘油、雷汞酸等。
(3) 有些爆炸品与某些化学药品如酸、碱、盐发生反应的生成物是更容易爆炸的化 学品。例如,苦味酸遇某些碳酸盐能反应生成更易爆炸的苦味酸盐。
2)易燃气体
易燃气体是指一种在20 tC和标准压力101. 3 kPa时与空气混合有一定易燃范围的 气体。
能发生燃烧爆炸的危险,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸 的危险。例如,甲烷的危害主要在于它的爆炸性,它在空气中爆炸范围为5% -15% ,也 就是说甲烷与空气(或氧气)在这个浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源就会 发生爆炸。所以甲烷遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。同时与五氧化漠、氯气、次氯酸、 三氟化氮、液氧、二氟化氧及其他强氧化剂接触反应剧烈。乙烷与氟、氯等接触会发生剧 烈的化学反应,且具有窒息性。丙烷与氧化剂接触猛烈反应,气体比空气重,能在较低处 扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
3) 气溶胶
喷雾器(系任何不可重新灌装的容器,该容器用金属、玻璃或塑料制成)内装压缩、 液化或加压溶解的气体(包含或不包含液体、膏剂或粉末),并配有释放装置以使内装物 喷射出来,在气体中形成悬浮的固态或液态微粒或形成泡沫、膏剂或粉末或者以液态或气 态形式出现。
能发生燃烧的危险,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的 危险。
4) 氧化性气体
氧化性气体是一般通过提供氧,可引起或比空气更能促进其他物质燃烧的任何气体。
可引起或加剧燃烧,作为氧化剂助燃等。发生火灾时,遇到氧化性气体会加剧火势的 蔓延,甚至发生爆炸,造成更大的损失。
5) 加压气体
加压气体是20 CiC下,压力等于或大于20OkPa (表压)下装入贮器的气体,或是液化 气体或冷冻液化气体。
内装高压气体的容器,遇热可能发生爆炸;若内装冷冻液化气体的容器,则可能造成 低温灼伤或损伤。
6) 易燃液体
易燃液体是指闪点不大于93 tC (闭杯)的液体。
易燃液体是在常温下极易着火燃烧的液态物质。
(1) 闪点低,着火能量小(多数小于ImJ),爆炸危险大,甚至火星、热体表面也可 致燃。加之有不少易燃液体的电阻率较大(108Ω ∙ Cm以上),在操作、运送时容易积聚 静电,其能量足以引起燃烧与爆炸。氧化剂也可使易燃液体燃烧或爆炸(如环戊二烯与 硝酸)。
(2) 沸点低(多数低于IOOCC),气化快,可源源不断供应可燃蒸气。加之易燃液体 的黏度大多比较小,具有很高的流动性,甚易向四周扩散,并飘浮于地面、工作台面 (因易燃液体蒸气大多比空气重),更加增大了燃烧爆炸的危险性。
(3) 多数有毒。
7) 易燃固体
易燃固体是容易燃烧的固体,通过摩擦易燃或助燃的固体。
易于燃烧的固体为粉末、颗粒状或糊状物质,它们在与燃烧着的火柴等火源短暂接触 即可点燃且火焰迅速蔓延。
(1) 燃点低,易点燃。易燃固体的着火点都比较低,一般都在300 2以下,在常温 下只要有很小能量的着火源就能引起燃烧。有些易燃固体当受到摩擦、撞击等外力作用时 也能引起燃烧。
(2) 遇酸、氧化剂易燃易爆。绝大多数易燃固体与酸、氧化剂接触,尤其是与强氧 化剂接触时,能够立即引起着火和爆炸。
(3) 本身或燃烧产物有毒。很多易燃固体本身具有毒害性,或燃烧后会产生有毒的 物质。
(4) 自燃性。易燃固体中的赛璐珞、硝化棉及其制品等在积热不散时,都容易自燃 起火。
易燃固体的危险类别分为两类:第1类和第2类。
8) 自反应物质和混合物
自反应物质和混合物是指即使没有氧(空气)也容易发生激烈放热分解的热不稳定 液态或固态物质或混合物。自反应物质和混合物的危险类别分为7个类型,即A型到 G型。
这7种类型的危害略有不同,A型为遇热可能爆炸,B型为遇热可能起火或爆炸,C 型和D型、E型和F型为遇热可能起火。任何自反应物质或混合物,在实验室试验中, 既绝不在空化状态下起爆也绝不爆燃,在封闭条件下加热时显示无效应,而且无任何爆炸 力,将定为G型自反应物质。A型的危险性最大。
9) 自燃液体
自燃液体是指即使数量小也能在与空气接触后5 min内着火的液体。
多具有容易氧化、分解的性质,且燃点较低。在未发生自燃前,一般都经过缓慢的氧 化过程,同时产生一定热量,当产生的热量越来越多,积热使温度达到该物质的自燃点时 便会自发地着火燃烧。
凡能促进氧化反应的一切因素均能促进自燃。空气、受热、受潮、氧化剂、强酸、金 属粉末等能与自燃液体发生化学反应或对氧化反应有促进作用,它们都是促使自燃液体自 燃的因素。
10) 自燃固体
自燃固体是指即使数量小也能在与空气接触后5 min内着火的固体。
自燃固体同自燃液体一样,多具有容易氧化、分解的性质,且燃点较低。在未发生自 燃前,一般都经过缓慢的氧化过程,同时产生一定热量,当产生的热量越来越多,积热使 温度达到该物质的自燃点时便会自发地着火燃烧。
凡能促进氧化反应的一切因素均能促进自燃。空气、受热、受潮、氧化剂、强酸、金 属粉末等能与自燃固体发生化学反应或对氧化反应有促进作用,它们都是促使自燃固体自 燃的因素。
11) 自热物质和混合物
自热物质和混合物是指除自燃液体或自燃固体外,与空气反应不需要能量供应就能够 自热的固态或液态物质或混合物,此物质或混合物与自燃液体或自燃固体不同之处在于仅 在大量(千克级)并经过长时间(数小时或数天)才会发生自燃。
自热物质和混合物的自热导致自发燃烧是由于物质或混合物与氧气(空气中的氧气) 发生反应并且所产生的热没有足够迅速地传导到外界而引起的。当热产生的速度超过热损 耗的速度而达到自燃温度时,自燃便会发生。
自热物质和混合物危险类别分为两类,第1类的物质危险性表现为自热,可发生着 火;第2类物质的危险性表现为大量时自热,可发生着火。
12) 遇水放出易燃气体的物质和混合物
遇水放出易燃气体的物质和混合物是指通过与水作用,容易具有自燃性或放出危险数 量的易燃气体的固态或液态物质和混合物。
遇水放出易燃气体的物质和混合物的危险类别共分为三类,第1类的危险性表现为遇 水放出可自燃的易燃气体,其危险性较强;第2、3类的危险性表现为遇水可放出易燃气 体,危险性较第1类稍弱。释放出易燃气体后,与空气混合达到爆炸极限,遇点火源极易 发生燃烧爆炸。
13) 氧化性液体
氧化性液体是指本身未必可燃,但通常会放出氧气可能引起或促使其他物质燃烧的 液体。
氧化性液体的危险类别分为三类,第1类的危险性表现为可能引起燃烧或爆炸,或作 为强氧化剂起作用;第2、3类的危险性表现为可能加剧燃烧或作为氧化剂起作用。
14) 氧化性固体
氧化性固体是指本身未必可燃,但通常会放出氧气可能引起或促使其他物质燃烧的 固体。
氧化性固体的危险类别分为三类,第1类的危险性表现为可能引起燃烧或爆炸,或作 为强氧化剂起作用;第2、3类的危险性表现为可能加剧燃烧,或作为氧化剂起作用。
15) 有机过氧化物
有机过氧化物是指含有二价一0—。一结构和可视为过氧化氢的一个或两个氢原子已 被有机基团取代的衍生物的液态或固态有机物。同时,还包括有机过氧化物配制物(混 合物)。有机过氧化物是可发生放热自加速分解、热不稳定的物质或混合物。
有机过氧化物的危险类别分为7类,A类的危险性表现为遇热可能引起爆炸;B类的 危险性表现为遇热可能引起燃烧或爆炸;C、D、E、F类的危险性表现为遇热可能引起燃 烧;G类的危险性表现为在实验室试验中,既绝不在空化状态下起爆也绝不爆燃,在封闭 条件下加热时显示无效应,而且无任何爆炸力。
16) 金属腐蚀物
金属腐蚀物是指通过化学作用会显著损伤、甚至毁坏金属的物质或混合物。
金属腐蚀物的危害在于可能腐蚀金属,腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学 多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性 等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性 能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
物理危险分类表,见表1-1。
表1-1物理危险分类表
序号 |
危险种类 |
危险类别 | ||||||
1 |
爆炸物 |
不稳定爆炸物 |
1. 1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
2 |
易燃气体 |
1 |
2 |
A类(化学不 稳定性气体) |
B类(化学不 稳定性气体) | |||
3 |
气溶胶 |
1 |
2 |
3 | ||||
4 |
氧化性气体 |
1 | ||||||
5 |
加压气体 |
压缩气体 |
液化气体 |
冷冻液化气体 |
溶解气体 | |||
6 |
易燃液体 |
1 |
2 |
3 |
4 | |||
7 |
易燃固体 |
1 |
2 | |||||
8 |
自反应物质和混合物 |
A型 |
B型 |
C型 |
D型 |
E型 |
F型 |
G型 |
9 |
自热物质和混合物 |
1 |
2 | |||||
10 |
自燃液体 |
1 | ||||||
11 |
自燃固体 |
1 | ||||||
12 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物_______ |
1 |
2 |
3 | ||||
13 |
金属腐蚀物 |
1 | ||||||
14 |
氧化性液体 |
1 |
2 |
3 | ||||
15 |
氧化性固体 |
1 |
2 |
3 | ||||
16 |
有机过氧化物 |
A型 |
B型 |
C型 |
D型 |
E型 |
F型 |
G型 |
2.健康危害
1)急性毒性
(1) 定义。急性毒性是指在单剂量或在24 h内多剂量口服或皮肤接触一种物质,或 吸入接触4h之后出现的有害效应。
(2) 分类。化学品可按照表1-2所列的数值极限标准,根据经口、皮肤接触或吸入 途径的急性毒性划入5种毒性类别之一。急性毒性值用(近似)LDSo值(经口、皮肤接 触)或LG。值(吸入)表示,或用急性毒性估计值(ATE)表示。
急性毒性危险类别和定义各个类别的“急性毒性估计值”见表1-2。
表1-2急性毒性危险类别和定义各个类别的“急性毒性估计值”(ATE)
接触途径 |
第1类 |
第2类 |
第3类 |
第4类 |
第5类 |
经口 /(mg/kg体重) |
5 |
50 |
3∞ |
2000 | |
皮肤/(m∕kg体重) |
50 |
200 |
IOoo |
2000 | |
气体/ PPm |
100 |
500 |
2500 |
200∞ |
5000 |
表1-2 (续)
接触途径 |
第1类 |
第2类 |
第3类 |
第4类 |
第5类 |
蒸气/(mg/L) |
0.5 |
2.0 |
10 |
20 | |
粉尘和烟雾/(mg∕L) |
0. 05 |
0.5 |
1.0 |
5 |
注:L气体浓度以每百万体积的份数(PPmV)表示。
2.类别5是针对急性毒性相对低但在某些情况可对弱体大众引起危险的物质。这些混合物预期具有经口或经皮肤
LD"值在2000 -5000 mg/kg体重范围或其他暴露方式的相当剂量。
3.这些数值被指定用于计算基于其组分的混合物的ATE而不是表示试验结果。这些值被保守地设定在类别1和2 范围的低限,并在偏离类别3-5范围的低限约1/10点处。
2) 皮肤腐蚀/刺激
(1) 定义。皮肤腐蚀是对皮肤造成不可逆损伤;即施用试验物质达到4 h后,可观察 到表皮和真皮坏死。
腐蚀反应的特征是溃疡、出血、有血的结痂,而且在观察期14 d结束时,皮肤、完 全脱发区域和结痂处由于漂白而褪色。应考虑通过组织病理学来评估可疑的病变。
皮肤刺激是施用试验物质达到4 h后对皮肤造成可逆损伤。
(2) 分类:
① 类别1为皮肤腐蚀性,分为1A、IB和IC三个子类别。
腐蚀物是会产生经皮肤组织破坏的试验物,即3只试验动物暴露高达4 h,其间至少 1只动物有可见的坏疽透过表皮和进入真皮。腐蚀反应具有溃疡、出血、愈痂的特征,到 14 d后观察时有皮肤变白脱色、全区脱发和伤痕的特征,应考虑对可疑病害组织病理学检 查。在腐蚀类别中子类别IA为按照暴露3 min和观察1 h期间发生的反应;子类别IB为 按照暴露3 min ~ 1 h之间和高达Md观察期内发生的反应;子类别IC为按照暴露1 ~4 h 之间和高达14 d观察期发生的反应。
② 类别2为皮肤刺激性。
皮肤刺激性物质是3只试验动物至少2只在斑贴物除去后,于24 h、48 h和72 h阶段 红斑/焦痂或浮肿的平均值m2.3~4.0,或者如果反应是延迟的,则从皮肤反应开始后, 各阶段3个相继日评估;或至少2只动物保持炎症至观察期末正常为14 d,尤其考虑到脱 发症(有限面积)、表皮角化症、增生和伤痕;或在某些情况,动物中间的反应会明显不 同,一只动物对化学品暴露有关的很明确的阳性反应但低于上述准则。
③ 类别3为导致微弱皮肤刺激。
皮肤轻度刺激性物质是3只试验动物至少2只在斑贴物除去后,于24 h, 48 h和72h 阶段红斑/焦痂或浮肿的平均值为1.5~2.3,或者如果反应是延迟的,则从皮肤反应开始 后各阶段3个相继日评估(当不包括在上述刺激类别时)o
3) 严重眼损伤/眼刺激
(1)定义。严重眼损伤是将受试物施用于眼睛前部表面进行暴露接触,引起了眼部 组织损伤,或出现严重的视频衰退,且在暴露后的21 d内尚不能完全恢复。
眼刺激是将受试物施用于眼睛前部表面进行暴露接触,眼睛发生的改变,且在暴露后 的21 d内出现的改变可完全消失,恢复正常。
(2)分类:
① 类别1为导致严重眼部损伤。
类别1为严重眼部损伤/眼睛刺激(对眼睛不可逆影响)。试验情况包括具有4级角 膜病害的动物和在试验过程中任何时间观察到的其他严重反应(如角膜损伤),以及持久 不变的角膜浑浊、角膜被染料物质着色、粘连、角膜翳和虹膜功能障碍或其他削弱视力的 影响。3只试验动物,至少1只动物影响到角膜、虹膜或结膜,并预期不可逆或在正常 21 d观察期内没有完全复原;和/或动物在试验物质接触后按24 h, 48 h和72 h分段计算 平均得分,3只试验动物,至少2只发生角膜浑浊>3和/或虹膜炎>1.5O
② 类别2A为导致严重眼部刺激。
在试验物接触后按24 h、48 h、72 h分段计算平均得分,2只试验动物中至少2只有 角膜浑浊ml,和/或虹膜炎Ni,和/或结膜红度>2,和/或结膜浮肿(球结膜水肿)N2, 并且在正常21 d观察期内完全复原。
③ 类别2B为导致眼部刺激。
在试验物接触后按24 h、48 h、72 h分段计算平均得分,3只试验动物中至少2只有 角膜混浊>1,和/或虹膜炎>1,和/或结膜红度N2,和/或结膜浮肿(球结膜水肿)N2, 并且在正常7d观察期内完全复原。
4)呼吸道或皮肤致敏
(1) 定义。呼吸过敏物是吸入后会导致气管过敏反应的物质。皮肤过敏物是皮肤接 触后会导致过敏反应的物质。
过敏包括两个阶段:第一个阶段是某人因接触某种变应原而引起特定免疫记忆。第二 阶段是引发,即某一致敏个人因接触某种变应原而产生细胞介导或抗体介导的过敏反应。
就呼吸过敏而言,随后为引发阶段的诱发,其形态与皮肤过敏相同。对于皮肤过敏, 需有一个让免疫系统能学会做出反应的诱发阶段;此后,可出现临床症状,这里的接触就 足以引发可见的皮肤反应(引发阶段)。因此,预测性的试验通常取这种形态,其中有一 个诱发阶段,对该阶段的反应则通过标准的引发阶段加以计量,典型做法是使用斑贴试 验。直接计量诱发反应的局部淋巴结试验则是例外做法。人体皮肤过敏的证据通常通过诊 断性斑贴试验加以评估。
就皮肤过敏和呼吸过敏而言,对于诱发所需的数值一般低于引发所需数值。
(2) 分类:
①呼吸过敏物分类。
第1类呼吸道致敏性物质:
如果有人类的证据表明该物质能致使特定的呼吸过敏和/或如果有来自适宜动物试验 的阳性结果。
类别1A:物质显示在人类中有高发生率;或根据动物或其他试验,可能对人有高过 敏率a。还应结合反应的严重程度。
类别IB:物质显示对人类有低度到中度的发生率;或根据动物或其他试验,可能对 人有低度到中度过敏率L还应结合反应的严重程度。
注a:目前还没有公认和有效的用来进行呼吸道致敏试验的动物模型。在某些情况 下,对动物的研究数据,在做证据权重评估中,可提供重要信息。
②皮肤过敏物分类。
第1类皮肤致敏性物质:
如果有人类的证据表明该物质通过皮肤接触能引起大量人过敏和/或如果有来自适当 动物试验的阳性结果。
5) 生殖细胞致突变性
(1) 定义。生殖细胞致突变性主要指可引起人类的生殖细胞突变并能遗传给后代的 化学品。然而,物质和混合物进行分类在这一危险种类中时还要考虑活体外致突变性/生 殖毒性试验和哺乳动物活体内体细胞中的致突变性/生毒性试验。
突变定义为细胞中遗传物质的数量或结构发生永久性改变。
“突变” 一词,适用于可能表现在显型的可遗传基因改变和已知的基本DNA改性 (例如,包括特定的碱基对改变和染色体易位)。“引起突变”和“致变物”两词,适用 于在细胞和/或有机体群落内引起突变发生率增加的物剂。
“生殖毒性的”和“生殖毒性”这两个较一般性的词汇适用于改变DNA的结构、信 息量、分离的物剂或过程,包括那些通过干扰正常复制过程造成DNA损伤或以非生理方 式(暂时)改变DNA复制的物剂或过程。生殖毒性试验结果通常用作致突变效应的 指标。
(2) 分类:
① 类别IA为可导致遗传缺陷。
已知会引起人类的生殖细胞遗传性突变的化学品。判别标准:来自人类的流行病学研 究的阳性证据。
② 类别IB为可导致遗传缺陷。
理应认为可能会引起人类的生殖细胞遗传性突变的化学品。判别标准:来自哺乳动物 体内遗传性生殖细胞突变试验的阳性结果;或来自哺乳动物体内体细胞突变性试验的阳性 结果,结合以该物质具有诱发生殖细胞突变的某些证据。这种支持数据,例如,可由体内 生殖细胞中突变性/遗传毒性试验推导,或由该物质或其代谢物与生殖细胞的遗传物的相 互作用证实;或来自显示人类的生殖细胞突变影响的试验的阳性结果,不遗传给后代,如 暴露人群的精液细胞中非整倍性出现频度的增加。
③ 类别2为怀疑存在导致遗传缺陷的可能。
由于其可诱发人类的生殖细胞中遗传性突变的可能性而引起担心的化学品。判别标 准:来自哺乳动物试验和/或在某些情况来自体外试验得到的阳性结果,可得自哺乳动物 体内的体细胞突变性试验;或其他受体外突变性试验的阳性结果支持的体内细胞遗传毒性 试验。
6) 致癌性
化学品进行致癌危险分类是根据该物质的内在固有性质,而不是提供使用该化学品可 能存在的对人类的致癌危险性。
(1)定义。致癌性指会诱发癌症或增加癌症发病率的化学物质或化学物质的混合物。 在良好的科学动物实验研究中,诱发良性或恶性肿瘤的物质通常被推断或怀疑为人类的致 癌物,除非有确切证据说明肿瘤形成的机理与人类无关。
(2)分类:
① 类别IA为可导致癌症。
根据流行病学和/或动物的数据,已知对人类有潜在致癌危险性:化学品分类主要根 据人类的证据。
② 类别IB为可导致癌症。
预期对人类有潜在致癌危险性,化学品分类主要根据动物的证据。分类根据证据的确 定性和其他参考因素,这样的证据由人类的研究得出,确定人类接触化学品与癌症发病间 的因果关系,已知人类的致癌物。或者研究证据由动物试验推断出来,有足够的证据证明 动物致癌性(推断的人类的致癌物)。此外,根据逐例科学判断也可以显示在人类中的致 癌性的有限证据与在试验动物中致癌性的有限证据一起的研究,确定化学品对人类的致 癌性。
③ 类别2为怀疑可能导致癌症。
可疑的人类致癌物,根据由人类和/或动物研究得到的证据进行的分类,但该证据不 足以信服可将该化学品分在类别1中。根据证据的确定性与其他参考因素,这些证据可来 源于人类的研究中致癌性的有限证据或来自动物研究中致癌性的有限证据。
7)生殖毒性
(1) 定义。生殖毒性包括对成年雄性和雌性性功能和生育能力的有害影响,以及在 后代中的发育毒性。
化学品干扰生殖能力的任何效应。这可能包括(但不限于)对雌性和雄性生殖系统 的改变,对青春期的开始、配子产生和输送、生殖周期正常状态、性行为、生育能力、 分娩怀孕结果的有害影响,过早生殖衰老,或者对依赖生殖系统完整性的其他功能的 改变。
对哺乳期的有害影响或通过哺乳期产生的有害影响也属于生殖毒性的范围,但为了分 类目的,对这样的效应进行了单独处理。这是因为对于化学品对哺乳期的有害影响最好进 行专门分类,这样就可以为处于哺乳期的母亲提供有关这种效应的具体危险警告。
(2) 分类:
①类别1:已知或假定的人类生殖毒物。
此类别包括已知对人类性功能和生育能力或发育产生有害影响的物质,或动物研究证 据(可能有其他信息作补充)表明其干扰人类生殖的可能性很大的物质。可根据分类证 据主要来自人类数据(类别IA)或来自动物数据(类别1B),对物质进行进一步的 划分。
类别1A:已知的人类生殖毒物。
将物质划为本类别主要根据人类证据。
类别1B:推测可能的人类生殖毒物。
将物质划为本类别主要根据实验动物的数据。动物研究数据应提供明确的证据,表明 在没有其他毒性效应的情况下,对性功能和生育能力或对发育有有害影响,或如果与其他 毒性效应一起发生,对生殖的有害影响被认为不是其他毒性效应的非特异继发性结果。但 是,当存在机械论信息怀疑该影响与人类的相关性时,将其分类至类别2也许更合适。
② 类别2:可疑的人类生殖毒物。
此类别的物质是一些人类或动物试验研究证据(可能有其他信息作补充)表明在没 有其他毒性效应的情况下,对性功能和生育能力或发育有有害影响;或如果与其他毒性效 应同时发生,但能确定对生殖的有害影响不是其他毒性效应的非特异继发性结果,而且没 有充分证据支持分为类别1。例如,试验研究设计中存在欠缺,导致证据的说服力较差。 此时应将其分类于类别2可能更合适。
③ 附加类别:影响哺乳或通过哺乳产生影响。
将影响哺乳或通过哺乳产生影响划分为单独的类别。虽然目前许多物质并没有信息显 示它们有可能通过哺乳对子代产生有害影响,但是某些物质被妇女吸收后可出现干扰哺乳 作用,或该物质(包括代谢物)可能出现在乳汁中,其含量足以影响母乳喂养婴儿的健 康,应将这些物质划为此类别,以表明对母乳喂养婴儿造成的影响。这一分类可根据以下 情况确定:
a) 对该物质的吸收、新陈代谢、分布和排泄研究表明,其在母乳中的浓度可能达到 产生潜在毒性作用的水平;和/或
b) 一代或两代动物研究的结果提供明确的证据表明,由于物质能进入母乳中,或对 母乳质量存在有害影响而对子代产生了有害效应;和/或
C)人类证据表明物质对哺乳期婴儿有危害。
8)特异性靶器官毒性--次接触
(1) 定义。一次接触物质和混合物引起的特异性、非致死性的靶器官毒性作用,包 括所有明显的健康效应,可逆的和不可逆的,即时的和迟发的功能损害。
(2) 分类:
① 类别1为会损伤器官。
单次暴露对人体造成明显特定靶器官系统毒性的物质,或根据实验动物研究的证据能 推定有潜力对人体造成明显特定靶器官系统毒性的物质。将物质分类于类别1的根据是: 来自人类的病例或流行病研究的可靠和高质量的证据;或来自实验动物研究的观察情况, 其中在一般低暴露浓度时产生与人类健康有关的明显和/或严重的特定靶器官系统毒性的 影响。
② 类别2为可能损伤器官。
根据实验动物研究的证据,可以推定单次暴露可能对人体的健康造成潜在危害的物 质。根据来自实验动物研究的观察将物质分类于类别2,其中在一般中等暴露浓度时即会 产生与人类健康有关的明显的特定靶器官系统毒性的影响。在特别情况,人类的证据也能 用于将物质分类于类别2。
③ 类别3为可能引起呼吸道刺激或眩晕。
目标器官效应不符合把物质划入上述类别1或类别2的标准。这些效应在接触后的短 暂时间内有害地改变人类功能,但人类可在一段合理的时间内恢复不留下显著的组织或功 能改变。本类别仅包括麻醉效应和呼吸道刺激。
分类可将化学物质划为特定靶器官有毒物,这些化学物质可能对接触者的监控产生潜 在有害影响。
分类取决于是否拥有可靠证据,表面在该物质中的单次接触对人类或实验动物产生了 一致的、可识别的毒性效应,影响组织/器官的机能或形态的毒理学显著变化,或者使生 物体的生物化学或血液学发生严重变化,而且这些变化与人类健康有关。人类数据是这种 危险分类的主要证据来源。
评估不仅要考虑单一器官或生物系统中的显著变化,而且还要考虑涉及多个器官的严 重性较低的普遍变化。
特异性靶器官毒性可能以与人类有关的任何途径发生,即主要以口服、皮肤接触或吸 入途径发生。
9) 特异性靶器官毒性_反复接触
(1) 定义。反复接触物质和混合物引起的特异性、非致死性的靶器官毒性作用,包 括所有明显的健康效应,可逆的和不可逆的,即时的和迟发的功能损害。
(2) 分类:
① 类别1为重复暴露或延长暴露会损伤器官。
重复暴露对人体已产生明显特异性靶器官系统毒性的物质,或根据实验动物研究得到 的证据能推定对人体有潜在产生明显特定靶器官系统毒性的物质。将物质分类为类别1是 根据:来自人类的病例或流行病学研究的可靠和高质量证据;或来自实验动物研究的观察 情况,其中在一般低暴露浓度时产生与人类健康有关的明显和/或严重的特定靶器官系统 毒性的影响。
② 类别2为重复暴露或延长暴露可能损伤器官。
重复暴露,根据实验动物研究得来的证据能推定对人类有潜在的有害于健康的物质。 将物质分类于类别2是根据来自实验动物研究的观察情况,其中在一般中等暴露浓度时产 生与人类健康有关的明显特定靶器官系统毒性的影响。
分类可将化学物质划为特定靶器官有毒物,这些化学物质可能对接触者的健康产生潜 在有害影响。
分类取决于是否拥有可靠证据,表明在该物质中的单次接触对人类或实验动物产生了 一致的、可识别的毒性效应,影响组织/器官的机能或形态的毒理学显著变化,或者使生 物体的生物化学或血液学发生严重变化,而且这些变化与人类健康有关。人类数据是这种 危险分类的主要证据来源。
评估不仅要考虑单一器官或生物系统中的显著变化,而且还要考虑涉及多个器官的严 重性较低的普遍变化。
特定靶器官/毒性可能以与人类有关的任何途径发生,即主要以口服、皮肤接触或吸 入途径发生。
10) 吸入危险
(1)定义。“吸入”指液态或固态化学品通过口腔或鼻腔直接进入或者因呕吐间接进 入气管和下呼吸道系统。
吸入毒性包括化学性肺炎、不同程度的肺损伤或吸入后死亡等严重急性效应。
吸入开始是在吸气的瞬间,在吸一口气所需的时间内,引起效应的物质停留在咽喉部 位的上呼吸道和上消化道交界处时。
(2)分类:
① 类别1为吞咽或进入呼吸道可能致死。
已知引起人类吸入毒性危险的化学品或者被看作引起人类吸入毒性危险的化学品。物 质划入类别1的依据是具有可靠人类证据的煌类、松脂油和松木油,或40 Ce运动黏度W 20. 5 mm2/S 的炷类。
② 类别2为吞咽或进入呼吸道可能有害。
因假定会引起人类吸入毒性危险而可能引起吸入危害的化学品,可根据现有的动物研 究以及表面张力、水溶性、沸点和挥发性等做出判断,40 CC时运动黏度≤14 mm2∕s,除 至少有3个但不超过13个碳原子的正伯醇、异丁醇和有不超过13个碳原子的甲酮划入类 别1以外。
③ 特殊考虑事项:
a) 审阅有关化学品吸入的医学文献后发现有些炷类(石油蒸僭物)和某些炷类氯化 物已证明对人类具有吸入危险。伯醇和甲酮只有在动物研究中显示吸入危险。
b) 虽然有一种确定动物吸入危险的方法已在使用,但还没有标准化。动物试验得 到的正结果只能用作可能有人类吸入危险的指导。在评估动物吸入危险数据时必须 慎重。
C)分类标准以运动黏度作基准。下式用于动力黏度和运动黏度之间的换算:
P
式中γ--运动黏度,mm2/S;
η——动力黏度,mPa ∙ s;
P---黏度,g∕cm3 O
d)气溶胶/烟雾产品的分类。气溶胶/烟雾产品通常分布在密封容器、扳机式和按钮 式喷雾器等容器内。这些产品分类的关键是,是否有一团液体在'喷嘴内形成,因此可能被 吸出。如果从密封容器喷出的烟雾产品是细粒的,那么可能不会有一团液体形成。另外, 如果密封容器是以气流形式喷出产品,那么可能有一团液体形成然后可能被吸出。一般来 说,扳机式和按钮式喷雾器喷出的烟雾是粗粒的,因此可能有一团液体形成然后可能被吸 出。如果按钮装置可能被拆除,因此内装物可能被吞咽,那么就应当考虑产品的分类。
健康危害分类见表1-3。
表1-3健康危害分类表
序号 |
____危险种类____ |
危险类别 ______ | ||||
1 |
急性毒性 急性毒性:经口 急性毒性:经皮 急性毒性:吸入 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
表1-3 (续)
序号 |
危险种类 |
________危险类别________ | ||||||
2 |
皮肤腐蚀/刺激 |
1 |
IA IB IC |
2 |
3 |
5册安全工程师-HG 群号:747012873 | ||
3 |
严重眼损伤/眼刺激 |
1 |
2 |
2A 2B | ||||
4 |
呼吸道致敏/皮肤致敏 |
1 |
IA IB |
2 | ||||
5 |
生殖细胞致突变性 |
1 |
IA IB |
2 |
扫一扫二维码,加入群聊。 | |||
6 |
致癌性• |
ɪ |
IA IB |
2 | ||||
7 |
生殖毒性 |
1 |
IA IB |
2 |
附加* 哺乳影响 | |||
8 |
特异性靶器官毒性--次接触 |
1 |
2 |
3 | ||||
9 |
特异性靶器官毒性一~反复接触 |
1 |
2 | |||||
10 |
吸入危险 |
1 |
2 |
3.环境危害
对水环境的危害由3个急性类别和4个慢性类别组成。急性和慢性类别有不同的适 用。物质的急性类别1至类别3的分类仅根据急性毒性数据来确定。物质的慢性类别的分 类准则是由两类信息相结合,即急性毒性数据和环境灾难数据(可降解性和生物富积数 据)来确定。对于某混合物划分为慢性类别,可从它各组分的试验得到降解性和生物富 积性。
1) 急性水生毒性
(1) 定义。急性水生毒性是指物质对短期接触它的生物体造成伤害的固有性质。急 性水生毒性一般的判定方法是用鱼类96 h LC®试验,甲壳类48 h ECw试验和/或藻类72 h 或96 h ErC50试验进行测定。这些种类的生物被认为可以代表所有水生生物,如果试验方 法是合适的也可考虑其他种类生物(如水萍)的数据。
(2) 分类:
急性I对水中生物有剧毒。
急性II对水中生物有毒性。
急性ΠI对水中生物有害。
2) 慢性水生毒性
(1)定义。.慢性水生毒性是指物质对水生有机体暴露过程中引起的相对于该有机体 生命周期测定的有害影响的潜力或实际性质。慢性毒性的数据比急性毒性的数据更难得 到,由急性毒性数据和环境灾难数据(可降解性和生物富积数据)来确定。
(2)分类:
慢性I对水中生物具有剧烈毒性,有害影响长时间持续。
慢性∏对水中生物具有毒性,有害影响长时间持续。
慢性DI对水中生物有害,且影响长时间持续。
慢性IV可能对水中生物具有长时间持续性危害。
环境危害分类见表1 -4。
表1-4环境危害分类表
_____危险种类 |
危险 |
类别 | ||
危害水生环境——急性(短期) |
1 |
2 |
3 | |
危害水生环境一慢性(长期) |
1 |
2 |
3 |
4 |
_______危害臭氧层_______ |
1 |
(三)危险货物(TDG)分类和上述GHS分类的对照表
按照基于GHS的《化学品分类和标签规范》系列标准(GB 30000. 2 ~29)和《化学 品分类和危险性公示通则XGB 13690)进行的危险化学品分类(物理危险、健康危害 及环境危害三大类,28小类),主要用于生产企业编制化学品安全技术说明书和安全标 签,并提供给下游用户。化学品安全技术说明书需要向下游用户和运输车船的押运员提 供,安全标签需要在每个化学品外包装容器上粘贴。企业生产的危险化学品未出厂运输前 属于产品范畴,进入流通环节运输时属于危险货物,应按照危险货物运输的有关法律、法 规和标准进行安全管理。日常中见到的危险化学品货物的包装是以货物包装形式呈现,根 据联合国《关于危险货物运输的建议书规章范本XTDG),我国铁路、公路、水路、航空 运输危险货物都制定了相应的危险货物运输规则,目前危险货物的分类依据《危险货物 分类和品名编号XGB 6944)分为九大类,其中有五大类下分16项,四大类下未分项。 化学品GHS分类与危险货物TDG分类对照见表1-5。
表1-5化学品GHS分类与危险货物TDG分类对照
基于GHS的危险化学品分类 |
_______基于TDG的危险货物分类________ | ||||||||
危险和危害 种类 |
类 另 |
类 另U | |||||||
物 理 危 险 |
爆炸物 |
不稳定 爆炸物 |
1. 1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
第1类:爆炸品 1.1项:有整体爆炸危险的物质和物品 1∙2项:有迸射危险,但无整体爆炸危险的物质和 物品 L3项:有燃烧危险并有局部爆炸危险或局部迸射危 险或这两种危险都有,但无整体爆炸危险的物质和物品 1. 4项:不呈现重大危险的物质和物品 1.5项:有整体爆炸危险的非常不敏感物质 1∙6项:无整体爆炸危险的极端不敏感物品 |
表1-5 (续)
基于GHS的危险化学品分类 |
_______基于TDG的危险货物分类________ | ||||||||
危险和危害 种类 |
类 另 |
类 另, | |||||||
物 理 危 险 |
易燃 气体 |
1 |
2 |
A(化学 不稳定 性气体) |
B(化学 不稳定 性气体) |
第2类:气体 2.1项:易燃气体 | |||
气溶胶 |
1 |
2 |
3 |
第2类:气体 2.1项:易燃气体 第3类:易燃液体 第4类41项:易燃固体、自反应物质和固态退敏爆炸品 | |||||
氧化性 气体 |
1 |
第5类:氧化性物质和有机过氧化物 5.1项:氧化性物质 ____________ | |||||||
加压 气体 |
压缩 气体 |
化体 液气 |
冷冻液 化气体 |
溶解 气体 |
第2类:气体 2"项:易燃气体 2. 2项:非易燃无毒气体 2.3项:毒性气体 | ||||
易燃 液体 |
1 |
2 |
3 |
4 |
第3类:易燃液体 | ||||
易燃 固体 |
1 |
2 |
第4类:易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃 气体的物质 4.1项:易燃固体、自反应物质和固态退敏爆炸品 | ||||||
自反应 物质和 混合物 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
第4类4.1项:易燃固体、自反应物质和固态退敏爆 炸品 | |
自热物 质和混 合物 |
1 |
2 |
笫4类4.1项:易燃固体、自反应物质和固态退敏爆 炸品 | ||||||
自燃 液体 |
1 |
第4类4.2项:易于自燃的物质 | |||||||
自燃 固体 |
1 |
第4类4.2项:易于自燃的物质 | |||||||
遇水放 出易燃 气体的 物质和 混合物 |
1 |
2 |
3 |
第4类4. 3项:遇水放出易燃气体的物质 | |||||
金属 腐蚀物 |
1 |
第8类:腐蚀性物质 | |||||||
氧化性 液体 |
1 |
2 |
3 |
第5类:氧化性物质和有机过氧化物 5. I项:氧化性物质____________________ | |||||
氧化性 固体 |
1 |
2 |
3 |
第5类:氧化性物质和有机过氧化物 5.1项:氧化性物质___________________ | |||||
有机过 氧化物 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
第5类:氧化性物质和有机过氧化物 5∙ 2项:有机过氧化物 |
表1-5 (续)
_______基于GHS的危险化学品分类 |
基于TDG的危险货物分类________ | ||||||||
危险和危害 种类 |
类 另U |
类 别 | |||||||
健 康 危 害 |
急性 毒性 |
1 |
2 |
3 . |
4 |
5 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6. 1项:毒性物质 第2类:气体 2. 3项:毒性气体 | ||
皮肤腐 蚀/刺激 |
IA |
IB |
IC |
2 |
3 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6.1项:毒性物质 第8类:腐蚀性物质 | |||
严重眼 损伤/ 眼刺激 |
1 |
2A |
2B |
第6类:毒性物质和感染性物质 6.1项:毒性物质 第8类:腐蚀性物质 | |||||
呼吸道或 皮肤 致敏 |
呼吸道 致敏物 IA |
呼吸 道致 敏物 IB |
皮肤 致敏物 IA |
皮肤 致敏物 IB |
第6类:毒性物质和感染性物质 6.1项:毒性物质 | ||||
生殖细 胞致突 变性 |
IA |
IB |
2 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6.1项:毒性物质 | |||||
致癌性 |
IA |
IB |
2 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6. 1项:毒性物质 | |||||
生殖 毒性 |
IA |
IB |
2 |
附加类 别(哺乳 影响) |
第6类:毒性物质和感染性物质 6. 1项:毒性物质 | ||||
特异性 靶器官 毒性-- 一次接触 |
1 |
2 |
3 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6. 1项:毒性物质 | |||||
特异性 靶器官 毒性-- 反复接触 |
1 |
2 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6.1项:毒性物质 | ||||||
吸入 危害 |
1 |
2 |
第6类:毒性物质和感染性物质 6. 1项:毒性物质 | ||||||
环境危害 |
危害水 生环境 |
急性1 |
一急性2 一 |
急性3 |
慢性1 |
慢性2 一 |
慢 性 3 |
慢 性 4 |
第9类:杂项危险物质和物品,包括危害环境物质 |
危害 臭氧层 |
1 |
第9类:杂项危险物质和物品,包括危害环境物质 |
表1-5 (续)
基于GHS的危 ________ |
________基于TDG的危险货物分类________ | ||||||||
危险和危害 种类 |
类 另U |
类 另, | |||||||
NA |
NA |
第6类,毒性物质和感染性物质 6. 2项:感染性物质 | |||||||
NA |
NA |
第7类:放射性物质__________________ |
注:深色背景的是作为危险化学品的确定原则;类别NA,表示不存在此分类。
(四)国内重点监管危险化学品名录
《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》(安监总管三 〔2011〕95号)和《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化学品名录的通知》 (安监总管三〔2013〕12号)确定的重点监管危险化学品名录,见表1-6至表1-7。
表1-6首批重点监管的危险化学品名录
序号 |
______化学品名称 |
_____别名 |
CAS号 |
1 |
氯 |
液氯、氯气 |
7782 -50-5 |
2 |
一 氨一 |
液氨、氨气 |
7664 -41 -7 |
3 |
_________液化石油气 |
68476 -85 -7 | |
4 |
硫化氢 |
7783 -06-4 | |
5 |
_________甲烷、天然气 |
74 -82-8 (甲烷) | |
6 |
__________原油 | ||
7 |
汽油(含甲醇汽油、乙醇汽油)、石脑油 |
8006 -61 -9 (汽油) | |
8 |
氢 |
氢气 |
1333 -74 - 0 |
9 |
___________苯(含粗苯) |
71 -43 -2 | |
10 |
__________碳酰氯 |
_____光气 |
75 -44-5 |
11 |
二氧化硫 |
7446-09-5 | |
12 |
_________一氧化碳 |
630-08-0 | |
13 |
甲醇 |
木醇、木精 |
67 -56-1 |
14 |
丙烯睛 |
氧基乙烯、乙烯基気 |
107-13-1 |
15 |
环氧乙烷 |
氧化乙烯 |
75 -21 -8 |
16 |
乙焕__________ |
____电石气____ |
74 -86 -2 |
17 |
________氟化氢、氢氟酸________ |
7664-39-3 | |
18 |
氯乙烯 |
75 -01 -4 | |
19 |
甲苯___________ |
甲基苯、苯基甲烷 |
108-88-3 |
20 |
気化氢、氢割酸________ |
74-90-8 | |
21 |
乙烯___________ |
74-85-1 |
表1-6 (续)
序号 |
化学品名称 |
别名_____ |
CAS号 |
22 |
三氯化磷_________ |
7719-12-2 | |
23 |
硝基苯__________ |
98 -95 -3 | |
24 |
苯乙烯 |
100-42-5 | |
25 |
环氧丙烷 |
75 -56 -9 | |
26 |
一氯甲烷_________ |
74-87 -3 | |
27 |
1,3-丁二烯 |
106 -99 -0 | |
28 |
硫酸二甲酯 |
77 -78 -1 | |
29 |
氧化钠__________ |
143 -33 -9 | |
30 |
I-丙烯、丙烯__________ |
115 -07-1 | |
31 |
苯胺 |
62 -53 -3 | |
32 |
甲醍___________ |
115-10-6 | |
33 |
丙烯醛、2-丙烯醛________ |
107 - 02 -8 | |
34 |
氯苯__________ |
108 -90-7 | |
35 |
乙酸乙烯酯_________ |
108 -05 -4 | |
36 |
二甲胺__________ |
124-40-3 | |
37 |
苯酚__________ |
石炭酸____ |
108 -95 -2 |
38 |
四氯化钛__________ |
7550-45 —0 | |
39 |
甲苯二异氧酸酯________ |
TDI |
584-84-9 |
40 |
过氧乙酸_________ |
过乙酸、过醋酸 |
79-21 -0 |
41 |
六氯环戊二烯 |
77 -47 -4 | |
42 |
二硫化碳_________ |
75-15 -0 | |
43 |
乙烷 |
74 -84 -0 | |
44 |
环氧氯丙烷_________ |
3-氯- 1,2 -环氧丙烷 |
106 -89-8 |
45 |
丙酮気醇 |
2-甲基-2-羟基丙睛 |
75 -86 -5 |
46 |
磷化氢 |
麟_____ |
7803 -51 -2 |
47 |
_________氯甲基甲醒_________ |
107 -30-2 | |
48 |
三氟化硼 |
7637 -07 -2 | |
49 |
烯丙胺 |
3-氨基丙烯 |
107-11 -9 |
50 |
_____异割酸甲酯_________ |
甲基异割酸酯 |
624-83 -9 |
51 |
甲基叔丁基醒 |
1634-04-4 | |
52 |
乙酸乙酯 |
141 -78 -6 | |
53 |
__________丙烯酸 |
79-10-7 | |
54 |
__________硝酸铉 |
6484 -52 -2 | |
55 |
三氧化硫 |
____硫酸酊 |
7446-11 -9 |
56 |
_________三氯甲烷 |
_____氯仿 |
67 -66 -3 |
表1-6 (续)
序号 |
化学品名称______ |
_____别名_____ |
CAS号 |
57 |
甲基麟__________ |
60-34-4 | |
58 |
一甲胺__________ |
74-89-5 | |
59 |
乙醛 |
75 -07 -0 | |
60 |
________氯甲酸三氯甲酯________ |
____双光气____ |
503 -38 -8 |
表1-7第二批重点监管危险化学品名录
序号 |
化学品品名 |
CAS号 |
1 |
氣酸钠 |
7775 -9 -9 |
2 |
氯酸钾 |
3811 -4-9 |
3 |
过氧化甲乙酮 |
1338 -23 -4 |
4 |
过氧化(二)苯甲酰 |
94-36 -0 |
5 |
硝化纤维素 |
9004-70-0 |
6 |
硝酸弧 |
506-93 -4 |
7 |
高氯酸铉 |
7790-98-9 |
8 |
过氧化苯甲酸叔丁酯 |
614-45 -9 |
9 |
N,Nz-二亚硝基五亚甲基四胺 |
101 -25 -7 |
10 |
硝基服 |
556-88 -7 |
11 |
22-偶氮二异丁腊 |
78 -67 -1 |
12 |
2 2 -偶氮-二-(2,4 -二甲基戊腊)(即偶氮二异庚月青) |
4419-11 -8 |
13 |
硝化甘油 |
55 -63 -0 |
14 |
乙酷 |
60-29-7 |
(五) 剧毒化学品辨识
《危险化学品目录>(2018年版)的“二、剧毒化学品的定义和判定界限”中规定:
(1) 定义:具有剧烈急性毒性危害的化学品,包括人工合成的化学品及其混合物和 天然毒素,还包括具有急性毒性易造成公共安全危害的化学品。
(2) 剧烈急性毒性判定界限:急性毒性类别1,即满足下列条件之一:大鼠实验,经 □ LD50 ≤5 mg∕kg,经皮 LDso W50 mg∕kg,吸入(4 h) LC50 ≤ 100 ml√m3 (气体)或0. 5 mg/L (蒸气)或0. 05 mg/L (尘、雾)。经皮LDs。的实验数据,也可使用兔实验数据。
(六) 易制毒化学品
易制毒化学品系指用于制造毒品的化学品,易制毒化学品分为三类:第一类是可以用 于制毒的主要原料,第二类、第三类是可以用于制毒的化学配剂。易制毒化学品按用途分 为药品类易制毒化学品和非药品类易制毒化学品,其中:药品类易制毒化学品是指《易 制毒化学品管理条例》(国务院令第445号,国务院令第703号修改)中所确定的麦角酸、 麻黄素等物质,品种目录见《药品类易制毒化学品管理办法)(2010年,卫生部令第72 号);非药品类易制毒化学品是指《易制毒化学品管理条例》中附表确定的可以用于制毒 的非药品类主要原料和化学配剂,品种目录见《非药品类易制毒化学品生产、经营许可 办法X2006年,国家安全生产监督管理总局令第5号)和后续补充目录。石油化工企业 主要涉及的是非药品类易制毒化学品。企业生产、经营第一类中的非药品类易制毒化学品 前,应报当地省、自治区、直辖市应急管理部门审批,获得许可证后方可从事相关活动; 进出口易制毒化学品应按照《易制毒化学品进出口管理规定》(根据2015年10月28日商 务部令2015年第2号《商务部关于修改部分规章和规范性文件的决定》修正)办理相关 许可。
易制毒化学品的分类和品种需要调整的,由国务院公安部门会同国务院药品监督管理 部门、安全生产监督管理部门、商务主管部门、卫生主管部门和海关总署提出方案,报国 务院批准。国家于2012年、2014年、2017年、2021年对《易制毒化学品的分类和品种 目录》进行了增补,目前共列管了 3类,38种物料。
2021年调整后的易制毒化学品的分类和品种目录:
第一类(19种):
(1) 1 -苯基-2 -丙酮。
(2) 3,4-亚甲基二氧苯基-2-丙酮。
(3) 胡椒醛。
(4) 黄樟素。
(5) 黄樟油。
(6) 异黄樟素。
(7) N-乙酰邻氨基苯酸。
(8) 邻氨基苯甲酸。
(9) 麦角酸*。
(10) 麦角胺*。
(H) 麦角新碱*。
(12) 麻黄素、伪麻黄素、消旋麻黄素、去甲麻黄素、甲基麻黄素、麻黄浸膏、麻黄 浸膏粉等麻黄素类物质*。
(13) 羟亚胺(2008年新增)。
(14) 邻氯苯基环戊酮(2012年新增)。
(15) I-苯基-2-漠-1-丙酮(2014年新增)。
(16) 3-氧-2-苯基丁腊(2014年新增)。
(17) N-苯乙基-4-哌嗟酮(2017年新增)。
(18) 4-苯胺基-N-苯乙基哌嗟(2017年新增)。
(19) N-甲基-I-苯基-I-氯-2-丙胺(2017年新增)。
第二类(11种):
(I) 苯乙酸。
(2)醋酸醉。
(3) 三氯甲烷。
(4) 乙醍。
(5) 哌呢。
(6) 漠素(2017年新增)。
(7) I-苯基-1-丙酮(2017年新增)。'
(8) α-苯乙酰乙酸甲酯(2021年新增)。
(9) α-乙酰乙酰苯胺(2021年新增)。
(10) 3,4-亚甲基二氧苯基-2-丙酮缩水甘油酸(2021年新增)。
(11) 3,4-亚甲基二氧苯基-2-丙酮缩水甘油酯(2021年新增)。
第三类(8种):
(1) 甲苯。
(2) 丙酮。
(3) 甲基乙基酮。
(4) 高镒酸钾。
(5) 硫酸。
(6) 盐酸。
(7) 苯乙腊(2021年新增)。
(8) T-丁内酯(2021年新增)。
说明:
(1) 第一类、第二类所列物质可能存在的盐类,也纳入管制。
(2) 带有*标记的品种为第一类中的药品类易制毒化学品,第一类中的药品类易制 毒化学品包括原料药及其单方制剂。
(3) 高镒酸钾既属于易制毒化学品也属于易制爆化学品。
(七)易制爆危险化学品
易制爆危险化学品系指可用于制造爆炸物品的一类危险化学品。为防止发生公共安全 事件,保障人民群众生命财产安全,根据《危险化学品安全管理条例>(2011年,国务院 令第591号公布,2013年,国务院令第645号第二次修订)等有关法律、法规,公安部 2011年11月25日公告公布了《易制爆危险化学品名录>(2011年版);2017年5月11日 公安部公布了《易制爆危险化学品名录)(2017年版)(表1 -8)。易制爆危险化学品生产、 储存、使用、购买、销售、运输、废弃处置等相关环节除了按照《危险化学品安全管理 条例》等法规、标准做好安全生产管理工作、向应急管理部门办理有关安全许可外,还 应及时向所在地公安部门备案,并遵照公安部门的有关规定办理有关批准文件。
表1-8易制爆危险化学品名录(2017年版)
序号 |
品 名 |
_____别 名 |
CAS号 |
主要的燃爆危险性分类 |
1 酸______ | ||||
1. 1 |
硝酸__________ |
7697 -37-2 |
氧化性液体,类别3 | |
1.2 |
发烟硝酸________ |
52583 -42 -3 |
氧化性液体,类别1 |
表1-8 (续)
序号 |
品 名 |
_____别 名 |
CAS号 |
主要的燃爆危险性分类 |
1.3 |
高氯酸[浓度A72%] |
过氯酸 |
7601 -90-3 |
氧化性液体,类别1 |
高氯酸[浓度50%〜72% ] |
氧化性液体,类别1 | |||
高氯酸[浓度W50%] |
氧化性液体,类别2 | |||
2硝酸盐类 _____________ | ||||
2. 1 |
硝酸钠 |
7631 -99 -4 |
氧化性固体,类别3 | |
2.2 |
硝酸钾 |
7757 -79 -1 |
氧化性固体,类别3 | |
2.3 |
硝酸艳 |
7789 -18 -6 |
氧化性固体,类别3 | |
2.4 |
硝酸镁 |
10377 -60 -3 |
氧化性固体,类别3 | |
2.5 |
硝酸钙 |
10124 -37 -5 |
氧化性固体,类别3 | |
2.6 |
硝酸锹 |
10042-76-9 |
氧化性固体,类别3 | |
2.7 |
硝酸钏 |
10022 -31 -8 |
氧化性固体,类别2 | |
2.8 |
硝酸镣 |
二硝酸镣 |
13138 -45 -9 |
氧化性固体,类别2 |
2.9 |
硝酸银 |
7761 -88 -8 |
氧化性固体,类别2 | |
2. 10 |
硝酸锌 |
7779 -88 -6 |
氧化性固体,类别2 | |
2. 11 |
硝酸铅 ____ |
10099 - 74 -8 |
氧化性固体,类别2 | |
3氯酸盐类 ____________ | ||||
3.1 |
氯酸钠 |
7775 -09-9 |
氧化性固体,类别1 | |
氯酸钠溶液 |
氧化性液体,类别3* | |||
3.2 |
氯酸钾_________ |
3811 -04 -9 |
氧化性固体,类别1 | |
氯酸钾溶液_______ |
氧化性液体,类别3* | |||
3.3 |
氯酸铉 ______ |
10192-29-7 |
爆炸物,不稳定爆炸物 | |
4高氯酸盐类 _____ _________ | ||||
4. 1 |
高氯酸锂________ |
过氯酸锂________ |
7791 -03 -9 |
氧化性固体,类别2 |
4.2 |
高氯酸钠________ |
过氯酸钠________ |
7601 -89 -0 |
氧化性固体,类别1 |
4.3 |
高氯酸钾________ |
过氯酸钾________ |
7778 -74-7 |
氧化性固体,类别1 |
4.4 |
高氯酸铉 |
过氯酸铉 |
7790 -98 -9 |
爆炸物,1∙1项 氧化性固体,类别1 |
5重铭酸盐类 ________ | ||||
5. 1 |
重铭酸锂________ |
13843 -81 -7 |
氧化性固体,类别2 | |
5.2 |
重铭酸钠 |
红矶钠_________ |
10588 -01 -9 |
氧化性固体,类别2 |
5.3 |
重铭酸钾________ |
红矶钾 |
7778 -50-9 |
氧化性固体,类别2 |
5.4 |
重铭酸铉_______ |
红矶铉 ____ |
7789 -09 -5 |
氧化性固体,类别2* |
6过氧化物和超氧化物类 ____________ | ||||
6. 1 |
过氧化氢溶液(含量 >8% ) |
双氧水 |
7722 -84-1 |
|
表1-8 (续)
序号 |
品 名 |
_____别 名 |
CAS号 |
主要的燃爆危险性分类 |
6.2 |
过氧化锂 |
二氧化锂 |
12031 -80-0 |
氧化性固体,类别2 |
6.3 |
过氧化钠 |
双氧化钠;二氧化钠 |
1313 -60-6 |
氧化性固体,类别1 |
6.4 |
过氧化钾 |
二氧化钾 |
17014-71 -0 |
氧化性固体,类别1 |
6.5 |
过氧化镁 |
二氧化镁 |
1335 -26 -8 |
氧化性液体,类别2 |
6.6 |
过氧化钙 |
二氧化钙 |
1305 -79 -9 |
氧化性固体,类别2 |
6.7 |
过氧化飆 |
二氧化鲤 |
1314-18 -7 |
氧化性固体,类别2 |
6.8 |
过氧化钥 |
二氧化钥 |
1304-29-6 |
氧化性固体,类别2 |
6.9 |
过氧化锌 |
二氧化锌 |
1314-22-3 |
氧化性固体,类别2 |
6. 10 |
过氧化脈 |
过氧化氢尿素;过氧化氢服 |
124 -43 -6 |
氧化性固体,类别3 |
6. 11 |
过乙酸[含量≤16% ,含 水m 39% ,含乙酸m 15% , 含过氧化氢≤24% ,含有稳 定剂] |
过醋酸;过氧乙酸;乙酰 过氧化氢 |
79-21 -0 |
有机过氧化物F型 |
过乙酸[含量W43% ,含 水>5% ,含乙酸>35% ,含 过氧化氢W6% ,含有稳定剂] |
易燃液体,类别3 有机过氧化物,D型 | |||
6. 12 |
过氧化二异丙苯[52% V 含量Wlo0% ] |
二枯基过氧化物;硫化 剂DCP |
80 -43 -3 |
有机过氧化物,F型 |
6. 13 |
过氧化氢苯甲酰 |
过苯甲酸 |
93 -59 -4 |
有机过氧化物,C型 |
6. 14 |
超氧化钠 |
12034-12 -7 |
氧化性固体,类别1 | |
6. 15 |
超氧化钾 |
12030-88 -5 |
氧化性固体,类别1 | |
7 易燃物还原剂类 ________— | ||||
7. 1 |
锂 |
金属锂 |
7439 -93 -2 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别1 |
7.2 |
钠 |
金属钠 |
7440-23-5 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别1 |
7.3 |
钾 |
金属钾 |
7440-09-7 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别1 |
7.4 |
镁 |
7439-95 -4 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别2
| |
7.5 |
镁铝粉 |
镁铝合金粉 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别2 自热物质和混合物,类 别1 |
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表1-8 (续)
序号 |
品 名 |
另寸 名 |
CAS号 |
主要的燃爆危险性分类 |
7.6 |
铝粉 |
7429 -90-5 |
| |
7.7 |
硅铝___________ |
57485 -31 -1 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别3 | |
硅铝粉 | ||||
7.8 |
硫黄__________ |
硫 |
7704-34-9 |
易燃固体,类别2 |
7.9 |
锌尘 |
7440 - 66 -6 |
自热物质和混合物,类 别1;遇水放出易燃气体 的物质和混合物,类别1 | |
锌粉 |
自热物质和混合物,类 别1;遇水放出易燃气体 的物质和混合物,类别1 | |||
锌灰 |
遇水放岀易燃气体的物 质和混合物,类别3 | |||
7. 10 |
金属错 |
7440-67 -7 |
易燃固体,类别2 | |
金属倍粉 |
错粉 |
自燃固体,类别1;遇 水放出易燃气体的物质和 混合物,类别1 | ||
7. 11 |
六亚甲基四胺 |
六甲撑四胺;乌洛托品 |
IoO-97-0 |
易燃固体,类别2 |
7. 12 |
1,2-乙二胺 |
1,2 -二氨基乙烷;乙撑 二胺 |
107 - 15 -3 |
易燃液体,类别3 |
7. 13 |
一甲胺[无水]_______ |
氨基甲烷;甲胺______ |
74 -89 -5 |
易燃气体,类别1 |
一甲胺溶液_______ |
氨基甲烷溶液;甲胺溶液 |
易燃液体,类别1 | ||
7. 14 |
硼氢化锂 |
氢硼化锂 |
16949 - 15 -8 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别1 |
7. 15 |
硼氢化钠 |
氢硼化钠 |
16940-66-2 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别1 |
7. 16 |
硼氢化钾 |
氢硼化钾 |
13762-51 -1 |
遇水放出易燃气体的物 质和混合物,类别1 |
8硝基化合物类 ___________ | ||||
8. 1 |
硝基甲烷 |
75 -52 -5 |
易燃液体,类别3 | |
8.2 |
硝基乙烷________ |
79-24 -3 |
易燃液体,类别3 | |
8.3 |
2,4 -二硝基甲苯 |
121 -14-2 | ||
8.4 |
2,6-二硝基甲苯 |
606-20-2 |
表1-8 (续) | ||||
序号 |
品 名 |
_____别 名 |
CAS号 |
主要的燃爆危险性分类 |
8.5 |
1,5 ■■二硝基紊 |
605 -71 -0 |
易燃固体,类别] | |
8.6 |
1,8 -二硝基蔡 |
602 -38 -0 |
易燃固体,类别1 | |
8.7 |
二硝基苯酚[干的或含水 V 15% ] |
25550-58 -7 |
爆炸物,1.1项 | |
二硝基苯酚溶液 | ||||
8.8 |
2,4 -二硝基苯酚[含水 >15% ] |
1-羟基-2,4-二硝基苯 |
51 -28 -5 |
易燃固体,类别1 |
8.9 |
2,5 -二硝基苯酚[含水 N15% ] |
329-71 -5 |
易燃固体,类别! | |
8. 10 |
2,6 -二硝基苯酚[含水 ⅛15% ] |
573 -56-8 |
易燃固体,类别1 | |
8. 11 |
2,4-二硝基苯酚钠 |
1011 -73-0 |
爆炸物,1.3项 | |
9其他 _____________________________________________________ | ||||
9. 1 |
硝化纤维素[干的或含水 (或乙醇)<25% ] |
硝化棉 |
9004-70-0 |
爆炸物,1. 1项 |
硝化纤维素[含氮W 12. 6% ,含乙醇N25% ] |
易燃固体,类别1 | |||
硝化纤维素[含氮 ≤12. 6% ] |
易燃固体,类别1 | |||
硝化纤维素[含水>25%] |
易燃固体,类别1 | |||
硝化纤维素[含乙醇 >25% ] |
爆炸物,L3项 | |||
硝化纤维素[未改型的, 或增塑的,含增塑剂<18% ] |
爆炸物,1. 1项 | |||
硝化纤维素溶液[含氮量 W12∙6% ,含硝化纤维素 ≤55% ] |
硝化棉溶液 |
易燃液体,类别2 | ||
9.2 |
4,6 -二硝基-2 -氨基苯 酚钠 |
苦氨酸钠 |
831 -52 -7 |
爆炸物,1.3项 |
9.3 |
高镒酸钾 |
过镒酸钾;灰镒氧 |
7722-64-7 |
氧化性固体,类别2 |
9.4 |
高镒酸钠________ |
过镒酸钠 |
IOlOl -50-5 |
氧化性固体,类别2 |
9.5 |
硝酸服 |
硝酸亚氨脈 |
506-93 -4 |
氧化性固体,类别3 |
9.6 |
水合腓_________ |
水合联氨________ |
10217 -52-4 |
表1-8 (续)
序号 |
品 名 |
另U 名 |
CAS号 |
主要的燃爆危险性分类 |
9.7 |
2,2-双(羟甲基)1,3 -丙 二醇 |
季戊四醇、四羟甲基甲烷 |
115 -77 -5 |
注:1.各栏目的含义:
“序号”:《易制爆危险化学品名录)(2017年版)中化学品的顺序号。
"品名”:根据《化学命名原则>(1980)确定的名称。
"别名”:除“品名”以外的其他名称,包括通用名、俗名等。
“CAS号”:ChemiCaI abstract SerViCe的缩写,是美国化学文摘社对化学品的唯一登记号,是检索化学物质有关信 息资料最常用的编号。
“主要的燃爆危险性分类”:根据《化学品分类和标签规范》系列标准(GB 30000. 2 ~29)等国家标准,对某 种化学品燃烧爆炸危险性进行的分类。
2. 除列明的条目外,无机盐类同时包括无水和含有结晶水的化合物。
3. 混合物之外无含量说明的条目,是指该条目的工业产品或者纯度高于工业产品的化学品。
4. 标记“* ”的类别,是指在有充分依据的条件下,该化学品可以采用更严格的类别。
二、化学品的标志、标签
(-)化学品的标志
《危险化学品安全管理条例》要求,危险化学品生产企业应当提供与其生产的危险化 学品相符的化学品安全技术说明书,并在危险化学品包装(包括外包装件)上粘贴或者 拴挂与包装内危险化学品相符的化学品安全标签。化学品安全技术说明书和化学品安全标 签所载明的内容应当符合国家标准的要求。
常用危险化学品标志由《化学品分类和危险性公示通则》(GB 13690)规定,该标 准对常用危险化学品按其主要危险特性进行了分类,并规定了危险品的包装标志,既适用 于常用危险化学品的分类及包装标志,也适用于其他化学品的分类和包装标志。
(1) 标志的种类:根据常用危化品的危险特性和类别,设主标志16种,副标志 11种。
(2) 标志的图形:主标志由表示危险特性的图案、文字说明、底色和危险品类别号4 个部分组成的菱形标志。副标志图形中没有危险品类别号。
(3) 标志的尺寸、颜色及印刷:按《危险货物包装标志》(GB 190)的有关规定 执行。
(4) 标志的使用。 _
① 标志的使用原则:当一种危险化学品具有一种以上的危险性时,应用主标志表示 主要危险性类别,并用副标志来表示重要的其他的危险性类别。
② 标志的使用方法:按《危险货物包装标志XGB 190)的有关规定执行。
③ 注意:GHS的危险化学品的图形标志与TDG危险货物的运输图形标志的图形相 似,底色和图形颜色不一样。
(5) 标志图案举例,见表1-9。
表1 -9标志图案(GHS与TDG标志举例)
GHS |
TDG |
爆炸物类别L1 |
I-1项爆炸品 |
底色.白色 图形:正在爆炸的炸弹(黑色);四周菱形粗边红色框 文字:无文字 |
底色:橙红色 图形:正在爆炸的炸弹(黑色);四周菱形黑色框 文字:黑色 |
易燃气体类别1___________________ |
2. 1项易燃气体________________________ |
底色.白色 图形:火焰(黑色),四周菱形粗边红色框 文字:无文字 |
令 底色:红色 图形:火焰(白色或黑色),四周菱形白色或黑色框 文字:白色或黑色 |
(二)化学品的安全标签
《化学品安全标签编写规定XGB 15258)是为规范化学品安全标签内容的表述和编写 而制定的。安全标签是《工作场所安全使用化学品规定》和国际10号《作业场所安全使 用化学品公约》要求的预防和控制化学危害基本措施之一,主要是对市场上流通的化学 品通过加贴标签的形式进行危险性标识,提出安全使用注意事项,向作业人员传递安全信 息,以预防和减少化学危害,达到保障安全和健康的目的。
化学品安全标签已在欧美等工业国实行多年,目前已国际化。中国1994年批准了 170号公约,同时颁布了本标准的第一版,至今已经过两次的修订。
化学品安全标签是指危险化学品在市场上流通时应由生产销售单位提供的附在化学品 包装上的安全标签,安全标签是用于标示化学品所具有的危险性和安全注意事项的一组文 字、象形图和编码组合,它可粘贴、挂拴或喷印在化学品的外包装或容器上,分为化学品 安全标签和作业场所化学品安全标签两种。主要包括化学品标识、象形图、信号词、危险 性说明、防范说明、应急咨询电话、供应商标识、资料参阅提示语等要素。安全标签主要 是针对危险化学品而设计、向作业人员传递安全信息的一种载体,它用简单、明了、易于 理解的文字、图形表述有关化学品的危险特性及其安全处置的注意事项,以警示作业人员 进行安全操作和使用。
1.安全标签的主要内容与设计
安全标签的标签要素包括化学品标识、象形图、信号词、危险性说明、防范说明、供 应商标识、应急咨询电话、资料参阅提示语等。
安全标签的内容:
1) 化学品标识
用中文和英文分别标明化学品的化学名称或通用名称。名称要求醒目清晰,位于标签 的上方。名称应与化学品安全技术说明书中的名称一致。
对混合物应标出对其危险性分类有贡献的主要组分的化学名称或通用名、浓度或浓度 范围。当需要标出的组分较多时,组分个数以不超过5个为宜。对于属于商业机密的成分 可以不标明,但应列出其危险性。
2) 象形图
釆用《化学品分类和标签规范》(GB 30000. 2 -30000. 29)规定的象形图。
3) 信号词
根据化学品的危险程度和类别,用“危险”“警告”两个词分别进行危害程度的警示。 信号词位于化学品名称的下方,要求醒目、清晰。根据《化学品分类和标签规范》(GB 30000. 2 -30000. 29)选择不同类别危险化学品的信号词。
4) 危险性说明
简要概述化学品的危险特性。居信号词下方。根据《化学品分类和标签规范》(GB 30000. 2 -30000. 29)选择不同类别危险化学品的危险性说明。
5) 防范说明
表述化学品在处置、搬运、储存和使用作业中所必须注意的事项和发生意外时简单有 效的救护措施等,要求内容简明扼要、重点突出。该部分应包括安全预防措施、意外情况 (如泄漏、人员接触或火灾等)的处理、安全储存措施及废弃处置等内容。
6) 供应商标识
供应商名称、地址、邮编和电话等。
7) 应急咨询电话
填写化学品生产商或生产商委托的24 h化学事故应急咨询电话。
国外进口化学品安全标签上应至少有一家中国境内的24 h化学事故应急咨询电话。
8) 资料参阅提示语
提示化学品用户应参阅化学品安全技术说明书。
9) 危险信息先后排序
当某种化学品具有两种及两种以上的危险性时,安全标签的象形图、信号词、危险性 说明的先后顺序规定如下:
(1)象形图先后顺序。
物理危险象形图的先后顺序,根据《危险货物品名表》(GB 12268)中的主次危险性 确定,未列入GB 12268的化学品,以下危险性类别的危险性总是主危险:爆炸物、易燃 气体、易燃气溶胶、氧化性气体、高压气体、自反应物质和混合物、发火物质、有机过氧 化物。其他主危险性的确定按照联合国《关于危险货物运输的建议书•规章范本》危险 性先后顺序确定方法确定。
对于健康危害,按照以下先后顺序:如果使用了骷髅和交叉骨图形符号,则不应出现 感叹号图形符号;如果使用了腐蚀图形符号,则不应岀现感叹号来表示皮肤或眼睛刺激; 如果使用了呼吸致敏物的健康危害图形符号,则不应出现感叹号来表示皮肤致敏物或者皮 肤/眼睛刺激。
(2) 信号词先后顺序。
存在多种危险性时,如果在安全标签上选用了信号词“危险”,则不应出现信号词
口 o
(3) 危险性说明先后顺序。
所有危险性说明都应当出现在安全标签上,按物理危险、健康危害、环境危害顺序 排列。
标签的设计:
(1) 简化标签。对于小于或等于IOOmL的化学品小包装,为方便标签使用,安全标 签要素可以简化,包括化学品标识、象形图、信号词、危险性说明、应急咨询电话、供应 商名称及联系电话、资料参阅提示语即可。
(2) 安全标签设计。参考《化学品安全标签编写规定XGB 15258)附录A的安全标 签样例进行设计。
(3) 标签内容编写。标签正文应使用简捷、明了、易于理解、规范的汉字表述,也 可以同时使用少数民族文字或外文,但意义必须与汉字相对应,字形应小于汉字。相同的 含义应用相同的文字或图形表示。
当某种化学品有新的信息发现时,标签应及时修订。
(4) 标签颜色。标签内象形图的颜色根据《化学品分类和标签规范)(GB 30000. 2 ~ 30000. 29)的规定执行,一般使用黑色图形符号加白色背景,方块边框为红色。正文应 使用与底色反差明显的颜色,一般釆用黑白色。若在国内使用,方块边框可以为黑色。
(5) 标签尺寸。对不同容量的容器或包装,标签最低尺寸按《化学品安全标签编写 规定}(GB 15258)表1的规定。容器或包装容积Wθ. 1 L的釆用简化标签。
2. 安全标签与相关标签的协调关系
安全标签是从安全管理的角度提出的,但化学品在进入市场时还需要有工商标签、运 输时还需有危险货物运输标志。为使安全标签和工商标签、运输标志之间减少重复,可将 安全标签所要求的UN编号和CN编号与运输标志合并;将名称、化学成分及组成、批号、 生产厂(公司)名称、地址、邮编、电话等与工商标签的同样内容合二为一使三种标签 有机的融合,形成一个整体,降低企业的生产成本。在某些特殊情况下,安全标签可单独 印刷。三种标签合并印刷时,安全标签应占整个版面的1/3 ~2/5o
3. 安全标签的责任
1) 生产企业
必须确保本企业生产的危险化学品在出厂时加贴符合国家标准的安全标签到危险化学 品每个容器或每层包装上,使化学品供应和使用的每一阶段,均能在容器或包装上看到化 学品的识别标志。
2) 使用单位
使用的化学危险品应有安全标签,并应对包装上的安全标签进行核对。若安全标签脱 落或损坏时,经检查确认后应立即补贴。
3) 经销单位
经销的危险化学品必须具有安全标签,进口的危险化学品必须具有符合我国标签标准 的中文安全标签。
4) 运输单位
对无安全标签的危险品一律不能承运。
4.安全标签的使用
1) 使用方法
安全标签应粘贴、挂拴、喷印在化学品包装或容器的明显位置。当与运输标志组合使 用时,运输标志可以放在安全标签的另一面板,将之与其他信息分开,也可放在包装上靠 近安全标签的位置,后一种情况下,若安全标签中的象形图与运输标志重复,安全标签中 的象形图应删掉。对组合容器,要求内包装加贴(挂)安全标签,外包装上加贴运输象 形图,如果不需要运输标志可以加贴安全标签。
2) 位置
安全标签的粘贴、喷印位置规定如下:
(1) 桶、瓶形包装:位于桶、瓶侧身。
(2) 箱状包装:位于包装端面或侧面明显处。
(3) 袋、捆包装:位于包装明显处。
3) 使用注意事项
(1) 安全标签的粘贴、挂拴、喷印应牢固,保证在运输、贮存期间不脱落,不损坏。
(2) 安全标签应由生产企业在货物出厂前粘贴、挂拴、喷印。若要改换包装,则由 改换包装单位重新粘贴、挂拴、喷印标签。
<3)盛装危险化学品的容器或包装,在经过处理并确认其危险性完全消除之后,方 可撕下标签,否则不能撕下相应的标签。
三、化学品的安全技术说明书
化学品安全技术说明书(material SafetydataSheet, MSDS 或 ChemiCaISafetydataSheet, CSDS,前者是国际通用说法,后者是我国标准提法)是一份传递化学品危害信息的重要 文件。它简要说明了一种化学品对人类健康和环境的危害性并提供安全搬运、储存和使用 该化学品的信息。在欧洲国家,材料安全技术/数据说明书MSDS也被称为安全技术/数据 说明书SDS (Safety data Sheet)O国际标准化组织(ISo)采用SDS术语,然而美国、加拿 大,澳洲以及亚洲许多国家则采用MSDS术语。我国在2008年前的标准GB 16483中称为 CSDS) 2008年重新修订的标准《化学品安全技术说明书 内容和项目顺序} ( GB/T 16483)中,与国际标准化组织进行了统一,缩写为SDS。
关于SDS的制定标准有很多,主要有GHS、ANSI、ISO、OSHA、WHMlS制定的标 准。美国、日本、欧盟等发达国家已普遍建立并实行MSDS制度。根据这些国家的化学品 管理法规,有害化学品的生产厂家在销售、运输或出口其产品时,通常要同时提供一份其 产品的安全数据说明书。
例如,在欧盟国家,根据欧共体理事会《关于同意成员国危险物质分类、包装与标 识法规的指令(92∕32∕EEC))规定,为了让危险物质的使用者能够釆取必要的措施保护 环境和人类健康及工作场所的安全,任何生产、进口和销售厂商在运送第一批危险物质以 前,应当向用户提交一份SDS。随后还应提供他们了解到的关于该物质的任何新的有关信 息。在美国,为了对有害化学物质的事故进行预防和应急救援,美国《应急计划与公众 知情权法》中规定,任何超过一定量生产、储存有害化学物质设施的所有者或经营者必 须向所在州的应急救援委员会和地方应急计划委员会、消防部门提交一份SDS。应公众请 求,地方应急计划委员会应向任何个人提供一种化学品的SDSo
过去SDS只是为了供健康与职业安全专业人员或者化工公司的员工培训以及客户使 用,但是近年来使用者已经扩大到警察、应急救援人员、应急计划人员、接触化学品人员 或者需要了解化学品危害作用的人员。随着读者面的扩大,国外化工公司正在努力使SDS 上的信息能够被一般公众所理解。
几年来,随着化学品国际贸易的增加,社会公众对化学品安全性和环境问题的日益关 注并拥有知情权,各国政府和联合国有关机构正在努力在化学品贸易中普遍实行MSDS制 度,并使SDS上包含的信息内容规范化。1990年6月,国际劳工组织在其77届会议上通 过的《关于作业场所安全使用化学品公约》中明确规定,危险化学品的生产者、销售者 应当向其产品的使用者提供SDSo要求各国主管当局或经主管当局批准认可的机构根据国 家或国际标准,制定SDS编制标准。在同一会议上还通过了《关于作业场所安全使用化 学品的建议书》,要求编制的SDS必须包含下述16项信息,即①化学品和供货商或生产 厂家标识;②组成/成分信息;③危险性概述;④急救措施;⑤消防措施;⑥泄漏应急处 理;⑦操作处置与储存;⑧接触控制/个人防护;⑨理化特性;⑩稳定性和反应性;⑪毒 理学资料;⑫生态学资料;⑬废弃处置;⑭运输信息;⑮法规信息;⑯其他信息。
我国原劳动部和原化工部于1996年12月联合颁发的《工作场所安全使用化学品规 定》以及国务院颁布的《危险化学品安全管理条例》中都要求生产单位应对所生产的危 险化学品挂贴“危险化学品安全标签”,填写“危险化学品安全技术说明书”并制定了 《化学品安全技术说明书 内容和项目顺序)(GB∕T 16483)o该标准中对SDS的格式以及 每个部分的内容做出了明确规定。为化学物质及其制品提供了有关安全、健康和环境 保护方面的各种信息,并能提供有关化学品的基本知识、防护措施和应急行动等方面 的资料。
SDS是化学品生产供应企业向用户提供基本危害信息的工具(包括运输、操作处置、 储存和应急行动等)。
(-)化学品安全技术说明书编写内容
化学品安全技术说明书(SDS)包括以下16部分内容。
1. 化学品及企业标识
主要标明化学品名称、生产企业名称、地址、邮编、电话、应急电话、传真和电子邮 件地址等信息。
2. 危险性概述
简要概述本化学品最重要的危害和效应,主要包括:危害类别、侵入途径、健康危 害、环境危害、燃爆危险等信息。
3. 成分/组成信息
标明该化学品是纯化学品还是混合物。纯化学品,应给出其化学品名称或商品名和通 用名。混合物,应给出危害性组分的浓度或浓度范围。无论是纯化学品还是混合物,如果 其中包含有害性组分,则应给出化学文摘索引登记号(CAS号)。
4. 急救措施
急救措施指作业人员意外地受到伤害时,所需釆取的现场自救或互救的简要处理方 法,包括:眼睛接触、皮肤接触、吸入、食入的急救措施。
5. 消防措施
主要表示化学品的物理和化学特殊危险性,适合灭火介质,不合适的灭火介质以及消 防人员个体防护等方面的信息,包括:危险特性、灭火介质和方法,灭火注意事项等。
6. 泄漏应急处理
泄漏应急处理指化学品泄漏后现场可釆用的简单有效的应急措施、注意事项和消除方 法,包括:应急行动、应急人员防护、环保措施、消除方法等内容。
7. 操作处置与储存
主要是指化学品操作处置和安全储存方面的信息资料,包括:操作处置作业中的安全 注意事项、安全储存条件和注意事项。
8. 接触控制/个体防护
在生产、操作处置、搬运和使用化学品的作业过程中,为保护作业人员免受化学品危 害而采取的防护方法和手段。包括:最高容许浓度、工程控制、呼吸系统防护、眼睛防 护、身体防护、手防护、其他防护要求。
9. 理化特性
主要描述化学品的外观及理化性质等方面的信息,包括:外观与性状、pH、沸点、 熔点、相对密度(水=I)、相对蒸气密度(空气= 1)、饱和蒸气压、燃烧热、临界温度、 临界压力、辛醇/水分配系数、闪点、引燃温度、爆炸极限、溶解性、主要用途和其他一 些特殊理化性质。
10. 稳定性和反应性
主要叙述化学品的稳定性和反应活性方面的信息,包括:稳定性、禁配物、应避免接 触的条件、聚合危害、分解产物。
11. 毒理学资料
提供化学品的毒理学信息,包括:不同接触方式的急性毒性(LD5。、LC50),刺激性、 致敏性、亚急性和慢性毒性,致突变性、致畸性、致癌性等。
12. 生态学资料
主要陈述化学品的环境生态效应、行为和转归,包括:生物效应(如LD实、LC50), 生物降解性、生物富集、环境迁移及其他有害的环境影响等。
13. 废弃处置
废弃处置是指对被化学品污染的包装和无使用价值的化学品的安全处理方法,包括废 弃处置方法和注意事项。
14. 运输信息
主要是指国内、国际化学品包装、运输的要求及运输规定的分类和编号,包括:危险 货物编号、包装类别、包装标志、包装方法、UN编号及运输注意事项等。
15. 法规信息
主要是化学品管理方面的法律条款和标准。
16. 其他信息
主要提供其他对安全有重要意义的信息,包括:参考文献、填表时间、填表部门、数 据审核单位等。
注:急性毒性是判断一个化学品是否为毒害品的一个重要指标。它是指一定量的毒物 一次对动物所产生的毒害作用,用半数致死剂量LD5。、LCs。来表示。一般情况下,固体或 液体化学品急性毒性用LU。表示,其含义为能使一组被试验的动物(家兔、白鼠等)死 亡50%的剂量,单位为mg/kg体重;气体化学品急性毒性用半数致死浓度LC"表示,其 含义为试验动物吸入后,经一定时间,能使其半数死亡的空气中该毒物的浓度,单位为 mg/L或以PPm表示。例如,氧化钠的大鼠经口半数致死量(LD5。)为6. 4 mg/kg。
(二)化学品安全技术说明书编写和使用要求
1. 编写要求
安全技术说明书规定的十六大项内容在编写时不能随意删除或合并,其顺序不可随意 变更。各项目填写的要求、边界和层次,按“填写指南”进行。其中十六大项为必填项, 而每个小项可有3种选择,标明[A]项者,为必填项;标明[B]项者,此项若无数 据,应写明无数据原因(如无资料、无意义);标明[C]项者,若无数据,此项可略。
安全技术说明书的正文应采用简洁、明了、通俗易懂的规范汉字表述。数字资料要准 确可靠,系统全面。
安全技术说明书的内容,从该化学品的制作之日算起,每5年更新一次,若发现新的 危害性,在有关信息发布后的半年内,生产企业必须对安全技术说明书的内容进行修订。
2. 种类
安全技术说明书釆用“一个品种一卡”的方式编写,同类物、同系物的技术说明书 不能互相替代;混合物要填写有害性组分及其含量范围。所填数据应是可靠和有依据 的。一种化学品具有一种以上的危害性时,要综合表述其主、次危害性以及急救、防 护措施。
3. 使用
安全技术说明书由化学品的生产供应企业编印,在交付商品时提供给用户,作为给用 户提供的一种服务随商品在市场上流通。化学品的用户在接收使用化学品时,要认真阅读 安全技术说明书,了解和掌握化学品的危险性,并根据使用的情形制定安全操作规程,选 用合适的防护器具,培训作业人员。
4.资料的可靠性
安全技术说明书的数值和资料要准确可靠,选用的参考资料要有权威性,必要时可咨 询省级以上职业安全卫生专门机构。
一、重点监管的危险化工工艺及主要安全技术措施
国家安全生产监督管理总局分别于2009年、2013年公布了《首批重点监管的危险化 工工艺目录》《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制 方案》《第二批重点监管危险化工工艺目录》和《第二批重点监管的危险化工工艺重点监 控参数、安全控制基本要求及推荐的控制方案》,明确了 18种重点监管的危险化工工艺 及其工艺安全控制措施。
(-)光气及光气化工艺
1. 工艺简介
光气及光气化工艺包含光气的制备工艺,以及以光气为原料制备光气化产品的工艺路 线,光气化工艺主要分为气相和液相两种。
2. 典型工艺
(1) 一氧化碳与氯气的反应得到光气。
(2) 光气合成双光气、三光气。
(3) 釆用光气作单体合成聚碳酸酯。
(4) 甲苯二异氤酸酯(TDl)的制备。
(5) 4,4,-二苯基甲烷二异氧酸酯(MDl)的制备。
(6) 异氤酸酯的制备等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 光气为剧毒气体,在储运、使用过程中发生泄漏后,易造成大面积污染、中毒 事故。
(2) 反应介质具有燃爆危险性。
(3) 副产物氯化氢具有腐蚀性,易造成设备和管线泄漏使人员发生中毒事故。
5. 重点监控单元
重点监控单元:光气化反应釜、光气储运单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 一氧化碳、氯气含水量。
(2) 反应釜温度、压力。
(3) 反应物质的配料比。
(4) 光气进料速度。
(5) 冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 事故紧急切断阀。
(2) 紧急冷却系统。
(3) 反应釜温度、压力报警联锁。
(4) 局部排风设施。
-(5)有毒气体回收及处理系统。
(6) 自动泄压装置。
(7) 自动氨或碱液喷淋装置。
(8) 光气、氯气、一氧化碳监测及超限报警。
(9) 双电源供电。
8. 宜采用的控制方式
光气及光气化生产系统一旦出现异常现象或发生光气及其剧毒产品泄漏事故时,应通 过自控联锁装置启动紧急停车并自动切断所有进出生产装置的物料,将反应装置迅速冷却 降温,同时将发生事故设备内的剧毒物料导入事故槽内,开启氨水、稀碱液喷淋,启动通 风排毒系统,将事故部位的有毒气体排至处理系统。
(二)电解工艺(氯碱)
1. 工艺简介
电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在两个极上所引起的化学变化称为电解反应。 涉及电解反应的工艺过程为电解工艺。许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、过 氧化氢等)的制备,都是通过电解来实现的。
2. 典型工艺
(1) 氯化钠(食盐)水溶液电解生产氯气、氢氧化钠、氢气。
(2) 氯化钾水溶液电解生产氯气、氢氧化钾、氢气。
3. 反应类型
反应类型:吸热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体,氯气是氧化性很强的剧毒气 体,两种气体混合极易发生爆炸,当氯气中含氢量达到5%以上,则随时可能在光照或受 热情况下发生爆炸。
(2) 如果盐水中存在的铉盐超标,在适宜的条件(pHv4.5)下,铉盐和氯作用可 生成氯化铉,浓氯化铉溶液与氯还可生成黄色油状的三氯化氮。三氯化氮是一种爆炸性物 质,与许多有机物接触或加热至90 CC以上以及被撞击、摩擦等,即发生剧烈的分解而 爆炸。
(3) 电解溶液腐蚀性强。
(4)液氯的生产、储存、包装、输送、运输可能发生液氯的泄漏。
5. 重点监控单元
重点监控单元:电解槽、氯气储运单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 电解槽内液位。
(2) 电解槽内电流和电压。
(3) 电解槽进出物料流量。
(4) 可燃和有毒气体浓度。
(5) 电解槽的温度和压力。
(6) 原料中铉含量。
(7) 氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 电解槽温度、压力、液位、流量报警和联锁。
(2) 电解供电整流装置与电解槽供电的报警和联锁。
(3) 紧急联锁切断装置。
(4) 事故状态下氯气吸收中和系统。
(5) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8. 宜釆用的控制方式
(1) 将电解槽内压力、槽电压等形成联锁关系,系统设立联锁停车系统。
(2) 安全设施,包括安全阀、高压阀、紧急排放阀、液位计、单向阀及紧急切断装 置等。
(三)氯化工艺
1. 工艺简介
氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应,包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺,主 要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。
2. 典型工艺
(1) 取代氯化:氯取代烷炷的氢原子制备氯代烷炷;氯取代苯的氢原子生产六氯化 苯;氯取代蔡的氢原子生产多氯化蔡;甲醇与氯反应生产氯甲烷;乙醇和氯反应生产氯乙 烷(氯乙醛类);醋酸与氯反应生产氯乙酸;氯取代甲苯的氢原子生产节基氯;次氯酸、 次氯酸钠或N-氯代丁二酰亚胺与胺反应制备N-氯化物;氯化亚砚作为氯化剂制备氯化 物等。
(2) 加成氯化:乙烯与氯加成氯化生产1,2 -二氯乙烷;乙块与氯加成氯化生产 1,2-二氯乙烯;乙族和氯化氢加成生产氯乙烯等。
(3) 氧氯化:乙烯氧氯化生产二氯乙烷;丙烯氧氯化生产1,2-二氯丙烷;甲烷氧氯 化生产甲烷氯化物;丙烷氧氯化生产丙烷氯化物等。
(4) 其他工艺硫与氯反应生成一氯化硫;四氯化钛的制备;黄磷与氯气反应生产三 氯化磷、五氯化磷等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 氯化反应是一个放热过程,尤其在较高温度下进行氯化,反应更为剧烈,速度 快,放热量较大。
(2) 所用的原料大多具有燃爆危险性。
(3) 常用的氯化剂氯气本身为剧毒化学品,氧化性强,储存压力较高,多数氯化工 艺采用液氯生产是先汽化再氯化,一旦泄漏危险性较大。
(4) 氯气中的杂质,如水、氢气、氧气、三氯化氮等,在使用中易发生危险,特别 是三氯化氮积累后,容易引发爆炸危险。
(5) 生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强。
(6) 氯化反应尾气可能形成爆炸性混合物。
5. 重点监控单元
(1) 氯化反应釜。
(2) 氯气储运单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 氯化反应釜温度和压力。
(2) 氯化反应釜搅拌速率。
(3) 反应物料的配比。
(4) 氯化剂进料流量。
(5) 冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。
(6) 氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)。
(7) 氯化反应尾气组成等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁。
(3) 搅拌的稳定控制。
(4) 进料缓冲器。
(5) 紧急进料切断系统。
(6) 紧急冷却系统。
(7) 安全泄放系统。
(8) 事故状态下氯气吸收中和系统。
(9) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8. 宜釆用的控制方式
(1) 将氯化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氯化剂流量、氯化反应釜夹套冷却水 进水阀形成联锁关系,设立紧急停车系统。
(2) 安全设施,包括安全阀、高压阀、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装 置等。
(四)硝化工艺
1. 工艺简介
硝化是有机化合物分子中引入硝基(一N02)的反应,最常见的是取代反应。硝化方 法可分成直接硝化法、间接硝化法和亚硝化法,分别用于生产硝基化合物、硝胺、硝酸酯 和亚硝基化合物等。涉及硝化反应的工艺过程为硝化工艺。
2. 典型工艺
(1) 直接硝化法:丙三醇与混酸反应制备硝酸甘油;氯苯硝化制备邻硝基氯苯、对 硝基氯苯;苯硝化制备硝基苯;蔥醍硝化制备I-硝基蔥醍;甲苯硝化生产三硝基甲苯 (俗称梯恩梯,TNT);丙烷等烷炷与硝酸通过气相反应制备硝基烷炷;硝酸弧、硝基脈的 制备;浓硝酸、亚硝酸钠和甲醇制备亚硝酸甲酯等。
(2) 间接硝化法:苯酚采用磺酰基的取代硝化制备苦味酸等。
(3) 亚硝化法:2-蔡酚与亚硝酸盐反应制备I-亚硝基-2-蔡酚;二苯胺与亚硝酸 钠和硫酸水溶液反应制备对亚硝基二苯胺等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 反应速度快,放热量大。大多数硝化反应是在非均相中进行的,反应组分的不 均匀分布容易引起局部过热导致危险。尤其在硝化反应开始阶段,停止搅拌或由于搅拌叶 片脱落等造成搅拌失效是非常危险的,一旦搅拌再次开动,就会突然引发局部激烈反应, 瞬间释放大量的热量,引起爆炸事故。
(2) 反应物料具有燃爆危险性。
(3) 硝化剂具有强腐蚀性、强氧化性,与油脂、有机化合物(尤其是不饱和有机化 合物)接触能引起燃烧或爆炸。
(4) 硝化产物、副产物具有爆炸危险性。
5. 重点监控单元
重点监控单元:硝化反应釜、分离单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 硝化反应釜内温度、搅拌速率。
(2) 硝化剂流量。
(3) 冷却水流量。
(4) PHo
(5) 硝化产物中杂质含量。
(6) 精储分离系统温度。
(7) 塔釜杂质含量等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度的报警和联锁。
(2) 自动进料控制和联锁。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 搅拌的稳定控制和联锁系统。
(5) 分离系统温度控制与联锁。
(6) 塔釜杂质监控系统。
(7) 安全泄放系统等。
8.宜采用的控制方式
(1) 将硝化反应釜内温度与釜内搅拌、硝化剂流量、硝化反应釜夹套冷却水进水阀 形成联锁关系,在硝化反应釜处设立紧急停车系统,当硝化反应釜内温度超标或搅拌系统 发生故障,能自动报警并自动停止加料。分离系统温度与加热、冷却形成联锁,温度超标 时,能停止加热并紧急冷却。
(2) 硝化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。
(五)合成氨工艺
1. 工艺简介
氮和氢两种组分按一定比例(1 :3)组成的气体(合成气),在高温、高压下(一般 为300~450Y, 15~30 MPa)经催化反应生成氨的工艺过程。
2. 典型工艺
(1) 节能AMV法。
(2) 德士古水煤浆加压气化法。
(3) 凯洛格法。
(4) 甲醇与合成氨联合生产的联醇法。
(5) 纯碱与合成氨联合生产的联碱法。
(6) 釆用变换催化剂、氧化锌脱硫剂和甲烷催化剂的“三催化”气体净化法等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 高温、高压使可燃气体爆炸极限扩宽,气体物料一旦过氧(亦称透氧),极易在 设备和管道内发生爆炸。
(2) 高温、高压气体物料从设备管线泄漏时会迅速膨胀与空气混合形成爆炸性混合 物,遇到明火或因高流速物料与裂(喷)口处摩擦产生静电火花引起着火和空间爆炸。
(3) 气体压缩机等转动设备在高温下运行会使润滑油挥发裂解,在附近管道内造成 积炭,可导致积炭燃烧或爆炸。
(4) 高温、高压可加速设备金属材料发生蠕变、改变金相组织,还会加剧氢气、氮 气对钢材的氢蚀及渗氮,加剧设备的疲劳腐蚀,使其机械强度减弱,引发物理爆炸。
(5) 液氨大规模事故性泄漏会形成低温云团引起大范围人群中毒,遇明火还会发生 空间爆炸。
5. 重点监控单元
重点监控单元:合成塔、压缩机、氨储存系统。
6. 重点监控工艺参数
合成塔、压缩机、氨储存系统的运行基本控制参数,包括温度、压力、液位、物料流 量及比例等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 合成氨装置温度、压力报警和联锁。
(2) 物料比例控制和联锁。
(3) 压缩机的温度、入口分离器液位、压力报警联锁。
(4) 紧急冷却系统。
(5) 紧急切断系统。
(6) 安全泄放系统。
(7) 可燃、有毒气体检测报警装置。
8. 宜采用的控制方式
(1) 将合成氨装置内温度、压力与物料流量、冷却系统形成联锁关系。
(2) 将压缩机温度、压力、入口分离器液位与供电系统形成联锁关系。
(3) 紧急停车系统。
(4) 合成单元自动控制还需要设置以下几个控制回路:氨分、冷交液位;废锅液位; 循环量控制;废锅蒸汽流量;废锅蒸汽压力。
(5) 安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装 置等。
(六)裂解(裂化)工艺
1. 工艺简介
裂解是指石油系的炷类原料在高温条件下,发生碳链断裂或脱氢反应,生成烯炷及其 他产物的过程。产品以乙烯、丙烯为主,同时副产丁烯、丁二烯等烯炷和裂解汽油、柴 油、燃料油等产品。
炷类原料在裂解炉内进行高温裂解,产出组成为氢气、低/高碳炷类、芳炷类以及儲 分为288龙以上的裂解燃料油的裂解气混合物。经过急冷、压缩、激冷、分储以及干燥和 加氢等方法,分离出目标产品和副产品。
在裂解过程中,同时伴随缩合、环化和脱氢等反应。由于所发生的反应很复杂,通常 把反应分成两个阶段。第一阶段,原料变成的目的产物为乙烯、丙烯,这种反应称为一次 反应。第二阶段,一次反应生成的乙烯、丙烯继续反应转化为決炷、二烯炷、芳炷、环烷 炷,甚至最终转化为氢气和焦炭,这种反应称为二次反应。裂解产物往往是多种组分混合 物。影响裂解的基本因素主要为温度和反应的持续时间。化工生产中用热裂解的方法生产 小分子烯炷、块炷和芳香炷,如乙烯、丙烯、丁二烯、乙焕、苯和甲苯等。
2. 典型工艺
(1) 热裂解制烯炷工艺。
(2) 重油催化裂化制汽油、柴油、丙烯、丁烯。
(3) 乙苯裂解制苯乙烯。
(4) 二氟一氯甲烷(HCFC-22)热裂解制得四氟乙烯(TFE)O
(5) 二氟一氯乙烷(HCFC-142b)热裂解制得偏氟乙烯(VDF)。
(6) 四氟乙烯和八氟环丁烷热裂解制得六氟乙烯(HFP)等。
3. 反应类型
反应类型:高温吸热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 在高温(高压)下进行反应,装置内的物料温度一般超过其自燃点,若漏出会 立即引起火灾。
(2) 炉管内壁结焦会使流体阻力增加,影响传热,当焦层达到一定厚度时,因炉管 壁温度过高,而不能继续运行下去,必须进行清焦,否则会烧穿炉管,裂解气外泄,引起 裂解炉爆炸。
(3) 如果由于断电或引风机机械故障而使引风机突然停转,则炉膛内很快变成正压, 会从窥视孔或烧嘴等处向外喷火,严重时会引起炉膛爆炸。
(4) 如果燃料系统大幅度波动,燃料气压力过低,则可能造成裂解炉烧嘴回火,使 烧嘴烧坏,甚至会引起爆炸。
(5) 有些裂解工艺产生的单体会自聚或爆炸,需要向生产的单体中加阻聚剂或稀释 剂等。
5. 重点监控单元
(1) 裂解炉。
(2) 制冷系统。
(3) 压缩机。
(4) 引风机。
(5) 分离单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 裂解炉进料流量。
(2) 裂解炉温度。
(3) 引风机电流。
(4) 燃料油进料流量。
(5) 稀释蒸汽比及压力。
(6) 燃料油压力。
(7) 滑阀差压超驰控制、主风流量控制、外取热器控制、机组控制、锅炉控制等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 裂解炉进料压力、流量控制报警与联锁。
(2) 紧急裂解炉温度报警和联锁。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 紧急切断系统。
(5) 反应压力与压缩机转速及入口放火炬控制。
(6) 再生压力的分程控制。
(7) 滑阀差压与料位。
(8) 温度的超驰控制。
(9) 再生温度与外取热器负荷控制。
(10) 外取热器汽包和锅炉汽包液位的三冲量控制。
(11) 锅炉的熄火保护。
(12) 机组相关控制。
(13) 可燃与有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1) 将引风机电流与裂解炉进料阀、燃料油进料阀、稀释蒸汽阀之间形成联锁关系, 一旦引风机故障停车,则裂解炉自动停止进料并切断燃料供应,但应继续供应稀释蒸汽, 以带走炉膛内的余热。
(2) 将燃料油压力与燃料油进料阀、裂解炉进料阀之间形成联锁关系,燃料油压力 降低,则切断燃料油进料阀,同时切断裂解炉进料阀。
(3) 分离塔应安装安全阀和放空管,低压系统与高压系统之间应有逆止阀并配备固 定的氮气装置、蒸汽灭火装置。
(4) 将裂解炉电流与锅炉给水流量、稀释蒸汽流量之间形成联锁关系;一旦水、电、 蒸汽等公用工程出现故障,裂解炉能自动紧急停车。
(5) 反应压力正常情况下由压缩机转速控制,开工及非正常工况下由压缩机入口放 火炬控制。
(6) 再生压力由烟机人口蝶阀和旁路滑阀(或蝶阀)分程控制。
(7) 再生、待生滑阀正常情况下分别由反应温度信号和反应器料位信号控制,一旦 滑阀差压出现低限,则转由滑阀差压控制。
(8) 再生温度由外取热器催化剂循环量或流化介质流量控制。
(9) 外取热汽包和锅炉汽包液位采用液位、补水量和蒸发量三冲量控制。
(10) 带明火的锅炉设置熄火保护控制。
(H) 大型机组设置相关的轴温、轴震动、轴位移、油压、油温、防喘振等系统 控制。
(12)在装置存在可燃气体、有毒气体泄漏的部位设置可燃气体报警仪和有毒气体报 警仪。
(七)氟化工艺
1. 工艺简介
氟化是化合物的分子中引入氟原子的反应,涉及氟化反应的工艺过程为氟化工艺。氟 与有机化合物作用是强放热反应,放出大量的热可使反应物分子结构遭到破坏,甚至着火 爆炸。氟化剂通常为氟气、卤族氟化物、惰性元素氟化物、高价金属氟化物、氟化氢、氟 化钾等。
2. 典型工艺
(I) 直接氟化:黄磷氟化制备五氟化磷等。
(2) 金属氟化物或氟化氢气体氟化:SbF3、AgF2、COF3等金属氟化物与燈反应制备 氟化炷;氟化氢气体与氢氧化铝反应制备氟化铝等。
(3) 置换氟化:三氯甲烷氟化制备二氟一氯甲烷;2,4,5,6-四氯嗟暄与氟化钠制备 2,4,6-三氟-5-氟嚅嚏等。
(4) 其他氟化物的制备:浓硫酸与氟化钙(萤石)制备无水氟化氢等,三氟化硼的 制备。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 反应物料具有燃爆危险性。
(2) 氟化反应为强放热反应,不及时排除反应热量,易导致超温超压,引发设备爆 炸事故。
(3) 多数氟化剂具有强腐蚀性、剧毒,在生产、贮存、运输、使用等过程中,容易 因泄漏、操作不当、误接触以及其他意外而造成危险。
5. 重点监控单元
重点监控单元:氟化剂储运单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 氟化反应釜内温度、压力。
(2) 氟化反应釜内搅拌速率。
(3) 氟化物流量。
(4) 助剂流量。
(5) 反应物的配料比。
(6) 氟化物浓度。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜内温度和压力与反应进料、紧急冷却系统的报警和联锁。
(2) 搅拌的稳定控制系统。
(3) 安全泄放系统。
(4) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8. 宜采用的控制方式
(1) 氟化反应操作中,要严格控制氟化物浓度、投料配比、进料速度和反应温度等。 必要时应设置自动比例调节装置和自动联锁控制装置。
(2) 将氟化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氟化物流量、氟化反应釜夹套冷却水 进水阀形成联锁控制,在氟化反应釜处设立紧急停车系统,当氟化反应釜内温度或压力超 标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车。
(3) 安全泄放系统。
(八)加氢工艺
1. 工艺简介
加氢是在有机化合物分子中加入氢原子的反应,涉及加氢反应的工艺过程为加氢工 艺,主要包括不饱和键加氢、芳环化合物加氢、含氮化合物加氢、含氧化合物加氢、氢 解等。
2. 典型工艺
(1) 不饱和焕炷、烯炷的三键和双键加氢:环戊二烯加氢生产环戊烯等。
(2) 芳炷加氢:苯加氢生成环己烷;苯酚加氢生产环己醇等。
(3) 含氧化合物加氢:一氧化碳加氢生产甲醇;丁醛加氢生产丁醇;辛烯醛加氢生 产辛醇等。
(4) 含氮化合物加氢:己二睛加氢生产己二胺;硝基苯催化加氢生产苯胺等。
(5) 油品加氢:馆分油加氢裂化生产石脑油、柴油和尾油;渣油加氢改质;减压馅 分油加氢改质;催化(异构)脱蜡生产低凝柴油、润滑油基础油等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 反应物料具有燃爆危险性,氢气的爆炸极限为4% -75% ,具有高燃爆危险 特性。
(2) 加氢为强烈的放热反应,氢气在高温高压下与钢材接触,钢材内的碳分子易与 氢气发生反应生成碳氢化合物,使钢制设备强度降低,发生氢脆。
(3) 催化剂再生和活化过程中易引发爆炸。
(4) 加氢反应尾气中有未完全反应的氢气和其他杂质在排放时易引发着火或爆炸。
5. 重点监控单元
重点监控单元:加氢反应釜、氢气压缩机。
6. 重点监控工艺参数
(1) 加氢反应釜或催化剂床层温度、压力。
(2) 加氢反应釜内搅拌速率。
(3) 氢气流量。
(4) 反应物质的配料比。
(5) 系统氧含量。
(6) 冷却水流量。
(7) 氢气压缩机运行参数、加氢反应尾气组成等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁系统。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 搅拌的稳定控制系统。
(5) 氢气紧急切断系统。
(6) 加装安全阀、爆破片等安全设施。
(7) 循环氢压缩机停机报警和联锁。
(8) 氢气检测报警装置等。
8. 宜采用的控制方式
(1) 将加氢反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、氢气流量、加氢反应釜夹套冷却 水进水阀形成联锁关系,设立紧急停车系统。
(2) 加入急冷氮气或氢气的系统。
(3) 当加氢反应釜内温度或压力超标或搅拌系统发生故障时自动停止加氢,泄压, 并进入紧急状态。
(4)安全泄放系统。
(九)重氮化工艺
1-工艺简介
一级胺与亚硝酸在低温下作用,生成重氮盐的反应。脂肪族、芳香族和杂环的一级胺 都可以进行重氮化反应。涉及重氮化反应的工艺过程为重氮化工艺。通常重氮化试剂是由 亚硝酸钠和盐酸作用临时制备的。除盐酸外,也可以使用硫酸、高氯酸和氟硼酸等无机 酸。脂肪族重氮盐很不稳定,即使在低温下也能迅速自发分解,芳香族重氮盐较为稳定。
2. 典型工艺
(1) 顺法:对氨基苯磺酸钠与2-荼酚制备酸性橙-II染料;芳香族伯胺与亚硝酸钠 反应制备芳香族重氮化合物等。
(2) 反加法:间苯二胺生产二氟硼酸间苯二重氮盐;苯胺与亚硝酸钠反应生产苯胺 基重氮苯等。
(3) 亚硝酰硫酸法:2-氤基-4-硝基苯胺、2-気基-4 -硝基-6 -漠苯胺、 2,4-二硝基-6-漠苯胺、2,6-二氤基-4-硝基苯胺和2,4-二硝基-6 -氤基苯胺为 重氮组分与端氨基含醍基的偶合组分经重氮化、偶合成单偶氮分散染料;2-氤基-4-硝 基苯胺为原料制备蓝色分散染料等。
(4) 硫酸铜触媒法:邻、间氨基苯酚用弱酸(醋酸、草酸等)或易于水解的无机盐 和亚硝酸钠反应制备邻、间氨基苯酚的重氮化合物等。
(5) 盐析法:氨基偶氮化合物通过盐析法进行重氮化生产多偶氮染料等。
3. 反应类型
反应类型:绝大多数是放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 重氮盐在温度稍高或光照的作用下,特别是含有硝基的重氮盐极易分解,有的 甚至在室温时亦能分解。在干燥状态下,有些重氮盐不稳定,活性强,受热或摩擦、撞击 等作用能发生分解甚至爆炸。
(2) 重氮化生产过程所使用的亚硝酸钠是无机氧化剂,175龙时能发生分解、与有机 物反应导致着火或爆炸。
(3) 反应原料具有燃爆危险性。
5. 重点监控单元
重点监控单元:重氮化反应釜、后处理单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 重氮化反应釜内温度、压力、液位、PHO
(2) 重氮化反应釜内搅拌速率。
(3) 亚硝酸钠流量。
(4) 反应物质的配料比。
(5) 后处理单元温度等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁系统。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 紧急停车系统。
(5) 安全泄放系统。
(6) 后处理单元配置温度监测、惰性气体保护的联锁装置等。
8.宜采用的控制方式
(1) 将重氮化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、亚硝酸钠流量、重氮化反应釜夹套 冷却水进水阀形成联锁关系,在重氮化反应釜处设立紧急停车系统,当重氮化反应釜内温 度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车。安全泄放系统。
(2) 重氮盐后处理设备应配置温度检测、搅拌、冷却联锁自动控制调节装置,干燥 设备应配置温度测量、加热热源开关、惰性气体保护的联锁装置。
(3) 安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀等。
(十)氧化工艺
1. 工艺简介
氧化为有电子转移的化学反应中失电子的过程,即氧化数升高的过程。多数有机化合 物的氧化反应表现为反应原料得到氧或失去氢。涉及氧化反应的工艺过程为氧化工艺。常 用的氧化剂有:空气、氧气、双氧水、氯酸钾、高镒酸钾、硝酸盐等。
2. 典型工艺
(1) 乙烯氧化制环氧乙烷。
(2) 甲醇氧化制备甲醛。
(3) 对二甲苯氧化制备对苯二甲酸。
(4) 异丙苯经氧化-酸解联产苯酚和丙酮。
(5) 环己烷氧化制环己酮。
(6) 天然气氧化制乙烷。
(7) 丁烯、丁烷、C,储分或苯的氧化制顺丁烯二酸酊。
(8) 邻二甲苯或蔡的氧化制备邻苯二甲酸酊。
(9) 均四甲苯的氧化制备均苯四甲酸二醉。
(10) 莅的氧化制1,8-蔡二甲酸醉。
(H) 3-甲基毗噬氧化制3-毗呢甲酸(烟酸)。
(12) 4-甲基毗暄氧化制4-毗呢甲酸(异烟酸)。
(13) 2-乙基己醇(异辛醇)氧化制备2-乙基己酸(异辛酸)。
(14) 对氯甲苯氧化制备对氯苯甲醛和对氯苯甲酸。
(15) 甲苯氧化制备苯甲醛、苯甲酸。
(16) 对硝基甲苯氧化制备对硝基苯甲酸。
(17) 环十二醇/酮混合物的开环氧化制备十二碳二酸。
(18) 环己酮/醇混合物的氧化制己二酸。
(19) 乙二醛硝酸氧化法合成乙醛酸。
(20) 丁醛氧化制丁酸。
(21) 氨氧化制硝酸等。
(22) 克劳斯法气体脱硫。
(23) 一氧化氮、氧气和甲(乙)醇制备亚硝酸甲(乙)酯。
(24) 以双氧水或有机过氧化物为氧化剂生产环氧丙烷、环氧氯丙烷。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 反应原料及产品具有燃爆危险性。
(2) 反应气相组成容易达到爆炸极限,具有闪爆危险。
(3) 部分氧化剂具有燃爆危险性,如氯酸钾、高镒酸钾、铭酸酊等都属于氧化剂, 如遇高温或受撞击、摩擦以及与有机物、酸类接触,皆能引起火灾爆炸。
(4) 产物中易生成过氧化物,化学稳定性差,受高温、摩擦或撞击作用易分解、燃 烧或爆炸。
5. 重点监控单元
重点监控单元:氧化反应釜。
6. 重点监控工艺参数
(1) 氧化反应釜内温度和压力。
(2) 氧化反应釜内搅拌速率。
(3) 氧化剂流量。
(4) 反应物料的配比。
(5) 气相氧含量。
(6) 过氧化物含量等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁及紧急切断动力系统。
(3) 紧急断料系统。
(4) 紧急冷却系统。
(5) 紧急送入惰性气体的系统。
(6) 气相氧含量监测、报警和联锁。
(7) 安全泄放系统。
(8) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8. 宜釆用的控制方式
(1) 将氧化反应釜内温度和压力与反应物的配比和流量、氧化反应釜夹套冷却水进 水阀、紧急冷却系统形成联锁关系。
(2) 在氧化反应釜处设立紧急停车系统,当氧化反应釜内温度超标或搅拌系统发生 故障时自动停止加料并紧急停车。
(3) 配备安全阀、爆破片等安全设施。
(十一)过氧化工艺
1. 工艺简介
向有机化合物分子中引入过氧基(一0—0—)的反应称为过氧化反应,得到的产物 为过氧化物的工艺过程称为过氧化工艺。
2. 典型工艺
(1) 双氧水的生产。
(2) 乙酸在硫酸存在下与双氧水作用,制备过氧乙酸水溶液。
(3) 酸醉与双氧水作用直接制备过氧二酸。
(4) 苯甲酰氯与双氧水的碱性溶液作用制备过氧化苯甲酰。
(5) 异丙苯经空气氧化生产过氧化氢异丙苯。
(6) 叔丁醇与双氧水制备叔丁基过氧化氢等。
3. 反应类型
反应类型:吸热反应或放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 过氧化物都含有过氧基(一0—0—),属含能物质,由于过氧键结合力弱,断 裂时所需的能量不大,对热、振动、冲击或摩擦等都极为敏感,极易分解甚至爆炸。
(2) 过氧化物与有机物、纤维接触时易发生氧化、产生火灾。
(3) 反应气相组成容易达到爆炸极限,具有燃爆危险。
5. 重点监控单元
重点监控单元:过氧化反应釜。
6. 重点监控工艺参数
(1) 过氧化反应釜内温度。
(2) PHO
(3) 过氧化反应釜内搅拌速率。
(4) (过)氧化剂流量。
(5) 参加反应物质的配料比。
(6) 过氧化物浓度。
(7) 气相氧含量等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁及紧急切断动力系统。
(3) 紧急断料系统。
(4) 紧急冷却系统。
(5) 紧急送入惰性气体的系统。
(6) 气相氧含量监测、报警和联锁。
(7) 紧急停车系统。
(8) 安全泄放系统。
(9) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8.宜采用的控制方式
(1) 将过氧化反应釜内温度与釜内搅拌电流、过氧化物流量、过氧化反应釜夹套冷 却水进水阀形成联锁关系,设置紧急停车系统。
(2) 过氧化反应系统应设置泄爆管和安全泄放系统。
(十二)胺基化工艺
1. 工艺简介
胺化是在分子中引入胺基(RzN-)的反应,包括R-CH3炷类化合物(R:氢、烷 基、芳基)在催化剂存在下,与氨和空气的混合物进行高温氧化反应,生成腊类等化合 物的反应。涉及上述反应的工艺过程为胺基化工艺。
2. 典型工艺
(1) 邻硝基氯苯与氨水反应制备邻硝基苯胺。
(2) 对硝基氯苯与氨水反应制备对硝基苯胺。
(3) 间甲酚与氯化铉的混合物在催化剂和氨水作用下生成间甲苯胺。
(4) 甲醇在催化剂和氨气作用下制备甲胺。
(5) I-硝基蔥醍与过量的氨水在氯苯中制备I-氨基蔥醍。
(6) 2,6-蔥醍二磺酸氨解制备2,6-二氨基蔥醍。
(7) 苯乙烯与胺反应制备N-取代苯乙胺。
(8) 环氧乙烷或亚乙基亚胺与胺或氨发生开环加成反应,制备氨基乙醇或二胺。
(9) 甲苯经氨氧化制备苯甲腊。
(10) 丙烯氨氧化制备丙烯月青。
(H) 氯氨法生产甲基駢等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(I) 反应介质具有燃爆危险性。
(2) 在常压下20 CC时,氨气的爆炸极限为15% -27% ,随着温度、压力的升高,爆 炸极限的范围增大。因此,在一定的温度、压力和催化剂的作用下,氨的氧化反应放出大 量热,一旦氨气与空气比失调,就可能发生爆炸事故。
(3) 由于氨呈碱性,具有强腐蚀性,在混有少量水分或湿气的情况下无论是气态或 液态氨都会与铜、银、锡、锌及其合金发生化学作用。
(4) 氨易与氧化银或氧化汞反应生成爆炸性化合物(雷酸盐)。
5. 重点监控单元
重点监控单元:胺基化反应釜。
6. 重点监控工艺参数
(1) 胺基化反应釜内温度、压力。
(2) 胺基化反应釜内搅拌速率。
(3) 物料流量。
(4) 反应物质的配料比。
(5)气相氧含量等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁系统。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 气相氧含量监控联锁系统。
(5) 紧急送入惰性气体的系统。
(6) 紧急停车系统。
(7) 安全泄放系统。
(8) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8. 宜采用的控制方式
(1) 将胺基化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、胺基化物料流量、胺基化反应釜夹 套冷却水进水阀形成联锁关系,设置紧急停车系统。
(2) 安全设施,包括安全阀、爆破片、单向阀及紧急切断装置等。
(十三)磺化工艺
1. 工艺简介
磺化是向有机化合物分子中引入磺酰基(一SO3H)的反应。磺化方法分为三氧化硫 磺化法、共沸去水磺化法、氯磺酸磺化法、烘焙磺化法和亚硫酸盐磺化法等。涉及磺化反 应的工艺过程为磺化工艺。磺化反应除了增加产物的水溶性和酸性外,还可以使产品具有 表面活性。芳炷经磺化后,其中的磺酸基可进一步被其他基团[如羟基(一0H)、氨基 (一NH2)、割基(一CN)等]取代,生产多种衍生物。
2. 典型工艺
(1) 三氧化硫磺化法:
① 气体三氧化硫和十二烷基苯等制备十二烷基苯磺酸钠。
② 硝基苯与液态三氧化硫制备间硝基苯磺酸。
(3) 甲苯磺化生产对甲基苯磺酸和对位甲酚。
④对硝基甲苯磺化生产对硝基甲苯邻磺酸等。
(2) 共沸去水磺化法:
① 苯磺化制备苯磺酸。
② 甲苯磺化制备甲基苯磺酸等。
(3) 氯磺酸磺化法:
① 芳香族化合物与氯磺酸反应制备芳磺酸和芳磺酰氯。
② 乙酰苯胺与氯磺酸生产对乙酰氨基苯磺酰氯等。
(4) 烘焙磺化法:苯胺磺化制备对氨基苯磺酸等。
(5) 亚硫酸盐磺化法:
① 2,4-二硝基氯苯与亚硫酸氢钠制备2,4-二硝基苯磺酸钠。
② I-硝基蔥醍与亚硫酸钠作用得到α-蔥醍硝酸等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 反应原料具有燃爆危险性;磺化剂具有氧化性、强腐蚀性;如果投料顺序颠倒、 投料速度过快、搅拌不良、冷却效果不佳等,都有可能造成反应温度异常升高,使磺化反 应变为燃烧反应,引起火灾或爆炸事故。
(2) 氧化硫易冷凝堵管,泄漏后易形成酸雾,危害较大。
5. 重点监控单元
重点监控单元:磺化反应釜。
6. 重点监控工艺参数
(1) 磺化反应釜内温度。
(2) 磺化反应釜内搅拌速率。
(3) 磺化剂流量。
(4) 冷却水流量。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度的报警和联锁。
(2) 搅拌的稳定控制和联锁系统。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 紧急停车系统。
(5) 安全泄放系统。
(6) 三氧化硫泄漏监控报警系统等。
8. 宜采用的控制方式
(1) 将磺化反应釜内温度与磺化剂流量、磺化反应釜夹套冷却水进水阀、釜内搅拌 电流形成联锁关系,紧急断料系统,当磺化反应釜内各参数偏离工艺指标时,能自动报 警、停止加料,甚至紧急停车。
(2) 磺化反应系统应设有泄爆管和紧急排放系统。
(十四)聚合工艺
1. 工艺简介
聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物(也称高分子化合物或聚合物, 通常分子量为IxK)4 ~1 X 107)的反应,涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合工艺 的种类很多,按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。
2. 典型工艺
(1) 聚烯炷生产:
① 聚乙烯生产。
② 聚丙烯生产。
③ 聚苯乙烯生产等。
(2) 聚氯乙烯生产。
(3) 合成纤维生产:
①涤纶生产。
② 锦纶生产。
③ 维纶生产。
④ 睛纶生产。
(5)尼龙生产等。
(4) 橡胶生产:
① 丁苯橡胶生产。
② 顺丁橡胶生产。
③ 丁腊橡胶生产等。
(5) 乳液生产:
① 醋酸乙烯乳液生产。
② 丙烯酸乳液生产等。
(6) 涂料黏合剂生产(常压生产工艺除外):
① 醇酸油漆生产。
② 聚酯涂料生产。
③ 环氧涂料黏合剂生产。
④ 丙烯酸涂料黏合剂生产等。
(7) 氟化物聚合:
① 四氟乙烯悬浮法、分散法生产聚四氟乙烯。
② 四氟乙烯(TFE)和偏氟乙烯(VDF)聚合生产氟橡胶和偏氟乙烯-全氟丙烯共 聚弹性体(俗称26型氟橡胶或氟橡胶-26)等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 聚合原料具有自聚和燃爆危险性。
(2) 如果反应过程中热量不能及时移出,随物料温度上升,发生裂解和暴聚,所产 生的热量使裂解和暴聚过程进一步加剧,进而引发反应器爆炸。
(3) 部分聚合助剂危险性较大。
5. 重点监控单元
(1) 聚合反应釜。
(2) 粉体聚合物料仓。
6. 重点监控工艺参数
(1) 聚合反应釜内温度、压力,聚合反应釜内搅拌速率。
(2) 引发剂流量。
(3) 冷却水流量。
(4) 料仓静电、可燃气体监控等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 紧急冷却系统。
(3) 紧急切断系统。
(4) 紧急加入反应终止剂系统。
(5) 搅拌的稳定控制和联锁系统。
(6) 料仓静电消除、可燃气体置换系统,可燃和有毒气体检测报警装置。
(7) 高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。
8.宜采用的控制方式
(1) 将聚合反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、聚合单体流量、引发剂加入量、 聚合反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,在聚合反应釜处设立紧急停车系统。
(2) 当反应超温、搅拌失效或冷却失效时,能及时加入聚合反应终止剂。
(3) 安全泄放系统。
(十五)烷基化工艺
1. 工艺简介
把烷基引入有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反应称为烷基化反应。涉及烷 基化反应的工艺过程为烷基化工艺,可分为C-烷基化反应、N-烷基化反应、O-烷基化 反应等。
2. 典型工艺
(1) C-烷基化反应:
① 乙烯、丙烯以及长链α-烯燈,制备乙苯、异丙苯和高级烷基苯。
② 苯系物与氯代高级烷炷在催化剂作用下制备高级烷基苯。
(3)用脂肪醛和芳炷衍生物制备对称的二芳基甲烷衍生物。
④ 苯酚与丙酮在酸催化下制备2,2-对(对羟基苯基)丙烷(俗称双酚A)。
⑤ 乙烯与苯发生烷基化反应生产乙苯等。
(2) N-烷基化反应:
① 苯胺和甲醍烷基化生产苯甲胺。
② 苯胺与氯乙酸生产苯基氨基乙酸。
③ 苯胺和甲醇制备N,N -二甲基苯胺。
④ 苯胺和氯乙烷制备N,N-二烷基芳胺。
⑤ 对甲苯胺与硫酸二甲酯制备N,N-二甲基对甲苯胺。
⑥ 环氧乙烷与苯胺制备N-(β-羟乙基)苯胺。
⑦ 氨或脂肪胺和环氧乙烷制备乙醇胺类化合物。
⑧ 苯胺与丙烯月青反应制备N-(β-割乙基)苯胺等。
(3) O-烷基化反应:
① 对苯二酚、氢氧化钠水溶液和氯甲烷制备对苯二甲醍。
② 硫酸二甲酯与苯酚制备苯甲醍。
③ 高级脂肪醇或烷基酚与环氧乙烷加成生成聚醍类产物等。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 反应介质具有燃爆危险性。
(2) 烷基化催化剂具有自燃危险性,遇水剧烈反应,放出大量热量,容易引起火灾 甚至爆炸。
(3) 烷基化反应都是在加热条件下进行,原料、催化剂、烷基化剂等加料次序颠倒、 加料速度过快或者搅拌中断停止等异常现象容易引起局部剧烈反应,造成跑料,引发火灾 或爆炸事故。
5. 重点监控单元
重点监控单元:烷基化反应釜。
6. 重点监控工艺参数
(1) 烷基化反应釜内温度和压力。
(2) 烷基化反应釜内搅拌速率。
(3) 反应物料的流量及配比等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应物料的紧急切断系统。
(2) 紧急冷却系统。
(3) 安全泄放系统。
(4) 可燃和有毒气体检测报警装置等。
8. 宜采用的控制方式
(1) 将烷基化反应釜内温度和压力与釜内搅拌、烷基化物料流量、烷基化反应釜夹 套冷却水进水阀形成联锁关系,当烷基化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时自动停 止加料并紧急停车。
(2) 安全设施包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、单向阀及紧急切断装置等。
(十六)新型煤化工工艺
1. 工艺简介
.以煤为原料,经化学加工使煤直接或者间接转化为气体、液体和固体燃料、化工原料 或化学品的工艺过程。主要包括煤制油(甲醇制汽油、费-托合成油)、煤制烯炷(甲醇 制烯炷)、煤制二甲酰、煤制乙二醇(合成气制乙二醇)、煤制甲烷气(煤气甲烷化)、煤 制甲醇、甲醇制醋酸等工艺。
2. 典型工艺
(1) 煤制油(甲醇制汽油、费-托合成油)。
(2) 煤制烯炷(甲醇制烯炷)。
(3) 煤制二甲醍。
(4) 煤制乙二醇(合成气制乙二醇)。
(5) 煤制甲烷气(煤气甲烷化)。
(6) 煤制甲醇。
(7) 甲醇制醋酸。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4.工艺危险特点
(1) 反应介质涉及一氧化碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯等易燃气体,具有燃爆危 险性。
(2) 反应过程多为高温、高压过程,易发生工艺介质泄漏,引发火灾、爆炸和一氧 化碳中毒事故。
(3) 反应过程可能形成爆炸性混合气体。
(4) 多数煤化工新工艺反应速度快,放热量大,造成反应失控。
(5) 反应中间产物不稳定,易造成分解爆炸。'
■ 5.重点监控单元
重点监控单元:煤气化炉。
6. 重点监控工艺参数
(1) 反应器温度和压力。
(2) 反应物料的比例控制。
(3) 料位。
(4) 液位。
(5) 进料介质温度、压力与流量。
(6) 氧含量。
(7) 外取热器蒸汽温度与压力。
(8) 风压和风温。
(9) 烟气压力与温度。
(10) 压降。
(U) IVCO 比。
(12) NO/ O2 比。
(13) N0/醇比。
(14) H2、H2S, CO?含量等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应器温度、压力报警与联锁。
(2) 进料介质流量控制与联锁。
(3) 反应系统紧急切断进料联锁。
(4) 料位控制回路。
(5) 液位控制回路。
(6) Hz/CO比例控制与联锁。
(7) N0∕02比例控制与联锁。
(8) 外取热器蒸汽热水泵联锁。
(9) 主风流量联锁。
(10) 可燃和有毒气体检测报警装置。
(H)紧急冷却系统。
(12)安全泄放系统。
8.宜采用的控制方式
(1) 将进料流量、外取热蒸汽流量、外取热蒸汽包液位、m/co比例与反应器进料 系统设立联锁关系,一旦发生异常工况启动联锁,紧急切断所有进料,开启事故蒸汽阀或 氮气阀,迅速置换反应器内物料,并将反应器进行冷却、降温。
(2) 安全设施,包括安全阀、防爆膜、紧急切断阀及紧急排放系统等。
(十七)电石生产工艺
1. 工艺简介
电石生产工艺是以石灰和碳素材料(焦炭、兰炭、石油焦、冶金焦、白煤等)为原 料,在电石炉内依靠电弧热和电阻热在高温进行反应,生成电石的工艺过程。电石炉型式 主要分为两种,即内燃型和全密闭型。
2. 典型工艺
石灰和碳素材料(焦炭、兰炭、石油焦、冶金焦、白煤等)反应制备电石。
3. 反应类型
反应类型:吸热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 电石炉工艺操作具有火灾、爆炸、烧伤、中毒、触电等危险性。
(2) 电石遇水会发生激烈反应,生成乙焕气体,具有燃爆危险性。
(3) 电石的冷却、破碎过程具有人身伤害、烫伤等危险性。
(4) 反应产物一氧化碳有毒,与空气混合到12.5% -74%时会引起燃烧和爆炸。
(5) 生产中漏糊造成电极软断时,会使炉气出口温度突然升高,炉内压力突然增大, 造成严重的爆炸事故。
5. 重点监控单元
重点监控单元:电石炉。
6. 重点监控工艺参数
(1) 炉气温度。
(2) 炉气压力。
(3) 料仓料位。
(4) 电极压放量。
(5) 一次电流。
(6) 一次电压。
(7) 电极电流。
(8) 电极电压。
(9) 有功功率。
(10) 冷却水温度、压力。
(H)液压箱油位、温度。
(12) 变压器温度。
(13) 净化过滤器入口温度、炉气组分分析等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 设置紧急停炉按钮。
(2) 电炉运行平台和电极压放视频监控、输送系统视频监控和启停现场声音报警。
(3) 原料称重和输送系统控制。
(4) 电石炉炉压调节、控制。
(5) 电极升降控制。
(6) 电极压放控制。
(7) 液压泵站控制。
(8) 炉气组分在线检测、报警和联锁。
(9) 可燃和有毒气体检测和声光报警装置。
(10) 设置紧急停车按钮等。
8.宜采用的控制方式
(1) 将炉气压力、净化总阀与放散阀形成联锁关系。
(2) 将炉气组分氢、氧含量高与净化系统形成联锁关系。
(3) 将料仓超料位、氢含量与停炉形成联锁关系。
(4) 安全设施,包括安全阀、重力泄压阀、紧急放空阀、防爆膜等。
(十八)偶氮化工艺
1. 工艺简介
合成通式为R—N =N—R的偶氮化合物的反应称为偶氮化反应,式中,R为脂炷基 或芳炷基,两个R基可相同或不同。涉及偶氮化反应的工艺过程为偶氮化工艺。脂肪族 偶氮化合物由相应的豚经过氧化或脱氢反应制取。芳香族偶氮化合物一般由重氮化合物的 偶联反应制备。
2. 典型工艺
(1) 脂肪族偶氮化合物合成:水合腓和丙酮氧醇反应,再经液氯氧化制备偶氮二异 丁腊;次氯酸钠水溶液氧化氨基庚月青,或者甲基异丁基酮和水合臍缩合后与割化氢反应, 再经氯气氧化制取偶氮二异庚月青;偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)和偶氮二甲酸二异丙酯 (DlAD)的生产工艺。
(2) 芳香族偶氮化合物合成:由重氮化合物的偶联反应制备的偶氮化合物。
3. 反应类型
反应类型:放热反应。
4. 工艺危险特点
(1) 部分偶氮化合物极不稳定,活性强,受热或摩擦、撞击等作用能发生分解甚至 爆炸。
(2) 偶氮化生产过程所使用的臍类化合物,高毒,具有腐蚀性,易发生分解爆炸, 遇氧化剂能自燃。
(3) 反应原料具有燃爆危险性。
5. 重点监控单元
重点监控单元:偶氮化反应釜、后处理单元。
6. 重点监控工艺参数
(1) 偶氮化反应釜内温度、压力、液位、PHO
(2) 偶氮化反应釜内搅拌速率。
(3) 腓流量。
(4) 反应物质的配料比。
(5) 后处理单元温度等。
7. 安全控制的基本要求
(1) 反应釜温度和压力的报警和联锁。
(2) 反应物料的比例控制和联锁系统。
(3) 紧急冷却系统。
(4) 紧急停车系统。
(5) 安全泄放系统。
(6) 后处理单元配置温度监测、惰性气体保护的联锁装置等。
8. 宜采用的控制方式
(1) 将偶氮化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、駢流量、偶氮化反应釜夹套冷却水 进水阀形成联锁关系。在偶氮化反应釜处设立紧急停车系统,当偶氮化反应釜内温度超标 或搅拌系统发生故障时,自动停止加料,并紧急停车。
(2) 后处理设备应配置温度检测、搅拌、冷却联锁自动控制调节装置,干燥设备应 配置温度测量、加热热源开关、惰性气体保护的联锁装置。
(3) 安全设施,包括安全阀、爆破片、紧急放空阀等。
二、精细化工工艺危险性及安全技术措施
(―)精细化工产品分类与工艺安全风险术语定义
1. 精细化工产品分类
结合我国精细化工产品品种发展,《精细化工企业工程设计防火标准)(GB 51283)将 精细化工产品分为:农药、染料、涂料(油漆)和油墨、颜料、试剂和高纯物、食品添 加剂、黏合剂、催化剂、日用化学品和防臭防霉剂(包括香料、化妆品、肥皂和合成洗 涤剂、芳香防臭剂、杀菌防霉剂)、汽车用化学品、纸及纸浆用化学品、脂肪酸、稀土化 学品、精细陶瓷、医药、兽药和饲料添加剂、生物制品和酶、其他助剂(包括表面活性 剂、橡胶助剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、塑料添加剂、金属表面处理剂、增塑剂、稳 定剂、混凝土外加剂、油田助剂等)、功能高分子材料、摄影感光材料、有机电子材料 21类。
2. 工艺安全风险术语定义
1) 失控反应最大反应速率到达时间TMRa(I
失控反应体系的最坏情形为绝热条件。在绝热条件下,失控反应到达最大反应速率所 需要的时间,称为失控反应最大反应速率到达时间,可以通俗地理解为致爆时间。TMRad 是温度的函数,是一个时间衡量尺度,用于评估失控反应最坏情形发生的可能性,是人为 控制最坏情形发生所拥有的时间长短。
2) 绝热温升A7"
在冷却失效等失控条件下,体系不能进行能量交换,放热反应放出的热量,全部用来 升高反应体系的温度,是反应失控可能达到的最坏情形。
对于失控体系,反应物完全转化时所放出的热量导致物料温度的升高,称为绝热温 升。绝热温升与反应的放热量成正比,对于放热反应来说,反应的放热量越大,绝热温升 越高,导致的后果越严重。绝热温升是反应安全风险评估的重要参数,是评估体系失控的 极限情况,可以评估失控体系可能导致的严重程度。
3) 工艺温度4
目标工艺温度,也是反应过程中冷却失效时的初始温度。
冷却失效时,如果反应体系同时存在物料最大量累积和物料具有最差稳定性的情况, 在考虑控制措施和解决方案时,必须充分考虑反应过程中冷却失效时的初始温度,安全地 确定工艺温度。
4) 技术最高温度MTr
技术最高温度可以按照常压体系和密闭体系两种方式考虑。
对于常压体系来说,技术最高温度为反应体系溶剂或混合物料的沸点;对于密闭体系 而言,技术最高温度为反应容器最大允许压力时所对应的温度。
5) 失控体系能达到的最高温度MTSR
当放热化学反应处于冷却失效、热交换失控的情况下,由于反应体系存在热量累积, 整个体系在一个近似绝热的情况下发生温度升高。在物料累积最大时,体系能够达到的最 高温度称为失控体系能达到的最高温度。MTSR与反应物料的累积程度相关,反应物料的 累积程度越大,反应发生失控后,体系能达到的最高温度MTSR越高。
(二)精细化工工艺危险性的评估方法与流程
精细化工生产的主要安全风险来自工艺反应的热风险。根据《国民经济行业分类》 (GB/T 4754),生产精细化工产品的企业中反应安全风险较大的有:化学农药、化学制 药、有机合成染料、化学品试剂、催化剂以及其他专业化学品制造企业。
1. 精细化工反应安全风险评估方法
1) 单因素反应安全风险评估
依据反应热、失控体系绝热温升、最大反应速率到达时间进行单因素反应安全风险 评估。
2) 混合叠加因素反应安全风险评估
以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性,失控体系绝热温升作为风险导致的 严重程度,进行混合叠加因素反应安全风险评估。
3) 反应工艺危险度评估
依据4个温度参数(即工艺温度、技术最高温度、最大反应速率到达时间为24h对 应的温度,以及失控体系能达到的最高温度)进行反应工艺危险度评估。
对精细化工反应安全风险进行定性或半定量的评估,针对存在的风险,要建立相应的 控制措施。反应安全风险评估具有多目标、多属性的特点,单一的评估方法不能全面反映 化学工艺的特征和危险程度,因此,应根据不同的评估对象,进行多样化的评估。
2. 反应安全风险评估流程
1) 物料热稳定性风险评估
对所需评估的物料进行热稳定性测试,获取热稳定性评估所需要的技术数据。主要数 据包括物料热分解起始分解温度、分解热、绝热条件下最大反应速率到达时间为24h对 应的温度。对比工艺温度和物料稳定性温度,如果工艺温度大于绝热条件下最大反应速率 到达时间为24 h对应的温度,物料在工艺条件下不稳定,需要优化已有工艺条件,或者 采取一定的技术控制措施,保证物料在工艺过程中的安全和稳定。根据物质分解放出的热 量大小,对物料潜在的燃爆危险性进行评估,分析分解导致的危险性情况,对物料在使用 过程中需要避免受热或超温,引发危险事故的发生提出要求。
2) 目标反应安全风险发生可能性和导致的严重程度评估
实验测试获取反应过程绝热温升、体系热失控情况下工艺反应可能达到的最高温度, 以及失控体系达到最高温度对应的最大反应速率到达时间等数据。考虑工艺过程的热累积 度为100% ,利用失控体系绝热温升,按照分级标准,对失控反应可能导致的严重程度进 行反应安全风险评估;利用最大反应速率到达时间,对失控反应触发二次分解反应的可能 性进行反应安全风险评估。综合失控体系绝热温升和最大反应速率到达时间,对失控反应 进行复合叠加因素的矩阵评估,判定失控过程风险可接受程度。如果为可接受风险,说明 工艺潜在的热危险性是可以接受的;如果为有条件接受风险,则需要采取一定的技术控制 措施,降低反应安全风险等级;如果为不可接受风险,说明常规的技术控制措施不能奏 效,已有工艺不具备工程放大条件,需要重新进行工艺研究、工艺优化或工艺设计,保障 化工过程的安全。
3) 目标反应工艺危险度评估
实验测试获取包括目标工艺温度、失控后体系能够达到的最高温度、失控体系最大反 应速率到达时间为24h对应的温度、技术最高温度等数据。在反应冷却失效后,4个温度 数值大小排序不同,根据分级原则,对失控反应进行反应工艺危险度评估,形成不同的危 险度等级;根据危险度等级,有针对性地采取控制措施。应急冷却、减压等安全措施均可 以作为系统安全的有效保护措施。对于反应工艺危险度较高的反应,需要对工艺进行优化 或者采取有效的控制措施,降低危险度等级。常规控制措施不能奏效时,需要重新进行工 艺研究或工艺优化,改变工艺路线或优化反应条件,减少反应失控后物料的累积程度,实 现化工过程安全。
3.评估标准
D物质分解热评估
对物质进行测试,获得物质的分解放热情况,开展风险评估,评估准则见表2-lo
表2-1分解热评估
等级 |
______分解热/(J ∙ L) |
____________说 明____________ |
1 |
分解热V 400 |
_________潜在爆炸危险性__________ |
2 |
400芸分解热≤1200 |
____分解放热量较大,潜在爆炸危险性较高_____ |
3 |
120OV 分解热 <3000 |
_____分解放热量大,潜在爆炸危险性高______ |
4 |
分解热⅛3000 |
____分解放热量很大,潜在爆炸危险性很高_____ |
分解放热量是物质分解释放的能量,分解放热量大的物质,绝热温升高,潜在较高的 燃爆危险性。实际应用过程中,要通过风险研究和风险评估,界定物料的安全操作温度, 避免超过规定温度,引发爆炸事故的发生。
2)严重度评估
严重度是指失控反应在不受控的情况下能量释放可能造成破坏的程度。由于精细化工 行业的大多数反应是放热反应,反应失控的后果与释放的能量有关。反应释放出的热量越 大,失控后反应体系温度的升高情况越显著,容易导致反应体系中温度超过某些组分的热 分解温度,发生分解反应以及二次分解反应,产生气体或者造成某些物料本身的气化,而 导致体系压力的增加。在体系压力增大的情况下,可能致使反应容器的破裂以及爆炸事故 的发生,造成企业财产人员损失、伤害。失控反应体系温度的升高情况越显著,造成后果 的严重程度越高。反应的绝热温升是一个非常重要的指标,绝热温升不仅仅是影响温度水 平的重要因素,同时还是失控反应动力学的重要影响因素。
绝热温升与反应热成正比,可以利用绝热温升来评估放热反应失控后的严重度。当绝 热温升达到200 K或200 K以上时,反应物料的多少对反应速率的影响不是主要因素,温 升导致反应速率的升高占据主导地位,一旦反应失控,体系温度会在短时间内发生剧烈的 变化,并导致严重的后果。而当绝热温升为50 K或50 K以下时,温度随时间的变化曲线 比较平缓,体现的是一种体系自加热现象,反应物料的增加或减少对反应速率产生主要影 响,在没有溶解气体导致压力增长带来的危险时,这种情况的严重度低。
利用严重度评估失控反应的危险性,可以将危险性分为4个等级,评估准则见表2-2o
表2-2失控反应严重度评估
等级 |
_____________Ani/K_____________ |
__________后 果__________ |
1 |
≤50且无压力影响 |
_______单批次的物料损失________ |
2 |
50<ΔTad≤200 |
________工厂短期破坏_________ |
3 |
200≤ΔTad<400 |
________工厂严重损失_________ |
4 |
⅛400 |
_______工厂毁灭性的损失________ |
绝热温升为200 K或200 K以上时,将会导致剧烈的反应和严重的后果;绝热温升为 50 K或50 K以下时,如果没有压力增长带来的危险,将会造成单批次的物料损失,危险 等级较低。
3)可能性评估
可能性是指由于工艺反应本身导致危险事故发生的可能概率大小。利用时间尺度可以 对事故发生的可能性进行反应安全风险评估,可以设定最危险情况的报警时间,便于在失 控情况发生时,在一定的时间限度内,及时釆取相应的补救措施,降低风险或者强制疏 散,最大限度地避免爆炸等恶性事故发生,保证化工生产安全。
对于工业生产规模的化学反应来说,如果在绝热条件下失控反应最大反应速率到达时 间大于或等于24 h,人为处置失控反应有足够的时间,导致事故发生的概率较低。如果最 大反应速率到达时间小于或等于8 h,人为处置失控反应的时间不足,导致事故发生的概 率升高。采用上述的时间尺度进行评估,还取决于其他许多因素,如化工生产自动化程度 的高低、操作人员的操作水平和培训情况、生产保障系统的故障频率等,工艺安全管理也 非常重要。
利用失控反应最大反应速率到达时间TMRM为时间尺度,对反应失控发生的可能性进 行评估,评估准则见表2-3o
表2-3失控反应发生可能性评估
等级 |
TMRad∕h |
后 果 |
1 |
TMRq24 |
很少发生 |
2 |
8 V TMRatjV 24 |
偶尔发生 |
3 |
IVTMRadW8 |
很可能发生 |
4 |
TMRed ≤1 |
频繁发生 |
4)矩阵评估
风险矩阵是以失控反应发生后果严重度和相应的发生概率进行组合,得到不同的风险 类型,从而对失控反应的反应安全风险进行评估,并按照可接受风险、有条件接受风险和 不可接受风险,分别用不同的区域表示,具有良好的辨识性。
以最大反应速率到达时间作为风险发生的可能性,失控体系绝热温升作为风险导致的 严重程度,通过组合不同的严重度和可能性等级,对化工反应失控风险进行评估。风险评 估矩阵如图2-1所示。
[7∣∣ TMRad≤lh I
ITll lh<TMRad≤8h [
ITII 8 hVTMRad<24 h |
ITIl TMRadN24 h I
可能性
HL |
∏ I |
HL |
ɪj |
0F |
ΠI
ΠI
□ |
I |
I |
I |
∏ |
I |
2 — |
3 |
4 |
I级风险为可接受风险;
∏级风险为有条件接受风险;
m级风险为不可接受风险
图2-1风险评估矩阵
失控反应安全风险的危险程度由风险发生的可能性和风险带来后果的严重度两个方面 决定,风险分级原则如下:
I级风险为可接受风险:可以采取常规的控制措施,并适当提高安全管理和装备 水平。
II级风险为有条件接受风险:在控制措施落实的条件下,可以通过工艺优化、工程、 管理上的控制措施,降低风险等级。
HI级风险为不可接受风险:应当通过工艺优化、技术路线的改变,工程、管理上的控 制措施,降低风险等级,或者采取必要的隔离方式,全面实现自动控制。
5)反应工艺危险度评估
反应工艺危险度评估是精细化工反应安全风险评估的重要评估内容。反应工艺危险度 指的是工艺反应本身的危险程度,危险度越大的反应,反应失控后造成事故的严重程度就 越大。
温度作为评价基准是工艺危险度评估的重要原则。考虑4个重要的温度参数,分别是 工艺操作温度八、技术最高温度MTT、失控反应最大反应速率到达时间TMRad为24 h对 应的温度『物,以及失控体系能达到的最高温度MTSR,评估准则见表2-4o
表2-4反应工艺危险度等级评估
等级 |
温 度 |
后 果 |
1 |
TPVMTSRVMTrV 乌24 |
反应危险性较低 |
2 |
TPVMTSRV TdmV MTT |
潜在分解风险 |
3 |
Tp ≤ MTT < MTSR ≤ Td24 |
存在冲料和分解风险 |
4 |
玲 WMlTVTD24 V MTSR |
冲料和分解风险较高,潜在爆炸风险 |
5 |
TP V Γd24< MTSR V MTr |
爆炸风险较高 |
针对不同的反应工艺危险度等级,需要建立不同的风险控制措施。对于危险度等级在 3级及以上的工艺,需要进一步获取失控反应温度、失控反应体系温度与压力的关系、失 控过程最高温度、最大压力、最大温度升高速率、最大压力升高速率及绝热温升等参数, 确定相应的风险控制措施。
(三)建议采用的安全技术措施
对于反应工艺危险度为1级的工艺过程,应配置常规的自动控制系统,对主要反应参 数进行集中监控及自动调节(DCS或PLC)O
对于反应工艺危险度为2级的工艺过程,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数 进行集中监控及自动调节(DCS或PLC)的基础上,要设置偏离正常值的报警和联锁控 制,在非正常条件下有可能超压的反应系统,应设置爆破片和安全阀等泄放设施。根据评 估建议,设置相应的安全仪表系统。
对于反应工艺危险度为3级的工艺过程,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数 进行集中监控及自动调节,设置偏离正常值的报警和联锁控制,以及设置爆破片和安全阀 等泄放设施的基础上,还要设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却降温等控制设施。根 据评估建议,设置相应的安全仪表系统。
对于反应工艺危险度为4级和5级的工艺过程,尤其是风险高但必须实施产业化的项 目,要努力优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险,如通过微反应、连续流完成反 应;要配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节;要设置偏离正 常值的报警和联锁控制,设置爆破片和安全阀等泄放设施,设置紧急切断、紧急终止反 应、紧急冷却等控制设施;还需要进行保护层分析,配置独立的安全仪表系统。对于反应 工艺危险度达到5级并必须实施产业化的项目,在设计时,应设置在防爆墙隔离的独立空 间中,并设置完善的超压泄爆设施,实现全面自控,除装置安全技术规程和岗位操作规程 中对于进入隔离区有明确规定的,反应过程中操作人员不应进入所限制的空间内。
一、基本概念
根据美国军标《系统及相关子系统和设备的系统安全方案XMIL-STD-882D)的规 定,危险(hazard)是导致人员伤亡或疾病,或导致全系统、设备、社会财富损失、损坏 或环境破坏的任何真实或潜在的条件。
事故(mishap, accident)是导致人员伤亡或职业病、设备、社会财富损失、损坏或 环境破坏的不希望发生的单个或一系列事件。
危险不等于事故,是导致事故的潜在条件;事故是已经真实发生了的损失、损坏或伤 亡等。危险是事故的前兆,只有在一些触发事件刺激下,危险才可能演变为事故。危险和 事故关系如图2 -2所75。
状态转换
图2-2危险和事故关系
危险包含以下3个方面的属性:危险含有危险因素(hazardous elements, HE)、触发 机理(initiating mechanism, IM)和威胁目标(target and threat, T∕T)属性。危险因素属 性是促使危险产生的根源,如导致爆炸的危险的能量;触发机理属性是指触发事件导致危 险发生,从而将危险转变为事故;威胁目标属性是指人或设备面对伤害、损坏的脆弱性, 它反映了事故的严重度。危险的三要素可通过危险三角形表示,如图2-3所示,图2-4 所示是危险属性的实例,表2-5给出几个危险属性的例子。可以看出,当危险的三个属 性同时具备时,事故则会发生。
图2-3危险三要素图
危险属性实例
危险属性
工人可能触电 |
威胁目标 |
通过触电 |
触发机理 |
裸露的接线板 |
触发机理 |
带有高压电 |
危险因素 |
结果•
致因
表2-5危险属性实例
危险因素 |
触发机理 |
____威胁目标____ |
弹药 |
______没有标识;射频能______ |
_________爆炸、死伤_________ |
高压储罐 |
________储罐破裂________ |
_________爆炸、死伤_________ |
燃料 |
油料泄漏且遇火源 |
______火灾、系统损坏或死伤______ |
高压电 |
_______因暴露而触摸_______ |
触电、死伤 |
二、 事故风险
MlL-STD-882D对事故风险的定义是:风险是用潜在事故的严重度(SeVerity)和发 生概率(PrObabiIity)来表达事故的影响和可能性。通常人们用R=SXF或R=S∙P来表 达风险,“ X”或“ • ”是指逻辑相乘,并非真正数学意义上的“相乘”。
事故风险的概念表明:风险是由两个因素确定,既要考虑后果,又要考虑其发生概率。 安全与风险相对,它表明人们对一定事故风险的接受程度。如MIL-STD-882D对安全的 定义是:安全是对导致人员伤亡或职业病,或设备、社会财富损坏或环境破坏的认可。
三、 危险辨识
(-)危险辨识的定义
危险辨识是指对产品或系统,在其生命周期各阶段釆用适当的方法,识别其可能导致 人员伤亡或职业病,或设备损坏、社会财富损失或工作环境破坏的潜在条件。
“危险辨识”又称为“危险和有害因素辨识”“危险和危害因素辨识”,它们是基于强 调危险是导致人员伤亡的条件,而危害或有害因素是强调导致人员职业病的条件。
(二) 危险类型划分
(1) 按《常用危险检查表》进行分类。
(2) 按《企业职工伤亡事故分类标准》(GB 6441)进行分类。
(3) 按《生产过程危险和有害因素分类与代码)(GB∕T 13861)进行分类。
(4) 按《职业危害因素分类目录》进行分类。
(三) 危险辨识方法
1. 对照经验法
该方法是对照有关标准、法规、检查表或依靠分析人员的观察分析能力,借助于经验 和判断能力直观地辨识危险的方法。其优点是简便、易行,缺点是受辨识人员知识、经验 和占有资料的限制,可能岀现遗漏。该方法的另一种方式是类比,利用相同或相似系统或 作业条件的经验和职业健康的统计资料来类推、分析以辨识危险。
2. 系统安全分析法
该方法包括:预先危险性分析(Preliminary hazard analysis, PHA) ʌ故障模式及影响 分析(failure mode and effect analysis, FMEA) ʌ 危险与可操作性研究(hazard and operability StUdy, HAZOP)、事故树(fault tree analysis, FTA)、事件树(event tree analysis, ETA)、原因后果分析法(CaUSe-COnSeqUenCe analysis, CCA) λ 安全检查表法(Safety checklist, SCL)、故障假设分析(What - if analysis, WlA) O
3. 工艺危害分析方法
实施工艺危害分析需要根据项目的不同阶段、研究对象的性质、危险性的大小、复杂 程度和所能获得的资料数据情况等,选择合适的工艺危害分析方法。根据《化工企业工 艺安全管理实施导则)(AQ∕T 3034)的规定,常用的工艺危害分析方法主要有:预先危险 性分析(PHA)、危险与可操作性研究(HAZOP),故障假设分析(WIA),故障模式及影 响分析(FMEA)、事故树(FTA)、安全检查表法(SCL)、故障假设与安全检查表分析 (What-if∕Checklist)o考虑到危险和可操作性研究方法已在本教材“化工建设项目安全 技术”章节中进行了介绍,这里主要介绍预先危险性分析、故障假设分析两种方法。
D预先危险性分析
(1) 预先危险性列表。
预先危险性列表通常釆用头脑风暴(braining StOnning)的方法得出或按照系统的功 能结构逐一识别系统的风险。分析人员应该是系统涉及的各专业工程师或专家,通过已有 的设计知识和相关的危险方面的知识,收集获取系统或相关系统曾经有过的经验教训,通 过分析、比较、讨论等方式最终提供该系统存在的危险,可能导致的事故以及进一步设计 中的关键因素等。例如,电饭锅和压力锅是常见的两种炊具,有没有可能把这两种炊具的 功能结合到一起呢?如果生产一种新型电子压力锅,都会存在哪些风险、可能造成哪些事 故呢?这就需要釆用预先危险性分析列表的方法进行分析,可以得出电子压力锅可能出现 的危险:触电、爆炸、烫伤、火灾。
(2) 概念。
预先危险性分析是在设计、施工、生产等活动之前,预先对系统可能存在的危险的类 别、事故出现的条件以及导致的后果进行概略地分析,从而避免采用不安全的技术路线、 使用危险性物质、工艺和设备,防止由于考虑不周而造成的损失。其目的在于辨识和罗列 出系统一直存在的和有可能存在的各种危险,并能进一步了解确保系统安全的关键点以及 相应危险可能造成的事故,所有系统在其生命周期初始阶段都可釆用该方法。
(3) 人员。
分析人员应该是系统所涉及的各专业的工程师或专家,采用头脑风暴按照系统的功能 结构逐一辨识系统的危险所在。分析小组通过已有的设计知识和相关的危险方面的知识, 收集获取系统或相关系统曾经出现过的经验教训,通过分析、比较、讨论等方式最终提供 该系统存在的危险、可能导致的事故以及进一步设计中的关键因素。
(4) 分析流程。
预先危险性分析是在预先危险性列表的基础上分析系统中存在的危险、危险产生原 因、可能导致的后果,然后确定其风险等级,从而在技术资料信息不够充分的情况下确定 在设计中应采取什么措施消除或控制这些风险。
第一步:熟悉系统,确定系统将要保护的对象,通常为人、机、环三个方面。
第二步:建立PHA计划,确定风险可接受水平。定义要分析系统的边界条件,了解 其功能以及该分析处在生命周期哪个阶段,明确该分析是基于什么样的前提下进行,是基 于建造还是基于设计,或是基于确定控制措施。系统确定得越清晰,危险分析才能越彻底 全面。
第三步:确定PHA小组成员,由所涉及的各专业专家、工程师以及操作人员组成。
第四步:收集资料,尽管在进行PHA分析时,可获取的直接资料较少,但应了解相 似系统或相关系统的情况,资料收集越充分,危险辨识才能越准确。
第五步:辨识系统中存在的危险,分析每一个危险将要危及的对象。注意危险并不等 于后果,危险描述用危险三要素来表达:
① 凭借分析人员的直觉。
② 检查和调查相似的设备或系统、拜访相关人员。
③ 查阅相关标准、法规或准则。
④ 查阅有关检查表。
⑤ 查阅有关历史文档,如事故文件、未遂事件报告、伤害记录、制造商的可靠性分 析记录等。
⑥ 考虑“外部环境”的影响,如气象条件、所处的地理环境、员工性格等。
⑦ 考虑接触的各种能量,因为能量是事故致因的一个关键。
第六步:评估每一个危险对每一个目标影响的严重程度以及发生概率,评估时:
① 每一个危险的严重程度随所影响的目标不同而不同。
② 每一个危险发生概率应与第二步定义的概率相一致,其可能随暴露时间、目标、 人员或所处生命周期的阶段不同而不同。
③ 发生概率的确定在一定程度上有主观性,因而需要各专业的专家或工程师协商决定。
第七步:根据风险评估结果决定风险可否接受,如果风险不可接受,是否提出风险控 制措施,风险控制措施的优先顺序也应确定。
第八步:提出风险控制措施后,要对系统重新进行评估已确定采用控制措施过程是否 出现新的危险,如新风险不可接受,则需重新制定控制措施,重新评估。
第九步:汇总分析结果并形成文件,通常以工作表形式体现,在此基础上形成PHA 报告。
(5)应用举例:氯乙烯单体(VCM)可行性研究阶段——预先危险性分析实例。
①背景:
某公司要建设VCM项目,计划在氯装置附近建设VCM装置,选址主要考虑以下 原因:
a) 最近的居住区人口数量最小。
b) 距离上游装置原料的管输距离最小。
C)运输方便。
图2-5所示是VCM装置的平面布置图,图中的VCM装置布置在氯装置的东侧。
3 km
农田
1. 5 km
∣^i⅛κ~] I 人口: I ■I 20500 I
乙烯进料 系统
氯储槽
图2-5 VCM 1置平百布置图
根据这些资料,该公司决定进行预先危险性分析,希望知道VCM ɪ艺过程是否存在 安全风险。
②已有资料:
因项目处于可研阶段,公司为预先危险性分析工作小组提供了以下资料:
a) 初步拟定的原料、中间产品、最终产品清单(表2-6)。
b) 初步拟定的主要容器清单(表2 -7)。
C) VCM项目的可行性研究报告。
d) 以前收集到的关于二氯乙烯(EDC)和VCM的文献资料。
e) 与氯装置有关的系统的初步清单。
表2-6 VCM装置的部分物料清单
序号 |
内 容 |
序号 |
内 容 |
序号 |
内 容 |
1 |
乙烯(液) |
4 |
氯乙烯单体 |
7 |
轻炷 |
2 |
____氯 |
5 |
氯化氢 |
8 |
重炷 |
3 |
二氯乙烯 |
6 |
乙烯(气) |
9 |
天然气 |
表2-7 VCM装置的主要设备
____设备 |
数量 |
_____化学物质_____ |
____容积_____ |
直接氯化反应器 |
1 |
氯、乙烯 |
大(液体) |
____压缩机____ |
1 |
乙烯 |
中(气体)_____ |
球罐 |
4 |
EDC、VCM |
大(液体) |
_____≡≡_____ |
1 |
盐酸 |
大(液体) |
____精馅塔____ |
4 |
EDC、VCM、HC1、轻炷、重炷 |
大(液体/气体) |
____缓冲罐____ |
尚未确定 |
EDC、VCM、HCI |
中(液体) |
____裂解炉____ |
1 |
EDC、VCM |
中(液体) |
____焚烧炉____ |
1 |
_______混合物 |
中(液体) |
分析小组还需要氯装置的资料,特别是应急预案、安全设备、紧急停车联锁等资料, 该公司按照要求提供了以上资料。
③ 工艺危害分析方法的选择:
因工艺过程还未完全确定,分析小组很快决定不能釆用HAZOP分析方法,不能釆用安全 检查表分析方法(因为没有好的检查表可供使用),只能采用预先危险性分析(PHA)方法。
④ 分析准备:
分析组组长召集小组成员讨论了 PHA分析的内容,确定了需要讨论的问题(表2-8)以及必要的文件资料:
表2 - 8 VCM可研阶段PHA分析问题
序号 |
内 容 |
序号 |
内 容___________ |
1 |
VCM装置距离最近的居民区、最近的工厂有 多远? |
4 |
河流发洪水会对装置造成威胁吗?_______ |
5 |
该位置的风玫瑰图是什么样?_________ | ||
2 |
为何装置在东面?在西面、北面或南面呢? |
6 |
装置内和装置外有何防火措施?________ |
3 |
如果大量的氯释放采取何种应急措施? |
a) PHA分析日期、时间(预计需要1天)、地点。
b) PHA分析目的的说明。
C)以前的危险性分析报告、研究开发报告、初步工程分析复印件。
⑤分析说明:
PHA分析包含下列任务:
a) 现场查看氯装置和拟定的VCM装置的位置。
b) VCM装置的PHA分析会议。
C) PHA分析结果。
一般来说,PHA分析不包含现场查看,但是分析小组成员不了解装置现场的,可以 简短地看一下现场,记录下来氯装置的设备和人员的位置、待建VCM装置,还查看了现 场应急设施(如报警、火灾监视器、消防栓)以及这些设备的位置。
现场查看结束后,PHA分析组集中在会议室开始分析。组长对PHA分析方法做了简 要说明、传阅PHA分析表、解释危险分析内容、提请分析组考虑因为危险情况导致相邻 设备和系统的损坏(例如,起重机倒塌砸断管道,化学物质放出并导致化学物质的储槽 爆炸);为保证PHA正常进行,分析组长决定由他提出问题,然后从头至尾对工艺过程进 行分析,找出原因、后果、改进措施;最后,组长对VCM的生产过程做了简单说明,然 后开始分析。
以下是PHA分析过程组长与组员之间交流的部分内容:
组长:首先从有毒物质的危险开始。从乙烯进料开始,有哪些可能的原因?
组员甲:乙烯本身是无毒的,它是窒息剂且有易燃危险。
组长:是的,首先考虑其他有毒物质,然后再考虑这些危险。连接VCM装置的氯气 管道如何?
组员乙:据我所知,氯是以液态送入VCM装置的(研究部门已经确认用液氯的氯化 产率高)。法兰和垫片泄漏将释放出氯气,但其泄漏量可能很小。至于管道破裂,如起重 机倾倒砸断管道事故,将泄漏岀大量的氯气。管道内热膨胀也可能导致从垫片和阀门处泄 漏,或者引起管道破裂。
组员甲:也许我们该考虑把管道埋入地下,这样可以解决因为起重机倾倒可能导致的 事故。
组长:请稍等一下,在建议进行修改前,让我们来分析一下这种情况的后果如何,已 有哪些保护措施。
组员乙:••••••好的。后果是部分操作人员或办公楼的人员将处在高浓度氯气环境中, 这取决于风向。然而,我们已有的安全防护措施包括:①附近有防毒面具;②有安全避难 室;③所有管道的焊缝经X射线检测没有缺陷;④管道上装有膨胀节;⑤该区域装有氯 气检测和报警装置;⑥装置的员工已受过氯气泄漏的应急培训。还需要什么呢?
组长:那么暴露在氯气中的人员呢?
组员乙:最近的居民距离装SW 3. 5 km远。公司现有的预案中已考虑到了这个问题。
组长:你认为氯气输送管道还需要釆取哪些特殊保护措施呢?
组员乙:如果VCM装置长期停车,则应保证管道中无残留氯气。
组员甲:如果管道断裂,如何进行隔离?
组员乙:我们需要止回阀,或者是管道破裂联锁装置。顺便说一句,VCM装置的人 员还必须学习氯气泄漏的应急预案,并且有保护设备。如果VCM系统紧急停车,我们还 需要保证氯系统能应付由此带来的冲击。
组员甲:将氯气输送管道埋入地下如何?
组员乙:不,那样不好,少量的氯气泄漏很快变成大的泄漏;因为我们看不到管道, 所以无法尽早发现管道泄漏。
组长:在PHA表中我已注明了这些情况。管道泄漏和管道破裂如何分级?
组员乙:少量的氯气泄漏是存在的,但是不会有什么麻烦,我把它定为4级;而管道 破裂很严重,我把它定为1级。
组员甲:有道理。
组长:好的,如没有其他问题我们继续往下进行分析。(暂停)下一个主要设备是直 接氯化反应器。
组员乙:让我说明一下,液态氯和乙烯在该反应器中混合并生成二氯乙烯,反应是放 热的。
组长:是的。
组员乙:会爆炸吗?
组长:我不知道。我相信设计人员将针对最坏的情况设计压力释放系统。我们假设应 该如此,不过我们将提请设计人员注意。
组员乙:反应器中有多少氯?温度是多少?
组长:现在还无法回答这个问题,我想可能超过IOt,但我不知道温度是多少。
组员乙:如果反应器发生爆炸,装置区域将被高浓度氯气包围。15年前该公司把储 槽移位到公路的东面就是担心发生大量氯气释放,按危险等级为1级。我想环境部门已对 此采取了措施。
组长:有哪些安全措施?
组员甲:我们还不知道反应器的型号,我相信我们会考虑适合的联锁装置避免失控反 应。但是一旦不能阻止失控反应,将有大量的氯气和乙烯释放出来,氯气检测器如何?
组员乙:检测器安装在装置内某个确定位置。但是风向是向居民区,检测器则检测不 到氯气,如果反应器上的爆破片或安全阀打开,我们会听到的。
组长:那么,你是不是认为应该把VCM装置移到道路的西边?
组员甲:我认为我们应该建立大量氯气释放的模型并预估其后果,如果后果很严重, 我同意将装置移到西边。
组员乙:我认为我们还是应该考虑把装置移到西边。因为已经有液氯管道,因此管道 破裂的风险不会増加;另外还增加了居住区保护间距。但是,装置附近的工厂需要加强防 范氯气泄漏的措施。
组长:如果这样的话我们将购买更多的土地。我将记下你们这两种观点,交给项目部 门决定。下一个问题是EDC储罐,它们会释放出有毒气体吗?
这种讨论一直进行下去,分析组将对所有主要设备的有毒气体释放原因加以分析。然
• 83 .
后组长再引导分析组从头开始分析易燃物质释放的原因。分析组从头至尾对装置进行多次分 析,每一次分析一种危险(如失控反应、有毒气体释放、低温作用)以及处理这些危险的 建议措施(有些分析组的分析方式可能是对某个设备或工段存在的所有危险进行分析后,再 进行下一个设备或工段的分析,直至所有的设备或工段都进行了分析,PHA分析结束)。
PHA分析结束时,组长宣布由自己整理PHA分析表并发给大家进行审查,请大家在 2周内完成,然后根据所提建议和意见,编写形成最终的分析报告提交VCM项目部门。
⑥分析结果:
表2-9是PHA分析报告举例。表中包括所考虑的危险、这些危险的原因、提请该公 司考虑改正或采取预防措施的建议。
表2-9 VCM装置可研阶段PHAX作表
区域:VCM装置——可研阶段
图纸:图2-5
会议时间:× × × ×年XX月× × H
分析人员:组长、组员甲、组员乙
危险 |
原因 |
主要后果 |
危险等级① |
改正措施/预防办法 |
氯管道法兰/垫 片泄漏 |
装置内少量氯气释放 |
IV |
无 | |
氯管道破裂 |
大量氯气释放,对装置内 和装置外有很大影响 |
I |
若VCM装置停车时间较长应确保管道 中无氯 安装阀门或联锁装置以便管道破裂时能 有效隔离 对VCM装置的员工进行氯气泄漏应急 培训 给VCM装置员工配备氯气防护设施 不要将氯气管道埋入地下 | |
毒质放 有物释 |
直接氯化反应 器释放 |
大量氯/EDC/乙烯释放, 与反应器的大小/操作条件有 关,对装置外有影响 |
I |
考虑将VCM装置移至厂区公路的西面 建立氯气释放模型,评估因放热反应引 起氯气/EDC释放对装置外的影响 确认反应器压力释放系统能否处理释放 出来的氯/EDC/乙烯 |
直接氯化反应 器破裂 |
大量氯/EDC/乙烯释放, 与反应器的大小/操作条件有 关,对装置外有影响 |
I |
让进入反应器的氯/EDC的量最小 | |
直接氯化反应 器安全阀起跳 |
大量M/EDC/乙烯释放 出来 |
π |
确认反应器的安全阀释放系统的焚烧炉 和洗涤器能有效处理这种释放 | |
EDC储罐破裂 |
大量EDC释放,对装置外 有影响,可能污染河流 |
I |
考虑将EDC储權破裂导致的泄漏物收 集到特定的设施并远离河流布置 | |
_ |
洪水破坏EDC 储罐 |
大量EDC释放,对装置外 有影响,可能污染河流 |
I |
考虑将EDC储罐远离河流布置 确认EDC (和其他储槽)的基础支撑 足够抗击洪水冲击 |
注:①按照轻微、一般、重大、严重4个级别划分。
除了这张PHA表外"分析组长对此次PHA分析进行了简要总结、列出参加分析人 员、对哪些内容进行了分析、有哪些主要发现。PHA分析结果对VCM装置的设计人员非 常有用,在项目的可研阶段就能对不当之处进行修改。
⑦结果讨论:
PHA分析组对拟建的VCM装置的危险进行了分析并提出了相应的建议措施,一些主 要建议措施如下:
a) 考虑将装置移到装置道路的西面(取决于氯气扩散分析结果)。
b) 让EDC、VCM、HCl储槽远离河流(分析组考虑到洪水的袭击及释放物有可能污 染河流)O
C)让EDC、VCM、HCl在装置内的储存量最小,这需要对一些设备进行设计修改使 装置布局在保证安全操作的基础上更加紧凑。
d) 修改装置的应急预案并确定易燃物质的释放(装置内的运输工具可能点燃这些易 燃物质)。
e) 确认装置的消防系统有足够的供水能力,并有防爆保护。
根据PHA分析结果可得出以下结论:
① 未发现其他危险(有毒物质、易燃物质等),然而,如果改变拟建的VCM装置位 置可能有新的危险,这是因为拟建装置和已有装置之间存在相互影响。
② 许多危险性的原因或后果与设备位置有关,因此,所做出的建议需要重新考虑设 备的位置。
③ PHA分析组的经验是成功的关键,特别是组员想到了大量氯气储存在厂区公路西 侧避免了一些不必要的厂址选址工作。
因为VCM项目处在可研阶段,所以PHA分析所用时间较少。
总之,PHA分析组找出了 VCM装置设计人员在设备总平面布置设计时应考虑的危险 情况。找出这些危险是为了装置更加安全,而且能够避免在将来进行大的修改,从而节约 费用。 更多免费资料老姚注安Q群:
2)故障假设分析 总群819223280建筑1028036193化工747012873其他628721411
(1) 概念。
故障假设分析方法是对工艺过程或操作的创造性分析方法,这种分析方法可辨识检查 设计、安装、技改或操作过程中可能产生的危险,参与故障假设分析的人员在分析会上围 绕分析人员确定的安全分析项目对工艺过程或操作进行分析,鼓励每个分析人员对假定的 故障问题发表不同的看法,分析的结果通常以工作表的形式体现。
故障假设分析与检查表相似,旨在对生产系统进行检查,但该方法在进行危险辨识时 常釆用一种固定的模式进行提问,假设某处出现故障后的情况,即“如果某某出现了问 题会出现什么情况”。分析小组在提出这样的问题后,再通过回答、分析这些问题可能导 致的后果、已釆用的安全措施以及还应补充的措施等对整个生产系统进行全面、系统的 分析。
(2) 分析过程。
①首先要熟悉系统,确定要分析的范围,然后提出要分析的问题。
② 分析的过程仍旧釆用头脑风暴的过程,分析中应确定假设出现某故障时其可能导 致的最坏的后果,列出所有的后果。
③ 检查和分析系统在设计初始阶段针对该故障已经采取的安全措施,判断其是否能 够真正阻止危险或风险降低到可接受的水平。
④ 若上一步不足以保证生产安全,则需要进一步的控制措施。
故障假设分析结果以工作表表达,工作表形式不拘一格,可采用表2-10的形式。
表2-10故障假设分析工作表示例
问题 如果……将发生什么情况 |
后果 |
已有安全措施 |
建议 |
(3)故障假设分析实例。
以磷酸二铉(DAP)反应系统为例,针对反应过程以下问题进行分析:
① 进料不是磷酸而是其他物质。
② 磷酸浓度过低。
③ 磷酸中含有其他杂质。
④ 阀门B关闭或堵塞。
(5)进入反应器中的氨比例过高。
图2-6 DAP工艺流程图
如图2-6所示,磷酸溶液与氨水溶液加入带夹套的反应釜中反应生成DAP, DAP是
• 86 •
无任何危险的产品。如果进入反应釜的磷酸溶液流量太大,则得不到合格产品,但反应是 安全的;如磷酸溶液和氨水溶液的流量同时增加,此时反应放出的热量将增加,反应过程 变得不可控制;如氨水溶液进料流量太大,未反应的氨水与DAP 一起进入DAP储槽, DAP储槽将放出氨气充满工作区。此例的分析结果见表2-11。
表2-11故障假设分析工作表
问题 如果……将发生什么情况 |
后果 |
已有安全措施 |
建议 |
进料不是磷酸而是其他 物质 |
其他物质与磷酸或氨 反应可能产生危险,或 产品不符合质量要求 |
供应商可靠; 装置物料的管理规程 |
保证物料管理规程得以严 格执行 |
磷酸浓度过低 |
未反应的氨带到DAP 储槽并释放到工作区域 |
供应商可靠; 氨气检测仪和报警器 |
在送入储槽之前分析磷酸 的浓度 |
磷酸中含有其他杂质 |
磷酸中的杂质与氨反 应可能带来危险,或产 品质量不合格 |
供应商可靠; 装置物料的管理规程 |
保证物料管理规程得以严 格执行 |
阀门B关闭或堵塞 |
未反应的氨带到DAP 储槽并释放到工作区域 |
定时维修; 氨检测器和报警器; 磷酸管道上有流量计 |
通过阀门B的流量较低 时,阀门A氨报警或关闭 |
进入反应器中的氨比例 过高 |
未反应的氨带到DAP 储槽并释放到工作区 |
氨水管线上有流量表、 氨气检测仪和报警器 |
通过阀门A的流量较高 时,阀门A氨报警或关闭 |
化工装置在开停工阶段存在的安全风险因素比正常生产阶段更集中、更危险、更复 杂,也是事故多发的过程,其危险性表现在:一是装置的开停工技术要求高、程序复杂、 操作难度大,是一个需要多专业、多岗位紧密配合的系统工程。在开停工过程中,装置工 况处于不稳定、操作条件时刻变化、不断进行操作调整的状态,全厂性的动力供应等也处 于不稳定状态。二是检修后装置的开工,所有设备、仪表等,随着开工进度陆续投用,逐 一经受考验,随时可能出现故障、泄漏等问题。三是新建装置的开工,装置的流程、设备 没有经过正式生产的检验,人员对新装置的认识、操作熟练程度、处理问题的经验等达不 到老装置人员的水平。因此,开停工过程的风险因素是随时变化的,也是不确定的。相比 而言,新建装置的开工比老装置停工检修后的再开工风险更大。鉴于装置开停工过程的危 险性,企业对装置开停工过程应予以高度重视。
开工管理是指生产装置或设施安装、变更或检修施工状态结束,开始转入开工过程, 直到开工正常、产品合格的管理过程;停工管理是指生产装置或设施从开工状态转入停工 操作,包括退料、吹扫等,直到交付检修的过程。
下文将以石油化工企业为例,详细介绍生产装置开停工安全技术要点。
一、制定开停工方案
开停工方案是操作规程的重要内容之一,但由于开停工过程中涉及的操作调整多,所 以内容也比较多,一般开停工方案要独立成册或独立成章节。
(一) 总则
总则主要包括开停工的目标、时间进度和总体要求等。HSE目标必须是具体的,如 不发生超温超压、着火爆炸、泄漏中毒、不放火炬等。目标一旦确定,必须千方百计 达到。
开停工进度表要对每天、每小时的开停工进度做出计划,使全体参加开停工的人员做 到心中有数,使相关单位做好配合。
(二) 设置组织机构,明确职责分工
新建(含改建、扩建)装置、大修装置或多套装置的开停工,由企业主管生产、技 术的领导担任总指挥;其他类型的装置开停工,一般由车间主任或副主任担任总指挥,其 他主任分工负责把关,技术人员按照专业或生产单元分工。
(三) 风险识别和对策措施
开工过程中包括吹扫试压、联运、引料开工等步骤,停工过程包括退料、吹扫等步 骤,在开停工方案编写前,基层单位要组织有关人员,认真识别分析各项操作步骤存在的 风险,并制定有针对性的防范措施,最大限度地控制风险,削减污染物的排放。
(1) 开停工过程中可能产生的安全风险包括可能引起的超温、超压,停工时的硫化 亚铁自燃和开工时的冲塔、满(冒)罐等。
(2) 开停工过程中可能产生的环保风险包括废气(恶臭气体)、废水、废渣的产生情 况(设备),以及这些污染物的品质、排放量、排放温度、排放时间和排放去向等。
(3) 明确物料及公用工程系统的隔离措施和状态,对于联合装置不同步开停工或未 退料设备,要有防止物料互串的隔离和防范措施。隔离措施要符合有关规定,如《盲板 管理规定》等。
(4) 明确停工时放射源、特殊催化剂、特殊物料等的防护措施和开工时联锁等自保 系统的状态。
(5) 制定吹扫过程中防止吹出物伤人和烫伤的措施,开工试压过程中防止超压的措 施,试验压力的检测不能少于两块压力表。如果进行爆破吹扫、打靶吹扫,要制定专项安 全措施。
(6) 明确下水井系统的处理措施以及设备底部排放(水)的处理措施。
(7) 预防水体污染系统要检査、清理、畅通。
(8) 开工时,要明确火炬排放系统、报警仪、安全阀、压力表、防爆门、消防气防 设施、风向标等安全附件的检查、投用时间。
(9) 各项措施的落实、确认要明确程序、时间和责任人,同时要注明需要各部门、 单位配合的事项和时间。
上述措施可以单独写在开停工方案中,也可以写在相应的操作过程步骤中。
(四)按流程、单元或岗位编制开工方案
一般吹扫试压按流程编写方案,引料开停工按生产单元或岗位编写方案,也可以相互 结合,具体内容包括以下各方面:
(1) 装置开工具体方案应包括装置开工所需的检查、材料准备、吹扫试压、气密、 真空试验、置换、点炉、衬里烘干、单机试运、水联运、油运、溶剂及介质循环、升 (降)温升压、催化剂和助剂投用、投料、质量调节、产品外送等所有本装置应有的开工 环节。机组的开车应有专门方案。联锁校验应全部通过并有相关单位人员的确认记录,重 要阀门的调试应有确认记录。
(2) 装置停工具体方案应包括停工准备、切断进料、停剂、卸剂、退料、降(升) 温降压、退溶剂、置换、停炉、吹扫、蒸塔蒸罐、烧焦、催化剂再生、钝化除臭、开人 孔、通风冷却、气体分析、现场检査等所有本装置应有的停工环节。机组的停车应有专门 方案。
(3) 在开停工具体方案中要明确装置开停工的主要节点、易出问题环节及应对措施。 对以往开停工及日常运行中出现的问题,开停工方案中要作为重点加以体现,让每名职工 都要熟知,避免问题重复发生。
(4) 在开停工具体方案中应有详细的盲板表,明确盲板位置、规格、加装人、拆装 人、确认人等。
(5) 在开停工具体方案中应明确保证公用工程系统安全的措施,严禁出现公用工程 系统污染事故。对于使用完毕的公用介质应加盲板隔离。
(6) 在开停工具体方案中关键点控制要量化,对温度、压力、流量、液位等参数的 控制范围及方法要明确、量化,使操作人员容易把握,不允许有模糊语言。
(7) 开停工具体方案中要明确对动静设备、特殊阀门、仪表的保护措施,严禁出现 开停工过程中损坏设备的事故。
(8) 开工方案的审查会签、批准、培训、变更程序同操作规程。
二、停工过程安全技术要点
车间应组织本单位职工认真学习开停工方案,进行书面考试并记录成绩,确保每个 操作人员均能熟练掌握开停工的有关步骤,熟知开停工过程中可能出现的人身、工艺、 设备、安全、环保问题及防范措施。首次开停工装置要对开停工方案反复学习、现场 演练。
开停工前车间应组织职工开会,明确开停工进度,明确人员责任,强调应注意的主要 问题,避免连续疲劳作业。有改造项目的单位,开工前须由车间领导和技术员进行交底, 讲明差异性、注意事项和操作要点,必要时要进行现场交底或操作演示。
装置开停工前,车间要将开停工方案、大事记录、进度表和盲板表张贴上墙,根据需 要绘制装置(反应器、再生器、加热炉、余热炉)升温曲线图。
装置开停工前需进行现场和操作室清理,保证消防通道、工作线路畅通。开停工过程 中要保持良好的工作秩序,非必要人员不得进入装置区域和操作室。
(-)停工过程注意事项
在停工过程中,操作人员要在较短的时间内操作很多阀门和仪表,密切注意各部位温 度、压力、流量、液位等参数变化,劳动强度大,精神紧张,为了避免出现差错,停车时 必须按确定的方案进行。要求注意以下几点:
(1) 控制好降温降量降压的速度。降温降量的速度不宜过快,尤其在高温条件下, 温度骤变会造成设备和管道变形、破裂,引起易燃易爆、有毒介质泄漏而发生着火爆炸或 人员中毒。
(2) 开关阀门的操作要缓慢。开阀门时,打开前两扣后要停片刻,使物料少量通过, 观察物料畅通情况,然后再逐渐开大,直到达到要求为止。开蒸汽阀门时要注意管线的预 热、排凝和防水击。
(3) 停炉操作应严格按照工艺规程规定的降温曲线进行,注意各部位火嘴熄火对炉 膛降温均匀性的影响。
(4) 装置停车时,系统内的物料应尽可能倒空、抽净、降温后,送出装置,可燃、 有毒气体应排至火炬烧掉,对残存物料的排放,不得就地排放或排入下水道中,退净介质 后,才能进行下一步的吹扫置换步骤。
(二) 吹扫
设备和管线内没有排净的可燃、有毒液体,一般釆用蒸汽或惰性气体进行吹扫。吹扫 时要根据停工方案制定的吹扫流程图、方法步骤和所选吹扫介质,按管线号和设备位号逐 一进行,并填写登记表,以确保所有设备、管线都吹扫干净不遗漏或留死角。设备、管线 物料吹扫前,岗位之间要加强联系,防止憋压、冒顶等事故;吹扫介质(氮气)压力不 能过低,以防止被吹扫介质倒流至氮气管网,存放酸碱介质的设备、管线,应先予以中和 或加水冲洗;低沸点物料倒空置换一定要先排液后放压,防止液态炷排放过程大量汽化, 使管线设备冷脆断裂。要严格按操作规程和吹扫方案进行吹扫,各岗位要安排吹扫负责 人,并对负责人进行考核。做到扫得净、放得空、无死角、不超压,不用错吹扫介质、吹 扫一次合格。吹扫合格后,应先关闭有关阀门,再停气,以防止系统介质倒回,同时及时 加盲板与有物料系统隔离。 一
(三) 置换
对可燃、有毒气体的置换,大多采用蒸汽、氮气等惰性气体为置换介质,也可采用注 水排气法,将可燃、有毒气体排净。置换和被置换介质进出口和取样部位的确定,应根据 置换和被置换介质密度的不同来选择,若置换介质的密度大于被置换介质,取样点宜设置 在顶部及易产生死角的部位;反之,则改变其方向,以免置换不彻底。置换出的可燃、有 毒气体,应排至火炬烧掉。用惰性气体置换过的设备,若需进入其内部作业,还必须釆用 自然通风或强制通风的方法将惰性气体置换掉,化验分析合格后方可进入作业,以防窒息 事故发生。
(四) 蒸煮和清洗
对吹扫和置换都无法清除的残渣、沉积物等,可用蒸汽、热水、溶剂、洗涤剂或酸、 碱溶液来蒸煮或清洗。蒸煮或清洗时,应根据积附物的性质选择不同的方法,如水溶性物 质可用水洗或热水蒸煮,黏稠性物料可先用蒸汽吹扫,再用热水煮洗,对那些不溶于水或 在安全上有特殊要求的积附物,可用化学清洗的方法除去,如积附氧化铁、硫化铁类沉积
物的设备、管线等,化学清洗时,应注意釆取措施防止可能产生的硫化氢等有毒气体危害 人体。
(五) 抽堵盲板
抽加盲板做到由专人统一负责编号登记管理、检查核定、现场挂牌。未经吹扫处理的 设备、容器、管道与系统隔离,设置明显标志,并向岗位相关人员交底。
(六) 其他
做好下水系统及其他相关系统的安全处理。在完成了装置停车、倒空、吹扫、置换、 蒸煮、清洗和隔离等工作后,装置停车即告完成。在正式转入检修施工之前,要对地面、 明沟内的油污进行清理,对装置及其周围的所有下水井和地漏进行封堵,对于转动设备或 其他有电源的设备,检修前切断一切电源,必要时悬挂警示牌或上锁。
三、停工检修条件联合检查确认
生产装置或设施在停工处理后,交付检修施工单位前,需对检修条件进行确认,不仅 是对停工结果的检查确认,也是为了防止在检修过程中发生事故。此项工作一般由安全管 理部门牵头组织,相关职能部门和单位参加。
检修条件确认至少包括以下内容:
(1) 承包商施工准备情况:
① 提供相应的施工资质和HSE业绩证明材料,签订施工HSE合同,交安全抵押金。
② 制定检修施工方案,进行了危害识别并制定相应的安全措施,施工方案、应急预 案已经相关部门审批完毕。
③ 有健全的HSE管理体系并配备具备资质的专职安全监督管理人员,配置数量满足 要求。
④ 所有参加检修人员已进行两级安全教育并与所在单位签订HSE承诺书。
⑤ 为参加检修人员配备合格的个体防护用品。
⑥ 特种作业人员持政府主管部门颁发的特种作业操作资格证书6
(2) 施工主管部门负责检查承包商单位和人员资质、特种设备安全等情况,并对承 包商施工准备情况进行审核,组织对检修施工方案及HSE方案审核。
(3) 生产管理部门组织对盲板拆装情况进行检查,对停工装置(设施)区域标识情 况进行检查。
(4) 安全监督管理部门负责检查承包商人员入厂安全教育,检查下水系统安全防护、 安全气釆样分析等情况,并对承包商安全准备情况进行审核。
(5) 环保监督管理部门负责检查承包商环保措施制定情况、废弃物处置准备情况等。
(6) 消防气防监督管理部门负责现场消防、气防措施和设施落实。
(7) 电气、仪表等参加检修的单位负责对现场电气仪表设备设施进行安全防护,检 查专业安全管理措施落实情况。
(8) 生产装置(设施)所在单位负责二级安全教育、盲板拆装、下水系统处理、应 急措施准备、监护人安排等。
上述内容需要进一步细化分解,防止遗漏,逐项明确负责单位,确认后签字,强化责 任落实。
四、开工条件联合检查确认
新建生产装置或设施安装、变更或检修完毕,要通过系统的安全检查,确保工艺系统 满足设计、安装和测试等相关的要求,符合安全投产的条件。
对于新建生产装置或大修装置,一般分两次进行开工条件确认,即中间交接前进行 “三查四定”和装置引料前进行开工条件检查;对于单体设备设施,投入使用前一般只进 行开工条件检查。
(-)“三查四定”
“三查四定”,即查设计漏项、查工程质量及隐患、查未完工程量,定任务、定人员、 定时间、定措施,限期完成。
“三查四定” 一般在项目进度完成了 90% -95%时进行,一方面,这时安装工作基本 完成,通过现场可以预计工艺设施以后的安全情况,便于开展各项现场检查工作;另一方 面,如果发现有需要整改的地方,项目管理部门还有一定的时间去执行,对施工进度影响 不大。
(二) 中间交接
中间交接,即将建设或大修项目由施工管理单位逐渐交付给生产单位的时间界面。按 照中间交接的标准进行“三査四定”并完成问题整改后,就可以进行中间交接。中间交 接后,施工进入收尾阶段,生产单位人员进入现场,开始熟悉现场、吹扫试压等工作。中 间交接的一般要求:
(1) 工程按设计内容完成施工。
(2) 工程质量符合国家和行业标准。
(3) 工艺、动力管道的耐压试验完成,系统清洗、吹扫完成,保温基本完成。
(4) 静设备无损检验、强度试验、内件安装、清扫完成;安全附件(安全阀、防爆 门等)已调试合格。
(5) 转动设备单机试车合格(需用物料或特殊介质而未试车者除外)。
(6) 大型机组空负荷试车完成,机组仪表、保护性联锁和报警等自控系统调试联合 合格。
(7) 装置电气、仪表(含计量仪表)、计算机、防毒防火防爆等调试联校合格。
(8) 装置区施工临时设施拆除,工完、料净、场地清,竖向工程施工完。
(9) 对联动试运有影响的“三查四定”项目及设计变更项处理完,其他未完施工尾 项责任、完成时间已明确。
(三) 开工条件确认
生产装置或设施引料前,必须按专业、按工种确认开工条件,最后由分管领导批准引 料开工。这项工作一般由生产管理部门牵头组织。开工条件确认至少包括以下内容:
(1)施工完成情况,由施工管理部门和设计管理部门组织施工单位、设计单位、监 理单位、生产单位等,对设计的符合性、完整性、施工质量、特种设备取证等情况进行检 査确认。
(2) 生产单位准备情况,由生产管理部门组织生产单位检查开工方案、操作规程、 工艺标准等开工文件是否审核批准,检查操作人员是否培训考核合格,检查原材料、助剂 等是否准备到位等。
(3) 安全仪表、电气系统调校情况,由设备管理部门组织仪表、电气等单位对仪表 联锁、报警、电气保护、电气安全、机泵试运情况进行检查。
(4) 公共系统准备情况,由生产管理部门组织有关单位对原材料和水电气风供应、 产品和中间产品储存、火炬排放系统等进行检查。
(5) 专项安全消防情况,由安全和消防部门组织有关单位对劳动保护设施、消防道 路、消防气防设施、应急通信、应急预案等情况进行检查。
(6) 专项环境保护情况,由环保部门组织有关单位对“三废”排放和治理、环境应 急预案和应急设施等情况进行检查。
上述内容需要进一步细化分解,防止遗漏,逐项明确负责单位,确认后签字,强化责 任落实。
(四)开工过程安全管理
步步有确认是确保方案达到预期目的、取得预期效果的必要保证。一般步骤操作员自 己确认,关键步骤由工程技术人员进行确认,使操作、进度始终处于受控状态,对开工过 程中的引蒸汽、氮气、瓦斯、化工原料等重要步骤,可以提前制定详细的确认检査表,按 各职能部门的职责划分进行检査确认,达到条件并签字后,方可进行操作。开工过程重点 注意以下事项。
(1) 开工前至少必须确认:
① 已经对员工进行了开工方案的培训和考试,员工已熟练掌握。
② 已经完成系统试压并做到气密性良好。
③ 系统的空气已经彻底吹扫完成、置换干净合格,不会产生爆炸性混合气体。
④ 所有管线、设备上的盲板已经全部拆除并做到销号和记录。
(2) 开工过程中至少应当做到:
① 使用蒸汽前必须先脱净冷凝水,防止水击。
② 在开工过程中严密监测加热炉的负荷变化,要严格执行加热炉的操作规程,防止 发生炉膛闪爆和超温事故。
③ 操作人员必须认真对待各类报警信号,对所发生的各种报警必须要认真检查确认。
④ 当管线、容器内有介质存在时,严禁带压进行更换垫片、压盘根等操作。
⑤ 各类塔、容器恒温脱水时操作人员不得离开,防止跑油。
⑥ 针对开工阶段产生毒物的过程,现场人员必须佩戴合适的空气呼吸器和便携式有 毒气体检测报警仪。
⑦ 开工阶段,各专业人员、各级人员要加强巡回检査,及时发现并处理出现的问题。
⑧ 保运单位配备足够的保运人员,随时处理开工过程中出现的各种设备、电气、仪 表故障。
⑨ 开工完成后的运行初期,装置工况还不稳定,建议开展一次综合大检查,以及时 发现可能存在的技术问题和安全隐患。
化工机械设备是化学工业生产中所用的机器和设备的总称。主要分类:①化工机器, 指主要作用部件为运动的机械,如各种过滤机、破碎机、离心分离机、旋转窑、搅拌机、 旋转干燥机以及流体输送机械等。化工机器的划分是不严格的,一些流体输送机械(如 泵、风机和压缩机等)在化工行业常被称作化工机械,但同时它们又是各种工业生产中 的通用机械。②化工设备,指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械,如各种容 器(槽、罐、釜等)、普通窑、塔器、反应器、换热器、普通干燥器、蒸发器,反应炉、电 解槽、结晶设备、传质设备、吸附设备、流态化设备、普通分离设备以及离子交换设备等。
化工机械设备安全要求:一是应当有足够的强度,为确保化工机械设备长期、稳定、 安全地运行,必须保证所有零部件有足够的强度。要求设计和制造单位严把设计、制造质 量关,消除隐患,特别是对于压力容器,必须严格按照国家有关标准进行设计、制造和检 验,严禁粗制滥造和任意改造结构及选用代材。
二是应当做到密封可靠,化工生产的物料大都是易燃、易爆、有毒和腐蚀性强的介 质,如果由于机械设备密封不严而造成泄漏,将会引起燃烧爆炸、灼伤、中毒等事故。因 此,不管是高压还是低压设备,在设计、制造、安装及使用过程中,都必须重视化工机械 设备的密封问题。
三是必须具备配套的安全保护装置。随着科学技术的发展,现代化工生产装置大量采 用了自动控制、信号报警、安全联锁和工业电视等一系列先进手段。自动联锁与安全保护 装置的采用,在化工机械设备出现异常时,会自动发出警报或自动釆取安全措施,以防事 故发生,保证安全生产。
四是应当具有很强的适用性,也就是说当运行条件稍有变化,如温度、压力等条件有 变化时,能完全适应并维持正常运行,而且当由于某种原因发生事故时,可立即釆取措 施,防止事态扩大,并在短时间内予以修复、排除。这除了要求安装有相应的安全保护装 置外,还要有方便修复的合理机构,备有标准化、通用化、系列化的零部件。
五是规范运行操作和检维修管理。要求操作人员严格履行岗位责任制,遵守操作规 程。严禁违章指挥、违章操作,严禁超温、超压、超负荷运行。同时还要加强维护管理, 定期检查设备与机器的腐蚀、磨损情况,发现问题及时修复或更换,特别是化工机械设备 达到使用年限后,应及时更新,以防因腐蚀严重或超期服役而发生重大设备事故和次生人 员伤亡事故。
总之,化工机械设备运行状况的好坏,将直接影响化工生产的连续性、稳定性和安全 性,而且生产的特殊性使整个装置设备存在许多不安全因素。因此,强化化工机械设备的 维护管理,提高职工队伍的安全技术素质,确保化工机械设备的安全运行,在化工生产中 越来越重要。
一、主要化工设备类型、危险特性及安全运行的基本要求
化工生产过程十分复杂,需要使用到各种设备,例如,反应设备、换热设备、塔设 备、干燥设备、分离设备、储罐、压缩机、泵等。这些设备的完好性是化工生产的重要安 全保障。因此,了解化工机械设备工作原理,掌握其常见的危险特性是安全生产工作者必 备的能力。
(一)反应设备
1.定义
在工业生产过程中,为化学反应提供反应空间和反应条件的装置称为反应设备或反应 器(图2-7)0它是石油、化工、医药、生物、橡胶、染料等行业生产中的关键设备之 一,主要用于完成氧化、氢化、磺化、炷化、水解、裂解、聚合、缩合及物料混合、溶 解、传热和悬浮液制备等工艺过程,使物质发生质的变化,生成新的物质而得到所需要的 中间产物或最终产品。可见,反应器对产品生产的产量和质量起着决定作用。
图2-7反应设备
2.常用反应设备的类型
反应设备的结构型式与工艺过程密切相关,种类也各不相同,如用于有机染料和制药 工业的各种反应釜,制碱工业的苛化桶,炼化装置的加氢、重整反应器,化肥工业的甲醇 合成塔和氨合成塔以及乙烯工程高压聚乙烯聚合釜等。常见反应设备的类型包括:
(1) 管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成,可用于实现气相反应和液相 反应。
(2) 釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或气流搅拌装 置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相 反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆 态反应器。
(3) 有固体颗粒床层的反应器。气体和液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实 现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。
(4) 塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填充塔、板 式塔、鼓泡塔等。
(5) 喷射反应器。利用喷射器进行混合,实现气相或液相单相反应过程和气液相、 液液相等多相反应过程的设备。
(6) 其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。
3.反应设备的危险性
反应设备中的化学反应需在一定的条件(压力、温度、催化剂等)下进行。因此, 反应设备属于维持一定压力、完成化学反应的压力容器,通常还装设一些加热(冷却) 装置、触媒筐和搅拌器,以便于对反应进行控制。此外,由于涉及反应器物系配置、投料 速度、投料量、升温冷却系统、检测、显示、控制系统以及反应器结构、搅拌、安全装 置、泄压系统等。反应设备具有较大的危险性,易于引发各类事故,如检修中为进行彻底 置换、违章动火、物料性能不清、开车程序不严格、操作中超压和泄漏造成的爆炸事故, 因泄漏严重、违章进入釜内作业造成的中毒事故等。触媒中毒、冷管失效也是常见的反应 器事故形式。
1) 固有危险性
(1) 物料:化工反应设备中的物料大多属于危险化学品,如果物料属于自燃点和闪 点较低的物质,一旦泄漏后,会与空气形成爆炸性混合物,遇到点火源(明火、火花、 静电等),可能引起火灾爆炸,如果物料属于毒害品,一旦泄漏,可能造成人员中毒 窒息。
(2) 设备装置:反应器设计不合理、设备结构形状不连续、焊缝布置不当等,可能 引起应力集中,材质选择不当,制造容器时焊接质量达不到要求,以及热处理不当等,可 能使材料韧性降低。容器壳体受到腐蚀性介质的侵蚀,强度降低或安全附件缺失等,均有 可能使容器在使用过程中发生爆炸。
2) 操作过程危险性
反应设备在生产操作过程中主要存在以下风险:
(1) 反应失控引起火灾爆炸:许多化学反应,如氧化、氯化、硝化、聚合等,均为 强放热反应。若反应失控或突遇停电、停水,造成反应热蓄积,反应釜内温度急剧升高、 压力增大,超过其耐压能力,会导致容器破裂;不稳定的过热液体会引起二次爆炸(蒸 汽爆炸);喷出的物料再迅速扩散,反应釜周围空间被可燃液体的雾滴或蒸汽笼罩,遇点 火源还会发生三次爆炸(混合气体爆炸)。导致反应失控的主要原因有反应热未能及时移 出、反应物料没有均匀分散和操作失误等。
(2) 反应容器中高压物料窜入低压系统引起爆炸:与反应容器相连的常压或低压设 备,由于高压物料窜入,超过反应容器承压极限,从而发生物理性容器爆炸。
(3) 水蒸气或水漏入反应容器发生事故:如果加热用的水蒸气、导热油或冷却用的 水漏入反应釜、蒸偕釜,可能与釜内的物料发生反应,分解放热,造成温度、压力急剧上 升,物料冲出,发生火灾事故。
(4) 蒸僭冷凝系统缺少冷却水发生爆炸:物料在蒸储过程中,如果塔顶冷凝器冷却 水中断,而釜内的物料仍在继续蒸储循环,会造成系统由原来的常压或负压状态变成正 压,超过设备的承受能力发生爆炸。
(5) 容器受热引起爆炸事故:反应容器由于外部可燃物起火,或受到高温热源热辐 射,引起容器内温度急剧上升,压力增大发生冲料或爆炸事故。
(6)物料进出容器操作不当引发事故:很多低闪点的甲类易燃液体通过液泵或抽真 空的办法从管道进入反应釜、蒸偶釜,这些物料大多数属绝缘物质,导电性较差,如果物 料流速过快,会造成积聚的静电不能及时导除,发生燃烧爆炸事故。
4.反应器安全运行的基本要求
反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量传递过程与流体动力学过程 的要求、工程控制的要求、机械工程的要求、安全运行要求,基本要求如下:
(1) 必须有足够的反应容积,以保证设备具有一定的生产能力。保证物料在设备中 有足够的停留时间,使反应物达到规定的转化率。
(2) 有良好的传质性能,使反应物料之间或与催化剂之间达到良好的接触。
(3) 适当的温度下进行。
(4) 有足够的机械强度和耐腐蚀能力,并要求运行可靠,经济适用。
(5) 在满足工艺条件的前提下,结构尽量合理,并具有进行原料混合和搅拌的性能, 易加工。
(6) 材料易得到,价格便宜。
(7) 操作方便,易于安装、维护和检修。
(8) 开停工要注意升温、升压速度以及降温、降压速度的控制。
(二)换热设备
1-定义
在工业生产中,为了工艺流程的需要,往往需要进行各种不同方式的热量变换,如加 热、冷却、蒸发和冷凝等,换热器就是用来实现上述热量交换与传递的设备。通过各种设 备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足生产工艺的需要。换热 器在化工生产中起着非常重要的作用,它对于装置的安稳长期运行和热能有效利用的经济 性等方面都有很大的影响。因此换热器(图2-8)的正确使用、管理、维护检修等都非
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常重要。
图2-8换热器
2. 分类
1) 换热器按传热原理分类
(1) 表面式换热器。表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流 动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳 式、套管式、板式和其他型式的换热器。
(2) 蓄热式换热器。蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体 传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被 加热,使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
(3) 流体连接间接式换热器。流体连接间接式换热器,是两个表面式换热器由在其 中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循 环,在高温流体换热器接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
(4) 直接接触式换热器。直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备, 例如,冷水塔、气体冷凝器等。
2) 换热器按用途分类
(1) 加热器。加热器是把流体加热到必要的温度,但加热流体没有发生相的变化。
(2) 预热器。预热器预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。
(3) 过热器。过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。
(4) 蒸发器。蒸发器用于加热流体,达到沸点以上温度,使其流体蒸发,一般有相 的变化。
3) 按换热器的结构分类
可分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
3. 常见故障及预防措施
1)管束故障
(1) 管束的腐蚀、磨损造成管束泄漏或者管束内结垢造成堵塞引起故障。冷却水中 含有铁、钙、镁等金属离子及阴离子和有机物,活性离子会使冷却水的腐蚀性增强,其中 金属离子的存在引起氢或氧的去极化反应从而导致管束腐蚀。同时,由于冷却水中含有 Ca2+, Mg? +离子,长时间在高温下易结垢而堵塞管束。为了提高传热效果,防止管束腐 蚀或堵塞,釆取了以下几种方法:
① 对冷却水进行添加阻垢剂并定期清洗。例如,对煤气冷却器的冷却水釆用离子静 电处理器或投加阻垢缓蚀剂和杀菌灭藻剂,去除污垢,降低冷却水的硬度,从而减小管束 结垢程度。
② 保持管内流体流速稳定。如果流速增大,则导热系数变大,但磨损也会相应 增大。
③ 选用耐腐蚀性材料(不锈钢、铜)或增加管束壁厚的方式。
④ 当管的端部磨损时,可在入口 20Omm长度内接入合成树脂、陶瓷管或钛管等保护 管束。
(2) 振动造成的故障。造成振动的原因包括:由泵、压缩机的振动引起管束的振动; 由旋转机械产生的脉动;流入管束的高速流体(高压水、蒸汽等)对管束的冲击。降低 管束的振动常采用以下方法:
① 尽量减少开停车次数。
② 在流体的入口处,安装调整槽,减小管束的振动。
③ 减小挡板间距,使管束的振幅减小。
④ 尽量减小管束通过挡板的孔径。
2)法兰盘泄漏
法兰盘的泄漏是由于温度升高,紧固螺栓受热伸长,在紧固部位产生间隙造成的。因 此,在换热器投入使用后,需要对法兰螺栓重新紧固。换热器内的流体多为有毒、高压、 高温物质,一旦发生泄漏容易引发中毒和火灾事故,在日常工作中应特别注意以下几点: 尽量减少密封垫使用数量和采用金属密封垫;采用以内压力紧固垫片的方法;釆用可计量 力矩扳手等易紧固的作业方法。
(三) 储罐
相关内容参见第四章化学品储运安全技术。
(四) 塔
1.定义
塔设备(图2-9)是化工、炼油生产中最重要的设备之一。塔是化工生产过程中可 使气液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热目的的设备。塔设备的基本功 能在于提供气、液两相以充分接触的机会,使传质、传热两种传递过程能够迅速有效地进 行;并能使接触之后的气、液两相及时分开,互不夹带。
图2-9塔设备
2.塔设备的分类
(1) 按操作压力分类:加压塔,减压塔,常压塔。
(2) 按化工单元操作分类:精馋塔,吸收塔和解吸塔,萃取塔,反应塔,再生塔, 干燥塔。
(3) 按气液接触的基本构件分类:填料塔,板式塔。
二、主要化工机械类型、危险特性及安全运行的基本要求
(-)分离设备
1.定义
分离器(图2-10)是把混合的物质分离成两种或两种以上不同的物质的机器。
图2-10分离器
2.分离器工作原理
1) 离心式工作原理
离心分离器又称离心机。利用离心力将溶液中密度不同的成分进行分离的一种设备。 可进行固液分离、液液分离(重液体和轻液体及乳浊液等)。该设备的主要部分是电机带 动一个可旋转的圆筒,称作转鼓。有的转鼓壁上有很多小孔,离心分离时,转鼓壁上衬有 滤布,使固体物留在鼓壁而液体通过小孔甩出。也有的转鼓无小孔,被甩液体可以用导管 排出。
旋风分离器也是一种离心分离设备,是利用离心力分离气流中固体颗粒或液滴的 设备。
油雾分离器也是一种离心分离设备,当控制器接通电源时,吸雾口产生强大的负压迫 使油雾被定向吸入吸雾器内。油雾微粒在吸雾器内风轮的作用下发生碰撞,微小的颗粒集 合成能被控制的较大颗粒,在高效吸雾材料的阻挡下被拦截下来,通过回流口收集并 回收。
2) 静电式工作原理
静电分离器又称静电分离设备,静电分离器是通过高压静电、把导体物质与非导体物 质进行分离的设备。如静电油雾分离器,根据静电场二级原理使细小的油雾粒子随气流进 入一个强大的电场中,带上正电。当带电粒子到达净化器收集盘间的电场时,颗粒受金属 洗盘的吸引而黏附到金属盘上,从而使得油雾与空气分离,达到净化效果。
(二)压缩机组
1. 定义
压缩机(图2-11)是用来提高气体压力和输 送气体的机械。
2. 压缩机分类
(1) 按作用原理分:容积式和速度式(离心式, 也叫透平式)压缩机。
(2) 按压送的介质分类:空气压缩机、氮气压 缩机、氧气压缩机、氢气压缩机等。
(3) 按排气压力分类:低压(0.3 ~ 1.0 MPa)、 中压(1.0~10MPa)∖ 高压(10 ~ 100 MPa)、超高 压(AloOMPa)。
图2-11压缩机
(4) 按结构型式分类:压缩机分为容积式和速度式。容积式压缩机可分为回转式 (包括螺杆式、滑片式、罗茨式)、往复式(包括活塞式、隔膜式);速度式压缩机可分为 离心式、轴流式、喷射式、混流式。
(三)泵
1. 定义
泵,一种用以增加液体或气体的压力,使之输送流动的机械,是一种用来移动液体、 气体或特殊流体介质的装置,即是对流体做功的机械。
2. 分类
1) 按工作原理分
(1) 容积式泵。靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体, 并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。
根据运动部件运动方式的不同又分为往复泵和回转泵两类。
根据运动部件结构不同有活塞泵和柱塞泵,有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵和水环泵。
(2) 叶轮式泵。叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的 液体。
根据泵的叶轮和流道结构特点的不同叶轮式又可分为:①离心泵(CentrifUgalPUmp);
②轴流泵(axial PUnIP);③混流泵(mixed - flow PUmP);④旋涡泵(PeriPheral PUmP)。
(3) 喷射式泵(jet PUmP),是靠工作流体产生的高速射流引射流体,然后再通过动 量交换而使被引射流体的能量增加。
2) 按泵轴位置分
(1) 立式泵(VertiCaIPUmp )。
(2) 卧式泵(horizontal pump)。
3) 按吸口数目分
(1 )单吸泵(SingIe SUCtiOn PUmP) O
(2)双吸泵(double suction pump)。
4) 按驱动泵的原动机分
(1)电动泵(motor pump)。
(2) 汽轮机泵(gas turbine pump)。
(3) 柴油机泵(diesel PUmP) O
(4) 气动隔膜泵(diaphragm PUmP) O
3. 性能参数
主要有流量和扬程,此外还有轴功率、转速和必需汽蚀余量。流量是指单位时间内通 过泵出口输出的液体量,一般采用体积流量;扬程是单位质量输送液体从泵入口至出口的 能量增量,对于容积式泵,能量增量主要体现在压力能增加上,所以通常以压力增量代替 扬程来表示。泵的效率不是一个独立性能参数,它可以由别的性能参数如流量、扬程和轴 功率按公式计算求得。反之,已知流量、扬程和效率,也可求出轴功率。
泵的各个性能参数之间存在着一定的相互依赖变化关系,可以通过对泵进行试验,分 别测得和算出参数值,并画成曲线来表示,这些曲线称为泵的特性曲线。每一台泵都有特 定的特性曲线,由泵制造厂提供。通常在工厂给出的特性曲线上还标明推荐使用的性能区 段,称为该泵的工作范围。
泵的实际工作点由泵的曲线与泵的装置特性曲线的交点来确定。选择和使用泵,应使 泵的工作点落在工作范围内,以保证运转经济性和安全。此外,同一台泵输送黏度不同的 液体时,其特性曲线也会改变。通常,泵制造厂所给的特性曲线大多是指输送清洁冷水时 的特性曲线。对于动力式泵,随着液体黏度增大,扬程和效率降低,轴功率增大,所以工 业上有时将黏度大的液体加热使黏性变小,以提高输送效率。
4. 主要用途
泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送 液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
三、特种设备
(-)特种设备定义
《中华人民共和国特种设备安全法>(2013年,主席令第4号)规定:本法所称特种 设备,是指对人身和财产安全有较大危险性的锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电 梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆,以及法律、行政 法规规定适用本法的其他特种设备。
为保障特种设备的安全运行,国家对各类特种设备,从生产、使用、检验检测三个环 节都有严格规定,实行的是全过程的监督。特种设备分为承压类特种设备、机电类特种设 备。承压类特种设备包括锅炉、压力容器、气瓶、压力管道;机电类特种设备包括电梯、 起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆。
本部分主要介绍涉及化工生产使用较多的特种设备。
1.锅炉
锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并通 过对外输出介质的形式提供热能的设备,其范围规定为设计正常水位容积大于或者等于 30 L,且额定蒸汽压力大于或者等于0. 1 MPa (表压)的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或 者等于0. 1 MPa (表压),且额定功率大于或者等于0. 1 MW的承压热水锅炉;额定功率 大于或者等于0. 1 MW的有机热载体锅炉。
2. 压力容器
压力容器是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作 压力大于或者等于0∙ 1 MPa(表压)的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸 点的液体、容积大于或者等于30 L且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大 于或者等于150 mm的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于0. 2 MPa (表压),且压力与容积的乘积大于或者等于1∙ OMPa ∙ L的气体、液化气体和标准沸点等 于或者低于60 CC液体的气瓶;氧舱。
3. 压力管道
压力管道是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最 高工作压力大于或者等于0. 1 MPa (表压),介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易 爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体,且公称直径大于或者 等于50 mm的管道。公称直径小于150 mm,且其最高工作压力小于1. 6 MPa (表压)的 输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。
4. 起重机械
起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其范围规定为 额定起重量大于或者等于0. 5 t的升降机;额定起重量大于或者等于3 t (或额定起重力矩 大于或者等于40 t ∙ m的塔式起重机,或生产率大于或者等于300 t/h的装卸桥),且提升 高度大于或者等于2 m的起重机;层数大于或者等于2层的机械式停车设备。
(二)化工企业常用特种设备安全技术
特种设备种类较多,下面侧重介绍化学品生产企业常用特种设备的安全技术知识。
1.压力容器安全技术
1)压力容器的类型
(1) 固定式压力容器。
《固定式压力容器安全技术监察规程XTSG 21,国家质检总局2016年2月22日颁 布,2016年10月1日起实施)规定的定义和适用范围:
① 定义:固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。
② 适用范围。一般情况下,压力容器是指特种设备目录所定义的,同时具备下列条 件的容器:
a) 工作压力大于或等于0. 1 MPa (工作压力是指在正常工作情况下,压力容器顶部 可能达到的最高压力,表压力)。
b) 容积大于或等于0. 03 m3并且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸) 大于或等于150 mmo
C)盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。
(2) 移动式压力容器。
《移动式压力容器安全技术监察规程》(TSG R0005)规定的定义和适用范围:
①定义:移动式压力容器是指由罐体或者大容积钢质无缝气瓶(长管拖车、管束式 集装箱中用于充装介质的压力容器)与走行装置或者框架釆用永久性连接组成的运输装 备,包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等。
②适用范围。本规程适用于同时具备下列条件的移动式压力容器:
a) 具有充装与卸载(简称装卸)介质功能,并且参与铁路、公路或者水路运输。
b) 罐体工作压力大于或者等于0. 1 MPa,气瓶公称工作压力大于或者等于0. 2 MPaO
C)罐体容积大于或者等于450 L,气瓶容积大于或者等于150 L且气瓶容积之和不小 于 3000 LO
d)充装介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。
当移动式压力容器罐体内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空 间的容积与工作压力的乘积大于或者等于2. 5 MPa ∙ L时,也属于本规程的适用范围。
2)固定式压力容器分类
在化学品生产过程中,为有利于安全技术监督和管理,根据容器的压力高低、介质的 危害程度以及在生产中的重要作用,将压力容器进行分类。压力容器的分类方法很多,主 要有:
(1) 介质分组。压力容器的介质分为以下两组:
① 第一组介质,毒性危害程度为极度、高度危害的化学介质,易爆介质,液化 气体。
② 第二组介质,除第一组以外的介质。
(2) 介质危害性分组。介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体 大量接触,发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度,用介质毒性危害程 度和爆炸危险程度表示。
① 毒性介质。综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素,极度危 害介质最高容许浓度小于0. 1 mg∕m3 ;高度危害介质最高容许浓度为0. 1 ~1.0 mg∕m3 ;中 度危害介质最高容许浓度为1∙0~10.0 mg∕m3 ;轻度危害介质最高容许浓度大于或者等于
10. 0 mg∕m3 O
② 易爆介质,指气体或者液体的蒸气、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物,并且其 爆炸下限小于10% ,或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。
③ 介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定。按照《压力容器中化学介质毒性危害 和爆炸危险程度分类标准>(HG∕T 20660)确定。HG/T 20660没有规定的,由压力容器设 计单位参照《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ 230)的原则,确定介质组别。
(3) 压力容器分类方法:
① 基本划分。压力容器的分类应当根据介质特征,按照以下要求选择分类图,再 根据设计压力P (单位为MPa)和容积V (单位为π√),标出坐标点,确定压力容器 类别:
a) 第一组介质,压力容器分类如图2-12所示。
b) 第二组介质,压力容器分类如图2-13所示。
② 按压力等级划分。按压力容器的设计压力(P)划分为低压、中压、高压和超高压 4个等级:
a)低压(代号 L) 0. 1 MPa≤p ≤1.6 MPaO
图2-12压力容器分类图——第一组介质
图2-13压力容器分类图——第二组介质
b)中压(代号 M) 1.6 MPa≤p≤10.0 MPao
C)高压(代号 H) 10. OMPa≤p≤ 100. OMPao
d)超高压(代号 U)PNIo0.0 MPa。
③按用途划分。压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理,划分为反应压力容器、 换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。
a) 反应压力容器(代号R):主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器,如 各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等。
b) 换热压力容器(代号E):主要用于完成介质的热量交换的压力容器,如各种热 交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等。
C)分离压力容器(代号S):主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离 的压力容器,如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提 塔、分汽缸、除氧器等。
d)储存压力容器(代号C,其中球罐代号B):主要是用于储存或盛装气体、液体、 液化气体等介质的压力容器,如各种型式的储罐。
在一种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用原理时,应按工艺过程中的主要 作用来划分。
3)压力容器的使用
(1)压力容器的登记注册。
压力容器使用单位要按照《特种设备使用管理规则》(TSGO8)办理压力容器的使用 登记手续,包括登记、注册和办理使用证。压力容器使用登记的一般要求:
① 压力容器在投入使用前或者投入使用后30日内,使用单位应当向特种设备所在地 的直辖市或者设区的市的特种设备安全监管部门申请办理使用登记。
② 经注册并领取《使用登记证》的压力容器,使用单位应当将《使用登记证》悬挂 或者固定在压力容器显著位置。当无法悬挂或者固定时,可存放在使用单位的安全技术档 案中,同时将使用登记证编号标注在压力容器产品铭牌上或者其他可见部位。
③ 移动式压力容器的《使用登记证》及移动式压力容器IC卡应当随车携带。
④ 压力容器改造、长期停用、移装、过户变更使用单位或者使用单位更名,相关单 位应当向登记机关申请变更登记。
⑤ 压力容器改造完成后,使用单位应当在投入使用前或者投入使用后30日内向登记 机关提交原《使用登记证》、重新填写《使用登记表》(一式两份)和改造质量证明资料 以及改造监督检验证书,申请变更登记,领取新的《使用登记证》。
⑥ 过户变更:
a) 压力容器过户前,使用单位应持拟过户压力容器的《压力容器使用证》向原使用 登记的特种设备安全监管部门办理注销手续。原使用登记的特种设备安全监管部门确认 后,应在《压力容器使用登记表》上盖过户和注销标记,并在《压力容器使用证》上盖 过户标记。
b) 压力容器过户时,原使用单位应将压力容器的《压力容器使用证》,以及产品合 格证、产品质量证明书、检验报告、图样等有关资料,一并移交给接收压力容器的使用 单位。
C)过户压力容器投入使用前,接收压力容器的使用单位,应携带有关资料,按有关 规定,到当地特种设备安全监管部门办理重新使用登记手续。
d)没有领取《压力容器使用证》的固定式压力容器或移动式压力容器,不准过户。
⑦ 使用变更:
改变压力容器的使用条件(压力、温度、介质、用途等)时,压力容器的使用单位, 应持改变使用条件的设计资料、批准文件,以及《压力容器使用登记表》、检验报告,到 负责使用登记的特种设备安全监管部门办理变更手续。
⑧ 判废:
a) 经检验评定判废的压力容器,由检验单位向使用单位出具书面报告,同时报送该 压力容器使用登记的特种设备安全监管部门。
b) 压力容器报废后,使用单位应持该压力容器的《压力容器使用证》,以及《压力 容器使用登记表》、检验报告及时向原使用登记的特种设备安全监管部门办理报废注销手 续。原使用登记的特种设备安全监管部门确认后,应在上述文件上加盖报废和注销标记, 并收回《压力容器使用证》和注册铭牌。
(2)压力容器的安装、使用管理与修理改造。
① 压力容器安装要求:
a) 从事压力容器安装、改造或者重大修理的单位应当是取得相应资质的单位,安装 改造修理单位应当按照相关安全技术规范的要求,建立质量保证体系并且有效运行,安装 改造修理单位及其主要负责人对压力容器的安装、改造、修理质量负责。
b) 安装改造修理单位应当严格执行法规、有关特种设备安全技术规范及技术标准。
C)安装改造修理单位应当向使用单位提供安装、改造、修理施工方案、图样和施工 质量证明文件等技术资料。
d)压力容器安装、改造与重大修理前,从事压力容器安装、改造与重大修理的单位 应当向使用地的特种设备安全监管部门书面告知。
② 压力容器的使用管理。压力容器使用单位的主要职责如下:
a) 按照本规则和其他有关安全技术规范的要求设置安全管理机构,配备安全管理负 责人和安全管理人员。
b) 建立和实施岗位责任、操作规程、年度检查、定期检验、隐患治理、应急救援、 人员培训管理、采购验收、事故处理和报告等安全管理制度,并有效实施。
C)定期召开压力容器使用安全管理会议,督促、检查压力容器安全工作。
d) 压力容器的使用单位,必须建立压力容器技术档案并由管理部门统一保管。技术 档案的内容应包括:《使用登记证》;《特种设备使用登记表》;压力容器设计、制造技术 文件和资料;压力容器安装、改造和维修的方案、图样、材料质量证明书和施工质量证明 文件等技术资料;压力容器日常维护保养和定期安全检查记录;压力容器年度检查、定期 检验报告;安全附件校验、修理和更换记录;有关事故的记录资料和处理报告。
e) 压力容器的使用单位,应在工艺操作规程和岗位操作规程中,明确提出压力容器 安全操作要求,其内容至少应包括:
(a) 压力容器的操作工艺指标(含最高工作压力、最高或最低工作温度)。
(b) 压力容器的岗位操作法(含开、停车的操作程序和注意事项)。
(C)压力容器运行中应重点检查的项目和部位,运行中可能出现的异常现象和防止 措施,以及紧急情况的处置和报告程序。
(d)压力容器的操作人员应当按照规定持有相应的特种设备作业人员证。
f) 压力容器内部有压力时,不得进行任何修理。出现紧急泄漏需进行带压密封时, 使用单位必须按设计规定制定有效的操作要求和防护措施,并经使用单位安全管理负责人 批准。带压密封作业人员应经专业培训考核取得特种设备作业人员证书并持证上岗,在实 际操作时,使用单位安全管理部门应派人进行现场监督。
g) 在移动式压力容器和固定式压力容器之间进行装卸作业的,其连接装置、连接管 道、软管必须可靠,并且有防止拉脱的联锁保护装置,选用材料与温度、压力等符合规范 要求,充装单位和使用单位对装卸软管必须每年进行一次耐压试验,试验压力为1∙5倍公 称压力,无渗漏及异常变形,要有记录和试验人员签字。
h) 以水为介质产生蒸汽的压力容器,必须做好水质管理和监测,没有可靠的水处理 措施,不应投入运行。
③压力容器的修理改造:
a) 从事压力容器修理和技术改造的单位必须是已取得相应的制造资格的单位或者是 经省级特种设备安全监管部门审查批准的单位。压力容器的重大修理或改造方案应经原设 计单位或具备相应资格的设计单位同意。修理或改造单位应向使用单位提供安装、改造、 修理施工方案和施工质量证明文件等技术资料。压力容器安装、改造与重大修理前,从事 压力容器安装、改造与重大修理的单位应当向当地特种设备安全监管部门书面报告。
b) 压力容器的重大修理是指主要受压元件的更换、矫形、挖补,以及符合有关规程 规定的对接接头的焊补或者对非金属压力容器粘接缝的修补。压力容器的改造是指改变主 要受压元件的结构或改变压力容器运行参数、盛装介质或用途等。
压力容器经修理或改造后,必须保证其结构和强度满足安全使用要求。
C)压力容器改造或者修理人员在进入压力容器内部进行工作前,使用单位应当按照 安全生产的有关规定,参考定期检验的要求,做好准备和清理工作。达不到要求时,严禁 人员进入。
d) 采用焊接方法对压力容器进行修理或改造时,一般应采用挖补或更换,不应采用 贴补或补焊方法,且应符合以下要求:
(a) 压力容器的挖补、更换筒节及增(扩)开口接管以及焊后热处理,应参照相应 制造技术规范,制订施工方案并且经改造或者修理单位技术负责人批准。
(b) 经无损检测,确认缺陷完全清除后,方可进行焊接,完成后应再做无损检测, 确认修补部位符合质量要求。
(C)母材焊补的修补部位,必须磨平。
(d) 有热处理要求的,应在焊补后重新进行热处理。
(e) 主要受压元件焊补深度大于1/2壁厚的压力容器,还应进行耐压试验。
e) 改变移动式压力容器的使用条件(介质、温度、压力、用途、最大允许重装量 等)时,必须经过原设计单位或者具有相应资质的设计单位书面同意,并且出具设计修 改文件,由使用单位向使用登记机关提出书面申请,由具备相应资质的单位进行改造,并 经具备形影检验资质的检验机构进行相应检验,合格后方可办理使用登记变更手续。
f) 从事移动式压力容器充装的单位应取得省、自治区、直辖市质量技术监督部门颁 发的移动式压力容器重装许可证,并且在有效期内按照许可的范围从事充装工作。
g) 固定式压力容器不得改造为移动式压力容器。
4)压力容器的定期检验
在化工生产过程中由于工艺介质、工艺参数的长期作用及变化,会对压力容器造成腐 蚀、裂纹、磨损等损伤,为了确保压力容器的使用安全可控,所以在用压力容器要进行定 期检验、评定安全状况。
(1) 定期检验:
压力容器定期检验单位及检验人员应取得省级或国家特种设备安全监管部门的资格认 可和经资格鉴定考核合格并接受当地特种设备安全监管部门监督,严格按照批准与授权的 检验范围从事检验工作。检验单位及检验人员应对压力容器定期检验的结果负责。
压力容器的使用单位及其主管部门,必须及时安排压力容器的定期检验工作,并将压 力容器年度检验计划报当地特种设备安全监管部门及检验单位。特种设备安全监管部门负 责监督检查,检验单位应负责完成检验任务。
(2) 金属压力容器检验周期。
金属压力容器一般于投用后3年内进行首次定期检验。以后的检验周期由检验机构根 据压力容器的安全状况等级,按照以下要求确定:
① 安全状况等级为1、2级的,一般每6年检验一次。
② 安全状况等级为3级的,一般每3~6年检验一次。
③ 安全状况等级为4级的,监控使用,其检验周期由检验机构确定,累计监控使用 时间不得超过3年,在监控使用期间,使用单位应当采取有效的监控措施。
④ 安全状况等级为5级的,应当对缺陷进行处理,否则不得继续使用。
(3) 非金属压力容器检验周期。
非金属压力容器一般于投用后1年内进行首次定期检验。以后的检验周期由检验机构 根据压力容器的安全状况等级,按照以下要求确定:
① 安全状况等级为1级的,一般每3年检验一次。
② 安全状况等级为2级的,一般每2年检验一次。
(3) 安全状况等级为3级的,应当监控使用,累计监控使用时间不得超过1年。
④ 安全状况等级为4级的,不得继续在当前介质下使用;如果用于其他适合的腐蚀性 介质时,应当监控使用,其检验周期由检验机构确定,但是累计监控使用时间不得超过1年。
⑤ 安全状况等级为5级的,应当对缺陷进行处理,否则不得继续使用。
(4) 检验周期的特殊规定。
①检验周期的缩短。有下列情况之一的压力容器,定期检验周期应当适当缩短:
a) 介质或者环境对压力容器材料的腐蚀情况不明或者腐蚀情况异常的。
b) 具有环境开裂倾向或者产生机械损伤现象,并且已经发现开裂的[注:环境开裂 主要包括应力腐蚀开裂、氢致开裂、晶间腐蚀开裂等;机械损伤主要包括各种疲劳、高温 蠕变等,参见《承压设备损伤模式识别》(GB/T 30579)]。
C)改变使用介质并且可能造成腐蚀现象恶化的。
d) 材质劣化现象比较明显的。
e) 超高压水晶釜使用超过15年的或者运行过程中发生超温的。
f) 使用单位没有按照规定进行年度检查的。
g) 检验中对其他影响安全的因素有怀疑的。
釆用“亚铉法”造纸工艺,并且无有效防腐措施的蒸球,每年至少进行一次定期 检验O
使用标准抗拉强度下限值大于540 MPa低合金钢制球形储罐,投用1年后应当进行开 罐检验。
② 检验周期的延长。安全状况等级为1、2级的金属压力容器,符合下列条件之一 的,定期检验周期可以适当延长:
a) 介质腐蚀速率每年低于0∙l mm、有可靠的耐腐蚀金属衬里或者热喷涂金属涂层的 压力容器,通过1~2次定期检验,确认腐蚀轻微或者衬里完好的,其检验周期最长可以 延长至12年。
b) 装有触媒的反应容器以及装有填料的压力容器,其检验周期根据设计图样和实际 使用情况,由使用单位和检验机构协商确定(必要时征求设计单位的意见)。
③ 无法进行或者不能按期进行定期检验的情况。无法进行定期检验或者不能按期进 行定期检验的压力容器,按照以下要求处理:
a) 设计文件已经注明无法进行定期检验的压力容器,由使用单位在办理《使用登记 证》时做出书面说明。
b) 因情况特殊不能按期进行定期检验的压力容器,由使用单位提出书面申请报告说 明情况,经使用单位主要负责人批准,征得上次承担定期检验或者承担基于风险的检验 (RBl)的检验机构同意(首次检验的延期除外),向使用登记机关备案后,可以延期检 验;或者由使用单位提出申请,按照《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21) “8. 10基于风险的检验(RBI)”的规定办理。
对无法进行定期检验或者不能按期进行定期检验的压力容器,使用单位应当釆取有效 的监控与应急管理措施。
5) 压力容器的安全附件
压力容器的安全附件,又称为安全装置,是指为使压力容器能够安全运行而装设在设 备上的附属装置。压力容器的安全附件按使用性能或用途来分,一般包括以下四大类型:
(1) 联锁装置,为防止操作失误而设置的控制机构。如联锁开关、联动阀等。
(2) 警报装置,指压力容器在运行中出现不安全因素致使容器处于危险状态时能自 动发出音响或其他明显警报信号的仪器。如压力警报器、温度监测仪等。
(3) 计量装置,指能自动显示压力容器运行中与安全有关的工艺参数的器具。如压 力表、温度计、液位计等。
(4) 泄压装置,指能自动、迅速地排出容器内的介质,使容器内压力不超过它的最 高许用压力的装置。如安全阀、爆破片等。
6) 压力容器的安全操作
压力容器的正确合理的使用,是设备安全的重要保证。使用单位应设置专门管理机构 和专职管理人员进行安全技术管理,建立健全安全管理制度,对操作人员提出具体要求, 并在容器的运行过程中,对适用条件、环境和维修等方面采取控制措施,以保证容器的安 全运行。
(1) 容器安全操作的一般要求:
① 压力容器操作人员应按照《市场监管总局关于特种设备行政许可有关事项的公告》 (2021年第41号)、《特种设备作业人员资格认定分类与项目》的要求,取得当地特种设 备安全监管部门颁发的《压力容器操作人员合格证》后,方可承担压力容器的操作。
② 压力容器的操作要编制操作规程,操作人员要熟悉本岗位工艺流程,相关容器的 结构、主要参数和技术性能,严格遵守操作规程,并具有处理事故的能力。
③ 压力容器操作要平稳,避免压力、温度、流量的大幅度波动,尤其在开停工期间, 要严格按照设备的温度、压力规定变化曲线进行操作。
④ 安全附件要完好投用,各种保护联锁装置投用正常。移动压力容器装料时严禁过 急过量,严禁超量装载,防止意外受热。
⑤ 严禁带压拆卸螺栓。
⑥ 做好生产运行期间的巡回检查,及时处理不正常及紧急问题。
(2) 压力容器的安全运行操作。
① 压力容器的开停工及事故处理要严格按照操作规程执行。
a) 压力容器的投用准备。压力容器投用前使用单位要编制开工方案并审批,人员培 训做到“四懂三会”,新安装或改造的压力容器要按照技术法规和标准进行验收,安全附 件正常投用。
b) 压力容器的开工、试运行。开工中要严格按照操作规程及工艺卡片操作,注意升 温、升压速度,对整个系统的压力容器、机泵、管道、安全附件定时检查,按照温升要求 对系统设备进行热紧。
C)压力容器进料要按照要求,控制流量及系统置换,随时检查物料是否沿正确的工 艺流程运行。
② 运行中工艺参数调整、控制。
a) 压力和温度是压力容器使用过程主要的控制参数。不超温、不超压,是保证产品 质量和设备安全的关键。
b) 介质腐蚀的控制。严格控制介质的成分、流速、温度、水分、pH,控制介质的相 变,适时在适当的位置注入助剂进行防腐,以减小腐蚀速度,延长设备使用寿命。
C)交变负荷容易使压力容器产生疲劳应力和热应力。因此,在操作中尽量避免压 力、温度的频繁、大幅度波动,压力容器的疲劳破坏往往发生在容器开孔焊接、焊缝、转 角及其他几何形状突变的高压力区域,高温容器及低温容器易发生热应力。压力高、温度 高、材质特殊、壁厚大、临氢系统等压力容器,是两种应力易发设备。
③ 压力容器的停运。压力容器停运有正常停运和紧急停运两种情况。正常停运是由 于生产物料或设备检修、改造、检验等原因,按照计划进行正常停止运行。正常停工应编 制停工方案,并严格执行。紧急停工是指在运行过程中,突然发生故障,严重威胁设备和 人身安全时,操作人员立即釆取紧急措施停止容器运行,并及时按规定程序进行汇报。
压力容器运行紧急停工的情况有:压力容器的工作压力、介质温度或器壁金属温度超 过许用值,采取措施仍不能得到有效控制;压力容器的主要部件出现裂缝、鼓包、变形、 泄漏等危及设备安全的缺陷;压力容器的安全装置失效,连接管断裂,紧固件损坏,难以 维持运行;发生火灾直接威胁到容器的安全运行;压力容器的液位异常,釆取措施仍得不 到有效控制的;与压力容器相连管道岀现泄漏,危及安全运行的;真空绝热压力容器外壁 局部存在严重结冰、工作压力明显上升的;压力容器与管道发生严重振动,危及安全运 行;其他异常情况。
(3)容器运行期间的检查。
压力容器在运行过程中,压力、温度、介质腐蚀性等的变化、操作人员的操作情况随 时影响着容器的安全运行,这就要求操作人员在容器运行期间经常对容器进行检查,及时 发现工艺及设备上出现的不正常状态。检查的内容包括工艺条件、设备状况以及安全装备 等方面。
① 工艺条件等方面的检查。主要检查操作条件,检査操作压力、操作温度、液位是 否在安全操作规程规定的范围内;化验分析各个工艺流程控制指标是否符合工艺卡片的要 求,化验分析工作介质的化学成分,特别是那些影响容器安全(如pH、酸性离子等生产 腐蚀,使压力、温度升高等)的成分是否符合要求,防冻防凝工作是否正常。
② 设备状况方面的检查。主要检查压力容器本体及各连接部位有无泄漏、渗漏现象; 容器有无明显的变形、鼓包;容器有无腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象;容器及连接管道螺 栓有无松动、脱落,有无不正常位移、振动、磨损等现象,保温(保冷)设施是否正常; 基础和支座、吊挂等是否松动,基础有无下沉不均匀现象,地脚螺栓有无腐蚀等。
③ 安全装置方面的检查。主要检查安全装置以及与安全附件(如压力表、温度计、 流量计等)是否完好。检查内容有:压力表、温度计是否损坏、取压管有无泄漏或堵塞 现象;装置及设备联锁系统是否完好,表计准确,投用正常,联锁回路投用正常,摘除部 分是否有合规手续;安全阀出入口手阀是否全部开启(如果有),安全阀是否有锈蚀、泄 漏,被油污黏结等情况,杠杆式安全阀的重锤有无移动的迹象,以及冬天气温过低时,装 置在室外露天的安全阀有无冻结的迹象等;安全装置、安全附件和计量表计精确度是否符 合要求,是否在规定的使用期限内。
7)压力容器事故危害及事故分析
压力容器是一种具有潜在爆炸危险的特殊设备。把压力容器作为一种特殊设备管理, 不仅是因为它比较容易发生事故,更主要的是事故危害的严重性。压力容器发生事故,不 仅设备本身遭到破坏,往往还会破坏周围设备和建筑物,甚至诱发一连串恶性事故,如烫 伤、烧伤、大面积中毒,甚至更为严重的火灾等,造成人员伤亡,给国民经济造成重大损 失。下面将分别讨论压力容器发生事故的危害性和事故分析及预防事故发生的措施。
(1)容器的爆炸能量。
压力容器破裂时,器内的高压介质解除了外壳的约束,迅速膨胀泄压,达到瞬间能量 释放,这一能量迅速释放的过程叫爆炸。压力容器的爆炸事故,按其起因有物理性爆炸和 化学性爆炸两类。物理性爆炸,是由于容器内介质物理性质变化(如液化气超装及温度 升高引起体积增大),引起的超压和容器材料机械性能不足造成的事故。化学性爆炸是指 容器内介质起剧烈的燃烧氧化反应或聚合放热反应(如混有爆炸气体并达到爆炸极限时 发生了非正常的化学反应使温度压力迅速升高),由于化学反应能量来不及释放而引起容 器破坏。
压力容器破裂时,气体膨胀所释放的能量(即爆炸能量),不仅与气体压力和容器容 积有关,还与介质在容器中的物态有关。容器内的介质分为液体、气体和液化气体(或 高温饱和水)。一般情况下,液体的体积随压力的增加变化不大,容器一旦发生破裂,器 内压力很快释放而不会产生爆炸,但介质为气体和液化气体的容器破裂时能量释放的过程 不同。
(2) 压力容器事故的危害。
压力容器的结构并不复杂,但在载荷作用下,应力的分布比较复杂。例如,开孔处的 应力分布要比不开孔处复杂得多。尤其是在高温、高压、低温、腐蚀等恶劣的运行条件 下,如果管理不当,就容易发生事故。
① 震动,压力容器发生爆炸事故时巨大的响声,可使物体发生震动,设备损坏,也 会伤及人的耳膜和内脏,危及人的生命。
② 碎片的破坏作用。容器发生爆炸时,有些壳体解裂成大小不等的碎块或碎片向四 周飞散,具有较高速度或较大质量的碎片,可击穿房屋,损坏设备、管道及人员生命、酿 成火灾、中毒等。
③ 冲击波危害。容器发生爆炸破裂时,其占80%以上的能量都是以冲击波的形式向 外扩散,使它周围的人员、物体等造成伤害。
④ 有毒液化气体容器破裂时的毒害区。化工压力容器的许多介质具有有毒有害、易 燃易爆等特性,当介质为有毒液化气体时,容器破裂时有毒介质外泄,部分介质流入地 沟,造成环境污染;部分介质汽化蒸发向外扩散,造成大面积毒害区域,使得人和动物中 毒,甚至危害生命。当介质是可燃液化气体(如液化石油气)时,若容器破裂,液化气 大量蒸发,与周围空气混合,遇到火种,会在容器外发生二次爆炸,酿成更大的火灾事故。
(3) 容器破裂型式。
保证压力容器安全运行,应防止其运行中发生破裂,为了提高压力容器操作工人分析 和处理异常情况的技能,分析容器破裂的4种型式:
①塑性破裂(韧性破裂)。塑性破裂是因为容器承受的压力超过材料的屈服极限,材 料发生屈服或全面屈服(即变形),当压力超过材料的强度的极限时,则发生断裂。
a) 塑性破裂的特征:塑性破裂有明显的塑性变形,断口呈暗灰色、无光泽纤维状, 容器一般无碎片飞出,只是裂开一个口。
b) 造成塑性破裂的原因:
(a) 盛装液化气体的容器过量充装而导致超压。
(b) 由于工艺过程失控导致化学反应速度加快、反应温度升高,使器内压力快速上 升而超压。
(C)由于设计或安装错误,如容器的进气压力高于容器的设计压力而没有在进气管 安装减压阀。
(d)器壁由于腐蚀减薄,致使金属强度低于许用应力。
C)如何防止塑性破裂:防止塑性破裂事故发生的根本措施就是防止容器壳体应力超 过材料的屈服极限,即防止超压。操作中应注意以下几个方面:
(a) 严禁超压运行。盛装液化气体的容器,应防止过量充装和超温运行。
(b) 严格按操作规程操作,防止因操作失误造成内压升高,发生事故。特别是放热 反应容器,应严格控制物料加入量。
(C)容器应按《固定式压力容器安全技术监察规程》和《移动式压力容器安全技术 监察规程》的要求进行定期检验,防止因器壁腐蚀减薄而发生事故。
② 脆性破裂。
压力容器在正常压力范围内,无塑性变形的情况下突然发生的爆炸称为脆性破裂。 脆性破裂的特征:没有明显的塑性变形;断口齐平,呈金属光泽;一般产生碎片。
防止脆性破裂事故发生的措施:
a) 确保材料具有较高的韧性,尤其选材要正确。
b) 在容器的设计、制作中避免或降低容器的应力集中,制造时应严格按设计要求施 工。如结构不合理、焊缝距离不符合规范、开孔不合理等,造成局部应力过高。在设计 时,低温容器尽可能釆用降低应力集中的补强结构。
C)选用合理焊条和焊接工艺,提高焊接质量,按照规范要求对容器进行热处理,以 消除残余应力。消除残余应力的热处理主要是退火处理。对新材料、特殊材质、未焊接过 的材质、未做过的焊接工艺等,要做焊接工艺评定。
d)按规定定期对容器进行检验,重点对裂纹性缺陷进行检验和无损探伤。应注意检 查运行中容器是否出现异常泄漏,即裂纹源。
③ 疲劳破裂。
压力容器的疲劳破裂是由于容器在频繁的加压、泄压过程中,材料受到交变应力的作 用,经长期使用后所导致的容器破裂。所谓交变应力就是外加应力(工作应力)随时间 呈周期性变化的应力,也称为疲劳应力。在交变应力作用下,容器的应力较高部位会产生 细微的裂纹(或微细裂纹扩展)等缺陷,并在裂纹的尖端形成高度应力集中,使微裂纹 逐渐扩大。同时,由于应力继续不断地交变,在裂纹扩大到一定程度后,如果载荷达到一 定数值,或遇到冲击、震动时,容器就会沿着裂纹发生破裂。
交变载荷在操作压力波动或频繁的间歇操作、周期性的温度波动、容器及其受压部件 的膨胀和收缩受到约束,强烈的震动和外载荷的变化等,在容器的接管、焊缝、开孔、转 角、钢板或焊缝的缺陷以及支撑部位产生局部峰值应力,远远高于设计应力,会导致应力 疲劳。
a)疲劳破裂的特征:
(a) 破坏总是在经过多次的反复的加压卸压以后发生。
(b) 容器破坏时没有明显的塑性变形过程,器壁没有减薄。
(C)容器一般不是破裂成碎片,而是裂成一个口。
(d) 疲劳断口存在两个明显的区域,一个是疲劳裂纹扩展区,光滑面有滩状波纹, 一个是最终断裂区,断口齐平,有金属光泽。
(e) 疲劳破裂的位置往往是容器存在应力集中的部位(如开孔接管处)。
b)防止疲劳破裂的措施。采用合理设计、制造工艺。稳定操作,尽量减少不必要的 加压、卸压或严格控制压力及温度的波动,尤其是开停工过程。
④应力腐蚀。
钢材在腐蚀介质作用下,引起壁厚减薄或材料组织结构改变,机械性能降低,使承载 能力不够而产生的破坏,称为腐蚀性破坏。腐蚀性破裂常以应力腐蚀的形式出现。应力腐 蚀是金属材料在应力和腐蚀的共同作用下,以裂纹形式出现的一种腐蚀破坏。发生应力腐 蚀,必须同时具备两个条件:一是应力,指拉伸应力,包括由外载荷引起的应力和在加压 过程中引起的残余应力;二是腐蚀介质。
2.气瓶安全技术
气瓶属于压力容器的一种,由于它具有流动性强、使用领域广、数量大、风险大等特 点,国家专门制定专门法规、技术规范和标准进行监管。目前,气瓶的专门法规和规范 有:《气瓶安全技术规程》(TSG 23)、《特种设备生产和充装单位许可规则XTSGO7)等。
1)气瓶和气瓶的分类
《气瓶安全技术规程XTSG 23)规定:本规程适用于正常环境温度(-40~60龙)、 公称容积为0.4 ~ 3000 L、公称工作压力为0.2 ~70 MPa (表压,下同),并且压力与容积 的乘积大于或者等于1.0 MPa ∙ L,盛装压缩气体、高(低)压液化气体、低温液化气体、 溶解气体、吸附气体、混合气体以及标准沸点等于或者低于60 Y的液体的无缝气瓶、焊 接气瓶、低温绝热气瓶、纤维缠绕气瓶、内部装有填料的气瓶,以及气瓶集束装置。
《气瓶安全技术规程XTSG 23)规定,气瓶按照以下内容进行分类:
(1) 按瓶体结构划分。气瓶按照瓶体结构分为:
① 无缝气瓶。
② 焊接气瓶。
③ 纤维缠绕气瓶。
④ 低温绝热气瓶。
⑤ 内装填料气瓶。
(2) 按照公称工作压力划分。气瓶按照公称工作压力分为高压气瓶、低压气瓶:
① 高压气瓶是指公称工作压力大于或者等于10 MPa的气瓶。
② 低压气瓶是指公称工作压力小于10 MPa的气瓶。
(3) 按照公称容积分类。气瓶按照公称容积(指水容积)分类分为小容积气瓶、中 容积气瓶、大容积气瓶:
① 小容积气瓶是指公称容积小于或者等于12 L的气瓶。
② 中容积气瓶是指公称容积大于12 L并且小于或者等于150 L的气瓶。
③ 大容积气瓶是指公称容积大于150 L的气瓶。
(4) 按用途划分。气瓶按照用途一般分为:
① 工业用气瓶。
② 医用气瓶。
③ 燃气气瓶。
④ 车用气瓶。
⑤ 呼吸器用气瓶。
⑥ 消防灭火用气瓶。
2)气瓶标志(气瓶的颜色和标志)
《气瓶颜色标志)(GB∕T7144)对气瓶的颜色和标志作了明确的规定,《气瓶安全技 术规程XTSG 23)对气瓶标志的应用又作了进一步的规定。主要规定如下:
气瓶标志包括制造标志、定期检验标志以及其他标志。制造标志分为钢印标志(含 铭牌上的标志)、标签标志(粘贴于瓶体上的标志,下同)、印刷标志(印刷在瓶体上的 标志,下同)电子识读标志(包括射频标签及采用图像识别技术进行电子扫描读取数据 的二维码等电子载体,下同)和气瓶颜色标志;定期检验标志分为钢印标志、电子识读 标志、标签标志以及涂敷标志等。出租车用燃料气瓶的制造单位或者安装单位、检验机构 还应当在气瓶的显著位置制作永久性出租车“TAXI”标志(钢质气瓶采用钢印标志,纤 维缠绕气瓶采用树脂覆盖的标签标志等)。
(1)气瓶制造标志:
① 气瓶钢印标志、标签标志、印刷标志。气瓶制造标志是识别气瓶的依据,标志的 内容应当符合《气瓶安全技术规程》(TSG 23)附件D以及相关标准的规定;小容积气瓶 制造标志的内容可以参照本规程附件D的规定。制造单位应当在每只气瓶上做出钢印标 志、标签标志或者印刷标志等制造标志。制造单位应当在钢质燃气气瓶(燃气气瓶是指 盛装液化石油气、液化二甲醍等民用燃料气体的气瓶,分为钢质燃气气瓶和复合材料燃气 气瓶)的封头上压印内凹的盛装介质、制造年份、产权单位标志,在护罩上压印“人员 密集的室内禁用”的字样;复合材料燃气气瓶应当在外套上压铸盛装介质、制造年份、 产权单位标志,以及“人员密集的室内禁用”的字样。
② 电子识读标志。氢气气瓶、纤维缠绕气瓶、燃气气瓶和车用气瓶的制造单位,应 当在出厂的气瓶上设置可追溯的永久性电子识读标志。鼓励其他气瓶制造单位在出厂气瓶 上设置可追溯的永久性电子识读标志。钢质燃气气瓶上设置的电子识读标志应当直接镂刻 或焊接在护罩上,并且确保在钢瓶使用年限内不可更换并能有效识读。电子识读标志应当 能够通过手机扫描方式链接到制造单位建立的气瓶产品公示平台,直接获取每只气瓶的产 品信息数据。
③ 气瓶外表面颜色标志、字样和色环。气瓶外表面的颜色标志、字样和色环,应当 符合《气瓶颜色标志)(GB∕T7144)的要求;颜色标志、字样和色环有特殊要求的,还应 当符合相关产品标准的要求;对未列入国家标准的气瓶颜色标志、字样和色环,应当制定 团体标准。气瓶的显著部位应当标注办理使用登记的气瓶充装单位名称或者简称。
④ 燃气气瓶专用颜色标志。气瓶使用登记机关可以在市(县)区域内,规定在本区 域内充装的燃气气瓶釆用统一的专用颜色标志。自有产权气瓶超过一定数量的燃气气瓶充 装单位,经过气瓶使用登记机关同意后,可以在办理了使用登记的气瓶上涂敷本充装单位 专用的颜色标志。
⑤ 低温绝热气瓶(含汽车用液化天然气气瓶)标志。盛装液氧(。2)、氧化亚氮 (N2O)和液化天然气(LNG)等介质的气瓶,应当在外壳上封头的显著部位,压制明显 凸起的“。2” *lN20>, “LNG”等充装的介质符号。
(2)气瓶定期检验标志。
气瓶定期检验标志的标记方式,应当符合《气瓶安全技术规程HTSG 23-2021)附 件D的规定。气瓶定期检验机构应当在检验合格的气瓶上逐只做出永久性的检验合格标 志,涂敷检验机构名称和下次检验日期(无法涂敷的气瓶可用检验标志环代替),并且在 电子识读标志对应的数据库中录入检验信息。
3)气瓶附件
气瓶附件,是指与气瓶瓶体直接相连的具有安全保护或者防护功能的气瓶组件或者 仪表。
气瓶附件的范围:气瓶安全附件,包括气瓶阀门(含组合阀件,简称瓶阀)、安全泄 压装置、紧急切断装置等;气瓶保护附件,包括固定式瓶帽、保护罩、底座、颈圈等;安 全仪表,包括压力表、液位计等。
(1)气瓶安全附件。
瓶阀。瓶阀安全使用寿命至少满足一个气瓶检验周期,要注明设计使用年限,瓶阀超 过设计使用年限时应当报废;制造单位以外的其他单位和个人,不得对瓶阀进行修理、改 造或者更换受压零部件;低温绝热气瓶阀出现泄漏等异常情况时,可以维修,但只允许原 瓶阀制造单位更换瓶阀总成,维修人员应当经过瓶阀制造单位培训;接触氧或者强氧化性 气体的瓶阀应当进行脱脂处理;对于盛装可燃、有毒或者剧毒介质气瓶的瓶阀,制造单位 还应当在瓶阀上装设电子识读标志,建立瓶阀产品质量安全追溯信息系统用于公示瓶阀的 电子合格证,方便公众查询。气瓶制造单位或者检验、充装等单位应当采用力矩扳手或者 力矩装阀机安装瓶阀,并且应当防止异物落入气瓶;力矩大小应当符合相关标准的规定。
安全泄压装置。气瓶专用的安全泄压装置是为防止气瓶出现超温超压而设置的安全保 护装置,分为温度驱动型和压力驱动型,包括易熔合金塞或者玻璃泡装置、爆破片装置 (或者爆破片)、爆破片-易熔合金塞复合装置、安全阀等。爆破片、安全阀的制造单位 应当取得制造许可;瓶阀的制造单位可以制造本单位瓶阀产品上装设的爆破片或者安全 阀;非重复充装气瓶的制造单位可以制造本单位气瓶产品上装设的爆破片。 .
车用气瓶、溶解乙焕气瓶、焊接绝热气瓶、液化气体气瓶集束装置以及长管拖车和管 束式集装箱用大容积气瓶,应当装设安全泄压装置;盛装剧毒气体、自燃气体的气瓶,禁 止装设安全泄压装置;盛装有毒气体的气瓶不应当单独装设安全阀,盛装高压有毒气体的 气瓶应当选用爆破片-易熔合金塞复合装置;燃气气瓶和氧气、氮气以及惰性气体气瓶, 一般不装设安全泄压装置;盛装易于分解或者聚合的可燃气体、溶解乙族气体的气瓶,应 当装设易熔合金塞装置;盛装液化天然气以及其他可燃气体的低温绝热气瓶内胆,至少装 设2只安全阀;盛装其他低温液化气体的低温绝热气瓶,应当装设爆破片装置和安全阀; 车用液化石油气钢瓶、车用二甲醍钢瓶,应当装设带安全阀的组合阀或者分立的安全阀; 车用压缩天然气气瓶,应当装设爆破片-易熔合金塞串联复合装置或者玻璃泡装置;工业 用非重复充装焊接钢瓶应当装设爆破片;前款所列以外的气瓶,依据相关标准以及设计文 件要求装设安全泄压装置。
易熔合金塞动作温度及共晶合金材质应当符合《气瓶用易熔合金塞装置》(GB/T 8337)以及相关产品标准的要求;爆破片装置(或者爆破片)的设计爆破压力应当根据 气瓶的耐压试验压力确定,爆破片材料应当为质地均匀的纯金属片或者合金片;对于可重 复充装气瓶用爆破片,一般不大于气瓶的耐压试验压力;安全阀的开启压力不小于气瓶水 压试验压力的75%,并且不大于气瓶水压试验压力;安全阀额定排放压力不超过气瓶水 压试验压力,回座压力不小于气瓶最高使用温度下的压力。
焊接气瓶的安全泄压装置,应当单独设置在气瓶封头上或者装设在瓶阀或者阀座上; 工业用非重复充装焊接钢瓶的爆破片装置,应当焊接在气瓶封头上;低温绝热气瓶的安全 泄压装置,应当装设在气瓶外壳的封头部位;溶解乙族气瓶安全泄压装置,应当将易熔合 金塞装设在气瓶上封头、阀座或者瓶阀上;爆破片-易熔合金塞复合装置中的爆破片,应 当置于与瓶内介质接触的一侧。
气瓶上装设的每个安全泄压装置,都应当有永久性标志,标志内容应当符合相关标准 的要求。爆破片装置(或者爆破片)应当定期更换(低温绝热气瓶、非重复充装气瓶除 外),整套组装的爆破片装置应当成套更换,爆破片的使用期限应当符合有关规定或者由 制造单位确定,并且不小于气瓶的定期检验周期;气瓶上的安全阀,应当按照要求定期进 行校验;气瓶安全泄压装置的更换,应当由制造单位和检验机构的专业人员按照《气瓶 安全技术规程》(TSG 23)及相关标准的规定进行。
(2) 气瓶保护附件。
无缝气瓶出厂时,应当装配不影响瓶阀手轮正常使用的保护罩,并且不得装配螺纹式 瓶帽;公称容积大于或者等于IOL的钢质焊接气瓶(含溶解乙块气瓶),应当装配不可拆 卸的保护罩或者固定式瓶帽;气瓶保护罩或者固定式瓶帽应当具有良好的抗撞击性,不得 用铸铁制造;公称容积小于或者等于5 L的钢质无缝气瓶和公称容积小于或者等于15 L的 铝合金无缝气瓶的保护罩,可以用工程塑料制造;不能靠瓶底竖立的气瓶,应当装配底座 (釆用固定支架或者集装框架的气瓶除外),使气瓶能够稳定竖立,并且有效防止气瓶底 部锈蚀;5L以上的无缝气瓶应当装配颈圈,并且在颈圈上设置适当的电子识读标志。
(3) 安全仪表及其他附件。
'气瓶上设置的压力表、液位计等安全仪表,以及限充限流装置、限液位装置等其他附 件,应当符合相关产品标准的要求,所用的密封件等材料应当与所盛装的介质具有相 容性。
4)气瓶的安全管理
(1)充装安全:
为了保证气瓶在使用或充装过程中不因环境温度升高而处于超压状态,严格遵守 《气瓶安全技术规程XTSG 23)的相关规定,必须对气瓶的充装量严格控制。确定压缩气 体及高压液化气体气瓶的充装量时,要求瓶内气体在最高使用温度(60 CC)下的压力, 不超过气瓶的最高许用压力。对低压液化气体气瓶,则要求瓶内液体在最高使用温度下, 不会膨胀至瓶内满液,即要求瓶内始终保留有一定气相空间。
①气瓶充装过量。这是气瓶破裂爆炸的常见原因之一,因此必须加强管理,严格执 行《气瓶安全技术规程}(TSG 23)的安全要求,防止充装过量。充装压缩气体的气瓶, 要按不同温度下的最高允许充装压力进行充装,防止气瓶在最高使用温度下的压力超过气 瓶的最高许用压力。充装液化气体的气瓶,必须严格按规定的充装系数充装,不得超量, 如发现超装时,应设法将超装量卸出。
②防止不同性质气体混装。气体混装是指在同一气瓶内灌装两种气体(或液体)。如 果这两种介质在瓶内发生化学反应,将会造成气瓶爆炸事故。如原来装过可燃气体(如 氢气等)的气瓶,未经置换、清洗等处理,甚至瓶内还有一定量余气,又灌装氧气,结 果瓶内氢气与氧气发生化学反应,产生大量反应热,瓶内压力急剧升高,气瓶爆炸,酿成 严重事故。属于下列情况之一的,应先进行处理,否则严禁充装:
a) 出厂标志、颜色标记不符合规定,.瓶内介质未确认。
b) 气瓶附件损坏、不全或者不符合规定。
C)气瓶内无剩余压力。
d) 超过检验期限。
e) 外观存在明显损伤,需检查确认能否使用。
f) 充装氧化或者强氧化性气体气瓶沾有油脂。
g) 充装可燃气体的新气瓶首次充装或者定期检验后的首次充装,未经过置换或者抽 真空处理。
(2)储存安全:
① 气瓶的储存应有专人负责管理。管理人员、操作人员、消防人员应经安全技术培 训,了解气瓶、气体的安全知识。
② 储存瓶装气体实瓶时,存放空间温度超过60龙时,应当采用喷淋等冷却措施。
③ 气瓶的储存,空瓶、实瓶和不合格瓶应分别存放,并有明显的区域和标志。可燃 性和氧化性的气体应分室存放,如液化石油气瓶与氧气瓶;有毒有害气体气瓶以及瓶内气 体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生有毒有害物质的气瓶,应分室隔离存放,如乙焕瓶与 氯气瓶,并且在附近配有防毒用具和消防器材。
④ 气瓶库(储存间)应符合《建筑设计防火规范》,应釆用耐火等级不低于二级的 防火建筑。与明火或其他建筑物应有符合规定的安全距离。易燃、易爆、有毒、腐蚀性气 体气瓶库的安全距离不得小于15 mo
⑤ 气瓶库应通风、干燥,防止雨(雪)淋、水浸,避免阳光直射,要有便于装卸、 运输的设施。库内不得有暖气、水、煤气等管道通过,也不准有地下管道或暗沟。储存有 易燃气体的,照明灯具及电气设备应是防爆的。
⑥ 盛装可燃、助燃或者毒性介质的低温绝热气瓶,不得在封闭或者受限空间场所存 放和使用。
⑦ 瓶库有明显的“禁止烟火” “当心爆炸”等各类必要的安全标志。
⑧ 瓶库应有运输和消防通道,设置消防栓和消防水池。在固定地点备有专用灭火器、 灭火工具和防毒用具。
⑨ 储气的气瓶应戴好瓶帽,最好戴固定瓶帽,套好防震圈。
⑩ 实瓶一般应立放储存。卧放时,应防止滚动,瓶头(有阀端)应朝向一方。垛放 不得超过5层,并妥善固定。气瓶排放应整齐,固定牢靠。数量、号位的标志要明显。要 留有通道。
⑪实瓶的储存数量应有限制,在满足当天使用量和周转量的情况下,应尽量减少储 存量。对于储存易发生聚合反应或者分解反应气体的实瓶,应当根据气体的性质,控制存 放空间的最高温度和限定储存数量、保存期限。
⑫瓶库账目清楚,数量准确,按时盘点,账物相符。
⑬建立并执行气瓶进出库制度。
⑭有毒、可燃气体的库房和氧气以及惰性气体的库房,应设置相应气体的危险性浓 度检测报警装置。
⑮储存室应有温、湿度检测仪。
⑯实瓶储存数量较大的单位应当制定应急预案并定期进行演练。
⑰车用液化天然气气瓶的使用单位应当在车辆的明显位置标注“液化天然气汽车” 字样,禁止将安装液化天然气气瓶的机动车辆驶入或者停放在建筑物内的停车场(库) 等封闭空间。
(3)使用安全:.
① 充装单位应当以纸质印刷或者扫描二维码方式显示对气瓶的安全用气使用说明, 对瓶装气体使用者进行安全常识教育。使用气瓶者应学习气体与气瓶的安全技术知识,在 技术熟练人员的指导监督下进行操作练习,合格后才能独立使用。
② 瓶装气体使用者应当购买和使用符合《气瓶安全技术规程XTSG 23)要求的气瓶 盛装的气体,不得购买和使用超过检验有效期或者报废的气瓶盛装的气体。
③ 在可能造成气体回流的瓶装气体使用场合,用气设施上应当配置防止倒灌的装置, 如单向阀、止回阀、缓冲罐等;在瓶内压力较高、不能直接使用气体的场合,应当在气瓶 出气口装设减压阀,减压阀应当符合相关标准的规定,并且在有效期内使用;瓶装气体用 户应当确保减压阀与气瓶阀门连接牢固、密封可靠。
④ 运输瓶装气体时,气瓶应当整齐放置;横放时,瓶端应当朝向一致;立放时,要 妥善固定,防止气瓶倾倒;严禁抛、滑、滚、碰、撞、敲击气瓶;吊装气瓶或者气瓶集束 装置时,严禁使用电磁起重机和金属链绳。
⑤ 使用前应对气瓶进行检查,确认气瓶和瓶内气体质量完好,方可使用。如发现气 瓶颜色、钢印等辨别不清,检验超期,气瓶损伤(变形、划伤、腐蚀),气体质量与标准 规定不符等现象,应拒绝使用并作妥善处理。
⑥ 按照规定,正确、可靠地连接调压器、回火防止器、缓冲器、气化器、焊割炬等, 检査、确认没有漏气现象。连接上述器具前,应微开瓶阀吹除瓶阀出口的灰尘、杂物。
⑦ 气瓶使用时,禁止将盛装气体的气瓶置于人员密集或者靠近热源的场所,禁止使 用任何热源对气瓶进行加热;一般应立放(乙块瓶严禁卧放使用)。与明火或可能产生火 花的作业,距离不得小于IOmO
⑧ 使用易起聚合反应的气体的气瓶,应远离射线、电磁波、振动源。
⑨ 防止日光暴晒、雨淋、水浸。
⑩ 移动气瓶应手搬瓶肩转动瓶底,移动距离较远时可用轻便小车运送,严禁抛、滚、 滑、翻和肩扛、脚踹。
⑪禁止敲击、碰撞气瓶。绝对禁止在气瓶上焊接、引弧。不准用气瓶作支架和铁砧。
⑫注意操作丿项序。开启瓶阀时应轻缓,操作者应站在瓶阀出口的侧后方;关闭瓶阀 时应轻而严,不能用力过大,避免关得太紧、太死。
⑬瓶阀冻结时,不准用火烤。可把气瓶移入室内或温度较高的地方或用40 Y以下的 温水浇淋解冻。注意保持气瓶及附件清洁、千燥,禁止沾染油脂、腐蚀性介质、灰尘等。
⑭按照相关标准的规定,保持气瓶内具有规定的剩余气体压力或者剩余气体重量。 余压不应低于0. 05 MPaO
⑮保护瓶外油漆防护层,既可防止瓶体腐蚀,也是识别标记,可以防止误用和混装。 瓶帽、防振圈、瓶阀等附件都要妥善维护、合理使用。气瓶使用完毕,要送回瓶库或妥善 保管。
(4)定期检验。
气瓶定期检验机构应当取得气瓶定期检验机构核准证书,应当按照核准的检验范围从 事气瓶的检验工作,对检验报告的真实性、准确性和有效性负责;并且接受市场监管部门 的监督;检验机构检验人员应当取得气瓶检验人员资格证书,无损检测人员应当取得相应 无损检测资格证书。
检验前,应当确认气瓶按照国家相关安全、环保、消防的要求,对瓶内残气、残液进 行回收和处理,确保检验工作的安全;应当对气瓶和瓶阀逐只进行检验"对气瓶下次检验 日期以前超出设计使用年限的瓶阀予以更换,及时、真实地填写检验记录,并且出具定期 检验报告;在气瓶表面涂敷颜色标志、检验机构名称、下次定期检验日期和检验合格标志 等;对报废气瓶进行消除使用功能的破坏性处理;依据充装使用单位申请,由气瓶检验机 构对达到设计使用年限的气瓶进行安全评估,并且对安全评估结论负责;完成检验后,检 验人员应当按照气瓶质量安全追溯信息平台的要求,及时汇总、统计和上传有关检验结果 的数据,检验结果数据也可以由使用单位上传。
定期检验周期。气瓶的定期检验周期按照表2-12执行。气瓶(车用气瓶除外)的 首次定期检验日期应当从气瓶制造日期起计算,车用气瓶的首次定期检验日期应当从气瓶 使用登记日期起计算,但制造日期与使用登记日期的间隔不得超过1个定期检验周期。检 验机构可以根据气体质量和气瓶的实际使用情况适当缩短检验周期;低温绝热气瓶检验中 发现气瓶绝热性能存在问题时,使用单位应当及时将气瓶送到具有相应资质的制造单位进 行维护或者修理。
表2-12气瓶定期检验周期
气瓶品种 |
介质、环境 |
_____检验周期/年_____ | |
钢质无缝气瓶、钢质焊接气瓶 (不含液化石油气钢瓶、液化二 甲醍钢瓶)、铝合金无缝气瓶 |
腐蚀性气体、海水等腐蚀性环境 |
2 | |
氮、六氟化硫、四氟甲烷及惰性气体 |
5 | ||
纯度大于或者等于99. 999%的高纯 气体(气瓶内表面经防腐蚀处理且内 表面粗糙度达到Ra 0.4以上) |
剧毒 |
5 | |
其他 |
8 | ||
混合气体 |
按混合气体中检验周期最短的 气体特性确定(微量组分除外) | ||
其他气体 |
3 |
表2T2 (续) | |||
气瓶品种__ |
介质、环境 |
_____检验周期/年_____ | |
液化石油气钢瓶、液化 二甲醍钢瓶 |
民用 |
液化石油气、液化二甲醍 |
4 |
车用 |
5 | ||
车用压缩天然气瓶 |
压缩天然气、氢气、空气、氧气 |
3 | |
____车用氢气气瓶____ | |||
气体储运用纤维缠绕气瓶 | |||
呼吸器用复合气瓶 | |||
低温绝热气瓶(含车用气瓶) |
液氧、液氮、液氯、液化二氧化碳、 液化氧化亚氮、液化天然气 |
3 | |
____溶解乙焕气瓶____ |
_________溶解乙決_________ |
3 |
气瓶有下列情况之一,应当按照要求进行报废:气瓶或者瓶阀使用时间超过其设计使 用年限的;车用气瓶随报废车辆一同报废,其中出租车使用的车用压缩天然气瓶使用时间 最长为8年;低温绝热气瓶的绝热性能无法满足使用要求并且无法修复的。对于超过设计 使用年限仍有使用价值的气瓶,产权单位应当委托气瓶检验机构对气瓶进行安全评估,检 验机构评估合格后应当给出延长后的使用年限,并在瓶体上涂敷“安全评估合格”字样 以及检验机构名称。
禁止任何单位或个人将报废气瓶(包括气瓶附件)修理、翻新后销售、使用;禁止 任何单位或个人采用钻孔或者破坏瓶口螺纹的方式,对报废气瓶进行消除使用功能处理; 禁止任何单位或个人将报废气瓶未经消除使用功能处理,而销售、交给其他单位或者 个人。
3.压力管道安全技术
在化工生产中,几乎所有的化工设备与机械之间都是用管道相连接的,用以输送和控 制流体介质。在某些情况下,管道本身也同化工设备一样能完成某些化工过程,即所谓 “管道化生产”。所以,化学品生产企业的工业管道同化工设备一样是化工生产装置中不 可缺少的组成部分,而工业管道大部分属于压力管道范畴。
1)管道的分类和标准化
(1)管道的分类。根据管道输送介质的种类、性质、压力、温度以及管道材质的不 同,管道可按下列方法分类:
① 按管道输送的介质种类分类,可分为液化石油气管道、原油管道、氢气管道、水 管道、蒸汽管道、工艺管道等。
② 按管道的设计压力分类,可分为真空管道、低压管道、中压管道、高压管道等。
③ 按管道的材质分类,可分为铸铁管、碳钢管、合金钢管、有色金属和非金属(如 塑料、陶瓷、水泥、橡胶等)管道。有时为了防腐蚀,把耐腐蚀材料衬在管子内壁上, 成为衬里管。
④ 按管道的综合因素分类,即按管道所承受的最高工作压力、温度、介质和材料等
因素综合考虑,将管道分为I、U、皿、N、V类。这种分类方法比较科学,且有利于加 强安全技术管理和监察。
(2)管道的标准化。为了统一管子、管件(法兰、弯头、三通)及阀门等的品种规 格,以利于设计、安装、维护和检修,国家对管道及其附件已经标准化、系列化。管道标 准化的主要内容是统一管子、管件的主要参数与结构尺寸,其中最主要的内容之一是直径 和压力的标准化和系列化,即公称直径和公称压力。
2)压力管道的管理
根据《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号)的规定:压力管道是指利用一 定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备,其范围规定为最高工作压力大于或者等于 0. 1 MPa (表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高 工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于50 mm的管道。
压力管道纳入《中华人民共和国特种设备安全法》和《特种设备安全监察条例》(国 务院令第549号)的法律法规监管中。《质检总局关于修订〈特种设备目录〉的公告》 (2014年第114号)中列入了长输管道(输油管道、输气管道)、公用管道(燃气管道、 热力管道)、工业管道(工艺管道、动力管道、制冷管道)。目前的安全技术规范有《压 力管道安全技术监察规程——工业管道》(TSG DooOI)X压力管道定期检验规则——工业 管道XTSGD7005) X压力管道定期检验规则 长输(油气)管道》(TSGD7003 )、《特种 设备使用管理规则(TSG 08)等。
原油输送管道如图2 -14所示。
图2-14原油输送管道
(1)压力管道的范围。
《压力管道安全技术监察规程——工业管道》(TSG DOOOl)的有关规定如下所述。
.①本规程适用于同时具备下列条件的工艺装置、辅助装置以及界区内公用工程所属 的工业管道(简称管道):
a) 最高工作压力大于或者等于0. 1 MPa (表压,下同)的。
b) 公称直径大于或等于50 mm的。
C)输送介质为气体、蒸汽、液化气体、最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液 体或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的液体的。
②本规程适用的管道范围如下:
a) 管道元件,包括管道组成件和管道支承件。
b) 管道元件间的连接接头、管道与设备或者装置连接的第一道连接接头(焊缝、法 兰、密封件及紧固件等)、管道与非受压元件的连接接头。
C)管道所用的安全阀、爆破片装置、阻火器、紧急切断装置等安全保护装置。
注:L管道组成件,用于连接或者装配成承载压力且密闭的管道系统的元件,包括 管子、管件、法兰、密封件、紧固件、阀门、安全保护装置以及诸如膨胀节、挠性接头、 耐压软管、过滤器(如Y型、T型等)、管路中的节流装置(如孔板)和分离器等。
2.道支承件,包括吊杆、弹簧支吊架、斜拉杆、平衡锤、松紧螺栓、支撑杆、链条、 导轨、鞍座、底座、滚柱、托座、滑动支座、吊耳、管吊、卡环、管夹、U形夹和夹 板等。
③ 本规程不适用于下列管道:
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a) 电气、电信专用的管道。
b) 动力管道。
C)军事装备和核设施的管道。
d) 海上设施和矿井井下的管道。
e) 移动设备上的专用管道,如铁路机车、汽车、船舶、航空航天器等。
f) 石油、天然气、地热等勘探和采掘装置的管道。
g) 长输(油气)管道和油气田集输管道。
h) 城镇市政公用设施的管道。
i) 制冷空调设备本体所属的管道和采暖通风专业的管道。
j) 其他特种设备安全技术规范管辖范围的管道。
④ 工业管道级别划分:
a) GCl级。符合下列条件之一的工业管道,为GCl级:
(a) 输送毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点 的高度危害的液体介质的管道。
(b) 输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化炷)的管道, 并且设计压力大于或者等于4. 0 MPa的管道。
(C)输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于或者等于10.0 MPa,或者设计 压力大于或者等于4. 0 MPa,并且设计温度高于或者等于400 tC的管道。
b) GC2级。除GC3级管道外,介质毒性程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和 设计温度低于GCl级的管道。
C) GC3级。输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或者等于L OMPa,并且设 计温度介于-20 ~ 185 CC之间的管道。
(2)压力管道的管理和维护。
①安全管理。压力管道使用单位负责本单位的压力管道安全管理工作,并应履行以 下职责:
a) 贯彻执行有关安全法律法规和压力管道的技术规程、标准,建立健全本单位的压 力管道安全管理制度。
b) 应有专职或兼职专业技术人员负责压力管道安全管理工作。
C)压力管道及其安全设施必须符合国家的有关规定。
d) 新建、改建、扩建的压力管道及其安全设施不符合国家有关规定时,有权拒绝 验收。
e) 建立技术档案,并到企业所在地的地(市)级或其委托的县级特种设备安全监管 部门登记。
f) 对压力管道操作人员和压力管道检查人员进行安全技术培训。
g) 制定压力管道定期检验计划,安排附属仪器仪表、安全保护装置、测量调控装置 的定期校验和检修工作。
h) 对事故隐患应及时采取措施进行整改,重大事故隐患应以书面形式报告省级以上 (含省级,下同)主管部门和省级以上特种设备安全监管部门。
i) 对输送可燃、易爆或有毒介质的压力管道应建立巡线检查制度,制定应急措施和 救援方案,根据需要建立抢险队伍,并定期演练。
j) 按有关规定及时如实向主管部门和当地特种设备安全监管部门报告压力管道事故, 并协助做好事故调査和善后处理工作,认真总结经验教训,防止事故的发生。
k) 按有关规定应负责的其他压力管道安全管理工作。
压力管道管理人员、检査人员和操作人员应严格遵守有关安全法律法规、技术规程、 标准和企业的安全生产制度。
② 压力管道设计。压力管道的设计应由取得与压力管道工作压力等级相应的、有三 类压力容器设计资格的单位承担。压力管道的设计必须严格遵守有关的国家标准和规范。 设计单位应向施工单位提供完整的设计文件、施工图和计算书,并由设计单位总工程师签 发方为有效。
③ 压力管道制造。压力管道、阀门管件和紧固件的制造必须经过省级以上主管部门 鉴定和批准的有资格的单位承担。制造单位应具备下列条件:
a) 有与制造高压工艺管道、阀门管件相适应的技术力量、安装设备和检验手段。
b) 有健全的制造质量保证体系和质量管理制度,并能严格执行有关规范标准,确保 制造质量。制造厂对出厂的阀门、管件和紧固件应出具产品质量合格证,并对产品质量 负责。
④ 压力管道安装。压力管道的安装单位必须由取得与压力管道操作压力相应的三类 压力容器现场安装资格的单位承担。拥有压力管道的工厂只能承担自用压力管道的安装、 修理与改造工作。压力管道的安装、修理与改造必须严格执行有关规定和技术标准,以及 设计单位提供的设计文件和技术要求。施工单位对提供安装的管道、阀门、管件、紧固件 要认真管理和复检,严防错用或混入假冒产品。施工中要严格控制焊接质量和安装质量, 并按工程验收标准向用户交工。高压管道交付使用时,安装单位必须提交下列技术文件:
a) 压力管道安装竣工图。
b) 压力钢管检查验收记录。
C)压力阀门试验记录。
d) 安全阀调整试验记录。
e) 压力管件检查验收记录。
f) 高压管道焊缝焊接工作记录。
g) 高压管道焊缝热处理及探伤检验记录。
h) 管道系统试验记录。试车期间,如发现压力管道振动超过标准,由设计单位与安 装单位共同研究,采取消振措施,消振合格后方可交工。
⑤压力管道操作与维护。压力管道是连接机械和设备的工艺管线,应列入相应的机 械和设备的操作岗位,由机械和设备操作人员统一操作和维护。操作人员必须熟悉高压工 艺管道的工艺流程、工艺参数和结构。操作人员培训教育考核必须有压力管道内容,考核 合格者方可操作。压力管道的巡回检查应和机械设备一并进行,在检查时应注意以下 事项:
a) 机械和设备出口的工艺参数不得超过压力管道设计或缺陷评定后的许用工艺参 数,高压管道严禁在超温、超压、强腐蚀和强振动条件下运行。
b) 检查管道、管件、阀门和紧固件有无严重腐蚀、泄漏、变形、移位和破裂,以及 保温层的完好程度。
C)检查管道有无强烈振动,管与管、管与相邻件有无摩擦,管卡、吊架和支撑有无 松动或断裂。
d) 检查管内有无异物撞击或摩擦的声响。
e) 查看安全附件、指示仪表有无异常,发现缺陷及时报告,妥善处理,必要时停机 处理。
严禁下列高压管道作业:严禁利用高压管道作电焊机的接地线或吊装重物受力点;高 压管道运行中严禁带压紧固或拆卸螺栓;开停车有热紧要求者,应按设计规定热紧处理; 严禁带压补焊作业;严禁热管线裸露运行;严禁借用热管线做饭或烘干物品。
(3)压力管道的检查和检测。
压力管道的检查和检测是掌握管道技术现状、消除缺陷、防范事故的主要手段。检查 和检测工作由企业委托有检验资格的单位进行,并对其检验结论负责。压力管道检查和检 测分外部检查、探查检验和全面检验。
① 外部检查。车间每季至少检查1次,企业每年至少检查1次。检查项目包括:
a) 管道、管件、紧固件及阀门的防腐层、保温层是否完好,可见管表面有无缺陷。
b) 管道振动情况,管与管、管与相邻物件有无摩擦。
C)吊卡、管卡、支承的紧固和防腐情况。
d) 管道的连接法兰、接头、阀门填料、焊缝有无泄漏。
e) 检查管道内有无异物撞击或摩擦声。
f) 检查操作记录,运行过程中有无超温超压等异常情况。
② 探查检验。探查检验是指针对压力管道不同管系可能存在的薄弱环节,实施对症 性的定点测厚及连接部位或管段的解体检查。
a)定点测厚。测点应有足够的代表性,找出管内壁的易腐蚀部位,流体转向的易冲 刷部位,制造时易拉薄的部位,使用时受力大的部位,以及根据实践经验选点。并充分考 虑流体流动方式,如三通,有侧向汇流、对向汇流、侧向分流和背向分流等流动方式,流 体对三通的冲刷腐蚀部位是有区别的,应对症选点。将确定的测定位置标记在绘制的主体 管段简图上,按图进行定点测厚并记录。定期分析对比测定数据并根据分析结果决定扩大 或缩小测定范围和调整测定周期。根据已获得的实测数据,研究分析高压管段在特定条件 下的腐蚀、磨蚀规律,判断管道的结构强度,制定防范和改进措施。管道定点测厚周期应 根据腐蚀、磨蚀年速率确定。安装在线检测仪表,实现对重要关键部位的工艺介质的腐蚀 速率或管道壁厚腐蚀情况在线连续检测。
b)解体抽査。解体抽查主要是根据管道输送的工作介质的腐蚀性能、热学环境、流 体流动方式,以及管道的结构特性和振动状况等,选择可拆部位进行解体检查,并把选定 部位标记在主体管道简图上。一般应重点查明法兰、三通、弯头、螺栓、管口、管口壁、 密封面、垫圈的腐蚀和损伤情况。同时还要抽查部件附近的支承有无松动、变形或断裂。 对于全焊接高压工艺管道只能靠无损探伤抽查或修理阀门时用内窥镜扩大检查。解体抽查 可以结合机械和设备单体检修时或企业年度大修时进行,每年选检一部分。
C)全面检验。是指结合设备设施单体大修或年度停车大修时对压力管道进行鉴定性 的停机检验,用以判断管道系统继续使用、限制使用、局部更换或判废。GCl、GC2级压 力管道的全面检验周期一般不超过6年,按照基于风险检验(RBl)结构确定的检验周 期,一般不超过9年;GC3级管道一般不超过9年。遇有下列情况者全面检验周期应适当 缩短:
(a) 工作温度大于180 CC的碳钢和工作温度大于250 CC的合金钢的临氢管道或探查检 验发现氢腐蚀倾向的管段。
(b) 通过探查检验发现腐蚀、磨蚀速率大于0. 25 mm∕a,剩余腐蚀余量低于预计全面 检验时间的管道和管件,或发现有疲劳裂纹的管道和管件。
(C)使用年限超过设计寿命的管道。
(d)运行时出现超温、超压或鼓胀变形,有可能引起金属性能劣化的管段。
e)新投用的GCl、GC2级的首次检验周期一般不超过3年。
全面检验主要包括以下一些项目:
(a) 表面检查。是指宏观检查和表面无损探伤。宏观检查是用肉眼检查管道、管件、 焊缝的表面腐蚀以及各类损伤深度和分布,并详细记录。表面探伤主要釆用磁粉探伤或着 色探伤等手段检查管道管件焊缝和管头螺纹表面有无裂纹、折叠、结疤、腐蚀等缺陷。对 于全焊接高压工艺管道可利用阀门拆开时用内窥镜检查;无法进行内壁表面检查时,可用 超声波或射线探伤法检查代替。
(b) 解体检查和壁厚测定。管道、管件、阀门、丝扣和螺栓、螺纹的检查,应按解体 要求进行。按定点测厚选点的原则对管道、管件进行壁厚测定。对于工作温度大于180 tC 的碳钢和工作温度大于250 CC的合金钢的临氢管道、管件和阀门,可用超声波能量法或测 厚法根据能量的衰减或壁厚“增厚”来判断氢腐蚀程度。
(C)焊缝埋藏缺陷探伤。对制造和安装时探伤等级低的、宏观检査成型不良的、有 不同表面缺陷的或在运行中承受较高压力的焊缝,应用超声波探伤或射线探伤检查埋藏缺 陷,抽查比例不小于待检管道焊缝总数的10% o但与机械和设备连接的第一道、口径不 小于50 mm的,或主支管口径比不小于0.6的焊接三通的焊缝,抽査比例应不小于待检件 焊缝总数的50% o
(d) 充分利用现场金相检验。通过现场硬度检测、覆膜金相检测和晶粒度检查,检 查管道的蠕变情况及晶间腐蚀、应力腐蚀和强度情况。
(e) 破坏性取样检验。对于使用过程中出现超温、超压有可能影响金属材料性能的 或以蠕变率控制使用寿命、蠕变率接近或超过1%的,或有可能引起高温氢腐蚀或氮化的 管道、管件、阀门,应进行破坏性取样检验。检验项目包括化学成分、机械性能、冲击韧 性和金相组成等,根据材质劣化程度判断邻接管道是否继续使用、监控使用或判废。
此外,全面检查还包括耐压试验和气密性试验等。
4.锅炉安全技术
1) 锅炉的分类
(1) 按用途分类,锅炉可分为电站锅炉、工业锅炉、船舶锅炉和机车锅炉。
(2) 按工质种类分类,锅炉可分为蒸汽锅炉、热水锅炉和特种工质锅炉(如有机载 热体炉)。
(3) 按照锅炉本体结构分类,锅炉可分为火管锅炉、水管锅炉。
(4) 按循环方式分类,锅炉可分为自然循环锅炉、控制循环锅炉(多次强制循环锅 炉)、直流锅炉和复合循环锅炉。
(5) 按照主蒸汽出口压力分类,锅炉可分为低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高 压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉和高效超临界压力锅炉。
(6) 按照燃烧方式分类,锅炉可分为层燃炉、室燃炉、旋风炉、沸腾燃烧炉和循环 流化床锅炉。
(7) 按燃料性质或能源分类,锅炉可分为固体燃料锅炉、液体燃料锅炉、气体燃料 锅炉、余热锅炉、原子能锅炉和其他能源锅炉。
(8) 按照排渣方式分类,锅炉可分为固体排渣锅炉和液体排渣锅炉。
(9) 按照烟风压力分类,锅炉可分为平衡通风型锅炉、微正压锅炉、增压锅炉等。
(10) 按照锅筒布置分类,锅炉可分为单锅筒纵置式锅炉、单锅筒横置式锅炉、双锅 筒纵置式锅炉、双锅筒横置式锅炉等。
(11) 按照炉型分类,锅炉可分为倒U型锅炉、塔型锅炉、箱型锅炉、T型锅炉、N 型锅炉、L型锅炉、D型锅炉等。
(12) 按照锅炉房形式分类,锅炉可分为露天锅炉、半露天锅炉、室内锅炉、地下锅 炉、洞内锅炉。
(13) 按照运输方式分类,锅炉可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉。
(14) 按照运行方式分类,锅炉可分为定压运行锅炉、变压运行锅炉、复合变压运行 锅炉。
(15) 按照负荷方式分类,锅炉可分为基本负荷机组、尖峰负荷机组、中间负荷机 组等。
2) 锅炉的用途
锅炉包括锅和炉两大部分,锅是指盛水器的部件,炉是指燃烧燃料的场所。锅炉中产 生的热水或蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机 械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生 活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,多用于电站、船舶、机车 和工矿企业等。
3) 锅炉的主要参数与锅炉设备级别划分
(1) 锅炉的主要参数。是表示锅炉性能的主要指标,包括锅炉容量、蒸汽压力、蒸 汽温度、给水温度等,锅炉容量可用额定蒸发量或最大连续蒸发量来表示。额定蒸发量是 在规定的出口压力、温度和效率下,单位时间内连续生产的蒸汽量。最大连续蒸发量是在 规定的出口压力、温度下,单位时间内能最大连续生产的蒸汽量。
(2) 锅炉设备级别划分。根据《锅炉安全技术规程XTSGll)的规定,锅炉设备级 别划分如下。
① A级锅炉:
A级锅炉是指P (P为表压,下同)23. 8 MPa的锅炉,包括:
a) 超临界锅炉,pN22. 1 MPao
b) 亚临界锅炉,16. 7 MPaWP <22. 1 MPaO
C)超高压锅炉,13.7 MPaWPVI6. 7 MPa。
d) 高压锅炉,9. 8 MPaWPVl3. 7 MPa。
e) 次高压锅炉,5. 3 MPaWPV9. 8 MPa。
f) 中压锅炉,3. 8 MPa≤p<5. 3 MPao
② B级锅炉:
a) 蒸汽锅炉,0. 8 MPa ≤p <3. 8 MPao
b) 热水锅炉,pv3.8MPa,且旧120%:。为额定出水温度,下同)。
C)气相有机热载体锅炉,ρ >0.7 MW (Q为额定热功率,下同);液相有机热载体 锅炉,(2 >4. 2 MWo
③ C级锅炉:
a) 蒸汽锅炉,pWO. 8 MPa,且V>50L (V为设计正常水位水容积,下同)。
b) 热水锅炉,0.4 MPaVPV3. 8 MPa,且t< 120 cC ; p≤0.4MPa,且95 CeVtVI20 tCo
C)气相有机热载体锅炉,QWO. 7 MW;液相有机热载体锅炉,ζ>≤4.2MWo
④ D级锅炉:
a) 蒸汽锅炉,PWo.8 MPa,且 V≤50 LO
b) 热水锅炉,PWO.04 MPa,且 f≤95 cCo
4) 锅炉的主要系统
按照锅炉的整体流程布置,锅炉本体主要有水汽系统和烟风系统两大系统。在两大系 统之外还包括锅炉控制系统,辅机系统,燃料系统,给水排污系统,除灰、除渣系统,烟 气脱硫系统,加药系统,加工保护系统,以及安全附件和仪表。
锅炉的整体布置是指锅炉炉膛中辐射受热面与对流烟道和其中的各种对流受热面的总
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体布置,它决定了锅炉的结构方式、热效率等,在锅炉制造中尤为重要。
(1)水汽系统:
水汽系统是将水加热产生饱和蒸汽、再将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的系统,包括汽 包、水冷壁、过热器、省煤器等。给水在加热器中加热到一定温度后,经给水管道进入省 煤器,进一步加热以后送入锅筒,与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水 冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物沿上升管到达锅筒,由汽水分离装置使水、汽分 离。分离出来的饱和蒸汽经锅筒上部流往过热器,继续吸热成为一定温度和压力的过热蒸 汽,然后送往外界。
锅炉水汽系统的作用是吸收燃料放出的热量,使水蒸发成饱和蒸汽,主要由下列部分 组成:
① 下降管。其作用是把汽包中的水连续不断地送入下联箱供给水冷壁,布置在炉外, 不受热。
② 水冷壁。是辐射蒸发受热面。其主要作用一是依靠火焰的辐射传热,使饱和水蒸 发变成饱和蒸汽;二是保护炉墙。水冷壁一般分为光管式、膜式和刺管式三种。一般采用 悬挂式结构。
③ 汽包。是重要的汽水分离和净化组件。其连接水冷壁的上升管和汽包下降管,组 成自然循环回路,接受省煤器的来水,向过热器输送饱和蒸汽。是加热、蒸发、过热过程 的连接点。汽包中存在一定的水量,具有一定的蓄热能力,并能缓冲蒸汽压力变化的速 度。汽包中有各种汽水分离及清洗装置,其作用是保证蒸汽的品质。
④ 蒸汽过热器。是将饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽的设备。
a) 过热器根据传热方式分类,可分为对流过热器、半辐射式过热器和辐射式过热 器。对流过热器布置在对流烟道中,吸收烟气对流热量。布置在炉膛上部或炉膛出口,既 吸收对流热又吸收辐射热的过热器叫半辐射式过热器。半辐射式过热器一般制成屏风形 式,故又称屏式过热器。放置在炉膛中直接吸收火焰辐射热的过热器叫辐射过热器。
b) 过热器按照布置位置分类,可分为顶棚过热器、包墙过热器、低温对流过热器、 分隔屏式过热器、后屏式过热器、高温对流过热器。
⑤ 再热器。随着蒸汽压力的提高,为了减少汽轮机尾部的蒸汽湿度及进一步提高整 •个发电机组的热经济性,在大型锅炉中普遍设置中间再热系统,即将汽轮机高压缸的排汽 引回到锅炉中再加热到高温,然后再送到汽轮机的中压缸继续膨胀做功,这个部件叫再热 器。再热器受热面一般布置在烟温稍低的区域,采用较大的管径和多圈管,管子釆用光 管。根据蛇形管布置方式的不同,再热器可分为处置布置和水平布置。
⑥ 省煤器。是在锅炉烟道布置的利用烟气余热加热给水的换热设备。其主要作用: 一是吸收低温烟气热量降低排烟温度,提高锅炉热效率;二是提高进入汽包的给水温度, 减少给水与其汽包壁之间的温差,降低汽包热应力。
a) 按照省煤器出口工质状态分类,可分为沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器。出口水 温低于饱和温度时,称非沸腾式省煤器。当水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽时,称沸 腾式省煤器。
b) 按其所用材质不同,可分为铸铁式省煤器和铸钢式省煤器。省煤器主要为光管式 省煤器,还有鳍片管式省煤器、膜式省煤器。
(2) 烟风系统:
锅炉的烟风系统是指燃烧生成的烟气与空气组成的系统。它包括一次风管、二次风 管、燃烧器、炉膛、烟道、空气预热器、引风机、送风机、脱硫脱硝装置及烟囱等主要设 备。送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。处理过的燃料由给煤设施供至炉膛, 由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器播入炉膛。燃料与空气混合物在炉膛中与 其余的热空气混合燃烧,放出大量热量。燃烧后的热烟气按顺序流经炉膛、过热器、省 煤器和空气预热器后,再经过除尘装置和烟气脱硫装置,最后由引风机送往烟囱排向 大气。
燃烧器是燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、循环流化床锅炉燃烧系统的重要组成部 分,分别有不同形式。以燃煤锅炉为例,燃烧器是指锅炉主要燃烧设备,其作用是将携带 煤粉的一次风和助燃用的空气在进入炉膛时充分混合,并使煤粉及时着火和稳定燃烧。按 出口气流特性,可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。出口气流为直流射流的称为直流 燃烧器,出口气流含有旋转射流的称为旋流燃烧器。
空气预热器是利用排烟余热把空气加热为热空气的热交换器。空气预热器按照传热方 式不同分为导热式和蓄热式(回转式)两大类。导热式空气预热器又分为板式和管式两 种,为现代锅炉采用较多的形式。蓄热式空气预热器多为回转式空气预热器,分为受热面 回转式和风罩回转式两种。蓄热式空气预热器中烟气和空气交替流过受热面,烟气将热量 传给受热面并积蓄起来,空气流过时,受热面将热量传给空气。
(3) 除灰、除渣系统:
锅炉燃料燃烧后的灰渣大体可分为飞灰(也叫粉煤灰)和炉渣两部分。由于燃烧方 式不同,灰渣的比例也不相同。锅炉排出的飞灰是指省煤器灰斗的落灰、空气预热器灰斗 的落灰、除尘器收集的粉煤灰;渣主要是指炉膛底部排出的炉渣。
锅炉的除灰系统分为水力除灰系统和气力除灰系统两种方式。水力除灰系统主要由场 内系统和场外系统组成。场内系统包括排灰、排渣设施,输送设备,以及管道(沟)等; 场外系统包括长输管道、贮灰场及灰场灰水回收设施等组成。气力除灰系统主要由输灰装 置、空气压缩系统、灰库及输灰管道等组成。前者水耗高、能耗高、管道易结垢、堵塞, 环保要求高,目前逐渐淘汰;后者节水、安全可靠、环保问题少且便于综合利用等,近年 来广泛釆用。
(4) 安全附件和仪表:
锅炉安全附件和仪表包括安全阀、压力测量装置、水(液)位测量与示控装置、温 度测量装置、排污和紧急放水装置等安全附件,以及安全保护装置及相关仪表等,其设 置、选型、安装等应符合《锅炉安全技术规程XTSGlI)的要求。
①安全阀。
a) 安全阀制造许可、产品型式试验及铭牌等技术要求应当符合《安全阀安全技术监 察规程)(TSG ZFOOI)的规定。
b) 安全阀的设置、选型、排放量等应符合《锅炉安全技术规程》(TSGlI)的要求。
C)安全阀校验:
(a) 在用锅炉的安全阀每年至少校验一次。校验一般在锅炉运行状态下进行,如果 现场校验有困难时或者对安全阀进行修理后,可以在安全阀校验台上进行。
(b) 新安装的锅炉或者安全阀检修、更换后,校验其整定压力和密封性。
(C)安全阀经过校验后,应当加锁或者铅封,校验的安全阀在搬运或者安装过程中, 不得摔砸、碰撞。
(d) 控制式安全阀应当分别进行控制回路可靠性试验和开启性能检验。
(e) 安全阀整定压力、密封性(在安全阀校验台上进行时,只有整定压力和密封性) 等检验结果应当记入锅炉技术档案。
d)锅炉运行中安全阀使用:
(a) 锅炉运行中安全阀应当定期进行排放试验。电站锅炉安全阀的试验间隔不大于1 个小修间隔。对于控制式安全阀,使用单位应当定期对控制系统进行试验。
(b) 锅炉运行中安全阀不得随意解列和任意提高安全阀的整定压力或者使安全阀 失效。
②压力测量装置。
a) 压力表校验。压力表安装前应当进行校验,刻度盘上应当划出指示工作压力的红 线,注明下次校验日期。压力表校验后应当加铅封。
b) 压力表停止使用情况。压力表有下列情况之一时,应当停止使用:
(a) 有限止钉的压力表在无压力时,指针转动后不能回到限止钉处;没有限止钉的 压力表在无压力时,指针离零位的数值超过压力表规定的允许误差。
(b) 表面玻璃破碎或者表盘刻度模糊不清。
(C)封印损坏或者超过校验期。
(d) 表内泄漏或者指针跳动。
(e) 其他影响压力表准确指示的缺陷。
(5)热工保护系统:
机组运行过程中,自动监测系统会不断对热工过程参数进行监视,并及时向值班运行 人员提供这些热工参数变化的信息。当自动调节系统和联动控制系统等自动处理热工参数 异常时,运行人员还可以采取其他必要保护措施,当所有保护措施均失效,同时异常情况 不断发展甚至还可能危及机组设备安全时,自动保护系统的跳闸回路才动作,立即停止机 组运行,确保机组设备及人身的安全。
热工保护是保证设备及人身安全的最高手段,一个热工保护系统大致可分为两级:事 故处理回路及跳闸回路。事故处理回路以维持机组及系统运行不中断为目的,跳闸回路则 以保护设备及人身安全为目的。
热工保护的操作指令拥有最高优先级,在任何情况下,不允许人为干扰其工作,更不 允许在机组运行过程中切除或退出热工保护系统。热工保护系统一般是独立的保护系统, 仪表安全可靠性要求最高,不同运行特性及结构的机组,热工保护系统组成方式也 不同。
常见大型火电机组专用的热工保护系统及装置有锅炉炉膛安全监视系统(FSSS)、汽 轮机保护监视系统(TSI)、机组甩负荷保护系统(FCB)、辅机故障减负荷系统(RB)。 其中,FSSS和TSI在普通小型电厂或自备电站等均有设置。
对炉膛及系统进行保护的设备称为锅炉炉膛安全监控系统,或简称安全监控装置,是 防止因易燃物在锅炉内部积存和误操作而造成锅炉事故的重要设备设施。运行中的锅炉炉 膛灭火后,为防止炉膛及后部烟气系统发生爆燃,应立即切断所有进入炉膛的燃料(主 燃料跳闸MFT)O锅炉点火前必须对炉膛进行吹扫,吹扫必须满足吹扫条件。炉膛灭火保 护系统和机电的联锁系统宜相对独立,主燃料跳闸信号宜直接作用于最后直接对象。
5) 锅炉的使用和运行管理
锅炉的使用和运行管理,应遵守《锅炉安全技术规程XTSGll)的各项要求。
(1) 安全管理和操作人员。锅炉使用单位应当配备锅炉安全管理人员。锅炉运行操 作人员和锅炉水处理作业人员应当按照原国家质检总局颁发的《特种设备作业人员监督 管理办法》的规定持证上岗,按章操作,发现隐患及时处置或者报告。B级及以下全自动 锅炉可以不设跟班锅炉运行操作人员,但是应当建立定期巡回检查制度。
(2) 锅炉安全技术档案。锅炉使用单位应当逐台建立安全技术档案,至少应当包括 以下内容:锅炉的出厂技术文件;锅炉安装、改造、修理技术资料;水处理设备的安装调 试技术资料;锅炉定期检验报告;锅炉日常使用状况记录,包括工艺运行记录、加药记 录、'化验分析记录、排污记录等;锅炉及其安全附件、安全保护装置及测量调控装置日常 维护保养记录;锅炉运行故障和事故记录。
(3) 锅炉使用管理制度。锅炉使用管理应当有下列制度、规程:
① 岗位责任制。按照锅炉房人员配备,分别规定班组长、锅炉运行操作人员、维修 人员、水处理操作人员等职责范围内的任务和要求。
② 巡回检查制度。明确定时检查的内容、路线和记录的项目。
③ 交接班制度。应当有明确交接班要求,检査内容和交接班手续。
④ 操作规程和操作方法。锅炉及辅助设备的操作规程,包括设备投运前的检查及准 备工作,启动和正常运行的操作方法,正常停运和紧急停运的操作方法。
⑤ 设备维修保养制度。包括设备运行期间的维护保养,即锅炉本体、安全附件、安 全保护装置、自动仪表及辅助设备的维护保养周期、内容和要求,锅炉停(备)用防锈 蚀内容和要求。
⑥ 水汽品质管理制度。应当明确水汽定时检测的项目和合格标准。
⑦ 安全管理制度。应当明确防火、防爆和防止非作业人员随意进入锅炉房、保证通 道畅通的措施以及事故应急预案和事故处理办法等。
⑧ 节能管理制度。符合锅炉节能管理有关安全技术规范的规定。
(4) 锅炉使用管理记录。锅炉在运行管理及备用期间应当做好各项管理记录,至少 包括:锅炉及辅助设备运行记录、水处理设备运行及水汽品质化验记录、交接班记录、锅 炉及辅助设备维修保养记录、转动设备状态检测记录、锅炉使用单位人员自行检查记录、 锅炉及辅机设备检维修记录、锅炉运行故障及事故记录、锅炉停炉保养记录。
6) 锅炉检修的安全管理
锅炉检修时,进入锅炉内作业的人员进行工作时,应当符合以下要求:
(1)进入锅炉前,应监测分析化验环境介质,确认压力、温度及环境空间符合施工 作业的安全要求,并应办理施工相关手续。
(2) 在施工期间应有人员对施工作业人员进行安全监护。
(3) 在进入锅筒(壳)内部工作之前,应当用能指示出隔断位置的强度足够的金属 堵板(电站锅炉可用阀门)将连接其他运行锅炉的蒸汽、热水、给水、排污等管道可靠 地隔开,用油或者气体作燃料的锅炉,应当可靠地隔断油、气的来源。
(4) 在进入锅筒(壳)等内部工作之前,应当将锅筒(壳)上的人孔和集箱上的手 孔打开,使空气对流一段时间。
(5) 在进入烟道及燃烧室工作前,应当进行通风,并且与总烟道或者其他运行锅炉 的烟道可靠隔断,以防爆、防火、防毒。
(6) 在锅筒(壳)和潮湿炉膛和烟道内工作而使用电灯照明时,照明应当使用安全 电压,禁止使用明火照明。
7)锅炉的使用登记与检验
(1)使用登记:
① 使用锅炉的单位和个人应当按照《特种设备使用管理规则》(TSGo8)的规定办理 特种设备(锅炉)使用登记,领取“特种设备使用登记证”,未办理使用登记并领取使用 登记证的锅炉不得擅自使用。
② 特种设备(锅炉)使用登记证在锅炉定期检验合格期间内有效。
③ 锅炉在投入使用前或者投入使用后30日内,使用单位应当向所在地的登记机关申 请办理使用登记,领取使用登记证。
④ 使用单位申请办理使用登记应当按照下列规定,逐台向登记机关提交锅炉及其安 全阀、爆破片和紧急切断阀等安全附件的有关文件:
a) 安全技术规范要求的设计文件,产品质量合格证明,安装及使用维修说明,制 造、安装过程监督检验证明。
b) 进口锅炉安全性能监督检验报告。
C)锅炉安装质量证明书。
d) 锅炉水处理方法及水质指标。
e) 锅炉使用安全管理的有关规章制度。
⑤ 使用单位应当建立安全技术档案,将使用登记证、登记文件妥善保存。
⑥ 使用单位应当将使用登记证悬挂在锅炉房内或者固定在压力容器本体上(无法悬 挂或者固定的除外),并在锅炉的明显部位喷涂使用登记证号码。
⑦ 使用单位使用无制造许可证单位制造的锅炉的,登记机关不得给予登记。
⑧ 锅炉安全状况发生变化、长期停用、移装或者过户的,使用单位应当向登记机关 申请变更登记。
⑨ 使用锅炉有下列情形之一的,不得申请变更登记:
a) 在原使用地未办理使用登记的。
b) 在原使用地未进行定期检验或定期检验结论为停止运行的。
C)在原使用地已经报废的。
d)擅自变更使用条件进行过非法修理改造的。
e) 无技术资料和铭牌的。
f) 存在事故隐患的。
g) 安全状况等级为4、5级的锅炉或者使用时间超过20年的锅炉。
⑩锅炉报废时,使用单位应当将使用登记证交回登记机关,予以注销。
(2)检验:
检验机构必须取得当地技术监督部门授权委托,检验检测机构应当严格按照核准的范 围从事锅炉的检验检测工作,检验检测人员应当取得相应的特种设备检验检测人员证书。
检验按照设备生命周期的各阶段分为制造及安装、改造和重大修理的监督检验。运行 以后的定期检验又分为外部检验、内部检验和水压试验。
① 锅炉的安装过程应当经过检验检测机构依照相关安全技术规范进行监督检验,未 经过监督检验合格的锅炉,不得交付使用。
② 锅炉安装监督检验工作内容包括对锅炉安装过程中涉及安全性能的项目进行监督 检验和对受检安装企业质量管理体系运转情况的监督,经过安装监督检验,抽查项目符合 相关法规标准要求的,出具安装监督检验证书。
③ 定期检验。
a) 定期检验的定义及提报、处理:
(a) 锅炉的定期检验工作包括锅炉运行状态下进行的外部检验、锅炉在停炉状态下 进行的内部检验和水(耐)压试验;锅炉的使用单位应当安排锅炉的定期检验工作,并 且在锅炉下次检验日期前1个月向检验检测机构提出定期检验申请,以便检验检测机构制 定检验计划。
(b) 检验过程中发现缺陷时,应当对缺陷进行分析,明确缺陷的性质、存在的位置, 以及对锅炉安全经济运行的危害程度,以确定是否需要现场对缺陷进行消除处理;对于重 大缺陷的处理,使用单位应当组织进行安全评定或者专家论证,以确定缺陷的处理方式。 发现存在影响锅炉安全运行的问题,需要釆取降低参数运行、缩短检验周期或者对主要问 题加强监控等措施。
(C)实施定期检验的检验机构应当在设备检验合格后,将定期检验合格标记和下次 检验日期标注在使用登记证上。对于不合格的设备,检验机构应当及时告知登记机关。
b) 锅炉的定期检验周期规定如下:
(a) 外部检验,每年进行一次;锅炉外部检验可能影响锅炉正常运行,检验检测机 构应当事先同使用单位协商检验时间;锅炉外部检验应当在检验检测人员指导和锅炉使用 单位的具体操作下进行,不得危及锅炉安全运行。
(b) 内部检验,锅炉(电站锅炉除外)一般每2年进行一次,成套装置中的锅炉结 合成套装置的大修周期进行,A级高压以上电站锅炉结合锅炉检修同期进行,一般每3~ 6年进行一次;首次内部检验在锅炉投入运行后一年进行,成套装置中的锅炉和A级高压 以上电站锅炉可以结合第一次检修进行。
(C)水(耐)压试验,检验人员或者使用单位对设备安全状况有怀疑时,应当进行 水(耐)压试验。因结构原因无法进行内检时,应当每3年进行一次水(耐)压试验。
成套装置中的锅炉和A级高压以上电站锅炉由于检修周期等原因不能按期进行锅炉
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定期检验时,锅炉使用单位在确保锅炉安全运行(或者停用)的前提下,经过使用单位 技术负责人审批后,可以适当延长检验周期,安排延期内部检验(一般不超过1年并且 不能连续延期),同时向锅炉使用登记机关备案,注明采取的措施及下次内部检验的 期限。
定期检验特殊情况,除正常的定期检验以外,锅炉有下列情况之一时,也应当根据具 体情况进行内部检验、外部检验或者水(耐)压试验:移装锅炉投运前或锅炉停止运行 一年以上需要恢复运行前。
定期检验项目的顺序,当外部检验、内部检验和水(耐)压试验在同一年进行时, 一般应当首先进行内部检验,然后再进行水(耐)压试验、外部检验。
C)定期检验前的技术准备:
(a) 核查锅炉的技术资料和运行记录。
(b) 检验机构根据被检锅炉的实际情况编制检验方案。
(C)进入锅炉内进行检验工作前,检验人员应当通知锅炉使用单位做好检验前的准 备工作。
(d)锅炉使用单位应当根据检验工作的要求进行相应的配合工作。
d) 内部检验内容:
(a) 上次检验发现问题整改情况的核查。
(b) 受压元件及其内部装置的检查检测。
(C)燃烧室、燃烧设备、吹灰器、烟道等附属设备的检查检测。
(d) 主要承载件、支吊件、固定件的检查检测。
(e) 膨胀情况的检查。
(f) 锅炉密封、绝热情况的检查。
e) 外部检验内容:
(a) 上次检验发现问题整改情况的核查。
(b) 锅炉使用登记及其操作人员资质的核查。
(C)锅炉安全管理制度及其执行情况的抽查。
(d) 锅炉本体及附属设备运转情况的抽查。
(e) 锅炉安全附件及联锁与保护投运情况的核査。
(f) 抽查水(介)质处理情况。
(g) 锅炉操作空间安全状况的抽查。
(h) 锅炉事故应急专项预案的抽查。
f) 水(耐)压试验:
当实际使用的最高工作压力低于锅炉额定工作压力时,可以按照锅炉使用单位提供的 最高工作压力确定试验压力;但当锅炉使用单位需要提高锅炉使用压力(但不得超过额 定工作压力)时,应当以提高后的工作压力重新确定试验压力进行水(耐)压试验。
5.起重机械安全技术
起重机械是一种空间运输设备,主要作用是完成重物的位移。它可以减轻劳动强度, 提高劳动生产率。起重机械是化工企业生产运行、项目建设过程不可缺少的组成部分,有
些起重机械还能在化工生产过程中进行某些特殊的工艺操作,使化工生产过程实现机械化 和自动化。依据《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号)、《质检总局关于修订 〈特种设备目录〉的公告)(2014年第114号)、《起重机械安全规程 第1部分:总则》 (GB 6067.1)等法规、规范和标准的要求,重点介绍起重机械的定义、类别,以及化工 企业使用起重机械过程中涉及的安全防护装置,操作管理,设置,检查、试验、维护与修 理等内容。
1) 起重机械的定义
《质检总局关于修订〈特种设备目录〉的公告X2014年第114号)对起重机械进一 步细化定义:起重机械,是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其 范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于3t (或额 定起重力矩大于或者等于40 t ∙ m的塔式起重机,或生产率大于或者等于300 t/h的装卸 桥),且提升高度大于或者等于2 m的起重机;层数大于或者等于2层的机械式停车设备。
2) 起重机械的类别
《质检总局关于修订〈特种设备目录〉的公告>(2014年第114号)规定的起重机械 的类别有:桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、流动式起重机、门座式起重机、升降 机、缆索式起重机、桅杆式起重机、机械式停车设备。
3) 起重机械的安全防护装置
(1) 总则。
安全防护装置是防止起重机械事故的必要措施。包括限制运动行程和工作位置的装 置、防起重机超载的装置、防起重机倾翻和滑移的装置、联锁保护装置等。这里列出了典 型起重机械安全防护装置,起重机械安全装置的设置要求见《起重机械安全规程 第I 部分:总则XGB 6067.1)的附录A。其他类型起重机械的安全防护装置的设置要求见 《起重机械安全规程》(GB 6067)各分标准。
(2) 限制运动行程和工作位置的安全装置。
①起升高度限位器。
起升机构均应装设起升高度限位器。用内燃机驱动,中间无电气、液压、气压等传动 环节而直接进行机械连接的起升机构,可以配备灯光或声响报警装置,以替代限位开关。
当取物装置上升到设计规定的上极限位置时,应能立即切断起升动力源。在此极限位 置的上方,还应留有足够的空余高度,以适应上升制动行程的要求。在特殊情况下,如吊 运熔融金属,还应装设防止越程冲顶的第二级起升高度限位器,第二级起升高度限位器应 分断更高一级的动力源。
需要时,还应设下降深度限位器;当取物装置下降到设计规定的下极限位置时,应能 立即切断下降动力源。
上述运动方向的电源切断后,仍可进行相反方向运动(第二级起升高度限位器除 外)。
《市场监管总局办公厅关于开展起重机械隐患排查治理工作的通知》(市监特设发 〔2021〕16 号),要求:
a)新出厂桥式、门式起重机。自2021年5月1日起,起重机械生产单位对新出厂的 桥式、门式起重机,应当同时安装两种不同形式的高度限位装置(以下简称“双限位” 装置),如重锤式、断火式、压板式高度限位器等任意两种。
b)在用桥式、门式起重机。2022年3月31日前,起重机械使用单位应当对在用桥 式、门式起重机加装一套不同于原配置形式的高度限位装置,确保该设备满足“双限位” 装置的要求。
C)例外情况。对于已经安装了传动式高度限位装置(如齿轮、蜗轮蜗杆传动式高度 限位器等)的新出厂或在用桥式、门式起重机,不再要求设置“双限位”装置。
② 运行行程限位器。
起重机和起重小车(悬挂型电动葫芦运行小车除外),应在每个运行方向装设运行行 程限位器,在达到设计规定的极限位置时自动切断前进方向的动力源。在运行速度大于 100 m∕min,或停车定位要求较严的情况下,宜根据需要装设两级运行行程限位器,第一 级发出减速信号并按规定要求减速,第二级应能自动断电并停车。
如果在正常作业时起重机和起重小车经常到达运行的极限位置,司机室的最大减速度 不应超过2. 5 m∕s2 o
③ 幅度限位器。
a) 对动力驱动的动臂变幅的起重机(液压变幅除外),应在臂架俯仰行程的极限位 置处设臂架低位置和高位置的幅度限位器。
b) 对采用移动小车变幅的塔式起重机,应装设幅度限位装置以防止可移动的起重小 车快速达到其最大幅度或最小幅度处。最大变幅速度超过40 n√min的起重机,在小车向 外运行且当起重力矩达到额定值的80%时,应自动转换为低于40 m/min的低速运行。
④ 幅度指示器。
具有变幅机构的起重机械,应装设幅度指示器(或臂架仰角指示器)。
⑤ 防止臂架向后倾翻的装置。
具有臂架俯仰变幅机构(液压缸变幅除外)的起重机,应装设防止臂架后倾装置 (如一个带缓冲的机械式止挡杆),以保证当变幅机构的行程开关失灵时,能阻止臂架向 后倾翻。
⑥ 回转限位。
需要限制回转范围时,回转机构应装设回转角度限位器。
⑦ 回转锁定装置。
需要时,流动式起重机及其他回转起重机的回转部分应装设回转锁定装置。
⑧ 支腿回缩锁定装置。
工作时利用垂直支腿支承作业的流动式起重机械,垂直支腿伸出定位应由液压系统实 现;且应装设支腿回缩锁定装置,使支腿在缩回后,能可靠地锁定。
⑨ 防碰撞装置。
当两台或两台以上的起重机械或起重小车运行在同一轨道上时,应装设防碰撞装置。 在发生碰撞的任何情况下,司机室内的减速度不应超过5π√s20
⑩ 缓冲器及端部止挡。
在轨道上运行的起重机的运行机构、起重小车的运行机构及起重机的变幅机构等均应 装设缓冲器或缓冲装置。
缓冲器或缓冲装置可以安装在起重机上或轨道端部止挡装置上。
轨道端部止接装置应牢固可靠,防止起重机脱轨。
有螺杆和齿条等的变幅驱动机构,还应在变幅齿条和变幅螺杆的末端装设端部止挡防 脱装置,以防止臂架在低位置发生坠落。
⑪偏斜指示器或限制器。
跨度大于40 m的门式起重机和装卸桥宜装设偏斜指示器或限制器。当两侧支腿运行 不同步而发生偏斜时,能向司机指示出偏斜情况,在达到设计规定值时,还应使运行偏斜 得到调整和纠正。
⑫水平仪。
利用支腿支承或履带支承进行作业的起重机,应装设水平仪,用来检查起重机底座的 .倾斜程度。
(3) 防超载的安全装置。
① 起重量限制器。
对于动力驱动的It及以上无倾覆危险的起重机械应装设起重量限制器。对于有倾覆 危险的且在一定的幅度变化范围内额定起重量不变化的起重机械也应装设起重量限制器。
需要时,当实际起重量超过95%额定起重量时,起重量限制器宜发出报警信号(机 械式除外)。
当实际起重量在100% -110%的额定起重量之间时,起重量限制器起作用,此时应 自动切断起升动力源,但应允许机构作下降运动。
内燃机驱动的起升和/或非平衡变幅机构,如果中间没有电气、液压或气压等传动 环节而直接与机械连接,该起重机械可以配备灯光或声响报警装置来替代起重量限 制器。
② 起重力矩限制器。
额定起重量随工作幅度变化的起重机,应装设起重力矩限制器。
当实际起重量超过实际幅度所对应的起重量的额定值的95%时,起重力矩限制器宜 发出报警信号。
当实际起重量大于实际幅度所对应的额定值但小于110%的额定值时,起重力矩限制 器起作用,此时应自动切断不安全方向(上升、幅度增大、臂架外伸或这些动作的组合) 的动力源,但应允许机构作安全方向的运动。
内燃机驱动的起升和/或平衡变幅机构,如果中间没有电气、液压或气压等传动环 节而直接与机械连接,该起重机械可以配备灯光或声响报警装置来替代起重力矩限 制器。
③ 极限力矩限制装置。
对有自锁作用的回转机构,应设极限力矩限制装置。保证当回转运动受到阻碍时,能 由此力矩限制器发生的滑动而起到对超载的保护作用。
(4) 抗风防滑和防倾翻装置。
①抗风防滑装置。
a) 室外工作的轨道式起重机应装设可靠的抗风防滑装置,并应满足规定的工作状态 和非工作状态抗风防滑要求。
b) 工作状态下的抗风制动装置可釆用制动器、轮边制动器、夹轨器、顶轨器、压轨 器、别轨器等,其制动与释放动作应考虑与运行机构联锁并应能从控制室内自动进行 操作。
C)起重机只装设抗风制动装置而无锚定装置的,抗风制动装置应能承受起重机非工 作状态下的风载荷;当工作状态下的抗风制动装置不能满足非工作状态下的抗风防滑要求 时,还应装设牵缆式、插销式或其他形式的锚定装置。起重机有锚定装置时,锚定装置应 能独立承受超重机非工作状态下的风载荷。
d) 非工作状态下的抗风防滑设计,如果只采用制动器、轮边制动器、夹轨器、顶轨 器、压轨器、别轨器等抗风制动装置,其制动与释放动作也应考虑与运行机构联锁,并应 能从控制室内自动进行操作(手动控制防风装置除外)O
e) 锚定装置应确保在下列情况下起重机及其相关部件的安全可靠:
(a) 起重机进入非工作状态并且锚定时。
(b) 起重机处于工作状态,起重机进行正常作业并实施锚定时。
(C)起重机处于工作状态且在正常作业,突然遭遇超过工作状态极限风速的风载而 实施锚定时。
②防倾翻安全钩。
起重吊钩装在主梁一侧的单主梁起重机、有抗震要求的起重机及其他有类似防止起重 小车发生倾翻要求的起重机,应装设防倾翻安全钩。
(5) 联锁保护。
① 进入桥式起重机和门式起重机的门,和从司机室登上桥架的舱口门,应能联锁保 护;当门打开时,应断开由于机构动作可能会对人员造成危险的机构的电源。
② 司机室与进入通道有相对运动时,进入司机室的通道口,应设联锁保护;当通道 口的门打开时,应断开由于机构动作可能会对人员造成危险的机构的电源。
③ 可在两处或多处操作的起重机,应有联锁保护,以保证只能在一处操作,防止两 处或多处同时都能操作。
④ 当既可以电动,也可以手动驱动时,相互间的操作转换应能联锁。
⑤ 夹轨器等制动装置和锚定装置应能与运行机构联锁。
⑥ 对小车在可俯仰的悬臂上运行的起重机,悬臂俯仰机构与小车运行机构应能联锁, 使俯仰悬臂放平后小车方能运行。
(6) 其他安全防护装置。
① 风速仪及风速报警器。
a) 对于室外作业的高大起重机应安装风速仪,风速仪应安置在起重机上部迎风处。
b) 对室外作业的高大起重机应装有显示瞬时风速的风速报警器,且当风力大于工作 状态的计算风速设定值时,应能发出报警信号。
② 轨道清扫器。
当物料有可能积存在轨道上成为运行的障碍时,在轨道上行驶的起重机和起重小车, 在台车架(或端梁)下面和小车架下面应装设轨道清扫器,其扫轨板底面与轨道顶面之 间的间隙一般为5 ~ 10 mmo
③ 防小车坠落保护。
塔式起重机的变幅小车及其他起重机要求防坠落的小车,应设置使小车运行时不脱轨 的装置,即使轮轴断裂,小车也不能坠落。
④ 检修吊笼或平台。
需要经常在高空进行起重机械自身检修作业的起重机,应装设安全可靠的检修吊笼或 平台。
⑤ 导电滑触线的安全防护。
a) 桥式起重机司机室位于大车滑触线一侧,在有触电危险的区段,通向起重机的梯 子和走台与滑触线间应设置防护板进行隔离。
b) 桥式起重机大车滑触线侧应设置防护装置,以防止小车在端部极限位置时因吊具 或钢丝绳摇摆与滑触线意外接触。
C)多层布置桥式起重机时,下层起重机应釆用电缆或安全滑触线供电。
d)其他使用滑触线的起重机械,对易发生触电的部位应设防护装置。
⑥ 报警装置。
必要时,在起重机上应设置蜂鸣器、闪光灯等作业报警装置。流动式起重机倒退运行 时,应发出清晰的报警音响并伴有灯光闪烁信号。
⑦ 防护罩。
在正常工作或维修时,为防止异物进入或防止其运行对人员可能造成危险的零部件, 应设有保护装置。起重机上外露的、有可能伤人的运动零部件,如开式齿轮、联轴器、传 动轴、链轮、链条、传动带、皮带轮等,均应装设防护罩/栏。
在露天工作的起重机上的电气设备应采取防雨措施。
4)起重机操作管理
(1)安全工作制度。
应建立起重机安全工作制度,无论是进行单项作业还是一组重复性作业,所有起重机 作业都应遵守。起重机在某地作业或永久固定(如在厂内或码头)的起重机作业均应遵 守此项原则。安全工作制度应包括以下内容:
① 工作计划:所有起重机都应制定工作计划以确保操作安全并应将所有潜在的危险 考虑在内。
应由具有丰富工作经验并经指定的人员制定工作计划。对于重复性作业或循环作业, 该计划应在首次操作时制定,并定期检查,确保计划内容不变。
② 起重机和起重设备的正确选用、提供和使用。
③ 起重机和起重设备的维护、检查和检验等。
④ 制定专门的培训计划并确定明确自身职责的主管人员以及与起重操作有关的其他 人员。
⑤ 由通过专门培训并拥有必要权限的授权人员实行全面的监督。
⑥ 获取所有必备证书和其他有效文件。
⑦ 在未被批准的情况下,任何时候禁止使用或移动起重机。
⑧ 与起重作业无关人员的安全。
⑨ 与其他有关方的协作,目的是在避免伤害事故或安全防护方面达成的共识或合作 关系。
⑩ 设置包括起重机操作人员能理解的通信系统。
⑪故障及事故的发生应及时报告并做好记录。
⑫使用单位应根据所使用起重机械的种类、构造的复杂程度,以及使用的具体情况, 建立必要的规章制度。如交接班制度、安全操作规程、绑挂指挥规程、维护保养制度、定 期自行检査制度、检修制度、培训制度、设备档案制度等。
⑬使用单位应建立设备档案,设备档案应包括下列内容:
a) 起重机械出厂的技术文件。
b) 安装、大修、改造的记录及其验收资料。
C)运行检查、维修保养和定期自行检查的记录。
d) 监督检验报告与定期检验报告。
e) 设备故障与事故记录。
f) 与设备安全有关的评估报告。
注:1.对安全作业而言,有必要保证所有的人员使用同一种语言,进行清晰地沟通。
2.起重作业应考虑任何必要的准备,包括起重机的场地、安装和拆卸等。
安全工作制度应向所有相关部门进行有效通报。
(2) 起重作业计划O
所有起重作业计划应保证安全操作并充分考虑到各种危险因素。计划应由有经验的主 管人员制定。如果是重复或例行操作,这个计划仅需首次制定就可以,然后进行周期性的 复查以保证没有改变的因素。
计划应包括如下:
① 载荷的特征和起吊方法。
② 起重机应保证载荷与起重机结构之间保持符合有关规定的作业空间。
③ 确定起重机起吊的载荷质量时,应包括起吊装置的质量。
④ 起重机和载荷在整个作业中的位置。
⑤ 起重机作业地点应考虑可能的危险因素、实际的作业空间环境和地面或基础的适 用性。
⑥ 起重机所需要的安装和拆卸。
⑦ 当作业地点存在或出现不适宜作业的环境情况时,应停止作业。
(3) 故障及事故报告。
指派人员应保证坚持有效的故障及事故报告制度。该制度应包括告知指派人员,记录 故障排除的结果以及起重机再次投入使用的许可手续。该制度还应包括及时通报以下 情况:
① 每日检查或定期检查中发现的故障。
② 在其他时间发现的故障。
③ 不论轻重与否的突发事件或意外事件。
④ 无论何原因发生的过载情况。
⑤ 发生的危险情况或事故报告。
5)起重机的设置
(1) 总则。
起重机械的设置应主要考虑下列影响其安全操作的因素:
① 起重机械的支撑条件。
② 现场和附近的其他危险因素。
③ 工作和非工作状态下风力的影响。
④ 具备在施工场地设置或安装起重机械以及在起重作业完成之后拆卸和移动起重机 械的通道。
(2) 起重机械竖立或支撑条件。
指派人员应确保地面或其他支撑设施能承受起重机械施加的载荷,主管人员应对此作 出评估。
起重机械在工作状态、非工作状态和在安装、拆卸过程中产生的载荷应从起重机械制 造商或起重机械设计、制造方面的权威机构获得。该载荷应包括下列组合载荷:
① 起重机械(包括配重、平衡重或需要时的基础)的净重。
② 重物及吊具的净重。
③ 起重机械运行引起的动载荷。
④ 由最大允许风速导致的风载荷,考虑工作场地的暴露程度。
起重机械在工作状态下可能产生较大的载荷,但非工作状态和安装、拆卸过程产生的 载荷也应加以考虑。
指派人员应负责确保地面或支撑设施能使起重机械在制造商规定的工作级别和参数下 工作。
(3) 起重机械周围的障碍物。
① 总则。
起重机械作业应考虑其周围的障碍物,如附近的建筑、其他起重机、车辆或正在进行 装卸作业的船只、堆垛的货物、公共交通区域包括高速公路、铁路和河流。
不应忽视通向或来自地下设施的危险如煤气管道或电缆线。应采取措施使起重机械避 开任何地下设施,如果避不开,应对地下设施实施保护措施,预防灾害事故发生。
起重机械或其吊载通过有障碍物的地方,应注意观察下列环境:
a) 现场条件允许时,起重机械的运行路线应清晰地标识,使其远离障碍物。起重机 械的任何部件与障碍物之间应有足够的间隙。如不能达到规定的间隙要求,应釆取有效措 施防止任何阻挡或被挤住的危险。
b) 在起重机械附近周期性堆放货物的地方,在地面上应长期标记其边界线。
② 馈电裸滑线的安全距离。
起重机械馈电裸滑线与周围设备的安全距离应符合表2-13的规定。否则应釆取安全 防护措施。
表2-13起重机馈电裸滑线与周围设备的安全距离 mm
项 目 |
安全距离及偏差 |
距地面高度 |
>3500 |
距汽车通道高度 |
6000 |
距一般管道 |
> I(XX) |
距氧气管道及设备 |
>1500 |
距易燃气体及液体管道 |
>3000 |
③架空电线和电缆。
起重机在靠近架空电缆线作业时,指派人员、操作者和其他现场工作人员应注意以下 几点:
a) 在不熟悉的地区工作时,检査是否有架空线。
b) 确认所有架空电缆线路是否带电。
C)在可能与带电动力线接触的场合,工作开始之前,应首先考虑当地电力主管部门 的意见。
d)起重机工作时,臂架、吊具、辅具、钢丝绳、缆风绳及载荷等,与输电线的最小 距离应符合表2-14的规定。
. 表2-14起重机与输电线的最小距离
输电线路电压∕kV |
最小距离/ m |
输电线路电压∕kV |
最小距离/m , |
Vl |
1.5 |
154 |
5 |
1 ~20 |
2 |
220 |
6 |
35 ~ 110 |
4 |
330 |
7 |
当起重机械进入到架空电线和电缆的预定距离之内时,安装在起重机械上的防触电安 全装置可发出有效的警报。但不能因为配有这种装置而忽视起重机的安全工作制度。
④起重机械与架空电线的意外触碰。
如果起重机械触碰了带电电线或电缆,应采取下列措施:
a) 司机室内的人员不要离开。
b) 警告所有其他人员远离起重机械,不要触碰起重机械、绳索或物品的任何部分。
C)在没有任何人接近起重机械的情况下,司机应尝试独立地开动起重机械直到动力 电线或电缆与起重机械脱离。
d) 如果起重机械不能开动,司机应留在驾驶室内。设法立即通知供电部门。在未确 认处于安全状态之前,不要采取任何行动。
e) 如果由于触电引起的火灾或者一些其他因素,应离开司机室,要尽可能跳离起重 机械,人体部位不要同时接触起重机械和地面。
f)应立刻通知对工程负有相关责任的工程师,或现场有关的管理人员。在获取帮助 之前,应有人留在起重机附近,以警告危险情况。
6)检查、试验、维护与修理
(1)检査。
① 总则。
指派人员应保证检查符合本标准的要求。
② 日常检查。
在每次换班或每个工作日的开始,对在用起重机械应按其类型针对下列适合的内容进 行日常检查:
a) 按制造商手册的要求进行检查。
b) 检查所有钢丝绳在滑轮和卷筒上缠绕正常,没有错位。
C)外观检查电气设备,不允许沾染润滑油、润滑脂、水或灰尘。
d) 外观检查有关的台面和(或)部件,无润滑油和冷却剂等液体的洒落。
e) 检查所有的限制装置或保险装置以及固定手柄或操纵杆的操作状态,在非正常工 作情况下采取措施进行检査。
f) 按制造商的要求检查超载限制器的功能是否正常,并按制造商的要求进行日常 检查。
g) 具有幅度指示功能的超载限制器,应检查幅度指示值与臂架实际幅度的符合性。
h) 检查各气动控制系统中的气压是否处于正常状态,如制动器中的气压。
i) 检査照明灯、挡风屏雨刷和清洗装置是否能正常使用。
j) 外观检查起重机车轮和轮胎的安全状况。
k) 空载时检查起重机械所有控制系统是否处于正常状态。
l) 检查所有听觉报警装置能否正常操作。
m) 出于对安全和防火的考虑,检查起重机是否处于整洁环境,并且远离油罐、废 料、工具或物料,已有安全储藏措施的情况除外;检查起重机械的出入口,要求无障碍以 及相应的灭火设施应完备。
n) 检查防风锚定装置(固定时)的安全性以及起重机械运行轨道上有无障碍物。
o) 在开动起重机械之前,检查制动器和离合器的功能是否正常。
P)检查液压和气压系统软管在正常工作情况下是否有非正常弯曲和磨损。
q) 在操作之前,应确定在设备或控制装置上没有插入电缆接头或布线装置。
r) 应做好检查记录并加以保存归档。
③ 周检。
正常情况下每周检查一次,或按制造商规定的检查周期和根据起重机械的实际使用工 况制定检查周期进行检查。除按上文“日常检査”规定的检查内容外,还应根据起重机 械类型针对下列适合的内容进行检查:
a) 按制造商的使用说明书要求进行检查。
b) 检查所有钢丝绳外观有无断丝、挤压变形、笼状扭曲变形或其他的损坏迹象及过 度的磨损和表面锈蚀情况。起重链条有无变形、过度磨损和表面锈蚀情况。
C)检查所有钢丝绳端部结点、旋转接头、销轴和固定装置的连接情况。还需检査滑 轮和卷筒的裂纹和磨损情况。所有的滑轮装置有无损坏及卡绳情况。
d) 检查起重机械结构有无损坏,如桥架或桁架式臂架有无缺损、弯曲、上拱、屈曲 以及伸缩臂的过量磨损痕迹、焊接开裂、螺栓和其他紧固件的松动现象。
e) 如果结构检査发现危险的征兆,则需要去除油漆或使用其他的无损检测技术来确 定危害的存在。
f) 对于高强度螺栓连接,应按规定的扭矩要求和制造商规定的时间间隔进行检查。
g) ,检查吊钩和其他吊具、安全卡、旋转接头有无损坏、异常活动或磨损。检查吊钩 柄螺纹和保险螺母有无可能因磨损或锈蚀导致的过度转动。
h) 在空载情况下,检査起重机械所有控制装置的功能。
i) 超载限制器应按其使用说明书的要求进行定期标定。
j) 对液压起重机械,检查液压系统有无渗漏。
k) 检查制动器和离合器的功能。
l) 检查流动式起重机上的轮胎压力以及轮胎是否有损坏、轮盘和外胎轮面的磨损情 况。还需检查轮子上螺栓的紧固情况。
m) 对在轨道上运行的起重机,应检査轨道、端部止挡,如有锚固也需进行检查。检 查除去轨道上异物的安全装置及其状况。
n) 如有防摆锁,应进行检查。
o) 应做好检查记录并加以保存归档。
④不经常使用的起重机械检查。
a) 除备用起重设备外,一台起重机械如果停止使用一个月以上,但不超过一年的起 重机械应在使用前按上文“日常检查”的规定进行检査。
b) 一台起重机械如果停止使用一年以上,在使用前应按上文“周检”的规定进行 检查。
(2)试验。
① 总则。
对于新制造的、新安装的、改造和大修的起重机械在初次使用之前及起重机械发生重 大设备事故之后的再次使用应进行载荷起升能力试验。上述改造是指改变起重机械受力结 构、机构或控制系统致使起重机械的性能参数与技术指标发生变更;大修是指需要通过拆 卸或更新主要受力结构部件,亦包括对机构或控制系统进行整体修理,但大修后起重机械 的性能参数与技术指标不应变更。起重机械的载荷起升能力试验包括静载试验、动载试 验、稳定性试验(适用时)。试验前应先进行目测检查和空载试验。空载试验中各操纵与 控制装置应操作灵活、可靠;各机构运动平稳、准确,不允许有爬行、振颤、冲击等异常 现象;各限位装置、防护装置动作准确、可靠。
目测检查与载荷起升能力试验的内容应按《起重机试验规范和程序}(GB∕T 5905) 规定进行。试验应由有资格的人员进行。
试验后,起重机械的超载防护装置应重新标定,并达到规定的要求。
② 试验记录。
应制定具有签字栏和日期栏的试验记录以供使用。记录的内容至少要有试验工况、程 序、试验要求、有资格的检验人员和负责人员的签名。
(3) 维护。
① 预防性维护。
a) 应在起重机械制造厂建议的基础上建立预防性的维护计划,并制定注明日期的维 护记录以供使用。
b) 所有需要润滑的运动零件或器件应定期进行润滑。应检査润滑系统的供给情况。 严格遵守制造厂规定的润滑部位(点)、润滑保养级别和润滑形式。如果没有装备自动润 滑系统,设备应在停机状态下进行润滑,并应按下文“维护程序”中a)的要求釆取防护 措施。
C)更换的主要零部件应符合原制造商规定的技术要求。应经制造商同意,方可采用 代用件及代用材料。
② 维护程序。
a) 起重机械重大调整或检修之前,应采取下列预防措施:
(a) 运行式起重机械应开到指定的位置,避免对作业区内的其他起重机械造成干扰。
(b) 全部控制装置应置于零位或空挡位置。
(C)除试验目的之外,应把主开关或紧急开关置于断路位置并锁住。
(d) 指定人员应设置警示标志牌。
(e) 在同一轨道上有其他起重机械作业时,应在轨道上设置停止器或其他装置,避 免对起重机械的维修工作造成干扰。
(f) 当在轨道上不能设置临时的停止器时,应在有利于观察的位置上安排指挥人员, 以提示司机注意接近维修工作区的情况。
b) 起重机械调整或检修后,全部安全装置应重新安装调整完毕并应达到其相应的功 能,拆除并移去维修设备,同时完成有关规定的试验,起重机械才能投入使用。警示标志 牌应由指派人员拆除。
(4) 调试与修理。
① 总则。
按上文“日常检査”“周检”检查出危险状况都应在起重机械重新作业之前被改正。 调试和修理工作应由专业人员来进行。
② 部件或器件的调试。
起重机械应保持经常性调试,以保证部件或器件的功能正确,经常调试的项目包括:
a) 功能性的操作机构。
b) 限制装置。
C)控制系统。
d) 制动系统。
e) 动力装置。
(3)金属结构的焊接补强与修理
金属结构的焊接补强与修理后的质量应符合《起重机械安全规程 第1部分:总则》
(GB 6067.1)中3. 3的有关规定。施工之前应制定工作计划。工作计划至少应包括下列 内容:
a) 确定原结构所用母材类型。确定母材对焊接的适应性。
b) 对补强或修理的部位进行应力分析。应确定所有使用条件下的静载荷和动载荷。 应考虑构件在以往的服役中可能遭受的累积损坏。
C)承受周期性载荷的构件应在设计中考虑以前的载荷经历,如果不知道载荷经历, 必要时应进行疲劳应力计算。
d) 对进行加热、焊接或热切割的构件应考虑其允许的承载程度,必要时应减轻载 荷。考虑到升高的温度将遍布有关横截面的各处,因此,应审核承载构件的局部或整体稳 定性。
e) 应对已腐蚀或其他性质受损部件做出复原性修理,或更换整个构件的决定。
f) 应制定有关工艺要求。
g) 应规定外观检査或必要的无损检测的质量检查要求。
(三)特种设备安全风险
1. 压力容器危险特性及易发生事故类型
压力容器可提供一个能够承装介质并且承受其压力的密闭空间。固定式压力容器的主 要作用:一是用于完成介质的物理、化学反应,二是用于完成介质的热量交换,三是用于 完成介质的流体压力平衡缓冲和气体的净化分离,四是用于储存、盛装气体、液体、液化 气体等介质。移动式压力容器和气瓶主要用于盛装气体、液体、液化气体等介质。固定式 压力容器、移动式压力容器和气瓶的主要危险在于超压、超温、容器局部损坏、安全装置 失灵、腐蚀破坏、疲劳破坏等原因,导致发生爆炸和泄漏事故。压力容器盛装的介质比较 复杂,如果是可燃介质溢出,可造成气体爆炸、火灾;如果是有毒介质溢出,可造成中毒 及环境污染。尤其是压力容器介质盛装量较大的时候,发生事故的后果会更加严重。压力 容器常见的事故有爆炸、泄漏、爆燃、火灾、中毒以及设备损坏等类型,事故造成人员伤 亡的因素主要有爆炸、爆燃、中毒、火灾、灼烫等。此外,检修时进入压力容器内部,还 易出现缺氧窒息和中毒现象。
2. 压力管道危险特性及易发生事故类型
在化工企业,工业管道的显著特点是:数量多,需要执行的标准多;管道体系庞大, 由多个组成件、支承件组成,任一环节出现问题都会造成整条管线的失效;管道的空间变 化大,安装方式多样,有的架空安装,有的埋地敷设;腐蚀机理与材料损伤复杂,易受周 围介质或设施的影响,如腐蚀介质、杂散电流等影响;失效模式多样,载荷多样,除介质 的压力,还有重力载荷及位移载荷等;实施检验的难度大,如对于高空和埋地管道的检验 就是难点。
压力管道易发生的事故类型主要有泄漏、爆炸,和由此引发的次生事故,发生事故的 原因主要有:自行设计或者经无资质的设计单位设计,在设计方面存在缺陷。施工过程中 对质量控制不严导致的缺陷,例如:无证焊工施焊;焊接不开坡口,焊缝未焊透、未融 合,焊缝严重错边或其他超标缺陷造成焊缝强度低下;焊后未进行检验和无损检测査出超 标焊接缺陷、热处理不合格等。另外,还包括材料缺陷、配件缺陷等,例如:材料选择或
第二章化工运行安全技术《 改代错误;材料质量差,有重皮等缺陷;阀体和法兰方面的缺陷,如阀门失效、磨损,阀 体、法兰材质不合要求,阀门公称压力、适用范围选择不正确等。在使用过程中,相关人 员违章操作或安全意识和安全知识缺乏导致的操作失误,压力管道超期服役造成腐蚀,未 进行在用检验评定安全状况等。
3. 起重机械常见事故类型
常用的大型起重机械设备有桥式起重机(也叫天车)、臂架类起重机(如起重汽车、 吊车)、升降机、电梯等。大量应用的是轻小型起重机械,如千斤顶、手拉葫芦、电葫芦 等。在设备安装作业中常用塔式起重机、桅杆式起重机、卷扬机等。
从事故统计材料来看,起重伤害事故的主要类型是吊物坠落、挤压碰撞、触电和机体 倾覆。
1) 吊物坠落
吊物坠落造成的伤亡事故占起重伤害事故的比例最高,其中因吊索具有缺陷(如钢 丝绳拉断、平衡梁失稳弯曲、滑轮破裂导致钢丝绳脱槽等)导致的伤亡事故最为严重, 其次是吊装时捆扎方法不妥(如吊物重心不稳、绳扣结法错误等)造成的伤亡事故;再 有就是因超载导致的伤亡事故。
2) 挤压碰撞
(1) 由于吊装作业人员在起重机和结构物之间或人在两机之间作业时,因机体运行、 回转挤压导致的事故。这种情况占挤压碰撞事故的比例最高。
(2) 由于吊物或吊具在吊运过程中晃动,导致操作者高处坠落或击伤造成的事故。
(3) 被吊物件在吊装过程中或摆放时倾倒造成的事故。
3) 触电
触电绝大多数发生在使用移动式起重机的作业场合,且多发生在起重机外伸、变幅、 回转过程中。尤其是在建筑工地或码头上,起重臂或吊物意外触碰高压架空线路的机会较 多,容易发生触电事故,或由于与高压带电体距离过近,感应带电而引发触电事故。此 外,司机与维修人员在进入桥式起重机驾驶室前爬梯子时,也可因触及动力线路而致 伤亡。
4) .机体倾覆
(1) 由于操作不当(如超载、臂架变幅或旋转过快等)、支腿垫板面积太小、支腿未 找平或地基沉陷等原因使倾覆力矩增大,导致起重机倾翻。
(2) 由于安全防护设施缺失或失效,在坡度或风载荷作用下,使起重机沿路面或轨 道滑动而导致倾翻。
4. 锅炉危险性及易发生事故类型
锅炉是一种承受高温高压、具有爆炸危险的特殊设备,锅炉在正常运行时,系统中储 存着大量的热能,它不仅要承受高温高压,还要承受介质侵蚀和飞灰磨损,可能发生受压 部件严重过热变形、鼓包、破裂、炉膛倒塌、钢架烧红或变形或其他故障,严重者则发生 锅炉爆炸事故,锅炉在运行过程中还可能发生爆炸、缺水、满水、汽水共腾、水击、爆 管、炉膛爆炸等事故。
1)锅炉爆炸事故
锅炉爆炸是指受压部件损坏,不能承受锅炉内的工作压力,并从损坏处爆裂,使锅炉 压力瞬时从工作压力降到大气压力的事故。锅炉爆炸事故是损坏程度最严重的事故,其发 生的原因主要有:
(1) 超压破裂。锅炉运行压力超过最高许可工作压力,使允许应力超过材料的极限 应力。超压工况常因安全泄放装置失灵、压力表失准、超压警报装置失灵、严重缺水事故 等处理不当引起。
(2) 过热效应。钢板过热烧坏、强度降低而导致元件破坏,通常因锅炉缺水干烧、 结垢太厚,锅水中有油脂或锅筒内掉入异物引起。
(3) 腐蚀失效。因苛性脆化使原件强度降低或因为水质长期偏酸性不合格导致炉管 腐蚀减薄强度降低。
(4) 爆纹和起槽。锅炉频繁起停、升温升压速度超标,元件受交变应力作用,产生 疲劳裂纹,由于腐蚀综合作用,形成槽状减薄。
(5) 水击破坏。因操作不当引起汽水系统水锤冲击,使受压元件受到强大的附加应 力作用而失效。
(6) 修理、改造不合理,造成锅炉爆炸的隐患。
(7) 先天性缺陷。设计失误,如结构受力、热补偿、水循环、用材、强度计算、安 全设施等方面严重错误。制造失误,如材料用错、不按图施工、焊接质量低劣、热处理、 水压试验等工艺规范错误所引起。
2) 缺水事故
锅炉在运行时,当水位表指示的水位低于最低水位时,叫锅炉缺水。锅炉事故中,发 生最多的是缺水事故,当汽包缺水时,会破坏水循环,出现停滞,汽水分层,下降管抽空 等,严重缺水会烧干锅,造成重大事故。同时缺水会使汽温大为升高,甚至影响到设备的 安全运行。缺水事故的主要原因是操作人员不认真,或者运行技术水平低,误判断,误操 作;水位指示仪表故障,给水系统故障,炉排污管道、排污阀泄漏等原因引起。
3) 满水事故
锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线时,称为锅炉满水事故。引起锅炉满水事故 的原因主要有运行操作人员疏忽大意或擅离职守,对水位监视不力,水位表故障造成假水 位,水位报警器及给水自动调整失灵未被及时发现等。
4) 汽水共腾事故
锅炉蒸发表面(水面)汽水共同升起,产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象,称为 水汽共腾。产生水汽共腾时,水汽界限难以分清,过量蒸汽温度急剧下降,严重时,蒸汽 管道内发生水击,损坏设备。造成水汽共腾的原因主要是锅水品质太差、负荷増加或压力 降低过快等。
5) 水击事故
水在管道中流动时,因速度突然变化导致压力突然变化,形成压力波并沿管道传播的 现象,称为水击。发生水击时,管道承受的压力骤然升高,发生猛烈振动并发出巨大声 响,常常造成管道、法兰、阀门等损坏,锅炉中容易产生水击的部位有给水管道、蒸汽管 道、省煤器、过热器、锅筒等。
6) 爆管事故
炉管爆破是指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破,包括水冷壁、对流管束管子爆破, 炉管爆破的原因主要有:水质不良,管子结垢并超温爆破;水循环故障;严重缺水;制 造、运输、安装中管子落入异物;运行或停炉时管壁因腐蚀减薄;烟气磨损、吹灰不当导 致管壁减薄;管子膨胀受到阻碍,热应力导致破裂;管材缺陷或焊接缺陷在运行中发展导 致破裂等。
7) 炉膛爆炸事故
当炉膛内的可燃气体或可燃粉尘与空气混合物达到一定浓度时,遇到明火,就会爆 炸。通常炉膛爆炸是指正压性爆炸,即炉膛或尾部烟道内积存的燃料和空气的混合物达到 一定浓度并被引燃时所造成的急剧而不可控制的燃烧,导致烟气体积瞬间增大,因炉膛空 间不能泄压,造成炉墙倒塌,水冷壁、包覆管、刚性梁及炉顶等设备严重损坏。另一种爆 炸是负压性爆炸,即运行中的锅炉发生突然熄火,送风机又突然停转,炉膛热负荷急剧降 低,而引风机又强力抽吸,使炉膛负压徒增而呈真空状态,造成内凹变形,裂缝或设备严 重损坏。炉膛爆炸的原因通常有:
(1) 锅炉熄火,炉膛内积存大量可爆燃混合物,恢复运行时未充分通风吹扫,点燃 后引起爆燃。
(2) 锅炉停用时,由于燃料阀门不严密或者漏关,燃料漏入炉膛,在锅炉点火时被 点燃爆炸。
(3) 有一个或多个燃烧器灭火或燃烧不良,或者是启动某个燃烧器时着火不良,炉 膛局部空间积聚相当浓度的可燃混合物发生爆燃。
(4) 点火不顺利,又未及时进行吹扫,重复点火,致使炉膛和烟道内积存的可燃物 被引燃爆炸。
(5) 燃烧不正常时仍大量增加燃料,引起爆炸。
(6) 低负荷运行时,燃烧器因助燃燃料或者空气受到干扰而灭火,在炉膛内积聚的 可燃物再次着火发生爆炸。
四、阀门
阀门(图2 -15)是管路流体输送系统中的控制部件,用来改变通路断面和介质流动 方向,具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。在流体系统中,阀门是用 来控制流体的方向、压力、流量的装置,使配管和设备内的介质(液体、气体、粉末) 流动或停止并能控制其流量的装置。
用于流体控制的阀门,从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门, 其品种和规格繁多,阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10 m的工业管路用阀。 可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各 种类型流体的流动。阀门的工作压力可从0. 0013 MPa到1000 MPa的超高压,工作温度从 -27OCIC的超低温到143OCC的高温。阀门根据材质还分为铸铁阀门、铸钢阀门、不锈钢 阀门(201、304、316等)、铭钥钢阀门、铭铝钮钢阀门、双相钢阀门、塑料阀门、非标 订制阀门等。
图2-15各类阀门
阀门的控制可釆用多种传动方式,如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁 液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等;可以在压力、温度或其他形式传感信号 的作用下,按预定的要求动作,或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭,阀门依靠 驱动或自动机构使其启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动,从而改变其流道面积的大小 以实现其控制功能。
(-)分类
1.按照作用和用途分类
(1) 截断类阀门:如闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、针型阀、隔膜阀等。截 断类阀门又称闭路阀,其作用是接通或截断管路中的介质。
(2) 止回类阀门:如止回阀。止回阀又称单向阀或逆止阀,止回阀属于一种自动阀 门,其作用是防止管路中的介质倒流、防止泵及驱动电机反转,以及防止容器介质的泄 漏。水泵吸水关的底阀也属于止回类阀门。
(3) 安全类阀门:如安全阀、防爆阀、事故阀等。安全阀的作用是防止管路或装置 中的介质压力超过规定数值,从而达到安全保护的目的。
(4) 调节类阀门:如调节阀、节流阀和减压阀。其作用是调节介质的压力、流量等 参数。
(5) 真空类阀门:如真空球阀、真空挡板阀、真空充气阀、气动真空阀等。真空类 阀门是指在真空系统中,用来改变气流方向,调节气流量大小,切断或接通管路的真空系 统元件。•
(6) 特殊用途类阀门:如清管阀、放空阀、排污阀、排气阀、过滤器等。排气阀是 管道系统中必不可少的辅助元件,广泛应用于锅炉、空调、石油天然气、给排水管道中。 往往安装在制高点或弯头等处,用以排除管道中多余气体,提高管道使用效率及降低 能耗。
2. 按照公称压力分类
(1) 真空阀:指工作压力低于标准大气压的阀门。
(2) 低压阀:指公称压力W 1.6 MPa的阀门。
(3) 中压阀:指公称压力为2. 5 MPa、4. O MPa, 6. 4 MPa的阀门。
(4) 高压阀:指公称压力为10.0~80.0MPa的阀门。
(5) 超高压阀:指公称压力⅛ 100. OMPa的阀门。
3. 按照工作温度分类
(1) 超低温阀:用于介质工作温度t≤-101 OC的阀门。
(2) 常温阀:用于介质工作温度-29 CCVtVl20乜的阀门。
(3) 中温阀:用于介质工作温度120tC<z<=425 CC的阀门。
(4) 高温阀:用于介质工作温度⅛ >425 tC的阀门。
4. 按照驱动方式分类
阀门按照驱动方式可分为手动阀和机械驱动阀。机械驱动阀又可分为气动阀、液压阀 和电动阀。此外,还有以上几种驱动方式的组合。如气电动阀等。
电力驱动阀是常用的驱动方式的阀门,通常称这种驱动装置形式的驱动装置为阀门电 动装置。阀门电动装置一般由传动机构(减速器)、电动机、行程控制机构、转矩限制机 构、手动-电动切换机构、开度指示器等组成。阀门电动装置按所驱动的阀门类型不同, 可分为Z型和Q型两大类。Z型阀门电动装置的输出轴可以转出很多圈,适用于驱动闸 阀、截止阀、隔膜阀等;Q型阀门电动装置的输出轴只能旋转90。,适用于驱动旋塞阀、 球阀和蝶阀等。按其防护类型有普通型、隔爆型(以B表示)、耐热型(以R表示)和 三合一型(即户外、防腐、隔爆,以S表示)。
阀门电动装置的特点如下:
(1) 启闭迅速,可以大大缩短启闭阀门所需的时间。
(2) 可以大大减轻操作人员的劳动强度,特别适用于高压、大口径阀门。
(3) 适用于安装在不能手动操作或难于接近的位置,易于实现远距离操纵,而且安 装高度不受限制。
(4) 有利于整个系统的自动化。
(5) 电源比气源和液源容易获得,其电线的敷设和维护也比压缩空气和液压管线简 单得多。
(6) 构造复杂,在潮湿的地方使用更为困难,用于易爆介质时,需要釆用隔爆 措施。
5. 按照公称通径分类
(1) 小通径阀门:公称通径DNw40mm的阀门。
(2) 中通径阀门:公称通径DN为50 ~300 mm的阀门。
(3) 大通径阀门:公称通径DN为350 ~ 1200 mm的阀门。
(4) 特大通径阀门:公称通径DNN1400 mm的阀门
6. 按照结构特征分类
阀门根据关闭件相对于阀座移动的方向可分为以下6种。
(1) 截门形:关闭件沿着阀座中心移动,如截止阀。
(2) 旋塞和球形:关闭件是柱塞或球,围绕本身的中心线旋转,如旋塞阀、球阀。
(3) 闸门形:关闭件沿着垂直阀座中心移动,如闸阀、闸门等。
(4) 旋启形:关闭件围绕阀座外的轴旋转,如旋启式止回阀等。
(5) 蝶形:关闭件的圆盘,围绕阀座内的轴旋转,如蝶阀、蝶形止回阀等。
(6) 滑阀形:关闭件在垂直于通道的方向滑动,如滑阀等。
7. 按照连接方法分类
(1) 螺纹连接阀:阀体带有内螺纹或外螺纹,与管道螺纹连接。
(2) 法兰连接阀:阀体带有法兰,与管道法兰连接。
(3) 焊接连接阀:阀体带有焊接坡口,与管道焊接连接。
('4)卡箍连接阀:阀体带有夹口,与管道夹箍连接。
(5) 卡套连接阀:与管道采用卡套连接。
(6) 对夹连接阀:用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一起的连接形式。
8. 按照阀体材料分类
(1) 金属材料阀门:其阀体等零件由金属材料制成,如铸铁阀门、铸钢阀、合金钢 阀、铜合金阀、铝合金阀、铅合金阀、钛合金阀、蒙乃尔合金阀等。
(2) 非金属材料阀门:阀体等零件由非金属材料制成,如塑料阀、搪瓷阀、陶瓷阀、 玻璃钢阀门等。
(二)安全阀
安全阀(又称泄压阀)根据压力系统的工作压力(工作温度)自动启闭,一般安装 于封闭系统的设备或管路上以保护系统安全。当设备或管道内压力或温度超过安全阀设定 压力时,即自动开启泄压或降温,保证设备和管道内介质压力(温度)在设定压力(温 度)之下,保护设备和管道正常工作,防止发生意外,减少损失。
1. 定义
安全阀是一种自动阀门,它不借助任何外力而利用介质本身的力来排除一额定数量的 流体,以防止压力超过额定的安全值。当压力恢复正常后,阀门再行关闭并阻止介质继续 流出。
2. 类型
1) 直接载荷式安全阀
一种紧靠直接的机械加载装置如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所 产生作用力的安全阀。
2) 平衡式安全阀
一种釆取措施将背压对动作特性(整定压力、回座压力以及排量)的影响降低到最 小限度的安全阀。
3) 先导式安全阀
一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀,该导阀本身应是一种直接载荷式安 全阀。
4) 带动力辅助装置的安全阀
该安全阀借助一个动力辅助装置(如气压、液压、电磁等),可以在压力低于正常整 定压力时开启。
3. 安装
1) 安装位置
安全阀的安装位置应当符合以下要求:
(1) 在设备或者管道上的安全阀竖直安装。
(2) 一般安装在靠近被保护设备,安装位置易于维修和检查。
(3) 蒸汽安全阀装在锅炉的锅筒、集箱的最高位置,或者装在被保护设备液面以上 气相空间的最高处。
(4) 液体安全阀装在正常液面的下面。
2) 进出口管道
安全阀的进出口管道应当符合以下要求:
(1) 安全阀的进出口管道直径不小于安全阀的进口直径,如果几个安全阀共用一条 进口管道时,进口管道的截面积不应小于这些安全阀的进口截面积总和。
(2) 安全阀的出口管道直径不小于安全阀的出口直径,安全阀的出口管道接向安全 地点。
(3) 安全阀出口的排放管上如果装有消声器,必须有足够的流通面积,以防止安全 阀排放时所产生的背压过高而影响安全阀的正常动作及其排放量。
(4) 安全阀的进出口管道一般不允许设置截断阀,必须设置截断阀时,需要加铅封, 并且保证锁定在全开状态,截断阀的压力等级需要与安全阀进出口管道的压力等级一致, 截断阀进出口公称直径不小于安全阀进出口法兰的公称直径。
3) 安装前检查
安全阀安装前,应当按照《安全阀安全技术监察规程>(TSG ZFoOI)附录B的要求进 行宏观检查、整定压力和密封试验,有特殊要求时,还应当进行其他性能试验。
4. 使用
1) 选用
安全阀的选用应当符合以下要求:
(1) 安全阀适用于清洁、无颗粒、低黏度的流体。
(2) 全启式安全阀适用于排放气体、蒸汽或者液体介质,微启式安全阀一般适用于 排放液体介质,排放有毒或者可燃性介质时必须选用封闭式安全阀。
2) 日常检修
安全阀在使用中应当按照以下要求做好日常检查和维护工作:
(1) 安全阀使用单位需要经常检查安全阀的密封性能及其与管路连接处的密封 性能。
(2) 运行中安全阀开启后,需要检查其有无异常情况,并且进行记录。
(3) 运行中发现安全阀不正常(泄漏或者其他故障)时,需要及时进行检修或者 更换。
(4) 锅炉运行中,安全阀需要定期进行手动排放试验,锅炉停止使用后又重新启用 时,安全阀也需要进行手动排放试验。
5.定期检查
1) 在线检查和检测
(1) 在线检查和检测的含义与人员要求:在线检查和检测是指在在线状态下(安全 阀安装在设备上受压或不受压状态下)对安全阀进行的检查和检测。从事在线检测的人 员应当在设备操作、在线检测装置使用以及现场问题处理等方面受过专业培训并取得特种 设备作业人员证书。
(2) 在线检查内容:
① 安全阀安装是否正确。
② 安全阀的资料是否齐全(铭牌、质量证明文件、安装号、校验记录及报告)。
③ 安全阀外部调节机构的铅封是否完好。
④ 有无影响安全阀正常功能的因素。
⑤ 必须设置截断阀的情况时,其安全阀进口前和出口后的截断阀铅封是否完好并且 处于正常开启位置。
⑥ 安全阀有无泄漏。
⑦ 安全阀外表有无腐蚀情况。
⑧ 为波纹管设置的泄出孔应当敞开和清洁。
⑨ 提升装置(扳手)动作有效,并处于适当位置。
⑩ 安全阀外部相关附件完整无损并且正常。
(3) 在线检测方法:
① 釆用被保护系统及其压力进行试验。
② 釆用其他压力源进行试验
③ 采用辅助开启装置进行试验。
(4) 在线检测工作的基本要求:
① 在线检测前,对被检测安全阀按照《安全阀安全技术监察规程》(TSG ZFOOI) B6. 1.2进行检查。
② 在线检测时,检测单位制定切实可行的检测程序,并且做好各项物质准备和技术 准备。
③ 在线检测时,使用单位的主管技术人员必须到场,当发现有偏离正常操作状况的 迹象时,必须立即停止并且及时釆取措施,确保安全。
④ 在线检测过程中必须注意防止高温、噪声以及介质泄漏对人员的伤害。
⑤ 在线检测装置能够保证安全阀的基本性能要求。
⑥ 做好在线检查和检测记录并且存档。
2) 离线检査
离线检査是指在离线状态下,将安全阀从设备上拆下,对安全阀进行的检查。
(1)离线检查条件:
① 安全阀校验有效期已经到期。
② 在线运行时,安全阀出现故障或者性能不正常。
③安全阀从被保护设备上拆卸。
(2) 离线检查内容:
① 从被保护设备上拆卸安全阀。
② 宏观检查。
③ 检查整定压力。
④ 分解安全阀,并且对零件进行清洗和检查。
⑤ 零件的检修和更换。
⑥ 重新装配安全阀。
⑦ 调整整定压力。
⑧ 检查阀座集气密封垫片的密封性。
⑨ 完成必需的记录。
其中,①、⑤、⑥属于离线检查时需要做的拆卸、更换和装配工作。.
(3) 离线检查工作基本要求:
① 在进行安全阀检査和维修前,其设备如果在运行状态,需要采取预防措施维持被 保护设备的安全,并且釆取预防措施防止阀体及其连接部件内残存的有毒、易燃介质造成 事故。
② 离线检查前,必须获得每台安全阀自从上次检查后在线运行期间异常情况的 记录。
③ 每个从被保护设备上拆卸的安全阀,需要携带一个可以识别的标签,标明设备号、 工位号、整定压力、最后一次校验日期。
④ 安全阀拆卸下来时,必须做好计划以便尽量减少离线持续时间,并且在工艺管线 上采取相应的安全措施。
(4) 处理。安全阀有以下情况时,应当停止使用并且更换,其中有①~⑤项问题的 安全阀应当予以报废:
① 阀瓣和阀座密封面损坏,已经无法修复。
② 导向零件锈蚀严重,已经无法修复。
③ 调节圈锈蚀严重,已经无法进行调节。
④ 弹簧腐蚀,已经无法使用。
⑤ 附件不全而无法配置。
⑥ 历史记录丢失。
⑦ 选型不当。
3)校验
(1) 校验周期。安全阀的校验周期应当符合以下要求:
① 安全阀定期校验,一般每年至少一次,安全技术规范有相应规定的从其规定。
② 经解体、修理或更换部件的安全阀,应当重新进行校验。
(2) 校验周期的延长。当符合以下基本条件时,安全阀校验周期可以适当延长,延 长期限按照相应安全技术规范的规定:
①有清晰的历史记录,能够说明被保护设备安全阀的可靠使用。
② 被保护设备的工艺运行条件稳定。
③ 安全阀内件材料没有被腐蚀。
④ 安全阀在线检查和在线检测均符合使用要求。
⑤ 有完善的应急预案。
对生产需要长周期连续运转时间超过1年以上的设备,可以根据同类设备的实际使用 情况和设备制造质量的可靠性以及生产操作釆取的安全可靠措施等条件,并且符合《安 全阀安全技术监察规程XTSG ZFOOl)要求,可以适当延长安全阀校验周期。
6. 技术档案
安全阀的制造单位、使用单位、校验单位都应当建立安全阀技术档案。
1) 制造单位的技术档案
安全阀制造单位的技术档案内容按《安全阀安全技术监察规程》(TSG ZFOOI) B3. 4. 5 规定。
2) 使用单位的技术档案
安全阀使用单位的技术档案应当包括以下内容:
(1) 安全阀制造单位的产品质量证明文件、安装及其使用维护、校验说明书。
(2) 安全阀定期检查记录及报告。
(3) 延期校验的批准文件。
(4) 安全阀的日常使用状况和维护保养记录。
(5) 安全阀运行故障和事故记录。
3) 维护、检修和校验单位的技术档案
安全阀维护、检修和校验单位的技术档案应当包括安全阀维护、检修记录和安全阀校 验记录和报告。安全阀报废时,还应当有报废安全阀的有关记录档案。
7. 标志
1) 标志内容
在安全阀铭牌上或者安全阀外表面至少有以下内容的明显标志,其中产品编号应当为 阀体上的永久性标志:
(1) 安全阀制造许可证编号及标志。
(2) 制造单位名称。
(3) 安全阀型号。
(4) 制造日期及其产品编号。
(5) 公称压力(压力级)。
(6) 流道直径或者流道面积。
(7) 整定压力。
(8) 阀体材料。
(9) 额定排量系数或者某一流体保证的额定排量。
2) 铭牌材料及其固定
铭牌应当用耐腐蚀材料制造,而且必须牢固固定在阀体或者阀盖外表面。
3) 出厂资料
每台安全阀交付用户时,制造单位必须随产品附带以下资料:
(1) 质量证明文件。
(2) 安全阀简图以及材料明细表。
(3) 安装及其使用维护、校验说明书。
(4) 制造单位与用户合同规定的有关文件。
4) 质量证明文件
安全阀质量证明文件至少包括以下内容:
(1) 制造许可证编号。
(2) 制造单位名称。
(3) 产品名称。
(4) 安全阀型号。
(5) 产品编号。
(6) 制造日期。
(7) 公称直径。
(8) 流道直径或者流道面积。
(9) 公称压力(压力级)。
(10) 整定压力(冷态试验差压力)。
(H) 排放压力。
(12) 开启高度。
(13) 启闭压差(或者回座压力)。
(14) 适用温度。
(15) 适用介质。
(16) 阀体材料。
(17) 备压力(适用时)。
(18) 额定排量系数或者某一流体保证的额定排量。
(19) 制造依据的标准。
(20) 出厂检验报告。
(21) 其他特殊要求。
(22) 检查人员签章以及制造单位检验章。
5) 产品制造档案
每台安全阀出厂后,制造单位必须将以下资料归档备查:
(I) 图纸。
(2) 材料质量证明文件。
(3) 制造过程中的质量跟踪记录。
(4) 出厂检验报告。
(三)爆破片安全装置
爆破片又称防爆片,是一种断裂型的超压防护装置,用来装设在压力容器上,当压力 容器内的压力超过正常工作压力并达到设计压力时,即自行爆破,使压力容器内的物料经
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爆破片断裂后经流出口向外排出,避免压力容器本体发生爆炸,泄压后断裂的防爆片不能 继续使用,压力容器也被迫停止运行。
1. 定义
(1) 爆破片安全装置是指由爆破片(或爆破片组件)和夹持器(或支撑圈)等零部 件组成的非重闭式压力泄放装置。在设定的爆破温度下,爆破片两侧压力差达到预定值时 爆破片即刻动作(破裂或脱落),并泄放出流体介质。
(2) 爆破片是指爆破片安全装置中,因超压而迅速动作的压力敏感元件。
(3) 爆破片组件是指由爆破片、背压托架、加强环、保护膜及密封膜等两种或两种 以上零件构成的组合件,又称组合式爆破片。
2. 分类
爆破片按失效方式及材料的不同分为如下4个类别:
(1) 正拱形爆破片,如图2-16所示。
(2) 反拱形爆破片,如图2-17所示。
(3) 平板形爆破片,如图2-18所示。
(4) 石墨爆破片,如图2-19所示。
图2-18平板形爆破片
图2-19石SM⅛片
3.应用
D 一般要求
(1) 爆破片安全装置的应用除满足本部分的要求外,还应符合相应安全技术规范的 规定。
(2) 爆破片安全装置可以单独使用,也可作为组合泄放装置的一部分与安全阀组合 使用。
2)爆破片安全装置单独使用
(1) 符合下列条件之一的被保护承压设备,应单独使用爆破片安全装置作为超压泄 放装置:
① 容器内压力迅速增加,安全阀来不及反应的。
② 设计上不允许容器内介质有任何微量泄漏的。
③ 容器内介质产生的沉淀物或黏着胶状物有可能导致安全阀失效的。
④ 由于低温的影响,安全阀不能正常工作的。
⑤ 由于泄压面积过大或泄放压力过高(低)等原因安全阀不 适用的。
(2) 移动式压力容器的相关标准有特殊规定的,如长管拖车 和管束式集装箱等被保护承压设备可使用爆破片安全装置作为单 一超压泄放装置。
(3) 使用于经常超压或温度波动较大场合的被保护承压设备, 不应单独使用爆破片安全装置作为超压泄放装置。
I-承压设备;2—爆破片 安全装置;3—安全阀; 4—指示装置
图2-20爆破片 安全装置串联在 安全阀入口侧
3)爆破片安全装置与安全阀组合使用
根据爆破片安全装置与安全阀的连接方式及相对位置的不同, 可分为下列三种组合形式:爆破片安全装置串联在安全阀入口侧 (图2-20)、爆破片安全装置串联在安全阀出口侧(图2-21)、 爆破片安全装置与安全阀并联使用(图2-22)o
(1)爆破片安全装置串联在安全阀入口侧。
①属于下列情况之一的被保护承压设备,爆破片安全装置应串联在安全阀入口侧:
a) 为避免因爆破片的破裂而损失大量的工艺物料或盛装介质的。
b) 安全阀不能直接使用场合(如介质腐蚀、不允许泄漏等)的。
1—承压设备;2—爆破片安全装置;3—安全阀 图2-21爆破片安全装置串联在 安全阀出口侧
I-承压设备;2—爆破片安全装置;3—安全阀 图2-22爆破片安全装置与 安全阀并联使用
C)移动式压力容器中装运毒性程度为极度、高度危害或强腐蚀性介质的。
②当爆破片安全装置安装在安全阀的入口侧时,应满足下列要求:
a) 爆破片安全装置与安全阀组合装置的泄放量应不小于被保护承压设备的安全泄 放量。
b) 爆破片安全装置公称直径应不小于安全阀入口侧管径,并应设置在距离安全阀入 口侧5倍管径内,且安全阀入口管线压力损失(包括爆破片安全装置导致的)应不超过 其设定压力的3%。
C)爆破片爆破后的泄放面积应大于安全阀的进口截面积。
d) 爆破片在爆破时不应产生碎片、脱落或火花,以免妨碍安全阀的正常排放功能。
e) 爆破片安全装置与安全阀之间的腔体应设置压力指示装置、排气口及合适的报警 指示器。
③入口侧串联爆破片安全装置的安全阀,其额定泄放量应以单个安全阀额定泄放量 乘以系数0. 9作为组合装置泄放量。
(2) 爆破片安全装置串联在安全阀的出口侧。
① 若安全阀出口侧有可能被腐蚀或存在外来压力源的干扰时,应在安全阀出口侧设 置爆破片安全装置,以保护安全阀的正常工作。
② 移动式压力容器设置的爆破片安全装置不应设置在安全阀的出口侧。
③ 当爆破片安全装置设置在安全阀的岀口侧时,应满足下列要求:
a) 爆破片安全装置与安全阀组合装置的泄放量应不小于被保护承压设备的安全泄 放量。
b) 爆破片安全装置与安全阀之间的腔体应设置压力指示装置、排气口及合适的报警 指示器。
C)在爆破温度下,爆破片设计爆破压力与泄放管内存在的压力之和应不超过下列任 一条件:
(a) 安全阀的整定压力。
(b) 在爆破片安全装置与安全阀之间的任何管路或管件的设计压力。
(C)被保护承压设备的设计压力。
④ 爆破片爆破后的泄放面积应足够大,以使流量与安全阀的额定排量相等。
⑤ 在爆破片以外的任何管道不应因爆破片爆破而被堵塞。
(3) 爆破片安全装置与安全阀并联使用。
① 属于下列情况之一的被保护承压设备,可设置一个或多个爆破片安全装置与安全 阀并联使用:
a) 防止在异常工况下压力迅速升高的。
b) 作为辅助安全泄放装置,考虑在有可能遇到火灾或接近不能预料的外来热源需要 增加泄放面积的。
② 安全阀及爆破片安全装置各自的泄放量均应不小于被保护承压设备的安全泄放量。
③ 爆破片的设计爆破压力应大于安全阀的整定压力。
4.选择
D 一般要求
(1) 选择爆破片安全装置时,应考虑爆破片安全装置的入口侧和出口侧两面承受的 压力及压力差等因素。
(2) 当被保护承压设备存在真空和超压两种工况时,应选用具有超压和负压双重保 护作用的爆破片安全装置,或者选用具有超压泄放和负压吸入保护作用的两个单独的爆破 片安全装置。
(3) 爆破片安全装置的入口侧可能会有物料黏结或固体沉淀的情况下,选择的爆破 片类型应与这种工况条件相适应。
(4) 选用带背压托架的爆破片时,爆破片泄放面积的计算应考虑背压托架影响。
(5) 当爆破片的爆破压力会随着温度的变化而变化时,确定该爆破片的爆破压力时 应考虑温度变化的影响。
(6) 爆破片安全装置用于液体时,应选择适合于全液相的爆破片安全装置,以确保 爆破片爆破时系统的动能将膜片充分开启。
2) 爆破片类型的选择
(1) 选择爆破片形式时,应综合考虑被保护承压设备的压力、温度、工作介质、最 大操作压力比等因素的影响。爆破片的选型可参照《爆破片安全装置 第2部分:应用、 选择与安装》(GB 567.2)附录A。
(2) 应合理选择爆破片的类型与结构形式,以便获得较长使用周期的爆破片安全 装置。
(3) 用于爆炸危险介质的爆破片安全装置还应满足如下要求:
① 爆破片爆破时不应产生火花。
② 与安全阀串联时,爆破片爆破时不应产生碎片。
(4) 爆破片安全装置的主要技术参数见《爆破片安全装置 第2部分:应用、选择 与安装》(GB 567. 2)附录B的规定。
3) 爆破片材料的选择
(1) 根据被保护承压设备的工作条件及结构特点,爆破片可选用铝、镣、奥氏体不 锈钢、因康镣、蒙乃尔、石墨等材料。有特殊要求时,也可选用钛、哈氏合金等材料。常 用材料的最高允许使用温度见《爆破片安全装置 第1部分:基本要求》(GB 567.1)附 录A的规定。
(2) 用于腐蚀环境,且有可能导致爆破片安全装置提前失效的,可采用在爆破片表 面进行电镀、喷涂或衬膜等防腐蚀处理措施,防止爆破片安全装置腐蚀失效。
(3) 综合考虑爆破片在使用环境中入口侧和出口侧的化学和物理条件,合理地选择 爆破片材料。
4) 爆破压力的选择
(1) 爆破片安全装置中爆破片的设计爆破压力应由被保护承压设备的设计单位根据 承压设备的工作条件和相关安全技术规范的规定确定。
(2) 爆破片安全装置的设计单位应根据被保护承压设备的工作条件、结构特点、使 用单位的要求、相应类似工程使用结果、相关安全技术规范的规定及制造范围的影响等因 素综合考虑,合理地确定爆破片的最小爆破压力和最大爆破压力。
(3) 爆破片安全装置中爆破片爆破压力的确定还应符合《爆破片安全装置 第1部 分:基本要求》(GB 567.1)的规定。
5) 爆破片泄放量的确定
(1)当爆破片安全装置为唯一超压泄放装置时,其泄压系统的泄放量可釆用《爆破 片安全装置 第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2) 5.5.2或5. 5. 3规定来进行 计算。
(2) 爆破片安全装置在泄压系统的设置满足下列条件时,其泄放量的计算按《爆破 片安全装置 第2部分:应用、选择与安装XGB 567.2)附录C的规定:
① 直接向大气排放。
② 爆破片安全装置离承压设备本体的距离不超过8倍管径。
③ 爆破片安全装置泄放管道长度不超过5倍管径。
④ 爆破片安全装置上、下游接管的公称直径不小于爆破片安全装置的泄放口公称 直径。
(3) 爆破片安全装置在泄压系统的设置不满足《爆破片安全装置 第2部分:应用、 选择与安装XGB 567.2) 5. 5.2中要求或由于爆破片安全装置及其上、下游配置若干管道 和配件时,可能会形成较大的流体阻力,这时可以用分析总的系统流通阻力,即考虑爆破 片安全装置、管路和包括承压设备上的出口接管、弯头、三通、变径段和阀门等元件的流 体阻力来确定泄放量。泄放量的计算采用可接受的工程实践方法进行,结果应乘一个不大 于0∙9的系数进行修正。
(4) 爆破片安全装置流体阻力系数的测定方法按《爆破片安全装置 第4部分:型 式试验XGB 567.4)的规定。
5.安装
1)爆破片安全装置的安装位置及管路设置
(1) 在系统中的安装位置。
① 爆破片安全装置应设置在承压设备的本体或附属管道上,且应便于安装,检查及 更换。
② 爆破片安全装置应设置在靠近承压设备压力源的位置。若用于气体介质,应设置 在气体空间(包括液体上方的气相空间)或与该空间相连通的管线上;若用于液体介质, 应设置在正常液面以下。
③ 当压力由外界传入承压设备,且能得到可靠控制时,爆破片安全装置应直接安装 在承压设备或进口管道上。
④ 有下列情况之一者,可作为是一个受压密闭空间,且在危险的空间(承压设备) 设置爆破片安全装置:
a) 与压力源相连接的承压设备本身不产生压力,该装置的设计压力达到了压力源的 压力时。
b) 多个相通的承压设备的设计压力相同或略有差异,承压设备之间釆取口径足够大 的管道连接,且中间无阀门隔断时。
⑤ 换热器等承压设备,若高温介质有可能泄漏到低温介质而产生蒸气时,应在低温 空间一侧设置爆破片安全装置。
(2) 爆破片安全装置的管路设置。
①承压设备和爆破片安全装置之间的所有管路、管件的截面积应不小于爆破片安全 装置的泄放面积,爆破片安全装置的排放管的截面积应大于爆破片安全装置泄放面积。
② 爆破片安全装置进口管应尽可能短、直,以免产生过大的压力损失。安装在室外 的泄放管应有防雨、防风措施。
③ 当有两个或两个以上爆破片安全装置釆用排放汇集管时,汇集管的截面积应不小 于各爆破片安全装置出口管道截面积的总和。
④ 爆破片安全装置在爆破时应保证安全,根据介质的性质可釆取在室内就地排放 (注意排放位置和方向,保证安全)或引导到安全场所排放,同时爆破片的碎片应不阻碍 介质的排放。
⑤ 爆破片安全装置的排放管,应通过大半径弯头从装置中接出,在排放管的适当部 位开设排泄孔,用于防止凝液等积存在管内。
⑥ 爆破片安全装置的排放管线在安装时,管线的中心线应与爆破片安全装置的中心 线对齐,以避免出现爆破片受力不均,造成爆破片抽边或改变爆破压力。在排放物料性能 允许的情况下建议采用套管式排放管道,可免除上述隐患,并可将排放管中的凝液、雨水 等收集在集液盘中,引入下水道。
⑦ 当爆破片安全装置的排放管中可能有可燃性介质排放时,应采取装设阻火器等预 防措施,防止着火的危险。
⑧ 当爆破片安全装置的排放管中可能有毒性程度为中度的介质排放时,应装设辅助 设施解除介质毒性后方可排出。
⑨ 在爆破片安全装置的排放系统中,一般不应设置截断阀,当符合《爆破片安全装 置 第2部分:应用、选择与安装》(GB 567.2 ) 6. 1.4时,可设置截断阀。
(3) 爆破片安全装置与安全阀组合装置的安装。
① 爆破片安全装置设置在承压设备和安全阀之间时,在安全阀入口侧应设置压力表、 泄放阀等,以防止爆破片和安全阀间形成任何压力积聚。
② 安全阀设置在承压设备和爆破片安全装置之间时,在安全阀的出口侧应设置放空 管、排液管等,以防止安全阀和爆破片装置之间形成压力积聚。
③ 爆破片安全装置和安全阀并联组合设置时,各自有引入管和引出管,应分别符合 《爆破片安全装置 第2部分:应用、选择与安装)(GB 567.2) 6.1.2的要求。
(4) 爆破片安全装置的管路上设置截断阀。
① 截断阀应采用直通型结构,其连接形式与强度等应与爆破片安全装置配套,且阀 门应能被锁住或铅封(全开或全关时)。
② 当爆破片安全装置与承压设备之间设置截断阀,若承压设备自身产生压力的,且 设置截断阀为检修或更换爆破片安全装置用时,则截断阀在正常工况下应保持全开启状态 并被锁住或铅封。当需关闭截断阀,且承压设备仍在正常使用时,管理人员应留在现场; 当管理人员离开现场,截断阀应处于全开启状态,并有铅封等防止关闭的措施。
③ 当承压设备的压力源来自外界,截断阀能切断压力源时,则截断阀不应将其处于 全开启状态。
④ 当爆破片安全装置的排放管与一个共用集管连接时,可在爆破片安全装置的排放 侧安装截断阀。在正常工况下,截断阀应处于全开启状态,并有铅封等防止关闭的措施; 当需关闭截断阀,且承压设备仍在正常使用时,管理人员应留在现场,若需离开应将截断 阀处于全开启状态,并有铅封等防止关闭的措施。
(5)其他。
① 爆破片安全装置排放管较长时,应考虑到因温度影响使管线变形较大,且可能对 爆破片性能严生影响,必要时应安装膨胀节,以减少过度的管线变形。
② 大直径、泄放口向上且安装在室外的爆破片安全装置,在其出口侧应加装防护罩, 以避免杂物掉入损伤爆破片。
③ 在冷却时可能会引起腐蚀或固化等情况的高黏度液体介质,应在爆破片安全装置 的进口管和出口管线上釆用加热或保温措施。
④ 当螺塞型爆破片安全装置需设置排放管时,应安装相关的连接件,以便于安装和 更换爆破片。
⑤ 釆用块状石墨爆破片时,爆破片出口侧的排放管内径应比石墨的排放孔径大。
2)爆破片安全装置的安装
(1) 安装前的注意事项。
① 应核对安装的爆破片安全装置的各项技术参数,应保证其与承压设备的要求一致。
② 认真阅读安装说明书,了解其安装要求,并严格按安装说明书的要求进行操作。
③ 在安装前,管线系统清扫干净,避免有固体物品损伤爆破片,法兰、夹持器等密 封面应清理擦拭干净,擦拭时应避免使密封面损伤。
④ 除制造单位同意外,爆破片安全装置中的任何一个部件,在任何情况下都不应 更改。
(2) 爆破片组件。
① 爆破片从盒内取出,确认表面无缺陷及损伤后,小心地放入夹持器中,安装中应 避免损坏。
② 爆破片安装时,应确认其与夹持器的标志一致、泄放方向一致。
③ 除制造单位同意外,爆破片与夹持器的密封面上不允许附加保护膜、垫片等物品。
(3) 夹持器。
① 夹持器的内部结构与尺寸应能保证爆破片正常发挥其性能和爆破片爆破后泄放面 积的开启。
② 夹持器的外部结构与尺寸应和系统联结方式的要求一致。
③ 夹持器与爆破片(或其组件)组装后,其端面一般应高出爆破片的拱顶表面,有 特殊要求时,也可以采用低于爆破片的拱顶表面的设计结构,但应经使用单位技术负责人 同意,并釆取适当的保护措施,防止爆破片安全装置在储运或安装过程中受到意外损坏。
④ 带刀架的夹持器应检查刀片,当有损伤缺口或刀口明显变钝时应进行更换。
⑤ 反拱脱落型爆破片,夹持器上应设置捕集器装置。
⑥ 当爆破片安全装置的出口侧需连接安全阀或另一个爆破片安全装置时,夹持器上 应有通孔,以便安装压力表、泄放阀等。
(4) 法兰、螺栓系统。
①爆破片安全装置放入法兰时,应注意泄放箭头的方向,安装在管道上时不允许 装反。
② 当爆破片安全装置的夹持器为插入式时,夹持器应安装在法兰的中心,保证其密 封面和法兰的密封面完全对齐,不允许偏心。
③ 爆破片安全装置和法兰间釆用的密封垫片应能保证密封性能,且不影响爆破片安 全装置的爆破性能。
④ 爆破片安全装置放入法兰内后,螺栓的拧紧应釆用对称、交替、每次少量、逐次 加载的方式进行紧固,不允许单方向依次并一次拧紧;如有扭矩要求时,应釆用扭力扳手 按规定力矩值拧紧。
(5)标志。
① 带有标志牌的爆破片安全装置在安装时,标志牌应尽量放置在便于识别的方位。
② 当爆破片不能安装标志牌时,应将标志牌固定在爆破片安全装置的附近,以便于 检查是否已装配了安全装置并能识别其性能参数。
③ 当爆破片安全装置采用保温措施或其他原因,导致标志牌无法看清时,应需制作 一块永久性标志牌,固定在爆破片安全装置的附近。设标志牌与原标志牌的标识内容应 一致。
6.爆破片安全装置的使用
使用单位应当对爆破片安全装置进行日常检查、定期检查以及定期更换,并且保留爆 破片安全装置使用技术档案。
1) 日常检查
使用单位应当经常检查爆破片安全装置是否有介质渗漏现象。如果爆破片为外露式安 装时,应当查看爆破片是否有表面损伤、腐蚀和明显变形等现象。
2) 定期检查
爆破片安全装置定期检查周期可以根据使用单位具体情况作出相应的规定,但是定期 检查周期最长不得超过1年。定期检查应当包括内容:
(1) 检查爆破片安全装置安装方向是否正确,核实铭牌上的爆破压力和爆破温度是 否符合运行要求。
(2) 检查爆破片外表面有无损伤和腐蚀情况,是否有明显变形,有无异物黏附,有 无泄漏等。
(3) 爆破片安全装置与安全阀串联使用时,检查爆破片安全装置与安全阀之间的压 力指示装置,确认爆破片安全装置、安全阀是否泄漏。
(4) 检查排放接管是否畅通,是否有严重腐蚀,支撑是否牢固。
(5) 带刀架的夹持器,检查其刀片(如有可能)是否有损伤缺口或者刀口变钝。
(6) 如果在爆破片安全装置与设备之间安装有截止阀,检查截止阀是否处于全开状 态,铅封是否完好。
3) 更换
(1)爆破片更换。
爆破片更换周期应当根据设备使用条件、介质性质等具体影响因素,或者设计预期使 用年限合理确定,一般情况爆破片安全装置更换周期为2~3年,苛刻条件或重要场合下 使用的爆破片应每年定期更换。爆破片更换周期的确定可参考《爆破片安全装置 第2 部分:应用、选择与安装XGB 567.2)附录D的规定。对于腐蚀性、毒性介质以及苛刻 条件下使用的爆破片安全装置应当缩短更换周期。
爆破片安全装置出现以下情况时,应当立即更换:
① 存在定期检查中(1)~(3)所属问题。
② 设备运行中出现超过最小爆破压力而未爆破。
③ 设备运行中出现使用温度超过爆破片装置材料允许使用温度范围。
④ 设备检修中拆卸。
⑤ 设备长时间停工后(超过6个月),再次投入使用。
(2)夹持器更换。
爆破片更换时,应当对夹持器作相应的清洗和检查,如果存在以下情况,应当将夹持 器送交原制造单位进行维修或暂报废处理:
① 夹持器出现变形、裂纹或者有较大面积腐蚀。
② 夹持器密封面损坏。
③ 带刀架夹持器的刀片损伤或者变钝。
④ 存在其他影响爆破片正常安装或者正常工作的问题。
4) 改造、维修
爆破片只能与原制造单位提供的夹持器配套使用。爆破片安全装置的所有零部件,使 用单位不得自行改造、维修。
5) 爆破片安全装置使用技术档案
使用单位应当建立爆破片安全装置使用技术档案。使用技术档案应当包括以下内容:
(1) 爆破片安全装置产品质量证明文件、安装、使用说明书。
(2) 爆破片安全装置定期检查记录、报告。
(3) 爆破片安全装置日常使用记录。
(4) 爆破片安全装置或者零部件更换记录。
(5) 爆破片安全装置运行故障、事故以及维修记录。
五、化工机械设备的安全管理
机械设备安全管理主要包括机械设备的设计、制造、安装、运行、检修等5个方面, 其中,机械设备的安装、运行、检修环节,直接和企业的安全运行相关,且与人员的 “三违”引发的事故具有最直接的关系。因此,机械设备的安全管理应主要抓好机械设备 的安装调试、运行和检修安全。
(-)机械设备的安装调试安全
凡需要投入使用的机械设备,按照工艺平面布置图及有关安装技术要求,对已到货的 并经开箱验收后的外购机械设备或自制机械设备,安装找平、灌浆稳固,使机械设备安装 达到规范要求,通过调试、运转,验收合格后移交生产。机械设备从购进到投入使用的这 一过程中安全管理的重点是保证机械设备安装符合有关的安全技术规范,检查、审核机械 设备及生产。要求整个安装调试过程都应在受控状态下进行,对每一项施工工序进行安全 验收并签署验收凭证,认定安全合格、手续完备方可投入正式使用。
1-机械设备安装调试过程及一般要求
1) 开箱验收
新机械设备到货后,由机械设备管理部门会同购置单位、使用单位(或接收单位) 进行开箱验收,检查机械设备在运输过程中有无损坏、丢失,附件、随机备件、专用工 具、技术资料等是否与合同、装箱单相符,并填写机械设备开箱验收单,存入机械设备档 案,若有缺损及不合格现象应立即向有关单位交涉处理,索取或索赔。
2) 机械设备安装施工
按照工艺技术部门绘制的机械设备工艺平面布置图及安装施工图、基础图、机械设备 轮廓尺寸以及相互间距等要求画线定位,组织基础施工及机械设备搬运就位。在设计机械 设备工艺平面布置图时,对机械设备定位要考虑以下因素:
(1) 应适应工艺流程的需要。
(2) 应便于工件的存放、运输和现场的清理。
(3) 机械设备及其附属装置的外形尺寸、运动部件的极限位置及安全距离。
(4) 应保证机械设备安装、维修、操作安全的要求。
(5) 厂房与机械设备工作匹配,包括门的宽度、高度,以及厂房的跨度、高度等。
应按照机械设备安装验收有关规范要求,做好机械设备安装找平,保证安装稳固,减 轻震动,避免变形,保证加工精度,防止不合理的磨损。安装前要进行技术交底,组织施 工人员认真学习机械设备的有关技术资料,了解机械设备性能及安全要求和施工中应注意 的事项。
安装过程中,对基础的制作,装配链接、电气线路等项目的施工,要严格按照施工规 范执行。安装工序中如果有恒温、防震、防尘、防潮、防火等特殊要求时,应采取措施, 条件具备后方能进行该项工程的施工。
3) 机械设备试运转
机械设备试运转一般可分为空转试验、负荷试验、精度试验三种。
(1) 空转试验:机械设备安装工作完成后,需要对机械设备在无负荷运转状态下的 参数和性能进行考核,考核内容包括机械设备安装精度的保持性,机械设备的稳固性,以 及机械设备的传动、操纵、控制、润滑、液压等系统是否正常,是否灵敏可靠等。一定时 间的空负荷运转是新机械设备投入使用前必须进行磨合的步骤。
(2) 负荷试验:试验机械设备在数个标准负荷工况下进行试验,在有些情况下进行 试验。在负荷试验中应按规范检查轴承的温升、振动,考核液压系统、传动、操纵、控 制、安全等装置工作是否达到出厂标准,是否正常、安全、可靠。不同负荷状态下的试运 转,也是新机械设备进行磨合所必须进行的工作,磨合试验质量的优劣,对于机械设备使 用寿命影响极大。
(3) 精度试验:一般应在负荷试验后按说明书的规定进行,既要检查机械设备本身 的几何精度,也要检查工作(加工产品)的精度。这项试验大多在机械设备投入使用两 个月后进行。
4) 机械设备试运行后的工作
按照机械设备说明书或操作规程,将机械设备停机后,首先断开机械设备的总电路和 动力源,然后做好下列机械设备检查、记录工作:
(1) 做好磨合后对机械设备的清洗、润滑、紧固,更换或检修故障零部件并进行调 试,使机械设备进入最佳使用状态。
(2) 做好并整理机械设备几何精度、加工精度的检查记录和其他机械性能的试验 记录。
(3) 整理机械设备试运转中的状况(包括故障排除)记录。
(4) 对于无法调整的问题,分析原因,从机械设备设计、制造、运输、保管、安装 等方面进行归纳。
(5) 对机械设备运转作出评定结论,给出处理意见,办理移交手续,并注明参加试 运转的人员和日期。
5)机械设备安装工程的验收与移交使用
(1) 机械设备基础的施工验收由建设部门质量检查员会同土建施工员及监理进行验 收,填写施工验收单。基础的施工质量必须符合基础图和技术要求。
(2) 机械设备安装工程的最后验收,在机械设备调试合格后进行。由机械设备管理 部门和工艺技术部门会同其他部门,在安装、检查、安全、使用等各方面有关人员共同参 加下进行验收,作出鉴定,填写安装施工质量、精度检验、安全性能、试车运转记录等凭 证和验收移交单(由参加验收的各方人员签字)后方可竣工。
(3) 机械设备验收合格后办理移交手续,机械设备开箱验收单(或机械设备安装移 交验收单)、机械设备运转试验记录单(由参加验收的各方人员签字)及随机械设备带来 的技术文件,由机械设备管理部门纳入机械设备档案管理;随机械设备的配件、备品应填 写备件入库单,并送交机械设备仓库入库保管。安全管理部门应就安装试验中的安全问题 进行建档。
(4) 机械设备移交完毕,由机械设备管理部门签署机械设备投产通知书,并将副本 分别交机械设备管理部门、使用单位、财务部门、生产管理部门,作为存档、通知开始使 用、固定资产管理凭证、考核工程计划的依据。
2.机械设备安装调试的安全要求
机械设备安装调试中的安全包括机械设备安装施工中的安全、机械设备试运行安全和 机械设备自身的安全状况,安装施工和试运行的安全应按有关作业和运行操作安全要求进 行,这里仅分析对机械设备自身安全状况的要求。机械设备安装好后,应逐项检查机械设 备的安全状态及性能是否符合要求。检查的安全项目包括静态和动态两方面。静态检查项 目在机械设备不运行的条件下进行,如机械设备表面安全性。动态检查项目在机械设备运 行的条件下进行,如机械设备的安全防护装置的工作性能与可靠性,运行中尘毒、易燃等 物的产生情况等。
机械设备安装调试的安全检查除参照上述机械设备购置的各项安全要求外,还应检查 下列安全要求。
1)控制系统
(1)控制装置应保证当动力源发生异常(偶然或人为地切断或变化)时,不会造成 危险,即使系统发生故障或损坏时也不至于造成危害。必要时,控制装置应能自动切换到 备用动力源和备用机械设备系统。自动或半自动控制系统应设有必要的保护装置,以防止 控制指令紊乱。同时在每台机械设备上还应辅以能单独操纵的手动控制装置。
(2) 对复杂的生产机械设备和重要的安全系统应配置自动监控装置,重要生产机械 设备的控制装置应安装在使操作人员能看到整个机械设备动作的位置上。对于某些在启动 机械设备时见全貌的生产机械设备,应配置开车预警信号装置,预警信号装置应有足够的 报警时间。调节装置应釆用自动联锁装置,以防止误操作和自动调节、自动操纵线(管) 路等的误通断。
控制系统内关键的元器件、控制阀等均应符合可靠性指标要求。控制装置和作为安全 技术措施的离合器、制动装置和联锁装置,应具有良好的可靠性并符合其产品规定的可靠 性指标要求。
(3) 若存在下列情况之一时,生产机械设备必须配置紧急开关:
① 发生事故或出现机械设备功能紊乱时,不能迅速通过停车开关来终止危险的运行。
② 不能通过一个开关迅速中断若干个能造成危险的运动单元。
③ 由于切断某个单元会导致其他危险。
④ 在操纵台处不能看到所控制的全貌。
紧急开关须有足够的数量,应在所有控制点和给料点都能迅速而无危险地触及。紧急 开关的形状应有别于一般开关,其颜色应为红色或有鲜明的红色标记。生产机械设备紧急 开关停车后,其残余能量可能引起危险时,必须设有与之联动的减缓运行或防逆转装置, 必要时,应设有能迅速制动的安全装置。
(4) 对于在调整、检查、维修时需要察看危险区域或人体局部(手或臂)需要伸进 危险区域的生产机械设备,必须釆取防止意外启动措施,这些措施包括:
① 在对区域进行防护(如机械式防护)的同时,还应能强制切断机械设备的启动源 系统。
② 在总开关柜上设有多把锁,只有开启全部锁时才能合闸。
③ 控制或联锁元件应直接位于危险区域,并只能由此处启动或停车。
④ 机械设备上具有多种操纵和运转方式的选择器,应能锁闭在按预定的操作方式所 选择的位置上,选择器的每一位置,仅能与一种操作方式或运转方式相对应。
(5) 生产机械设备因意外启动可能危及人身安全时,配置起强制作用的安全防护装 置。必要时,应配置两种以上互为联锁的安全装置,以防止意外启动。动力源因偶然切断 后又重新自动接通时,控制装置应能避免机械设备产生危险运转。
2) 安全防护装置性能
安全防护装置应使操作者触及不到运转中的可动零部件,其防护距离符合《机械安 全防止上下肢触及危险区域的安全距离XGB 23821)的要求。在操作者接近可动零部 件并有可能发生危险的紧急情况下,设备不能启动或能立即自动停机、制动。安全防护装 置应符合产品标准规定的可靠性指标要求,应便于调节、检查和维修,并不得成为危险 源。避免在安全防护装置和可动零部件之间产生接触危险。所有安全显示与报警装置都应 灵敏、可靠。电气设备接地和防雷接地必须牢固可靠,接地电阻符合规范标准要求。
3) 尘毒产生情况
凡工艺过程中能产生粉尘、有害气体和其他毒物的生产机械设备,应尽量釆用自动加 料、自动卸料和密闭装置,并必须设置吸收、净化、排放装置,以保证工作场所和排放的 有害物质浓度符合国家标准规定。对于有毒有害物质的密闭系统,应避免跑、冒、滴、 漏。必要时,应配置监测、报警装置。对生产过程中尘毒危害严重的生产机械设备,必须 安装可靠事故处理装置及应急防护措施。检查尘毒量是否符合规定要求。
4) 噪声和振动的机械设备
噪声和振动的机械设备,必须在产品标准中明确规定噪声、振动指标限值,并釆取有 效防治措施。对固有强噪声、强振动机械设备,宜设置隔离或遥控装置。机械设备噪声、 振动应符合标准限值规定。
5) 防火与防爆性能
生产、使用、贮存和运输易燃易爆物质和可燃物质的生产机械设备,应根据其燃点、 闪点、爆炸极限等不同性质采取相应预防措施,包括实行密闭,严禁跑、冒、滴、漏;配 置监测报警、防爆及消防安全设施;避免摩擦撞击,消除接近燃点、闪点的高温因素,消 除电火花和静电积聚;设置惰性气体(氮气、二氧化碳、水蒸气等)置换及保护系统, 设置水封阻火器等安全装置等。试运转时,应严格检查机械设备的防火措施是否达到原设 计的防火要求。对于爆炸和火灾危险场所,必须审核所使用的电气设备、仪器、仪表是否 符合相应的防爆等级和有关标准。对于因物料爆聚、分解反应造成超温、超压可能引起火 灾、爆炸危险的生产机械设备,应检査其所设置的报警信号系统、自动和手动紧急泄压排 放装置是否灵敏可靠。
6) 人员操作的安全性
生产机械设备上供人员作业的工作位置应安全可靠,其工作空间应保证操作人员的 头、臂、手、腿、足在正常作业中有充足的活动余地,危险作业点应留有足够的退避空 间。操作位置高度在距离地面20 m以上的生产机械设备,宜配置安全可靠的载人升降附 属机械设备。对于噪声、振动、粉尘、毒物、热辐射危害较严重的作业场所,如果原机械 设备没有安全可靠的操作室,则应在合适地点设置操纵室,并应使操作室满足下列要求:
(1) 保证人员在操作时安全、方便和舒适。同时保证操作人员在座位上能直接控制 全部操作位及操作件并使其具有良好的视野。
(2) 应釆用防火材料,其门窗透光部分应釆用易清洗的安全材料制造,并应保证操 作人员在操纵室内就能擦拭。必要时,应在门窗透光部分配置擦拭装置。
(3) 应具有防御外界有害作用(如噪声、振动、粉尘、毒物、热辐射和落物等)的 良好性能。当操纵室工作环境温度低于-0.5 tC或高于35无时,应配置安全的采暖、降 温装置。
(4) 操纵室应保证操作人员在事故状态下能安全撤出。对于有可能发生倾覆的可行 驶生产机械设备,除应设置保护操纵室外的安全支撑外,还应设置能从里面打开的紧急安 全出口。
7) 机械设备的照明系统
生产机械设备必须保证操作点和操作区域有足够的照度但要避免各种频闪和眩光现 象。可移动式机械设备,其灯光应符合有关专业标准。生产机械设备内部需要经常观察的 部位,应设置有照明装置或符合安全电压要求的电源插座。
(二) 机械设备的运行安全
为确保化工机械设备长期、稳定、安全地运行,必须保证所有零部件有足够的强度。 因此,必须加强机械设备运行中的维护管理,定期检查设备与机器的腐蚀、磨损情况,发 现问题及时“修复或更换,特别是当化工机械设备达到使用年限后,应及时更新,以防因腐 蚀严重或超期服役而发生重大设备事故。
化工生产的物料大都是易燃、易爆、有毒和腐蚀性强的介质,如果由于机械设备密封 不严而造成泄漏,将会引起燃烧爆炸、灼伤、中毒等事故。因此,必须高度重视运行中各 类化工机械设备的密封问题。
现代化工生产装置大量釆用了自动控制、信号报警、安全联锁和工业电视等一系列先 进手段。必须做到化工机械设备出现异常时,这些设施会自动发出警报或自动釆取安全措 施,保证安全运行。
化工机械设备运行状况的好坏,将直接影响化工生产的连续性、稳定性和安全性,而 且生产的特殊性使整个装置设备存在许多不安全因素。因此,强化化工机械设备的维护管 理,确保化工机械设备的安全运行,在化工生产中具有极为重要的意义。
(1) 作为生产一线的车间机械设备管理人员必须做到及时巡回检查,最好每天进行 检査,并做好记录,发现机械设备异常问题,必须及时发出异常情况反馈单,并就存在的 问题制定纠正和预防措施,予以整改。作为机械设备管理的职能部门就该做到每周至少检 查一次,而其他的相关部门(如安全管理部门)应每月组织一次综合安全大检查,并不 定期检査机械设备运行及安全管理状况。
(2) 作为操作人员必须掌握机械设备操作的“四懂三会”;做到持证上岗;严格按操 作规程进行机械设备的启动、运行与停车,严禁违章操作;坚守岗位,严格执行巡回检査 制度,认真填写运行记录;认真做好机械设备润滑工作,并做好记录。机械设备润滑应严 格按“五定”“三过滤”执行;严格执行交接班制度,将班内所有情况交接清楚;经常擦 拭机械设备的各个部件,使其无油垢、无漏油,运转灵活,及时消除机械设备的跑、冒、 滴、漏。
(3) 作为维修人员应主动了解机械设备运行状况,并定时、定点检查。维修或操作 人员发现机械设备不正常,应立即检查原因,及时上报有关部门或人员,在紧急情况下, 应釆取果断措施或立即停车,没有弄清原因、没有排除故障时,不得盲目开车。发生的情 况及处理情况必须详细如实地记录,并向下一班交代清楚。
(4) 机械设备停运期间,应有专人负责,定期检查维护,注意防尘、防潮、防冻、 防腐蚀,对于转动机械设备还应定期进行盘车,使其处于良好状态。
(三) 机械设备的检修安全
在化工生产中,特别是大型化工联合企业中,各个生产装置之间,乃至厂与厂之间, 是一个有机整体,它们相互制约,紧密联系。一个装置的开停车必然会影响到其他装置的 生产,因此在检修前,必须制定一个全面的检修计划。在检修计划中,应根据生产工艺过 程及公用工程之间的相互关联,规定各装置先后停车的顺序;停水、停气、停电、灭火 炬、点火炬的具体时间;还要明确规定各个装置的检修时间,检修项目的进度,以及开车 顺序等。一般都要画出检修计划图(鱼翅图)。在计划图中标明检修期间的各项作业内 容,以便于对检修工作的管理。
1. 化工机械设备检修的分类
化工机械设备的检修,主要可分为计划内检修和计划外检修。
1) 计划内检修
计划内检修是指企业根据机械设备管理、使用的经验,以及机械设备状况,制定机械 设备检修计划,对机械设备进行有组织、有准备、有安排的检修。计划内检修又可分为大 修、中修、小修。
2) 计划外检修
计划外检修是指因突发性的故障或事故而造成机械设备或装置临时性停车进行的抢 修。计划外检修事先无法预料,无法安排计划,而且要求检修时间短,检修质量高,检修 的环境及工况复杂,故难度较大。
2. 化工机械设备检修的特点
1) 化工机械设备检修的频繁性
所谓频繁性是指计划内检修、计划外检修的次数多;化工生产的复杂性,决定了化工 机械设备及管道的故障和事故的频繁性,因而也决定了检修的复杂性。
2) 化工机械设备检修的复杂性
由于化工生产中使用的化工设备、机械、仪表、管道阀门等,种类多,数量大,结构 和性能各异,要求从事检修的人员具有丰富的知识和技术,熟悉和掌握不同机械设备的结 构、性能和特点。检修中由于受到环境、气候、场地的限制,有些需要在露天作业,有些 需要在设备内作业,有些需要在地坑或井下作业,有些还需要上、中、下立体交叉作业, 给化工检修增加了复杂性。
3) 化工机械设备检修的危险性
化工生产的危险性决定了化工机械设备检修的危险性。化工机械设备和管道中有很多 残存的易燃易爆、有毒有害、有腐蚀性的物质,而化工检修又离不开动火、进容器作业, 稍有疏忽就会发生火灾、爆炸、中毒和化学灼伤等事故。统计资料表明,化工企业发生的 事故中,停车检修作业或在运行中抢修作业中发生的事故占有相当大的比例。
3. 机械设备检修前的准备
(1) 机械设备的小修、计划外检修、日常检修,要指定专人负责,并办理各种手续 和票证,同时指定安全负责人。机械设备的年度大检修由分管领导负责,并成立大修项目 管理机构,制定大修方案,另外也必须指定机械设备检修安全负责人。
(2) 机械设备的大修,必须制定安全及防护措施,同时还要制定置换、清洗、中和、 吹扫、抽堵盲板、重大起吊等方案。并经有关部门进行技术安全会审并批准。.
(3) 检修前,除企业已制定的安全规定以外,还必须针对检修作业内容、范围提出 补充安全要求,明确作业程序、安全纪律,并指派专人负责现场安全监督检查工作。
(4) 检修前必须根据检修项目、内容、要求,准备好所需材料、附件、机械设备, 做好各种工器具的安全检查,按规定搭好脚手架,并指定专人仔细检査安全防护用具、测 量仪器、消防器材。
(5) 检修施工前必须明确各种配合联络程序、信号。
(6) 施工前还须对全体参加检修人员进行一次全面安全教育,对特殊工种人员,必 须进行重点安全教育。
4. 检修的实施
(1) 施工单位在检修前必须办理检修许可证、动火安全作业证、受限空间作业许可 证等各种安全作业票证。
(2) 检修前必须对机械设备进行盲板抽堵、清洗置换、卸压、切断电源等安全技术 处理,解除机械设备的危险因素。
(3) 检修中应经常清理现场,保持道路畅通,对于危险区域,应设置安全标识或防 护栅栏。
(4) 检修中要求各级人员分片包干,责任到人,经常进行巡回检查,加强现场安全 管理。
(5) 检修中必须对检修内容、作业方法等情况作详细记录,各种作业必须遵守有关 安全制度。检修现场的十大禁令:
① 不戴安全帽、不穿工作服者禁止进入现场。
② 穿凉鞋、高跟鞋者禁止进入现场。
③ 上班前饮酒者禁止进入现场。
④ 在作业中禁止打闹或其他有碍作业的行为。
⑤ 检修现场禁止吸烟。
⑥ 禁止用汽油或其他化工溶剂清洗机械设备、机具和衣物。
⑦ 禁止随意泼洒油品、化学危险品、电石废渣等。
⑧ 禁止堵塞消防通道。
⑨ 禁止挪用或损坏消防工具和机械设备。
⑩ 现场器材禁止为私活所用。
5. 机械设备检修的验收
(1) 检修完毕时,检修人员必须清理现场,将各种垃圾清除,并将各种安全设施全 部恢复原状,防止各种工、器具遗留在机械设备内,做到工完料净场地清。
(2) 竣工验收前,必须对检修情况进行全面检查,检查检修项目有无遗漏、检修质 量是否符合要求、转动机械设备盘车是否正常等。
(3) 全面检查后,必须对机械设备进行试车,包括试温、试压、试漏、试安全装置 及仪表的灵敏度等。
(4) 试车合格后,必须办理验收手续,按验收质量标准进行逐项复查验收,全部合 格后,办理竣工验收单,并正式移交生产,同时移交修理记录,并存档备查。
(四)机械设备的防腐管理
在化工生产中,绝大多数化工机械设备的失效是由腐蚀引起的。如何进行科学的防腐 管理是化工生产过程中一个极为重要的环节。防腐管理的好坏直接关系到化工机械设备能 否长期安全运行,关系到生产能否正常进行和企业的经济效益。
防腐管理是整个企业管理中的重要内容之一,在化工生产管理中起着一种全局性的作 用,绝不能忽视。化工机械设备的防腐管理工作贯穿于设备的设计、制作、储运和安装、 使用、维修等方面,必须全过程地进行控制。
1. 设计中的防腐管理
搞好化工防腐管理,在机械设备设计时就应有足够的考虑,应运用防腐的知识和经验 .来设计。防腐设计的主要内容包括选材、工艺设计、强度设计、设备与部件的结构设计和 防腐方法选择等。
1) 选材
要根据介质环境考虑材料的耐蚀性,尤其是耐点蚀、耐应力腐蚀、耐晶间腐蚀、耐缝 隙腐蚀和耐疲劳腐蚀的性能;还应注意整个系统中材料相互之间的适应性,尽量避免不同 的金属材料相互接触。对于保温材料要选配恰当,含大量氯化物的保温材料不适用于不锈 钢设备。
2) 工艺设计
介质要保持适当的、均匀的流速,要保持适当的温度和浓度等。
3) 强度设计
要考虑腐蚀性环境对于材料强度的影响,要正确考虑腐蚀裕量,特别要注意产生局部 腐蚀、疲劳腐蚀和蠕变情况下的强度设计。
4) 设备与部件的结构设计
应尽量避免形成缝隙和形成积液的死区,排污孔应放在能全部排清残液的部位即最底 端。尽量釆用对接焊缝,避免搭接。换热设备的管板与换热管最好釆用焊接加贴胀或强度 胀加密封焊,必要时在流体入口处还应增加挡板以避免流体对设备的直接冲刷。
5) 防腐方法选择
防腐材料是用金属还是用非金属,非金属是用涂料还是用衬里,是用哪一种涂料或衬 里,这些都要视具体环境进行正确选用。
2. 制作过程中的防腐管理
很多化工机械设备的腐蚀是由于制作过程中的缺陷而引起的。因此,化工机械设备在 制作过程中必须按照相关的规程或规定来进行。
1) 投料
婁按照设计要求,认真检査所用的材料,不能误用。例如:Q235 - B与Q345R虽同 为碳钢,但它们的强度及使用范围不一样,用错后可能在设备运行中引起事故;不锈钢有 各种各样的牌号,不同牌号的不锈钢的耐蚀性能差异很大,用316 L钢 (022Crl7Nil2Mo2)制造的设备,若错用了 304 L钢(022Crl9Nil0)便可造成这一部位的 严重腐蚀,从而不能体现设计者的初衷。为此,对材料必须有严格的管理,要求标记清 晰,移植规范,当材料的牌号混淆不清时有必要进行复验。
2) 冷加工
冷加工会在工件中留下很大的残余应力。有资料表明,奥氏体不锈钢设备的应力腐蚀 事故主要是冷加工残余应力造成的,因此当整个设备制作完成后,应力求进行整体或局部 热处理以消除残余应力,如旋压封头在旋压后应进行消除应力处理。同时,在制作过程中 要避免用重物乱捶乱打。《固定式压力容器安全技术监察规程)(TSG 21)也明确规定,容 器在制作过程中不允许强力组装。
3) 焊接
焊接工艺及其质量对设备寿命影响很大,这主要是它与腐蚀的关系极为密切。设备要 尽量减少焊缝,尽可能避免交叉焊缝。《固定式压力容器安全技术监察规程}(TSG 21) 4. 2.1.3对金属压力容器焊接明确规定:球形储罐球壳板不允许拼接,压力容器不宜采用 十字焊缝,压力容器制造过程中不允许强力组装。焊接对不锈钢的耐蚀性能影响更大,奥 氏体不锈钢焊接时必须选择适当的焊接工艺,焊接操作要快,焊后要快冷,避免敏化温度 下长时间停留而产生晶间贫铭现象。因而,加强对焊接工艺的管理与指导有重要的意义。 另外,焊接中的起弧、飞溅、气孔等与设备的腐蚀有很大的关系,在焊接过程中应十分 注意。
4) 热处理
热处理工艺与质量直接影响设备的使用寿命与安全运行,必须要了解不同材质的热处 理特性,给予区别对待,应根据不同材质、不同的使用条件、不同的热处理目的制定不同 的工艺规范。釆用热处理消除残余应力是防止应力腐蚀破裂的重要措施,如盛装液化石油 气、液氨等介质的容器。热处理要严格按照规范进行,应优先采用在炉内加热的办法,以 确保热处理的质量。对热处理的设备、管道焊口要严格控制热处理过程中的升温速度、降 温速度、恒温速度和恒温时间以及任意两测点间的温差等,铭钥钢管道焊口热处理后要做 100%硬度检测。当热处理效果或热处理记录曲线存在疑问时,宜通过其他检测方法进行 复查与评估。
5) 防腐衬里
防腐衬里效果的好坏取决于衬里施工质量,衬里防腐层不论是金属覆盖层还是非金属 覆盖层,都要求在施工前进行一系列表面处理。表面处理采用手工打磨或喷砂的办法,要 求达到平整,无明显凸凹、尖角、砂眼、缝隙等缺陷,转折处的圆角半径应不小于5 mm, 表面的油污也必须清除干净。在非金属衬里的设备中,衬里后不得施焊,也不得撞击敲 打,以免破坏衬里层而引起设备腐蚀,所以设备的铭牌座等所有结构件应在衬里施工前 焊好。
3.储运和安装过程中的防腐管理
设备从出厂到投产之前要经过库存、运输的过程,然后进行安装,在这些环节中必须 有相应的防腐管理,如果管理不善,将造成腐蚀。
设备的库存期间主要应防止大气腐蚀,对不锈钢设备应防止氯离子污染,对钛材要防 止铁离子污染,所以要根据具体情况采取投放干燥剂或充惰性气体保护等短期或长期的防 护措施。设备在储运和安装过程中要防止碰撞、划伤(特别是搪玻璃设备),要防止因储 运引起变形而增加应力腐蚀破裂的危险。安装时的紧固力要适中,避免用力过大留下残余 应力。为了运输或安装方便,在设备上焊接的临时吊耳和拉筋等应釆用与壳体相同或相似 的材料,并用相适应的焊接材料和焊接工艺进行焊接,割除后留下的疤痕必须打磨平滑。 这些都易在施工中被忽略而造成腐蚀。
安装完毕后要及时清洗、清理,做好金属表面防腐。设备的水压试验也必须按规程的 规定进行。
4. 使用过程中的防腐管理
在使用过程中,由于设备长期与腐蚀介质接触,生产又是在高温高压下进行的,所以 在此过程中的腐蚀更为严重,尤其要加强管理。在生产过程中,正常运行时的参数不能随 意更改。工艺条件是经过反复试验和生产实践而总结出来的,不能为了增加产量就任意改 变参数,使设备超负荷运行,一定要保证均衡生产。严格控制化工生产工艺条件是防腐管 理的一个重要方面,如果违反生产工艺操作规程,必然会造成包括腐蚀在内的种种后果。 有经验表明,腐蚀事故多数发生在新投产的项目上,所以防止试车时设备的腐蚀十分重 要。这是因为设备在试车时的操作条件不稳,物料的组成、浓度、流速和温度变化较大, 同时设备刚开始运行,可能清洗不彻底,残留泥砂和杂质,会促使设备的腐蚀比正常运行 时快,因此必须从各方面加强管理以保护设备。例如:试车前应对设备严格清洗,试车时 尽量保持工艺条件稳定,适当提高缓蚀剂的添加量等。
防腐工作是全流程开展的工作。重点做好工艺防腐和设备防腐两项工作。工艺防腐方 面,要对全流程的腐蚀介质分布进行分析,绘制分布图,对不同的部位进行注水,注缓蚀 剂、中和剂等进行调整,必须全程分析化验,对铁离子、pH、H2S, NH3、Cl-等腐蚀性 介质定量分析。在运行操作中,升温升压严格按照规程要求,防止应力腐蚀的出现。对出 现的问题及时分析处理。设备防腐方面,对全流程材质防腐蚀速率要设置设防值,对材质 的选用要进行分析,对系统进行定期测厚,对相变区域、变径区域、弯头、三通等特殊位 置定期检测,有条件的可以设置在线防腐蚀监测系统、高温测厚系统等监测系统,对长输 管线、场站埋地管线、大型储罐可以设置阴极保护系统等。
设备管理人员必须建立设备腐蚀档案,按相关规定定期进行内外部检测,加强巡检, 随时了解腐蚀情况,特别是要做好重点部位腐蚀情况观测,严格控制腐蚀环境。如有的水 中氯离子含量虽然很低,但不锈钢表面由于氯离子的吸附、浓缩,含量可以达到很高的程 度,像不锈钢换热器这样的设备很有必要进行定期清洗和及时排污,防止局部地方氯离子 浓缩而引起腐蚀。
5. 设备维修过程中的防腐管理
当生产设备停止运行以后,必须将废液、废渣排除干净,不得滞留于设备内,防止残 留的介质引起腐蚀。有的还要选择合适的方案进行处理,如锅炉系统停车后为防止其发生 腐蚀,常用氮气密封或注满加有缓蚀剂的水等。
维修时要根据不同情况制定对设备保护的措施,并应认真做好停车期间的设备检查和 腐蚀检测。主要检查在设备运转中无法检查或无明确把握的腐蚀形态、腐蚀分布及损伤 等,特别是锅炉、热交换器、管路等的结垢和堵塞情况;要检査材料强度劣化情况,看有 无回火脆性、氢脆、应力腐蚀破裂等,对重点部位要测定壁厚。同时对出现的这些情况应 找出原因,杜绝设备失效后只单纯更换新设备的不良习惯,对腐蚀事故一定不能放过,以 免再次发生。
另外,在维修过程中要避免对设备造成新的损伤,与制作过程一样要注意防止产生新 的腐蚀隐患,如不能混用材料(包括焊接材料)、不能随意更换保温材料等。
从以上各方面的防腐蚀管理工作可以看到,有的直接影响设备使用寿命,有的影响系 统,有的甚至影响整个企业的生产。由此可见,化工机械设备防腐管理具有十分重要的意 义,设备管理人员应深入开展防腐工作,分析、研究、解决化工生产中存在的各种腐蚀问 题,提高防腐效果和经济效益。
(五)机械设备的安全检测技术
化工设备在制造过程中可能产生缺陷,而它们都是各种事故的隐患,因此确保容器在 制造过程中得到可靠的质量保证,是十分重要的。化工设备检测是指对化工设备(尤其 是锅炉、压力容器、机器的主要部件等)的原材料、设计、制造、安装、运行、维护等 各个环节的检验、测量、试验和监督。目的在于依据相关法规,经过专职检验人员的判断 下结论,提前消除各环节中出现的不安全因素,更可靠地保证安全。
常见的化工设备检测技术分类如下:
一是常规检测。包括宏观检测和工量具检测等,是检查人员凭眼睛、手等感觉器官和 简单工具等对设备进行检测,判别化工设备存在的外在缺陷。
二是无损检测。无损检测是不损坏材料而通过射线、超声波、磁粉、渗透和涡流检测 等方法对设备及焊接接头内部和表面的缺陷进行检验。各种方法都有其局限性,如超声波 检测对裂纹这类平面型缺陷灵敏度比射线探伤高,而射线检测则以检验如气孔、夹渣等体 积型缺陷较有效;磁粉、渗透检测主要用于检查表面缺陷。
三是理化检测。通常指机械性能测试和金相试验,用物理和化学方法分别检测装备构 件的母材和焊接接头的力学性质、金相组织以及所含化学元素种类和含量,判别材质和焊 接接头的缺陷。
1.常规检测
1)宏观检测
宏观检测是指不采用或釆用一些最基本的工真进行的总体上的、带有直观或外观性质 的检验。宏观检测常用的工具有手锤、手电筒、放大镜、照相机等。宏观检测作为一种简 单快速的检测方法,应用十分广泛,贯穿于设备使用的整体生命周期。
(1) 通过宏观检测,可以达到如下检测目的:
① 从总体上大致了解容器的质量状况,如产品制造的外观质量、焊接接头的成型质 量与表面质量,在用设备的腐蚀状况、磨损情况、变形情况、有无泄漏等。
② 通过宏观检测确定是否需要作进一步的检验,如NDT、金相、光谱或强度校核等。
③ 通过宏观检测,可以查出部分肉眼可见的缺陷,如表面腐蚀、表面损伤、异常变 形、表面裂纹、焊缝咬边等。
④ 通过宏观检测确定某些几何尺寸测量的部位,如焊缝余高、焊缝错边量、焊缝棱 角度等。
(2) 在宏观检测过程中,注意事项如下:
① 宏观检测的主要方法是目视检査(VT)O
② 宏观检测的部位要考虑全面,不能遗忘任何细节;具体地讲,所有部位都要检查, 所有部件都要检查,能检查的项目都得检查(当然也需考虑有详有略)。
③ 要根据设备的特点确定宏观检测的重点部位和重点内容。
④ 发现问题要思考、要分析,要弄清缺陷产生的原因,缺陷的程度和范围,可能带 来的危害,以及应如何作进一步的检测等。
⑤要重视宏观检测,它是一种必要的检验手段,也是其他检测的基础,通过宏观检 测往往能发现很多缺陷。
(3) 在用压力容器外部检查中涉及的宏观检测项目:
① 检查压力容器的本体、接口部位、焊接接头等是否有裂纹、过热、变形、泄漏等。
② 检查压力容器的外表面有无腐蚀。
③ 检查保温层有无破损、脱落、潮湿、跑冷。
(4) 检查检漏孔、信号孔的漏液、漏气情况并疏通检漏管。
⑤ 检查压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声及相互摩擦。
⑥ 检查安全附件。
⑦ 检查支承或支座的损坏,基础下沉、彳顷斜、开裂,以及坚固螺栓的完好情况。
⑧ 检查排放(疏水、排污)装置等。
2)工量具检测
工量具检测则指借助一定的工量具所进行的测量。工量具检查的目的是测量压力容器 的几何尺寸,压力容器的成型或安装误差尺寸,焊缝尺寸,以及有关缺陷的尺寸等。压力 容器检验常用的工量具有钢直尺、钢卷尺、焊缝检验尺、样板、多功能检验尺、细钢丝 线、垫块、塞规、游标卡尺等。
压力容器检测中涉及的工具检测项目:
(1) 压力容器或其部件的主要几何尺寸,如长度、高度、直径、厚度等。
(2) 与压力容器成型或组装有关的尺寸,如最大最小直径差、容器直线度、封头形 状偏差等。
(3) 与焊缝有关的尺寸,如焊缝坡口角度、焊缝余高、焊缝宽、焊缝错边量、焊缝 棱角度、角焊缝焊脚高等。
(4) 某些缺陷的尺寸,如焊缝咬边的深度和长度、表面凹坑深度等。
2.无损检测
无损检测技术是目前在物理学、电子学、电子计算机技术、信息处理技术、材料科学 等学科的成果基础上发展起来的一门综合性技术,是现代工业过程设备安全管理体系中的 主要技术之一。加强和发展无损检测技术是现代工业发展的重要保证。无损检测技术是保 证过程设备安全运行的一门共性技术,已被广泛应用于现代工业的各个领域。先进发达的 工业国家特别重视无损检测技术。美国为了保持其在世界上的领先地位,早在1979年的 一次政府工作报告中就提出成立六大技术中心,其中之一就是无损检测技术中心。从这里 可以看到工业发达国家对无损检测技术的重视和无损检测技术在现代工业发展中的地位。 在现代化学工业的发展过程中,随着运行条件(设计)不断向高温、高压、高速、高应 力发展,对材料的要求越来越高,允许材料和部件内部存在的缺陷越来越小,并要求得知 缺陷的形态和性质,以便对检测对象作出全面的分析和判断。正是由于无损检测技术在过 程设备安全管理中的无可替代的作用,使得无损检测技术成为现代工业发展过程中重要的 安全措施。
一台设备在制造过程中,可能产生各种各样的缺陷,如裂纹、疏松、气泡、夹渣、未 焊透和未熔合等。在运行过程中,由于应力、疲劳、腐蚀等因素的影响,各种缺陷又会不 断产生和扩展。出现在设备外表面的缺陷可以通过宏观检测的方法找出来,出现在材料内 部的缺陷,或外表面极其微小,无法通过常规检测发现的缺陷则需要通过无损探伤技术加 以检测及评价。
无损探伤即无损检测,是指在不损伤和破坏材料结构的情况下,对材料或设备构件的 物理性质、工作状态和内部结构进行检测,并由所测的不均匀性或缺陷来判断材料是否合 格、是否正常的各种检测技术。
现代无损检测与评价技术,不但要检测出缺陷的存在,而且要对其作出定性、定量评 价。其中包括对缺陷的定量测量(形状、大小、位置、取向、内含物等),进而对有缺陷 的设备分析其缺陷的危害程度,以便在保障安全运行的条件下,作出带“伤”设备可否 继续服役的选择,避免由于设备不必要的检修和更换所造成的浪费。
随着科技的发展,各种无损探伤技术相继产生。但是在现代工业中应用最为普遍也较 为成熟的试验方法,也就是平常所称的常规无损检测方法,主要包括射线照相检测 (RT),超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ET)、衍射时 差法超声检测(TOFD)等。
1) 射线照相检测
射线照相检测是指用X射线或7射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损 检测方法,该方法是最基本的,且应用最广泛的一种非破坏性检验方法。
(1) 射线照相检测的原理。射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线 或丫射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不 同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异,便可 根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。一
(2) 射线照相检测的特点:
① 可以获得缺陷的直观图像,定性准确,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确。
② 检测结果有直接记录,可长期保存。
③ 对体积型缺陷(气孔、夹渣、夹鸨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等)检出率很高; 对面积型缺陷(未焊透、未熔合、裂纹等),如果照相角度不适当,容易漏检。
④ 适宜检验厚度较薄的工件,不适宜检验较厚的工件,因为检验厚工件需要高能量 的射线设备,而且随着厚度的增加,其检验灵敏度也会下降。
⑤ 适宜检验对接焊缝,不适宜检验角焊缝,以及板材、棒材、锻件等。
⑥ 对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸(高度)的确定比较困难。
⑦ 检测成本高、速度慢。
⑧ 具有辐射生物效应,无损检测超声波探伤仪能够杀伤生物细胞,损害生物组织, 危及生物器官的正常功能。
总的来说,射线照相检测的特性是定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成 本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。
2) 超声波检测
(1)超声波检测的定义:通过超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进 行研究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表 征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。
(2) 超声波工作的原理:主要是基于超声波在试件中的传播特性。
① 声源产生超声波,采用一定的方式使超声波进入试件。
② 超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用,使其传播方向或特 征被改变。
③ 改变后的超声波通过检测设备被接收,并可对其进行处理和分析。
④ 根据接收的超声波的特征,评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
(3) 超声波检测的优点:
① 适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测。
② 穿透能力强,可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可 检测厚度为1 ~2 mm的薄壁管材和板材,也可检测几米长的钢锻件。
③ 缺陷定位较准确。
④ 对面积型缺陷的检出率较高。
⑤ 灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷。
⑥ 检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。
(4) 超声波检测的局限性:
① 对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍需作深入研究。
② 对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难。
③ 缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响。
④ 材质、晶粒度等对检测有较大影响。
⑤ 以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观,且检测结果无直接见证 记录。
(5) 超声检测的适用范围:
① 从检测对象的材料来说,可用于金属、非金属和复合材料。
② 从检测对象的制造工艺来说,可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等。
③ 从检测对象的形状来说,可用于板材、棒材、管材等。
④ 从检测对象的尺寸来说,厚度可小至Imn1,也可大至几米。
⑤ 从缺陷部位来说,既可以是表面缺陷,又可以是内部缺陷。
3)磁粉检测
(1) 磁粉检测的原理:铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件 表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在 合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。
(2) 磁粉检测的适用性和局限性:
① 磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出 长0.1 mm、宽为微米级的裂纹),目视难以看出的缺陷。
② 磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测,还可对板材、型 材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测。
③ 可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。
④磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能 检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹 角小于20。的分层和折叠难以发现。
4) 渗透检测
(1) 液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂 后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经去除零件表 面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作用下,显像剂将吸引 缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光源下(紫外线光或白光),缺 陷处的渗透液痕迹被显示(黄绿色荧光或鲜艳红色),从而探测出缺陷的形貌及分布 状态。
(2) 渗透检测的优点:
① 可检测各种材料,金属、非金属材料,磁性、非磁性材料,以及焊接、锻造、轧 制等加工方式。
② 具有较高的灵敏度(可发现0. 1 μm宽缺陷)。
③ 显示直观、操作方便、检测费用低。
(3) 渗透检测的缺点及局限性:
① 只能检出表面开口的缺陷。
② 不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件。
③ 只能检出缺陷的表面分布,难以确定缺陷的实际深度,因而很难对缺陷作出定量 评价。检出结果受操作者的影响也较大。
5) 涡流检测
涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法,它适用于导电材料。 如果把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在,即产生涡流。由于导体 自身各种因素(如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等)的变化,会导致感应电流的 变化,利用这种现象而判知导体性质、状态的检测方法称为涡流检测方法。
涡流检测是工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电,在一定条件下通过 的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件,工件内会感应出涡流,受涡流影响,线圈电 流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同,所以线圈电流变化的大小能 反映有无缺陷。
涡流检测方法的操作速度很快,按照检验员的经验反馈,一条12 m的长管,在顺利 的情况下只需要几十秒就完成检验。
6) 衍射时差法超声检测
衍射时差法超声检测又称超声波衍射时差法,是利用缺陷端点的衍射波信号探测和测 定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。
衍射时差法超声检测是国内外无损检测行业公认的新的检测技术,其主要优势是检测 图像比较直观、检测能力强、精度高。在国外工程上应用广泛,而且有逐渐取代X射线 检测方式的趋势。
(1)衍射时差法超声检测技术的特点:
① TOFD技术的定量精度高。TOFD技术对缺陷的定量精度远高于常规手工超声波检 测。如对线性缺陷或面积型缺陷,ToFD定量误差小于1mm。对裂纹和未熔合缺陷高度测 量误差通常只有零点几毫米。
② TOFD技术的可靠性好。衍射波进行检测过程中,衍射信号不受声束及方位的影 响,缺陷都能有效的发现,检出率较高。国外研究机构的缺陷检出率的试验评价:手工 UT, 50% ~70% ; TOFD, 70% -90% ;机械扫查 UT+ TOFD, 80% ~95% O
③ TOFD简单快捷,适应环境能力强。最常用的非平行扫查只需一人即可以操作,探 头只需沿焊缝两侧移动即可,检测效率高,操作成本低。在许多不宜使用射线的场合,可 以利用TOFD替代射线探伤进行作业。
④ TOFD系统采用数字化处理数据,数据存储量大,识别精度较高。配有自动或半自 动扫查装置,能够确定缺陷与探头的相对位置,信号通过处理可以转换为精细的TOFD图 像,更有利于缺陷的识别和分析。
(2) TOFD技术与常规脉冲回波超声检测技术相比,主要不同点:
① 缺陷衍射信号与角度无关,检测可靠性和精度不受角度影响。
② 根据衍射信号传播时差确定衍射点位置,缺陷定量定位不依靠信号振幅。
(3) TOFD技术与常规X射线检测技术相比,主要不同点:
① TOFD能够判断厚度方向的长度缺陷。TOFD能对缺陷的深度和自身高度进行精确 测量,而射线只能得到缺陷的俯视图信息,不能定量。
② TOFD技术可探测的厚度大,对厚板探伤的效果远大于射线对厚板的穿透能力。
③ TOFD技术检测缺陷的能力非常强,检出率约90% ,而相比之下,射线检测的检 出率约75% O
④ TOFD技术所釆集的是数据信息,能够进行多方位分析,甚至可以对缺陷进行立体 复原。
⑤ TOFD技术是利用超声波进行探伤,对检测时的工作环境没有特殊的要求,检测操 作简单,扫查速度快,检测效率高。射线检测因其放射的危害性受到国家政策的严格控 制,现场只能单工种工作,过程烦琐,耗时长,降低了检测工作效率。
⑥ TOFD成本低,重复成本少;射线检测需建造暗室、冲洗拍片,投入较高。
由于新建、改建、扩建工程项目施工和装置检修、抢修等,化工企业每年都有大量的 动火、进入受限空间、临时用电等安全风险较高的特殊作业,这些特殊作业集中了建筑、 石油化工两个行业生产过程所具有的风险,是化工企业安全管理工作的重点和难点,也是 近年来化工企业事故多发的环节。近些年来,国家有关部门相继颁布了一些国家标准和安 全规范,明确了动火作业、受限空间作业、高处作业、动土作业、临时用电作业、吊装作 业、盲板抽堵作业、断路作业、检维修作业等化工企业中常见的特殊作业安全技术要求、 管理要求,为化工企业制定、完善作业许可管理提供了安全标准与规范的依据,化工企业 逐渐形成了一套比较完善的管理方法,通过作业许可制度、危害识别、层层审批把关、作 业过程监护等方法,实现了特殊作业安全风险的可控。
本节主要参考了《危险化学品企业特殊作业安全规范MGB 30871,该标准不包含检 修作业、射线探伤作业)、《化学品生产单位设备检修作业安全规范XAQ 3026)和《生 产区域设备检修作业安全规范>(HG 30017)的要求,充分考虑了化工企业特殊作业的实 际需要,梳理了动火作业、受限空间作业、高处作业、动土作业、临时用电作业、吊装作 业、盲板抽堵作业、断路作业、设备检修作业、射线探伤作业等10个作业类别的安全风 险要点,从安全技术角度阐述特殊作业前、作业过程中和作业结束后的安全风险分析要 点,希望能够帮助安全管理人员了解、熟悉、掌握化工企业特殊作业存在的主要安全风险 及其风险管控措施,更好地指导化工生产一线安全技术实践。
一、动火作业安全技术
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),动火作业是指直接或间接产 生明火的工艺设施以外的禁火区内可能产生火焰、火花和炽热表面的非常规作业,如使用 电焊、气焊(割)、喷灯、电钻、砂轮、喷砂机等进行的作业。
(—)化工企业动火作业类型
化工企业主要的动火作业类型有:
(1) 气焊、电焊、铅焊、锡焊、塑料焊等各种焊接作业及气割、等离子切割机、砂 轮机、磨光机等各种金属切割作业。
(2) 使用喷灯、液化气炉、火炉、电炉等明火作业。
(3) 烧(烤、煨)管线、熬沥青、炒砂子、铁锤击(产生火花)物件、喷砂和产生 火花的其他作业。
(4) 生产装置和罐区连接临时电源并使用非防爆电气设备和电动工具。
(5) 使用雷管、炸药等进行爆破作业。
(二)动火作业危险性分析安全技术要点
1.作业前的危险性分析安全技术要点
动火作业的危害及常见的不安全行为、不安全状态是引发火灾、爆炸事故的原因,对 作业人员来说,可能发生灼烫、触电等人身伤害,由于动火作业过程也可能涉及高处作 业、受限空间作业等,所以在动火过程中也有可能发生高处坠落、中毒窒息、触电、作业 环境破坏等事故。
1)发生火灾、爆炸、中毒事故的原因
(1) 设备、管线不置换或虽经置换但未达到安全要求。
(2) 设备、管线和运行系统没有可靠隔离,系统中的可燃物或有毒物质泄漏而引起 火灾、爆炸或中毒事故。
(3) 设备釆取了可靠的措施,但附近的设备未釆取防范措施或动火点周围的可燃物 未清除,动火中火花飞溅造成燃烧、爆炸事故。
(4) 动火过程中,动火环境中释放出可燃气体,如地面下水井、地漏、切水井等没 有进行封堵或者封堵不严实造成油气外逸,也可导致火灾、爆炸事故的发生。
(5) 在气焊气割作业过程中,如果乙焕气瓶泄漏或者对其防护不当造成火花引燃气 瓶胶管,也会导致火灾、爆炸事故的发生。
(6)在受限空间内动火过程中,动火可能会产生有毒气体、动火环境可能会释放出 有毒气体,可导致中毒事故。 .
2)其他不安全行为、不安全状态
(1) 作业许可证存在问题:
① 作业许可证填写不认真,有些内容无法辨识。
② 作业许可证代签字。
③ 作业许可证级别与实际不符合,随意升级或者降级,在不符合固定用火区等条件 的地方随意建立固定用火区,属于一级动火的签发二级作业许可证等。
④ 动火作业的时间、动火部位及内容与实际不符。
⑤ 不检查动火人的特殊工种证件,作业许可证中填写的作业人员与实际施工人员 不符。
(2) 施工作业负责人、施工作业所在单位的负责人、签发动火作业许可证的人等相 关人员不到现场确认。
(3) 危害因素识别流于形式。
(4) 对动火部位不进行可燃、有毒气体采样分析。
(5) 动火安全措施未落实就在作业许可证上签字,或者实际措施与作业许可证填写 的不符,如加盲板的数量不符。
(6) 动火作业安全措施不落实或落实不到位,如未对下水井进行有效封堵,未达到 动火条件强行动火。
(7) 施工机具存在的各种不安全状态,如乙焼气瓶距离动火点太近,乙快气瓶卧放, 气瓶缺少防震圈,使用工艺管线、设备或金属框架作为电焊机的回路线,电焊机电源线裸 露等。
(8) 与动火作业相连接的所有管线未进行有效隔离,用开关阀门代替盲板。
2,作业过程中的危险性分析安全技术要点
动火作业过程中常见不安全行为、不安全状态主要表现在:
(1) 作业地点周边存在影响动火作业安全的其他作业,如刷漆作业,现场不配备灭 火设施等。
(2) 动火作业过程,监护人随意离开现场,离开现场不通知作业人员停止作业;监 护人在监护现场做与监护工作无关的事情,如玩手机、看报纸等,对现场的不安全行为和 不安全状态视而不见,起不到监护作用。
(3) 高处动火作业不釆取防火花飞溅的措施,高处动火没有搭设安全、牢固的作业 平台,不系安全带或安全带系挂不规范。
(4) 动火作业结束后,对作业现场不进行检查验收等。
(三)动火作业安全防护措施
由于化工企业厂区内动火作业过程中存在的危害因素处于不断变化中,且动火作业是 一项复杂、危险的作业活动,所以要求在正常运行生产区域内,凡可动可不动的动火一律 不动火,凡能拆下来的设备、管线都应拆下来移到安全地方动火,严格控制动火作业。
1.作业前的安全防护措施
1) 工艺处置及采样分析
凡在盛有或盛装过助燃或易燃易爆危险化学品的设备、管道等生产、储存设施及 《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871)规定的火灾爆炸危险场所中生产设备上 的动火作业,应将上述设备设施与生产系统彻底断开或隔离,进行设备、管道内部气体分 析,不应以水封或仅关闭阀门代替盲板作为隔断措施。经彻底吹扫、清洗、置换后,打开 人孔,通风换气;打开人孔时,应自上而下依次打开,并经分析合格后方可动火。动火点 周围或其下方如有可燃物、电缆桥架、孔洞、窖井、地沟、水封设施、污水井等,应检查 分析并釆取清理或封盖等措施;对于动火点周围15 m范围内有可能泄漏易燃、可燃物料 的设备设施,应釆取隔离措施;于受热分解可产生易燃易爆、有毒有害物质的场所,应 进行风险分析并采取清理或封盖等防护措施。在盛装或输送过蒸汽、水、风等介质的塔、 罐、容器等设备和管线上动火的,要尽量断开法兰或加装盲板,并进行设备、管线内部气 体分析和环境气体化验分析,分析数据填入动火作业许可证中,分析单附在动火作业许可 证的存根上,以备存查和落实防火措施。
在作业过程中可能释放出易燃易爆、有毒有害物质的设备上或设备内部动火时,动火 前应进行风险分析,并釆取有效的防范措施,必要时应连续检测气体浓度,发现气体浓度 超限报警时,应立即停止作业;在较长的物料管线上动火,动火前应在彻底隔绝区域内分 段采样分析。在管道、储罐、塔器等设备外壁上动火,应在动火点IOm范围内进行动火 气体分析,同时还应检测设备内气体含量。气体分析取样时间与动火作业开始时间间隔不 应超过30 min;特级、一级动火作业中断时间超过30 min,二级动火作业中断时间超过 60 min,应重新进行气体分析;每日动火前均应进行气体分析;特级动火作业期间应连续 进行监测。
当被测气体或蒸气的爆炸下限大于或等于4%时,其被测浓度应不大于0∙5% (体积 分数);当被测气体或蒸气的爆炸下限小于4%时,其被测浓度应不大于0.2% (体积分 数)。动火部位存在有毒有害介质的,应对其浓度作检测分析,若其含量超过《工作场所 有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素XGBZ 2.1)规定的接触限值时,应采 取相应的安全措施,并在“动火作业许可证”上注明。停工大修装置在彻底撤料、吹扫、 置换、化验分析合格后,工艺系统要采取有效隔离措施,设备、容器、管道首次动火,须 釆样分析合格。
设备、容器与工艺系统已彻底隔离,内部无夹套、填料、衬里、密封圈等,不会再释 放有毒有害和可燃气体的,首次取样分析合格后,分析数据长期有效;当设备、容器内存 有夹套、填料、衬里、密封圈等,有可能释放有毒有害、可燃气体的,采样分析合格后超 过规定时间动火的,须重新检测分析合格后方可动火。
分析釆样时,釆样点的选择要有代表性,在较大的设备内动火,必须选择有代表性的 上、中、下(左、中、右)三个点进行检测,釆样时要将采样管伸向设备内部。设备内 的气体比空气重时,应在底部釆样;设备内的气体比空气轻时,应在上部采样。
2) 动火环境的检查确认
作业前,要检查确认动火环境是否安全,对动火点周围下水系统存油进行冲洗,下水 系统内无存油后要对下水系统进行有效封堵,下水井及地漏系统用不少于两层的石棉布覆 盖,并用不少于5 cm厚的细土封堵,或用水泥抹死,无存油的地沟要灌满水。动火前应 清除现场一切可燃物,并准备好消防器材。
3) 作业许可证的办理
动火作业实行分级管理。根据《危险化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871),动 火作业分为特级动火作业、一级动火作业和二级动火作业,一般按照动火作业的部位、时 间、危险程度等分为特级、一级、二级以及固定动火区作业。
由于动火作业的危险性大,且动火作业的部位千差万别,有的在设备内,有的在设备 外,有的在高空,有的在井下,加之设备管道内的介质也各不相同,动火作业的环境也大 有不同。因此,在办理“动火作业许可证”时,必须针对作业的内容结合作业位置、作 业环境等进行危害识别,制定相应的作业程序及安全措施,并将安全措施填入“动火作 业许可证”内。“动火作业许可证”是动火作业的凭证和依据,不得随意涂改、代签,并 应妥善保管。
对于动火作业,各企业有不同的要求和管理方法,需要提醒的是,在盛装或输送可燃 气体、可燃液体、有毒有害介质或其他重要的运行设备、容器、管线上进行焊接作业时, 设备管理部门必须对施工方案进行确认,对设备、容器、管线进行测厚,并在动火作业许 可证上签字。施工动火作业涉及其他管辖区域时,由所在管辖区域单位领导审查会签,并 由双方单位共同落实安全措施,各派一名动火监护人,按动火级别进行审批后,方可动 火。动火点距生产装置、罐区边界15 m以内(一般生产装置边界是装置围栏或相当于围 栏的位置,罐区边界是防火堤),对该装置或罐区安全生产可能造成威胁时,“动火作业 许可证”必须由该单位领导或值班人员会签,必要时加派动火监护人。一张“动火作业 许可证”只限一处动火,实行一处(一个动火地点)、一证(“动火作业许可证”)、一人 (动火监护人)。
4) 现场检查安全措施交底
动火作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人 员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对需动火作业的设备设施进行 现场检查,对动火作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施 工作业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应 栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范)(GB 30871)明确要求,即作业前,应对参加作业的人员 进行安全措施交底,主要内容有:
(1)作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及釆取的具体安全措施与应 急措施。
(2) 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安 全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3) 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.作业过程中的安全防护措施
动火作业实行“三不动火”,即没有经批准的“动火作业许可证”不动火、动火监护 人不在现场不动火、安全管控措施不落实不动火。作业过程中的管理是动火作业管理的重 中之重,在此过程中,动火监护人和作业人员的良好安全行为对作业安全起着至关重要的 作用。
1) 对作业监护人的要求
动火监护人应了解动火区域或岗位的生产过程,熟悉工艺操作和设备状况,有处理应 对突发事故的能力,有较强的责任心,出现问题能正确处理;动火监护人应参加由企业安 全监督管理部门组织的动火监护人培训班,考核合格后由各单位安全监督管理部门发放动 火监护人资格证书,做到持证上岗。
动火监护人在接到“动火作业许可证”后,应在安全技术人员和单位负责人的指导 下,逐项检查落实防火措施,检查动火现场的情况。动火监护人在监护过程中应佩戴明显 标志,如挂牌或者穿反光马甲等,动火过程中,不得离开现场,要随时注意环境的变化, 发现异常情况,立即停止动火,当作业内容发生变更时,应立即停止作业,“动火作业许 可证”同时废止。确需离开时,由监护人收回“动火作业许可证”,暂停动火,当发现动 火部位与“动火作业许可证”不相符合,或者动火安全措施不落实时,动火人出现不安 全的行为或作业现场出现不安全状况时,动火监护人要及时制止动火作业并采取相应措 施,若动火人不执行或不听劝阻,动火监护人收回“动火作业许可证”,并向上级报告。
由于动火作业现场条件随时变化,为了确保现场作业条件符合安全要求,也为了约束 动火监护人能够尽职尽责,可以采用作业过程监护检查表的形式,检查表列出动火监护人 在动火前、动火过程中需要检查的内容,对照检査表定时检查并在相应的项目内做好标 记,发现不符合可以立即予以整改或者制止作业活动。
2) 对作业人员的要求
作业人员必须接受安全教育并考试合格,具备一定的安全技能。特种作业人员应有相 应的操作资格证书,施工单位作业负责人、安全管理人员需经政府主管部门考核并取得安 全资质证书。施工人员应能解读装置现场各类安全警示标志的含义,具备在作业现场发生 危险情况时的逃生技能。同时,掌握基本的消防知识,能熟练使用常用消防器材。在作业 过程中,严格执行规章制度和操作规程,对监护人或者主管部门、消防队人员提出的要求 应立即执行,但有权拒绝违章指挥的指令。作业人员还要按规定穿戴好防护服装、用品, 确保作业过程中的自身安全。电焊作业人员要戴专用的防护手套、防护口罩和护目镜等, 如在高处作业时还应系挂安全带。
3) 动火作业过程中的管理要求
动火作业过程中,实行“三不动火”。安全监督部门、消防队、施工所在单位的领导 或安全管理人员要不定时去现场监督检查监护人的履职情况,掌握施工现场的动态,在发 现违反制度的动火作业或危险动火作业时,要及时收回“动火作业许可证”,停止动火。
(1) 动火期间,距动火点30 m内严禁排放各类可燃气体,15 m内严禁排放各类可燃 液体。在动火点IOm范围内、动火点上方及下方不应同时进行可燃溶剂清洗或喷漆作业。 在动火点W m范围内不应进行可燃性粉尘清扫作业。
(2) 涉及可燃性粉尘环境的动火作业应满足《粉尘防爆安全规程》(GB 15577) 要求。
(3) 装置停工吹扫期间,严禁一切明火作业。动火作业期间,施工人员、监护人要 分别随身携带自己应持有的许可证,以便于监督检查。
(4) 在厂内铁路沿线25 m以内动火作业时,如遇装有危险化学品的火车通过或停留 时,应立即停止作业。
(5) 遇五级风以上(含五级风)天气,禁止露天动火作业;因生产确需动火,动火 作业应升级管理。
(6) 特级动火作业应釆集全过程作业影像,且作业现场使用的摄录设备应为防爆型。
(7) 特级、一级动火安全作业票有效期不应超过8 h;二级动火安全作业票有效期不 应超过72 h。
在受限空间内动火,除遵守上述安全措施外,还要执行受限空间特有的一些安全要 求,在受限空间内进行动火作业、临时用电作业时,不允许同时进行刷漆、喷漆作业或使 用可燃溶剂清洗等其他可能散发易燃气体、易燃液体的作业。
3. 作业结束后的安全防护措施
动火作业结束后,动火人收好工具,与监护人以及参与动火作业的人员一起检查和清 理现场,施工余料运走,用电设备拉闸、上锁,卸下氧气瓶、乙焕瓶上的阀门、胶管等, 气瓶存放到气瓶库中;检查确认现场无残留火种后方可离开现场。监护人确认现场满足安 全条件后,在“动火作业许可证”的“完工验收”栏中签字。如果第二天继续施工,施 工余料或机具可暂放在现场,但要摆放整齐,不得占用消防道,不得放在巡检通道、过桥 台阶上等影响正常操作或者应急救援的位置。
4. 焊接和切割作业安全
焊接和切割作业是动火作业中最为常见的动火形式,是一种明火高温作业,气焊、气 割的火焰温度达3300 cC,电焊更高达4200 tC ,火星和熔渣能飞溅到5 m以外。气焊、气 割用的乙烷是易燃易爆物质,爆炸极限又特别宽,只要空气中有2. 5%的乙焕遇到明火就 会产生爆炸。气焊、气割用的氧气瓶、乙烷瓶均属压力容器,盛装的又是易燃易爆物质, 危险性就更大。电焊、气焊的作业场所不固定,很多时候安全条件较差,鉴于焊接、切割 作业的危险性,在此专门作些介绍。
1)电焊作业安全
手工电弧焊是利用电弧放电时产生的热量熔化接头而实现焊接的。手工电弧焊操作者 接触电的机会比较多,更换焊条时,手要与电极接触,电气装置出故障,防护用品有缺陷 及违反操作规程等,都有可能发生触电事故,尤其是在容器内(或大直径管道)工作时, 因四周都是金属导体,触电的危险性更大。焊条是由钢丝和药皮两部分组成的,钢丝 (焊芯)是用来传导焊接电流并产生电弧,使其本身熔化,形成焊缝中的主要填充金属, 药皮是焊条的重要组成部分,它由一定数量和不同用途的矿石、铁合金、化工原料(有 的焊条还有有机物)混合而成。焊条及焊件在焊接电弧高温作用下,发生物质蒸发、凝 结和气化并产生大量烟尘,同时还会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体,在通风条件差的作 业环境下长期工作,易使人中毒。弧光中的紫外线和红外线,会引起眼睛和皮肤疾病。针 对上述危险,电焊作业要注意以下安全事项:
(1) 作业前先检查设备和工具,重点是设备的接地或接零、线路的连接和绝缘性 能等。
(2) 焊工施焊应穿绝缘胶鞋,戴绝缘手套;在金属容器设备内、地沟里或潮湿环境 作业,应采用绝缘衬垫以保证焊工与焊件绝缘;焊工的手和身体的其他部位不应随便接触 二次回路的导体(如焊钳口、焊条、工作台等),使用照明行灯的电压不应超过12 V,严 禁露天冒雨从事电焊作业。
(3) 焊接和切割操作中,应注意防止由于热传导作用引起的火灾、爆炸,防止电火 花和火星点燃可燃易爆物质,工作结束后要仔细检查,确认安全后,方可离开现场。
(4) 气体保护焊接都使用压缩气瓶,必须釆取防止气瓶爆炸的措施。
(5) 电焊设备的安装、接线、修理和检查,须由专业电工进行,焊工不得擅自拆修 设备,在办理临时用电手续后,由电工接通电源,焊工不得自行处理;在闭合或拉开电源 闸刀时,应戴干燥的绝缘手套,防止触电和保险丝熔断时产生弧光烧伤皮肤。
(6) 电焊工不要携带电焊把钳进出设备,带电的把钳应由外面的配合人员递进递出, 工作间断时,把钳应放在干燥的木板上或绝缘良好处。
(7) 电焊与气焊在同一地点作业时,电焊设备与气焊设备以及把线和气焊胶管,都 应该分离开,相互间最好有W m以上的距离。
(8) 在高处进行焊接作业时要采取防止火花飞溅的措施,防止落下的火花引发火灾、 爆炸事故。
(9) 移动电焊机时,要先切断电源;焊接中突然停电时,要切断电源。
(10) 电焊机应放置在防雨、干燥和通风良好的地方。
(11) 电焊机电源侧应设置漏电保护器,漏电保护器参数应符合规范要求,电焊机的 金属外壳和正常不带电金属部分应与保护零线作电气连接。额定空载电压高于交流68 V (峰值)和48 V (有效值)或直流113 V (峰值)的电焊机必须安装二次侧防触电装置, 如二次侧空载降压保护装置等。
(12) 为电焊机配置的开关箱应靠近电焊机布置,便于紧急情况下快速切断电源。交 流弧焊机变压器的一次侧电源线长度不应大于5m,线数及相数与焊机要求相符。二次侧 电源线应釆用防水橡皮护套铜芯软电缆,与焊机连接处应有防护装置,电缆长度不应大于 30 m,不得有裸露部分,不得使用工艺管线、设备或金属框架作为电焊机二次侧的回 路线。
(13) 使用电焊机作业时,电焊机与动火点的间距不应超过IOm,不能满足要求时应 将电焊机作为动火点进行管理。
2)气焊与气割作业
气焊是将化学能转变为热能的一种熔化焊接方法,它是利用可燃气体与氧气混合燃烧 的火焰加热金属的,气焊所用的可燃气体主要是乙決气或液化石油气等。气焊应用的设备 主要有氧气瓶、乙焕瓶、液化气罐等,应用的器具包括焊炬、减压器及胶管等。气焊主要 应用于薄钢板、有色金属、铸铁件、刀具、硬质合金等材料,以及磨损、报废零部件的 焊接。
气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的预热火焰,将金属加热到燃烧点,并在氧气射 流中剧烈燃烧而将金属分开的加工方法。切割所用的可燃气体主要是乙块和丙烷。气割的 实质是金属在高纯度氧中的燃烧,并用氧气吹力将熔渣吹除的过程,而不是金属的熔化 过程。
气焊与气割所用的乙族、液化石油气、氧气等都是易燃易爆气体,氧气瓶、乙焕发生 器、乙块瓶和液化石油气瓶等都属于压力容器,气焊与气割操作中需与危险物品接触,同 时又使用明火,易造成火灾和爆炸事故。气焊气割作业要注意以下事项:
(1) 作业前要清除工作场地周围的可燃物和易爆物,防止熔珠、火星和熔渣等飞溅 引起火灾和爆炸事故,作业时要防止火星、铁熔珠和熔渣等四处飞溅造成灼烫事故。
(2) 在进行气焊与气割作业前应对气瓶系统进行气密性检查,系统有泄漏时不得 使用。
(3) 乙焕瓶使用时必须垂直放置,应有防倒措施,不得卧放使用,使用时应安装阻 火器,乙焕气瓶上的易熔塞朝向无人处。
(4) 乙族减压器与瓶连接必须牢固可靠,严禁在漏气情况下使用;如发现瓶阀、减 压器、易熔塞着火时,用干粉灭火器或二氧化碳灭火器扑救,禁用四氯化碳灭火器扑救。
(5) 不得使用绳拉等危险方式往高处运送气瓶,也不得釆用从楼梯或斜道自由滚落 的方式往下运送气瓶。
(6) 乙焕瓶用完之前要保留瓶内最低余压,减少瓶内丙酮损失。
(7) 氧气瓶阀口处不得沾染油脂。
(8) 氧气瓶、乙焕瓶存放于通风良好的专用棚内,不得靠近火源或在烈日下暴晒; 冬季如发现瓶阀冻结,严禁用明火烘烤,宜用40龙以下的温水解冻,存放地点悬挂警示 标识。氧气瓶不得与乙烷瓶或易燃气瓶混放。氧气瓶、乙块瓶应避免同车运输,装卸气瓶 时严禁摔、抛、滚动和碰撞,无防护帽、防震圈的气瓶不得搬运或装车。
(9) 使用气焊、气割动火作业时,乙焕瓶应直立放置,不应卧放使用;氧气瓶与乙 焕瓶的间距不应小于5m,二者与动火点间距间不应小于IOm)并应釆取防晒和防倾倒措 施;乙族瓶应安装防回火装置。
(10) 气瓶压力表与气阀必须完好,与气瓶连接的胶管必须使用箍件绑扎牢固,破损 和严重老化的胶管不得使用,不得使用超期使用及没有制造和检验钢印的气瓶。
二、受限空间作业安全技术
受限空间作业涉及的行业多,作业环境复杂,危险有害因素多,是风险非常高的作业 活动。化工企业每年都有着大量的因有章不循、盲目施救或救援方法不当,从而造成伤亡 扩大的事故发生,这些死伤事故不仅仅发生在复杂的作业场地,也常常发生在一些看似很 平常、很简单的受限空间作业中,死伤的人员中,既有在受限空间的作业人员,又有那些 未经培训的、没有应急救援设备的盲目施救的“应急救援人员”。因此,做好受限空间作 业安全管理非常重要。
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871),受限空间是指进出受限,通 风不良,可能存在易燃易爆、有毒有害物质或缺氧,对进入人员的身体健康和生命安全构 成威胁的封闭、半封闭设施及场所,如反应器、塔、釜、槽、罐、炉膛、锅筒、管道以及 地下室、會井、坑(池)、管沟或其他封闭、半封闭场所。
(-)受限空间作业类型
化工企业的受限空间一般是指进入所辖区域的炉、塔、釜、罐、仓、槽车、管道、烟 道、下水道、沟、井、池、涵洞、裙座等地点进行检修、清理等作业。
有些区域或地点不符合受限空间的定义,但是可能面临类似于受限空间作业时发生的 潜在危害,此时建议按照受限空间作业管理,例如:
(1) 把头伸入30 Cm以上直径的管道、洞口、氮气吹扫过的罐内。
(2) 高于1.2 In的垂直墙壁围堤,且围堤内外没有到顶部的台阶,在围堤区域内, 作业者身体暴露于物理或化学危害之中。
(3) 动土或开渠深度大于1. 2m,或作业时人员的头部在地面以下的。
(4) 化工装置多层管廊、有毒介质机泵房等。
(二)受限空间作业危险性分析安全技术要点
1.作业前的危险性分析安全技术要点
受限空间作业危险性分析及常见不安全行为、不安全状态如下所述。
(1) 火灾、爆炸事故风险:
① 受限空间可能盛装过或积存有毒有害、易燃易爆物质,如果工艺处理不彻底,或 对需进入的设备未采取有效的隔离措施,就会使可燃气体、有毒有害气体残留或突然 窜入。
② 受限空间一般平时处于密闭状态或低洼处,通风不良,不利于有害气体的排出, 施工人员将施工用的氧气瓶、乙块瓶带进受限空间内,乙焕瓶可能发生泄漏。
③ 受限空间内动火作业时,同时进行刷漆作>[k,其中的可燃溶剂挥发,也可造成火 灾、爆炸事故。
(2) 中毒和窒息事故风险:
① 如果受限空间内储存的介质为有毒有害介质,作业前没有按规定蒸煮、隔离、通 风并化验分析合格,人员一旦进入往往会造成中毒、窒息事故的发生。
② 对与受限空间相连的氮气等窒息性气体管线没有彻底隔离,依靠关闭阀门代替盲 板隔离,或阀门关闭不严致使气体窜入受限空间内。
③ 受限空间内作业期间,未经允许,擅自关闭出入口。
(3) 有些设备设施内可能还有各种传动装置和电气系统,如搅拌装置等,如果检修 前没有彻底切断电源,可能造成人员物体打击、触电等事故。
(4) 受限空间作业危险性很大,而受限空间一般较狭小,对于作业人员的逃生及获 救都有不利影响,一定要制定应急救援预案,防止事故的发生。
2.作业过程中的危险性分析安全技术要点
受限空间作业常见不安全行为、不安全状态主要包括:
(1) 对受限空间作业的概念理解有偏差或误区,对原本属于进入受限空间的作业不 办理作业许可证,如对一些半封闭的作业场所,甚至有人认为不存在有毒有害气体逸出就 不需办理“受限空间作业许可证”,正因为理解方面有问题,导致很多受限空间作业没有 办理“受限空间作业许可证”。有的则是作业许可证有代签、漏项、缺项现象。
(2) 不重视危害识别,识别不准确,对作业过程的危害认识不清,填写时存在应付 现象。
(3) 不重视作业方案的编制,不制定作业方案或方案简单,操作性不强,细节规定 不明确,实施过程中操作弹性大,不仅施工质量难以保障,还容易在作业过程中发生事 故。例如,有时在受限空间内的高处作业识别不到位,防坠落措施不落实导致发生高处坠 落事故。
(4) 对作业部位、作业活动填写不具体、不准确。
(5) 不重视气体化验分析,没有拿到化验分析结果即开具作业许可证,甚至开始作 业;作业过程中忽视对环境可燃/有毒气体检测,没有意识到现场作业是一个动态的过程, 任何事情随时有可能发生。
(6) 对作业环境处理不到位,如用关闭阀门代替加盲板等,不严格落实安全措施, 甚至有的申请人、审批人、作业负责人等不到现场检查确认。
(7) 对外来作业人员的管理不到位,不进行车间级安全教育,或者只进行口头的安 全教育和技术交底。
(8) 监护人不佩戴明显标志,作业人员不能快速识别,监护人对现场的违章和脏乱 差现象视而不见,不能及时制止。
(9) 指派监护人时,往往选择一些技术水平低、责任心差、体弱多病者,甚至指派 新入厂员工负责监护任务。监护人的知识、技能、身体状况等不能胜任监护工作,对装 置、工艺设备、物料的状况不熟悉,对物料的性质、特点不掌握,对施工任务、安全方案 不清楚,没有经过培训就上岗,当发生突发事件时就不知道如何履行监护人职责,往往不 知所措,贻误救护时机,甚至使事态扩大。
(10) 监护人没有责任心,敬业精神不强,对监护人的职责不清楚,执行监护任务时 溜号、打瞌睡、看报纸、聊天等做与监护工作无关的事情,对现场出现的不安全行为和不 安全的状态,不能准确识别,如对作业人员擅自变更作业地点等,不能及时制止,监护人 有事离开现场不与作业人员通报,作业人员在监护人离开现场的情况下,继续作业。
(11) 不重视应急管理,表现在制定的应急预案走形式,应急器材不落实,发生事故 时不能及时施救,或盲目施救造成事故扩大。
(三)受限空间作业安全防护措施
针对受限空间作业存在的危害分析,应从工艺处置、作业人员个体防护、作业机具、 作业环境和关联特殊作业等多方面入手。根据《国家安全监管总局办公厅关于吸取事故 教训加强工贸企业有限空间作业安全监管的通知》(安监总厅管四〔2015〕56号)、《工贸 企业有限空间作业安全管理与监督暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令第59号)、 《危险化学品企业特殊作业安全规范)(GB 30871)等要求,以及实际工作中发现的问题, 提出以下安全措施。
1.作业前的安全防护措施
1) 危害识别
在受限空间作业前,必须对作业过程中可能存在的危害进行识别并评估危害可能带来 的风险大小。在此基础上,编制作业方案,方案中要有作业程序和安全防护措施等内容, 作业方案要由相关单位会签。在进入受限空间前,受限空间作业地点所属单位负责人与施 工单位作业负责人应对作业监护人和作业人员进行必要的安全教育,内容应包括所从事作 业的安全知识、紧急情况下的处理和救护方法等。
2) 应急预案制定
应急预案的内容要包括作业人员紧急状况时的逃生路线和救护方法,监护人与作业人 员约定联络信号,现场应配备的救生设施和灭火器材等。现场人员应熟知应急预案内容, 在受限空间外的现场配备一定数量符合规定的应急救护器具(包括空气呼吸器、供风式 防护面具、救生绳等)和灭火器材。出入口内外不得有障碍物,保证其畅通无阻,便于 人员出入和抢救疏散。
3) 工艺处置
(1) 清洗与置换。根据受限空间盛装(过)的介质特性,对受限空间进行清洗或置 换。对盛装过能产生自聚物的设备容器,作业前应进行工艺处理,如采取蒸煮、置换等方 法,并作聚合物加热等试验。
(2) 隔离。作业前,应对受限空间进行安全隔离,要求如下:
① 与受限空间连通的可能危及安全作业的管道应采用加盲板或拆除一段管道的方式 进行隔离;不应采用水封或关闭阀门代替盲板作为隔断措施。
② 与受限空间连通的可能危及安全作业的孔、洞应进行严密封堵。
③ 对作业设备上的电器电源,应釆取可靠的断电措施,电源开关处应上锁并加挂警 示牌。
(3) 通风。作业前,应保持受限空间内空气流通良好,可釆取如下措施:
① 打开人孔、手孔、料孔、风门、烟门等与大气相通的设施进行自然通风。
② 必要时,可采用强制通风或管道送风,管道送风前应对管道内介质和风源进行分 析确认。
③ 在忌氧环境中作业,通风前应对作业环境中与氧性质相抵的物料采取卸放、置换 或清洗合格的措施,达到可以通风的安全条件要求。
<4)气体环境要求。作业前,应确保受限空间内的气体环境满足作业要求,内容 如下:
① 作业前30 min内,对受限空间进行气体检测,检测分析合格后方可进入。
② 检测点应有代表性,容积较大的受限空间,应对上、中、下(左、中、右)各部 位进行检测分析。
③ 检测人员进入或探入受限空间检测时,应佩戴符合规定的个体防护装备。
(4) 涂刷具有挥发性溶剂的涂料时,应采取强制通风措施。
⑤ 不应向受限空间充纯氧气或富氧空气。
⑥ 作业中断时间超过60 min时,应重新进行气体检测分析。
(5)降温。受限空间作业前,应将温度降至适宜人员进入作业的温度。
4) 气体检测内容及要求
(1) 氧气含量为19.5%~21% (体积分数),在富氧环境下不应大于23.5% (体积分 数)。
(2) 有毒物质允许浓度应符合《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分:化学 有害因素XGBZ 2. 1)的规定。
(3) 可燃气体、蒸气浓度要求应符合动火分析合格判定指标的规定。
(4) 首次釆样分析,必须使用色谱仪进行分析。作业时,作业现场应配置移动式气 体检测报警仪,连续检测受限空间内可燃气体、有毒气体及氧气浓度,并2 h记录1次; 气体浓度超限报警时,应立即停止作业、撤离人员、对现场进行处理。处理后应再次使用 色谱仪对受限空间内的气体采样分析,合格后方允许人员再次进入受限空间。
5) 对作业人员的要求
(1) 作业人员应充分了解作业内容、地点(位号)、时间、要求,熟知作业中的危害 因素和“受限空间作业许可证”中的安全措施,持有审批同意的“受限空间作业许可证” 方可施工作业。
(2) “受限空间作业许可证”所列的安全防护措施应经落实确认、监护人同意后,方 可进行受限空间作业,对违反制度的强令作业、违章指挥、安全措施不落实、作业监护人 不在场等情况有权拒绝作业。
6) 对作业监护人的要求
(1) 受限空间作业要安排专人现场全程监护,不应在无任何防护措施的情况下探入 或进入受限空间;作业期间,作业监护人严禁离岗。
(2) 作业监护人要熟悉作业区域的环境和工艺情况,有判断和处理异常情况的能力, 懂急救知识,作业前负责对安全措施落实情况进行检査,发现安全措施不落实或不完善 时,要及时制止作业活动。
(3) 作业监护人要携带移动式气体检测报警仪器、通信设备、救援设备,监护人一 般应有2人,监护人应选择适当的监护地点,注意自身防护。在风险较大的受限空间作业 时,应增设监护人员,并随时与受限空间内作业人员保持联络。
(4) 对时间长,需要倒班监护的工作,应安排人员轮换进行。
(5) 监护人应对进入受限空间的人员及其携带的工器具种类、数量进行登记,作业 完毕后再次进行清点,防止遗漏在受限空间内。对作业人员出现的异常行为及时警觉并作 出判断,与作业人员保持联系和交流,观察作业人员的状况;发现异常时,立即向作业人 员发出撤离警报,并帮助作业人员逃生,同时立即呼叫紧急求援。
7) 个体防护
进入受限空间作业的人员应正确穿戴相应的个体防护装备。进入下列受限空间作业应 采取如下防护措施:
(1)缺氧或有毒的受限空间经清洗或置换仍达不到受限空间内气体检测要求的,应 佩戴满足《呼吸防护用品的选择、使用与维护XGB/T 18664)要求的隔绝式呼吸防护装 备,并正确拴带救生绳。
(2) 易燃易爆的受限空间经清洗或置换仍达不到受限空间内气体检测要求的,应穿 防静电工作服及工作鞋,使用防爆工器具。
(3) 存在酸碱等腐蚀性介质的受限空间,应穿戴防酸碱防护服、防护鞋、防护手套 等防腐蚀装备。
(4) 在受限空间内从事电焊作业时,应穿绝缘鞋。
(5) 有噪声产生的受限空间,应佩戴耳塞或耳罩等防噪声护具。
(6) 有粉尘产生的受限空间,应在满足《粉尘防爆安全规程》(GB 15577)要求的条 件下,按《个体防护装备配备规范 第1部分:总则XGB 39800.1)要求佩戴防尘口罩 等防尘护具。
(7) 高温的受限空间,应穿戴高温防护用品,必要时采取通风、隔热等防护措施。
(8) 低温的受限空间,应穿戴低温防护用品,必要时采取供暖措施。
(9) 在受限空间内从事清污作业,应佩戴隔绝式呼吸防护装备,并正确拴带救生绳。
(10) 在受限空间内作业时,应配备相应的通信工具。
8) 作业许可证的办理
(1) 受限空间施工单位作业负责人,应持有施工任务单,到设施所属单位办理“受 限空间作业许可证”。
(2) 设施所属单位安全负责人与施工单位作业负责人针对作业内容,对受限空间进 行危害识别,制定相应的作业程序、安全措施和安全应急预案。安全应急预案内容包括作 业人员紧急状况时的逃生路线和救护方法。
(3) 在对受限空间内部各类气体检测分析合格后,将分析报告单附在“受限空间作 业许可证”存根上。
(4) 设施所属单位安全负责人和领导要对作业程序和安全措施进行确认后,方可签 发“受限空间作业许可证”,并指派作业监护人。施工单位作业负责人应向作业人员进行 作业程序和安全措施的交底,并指派作业监护人。
(5) 受限空间作业时,应将相关的作业许可证、施工方案、应急预案、气体连续监 测记录、人员及工具出入记录等文件贴挂在现场。
9) 现场检查和安全措施交底
受限空间作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技 术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对需进入受限空间作业的 设备设施进行现场检查,对受限空间作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全 措施交底,结合施工作业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施 确认后填入相应栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1) 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应 急措施。
(2) 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安 全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3) 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.作业过程中的安全防护措施
(1) 受限空间作业实行“三不进入”,即未持有经批准的“受限空间作业许可证” 不进入,安全措施不落实到位不进入,监护人不在场不进入。
(2) 受限空间出入口保持畅通,在该设备外明显部位应挂上“设备内有人作业”的 牌子。停止作业期间,应在受限空间入口处增设警示标志,并釆取防止人员误入的措施。
(3) 当受限空间状况改变时,作业人员应立即撤出现场,同时为防止人员误入,在 受限空间入口处应设置“危险!严禁入内”警告牌或采取其他封闭措施。处理后需重新 办理作业许可证方可进入。
(4) 为保证受限空间内空气流通和人员呼吸需要,可采用自然通风,必要时采取强 制通风,严禁向内充氧气。
(5) 难度大、劳动强度大、时间长、高温的受限空间作业应采取轮换作业方式。
(6) 作业期间,受限空间人员进出通道必须保持畅通,禁止在人员进出通道口堆放 施工机具、物料。
(7) 对带有搅拌器、电离器等转动部件的设备,应在停机后切断电源,摘除保险或 挂接地线,给开关上锁并在开关上挂“有人工作、严禁合闸”警示牌,必要时派专人 监护。
(8) 接入受限空间的电线、电缆、通气管应在进口处进行保护或加强绝缘,应避免 与人员出入使用同一出入口。受限空间作业应使用安全电压和安全行灯。进入金属容器 (炉、塔、釜、罐等)和特别潮湿、工作场地狭窄的金属容器内作业,照明电压不大于12 V;需使用电动工具或照明电压大于12 V时,应按规定安装漏电保护器,其接线箱(板) 严禁带入容器内使用。受限空间作业环境原来盛装可燃性液体、气体等介质的,应使用防 爆电筒或电压不大于12 V的防爆安全行灯,行灯变压器不得放在容器内或容器上;作业 人员应穿戴防静电服装,使用防爆工具,严禁携带手机等非防爆通信工具和其他防爆 器材。
(9) 受限空间作业,不得使用卷扬机、吊车等运送作业人员;作业人员所带的工具、 材料须登记,作业人员不应携带与作业无关的物品进入受限空间;作业中不应抛掷材料、 工器具等物品。
(10) 在特殊情况下(如油罐清罐、氮气状态下),作业人员可戴供风式面具、空气 呼吸器等。使用供风式面具时,必须安排专人监护供风设备。
(11) 受限空间作业期间,严禁同时进行各类与该受限空间有关的试车、试压或 试验。
(12) 受限空间作业监护人严禁进入受限空间内,受限空间内的作业人员发生中毒、 窒息的紧急情况,监护人严禁未佩戴防护用具即进入受限空间内,应迅速与其他人员联 系,抢救人员必须佩戴隔离式防护面具进入受限空间,并至少有一人在受限空间外部负责 联络工作。
(13) 作业停工期间,应在受限空间的入口处设置“危险!严禁入内”警告牌或釆取 其他封闭措施防止人员进入。
(14) 上述措施如在作业期间发生异常变化,应立即停止作业,经处理并达到安全作 业条件后,方可继续作业。
(15) 作业人员必须按“受限空间作业许可证”上的规定进行作业,服从作业监护人 的指挥,禁止携带与作业无关的物品进入受限空间;作业期间发生异常情况时,未穿戴符 合规定个体防护装备的人员严禁入内救援,发现情况异常或感到不适和呼吸困难时,应立 即向作业监护人发出信号、迅速撤离现场,严禁在有毒、窒息环境中摘下防护面罩;发现 作业监护人不在现场,要立即停止作业。
(16) 施工的氧气瓶、乙焕瓶严禁带入受限空间内。
(17) 受限空间内动火作业时,严禁同时进行刷漆、防腐作业。在受限空间内刷漆或 防腐喷涂作业时,保持受限空间内通风良好,必要时可接风机强制通风。
(18) 受限空间安全作业票有效期不应超过24 ho
3.作业结束后的安全防护措施
(1) 施工单位作业负责人组织作业人员清理作业现场,作业人员全部撤出,并将所 有带入的工器具、剩余的材料或废料带出。
(2) 作业监护人对撤出的作业人员数,以及带出受限空间的工器具、材料等物件进 行清点,确保受限空间内作业人员已全部撤出,工器具、未消耗材料没有遗落在受限空 间内。
(3) 施工单位作业负责人安排人员关闭受限空间出入口,暂时不能关闭的,要设置 围挡和“危险!严禁入内”警示标识。
(4) 设施所属单位安全负责人与施工单位作业负责人对受限空间内外进行全面检查, 确认无误后方可封闭受限空间,并在“受限空间作业许可证”的完工验收栏中签名确认。
三、高处作业安全技术
化工装置多为多层布局,高处作业或交叉作业比较多,如装置检修,设备、管线、阀 门拆装、更换,防腐刷漆保温,仪表调校,电缆架空敷设等。同时,在项目建设建筑施工 过程中,高处坠落事故发生的频率很高,因此有效控制高处作业风险是保证作业安全的核 心内容。
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),高处作业是指在距坠落基准 面2 m及2m以上有可能坠落的高处进行的作业。坠落基准面是指坠落处最低点的水 平面。
(-)高处作业分级
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),高处作业按照作业高度h分 为4 个区段:2mW/iW5m、5 m<∕ι≤15 15 m < 7ι≤3O ɪn^ ∕tA30m 等4 个区段 O
根据《高处作业分级》(GB/T 3608),高处作业分级按照表2-15进行分级。
表2-15高处作业分级
分类方法 |
________________作业高度儿 | |||
2 m≤A≤5 m |
5 m <∕ι≤15 m |
15 m < A≤30 m |
Λ >,30 m | |
A |
I |
π |
皿 |
IV |
B |
π |
m |
IV |
IV |
当作业面临的危险因素存在以下危险因素的一种或一种以上时,按表2-15规定的B 类法分级;当作业面临的危险因素不存在以下危险因素时,按表2-15规定的A类法分 级。这些危险因素分为以下几类:
(1) 阵风风力五级(风速8. O m∕s)以上。
(2) 平均气温等于或低于5 Y的作业环境。
(3) 接触冷水温度等于或低于12 Y的作业。
(4) 作业场地有冰、雪、霜、水、油等易滑物。
(5) 作业场所光线不足或能见度差。
(6) 作业活动范围与危险电压带电体的距离小于表2-16的规定。
表2-16作业活动范围与危险电压带电体的距离•
危险电压带电体的电压等级∕kV |
距离/m |
危险电压带电体的电压等级∕kV |
距离/m |
≤10 |
1.7 |
220 |
4.0 |
35 |
2.0 |
330 |
5.0 |
63 ~ IlO |
2.5 |
500 |
6.0 |
(7) 摆动,立足处不是平面或只有很小的平面,即任一边小于50Omm的矩形平面、 直径小于500 mm的圆形平面或具有类似尺寸的其他形状的平面,致使作业者无法维持正 常姿势。
(8) 存在有毒气体或空气中含氧量低于19.5% (体积分数)的作业环境。
(9) 可能会引起各种灾害事故的作业环境和抢救突然发生的各种灾害事故。
(二)高处作业危险性分析安全技术要点
高处作业最为常见的事故就是高处坠落事故,可引起高处坠落事故的危险因素主 要有:
(1)作业地点的洞、坑无盖板或检修过程中移去盖板。
(2) 平台、扶梯的栏杆不符合安全要求,临时拆除栏杆后没有防护措施,不设警告 标志O
(3) 高处作业不挂安全带或安全带不合格、没有使用全身式安全带,或佩戴、系挂 时不规范、不挂安全网。
(4) 在管带上施工,没有设置系挂安全带的生命绳。
(5) 梯子使用不当或梯子不符合安全要求。
(6) 不采取任何安全措施,在石棉瓦之类不坚固的结构上作业。
(7) 脚手架有缺陷,使用不合格的脚手架、吊篮、吊板、梯子。
(8) 高处作业用力不当、重心失稳。
(9) 临时拆除的护栏、格栅没有保护措施。
(10) 高处作业拆卸的设备零部件或者使用的工器具缺少防护措施,有可能掉落伤 人,造成物体打击事故。检修工器具、配件没有防坠落措施等。
(三)高处作业安全防护措施
1.作业前的安全防护措施
1) 作业许可证的办理
(1) 根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),从事高处作业的单位 应办理“高处作业证”,落实安全防护措施后方可作业。
(2) 施工单位作业负责人应根据高处作业的分级和类别向审批单位提出申请,办理 “高处作业证”。
(3) “高处作业证”审批人员应在作业现场检查确认安全措施后,方可批准高处 作业。
(4) 高处作业的有效期最长为7天。当作业中断,再次作业前,应重新对环境条件 和安全措施进行确认。在作业期内,施工单位作业负责人应经常深入现场检查,发现隐患 及时整改,并做好记录。若作业条件发生重大变化,应重新办理“高处作业证”。
2) 个体防护用品的配备
(1) 施工现场要配备必要的救生设施、灭火器材和通信器材等。
(2) 在使用个人防护坠落的装备之前,应注意使用人员已接受培训,能够识别坠落 隐患并正确使用个人防护坠落装备;装备的所有组件应与制造商的说明书一致;所有的设 备,包括安全带、系索、安全帽、救生索等,不得存在如焊接损坏、化学腐蚀、机械损伤 等状况,锚固点和连接器已经检验合格;在每次使用前必须对个人防护坠落装备所有附件 进行检查并消除工作面的不稳定和人员的晃动带来的坠落隐患;在坠落过程中,有可能撞 上低层的表面或物体,对这种可能也要采取相应的措施。
(3) 高处作业人员必须系好安全带和安全绳,戴好安全帽,衣着要灵便,禁止穿带 钉易滑的鞋。安全带要符合《安全带XGB 6095)的要求,安全绳要符合《坠落防护 安 全绳》(GB 24543)的要求,安全帽要符合《安全帽XGB 2811)的要求等。30 m以上高 处作业时应配备通信联络工具,安全带的各种部件不得任意拆除。安全带使用时必须挂在 施工作业处上方的牢固构件上,应高挂(系)低用,不得釆用低于肩部水平的系挂方法, 不得系挂在有尖锐棱角的部位,安全带系挂点下方应有足够的净空。
(4) 高处作业时必须有稳定的工作面,应根据实际需要配备符合安全要求的作业平 台、吊笼、梯子、挡脚板、跳板等;脚手架的搭设、拆除和使用应符合《建筑施工脚手 架安全技术统一标准XGB 51210)等有关标准要求。
(5) 高处作业人员不应站在不牢固的结构物上进行作业;在彩钢板屋顶、石棉瓦、 瓦棱板等轻型材料上作业,应铺设牢固的脚手板并加以固定,脚手板上要有防滑措施;不 应在未固定、无防护设施的构件及管道上进行作业或通行。
(6) 在邻近排放有毒、有害气体、粉尘的放空管线或烟囱等场所进行作业时,应预 先与作业属地生产人员取得联系,并采取有效的安全防护措施,作业人员应配备必要的符 合国家相关标准的防护装备(如隔绝式呼吸防护装备、过滤式防毒面具或口罩等)。
(7) 在同一坠落方向上,一般不应进行上下交叉作业,如需进行交叉作业,中间应 设置安全防护层,坠落高度超过24 m的交叉作业,应设双层防护。
(8) 根据实际要求配备符合安全要求的吊笼、梯子、电梯等防坠落用品与登高器具、 设备等。
3) 现场检查和安全措施交底
高处作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人 员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现 场检查,对高处作业内容、可能存在的风险及施工作业环境安全措施进行交底,结合施工 作业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应 栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1) 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及釆取的具体安全措施与应 急措施。
(2) 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安 全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3) 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
4) 其他作业前的安全防护措施
(1)尽可能把工作安排在地面上进行,避免高处作业。必须进行高处作业时,专业 人员(设备、工艺、安全)参与作业前工作危害分析(JHA),制定详细的高处作业方案 (包括救援、急救方案),并确定合适的坠落保护措施和设备,尽可能采用脚手架、操作 平台和升降机等作为作业安全平台,在搭设脚手架、钢结构的同时应设置楼梯、扶手和救 生索。做好临边防护措施,并尽可能在地面预制好装设缆绳、护栏等设施的固定点以及锚 固点和生命线等,避免在高处进行焊接。
(2) 高处作业人员必须经过专业技术培训并考试合格,持证上岗,并定期进行体格 检查。患有职业禁忌证(如高血压、心脏病、贫血病、癫痫病、精神疾病等)、年老体 弱、疲劳过度、视力不佳及其他不适于高处作业的人员,不得进行高处作业。
(3) 夜间必须进行的高处作业,作业前要制定专项施工方案并经施工管理部门审批, 现场要有充足的照明;雨天和雪天高处作业前,釆取可靠的防滑、防寒和防冻措施,冰、 雪均应及时清除;上下垂直作业前,搭设防护棚,采取隔离措施,作业场所有坠落可能的 物件,应一律先行撤除或加以固定,所使用的工具、材料、零件等放入工具袋。工具使用 时要系安全绳,不用时应放入工具袋内。现场负责人要对所用安全设施进行检查,发现松 动、变形、损坏或脱落等现象,要及时修理完善,确认其牢固、可靠;施工项目所在单位 安全负责人与施工单位作业负责人对作业人员进行必要的安全教育,进行作业程序和安全 措施的交底,并查验安全措施全部落实。
2.作业过程中的安全防护措施
D作业现场安全防护措施
(1) 高处作业严禁投掷工具、材料及其他物品,所用材料应堆放平稳,必要时应设 安全警戒区并设专人监护;作业人员上下时手中不得持物,不得在高处作业处休息,不得 在不坚固的结构(如彩钢板屋顶、石棉瓦、瓦棱板等轻型材料等)作业。
(2) 因作业需要,临时拆除或变动安全防护设施时,要经作业负责人同意,并釆取 相应的措施,作业后应立即恢复。
(3) 雨天和雪天作业时,应采取可靠的防滑、防寒措施;遇有5级以上(含5级) 强风、浓雾等恶劣气候,不应进行高处作业、露天攀登与悬空高处作业;暴风雪、台风、 暴雪后,应对作业安全设施进行检査,发现问题立即处理。
(4) 在作业点附近设有排放有毒有害气体及粉尘超出允许浓度的烟囱及设备时,严 禁进行高处作业。作业人员在作业中如发现情况异常或感到不适和呼吸困难时,应立即向 作业监护人发出信号、迅速撤离现场,严禁在有毒、窒息环境中摘下防护面罩。
(5) 施工作业区域内,直径小于500 mm的洞口要进行可靠封盖或封堵,直径大于 50Omm的洞口除封盖外,还要加装栏杆围护,并设置醒目的警示标志。
(6) 进行格栅板、花纹板铺设时,要边铺设边固定,在上下同一垂直面上不得同时 进行格栅板、花纹板的铺设作业,高处作业人员佩戴全身式安全带时,在移动过程中必须 保证至少有一个挂钩有效。
2)高处作业防护装备
高处作业除为个人配备的防护用品,如安全帽、安全带以外,还需综合考虑现场作业 条件,设置防高处坠落的其他装备,以确保作业安全。下面简单介绍几种防坠落设备。
(1)防坠落装备。高处作业应设置用于阻止作业人员从工作高度坠落的一系列的防 护装备,包括:锚固点连接器、生命绳、全身式安全带、抓绳器、减速装置、定位系索或 其组合。
锚固点连接器是把坠落保护设施固定到锚固点上的一个部件或装置。
生命绳是指一根垂直或水平的绳,固定到一个锚固点上或两个锚固点之间,可以在其 上面挂系索或安全带。水平绳选用外有绝缘材料直径不小于12 mm的钢丝绳,水平绳的 紧固采用©12 mm马鞍卡。锚固点是指用于其上固定生命线、引入线或系索的固定点。
全身式安全带是能够系住人的躯干,把坠落力量分散在大腿上部、骨盆、胸部和肩部 等部位的安全保护装备,包括用于挂在锚固点或生命线上的两根系索。
系索是用于将人员和锚固点或生命绳连接在一起的短绳或系带。
(2) 梯子。高处作业中经常需要使用梯子,在使用中常常因梯子质量、放置、监护 等环节出现疏漏而导致事故的发生,因此在使用梯子时应注意以下几方面的要求:
① 在使用木竹梯子之前,应检査其有无损坏,凡有腐朽枯节、裂纹、虫蛀等缺陷时, 不得使用。不得把短梯拼接成长梯使用。
② 在使用前,必须把梯子安置牢固,不可使其摇动或倾斜过度。在光滑坚硬的地面 上使用梯子时,需在地面上垫草袋子或橡胶板,并用绳索将梯子下端与固定物绑紧。也可 以设专人在下面扶梯子。
③ 在梯子上工作时,梯子与地面的倾斜度一般为55。~60。。
④ 禁止两人同登一梯,不准在梯子顶档作业。
⑤ 对于需要的物件,可在爬到作业的高度后再用绳索提上,或者装在工具袋内,用 绳索传递。
⑥ 靠在管线上使用梯子,其上端必须设有挂钩或用绳索绑住。
⑦ 人字梯须有坚固的饺链和限制开关的拉链,使用前一定要做好检查。
⑧ 在道路上使用梯子时,下面应有监护人;梯子不应放在门前使用,防止门突然开 启或关闭时出现问题。
⑨ 人在梯子上时,禁止移动梯子。上下梯子时,应两手抓紧梯子,严禁从梯子上 滑下。
(3) 脚手架。脚手架是建筑施工企业的一种常用的、典型的过程安全产品。脚手架 随着工程进程而搭设、工程完毕即拆除,对建筑施工的进度、工作效率、工程质量,以及 施工人员的安全有着直接的影响。脚手架搭设的不合格或在使用中突然坍塌,是导致高处 作业过程中发生高处坠落事故的重要原因之一。
化工企业施工中使用的脚手架大多为钢管脚手架,木脚手架使用较少,而钢管脚手架 又以扣件式钢管脚手架为主。扣件式钢管脚手架主要结构包括立杆、大横杆、小横杆、扫 地杆、脚手板、栏杆、支杆和剪刀杆、斜道和阶梯。
对脚手架的要求如下:
① 搭设脚手架的基础底面必须平整、夯实、坚硬,其金属基板必须平整,不得有任 何变形。地面较松软时必须使用扫地杆或垫板以增大稳定性。地基排水要良好,防止 积水。
② 脚手架必须设有供施工人员上下的斜梯或阶梯,严禁施工人员沿脚手架爬上爬下。
③ 储罐内的脚手架严禁对罐底、罐壁造成变形、损坏,储罐内一般应搭设满堂架。
④ 未取得登高架设作业特种作业上岗操作证的人员,严禁从事脚手架的搭设和拆除 作业。
⑤ 脚手架搭设完毕要验收,严禁使用未经验收合格的脚手架。
⑥ 脚手架使用过程中,要加强检查,尤其是大风、大雪、大雨后,要认真检查脚手 架有无变形、坍塌等,确认无误后方允许继续使用。
⑦ 拆除脚手架、防护棚时,应设警戒区并派专人监护,不应上下同时施工。
(4)吊篮、吊板。部分高处作业的作业环境有所限制,无法搭设作业平台,可考虑 釆用吊篮或吊板来保证高处作业人员的安全。吊篮是架设于建(构)筑物上的非常设悬 挂设备,用提升机驱动悬吊平台通过钢丝绳沿立面上下运行。吊板是供个体使用的具有防 坠功能的沿建筑物立面自上而下移动的无动力载人用具。
① 一般要求:
a) 吊篮、吊板中的作业人员应系安全带和安全绳,安全带的一端应系于安全绳上, 使用时安全绳应基本保持垂直于地面,作业人员身后余绳不得超过Im。
b) 吊板仅用于大型储罐的外部防腐悬吊作业和建筑物的清洗、粉饰、养护悬吊 作业。
C)吊篮或吊板作业单位、吊篮或吊板作业设备安装以及检修单位应取得相应的高处 悬挂作业安全资格证。
d) 吊篮、吊板搭设完毕必须经过设备管理部门验收。
e) 钢丝绳每次施工前应检查一次,一个月至少应润滑一次,安全带和安全绳每次施 工前应检查一次。
f) 新安装、大修后及闲置一年以上的吊篮装置,启动前必须由有资质的安全检测机 构进行安全性能检查。
S)有架空输电线场所,吊篮或吊板的任何部位与输电线的安全距离不应小于IOmO
h)使用吊板悬吊作业时,储罐或建筑物顶部应由经过专业培训的人员监护,施工单 位应在该吊篮或吊板作业现场的地面区域内设置警戒区,并安排一名地面监护人员阻止行 人通行。
② 吊篮使用安全技术要求:
a) 利用吊篮进行电焊作业时,严禁用吊篮作电焊接线回路,吊篮内严禁放置氧气 瓶、乙焕瓶等易燃易爆品。
b) 吊篮内侧距离作业设备间隙为IOO ~200mm,吊篮的最大长度不宜超过4m,宽度 为0.8~1.2m,特殊需要应专门设计,高度不超过2m,吊篮立杆的纵向间距为L 5 ~ 2m,挡脚板高度不小于200 mm;吊篮外侧必须在0.6 m和1.2 m高处各设一道护身栏杆, 此外,吊篮顶部必须设护头棚,外侧与两端用安全网封严。
C)吊篮严禁超载或带故障使用,吊篮在正常使用时,严禁使用安全锁制动。吊篮的 升降机构、控制设备和保险设备必须完好,并经常进行检查和维修保养。
③ 吊板使用安全技术要求:
a) 吊板由挂点装置、悬吊下降系统和坠落保护系统组成。悬吊下降系统包括工作 绳、下降器、连接器、座板装置、吊带、衬带、拦腰带,坠落保护系统包括柔性导轨、自 锁器、安全带、安全短绳。
b) 吊板为单人吊具,总载重量不应大于165 kg,每个作业人员应单独配备坠落保护 系统。
C)座板上表面应具有防滑功能,吊带应为一根整带工作绳、柔性导轨、安全绳不应 有接头。
d) 挂点装置安装在罐顶防护栏或建筑物的混凝土结构上,以防护栏或混凝土结构作 为固定栓挂点,挂点装置静负荷承载能力不应小于总载重量的2倍;安全绳固定在罐顶顶 部透气孔根部或建筑物混凝土结构上。
e) 工作绳、柔性导轨和安全短绳不得使用丙纶纤维材料制作,三者应配套使用;工 作绳和柔性导轨不准使用同一挂点装置。经过挂吊板的工作绳可采用强度合适的棕绳,用 两根悬挂吊篮,一根固定在罐顶顶部作为安全绳。
f) 将承重工作绳穿过滑轮一端与吊板固定连接,另一端挂在储罐下部牢固的物体上, 有专人值守。
四、动土作业安全技术
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871),动土作业是指挖土、打桩、 钻探、坑探、地锚入土深度在0.5 m以上;使用推土机、压路机等施工机械进行填土或平 整场地等可能对地下隐蔽设施产生影响的作业。
化工企业的运行维护、检修技改技措项目施工、装置扩能改造、装置建设等,需要经 常进行动土作业。由于地下分布着给排水管网、动力电缆、通信电缆、地下工艺物料管道 等设施,如有问题,将直接影响到生产装置的安全稳定运行;同时,化工企业的生产特点 决定生产装置区域属于易燃易爆区域,在此区域内进行混凝土地坪和建(构),筑物的拆 除会产生火花;开挖、掘进、钻孔、打桩、爆破等各种动土作业不仅对周边正在运行的设 备产生不利影响,也会对作业区域的作业人员造成危险。因此,必须重视化工企业动土作 业的管理,防止动土作业中损坏埋于地下的电力电缆、通信电缆、给排水管道和工艺物料 管道等设施,预防可能产生的塌方、人身伤亡、火灾、爆炸等事故。
(-)动土作业常见事故
1. 生产停工事故
化工企业厂区的地下生产设施复杂隐蔽,如地下敷设的电缆有动力电缆、仪表电缆、 通信电缆等,另外还有敷设的生产管线。随意开挖厂区土方,有可能损坏电缆或管线,动 力电缆损坏导致人员触电伤亡和生产装置停车,通信电缆损坏导致通信中断,管道泄漏造 成爆炸和环境污染等。
2. 坍塌事故
在开挖沟、槽、坑的作业过程中,未按施工规范要求设置斜坡或因施工场地限制无法 放坡又未进行支撑加固,或挖掘出的土方、物料就近堆放且堆放过高,或有重型机械在周 围施工,未釆取加固和支撑,以及雨季施工中,未在沟、槽、坑周围设置排水沟,或沟、 槽、坑内积水未及时排出,造成土质渗水坍塌。塌方可导致地面装置、建筑物沉降、倾 斜、坍塌和人员伤亡。
3. 坠落事故
在挖开的孔洞旁边,没有设围栏、警示灯或警示标志,极易造成人员或车辆误入,造 成坠落事故或交通事故等。
(二)动土作业危险性分析安全技术要点
1.作业前的安全危害分析技术要点
动土作业过程中存在诸多不安全因素,施工作业前要充分考虑动土作业过程中存在的 危害,并对危害进行风险评估。
(1) 对于地下情况复杂、危险性较大的动土项目,开工前,项目管理部门应组织总 图、调度、工艺、设备、电仪、网络通信、给排水、消防、安全等隐蔽设施的主管单位及 属地单位向作业单位交底,明确地下管网、设施的位置、走向及可能存在的危害,必要 时,可采用探测设备进行探测。
(2) 作业单位按照施工要求编制施工方案,施工方案应考虑以下内容:
① 交通状况,附近的振动源、隐蔽电气、管网等设施的分布情况。
② 邻近的建筑结构及其状况,土质类型,地表水和地下水对土壤和水的污染。
③ 架空的公用设施,挖出物及施工材料的存放。
④ 有害气体、易燃气体,液体排放(泄漏),使用的工器具,气候等。
⑤ 施工平面图、地下隐蔽工程图。
⑥ 施工安全管理方案(含安全管理组织及作业现场安全负责人、施工作业安全风险 分析、安全措施及其落实责任人、施工应急预案等)。
(3) 项目管理部门组织相关单位对作业单位编制的施工方案进行审查。
(4) 作业前,作业单位应严格按照施工方案,逐条落实安全措施,并对所有作业人 员进行安全教育和安全技术交底后方可施工。
(5) 动土作业涉及电力、电信、地下供排水管线、生产工艺埋地管道等地下设施时, 施工单位应设专人进行施工安全监督。
(6) 还应充分考虑厂区消防通道和疏散通道的畅通,不能影响事故状态下的应急 救援。
(7) 动土作业人员在相关专业技术人员的指导下,了解并熟悉地下电缆、管道等地 下设施的走向、方位,在施工现场应作出明确标识。在破土开挖前,应先做好地面和地下 排水措施,严防地面积水渗入作业层面造成塌方。
(8) 现场检查和安全措施交底:
动土作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人 员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现 场检査,对动土作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工 作业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应 栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1) 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及釆取的具体安全措施与应 急措施。
(2) 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安 全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3) 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.作业过程中的安全防护措施
(1) 动土开挖时,应防止邻近建(构)筑物、道路、管道等下沉和变形,必要时釆 取防护措施,加强观测,防止位移和沉降;要由上至下逐层挖掘,严禁釆用挖空底脚和挖 洞的方法。在破土开挖过程中应采取防止滑坡和塌方措施。
(2) 对于附近结构物挖掘前应确定是否需要临时支撑。必要时由有资质的专业人员 对邻近结构物基础进行评价并提出保护措施建议。如果挖掘作业危及邻近的房屋、墙壁、 道路或其他结构物,应当使用支撑系统或其他保护措施,如支撑、加固或托换基础来确保 这些建(构)筑物的稳固性,并保护员工免受伤害。
(3) 当挖掘深度超过1.2 m的可能存在危险性气体的场所或遇到与地漏、下水井、 阀门井相连时,要增加挖掘作业相关安全措施(如进行气体检测等)。在生产装置区、罐 区等危险场所动土时,遇有埋设的易燃易爆、有毒有害介质管线、窖井等可能引起燃烧、 爆炸、中毒、窒息危险,且挖掘深度超过l∙2m时,应执行受限空间作业相关规定。
(4) 机械开挖时,应避开构筑物、管线,在距管道边Im范围内应采用人工开挖; 在距直埋管线2 m范围内宜釆用人工开挖,避免对管线或电缆造成影响。
(5) 在生产装置区、罐区等危险场所动土时,监护人员应与所在区域的生产人员建 立联系,当生产装置区、罐区等场所发生突然排放有害物质时,监护人员应立即通知作业 人员停止作业,迅速撤离现场。
(6) 在电力电缆防护区内动土作业,如果动土时决定不切断电源,应确保工具接地 良好、施工者穿戴绝缘个人防护用品,采用人工破土方式。动力电缆和通信电缆区域的破 土作业,必须釆用人工破土,严禁机械开挖。
(7) 施工单位作业负责人应事先组织做好地面和地下积水的排水措施,应釆用导流 渠、构筑堤防或其他适当的措施,防止地表水或地下水进入挖掘处造成塌方。在落实排水 措施后,方可进行挖掘作业。
(8) 要视土壤性质、湿度和挖掘深度设置安全边坡或固壁支撑。挖出的泥土堆放处 所和堆放的材料至少距坑、槽、井、沟边沿1 m,高度不得超过1.5 mo对坑、槽、井、 沟边坡或固壁支撑要随时检查,特别是雨雪后和解冻时期,如发现边坡有裂缝、疏松或支 撑有折断、走位等异常危险征兆时,及时釆取可靠的安全措施。
(9) 在坑、槽、井、沟边缘安放机械、铺设轨道及通行车辆时,要保持适当距离并 釆取有效的固壁措施,确保安全。所有人员不准在坑、槽、井、沟内休息,作业人员多人 同时挖土应相距在2m以上,防止工具伤人。严禁在土壁上挖洞攀登,坑、槽、井、沟上 端边沿不准人员站立、行走。
(io)动土作业区域周围应设围栏和警示牌,夜间应设警示灯等警示标志以免人员误 入作业现场的敞口或要害处,出现摔伤或坠落等事件或事故;如破土深度超过2m或道路 施工,要用保护性围栏而非警示性围栏,严禁用帆布等遮盖敞口而不设围栏。在地下通道 施工或进行顶管作业时,也应设围栏、警示牌、警示灯,以确保地面安全和地下安全作 业。警示灯应符合作业周围环境防爆要求。
(H)动土作业时,作业人员和作业监护人对临近建(构)筑物、道路、管道等下 沉、位移、变形、坑边裂缝、土层的滑动或松动、渗水情况加强观察、观测,发现问题及 时处理。在施工过程中,如发现不能辨认的物体时,不得敲击、移动,应立即停止作业, 报告施工所在单位领导,待查清物体情况或者采取可靠措施后,方可继续施工。
(12) 在作业过程中,有下列情形之一的,应报告作业管理部门,釆取有效措施后方 可继续进行作业:
① 发现不明物体或管线、出现异常情况。
② 需要占用规划批准范围以外的场地。
③ 可能损坏道路、管线、电力、邮电通信等公共设施的。
④ 需要临时停水、停电、中断道路交通的。
⑤ 需要进行爆破的,需办理相关的作业许可证。
(13) 动土作业过程中,一旦出现滑坡、塌方或其他险情时,作业人员应立即停止作 业,关闭用电设施的电源,并有序撤离现场。项目现场主管人、监护人应立即采取可行的 措施防止险情扩大,划出警戒区,挂出有明显标志的警告牌,夜间设警示灯,通知施工管 理部门,共同对险情进行调査,研究和实施进一步的处理办法。
3.作业结束后的安全防护措施
动土作业完工后,由施工单位作业负责人、监护人、项目现场主管人分别对相关内容 进行现场确认,应及时回填土石,恢复地面设施,满足各项安全条件后项目现场主管人告 知相关岗位及人员,由项目管理部门对施工现场进行检查验收。
五、临时用电作业安全技术
化工企业在生产、抢修、检维修过程中经常进行临时用电作业,临时用电具有施工作 业单位多、拆接和移动频繁,施工单位供配电设备完好情况和人员对施工用电规程、规范 熟悉程度差异大等特点,临时用电成为现场施工作业中潜在危险性最多的作业。作业过程 中,施工管理人员和现场作业人员如果不认真严格执行《电气安全工作规程》和《施工 现场临时用电安全技术规范XJGJ 46),忽视作业过程潜在的危害,很可能酿成人身触电 伤亡、设备损坏和火灾等恶性事故。
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871),临时用电是指正式运行的电 源上所接的非永久性用电。
在正式运行的供电系统上加接或拆除如电缆线路、变压器、配电箱等设备,以及使用 电动机、电焊机、潜水泵、通风机、电动工具、照明器具等一切临时性用电负荷,均为临 时用电。
(-)临时用电作业前安全危险性分析技术要点及容易发生的安全事故
1.作业前安全危险性分析技术要点
1) 作业许可审批环节常见安全隐患
(1) 接临时电源,未办理“临时用电作业许可证”。
(2) 在生产装置、罐区等易燃易爆场所接临时电源时,未办理“动火作业许可证”。
(3) “临时用电作业许可证”填写不规范,或漏填、漏签、涂改。
2) 作业人员资质、能力方面常见安全隐患
(1) 非电工人员进行临时用电的操作与维护,或电工未考取特种作业人员资格证。
(2) 在靠近带电部位进行作业时未设监护人,未采取防止施工人员靠近的措施。
3) 电气设备方面常见安全隐患
(1) 电气设备的金属外壳不接地、地线断开或接地错误、接地线串接、接地线没有 接线鼻子直接缠绕在接地柱上等。
(2) 施工现场用电线、电缆有破皮、老化、漏电、绝缘层裂纹等现象,电缆线有多 个接头,而且中间接头又不按规范连接,使接头处不能保持绝缘良好。
(3) 现场临时用电配电盘、箱无编号,或无防雨措施,配电箱及电缆浸泡在水中, 盘、箱、门不能牢靠关闭;配电箱的接入、配出电缆经常从配电箱门引入,这样容易使电 缆被门边沿割破电缆绝缘层,造成漏电或短路。
(4) 施工现场用电网络防护未釆用三级漏电保护网络,总配电箱、分配电箱、线路 末端用电设备的开关箱中未装设漏电保护装置。
(5) 临时用电设备和线路未按供电电压等级和容量正确使用,所用的电气元件不符 合国家标准规范要求,临时用电电源施工、安装应严格执行电气施工安装规范并接地 良好。
(6) 开关、线路与用电设备的容量不匹配,如负载容量大而选用的电缆截面偏小, 长时间使用后电缆发热严重,加速电缆绝缘层老化,降低绝缘水平,这就可能造成漏电或 短路,引起触电或火灾事故。
(7) 临时用电架空线未釆用绝缘铜芯线。架空线最大弧垂与地面距离,在施工现场 低于4. Om,穿越机动车道低于6. Omo架空线未架设在专用电杆上(严禁架设在树木和 脚手架上)。
(8) 将电线直接挂在树上、金属设备、构件和钢脚手架上,或用金属丝绑扎电缆 (线),现场布线混乱、不固定,电源线路拖拉在地面上或接近热源,电线通过马路及易 被损坏处未加设钢质套管保护,或套管不固定,电缆线路未采取避免机械损伤和介质腐蚀 的措施;低压架空线路未采用绝缘导线,或最大弧垂与地面距离、穿越机动车道等低于规 定高度。
(9) 现场临时用电引接线路摆放不整齐,存在乱拖乱拉现象,电缆接头牢固不可靠, 绝缘不好;电缆未按规定从带有保护套的专用进出口(孔)进入或接出临时配电箱、盘; 临时用电接线未使用螺栓拧紧(严禁弯钩、浮挂搭接,严禁将导线直接插在插座内代替 插头使用)。
(10) 配电线路浸入水中或通过地沟、地井,直接敷设在金属设备或构件上。通过高 温、振动、腐蚀、积水、易受机械损伤等有危害的部位时,配电线路有接头,未釆取相应 的保护措施。
(11) 电缆接头未设在接线盒内,或接线盒不防水、损伤。
(12) 将电线芯线直接插入插座或将芯线挂在电源开关上,电线(电缆)、软线、电 焊把线与钢丝绳绞在一起。
(13) 在防爆场所使用的临时电源、电气元件和线路未达到相应的防爆等级要求,未 釆取相应的防爆安全措施;临时用电线路及设备的绝缘未达到良好状况。
(14) 对需埋地敷设的电缆线路要设走向标志和安全标志。电缆埋地深度小于0.7 m, 穿越公路或有重物挤压危险的部位时未加设防护套管,套管未固定。
(15) 现场临时用电盘、箱缺少编号和防雨措施,盘、箱、门未关闭牢靠。
(16) 移动电气设备时,不切断电源。
(17) 检修和施工队伍的自备电源私自接入公用电网。
4) 施工机具方面常见安全隐患
(1) 进入现场的施工机具,未经使用单位检验合格加贴合格证。
(2) 作业所需的电气设备,如临时电源柜(箱)、拖线盘、电焊机、切割机、磨光 机、各种电钻、临时照明设备、电动开孔设备、其他电动器具等未经检查确认后完好;临 时用电设备送电前,供电单位和用电单位未共同对临时用电线路和设备进行检査,检查人 未签字确认。
(3) 移动工具、手持式电动工具缺少“一机一闸一保护”安全措施,手持式电动工 具的外壳、手柄、导线、插头、开关等有破损,插座有缺陷,或电动工具上无插头,直接 用电缆芯线捅入电源插座等。未落实以下漏电保护安全措施:移动工具、手持式电动工具 应安装符合规范要求的漏电保护器;总配电箱中漏电保护器的额定漏电动作电流应大于 30 mA,额定漏电动作时间应大于0. Is,但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘 积不应大于30mA ∙s;开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流不大于30 mA,额定漏电 动作时间不大于0. Is;在潮湿、有腐蚀介质场所和受限空间使用的开关箱,其剩余电流 保护器额定漏电动作电流不得大于15 mA,额定漏电动作时间不得大于0. 1 s;在金属物 体上工作时,手持式电动工具开关箱中漏电保护器,其额定漏电动作电流不大于IOmA, 额定漏电动作时间不大于0∙ 1 s;配电箱的电器安装板上必须设N线端子板和PE线端子 板,N线端子板必须与金属电器安装板绝缘,PE线端子板必须与金属电器安装板作电器 连接,进出线中的N线必须通过N线端子板连接,PE线必须通过PE线端子板连接。
(4) 电焊机的一次侧电源线长度大于5m,二次侧电源线未采用防水橡皮护套铜芯软 电缆,电缆的长度大于30 m,釆用金属构件或结构钢筋代替二次侧电源线的地线。
(5) 电焊机二次侧电源线接口处无保护罩;焊线破损,没有作绝缘处理;焊机利用 金属构架、工艺管道、设备等作为焊接电源回路。
5) 施工照明方面常见安全隐患
(1) 照明灯具悬挂高度过低,不设保护罩,或任意挪动,当行灯使用。
(2) 照明设备拆除后,现场留有带电电线。电线必须保留时,未切断电源并将线头 绝缘。
(3)在特别潮湿的场所或塔、釜、槽、罐等金属设备内作业时,行灯电压超过12 V, 在易燃易爆区域,使用非防爆型安全行灯;行灯电压超过36 V,或行灯无金属保护罩。
6)其他方面常见安全隐患
(1) 在配电箱、开关及电焊机等电气设备附近摆放易燃易爆、腐蚀性等危险物品 (距动火30 m内严禁排放各类可燃气体,15 m内严禁排放各类可燃液体)。
(2) 施工现场铁皮房子、休息室内的用电往往是检查盲点,其照明线、用电设备等 经常存在多种不符合规范的现象。
2.临时用电作业容易发生的安全事故
1) 火灾、爆炸事故
化工企业在生产过程使用的原材料、辅材料、产品、半成品等物质具有可燃、易燃易 爆的特点,当设备发生跑、冒、滴、漏,以及排污管线、污水井散发的可燃气体,遇临时 用电产生的电气火花易发生火灾、爆炸事故。
2) 生产事故
当临时用电超过额定负荷或临时用电系统出现短路而过流保护系统又未及时动作,可 造成正式运行电源系统波动或停电事故,甚至可能波及生产装置的正常生产,从而造成因 临时用电引发的生产事故。
3) 人身伤害事故
(1) 临时用电系统的变压器、配电箱、开关箱、用电设备等未按照规范要求设置接 地保护,容易造成电击事故危及人身安全。
(2) 未经培训、考核取证的非电气作业人员安装临时用电线路及设备,临时用电设 备、移动式电动工具、手持电动工具等未安装漏电保护器及实施“一机一闸一保护”,临 时照明、移动照明未落实安全电压等,容易发生电击造成人身伤害事故。
(3) 临时用电系统的架空线路与地面或建(构)筑物的安全距离、电缆地面敷设的 埋深、埋地敷设电缆走向标志等不符合规范要求,电缆容易遭受外力损伤或破坏,从而引 发事故。
(4) 现场临时用电配电盘、配电箱无防雨措施,配电盘、配电箱无防护,容易发生 漏电或意外人身触电事故。
(二)临时用电作业前的安全防护措施
(1) 在运行的火灾爆炸危险场所生产装置、罐区和具有火灾爆炸危险场所内不应接 临时电源,确需时应对周围环境进行可燃气体检测分析,分析结果应符合动火作业气体分 析的要求。
(2) 各类移动电源及外部自备电源,不应接入电网。
(3) 在开关上接引、拆除临时用电线路时,其上级开关应断电、加锁并挂安全警示 标牌。拆、接线路作业时,应有监护人在场。
(4) 临时用电应设置保护开关,使用前应检查电气装置和保护设施的可靠性。所有 的临时用电均应设置接地保护。
(5) 临时用电设备和线路应按供电电压等级和容量正确使用,所用的电器元件应符 合国家相关产品标准及作业现场环境要求,临时用电电源施工、安装应符合《建设工程 施工现场供用电安全规范XGB 50194)的有关要求,并有良好的接地。
(6) 火灾爆炸危险场所应使用相应防爆等级的电源及电气元件,并采取相应的防爆 安全措施。
(7) 临时用电线路及设备应有良好的绝缘,所有的临时用电线路应采用耐压等级不 低于50OV的绝缘导线。
(8) 临时用电线路经过火灾爆炸危险场所或有高温、振动、腐蚀、积水及产生机械 损伤等区域,不应有接头,并应采取相应的保护措施。
(9) 办理“临时用电许可证”,由供电单位指定电源接入点,并规定,凡在具有火 灾、爆炸危险场所内的临时用电,应在办理许可证前,办理“动火作业许可证”。临时用 电时间一般不超过15天,特殊情况不应超过30天。用于动火、受限空间作业的临时用电 时间应和相应作业时间一致。
(10) 施工单位用电负责人持“特种作业操作证(电工)”“动火作业许可证”(具有 火灾、爆炸危险场所内)或持工作任务单(一般场所、固定动火区等)到供电单位办理 “临时用电作业许可证”手续。临时用电票签发前,供电单位和施工单位都应针对作业内 容、作业环境等进行危害识别,制定相应的作业程序及安全措施。如有特殊要求,临时用 电单位和供电单位共同确定补充安全措施,并在“临时用电作业许可证”的补充安全措 施栏中说明,经供电单位现场确认签字,临时用电负责人要将以上相关内容对用电作业人 员进行交底。
(11) 现场检査和安全措施交底。
临时用电作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检査交底,基层单位有关专业技 术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进 行现场检查,对临时用电作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底, 结合施工作业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入 相应栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范)(GB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容如下:
① 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及釆取的具体安全措施与应急 措施。
② 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全 措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
③ 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
化工企业内的临时用电,一般由供电单位负责其管辖范围内临时用电的审批,并负责 临时用电主电源动力箱的接线,施工单位负责所接临时用电的现场运行、设备维护、安全 监护和管理,临时用电设备(含接入主电源动力箱的出线电缆)的接线,原则上由用电 单位自行负责,临时用电票的签发人应具有电气运行经验并接受过临时用电管理培训,供 电单位送(停)电作业人员和施工单位安装临时用电线路的电气作业人员应持有有效 “特种作业操作证(电工)”。
(12)对于基本建设使用的6 kV临时电源,用电者需向单位电气主管部门提出申请, 按照电气设备运行相关规定办理相关的手续。
(三) 临时用电作业过程中的防护措施
(1) 严禁临时用电单位未经审批变更用电地点和工作内容。
(2) 供电单位要将临时用电设施纳入正常电气运行巡回检查范围,确保每天不少于 两次巡回检查,并建立检查记录和隐患问题处理通知单,确保临时供电设施完好。对存在 重大隐患和发生威胁安全的紧急情况时,供电单位有权紧急停电处理。
供电单位检查的重点内容:总配电箱电压表、电流表指示正确;现场临时用电使用设 备符合临时用电申请内容;设备和线路符合要求,采取架空或穿管保护方式,无过负荷、 过热现象;“临时用电作业许可证”是否在有效期限;移动用电设备的配电是否满足“一 机一闸一保护”,保护接地、接零装置是否完好等。
(3) 临时用电单位应严格遵守临时用电规定,不得变更地点和工作内容,禁止任意 增加用电负荷或私自向其他单位转供电。
(4) 在临时用电有效期内,如遇施工过程中停工、人员离开时,临时用电单位要从 受电端向供电端逐次切断临时用电开关;等重新施工时,对线路、设备进行检查确认后, 方可送电。
(四) 临时用电作业结束后的安全防护措施
作业完工后,施工单位应及时通知供电单位停电,并作相应确认后,供电单位拆除临 时用电线路。线路拆除后,供电单位应到现场进行检查,确认现场已清理,临时变动的防 小动物、防火和防雨等安全设施已恢复。对未能及时拆除的临时用电设施,用电单位负责 继续管理,不得留有安全隐患。
六、吊装作业安全技术
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871),吊装作业是指利用各种吊装 机具,将设备、工件、器具、材料等吊起,使其发生位置变化的作业过程。
起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备,其范围规定为 额定起重量大于或者等于0.5t的升降机;额定起重量大于或者等于1 t,且提升高度大于 或者等于2m的起重机;承重形式固定的电动葫芦等。常用的大型起重机械设备有桥式起 重机(也叫天车)、臂架类起重机(如起重汽车、吊车)、升降机、电梯等;大量应用的 是轻小型起重机械,如千斤顶、手拉葫芦、电葫芦等;在化工设备安装作业中常用塔式起 重机、桅杆式起重机、卷扬机等。
(一) 吊装作业分级
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871),吊装作业按照吊装重物质量 m不同分为:
(1) 一级吊装作业,mA lOOt。
(2) 二级吊装作业,40t≤m≤100to .
(3) 三级吊装作业,∕n≤40to
(二) 吊装作业前安全危险性分析技术要点及容易发生的安全事故
1•作业前安全危险性分析技术要点
(1) 作业人员无证上岗。吊装作业属特种作业,作业人员要身体健康,并熟悉吊装 作业操作规程,同时具备操作知识和技能,并经考试合格后,方可胜任此工作。
(2) 起重工及其他操作人员不戴安全帽或佩戴不规范。
(3) 作业区域不拉警戒线,起重机械与地面之间不设垫木,起重机械支撑在井盖、 电缆沟槽的盖板上,支腿不完全伸出。占路施工时,不设置绕行交通标示,或长时间占用 消防通道施工。
(4) 吊装作业警戒区内、起重机吊臂或吊钩下,无关人员随意通过或逗留,或施工 人员继续施工,对警戒线视而不见。
(5) 使用未经正规设计、制造、检验的自制、改造和修复的吊具、索具等简易起重 机械或辅助设施,有些粗制滥造、简陋破旧。
(6) 在停工或休息时,将吊物、吊笼、吊具和吊索悬吊在空中。
(7) 利用管道管架、电杆、机电设备、脚手架等作吊装锚点。未经土建专业审査核 算,将建筑物、构筑物作为锚点。
(8) 放置大型吊物就位时,直接人工就位,不使用拉绳或撑竿、钩子等辅助工具。
(9) 手拉葫芦的吊钩回扣到起重链条上起吊重物,吊钩无脱钩保险等,用工管线、 平台的悬臂梁等作起吊锚点等。
2.作业容易发生的安全事故
1) 吊物坠落事故
吊物坠落造成的伤亡事故占起重伤害事故的比例最高,主要原因是吊索具有缺陷,如 钢丝绳拉断、平衡梁失稳弯曲、滑轮破裂,导致钢丝绳脱槽,起升高度限位器失灵,吊钩 上无防脱钩棘爪导致吊索绳从钩中脱落,吊耳脱落等,其次是吊装时捆扎方法不妥,如吊 物重心不稳、绳扣结法错误、吊挂方式不正确、超载等也可导致吊物坠落。
2) 挤压碰撞事故
吊装作业人员在起重机和结构物之间或人在两机之间作业时,因机体运行、回转挤 压、吊物或吊具在吊运过程中晃动、被吊物件在吊装过程中或摆放时倾倒,起重机作业场 所没有畅通的吊运通道,与附近的设备、管线及建筑物等未保持一定的安全距离,可导致 挤压碰撞事故和损坏管线设备设施的事故。
3) 机体倾翻
当操作不当(如超载、臂架变幅或旋转过快等)、支腿未找平或地基沉陷等原因使倾 覆力矩增大,可导致起重机倾翻,另外由于安全防护设施缺失或失效,在坡度或风载荷作 用下,使起重机沿路面或轨道滑动也可导致倾翻。双机抬吊,负荷分布不均,导致一台吊 车过载失稳而发生事故。
(三)吊装作业前的安全防护措施
1. 编制吊装作业方案
吊装作业前应根据《起重机械安全规程 第1部分:总则XGB 6067.1)和《石油化 工工程起重施工规范>(SH∕T 3536)的相关要求,编制吊装作业施工方案,明确吊装安全 技术要点和保证安全的技术措施。一、二级吊装作业,应编制吊装作业方案。吊装物 体质量虽不足40 t,但形状复杂、刚度小、长径比大、精密贵重,以及在作业条件特殊 的情况下,三级吊装作业也应编制吊装作业方案。吊装作业施工方案由施工单位组织 吊装专业技术人员编制,建设单位根据实际情况分级审批,并对施工安全措施和应急 预案审查。
2. 起重机械与人员要求
起重机械进入施工现场前,施工单位应向建设单位或项目部'(组)进行报验,审查 合格后,方可进场。报验的材料应包括:国家特种设备监督检验部门颁发的起重机检验报 告、起重机械合格证、起重人员相应的操作资格证书、起重机械的保险、安全年检合格证 明等。应按规定负荷进行吊装,吊具、索具经计算选择使用,不应超负荷吊装。用定型起 重机械(例如履带吊车、轮胎吊车、桥式吊车等)进行吊装作业时,除遵守本节内容外, 还应遵守该定型起重机械的操作规程。
3. 施工场地要求
(1) 吊装作业场地平整、坚实,具有足够的承载能力;需进行地基处理的严格按照 施工方案实施,经具有相应资质的第三方检验,并取得合格报告。另外,需要核实天气情 况,室外作业遇到大雪、暴雨、大雾及6级以上大风时,不得进行吊装作业。
(2) 吊装场所如有含危险物料的设备、管道时,应制定详细吊装方案,并对设备、 管道釆取有效防护措施,必要时停车,放空物料,置换后再进行吊装作业。
(3) 不应靠近高架电力线路进行吊装作业;确需在电力线路附近作业时,起重机械 的安全距离应大于起重机械的倒塌半径并符合《电业安全工作规程(电力线路部分)》 (DL 409)的要求;不能满足时,应停电后再进行作业。
4. 现场警戒
吊装作业单位应按照《起重机安全标志和危险图形符号总则XGB 15052)要求 对危险部位分别标志黄黑相间、红白相间、红色、红色灯光和文字等标志,并对标志进行 经常性检查维护,保证标志清洁、完整、正确、醒目。做好吊装警戒区域的划定、安全警 戒标识、区域隔离等。
5. 现场设备检查与安全措施交底
吊装作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人 员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业新厂的设备设施进行现 场检査,对进吊装作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施 工作业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应 栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1) 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及采取的具体安全措施与应 急措施。
(2) 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安 全措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3) 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
在吊装作业前,对吊装所涉及的所有人员进行一次专题安全教育培训,对作业方案和 作业过程中的危险因素、注意事项等作详细讲解,大型工件吊装前,还要检查吊装工艺参 数和吊装机索具,确认符合吊装方案要求等。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
吊装工作开始前,应对起重运输和吊装设备以及所用索具、卡环、夹具、卡具、锚碇 等的规格、技术性能进行细致检查或试验,发现有损坏或松动现象,应立即调换或修好。 起重设备应进行试运转,发现转动不灵活、有磨损的应及时修理;重要构件吊装前应进行 试吊,试吊中检查全部机具、地锚受力情况,发现问题应将吊物放回地面,排除故障后重 新试吊,经检查各部位正常后才可进行正式吊装;吊物接近或达到额定起重吊装能力时, 应检查制动器,用低高度、短行程试吊后,再吊起。以下情况不应起吊:
① 无法看清场地、吊物,指挥信号不明。
② 起重臂吊钩或吊物下面有人、吊物上有人或浮置物。
③ 重物捆绑、紧固、吊挂不牢,吊挂不平衡,绳打结,绳不齐,斜拉重物,棱角吊 物与钢丝绳之间没有衬垫。
(4) 吊物质量不明、与其他吊物相连、埋在地下、与其他物体冻结在一起。
6.作业许可证的办理
“吊装作业许可证”的申请人、办理人、监护人、审核人、签发人等应熟悉吊装作业 内容及相关安全要求,按照职责组织危害识别和风险评价,到现场进行安全措施确认,避 免出现人员资质不合格、安全措施落实不到位等现象。
基层单位项目负责人应对起重机械作业人员的资格、吊装作业施工方案是否审批进行 确认,符合要求后方可填写“吊装作业许可证”。
(四)吊装作业过程中的安全防护措施
(1)在作业时必须明确指挥人员,指挥人员应佩戴鲜明的标志或特殊颜色的安全帽, 按《起重机手势信号}(GB∕T 5082)规定的联络信号进行指挥,选择正确的吊索或吊 具,指挥吊运、下放吊钩或吊物时,应确保下部人员、设备的安全,重物就位前不得解开 吊装索具,对可能出现的事故,应及时采取必要的防范措施。
(2) 起重机司机(起重操作人员)必须按指挥人员(中间指挥人员)所发出的指挥 信号进行操作。对紧急停车信号,不论任何人发出,均应立即执行。当起重臂、吊钩或吊 物下面有人,吊物上有人或有浮置物时不得进行起重操作;在制动器、安全装置失灵、吊 钩螺母防松装置损坏、钢丝绳损伤达到报废标准等情况下禁止起重操作;吊物捆绑、吊挂 不牢或不平衡而可能滑动、吊物棱角与钢丝绳之间未加衬垫时不得进行起重操作;无法看 清场地、吊物情况和指挥信号时不得进行起重操作;在起重机械工作时,不得对起重机械 进行检查和检修,不得在有载荷的情况下调整起升机构的制动器;下放吊物时,严禁自由 下落,不得利用极限位置限制器停车。
(3) 司索人员(起重工)要听从指挥人员的指挥,并及时报告险情。根据重物的具 体情况选择合适的吊具与吊索。不准用吊钩直接缠绕重物,不得将不同种类或不同规格的 吊索、吊具混在一起使用。吊挂重物时,起吊绳、链所经过的棱角处应加衬垫,吊物捆绑 必须牢靠,吊点和吊物的重心应在同一垂直线,捆绑余下的绳头,应紧绕在吊钩或吊物之 上,多人绑挂时,应由一人负责指挥。高空吊装体积较大的物件时,应捆绑拖拉绳。吊运 零散的物件时,必须使用专门的吊篮、吊斗等器具。吊具承载不得超过额定起重量,吊索 不得超过安全负荷;起升吊物,应检查其连接点是否牢固、可靠。禁止随吊物起吊或在吊 钩、吊物下停留,因特殊情况进入吊物下方时,必须事先与指挥人员和起重机司机(起 重操作人员)联系,并设置支撑装置,不得停留再起吊。起重机运行轨道上不得绑挂、 起吊不明质量、与其他重物相连、埋在地下或与地面和其他物体黏结在一起的重物。人员 与吊物应保持安全距离,放置吊物就位时,应用拉绳或撑竿、钩子就位。
(4) 吊装作业时,吊装作业单位和吊装作业区域所在单位应同时安排作业监护人。 作业过程中,监护人应检查起重设备的支撑与地面之间是否有合格的支垫,是否将起重机 械支撑在井盖、电缆沟槽的盖板上,是否划定了危险区、设置了警示标志,防止任何人进 入作业区域,检查现场作业人员劳动保护用品使用是否符合规范;吊装作业时,要防止对 附近的设备,特别是在用设备造成威胁。一旦发生事故,要紧急疏散现场人员,同时处理 事故。
(5) 利用两台或多台起重机械吊运同一重物时应保持同步,各台起重机械所承受的 载荷不应超过各自额定起重能力的80% ;施工前,所有参加施工人员必须熟悉吊装方案, 尽量选用相同机种、相同起重能力的起重机并合理布置,同时明确吊装总指挥和中间指 挥,统一指挥信号。
(6) 作业地面应坚实平整,支脚必须支垫牢靠(轮胎均需离开地面),回转半径及有 效高度以外5 m内不得有障碍物。
(7) 起重机械操作人员、司索人员必须听从指挥人员的指挥,不得各行其是。
(8) 吊起重物时,应先将重物吊离地面IoCm左右,停机检査制动器灵敏性和可靠 性,以及重物绑扎的牢固程度,确认情况正常后,方可继续工作。
(9) 监护人员应确保吊装过程中警戒范围区内没有非作业人员或车辆经过;吊装过 程中吊物及起重臂移动区域下方不应有任何人员经过或停留。工作中,任何人不准上下机 械,提升物体时,禁止猛起、急转弯和突然制动。
(10) 起重物不准长时间滞留空中,起吊物吊在空中时,驾驶员不得离开驾驶室。停 工和休息时,不应将吊物、吊笼、吊具和吊索悬在空中。
(11) 遇到6级及6级以上大风或大雪、大雨、大雾等恶劣天气时,不得从事露天作 业,夜间工作需有良好的照明。
(12) 起升和降下重物时,速度应均匀、平稳、保持机身的稳定,防止重心倾斜,严 禁起吊的重物自由下落,从卷筒上放出钢丝绳时,至少要留有5圈,不得放尽。
(五)吊装作业后的安全防护措施
吊装作业终止后,只是表明吊物已经安全就位,但起重机还处于工作状态,吊装作业 风险还未完全消除,落实吊装后的安全措施尤为重要。吊装作业完成后,应将吊钩和起重 臂放置于规定的稳妥位置,所有控制手柄均应放到零位;使用电气控制的起重机,总电源 开关应切断;在轨道上工作的起重机要有效锚定;使用完毕的吊索、吊具要收回放置于规 定的地方,并对其进行检查、维护、保养。在对起重机械进行维护保养时,应切断主电源 并挂上标志牌或加锁。对接替工作人员,应告知设备设施的异常情况及尚未消除的故障。
七、盲板抽堵作业安全技术
化工企业停车检修的设备必须与运行系统或无关联的系统进行隔离,使用开关阀门的 方式进行隔离是不安全的,因为阀门经过长期的介质冲刷、腐蚀、结垢或杂质的积存,难 保严密,一旦易燃易爆、有毒、腐蚀性、高温、窒息性介质窜入检修设备中,极易造成事 故。所以,在实际工作中,’最可靠的办法是将与检修设备用盲板进行隔离,装置开车前再 将盲板抽掉。抽堵盲板工作既有很大的危险性,又有较复杂的技术性,必须由熟悉生产工 艺的人员负责,严加管理。
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范》(GB 30871),盲板抽堵作业是指在设备、 管道上安装和拆卸盲板的作业。
(-)盲板抽堵作业前的危险有害因素分析要点
1. 盲板缺胳
如果盲板本身有缺陷或者其材质、厚度达不到要求,或者安装不规范,如所加垫片不 合格等,就有可能起不到有效的隔离作用。例如:2004年10月11日,某市化肥厂停工 检修过程中,虽然对系统进行了泄压、置换、上盲板隔离、清洗、通风,塔内气体取样分 析合格,但在进行焊接过程中,焊接处还是发生了爆炸,焊工当场被炸死,其助手重伤, 后经多方分析和调查,发现与生产系统相连的盲板上有穿透性裂缝,该裂缝泄漏了可燃性 气体,引起了动火的爆炸事故。另外,如果盲板强度不够、自制盲板或选用盲板厚度不 够、材质缺陷等,在使用过程中可能会发生破裂,失去隔离的作用,所以对盲板本身的检 查尤其应该引起注意,切不可认为加了盲板就能做到万无一失。
2. 盲板拆装作业的危害因素
盲板拆装作业本身有可能发生物体打击、高空坠落、火灾、爆炸、中毒窒息等事故。 在作业过程中,如工作人员站位不好、使用工具有缺陷、操作失误、有关人员配合不好 等,有可能发生物体打击事故。在高处作业时,若使用的劳动防护用品不合格或不正确使 用,如安全带、脚手架缺陷等,有可能发生高处坠落事故;高处作业时,操作失误也可能 发生高处坠物,砸坏下部的设备、管线,或者砸伤人员。若系统置换、清洗不彻底,残留 易燃易爆或有毒有害介质,使用的非防爆工具或者所使用劳动保护用品不合格,在作业过 程中有可能发生火灾、爆炸或者中毒窒息事故。
3.盲板及垫片的技术要求
作业单位应根据管道内介质的性质、温度、压力和管道法兰密封面的口径等选择相应 材料、强度、口径和符合设计、制造要求的盲板及垫片,高压盲板使用前应经超声波探 伤;盲板选用应符合《管道用钢制插板、垫环、8字盲板系列}(HG∕T 21547)或《阀门 零部件 高压盲板}(JB∕T 2772)的要求。盲板应按管道内介质的性质、压力、温度选用 适合的材料,一般可用20号钢、16MnR,禁止使用铸铁、铸钢材质。管线中介质已经放 空或介质压力小于或等于2. 5 MPa时,可以使用光滑面盲板,其厚度不应小于管壁厚度, 或根据表2-17选取。管线中介质没有放空且介质压力大于2. 5 MPa时,或者需要其他形 式的盲板,如凹凸面盲板、槽型盲板、8字盲板等,生产单位要委托设计单位按设计规范 设计、制造并经超声波探伤合格。
表2-17光面盲板厚度规格 mm
管线直径 |
__盲板厚度 | ||
压力为LOMPa时 |
压力为1.6 MPa时 |
压力为2.5 MPa时 | |
25 |
4 |
4 |
4 |
32 |
4 |
4.5 |
4.5 |
40 |
4 |
4.5 |
4.5 |
50 |
6 |
6 |
6 |
65 |
6 |
8 |
8 |
80 |
6 |
8 |
8 |
100 |
8 |
8 |
10 |
125 |
8 |
10 |
12 |
150 |
10 |
12 |
14 |
200 |
12 |
14 |
18 |
250 |
14 |
16 |
20 |
300 |
16 |
20 |
24 |
350 |
18 |
22 |
26 |
400 |
20 |
24 |
30 |
盲板的直径应依据管道法兰密封面直径制作,盲板的直径应大于或等于法兰密封面直 径。一般盲板应有1个或2个手柄,便于辨识、抽堵,8字盲板可不设手柄。至于盲板垫 片,应按管道内介质性质、压力、温度选用合适的材料来制作。
4.盲板抽堵作业程序
盲板抽堵作业实施作业许可证管理,作业前应办理“盲板抽堵安全许可证”。施工单 位作业负责人持施工任务单,到生产单位办理作业许可证,生产单位负责人与施工单位作 业负责人针对作业内容,进行危害识别,制定相应的作业程序及安全措施,对作业复杂、 危险性大的场所还要制定应急预案。
生产单位负责人与施工单位作业负责人对作业程序和安全措施进行确认后,方可签发 “盲板抽堵作业许可证”,施工单位作业负责人要向作业人员进行作业程序和安全措施的 交底,并指派监护人。
同一盲板的抽、堵作业分别办理盲板抽、堵安全作业票,一张作业票只能进行一块盲 板的一项作业。
装置大检修时,需要抽堵的盲板较多,生产单位要根据装置的检修计划,预先绘制盲 板位置图,对盲板进行统一编号,注明抽堵盲板的部位和盲板的规格,该项工作要设专人 负责;对于日常抢修或施工作业中需要加装的盲板数量较少时,也应绘制盲板位置图。
作业单位按盲板位置图及盲板编号,进行作业,作业过程中,监护人不得离开作业现 场,生产单位可设专人统一指挥作业,逐一确认并做好记录。
每个盲板应设标牌进行标识,标牌编号应与盲板位置图上的盲板编号一致。作业结束 后,施工单位和生产车间的专人共同确认。
在不同危险化学品企业共用的管道上进行盲板抽堵作业,作业前应告知上下游相关 单位。
作业前,应降低系统管道压力至常压,保持作业现场通风良好,并设专人监护。
5.现场检查和安全措施交底
盲板抽堵作业前,基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技 术人员会同施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进 行现场检查,对盲板抽堵作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底, 结合施工作业环境对作业许可证列岀的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入 相应栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范XGB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容有:
(1) 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及釆取的具体安全措施与应 急措施。
(2) 会同作业单组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全 措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
(3) 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
(二) 盲板抽堵作业过程中的安全措施
(1) 在有毒介质的管道、设备上进行盲板抽堵作业时,系统压力应降到尽可能低的 程度,加盲板的位置,应在有物料来源的阀门的另一侧,盲板两侧均应安装垫片,所有螺 栓都要紧固,以保持严密性,作业人员应按《个体防护装备配备规范 第1部分:总则》 (GB/T 39800.1)的要求选用防护用具。在涉及硫化氢、氯气、氨气、一氧化碳及氤化物 等毒性气体的管道、设备上作业时,除满足上述要求外,还应佩戴移动式气体检测仪。
(2) 在火灾爆炸危险场所进行盲板抽堵作业时,作业人员应穿防静电工作服、工作 鞋;距作业地点30 m内不得有动火作业;工作照明应使用防爆灯具;作业时应使用防爆 工具,禁止用铁器敲打管线、法兰等。
(3) 在强腐蚀性介质的管道、设备上进行抽堵盲板作业时,作业人员应采取防止酸 碱灼伤的措施。
(4) 在介质温度较高或较低、可能对作业人员造成烫伤或冻伤的情况下,作业人员 应采取防烫、防冻措施。
(5) 若抽堵盲板的法兰与塔、罐等带压或有危险物料的设备无切断阀门或切断阀门 严重内漏无法隔离时,要采取退净物料、撤压、置换等措施,必要时需进行气体采样分析 合格,同时要防止管线内的余压或残余物料喷出伤人。
(6) 不得在同一管道上同时进行2处及2处以上的盲板抽堵作业,拆卸法兰时应隔1 个螺栓逐步松开,以防管道内余压或残料喷出伤人;如果盲板处距离两侧管架较远,要采 取临时支架或吊挂措施,防止拆开法兰螺栓后管线下垂伤人。
(7) 作业过程中,如果不具备安全条件,要停止作业。
(三) 盲板抽堵作业后的安全措施
(1) 盲板抽堵作业结束,由作业单位和基层单位专人共同确认。
(2) 盲板抽堵作业完成后,企业生产指挥部门应组织基层单位填写盲板管理台账, 生产指挥部门应建立全厂盲板动态管理图,实时掌握全厂工艺设备、管道上的所有盲板使 用状态。
(3) 基层单位应建立盲板管理台账,台账内容与生产指挥部门实时保持一致。
八、断路作业安全技术
根据《危险化学品企业特殊作业安全规范)(GB 30871 ),断路作业是指在生产区域 内,交通主、支路与车间引道上进行工程施工、吊装、调运等各种影响正常的作业。
(―)断路作业安全风险分析要点
1.作业前的安全风险分析要点
(1) 未按要求办理断路作业许可证。
(2) 办理作业许可证以后没有通知受断路作业影响的相关部门。
(3) 作业人员安全防护措施不落实。
(4) 未进行现场检查和安全技术交底。
(5) 作业现场缺少作业监护人。
(6) 作业现场未设置围栏、未设置安全警示标识。
2.作业过程中的安全风险分析要点
(1) 没有对断路作业内容进行确认就开始作业。
(2) 擅自变更作业内容、范围和地点。
(3) 无关人员进入作业区域或被作业机具伤害。
(4) 夜间作业未设置夜间警示灯围栏。
(二) 断路作业前的安全防护措施
(1) 作业前,施工单位应会同本单位相关主管部门制定交通组织方案,方案应能保 证消防车和其他重要车辆的通行,并满足应急救援要求。
(2) 施工单位应根据需要在断路的路口和相关道路上设置交通警示标志,在作业区 附近设置路栏、道路作业警示灯、导向标等交通警示设施。
(三) 断路作业过程中的安全防护措施
(1) 作业前确认作业内容,并与有关部门进行作业交底。
(2) 无关人员不得进入作业区域。
(3) 在道路上进行定点作业,白天不超过2 h,夜间不超过Ih即可完工的,在有现 场交通指挥人员指挥交通的情况下,只要作业区设置了完善的安全设施,即白天设置了锥 形交通路标或路栏,夜间设置了锥形交通路标或路栏及道路作业警示灯,可不设标志牌。
(4) 断路作业单位应根据需要在作业区相关道路上设置作业标志、限速标志、距离 辅助标志等交通警示标志,以确保作业期间的交通安全。
(5) 断路作业单位应在作业区附近设置路栏、锥形交通路标、道路作业警示灯、导 向标等交通警示设施。
(6) 夜间作业应设置道路作业警示灯。道路作业警示灯设置在作业区周围的锥形交 通路标处,应能反映作业区的轮廓,道路作业警示灯应为红色,警示灯应防爆并采用安全 电压,道路作业警示灯设置高度应离地面1. 5m,不低于1.0mo
(7) 道路作业警示灯遇雨、雪、雾天时应开启,在其他气候条件下应自傍晚前开启, 并能发出至少自15Om以外清晰可见的连续、闪烁或旋转的红光。
(8) 断路申请单位应根据作业内容会同作业单位编制相应的事故应急措施,并配备 有关器材。
(9) 动土挖开的路面宜做好临时应急措施,保证消防车的通行。
(四) 断路作业结束后的安全防护措施
(1) 及时清理作业现场,恢复交通秩序。
(2) 撤出警示标识和作业围栏,通知受作业影响的相关部门作业已经结束。
九、设备检修作业安全技术
根据《化学品生产单位设备检修作业安全规范XAQ 3026)的规定,设备检修作业是 指为了保持和恢复设备、设施规定的性能而釆取的技术措施,包括检测和修理。
(-)检修作业类别
根据化工企业的实际情况,设备检修一般分为大、中、小修与各种抢修作业,也可根 据时间和规模分为日常检维修和定期的装置大检修。
1. 日常检维修
日常检维修一般由各生产车间负责,对生产装置中出现的影响安全生产的设备故障、 隐患,及时进行检维修。除此之外,有些作业活动,如建筑施工、设备及管线的防腐与保 温、场地清理、厂区绿化等作业活动,需要装置之外的人员具体实施,也应按照设备日常 检维修的要求来进行管理。为了便于管理和控制作业过程中的风险;设备日常检维修实行 作业许可证制度。当作业活动涉及动火、受限空间、高处、临时用电、破土等特殊作业, 办理相应作业许可证,并按照相应的制度执行。
2. 装置大检修
装置大检修是装置运行周期中必需的过程,是解决设备瓶颈问题和消除设备安全隐患 的重要途径,检修质量是保证长周期运行的关键。另外,装置大检修的过程也是集中进行 多种危险作业的过程,是易发生事故的过程,需要比较完善的组织和计划。
(二)日常检维修作业安全风险分析要点
1.检修作业前的安全风险分析要点
(1) 作业人员(承包商)对现场不熟悉,对化工企业危险性质不熟悉,入厂前的安 全教育培训不到位,有可能无意中违章,或造成误碰阀门、管线,作业部位错误等,对操 作造成不良影响。
(2) 设备检维修之前,应对具体检修活动进行有针对性的工作危害分析,制定相应 风险控制措施,申请办理相关作业许可证,经逐级审批后实施。生产车间项目负责人、专 业技术管理人员向施工单位作业负责人、作业人员交底。交底内容应包括作业内容、作业 环境的危害和风险、安全注意事项、作业人员劳动保护装备、应急安全措施等。作业许可 证签发生效后,生产车间项目负责人应将现场作业安排情况在作业实施之前通知作业区域 的岗位人员,以便岗位人员做好配合工作。
(3) 作业前现场检查和安全措施交底。施工单位取得许可证后,施工单位作业负责 人组织作业。施工单位应确保作业机具达到作业所在区域或部位的防火防爆等级要求,项 目负责人应对作业机具是否符合防火防爆等级要求进行检查,不符合要求的机具不得使 用。作业人员必须严格按任务单、许可证及现场交底的要求作业,严格遵守操作规程和与 作业有关的规章制度。
(4) 基层单位必须向施工单位进行现场检查交底,基层单位有关专业技术人员会同 施工单位作业负责人及有关专业技术人员、监护人,对作业现场的设备设施进行现场检 査,对检维修作业内容、可能存在的风险及施工作业环境进行安全措施交底,结合施工作 业环境对作业许可证列出的有关安全措施逐条确认,并将补充措施确认后填入相应栏内。
施工单位作业负责人应向施工作业人员进行作业程序和安全措施交底,并指派作业监 护人。
安全措施交底主要包括两个方面的内容:一是在作业(施工)方案的基础上按照作 业(施工)的要求,对作业(施工)方案的安全措施进行细化和补充;二是要将作业人 员(操作者)的安全注意事项讲清楚,保证作业人员的人身安全。需要说明的是,《危险 化学品企业特殊作业安全规范>(GB 30871)提出明确要求,即作业前,应对参加作业的 人员进行安全措施交底,主要内容有:
① 作业现场和作业过程中可能存在的危险、有害因素及釆取的具体安全措施与应急 措施。
② 会同作业单位组织作业人员到作业现场,了解和熟悉现场环境,进一步核实安全 措施的可靠性,熟悉应急救援器材的位置及分布。
③ 涉及断路、动土作业时,应对作业现场的地下隐蔽工程进行交底。
安全措施交底工作完毕后,所有参加交底的人员必须履行签字手续,基层单位班组、 交底人、作业人员、作业监护人各留执一份,并记录存档。
2.检修作业过程中的安全风险分析要点
(1) 设备检维修作业时间紧、作业条件差、交叉作业多,主要的危害有工作过程中 对作业人员的机械伤害、物体打击、灼烫、中毒窒息等。
(2) 日常检维修过程,因为涉及动火、进入受限空间等危险作业活动,常见的安全 风险在前文已经进行了介绍,在此不再赘述。
(3) 在作业过程中,工作人员站位不好、使用工具有缺陷、未进行有效固定、操作 失误、有关人员配合不好等。
(4) 对需要作业的电气设备或与电气设备系统相连,未在停机后切断电源、摘除保 险或挂接地线,并在开关上挂“有人工作、严禁合闸”警示牌。
(5) 未办理完作业许可证就开始作业,或作业内容、人员、有效期等与作业许可证 不符。
(6) 劳动保护用品配备不到位,如产生粉尘的作业不配备防尘口罩而是用纱布口罩 代替,穿易产生静电的服装、服饰和带铁钉的鞋进入生产装置和易燃易爆区。
(7) 作业过程就地排放易燃易爆物料及化学危险品,或者用汽油、易挥发溶剂擦洗 设备、衣物、工具及地面。
(8) 在液化炷和轻质油装置、罐区,用黑色金属和易产生火花的工具进行敲打、撞 击作业,在高温管线上刷漆、保温等。
(9) 作业期间,生产车间项目负责人、单位领导和专业管理人员未对作业现场进行 抽查,监督施工单位按章作业。
(10) 在拆卸、解体和维修高温设备时,必须待设备内部温度冷却至正常温度时,再 进行拆卸、解体和维修作业。开启设备人孔,拆卸设备的头盖、管线的法兰、机泵等工作 时,最主要的是要防止残存物料喷出、部件坠落造成人身机械伤害、中毒、烫伤等伤害。 非本装置人员进入生产装置作业时,一定要注意装置内设置的警示牌、风向标等。
(11) 作业过程中发现异常现象(如现场消防警报、紧急撤离警报响起),生产单位 项目负责人或者许可证签发人、监护人等立即通知作业人员暂停作业并撤离,作业人员必 须立即暂停作业并从作业区域撤离。当异常情况解除,需要恢复作业时,应由基层单位领 导分析、核查暂停作业的原因是否已得到有效消除,并对相关的安全措施重新检查确认后 恢复作业。
(12) 当作业内容与许可证上说明的作业内容相比发生变更时,或环境条件变化时, 需要重新办理作业许可证。
(13) 施工作业完工后,由生产车间项目负责人、监护人和施工单位作业负责人确认 并在相应作业票上“完工验收”栏中签名,还要将完工信息告知相关岗位和人员。
(三)装置大检修安全风险分析要点
1.大检修作业前的安全风险分析要点
生产装置大检修具有作业时间周期短,现场交叉作业多,作业场地狭窄,施工环境 差,施工机具、原料、物品种类零散繁多,施工人员素质参差不齐,有时候受生产经营条 件限制,需要边生产边进行施工作业,在检维修作业过程中极易发生火灾、高处坠落、起 重伤害、中毒窒息等各类人身伤害事故,以及环境污染事故等,检维修过程中安全管理具 有一定难度。做好检修作业前安全风险分析应关注以下内容。
1) 大检修作业前人员要求
(1) 把好承包商准入关。从近年来化工企业检维修过程中发生的事故来看,事故的 责任主体绝大多数是外来承包商、分包商,因此,要求化工企业建立完善承包商管理制 度,在施工项目招标阶段,对施工单位的营业执照、法定工程资质、特种作业人员资质、 安全生产资质和安全管理能力等内容进行招标入围前审查;施工单位中标以后,企业要严 格施工人员进入现场的厂级安全教育、车间级安全教育、作业前危害告知等安全教育培训 的管理;在施工作业过程中,企业对承包商施工现场作业行为进行监督检查与考核,淘汰 资质不合格、现场施工安全管理能力低下的承包商。
(2) 对其他人员要求。对参加检修的所有人员进行各专业施工安全规程的专题安全 教育,生产单位组织本单位员工学习装置检修安全健康环保(HSE)管理规定、危险辨 识、风险评价后提出的HSE控制措施、应急预案、开工方案、停工方案等,对照应急预 案进行演练,并考试合格。
2) 停工过程要求
(1) 严格按照审批后的停工方案停工,停工过程的每一关键步骤都有专人负责确认, 制定大检修作业施工方案,进行危害识别并制定相应的安全措施。
(2) 易燃易爆、有毒、腐蚀、污染性物料按规定回收或排放火炬。
(3) 对盛装有毒有害、易燃易爆等介质的设备、塔、罐、换热器、管线等按规定时 间彻底吹扫、蒸煮、酸碱中和、氮气置换、空气置换,使其不存留介质,按规定时间通风 后采样分析合格。
(4) 进出装置的油、瓦斯、氢气、氮气、蒸汽、化工物料等要加装盲板,装置有效 隔离,盲板安排专人管理、装拆,编号登记,并在现场做好明显标识。
(5) 含油污水系统的检査井、地漏、下水井等,装置区明沟、地面、平台及设备、 管道外表油污清扫干净。
(6) 对下水系统进行有效封堵,下水井及地漏系统用不少于2层的石棉布、5cm厚 的细土封堵,或用水泥封闭;无存油的地沟要灌清水;Y型地漏,不能把放空管线和漏斗 封闭在一起。
(7) 进入特殊部位进行检查、清扫、检修要制定并落实好防范措施。
(8) 安排好合格的作业监护人。
(9) 对危险区域、设施、电缆沟、禁动区域设施等做好警示标志。
(10) 在施工作业现场划出安全隔离作业区,办理临时固定动火点,进行预制作业; 施工单位根据作业内容和作业场所环境情况制定出安全有效的作业区隔离措施方案。
(11) 做好检修期间废弃物处理的安排。
(12) 落实现场消防措施,消防、气防设施、器材完好。
(13) 重要仪表采取适当的防护措施。
(14) 所有机泵等用电设备全部断电并告知生产车间,未断电的设备要做好标识和 防护。
(15) 需夜间检修的作业场所,设有足够亮度的照明装置。
(16) 对检修现场的坑、井、洼、沟、陡坡等应填平或铺设与地面平齐的盖板,也可 设置围栏和警告标志,并设夜间警示红灯;检修现场的爬梯、栏杆、平台、铁算子、盖板 等要安全可靠。
(17) 加强道路交通管理,检查、清理检修现场的消防通道、行车通道,保证畅通无 阻,规定施工作业期间哪些路段禁止通行,哪些路段禁止停放车辆,必要时安排专人进行 交通管理。
3) 组织检修前的生产装置联合检查确认
现场实践证明,实施大检修前联合检查是保证安全检修的一项行之有效的措施,即相 关部门和单位按照专业分工对检修条件进行确认,确保装置内工艺系统、检修环境等已得 到妥善处理,各类安全措施得到落实,对达不到检修条件或者开工条件的工作进一步完 善,起到事前预防的作用,可以避免由于准备不充分、条件不具备而引发各类事故,为整 个检修过程提供安全的作业条件;检查应急准备情况,一旦发生事故,可保证得到及时有 效的处理。
4) 大检修施工现场管理要点
检修现场要保证安全施工,不污染环境,不堵塞交通要道和消防通道。安全管理以现 场安全施工、文明作业和反“三违”为主。装置检修前期,以防火防爆为主要控制内容; 检修中期,以防机械伤害、高处坠落、起重事故、触电等为主要内容,检修后期,要防止 人员因疲劳、麻痹、侥幸心理而造成工作失误和违章作业。重点关注以下各方面的内容:
(1) 临时用电。临时用电要符合《施工现场临时用电安全技术规范XJGJ 46)的要 求,做到“一机一闸一保护、三相五线制,三级配电”等,电线要整齐规范。
(2) 高处作业。高处坠落是检修施工作业的高发事故,必须对高处作业的防护予以 重点关注。检修期间,重点关注高处作业人员是否系安全带,且安全带的使用方法是否正 确;对于施工过程中最常用到的脚手架,要求必须经专业人员检查后挂牌使用。尽量杜绝 交叉作业,如果有无法避免的上下交叉作业,必须在每个作业层设防护网,必要时指派专 人进行统一指.挥与协调。避免高空坠物对下部人员造成伤害。另外,根据施工需要,临时 拆除的平台、护栏等必须及时加装临时防护措施,临时防护措施要能确保安全,防止人员 和物体坠落。对于平台上的孔洞要及时修补,杂物要及时清理,防止坠落伤人。
(3) 受限空间作业。装置检修期间,受限空间作业较多,最容易发生中毒窒息事故。 受限空间作业前要化验分析合格,对受限空间做到有效隔离,受限空间作业人员的劳动防 护用品要合格,作业监护人要尽职尽责,受限空间的出口周围不能堆放杂物,要能够保证 作业人员紧急状况下的脱险和救护,对于进出人员要进行登记,另外,受限空间内使用的 手持式电动工具、照明行灯、电压等要符合要求。
(4) 吊装作业。吊装作业是检修期间最常见的提举重物的方式,大量使用吊车、手 拉葫芦等起重机具。起重事故也是装置大检修、工程建设过程中的多发事故。要求卷扬 机、手拉葫芦、电动葫芦、吊篮等的使用符合规范的要求,自制起重工具要严加控制。为 了防止吊物坠落伤人,一定要在可能造成伤害的范围内做好警戒,并派专人管理。汽车起 重机的支腿要完全伸出,并且要垫枕木,防止地面塌陷和起重设施倾倒事故。
(5) 动火作业。检修期间动火作业主要的危险是下水井或地漏积存的易燃易爆介质 和施工现场的易燃易爆物质,如乙焕瓶等。要重点关注动火点周围消防设施是否齐备,要 特别注意对下水井和地漏的检查,防止施工过程破坏,确保其处于密封状态。动火点周围 不能存有易燃物质,在动火点10 m范围内及动火点下方不应同时进行可燃溶剂清洗或喷 漆作业。禁止在受限空间内同时进行刷漆和用火作业,高处的动火作业要采取防火花飞溅 的措施。使用前对乙快瓶等要进行试漏,电焊机具、导线、各种气瓶等要符合《焊接与 切割安全》(GB 9448)的要求。
(6) 作业人员的劳保护品。要求施工单位为进入施工作业现场的施工人员配备必要 的个体劳动防护用品,同一个施工单位要配备统一的符合要求的劳保服装和劳保鞋,按照 作业现场的工作性质配备适用的防护用品,如防尘口罩、防毒面罩、耳塞、防护目镜等, 受限空间作业还要配备空气呼吸器、长导管呼吸器等。
2.大检修结束后的管理要点
大检修工作结束后,企业要组织大检修工作联合检查验收,其主要内容如下:宀 _ U
(1) 检修项目全部完工,质量合格。 注册安壬工程師HG
(2) 脚手架、临时照明设备、临时电源线全部拆除。 昇罰飜謨
(3) 施工机具全部运走,保运机具移至装置外围。
(4) 梯子、平台、栏杆、地沟、吊装孔恢复完好。
⑸安全装置齐备,灵敏好用,照明(包括事故照明)正常。
⑹消防道路畅通,消防/气防设备、器材和个体防护用具齐全完好。回扫愆饗棒
(7) 地面平整清洁,工业垃圾、废弃包装物、边角废料、多余的土石方等得到合理 处置,不污染环境,做到工完、料净、场地清。
(8) 压力容器及储罐等设备及管线,按规定进行试压、试漏和气密试验;安全阀、 压力表、温度计、液位计等安全附件调试安装并投用,仪表自保联锁校验合格并投用,通 风设备完好。
(9) 涉及易燃易爆物料的密闭设备和管道按工艺要求进行气体置换,化工原材料准 备齐全。
(10) 做好开工过程使用的公用工程准备工作,按照操作规程引入水、电、蒸汽、 风、瓦斯进入生产装置区。
(11) 施工人员全部撤离现场,保运人员进入指定位置工作,组织岗位操作人员学习 开工方案并经考试合格。
(12) 生产车间按开工方案组织开工前安全条件确认检查,做好系统开车的准备。
检修过程是一个动态的过程,各种危险因素随时会出现,在检修过程中,提倡全员参 与安全管理,人人都做安全员,尤其是监护人,能够对作业全过程进行监督管理,能够及 时发现问题,及时制止,及时反映,对各种风险进行有效控制。
+、射线探伤作业安全技术
射线探伤作业是指利用X射线、丁射线、高能射线和中子射线等对金属内部可能产生 的气孔、针孔、夹杂、疏松、裂纹、偏析、未焊透和熔合不足等缺陷进行质量检查的一种作业。
(一) 射线探伤类型
射线探伤是利用射线穿透物体来发现物体内部缺陷的探伤方法。射线探伤是无损检测 材料、零件、部件和构件质量的基本方法之一,是焊缝检测中最常用的检测方法,在对铸 造、焊接和其他不可拆卸的连接器件进行检查时,在所釆用的无损检查手段和方法中,射 线探伤占很大的比例。其工作原理是射线穿过材料到达底片,会使底片均匀感光,如果遇 到裂缝、洞孔、气泡和夹渣等缺陷,将会在底片上显示出暗影区来。这种方法能检测出缺 陷的大小和形状,还能测定材料的厚度。在炼化企业中,射线探伤作业所使用的主要辐射 源是X射线机、密封放射源。选用何种辐射源主要取决于被检测物体的材料和厚度。
丁射线探伤机使用的辐射源多为60Co和'92Ir,其特点是射线穿透力强,放射源可通过 窄小部位进行透照,适用于异形物体探伤,特别适合于作环形或球形物体探伤,了射线探 伤机与X射线探伤机不同的是,工业X射线探伤机只有在开机加高压后,才产生X射线, 而了射线探伤机不论是否开机,放射性核素源总有射线射出,因此对防护的要求更高。
(二) 射线探伤作业前安全危险性分析技术要点
(1) 作业单位、作业人员资质要求。作业单位必须依法取得有效的“辐射安全许可 证”,作业人员取得“放射工作人员证”;禁止无证或者不按照规定的种类和范围进行射 线探伤作业。作业人员上岗前要进行必要的放射性知识培训并经考试合格(其他相关人 员也要进行必要的放射性知识培训)。
(2) 对于使用放射源的异地施工单位应根据《放射性同位素与射线装置安全和防护 条例》(国务院令第449号)的要求,持有迁出地和接受地环保部门审批的“放射性同位 素异地使用备案表”和所使用放射源身份编码和活度证明材料,并将这些材料登记备案 留存,没有办理放射性同位素异地使用备案的单位严禁开展放射源异地探伤作业。
(3) 射线探伤作业过程中,主要的危险是无关人员的误照射,发生这种情况的原因 主要是作业之前,未通知到可能受影响的单位,作业时,未设置明显的警示标志或有效隔 离,无关人员不知道有探伤作业误入作业区从而被照射。另外,作业结束后,作业人员不 及时通知相关单位和人员,虽然对人员不会有什么危险,但会因不知情导致不敢进入作业 影响区域而影响其他工作。
(4) 对于丁射线探伤机来说,由于探伤机的质量问题,如防护壳屏蔽有问题,造成 密封源泄漏;由于设计不合理或组装不牢< 松动,导致放射源脱落;或者因输源管破裂等 故障源不能被收回至防护罐内,放射源也有可能脱落;运输中保管不善,源容器丢失,如 果被人发现捡回家中,就会造成多人受照射。另外,探伤机故障维修,未注意做好防护, 也可能对作业人员造成照射事故。
(5) 工业X射线探伤发生放射事故多为开机时误照,如调试机器时分工不明;误传 联络信号;开机未示警;二人作业,配合失误;检修机器故障等都有可能发生作业人员的 误照射。
(三) 射线探伤作业前应落实的安全防护措施
1. 作业许可的申请
从事放射探伤作业的单位,须向化工企业放射管理部门提供省级环境保护主管部门颁 发的“辐射安全许可证”、施工单位及放射工作人员的资质、施工方案、放射源的转让手 续、安全防护措施和事故应急预案,经企业相关的管理部门审查通过后办理放射源入厂许 可,才有资格在企业装置范围内进行放射探伤作业。不含放射源的设备不需要办理入厂 许可。
射线探伤作业单位根据作业任务单编制射线探伤作业防护方案(其内容包括施工简 明示意图、防护距离、防护措施及应急处理措施等),提前一天向作业区域所属单位报 告,作业区域所属单位负责人会同施工单位作业负责人填写“射线作业许可证”,经企业 主管部门和相关单位审核批准后,方可作业。
放射工作人员必须经过辐射专业知识培训,能正确使用射线探伤机,操作时严格遵守 各项操作规程,放射工作人员要接受个人剂量监测,放射工作单位要为放射工作人员建立 个人剂量档案。
放射探伤作业单位要明确现场的专职安全负责人,负责作业时安全防护工作,作业时 间原则上也要夜间人少时进行,特殊情况下须经企业主管部门或领导批准同意。
射线探伤作业所在单位要严格控制探伤作业时探伤机的台数、作业点位置,探伤时的 方向要尽量避开人员出入频繁的装置和易受辐射影响的装置,进入现场作业的探伤机原则 上X射线探伤机不得超过1台,了放射源的使用更应严格控制。原则上不得进行探伤交叉 作业,如必须进行交叉作业的,探伤作业所在单位要和探伤作业单位达成协议并制定详细 的防护方案,经相关的管理部门批准同意后方可作业。
进行2射线探伤作业前,操作人员应检查探伤装置的安全锁、联锁装置、位置指示 器、输源管、驱动装置等的性能。严禁使用铭牌模糊不清或安全锁、联锁装置、输源管、 控制缆、源辨位置指示器等存在故障的探伤装置。探伤装置必须专车运输,专人押运。押 运人员必须全程监护探伤装置。
2. 射线探伤作业前的告知
探伤作业单位要在作业区域(装置、车间、作业区)等人员通行的位置设置放射探 伤作业告示牌,告示牌要注明放射探伤作业的时间、地点及作业简单示意图,并将内容通 知所涉及的周边单位,同时汇报企业射线探伤作业主管部门,接到通知的单位负责通知到 本单位的相关人员,避免人员误入警戒区。
作业所在单位要安排值班人员对作业现场的防护措施进行检查确认,确认后在作业票 上签字。公共区域、生产区外管网区域的放射探伤作业,实行“谁委托、谁管理”的原 则,由所委托的单位对放射防护工作进行监督管理,放射探伤作业的防护距离涉及多个单 位的,“射线作业许可证”要由所涉及单位进行会签,会签单位负责本单位的告知工作。
(四) 射线探伤作业过程的安全防护措施
射线探伤作业过程中操作人员必须严格遵守作业前制定的各项操作规程,釆取可靠的 安全措施和科学管理来防止放射事故的发生。
进行射线探伤作业前,作业单位和作业项目所在单位必须先将工作场所划分为控制区 和监督区。控制区边界外空气比释动能率应低于40 μGyh-*o在其边界必须悬挂清晰可见 的“禁止进入放射性工作场所”警示标识。未经许可人员不得进入该范围,必须采用警 戒绳和安排监督人员实施人工管理。控制区、监督区范围的计算方法见《工业Y射线探 伤放射防护标准》(GBZI32)或《工业X射线探伤放射防护要求XGBZ 117)o
进行射线探伤作业时,必须考虑射线探伤机和被检物体的距离、照射方向、时间、屏 蔽条件,以保证作业人员的受照剂量尽可能低。由于环境条件限制,进行短距离操作时, 必须使用现场探伤的防护装置,如铅防护屏、铅防护亭、铅防护车等,射线探伤作业人员 必须佩戴个人防护用品,必要时可设专人站岗。每个射线探伤作业人员必须配备一部合格 有效的放射量测定仪。
射线探伤作业期间必须有监护人(与作业许可证上相符)始终在现场,并沿警示带 不间断巡检,防止其他人员误入。监护人要利用便携式射线监测仪器加强监测与检查,发 现超标要立即通知施工单位停止作业。
进行Y射线探伤作业时,至少有2名操作人员同时在场,每名操作人员应配备1台个 人剂量报警仪和个人剂Wo个人剂量计应定期送交有资质的检测部门进行测量,并建立 个人剂量档案。
丫射线探伤装置用毕不能及时返回施工单位放射源库保管的,应利用保险柜现场保 存,但须派专人24 h现场值班。保险柜表面明显位置应粘贴电离辐射警告标志。
施工单位需要在各企业存放放射性同位素的,施工单位应落实防火、防水、防盗、防 丢失、防破坏、防射线泄漏安全防护措施,专人保管放射性同位素,建立登记、检查制 度,确保账物相符。
发生辐射事故应立即停止作业,启动本单位应急预案,对可能受到辐射伤害人员,应 立即送到当地卫生主管部门指定的医院或者有条件救治辐射损伤病人的医院进行检查和治 疗,或者请求医院立即派人赶赴事故现场,釆取救治措施。
(五)射线探伤作业结束后的安全防护措施
射线探伤作业人员解除警戒,并向探伤作业所涉及的单位负责人报告作业终止时间, 将作业所用的所有设备撤离现场,使用放射源探伤的,作业结束后要立即将放射源撤离, 探伤作业所涉及的单位负责人和施工单位作业负责人对作业结束后的现场进行检查,确认 无误后撤离现场。
使用Y射线探伤机作业结束后,必须用辐射剂量监测仪进行监测,确定放射源收回 源容器后,由检测人员在检查记录上签字,方能携带探伤装置离开现场。
十一、工作危害分析方法简介
工作危害分析是一种危害辨识与风险分析方法,该方法是为了安全地完成某项工作 (或作业活动),把工作(或作业活动)内容划分为若干个子步骤,依据安全健康管理法 律法规、标准规范,以及企业安全健康管理要求对每一个子步骤包含的潜在危险、有害因 素进行辨识,针对辨识结果制定安全风险管控措施的工作过程。在化工企业安全管理实务 中,工作危害分析通常被称作工作危害分析(job hazard analysis, JHA)或工作安全分析 (job Safety analysis, JSA) o该方法适用于化工企业作业活动前的风险分析。
(-)实施方法
(1) 划分作业步骤。把工作(或作业活动)分解为若干个相连的工作子步骤。通常 情况下,工作(或作业活动)内容相对简单的可以划分为5~7个工作子步骤,划分过多 或过少的工作子步骤都可能影响危险有害因素识别效果,工作量较大、内容较多的工作 (或作业活动)可以划分出更多数量的工作子步骤。
(2) 辨识每一步骤危险、有害因素。根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》 (GB/T 13861)的规定,辨识每一步骤的危险源及潜在事件。根据《企业职工伤亡事故分 类》(GB 6441)的规定,分析危险源及潜在事件可能造成的后果。
(3) 制定安全风险管控措施。针对每一起危险源及潜在事件可能造成的后果,从工 程控制、管理措施、安全教育培训、个体防护、应急处置等方面制定风险管控措施。
(4) 评估风险、判定等级。根据企业风险管理制度判定每一起危险源及潜在事件可 能造成的后果的安全风险等级。
(5) 填写工作危害分析评价记录,见表2-18o
表2-18工作危害分析评价记录
(记录受控号)单位: 岗位: 工作(或作业活动)名称: No:
序号 |
作业 步骤 |
危险源或潜 在事件(人、 物、作业环 境、管理) |
主要 后果 |
现有控制措施 |
L |
S |
R |
评价 级别 |
建议新增(改进) 措施 |
安全风险 管控措施 负责人 | ||||
工程 技术 |
管理 措施 |
安全 教育 培训 |
个体 防护 |
应急 处置 | ||||||||||
分析人: 日期: 审核人: 日期: 审定人: 日期:
填表说明:1.审核人为所在岗位/工序负责人,审定人为上级负责人。
2. 评价级别是运用风险评价方法确定的风险等级。
3. 安全风险管控措施负责人是指每一项风险管控措施的落实人员,需要注意的是不同的安全风险管控措施 应由不同专业、不同岗位的人员负责落实。
4. 企业可结合安全管理实际参照表格形式制定其他形式表格。
注:L-危险源或潜在事件造成风险的可能性等级;
S-危险源或潜在事件造成风险的严重度等级;
R—危险源或潜在事件造成风险的风险度等级。
(二)应用示例
某化工企业为了控制气柜运行过程中的泄漏风险,保证气柜安全运行,需要对气柜进 行定期检修。气柜的检修作业是一种高风险的作业,必须加强风险管控。
该企业釆用工作危害分析方法,识别作业中潜在的危害,确定相应的工程措施,提供 适当的个体防护设施,以防止事故发生,防止人员受到伤害。工作危害分析需要将作业活 动的每一步骤进行分析,从而辨识潜在的危害并制定安全措施。确定对策时,从工艺处 理、作业风险的控制措施两个方面加以考虑。该企业检修气柜工作危害分析见表2-190
表2 -19某化工企业检修气柜工作危害分析表
工作/任务:检修气柜 区域/工艺过程:气柜
序号 |
工作步骤 |
危害或潜在事件 |
主要后果 |
现在安全控制措施 |
L |
S |
R |
建议改正/ 控制措施 |
1 |
准备工作 |
防护用品佩戴不 合格 |
中毒、窒息、爆 炸 |
进行安全教育,检 查防护用品完好性及 佩戴方式 |
2 |
5 |
10 | |
不按要求着装 |
产生静电,引发 爆炸 |
进行安全教育,按 规范着装和穿戴劳保 用品 |
2 |
5 |
10 | |||
未带瓦斯、硫化 氢检测仪 |
中毒、窒息、爆 炸 |
携带便携式检测仪, 列表检查确认 |
2 |
5 |
10 | |||
未带工具袋 |
工具掉落伤人 |
佩戴工具袋,列表 检查确认 |
1 |
4 |
4 | |||
2 |
拆卸、开 侧窗、天窗 通风 |
工具非防爆 |
爆炸 |
使用防爆工具,列 表检查确认 |
2 |
5 |
10 | |
作业不熟练 |
碰伤、坠落 |
进行教育培训,监 督佩戴安全带 |
1 |
4 |
4 | |||
残留有毒爆炸物 物质 |
中毒、窒息、爆 炸 |
气柜柜底彻底除油、 清淤,置换至合格, 岗位培训,作业时佩 戴空气呼吸器,使用 防爆工具,将气柜加 盲板隔离 |
3 |
5 |
15 | |||
工具摆放位置 有误 |
从髙处坠落伤人 |
把工具放在不易碰 落位置 |
1 |
4 |
4 | |||
平台有杂物 |
绊倒、坠落、摔 伤 |
作业前检査平台 |
1 |
4 |
4 | |||
3 |
进气柜 作业 |
釆样数据不准确 或未采样分析 |
化验结果有误造 成中毒、窒息、爆 炸 |
采样位置分上、中、 下,应具有代表性, 使用化验分析与便携 检测仪互相验证的方 法检测数据 |
3 |
5 |
15 | |
无票作业 |
中毒、窒息、爆 炸 |
开具作业票落实安 全措施 |
3 |
5 |
15 | |||
无监护人 |
中毒、窒息、爆 炸 |
委派有资质的监护 人,落实监护人职责 |
3 |
5 |
15 |
注:R = LSD
通过工作危害分析可知,人孔拆卸和进入气柜内作业风险最高,风险度R>15,有可 能出现人员中毒、窒息或者爆炸的危险,必须采取安全措施,避免上述风险。需要提示的 是,表2-19仅仅是分析结果示例,在实践应用过程中,企业应注意安全控制措施的完整 性,以及每一项措施要有具体的人员进行落实、签字确认。
随着过程自动化控制水平的不断提高,自控及仪表系统已成为企业安全设施的重要组 成部分,化工企业生产过程中的工艺介质及装置设备的运行状况,如流量、温度、压力、 转速、振动等参数,都由仪表及自动化控制系统进行自动检测、显示、控制和保护联锁。
一、 化工过程控制系统的工作原理
当控制系统受到扰动作用后,被控变量(如温度、压力、液位)发生变化,通过检 测变送仪表得到其测量值;控制器接受被控变量(如温度、压力、液位)测量变送器送 来的测量信号,与设定值相比较得出偏差,按某种运算规律进行运算并输出控制信号;控 制阀接受控制器的控制信号,按其大小改变阀门的开度,调整被控变量的数值,以克服扰 动的影响,使被控变量回到设定值,最终达到控制被控变量(如温度、压力、液位)稳 定的目的,这样就完成了所要求的控制任务。这些自动控制装置和被控工艺设备组成了一 个没有人直接参与的自动控制系统。
通常,设定值是控制系统的输入变量,而被控变量是控制系统的输出变量。控制系统 的输出变量通过适当的测量变送仪表又引回到系统输入端,并与输入变量相比较,这种做 法称为反馈。当反馈信号与设定值相减时,称为负反馈;反馈信号取正值与设定值相加, 称为正反馈。输出变量与输入变量相比较所得的结果称为偏差,控制装置根据偏差的方 向、大小或变化情况进行控制,使偏差减小或消除。发现偏差,然后去除偏差,这就是反 馈控制的原理。利用这一原理组成的系统称为反馈控制系统,通常也称为自动控制系统。 在一个自动控制系统中,实现自动控制的装置可以各不相同,但反馈控制的原理却是相同 的。由此可见,有反馈存在、按偏差进行控制,是自动控制系统最主要的特点。
二、 化工过程检测
在化工生产过程中,为了有效地进行生产操作和自动控制,需要对工艺生产过程中的 压力、料位、流量、温度等参数和产品的成分及物性进行自动检测。为满足化工过程的检 测要求,应采用相应的检测方法、测量误差分析与处理方法来获得被测参数的真实值。
(一)检测方法
1-偏差法
偏差法是用测验仪表的指针相对于仪表刻度零位的位移(偏差)量直接表示被测量 大小,如弹簧秤、压力表、体温表、体温计等指示式仪表。偏差法测量方式属于开环测量 方式,仪表刻度是预先用标准仪器标定好的,测量结果的好坏取决于测量元件和转换放大 环节的性能。偏差法测量的特点是直观、简便、速度快,相应的仪表结构简单,测量精度
• 234 •
较低,测量范围小。
2. 零位法
零位法是将被测量与已知标准量进行比较,当两者差值为零时,由标准量的值即可确 定被测量的大小。零位属于反馈型闭环检测方法,如用天平测量物体质量的方法就是零位 法。在现代仪表中,零位法的平衡操作完全是自动完成的,如电子电位差计等便是如此。 零位法测量具有测量精度高、测量过程复杂等特点,不适用于测量快速变化的参数。
3. 微差法
微差法是将偏差法和零位法组合使用的一种测量方法。测量过程中将被测量的大部分 用标准量平衡,而剩余部分采用偏差法测量。利用不平衡电桥测量热电阻的变化便是如 此,桥路中被测电阻的静态电阻使电桥处于平衡状态,而热电阻的电阻变化量使电桥失去 平衡,产生相应的电压输出,被测热电阻的大小等于其静态电阻与用电桥输出电压确定的 电阻变化量之和。微差法具有测量精密度高、反应速度快等特点。
(二)测量误差分析与处理方法
1. 测量误差的形式
1) 绝对误差
绝对误差是仪表的指示值与真实值之间的代数差,绝对误差的大小可以反映仪表指示 值接近真实值的程度,但不能反映不同测量值的可信程度。
2) 相对误差
相对误差是检测仪表的绝对误差和真实值之比,常用百分数表示;相对误差越小,说 明测量结果的可信度越高。相对误差就是用来判断测量结果的准确程度,即测量精度。
3) 引用误差
检查仪表的绝对误差与仪表的量程之比的百分数,称为引用误差。引用误差可以表示 检测仪表的准确程度,引用误差小,表明仪表产生的测量误差相对的小,测量结果相对可 信度高。
2. 测量误差的分类
1) 系统误差
系统误差是在相同测量条件下,多次测量同一被测量时,测量结果的误差大小与符号 均保持不变或按某一确定规律变化的误差。它是由于测量过程中仪表使用不当或测量时外 界条件变化等原因所引起的。
2) 随机误差
随机误差是在相同测量条件下,对参数进行重复测量时,测量结果的误差大小与符号 以不可预计的方式变化的误差。随机误差的大小反映对同一测量值多次重复测量结果的离 散程度。产生随机误差的原因很复杂,一般是由许多微小变化的复杂因素共同作用的 结果。
3) 粗大误差
粗大误差是测量结果显著偏离被测值的误差,没有任何规律可循。产生粗大误差的主 要原因是测量方法不当、工作条件显著偏离测量要求等,但更多的是人为因素造成的,如 工作人员在读取或记录测量数据时疏忽大意。带有这类误差的测量结果毫无意义,应予以 剔除。
3.测量误差的分析与处理
在测量过程中,如何处理带有未知误差的数据,甄选不同的测量误差,从繁杂的测量 数据中筛选出被测量的真实值,是保证测量质量的关键。分析过程中,一般先分析粗大误 差,剔除粗大误差后分析系统误差,对测量结果进行修正,之后对随机误差进行统计 分析。
1) 系统误差的分析与处理
系统误差的特性具有确定性、重视性和修正性。通过试验对比,用高精度的测验仪表 校验普通仪表时,可以发现固定不变的系统误差(定值系统误差)。通过对误差大小及符 号变化的分析,来判断变化的系统误差(变值系统误差)。但是,通常不容易从测量结果 中发现变值系统误差并认识其规律,只能具体问题具体分析,这在很大程度上取决于测量 者的知识水平、经验和技巧。为了减小系统误差的影响,可以从以下两方面着手进行 处理。
(1) 消除系统误差产生的根源。合理选择测量方法,校验检测仪表,保证仪表的测 量条件,防止产生系统误差。
(2) 在实际测量中,釆用一些有效的测量方法来消除或减小系统误差。可以采用的 测量方法有交换法、代替法、补偿法、对称量法等。
2) 随机误差的分析与处理
随机误差在测量次数足够多吋,一般呈正态分布规律,具有对称性、有界性和抵偿 性。为消除随机误差,需要在消除了系统误差和粗大误差的影响之后,对同一被测量介质 进行多次测量(一般为5~10次即可),计算多次测量结果的算术平均值,任意一次测量 结果位于算术平均值的置信区间内(置信区间是数理统计学知识,在此不再赘述)。
3) 粗大误差的分析与处理
误差会显著歪曲测量结果,所以必须在剔除含有粗大误差的测值后,再进行数据的统 计分析,从而得到符合客观实际的测量结果;目前判定粗大误差的常用方法是莱伊特准 则,它以±3b (西格玛)为置信区间,凡超过此值的剩余误差均作粗大误差处理,予以 剔除。 更多免费资料老姚注安Q群:
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二•、化工仪表的型
化工企业仪表设备一般分为常规仪表、仪表控制系统、仪表联锁保护系统、分析仪 表、安全环保仪表及其他仪表。常规仪表包括检测仪表、显示或报警仪表、控制仪表、辅 助单元、执行器及其附件等。仪表控制系统包括集散控制系统(DCS)、可编程控制系统 (PLC),机组控制系统(CCS)、工业控制计算机系统(IPC)、监控和数据采集系统 (SCADA)等。仪表联锁保护系统包括紧急停车系统(ESD)、安全仪表系统(SIS)、安 全停车系统(SSD)、安全保护系统(SPS)、逻辑运算器、继电器等。分析仪表包括在线 分析仪表、化验室分析仪器。安全环保仪表包括可燃气体检测报警器,有毒气体检测报警 器,氨氮分析仪,化学需氧量(CoD)分析仪,烟气排放二氧化硫分析仪,外排废水、 废气流量计等,另外,还有振动/位移检测仪表、调速器、标准仪器、工业电视监控系
统等。
(-)常规仪表
常规仪表主要是指通过被测量与标准量相比较得到结果的原理制造的仪表。通过常规 仪表可以对工艺生产过程中的温度、压力、流量、液位四类参数进行检测;控制仪表根据 检测到的仪表示值与所要控制的示值进行偏差比较后,输出信号到执行器及其附件使其输 出发生变化,直到变化后的参数符合生产的要求。
(二) 仪表控制系统
一般情况下,仪表控制系统至少要完成三个任务:
(1) 实时数据处理。对来自测量变送装置的被控变量数据进行巡回釆集、分析处理、 性能计算及显示、记录、制表等。
(2) 实时监督决策。对系统中的各种数据进行超限报警、事故预报与处理,根据需 要进行设备启停,对整个系统进行诊断与管理等。
(3) 实时控制及输出。根据生产过程的特点和控制要求,选择合适的规律,包括复 杂的先进控制策略,然后按照给定的控制策略和实时的生产情况,实现在线、实时控制。
(三) 仪表联锁保护系统
仪表联锁保护系统用于监视生产装置或独立单元的操作,如果生产过程超出安全操作 范围,可以使其进入安全状态,确保装置或独立单元具有一定的安全度。安全仪表系统不 同于批量控制、顺序控制及过程控制的工艺联锁,当过程变量(温度、压力、流量、液 位等)超限,机械设备故障,系统本身故障或能源中断时,安全仪表系统能自动(必要 时可手动)地完成预先设定的动作,使操作人员、工艺装置处于安全状态。
(四) 分析仪表
分析仪表是指对物质的组成和性质进行分析和测量,并直接指示物质的成分及含量的 仪表。实验室仪表是由人工现场釆样,然后由人工进行分析,分析结果一般较为准确;在 线分析仪表用于连续生产过程,能自动采样,自动分析,自动指示、记录、打印分析 结果。
(五) 安全环保仪表
安全环保仪表可对生产过程中可能产生的废弃物或异常情况下可能泄漏或外排的气 体、液体的成分进行分析及检测,以便于进行生产调整,减少生产安全或影响环境的事件 发生。
四、仪表设备易发生的事故类型及影响
在仪表的设计、安装和使用维护中稍有闪失,就有可能会造成仪表故障,从而波及生 产的安全和稳定,影响产品质量,引发停车,带来重大的经济损失。
(1) 常规仪表故障及其影响:多数仪表故障出现在与被测量介质相接触的传感器和 调节阀上,这类故障占60%以上;这类故障出现在一般检测回路上,对生产装置不会有 太大的影响。
(2) 仪表系统性故障及其影响:仪表机柜电源是控制系统的命脉。当仪表机柜电源 发生不输出的故障时,操作人员对所有的监控数据无法把握,必定会造成所控制的装置生 产波动,引发装置停车。
(3) 当仪表气源发生停气或压力下降的故障时,装置所有的控制阀门将回到自然状 态,也就是设计时所选择的安全状态,这种情况下生产装置的介质及设备会处于“保险” 状态,不会引起超温、超压,但会引起装置的停车。
(4) 当控制系统发生死机时,一般情况下所有的操作失去控制,也会造成装置停车。 当安全仪表系统中联锁回路的检测、控制设备及相关附件发生故障时,都会引起生产波 动,关键参数还可能互相影响而导致全装置停车。
五、仪表的设计、选型和安装的总体要求
仪表的选型遵循安全可靠、技术成熟、经济合理的原则,仪表设备施工单位必须具有 相应的施工资质、施工能力,并具有健全的工程质量保证体系。
仪表设备工程项目的竣工验收应按设计要求及《自动化仪表工程施工及质量验收规 范》(GB 50093)、《石油化工仪表工程施工技术规程》(SH/T 3521)X石油化工建设工程项 目交工技术文件规定>(SH∕T 3503)进行。工程项目竣工验收资料应齐全完整,主要包 括:工程竣工图(包括装置整套仪表自控设计图纸及竣工图),设计修改文件和材料代用 文件,隐蔽工程资料和记录,仪表安装及质量检查记录,电缆绝缘测试记录,接地电阻测 试记录,仪表风管和导压管等扫线、试压、试漏记录,仪表设备和材料的产品质量合格证 明,仪表校准和试验记录,回路试验和系统试验记录,报警、联锁系统调试记录,智能仪 表、DCS、ESD (SIS)、PLC、CCS、SCADA等组态记录工作单及相关软件版本记录、用 户应用软件备份,仪表设备交接清单,仪表回路图,联锁接线图、逻辑图,仪表设备说明 书,未完工程项目明细表。
(-)常规仪表
1. 选型
常规仪表的选型应遵循《石油化工自动化仪表选型设计规范》(SH/T 3005)、《油气田 及管道工程仪表控制系统设计规范>(GB∕T 50892)0在满足生产需要的前提下,综合考虑 仪表的安全可靠性、技术先进性、经济实用性,另外还应考虑企业现状和发展规划,力求 品种统一,有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理。电涌保护器的设计应遵循《建 筑物防雷设计规范》(GB 50057)、《石油化工仪表系统防雷工程设计规范)(SH∕T3164) 的规定。
2. 调节阀的过程控制
工业里最常用的终端控制元件就是调节阀。调节阀调节流动的流体,如气体、蒸汽、 水或化学混合物,以补偿负载扰动并使得被控制的过程变量尽可能地靠近需要的设定点。
许多人讨论调节阀或阀门,其实他们指的是控制阀组件。典型的控制阀组件由阀体、 阀内件零件、提供阀门操作驱动力的执行机构以及各种各样的阀门附件所组成。阀门附件 包括定位器、转换器、供气压力、调节器、手动操纵器、阻尼器或限位开关。
执行机构和调节阀的选择依据:根据工艺条件,选择合适的调节阀的结构形式和材 质;根据工艺对象的特点,选择合适的流量特性;根据工艺参数的大小,选择合理的阀门 尺寸;根据阀杆受力的大小,选择有足够推力的执行机构;根据工艺过程要求,选择合适 的辅助装置。
调节阀的安装要求:调节阀应安装在水平管道上,DN>50mm的阀应设有永久性支 架;安装位置应便于操作和维修,必要时应设置平台,调节阀上下方应留有足够的空间, 以便维修时取下执行机构、阀内件;调节阀阀组配管应组合紧凑,便于操作、维修和排 液;环境温度一般不高于60 Y ,不低于30 cC;远离连续振动设备,当安装于有振动场合 时,应釆取防振措施;用于高黏度、易结晶、易气化及低温流体时,应采取保温或防冻措 施;用于浆料和高黏度的流体时,应配冲洗管线。
3. 防爆型仪表的管理
根据使用场所爆炸危险区域的划分,选择满足防爆等级的仪表。防爆型仪表的安装、 配线及电缆应按安装场所爆炸性气体混合物的类别、级别、组别确定安装、敷设方式。防 爆型仪表及其辅助设备、接线盒等均应有防爆合格证,其构成的系统应符合整体防爆 的设计要求。防爆型仪表检修时不得随意更改零部件的结构、材质。在爆炸危险区域 对原有的防爆型仪表进行更新、改造或新增时,必须满足原有的防爆要求,不得降低 防爆等级。
4. 放射性仪表的管理
放射性仪表现场10 m之内要有明显的警示标识,维护人员应接受政府主管部门的专 门培训并取得其颁发的放射工作人员证后,才能进行仪表的维护、检修、校准工作,并配 备必要的防护用品和监测仪器。
5. 常规仪表的校准、检修
常规仪表的校准周期,原则上为所在装置大修周期;日常故障修复后必须校准,并做 好校准记录;严禁使用超期未检或检定不合格的标准仪器,各种标准仪器应按有关计量法 规要求进行周期检定。常规仪表设备校准后应进行回路试验及联校,参加联锁的仪表还应 进行联锁回路的调试和确认。
常规仪表的检修,原则上随装置停工检修进行,在检修前应根据实际情况制定检修计 划,准备必要的备品配件、检修材料、工具和标准仪器,并编制切实可行的检修管理网 络。应根据常规仪表设备的运行状况,组织预防性检修。常规仪表设备检修按《石油化 工设备维护检修规程》要求进行,在每个检修周期内,应进行校准或检查确认。
(二)仪表控制系统
企业应建立健全控制系统运行、维护、检修等各种规程和管理制度。控制系统的选 型、配置应遵循《石油化工分散控制系统设计规范》(SH/T3092)、《分散型控制系统工程 设计规范》(HG/T 20573)、《油气田及管道工程仪表控制系统设计规范》(GB/T 50892 )等 的要求。系统运行负荷、通信能力应满足先进控制和管控一体化发展需要。
1.控制系统机房
控制系统机房环境必须满足控制系统设计规定的要求,消防设施应配备齐全,有防小 动物措施;进入机房作业人员宜釆取静电释放措施,消除人身所带的静电;在装置运行期 间,控制系统机房内应控制使用移动通信工具,并张贴警示标志;机房内严禁带入食品、 液体、易燃易爆和有毒物品等,机房内禁止堆放杂物,机柜上禁放任何物品;无关人员不 得进入机房;不得接放安装非控制系统的机柜或设备。
2. 控制系统的日常维护
主管单位应定时检查主机/控制器、外围设备硬件的完好或运行状况,环境条件、供 电及接地系统应满足控制系统正常运行要求,按规定周期做好设备的清洁工作。
严禁在控制系统上使用无关的软件,系统软件和应用软件必须有双备份,并异地妥善 保管;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管,控制系统要设置分级管理, 并执行规定范围内的操作内容;系统软件和主要应用软件修改应经使用单位主管部门 批准后方可进行;软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人,并将有关修改设计 资料存档。
DCS操作站的鼠标、键盘、显示器严禁私自更换,需更换时由仪表维护人员根据鼠 标、键盘、显示器、打印机的型号及序列号进行更换。
严禁将水杯、食物、手套、饭盒、工具等物品放置在控制系统操作台、自保操作台和 辅助操作台上以及操作键盘上,操作人员应爱护控制系统操作站,对鼠标、键盘等的操作 应轻柔。
3. 控制系统故障处理
控制系统运行时出现异常或故障,维护人员应及时处理,并对故障现象、原因、处理 方法及结果做好记录。
4. 控制系统检修管理
控制系统的大修,原则上随装置停工大修同步进行。控制系统的检修应按《石油化 工设备维护检修规程》要求进行。
严禁执行与控制系统无关的操作,严禁外来计算机接入控制网络,控制系统与信息管 理系统间如需连接,应釆取隔离措施,以防范外来计算机病毒侵害。电视监控系统、工业 无线网络不应与控制移动存储设备一起接入控制系统计算机,如需接入,需专人负责,采 用指定设备,严防病毒入侵。
5. 控制系统变更管理
严禁随意更改工艺报警定值、控制方案或增加仪表回路,已投用的系统如需要修改, 必须通过主管部门审批,由仪表维护人员实施。控制系统的备品配件管理要有专门的账 卡;保管储存控制系统备品配件的环境应符合要求。
企业应制定控制系统事故应急预案。控制系统出现故障时,应按事故应急预案执行。 在处理控制系统重大故障时,按重大事项报告制度执行。
(三)在线分析仪表管理
I-在线分析仪表的配置、选型
在线分析仪表的配置、选型应遵循《石油化工自动化仪表选型设计规范)(SH∕T 3005) o在线分析仪表选型应遵循技术成熟、性能可靠,操作、维修简便的原则,且满足 被分析介质的操作温度、压力和物料性质、工艺流程的要求。用于腐蚀性介质测量或安装 在易燃易爆危险场所的在线分析仪表,应符合有关标准规范的规定,用于控制系统的分析 仪表,其线性范围和响应时间须满足控制系统的要求。当在线分析仪表需要与DCS进行 数据通信时,应有通用的通信接口,其通信协议、通信速率应和DCS系统要求相匹配。
D在线分析仪表选型的一般原则
(1) 选用过程分析仪表时,应详尽了解被分析对象工艺过程介质特性、选用仪表的 技术性能及其他限制条件。
(2) 应对仪表的技术性能和经济效果作充分评估,使之能在保证产品质量和生产安 全、增加经济效益、减轻环境污染等方面起到应有的作用。
(3) 所选用分析仪表检测器的技术要求应能满足被分析介质的操作温度、压力和物 料性质,特别是全部背景组分及含量的要求。
(4) 仪表的选择性、适用范围、精确度、量程范围、最小检测量和稳定性等技术指 标,须满足工艺流程要求,并应性能可靠,操作、维修简便。
(5) 对用于腐蚀性介质或安装在易燃、易爆、危险场所的分析仪表,应符合相关条 件或在釆取必要的措施后能符合使用要求。
(6) 用于控制系统的分析仪表,其线性范围和响应时间须满足控制系统的要求。
(7) 分析混合气中的单一组分或多流路多组分的含量,其浓度范围可从10"级到 100%含量,要求分析精度小于1级时,宜选用工业气相色谱仪、质谱仪等在线分析仪表, 响应时间取决于采样周期和气体预处理时间。
2) 典型化工常用在线分析仪表举例
(1) 热导式气体分析器。被测气体通过热导池,检测热导池中热丝电阻的变化,可 得知其中各成分的含量。主要用于分析混合气中氢气、二氧化硫或二氧化碳的含量。
(2) 流程PH计。基于水溶液中氢离子浓度与插入溶液中一对电极所产生的电动势的 电化学特性,通过测量电动势值获得被测溶液的pH。常用于石油炼制工业,尤其在污水 处理工程中应用更多。
(3) 氧化错氧分析器。有氧离子在高温环境具有导电性。若在氧化错管的内外两侧 贴上钳电极,当电极两侧的气体含氧量不同,电极就产生电动势,测量该电动势值,就得 知被测气体中含氧量的多少。常用于工业炉窑烟道气含氧量的测量和控制,提高燃烧热 效率。
(4) 红外线气体分析器。基于各种气体对红外线辐射能具有选择性吸收的特性,红 外线被气体中一种组分吸收后,辐射能部分地转化为热能,使气体温度升高,通过测量气 体温度变化或恒容积内气体压力的变化,就可得知气体中这一组分的含量。
(5) 在线色谱分析仪。利用不同物质在不同两相中具有不同分配系数的特性,对分 配系数不同的组分进行分离,并依先后顺序在检测器中逐个测出,各组分及其浓度的信号 被自动记录,形成色谱图。据图可定性和定量地求出被测物质的组成和含量。
(6) 在线质谱分析仪。质谱仪釆用在真空系统中磁扇扫描原理实现对多种气体浓度 的检测。
3) 在线分析仪表集中管理系统
在线分析仪表集中管理系统为每个分析仪提供了通往DCS和远程工作站的接口。在 中心控制室设置工作站,可以对每台分析仪进行集中管理和数据釆集。也可以在现场机柜 室通过工作站对本装置的在线分析仪表进行维护。所有工艺参数和报警应能经由在线分析 仪表网络通信到DCS中。
设置工作站的目的是在正常生产中显示每个分析组分,监视在线分析仪表工作状态,
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并对在线分析仪表进行参数设定等维护。工作站操作级别分为操作员和工程师两级,并设 置安全密码,可实现远程控制操作权限,进而实现分级管理、远程操控和维护的功能。在 工作站上可以完成以下操作:
(1) 显示仪表谱图信息。
(2) 显示趋势画面。
(3) 编辑在线分析仪表控制参数。
(4) 显示在线分析仪表工作状态。
(5) 报警显示。
(6) 显示分析结果。
(7) 储存分析结果。
(8) 远程操作和软件问题判断及处理。
2. 在线分析仪表的使用、日常维护、故障处理和检修管理的要求
1) 综合管理要求
(1) 使用管理要求。分析仪器四率达标:仪表使用率>99%、仪表综合完好率N 99%、静密封点泄漏率≤0. 005%、动密封点泄漏率≤0. 02% O
(2) 杜绝因维护原因影响生产装置安全稳定运行和产品产量,不发生因人员误操作 而导致的生产非计划性停车。
(3) 在维护过程中,确保设备无跑、冒、滴、漏现象的发生。
(4) 保证维护后现场的干净整洁,做到工完料净场地清。
(5) 定期组织人员清理卫生,保证分析仪器的清洁。
(6) 严格按照化工仪表维护规程维护设备,杜绝仪表维护原因而导致人身安全事故。
(7) 在进行机械设备常规性维修、一般事故抢修时完成与维护分析仪器有关的工作。
2) 在线分析仪表的日常维护、故障处理和检修管理要求
(1) 在线分析仪表的维护、检修及校准应根据《石油化工设备维护检修规程》及相 应在线分析仪表说明书中的要求进行。在线分析仪表运行时如发现示值异常或故障,维护 人员应及时进行处理,并对故障现象、原因、处理方法及结果做好记录。
(2) 各种标准仪器应按有关计量法规要求进行周检,严禁使用超期未检或检定不合 格的标准仪器,标定时所釆用的标准气体应符合相关规程要求。
(3) 在线分析仪表的大修,原则上随装置停工大修进行;大修期间要对在线分析仪 表进行全面彻底的清洗和系统地调试、诊断、维护、联校。
3. 在线分析仪表样品处理系统的日常维护和检修管理
企业应建立健全在线分析仪表样品处理系统的维护、检修规程,定时对样品处理系统 进行检查,在线分析仪表样品处理系统的维护、检修根据《石油化工设备维护检修规程》 及样品处理系统说明书的要求进行。装置停工检修时,应对在线分析仪表样品处理系统进 行全面彻底的清洗和系统地调试、诊断、维护。在线分析仪表的样品预处理系统日常维护 和检修管理内容主要有:
(1) 系统全面检测、维修和更换:检査阀的开关状态,取样探头冷却情况等。
(2) 过滤器检查。检查系统所有过滤器使用情况,视具体情况更换过滤器的滤芯。
(3) 检查管线接口密封、腐蚀、是否存在化学反应。
(4) 流路选择、步进检查。
(5) 进样回路大气平衡检查。
(6) 系统防进样滞后、死区检查。
(7) 各调节器或平衡阀工作情况检査。
(8) 气路密封性检查。
(9) 各压力、流量、元部件检查。
(10) 对于预处理不合适的地方需要改造,提出书面性的可实施方案。
(四) 就地式工业压力表管理
1. 压力表的选用
工作压力小于2. 45 MPa的锅炉及低压容器,压力表精度不得低于2. 5级;工作压力 等于或大于2. 45 MPa的锅炉及中高压容器,压力表精度不得低于1. 5级;压力表的量程 应与设备工作压力相适应,通常为工作压力的1.5~3. 0倍。
2. 压力表分级
压力表根据1988年10月10日化学工业部、国家技术监督局布的《化工部化学工 业计量器具分级管理办法X [1988]化生字第806号)进行分级,用于锅炉及三类压力容 器设备的工业压力表列入A级管理,A类压力表需要画红线,检定周期半年。用于工艺 过程压力控制回路的工业压力表(已列入A级的除外)列入B级管理,B类压力表需要 画红线,随装置大检修周期进行检定。其余用于监视用的工业压力表列入C级管理,一 次性故障更换。
3. 工业压力表检定
工业压力表列入《市场监管总局关于发布实施强制管理的计量器具目录的公告》 (2019年第48号),应根据国家计量检定规程《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真 空表检定规程》(JJG 52)的规定进行检定,并提供有效检定标识。工业压力表须有铅封、 校验标签、检定记录,校验标签张贴在工业压力表上。工业压力表检定、校准仪器人员应 取得有效的计量检定员证书。
(五) 仪表电源、气源管理
1. 仪表电源管理要求
企业主管人员要定期对供电系统的各部位进行巡回检查,检查电源箱、电源分配器、 开关、熔断器等各部件运行情况,发现问题及时分析处理。并联使用的电源箱,在线检查 其运行情况,负载应均衡,每个电源箱的输出电流均不得超过其额定值。在硬性条件具备 时,应设置电源故障报警功能。
供电系统中的开关、电源分配器、供电端子排的标识必须准确清晰,严禁从仪表电源 上向非仪表负载供电,严禁从仪表电源上搭接临时负载,仪表盘(柜)的仪表供电开关 宜留有至少10%的备用回路,控制系统及联锁保护系统供电采用双路独立供电方式,其 中至少有一路釆用UPS电源,仪表供电系统应合理设置电涌保护器。机柜的照明及辅助 用电,应引入第三路电源供电。
2. 仪表气源管理要求
仪表气源专线专用,净化后的气体中不含有易燃易爆、有毒有害及腐蚀性气体(或 蒸汽)。在操作压力下的气源露点温度,应比工作环境或历史上当地年极端最低温度至少 低IOeC,控制室内应设供气系统压力的监视与报警,主管人员定期对供气系统(风罐、 阀门、管线、过滤器、减压阀、压力表等)检查,定期对在用的过滤器、低点处的排污 阀进行排空,视仪表供气品质及安装地点可适当增加排空次数。气源用压力容器应符合 《固定式压力容器安全技术监察规程XTSG 21)的要求。
六、检测报警设施安全技术
检测报警设施包括:压力、温度、液位、组分等报警设施,可燃气体和有毒气体检测 报警系统,便携式可燃气体和有毒气体检测报警器,火灾报警系统,氧气检测报警器,放 射源检测报警器,静电测试仪器(电荷密度计、静电电压表),漏油检测报警器,对讲 机,报警电话,电视监视系统等。
(-)可燃气体和有毒气体检测报警系统
设置可燃气体和有毒气体检测报警系统的目的是检测泄漏的可燃气体或有毒气体的浓 度并及时报警,预防人身伤害以及火灾与爆炸事故的发生。2019年,国家住房和城乡建 设部、国家市场监督管理总局联合发布了《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计 标准>(GB∕T 50493),重新明确了可燃气体和有毒气体的定义。可燃气体又称易燃气体, 甲类气体或甲、乙A类可燃液体气化后形成的可燃气体或可燃蒸气;有毒气体是指劳动者 在职业活动过程中,通过皮肤接触或呼吸可导致死亡或永久性健康伤害的毒性气体或毒性 蒸气,常见的有毒气体有:一氧化碳、氯乙烯、硫化氢、氯、氧化氢、丙烯月青、二氧化 氮、苯、氨、碳酰氯、二氧化硫、甲醛、环氧乙烷、漠等。
设置可燃气体和有毒气体检测报警系统的基本规定:
(1) 在生产或使用可燃气体及有毒气体的生产设施及储运设施的区域内,泄漏气体 中可燃气体浓度可能达到报警设定值时,应设置可燃气体探测器;泄漏气体中有毒气体浓 度可能达到报警设定值时,应设置有毒气体探测器;既属于可燃气体又属于有毒气体的单 组分气体介质,应设有毒气体探测器;可燃气体与有毒气体同时存在的多组分混合气体, 泄漏时可燃气体浓度和有毒气体浓度有可能同时达到报警设定值,应分别设置可燃气体探 测器和有毒气体探测器。
(2) 可燃气体和有毒气体的检测报警应釆用两级报警。同级别的有毒气体和可燃气 体同时报警时,有毒气体的报警级别应优先。
(3) 可燃气体和有毒气体检测报警信号应送至有人值守的现场控制室、中心控制室 等进行显示报警;可燃气体二级报警信号、可燃气体和有毒气体检测报警系统报警控制单 元的故障信号应送至消防控制室。
(4) 控制室操作区应设置可燃气体和有毒气体声、光报警;现场区域警报器宜根据 装置占地的面积、设备及建构筑物的布置、释放源的理化性质和现场空气流动特点进行设 置,现场区域警报器应有声、光报警功能。
(5) 可燃气体探测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具型式批准 证书、防爆合格证和消防产品型式检验报告;参与消防联动的报警控制单元应釆用按专用 可燃气体报警控制器产品标准制造并取得检测报告的专用可燃气体报警控制器;国家法规 有要求的有毒气体探测器必须取得国家指定机构或其授权检验单位的计量器具型式批准证 书。安装在爆炸危险场所的有毒气体探测器还应取得国家指定机构或其授权检验单位的防 爆合格证。
(6) 需要设置可燃气体、有毒气体探测器的场所,宜釆用固定式探测器;需要临时 检测可燃气体、有毒气体的场所,宜配备移动式气体探测器。
(7) 进入爆炸性气体环境或有毒气体环境的现场工作人员,应配备便携式可燃气体 和(或)有毒气体探测器。进入的环境同时存在爆炸性气体和有毒气体时,便携式可燃 气体和有毒气体探测器可采用多传感器类型。
(8) 可燃气体和有毒气体检测报警系统应独立于其他系统单独设置。
(9) 可燃气体和有毒气体检测报警系统的气体探测器、报警控制单元、现场警报器 等的供电负荷,应按一级用电负荷中特别重要的负荷考虑,宜采用UPS电源、装置供电。
(10) 确定有毒气体的职业接触限值时应按最高容许浓度、时间加权平均容许浓度、 短时间接触容许浓度的优先次序选用。
(H) 常见易燃气体、蒸气特性以及常见有毒气体、蒸气特性应按《石油化工可燃气 体和有毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)的要求釆用。
(二)检(探)测点的确定
I- 一般规定
(I) 可燃气体和有毒气体探测器的检测点,应根据气体的理化性质、释放源的特性、 生产场地布置、地理条件、环境气候、探测器的特点、检测报警可靠性要求、操作巡检路 线等因素进行综合分析。选择可燃气体及有毒气体容易积聚、便于采样检测和仪表维护之 处布置。
(2) 判别泄漏气体介质是否比空气重,应以泄漏气体介质的分子量与环境空气的分 子量的比值为基准,并按下列原则判别:
① 比值大于或等于1.2时,则泄漏的气体重于空气。
② 比值大于或等于1. 0、小于1. 2时,则泄漏的气体为略重于空气。
③ 比值为0. 8 ~ 1. 0时,则泄漏的气体为略轻于空气。
④ 比值小于或等于0∙8时,则泄漏的气体为轻于空气。
(3) 下列可燃气体和(或)有毒气体释放源周围应布置检测点:
① 气体压缩机和液体泵的动密封。
② 液体采样口和气体釆样口。
③ 液体(气体)排(水)口和放空口。
④ 常拆卸的法兰和经常操作的阀门组。
(4) 检测可燃气体和有毒气体时,探测器探头应靠近释放源,且在气体、蒸气易于 聚集的地点。
(5) 当生产设施及储运设施区域内泄漏的可燃气体和有毒气体可能对周边环境安全 有影响需要监测时,应沿生产设施及储运设施区域周边按适宜的间隔布置可燃气体探测器 或有毒气体探测器,或沿生产设施及储运设施区域周边设置线型气体探测器。
(6)在生产过程中可能导致环境氧气浓度变化,出现欠氧、过氧的有人员进入活动 的场所,应设置氧气探测器。当相关气体释放源为可燃气体或有毒气体释放源时,氧气探 测器可与相关的可燃气体探测器、有毒气体探测器布置在一起。
2. 生产设施
(1) 释放源处于露天或敞开式厂房布置的设备区域内,可燃气体探测器距其所覆盖 范围内的任一释放源的水平距离不宜大于10 m,有毒气体探测器距其所覆盖范围内的任 一释放源的水平距离不宜大于4mo
(2) 释放源处于封闭式厂房或局部通风不良的半敞开厂房内,可燃气体探测器距其 所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于5 m;有毒气体探测器距其所覆盖范围内 的任一释放源的水平距离不宜大于2mo
(3) 比空气轻的可燃气体或有毒气体释放源处于封闭或局部通风不良的半敞开厂房 内,除应在释放源上方设置探测器外,还应在厂房内最高点气体易于积聚处设置可燃气体 或有毒气体探测器。
3. 储运设施
(1) 液化炷、甲B、乙A类液体等产生可燃气体的液体储罐的防火堤内,应设探测器。 可燃气体探测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于io m,有毒气体探 测器距其所覆盖范围内的任一释放源的水平距离不宜大于4m0
(2) 液化炷、甲b、乙A类液体的装卸设施,探测器的设置应符合下列规定:
① 铁路装卸栈台,在地面上每一个车位宜设一台探测器,且探测器与装卸车口的水 平距离不应大于10 m。
② 汽车装卸站的装卸车鹤位与探测器的水平距离不应大于W mo
(3) 装卸设施的泵或压缩机区的探测器设置,应符合生产设施的设置规定。
(4) 液化炷灌装站的探测器设置,应符合下列规定:
① 封闭或半敞开的灌瓶间,灌装口与探测器的水平距离宜为5 ~7.5 m。
② 封闭或半敞开式储瓶库,应符合生产设施设置要求的第2条规定;敞开式储瓶库 房沿四周每隔15 ~20 m应设一台探测器,当四周边长总和小于15 m时,应设一台探 测器。
③ 缓冲罐排水口或阀组与探测器的水平距离宜为5 ~7.5 m。
(5) 封闭或半敞开氢气灌瓶间,应在灌装口上方的室内最高点易于滞留气体处设探 测器。
(6) 可能散发可燃气体的装卸码头,距输油臂水平平面IOm范围内,应设一台探 测器。
(7) 其他储存、运输可燃气体、有毒气体的储运设施,可燃气体探测器和(或)有 毒气体探测器应按生产设施的规定设置。
4. 其他有可燃气体、有毒气体的扩散与积聚场所
(1)明火加热炉与可燃气体释放源之间应设可燃气体探测器,探测器距加热炉炉边 的水平距离宜为5 ~ 10 mo当明火加热炉与可燃气体释放源之间设有不燃烧材料实体墙 时,实体墙靠近释放源的一侧应设探测器。
(2) 设在爆炸危险区域2区范围内的在线分析仪表间,应设可燃气体和(或)有毒 气体探测器,并同时设置氧气探测器。
(3) 控制室、机柜间的空调新风引风口等可燃气体和有毒气体有可能进入建筑物的 地方,应设置可燃气体和(或)有毒气体探测器。
(4) 有人进入巡检操作且可能积聚比空气重的可燃气体或有毒气体的工艺阀井、管 沟等场所,应设可燃气体和(或)有毒气体探测器。
(三) 检(探)测器和指示报警设备的选用
1∙ 一般规定
(1) 可燃气体和有毒气体检测报警系统应由可燃气体或有毒气体探测器、现场警报 器、报警控制单元等组成。
(2) 可燃气体的第二级报警信号和报警控制单元的故障信号,应送至消防控制室进 行图形显示和报警。可燃气体探测器不能直接接入火灾报警控制器的输入回路。
(3) 可燃气体或有毒气体检测信号作为安全仪表系统的输入时,探测器宜独立设置, 探测器输出信号应送至相应的安全仪表系统,探测器的硬件配置应符合现行国家标准 《石油化工安全仪表系统设计规范》(GB/T 50770)的有关规定。
(4) 可燃气体和有毒气体检测报警系统配置图应符合《石油化工可燃气体和有毒气 体检测报警设计标准》(GB/T 50493)的要求。
2. 选用要求
探测器选用、现场警报器选用和报警控制单元选用应符合《石油化工可燃气体和有 毒气体检测报警设计标准》(GB/T 50493)的要求。
3. 测量范围及报警值设定
(1) 测量范围应符合下列规定:
① 可燃气体的测量范围应为0 ~ 100% LELo
② 有毒气体的测量范围应为0 ~ 300% OEL;当现有探测器的测量范围不能满足上述 要求时,有毒气体的测量范围可为0~30%IDLH;环境氧气的测量范围可为0~25%VOL°
③ 线型可燃气体测量范围为0~5LEL ∙ mo
(2) 报警值设定应符合下列规定:
① 可燃气体的一级报警设定值应小于或等于25% LELO
② 可燃气体的二级报警设定值应小于或等于50% LELO
③ 有毒气体的一级报警设定值应小于或等于100% OEL)有毒气体的二级报警设定值 应小于或等于200% OELO当现有探测器的测量范围不能满足测量要求时,有毒气体的一 级报警设定值不得超过5% IDLH,有毒气体的二级报警设定值不得超过10% IDLHo
④ 环境氧气的过氧报警设定值宜为23.5% VOL,环境欠氧报警设定值宜为 19. 5% VOLO
⑤ 线型可燃气体测量一级报警设定值应为1 LEL-m;二级报警设定值应为2 LEL ∙ mo
(四) 检(探)测器和指示报警设备的安装
1.探测器的安装
(1)探测器应安装在无冲击、无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所,探测器
安装地点与周边工艺管道或设备之间的净空不应小于0∙ 5 mo
(2) 检测比空气重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜距地坪(或楼地 板)0.3~0.6m;检测比空气轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源 上方2. Om内。检测比空气略重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源 下方0.5 -1.Om;检测比空气略轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜高出 释放源0. 5 ~ 1. O mo
(3) 环境氧气探测器的安装高度宜距地坪或楼地板1. 5 ~2. O m。
(4) 线型可燃气体探测器宜安装于大空间开放环境,其检测区域长度不宜大于 IOO mo
2.报警控制单元及现场区域警报器的安装
(D可燃气体和有毒气体检测报警系统人机界面应安装在操作人员常驻的控制室等 建筑物内。
(2) 现场区域警报器应就近安装在探测器所在的报警区域。
(3) 现场区域警报器的安装高度应高于现场区域地面或楼地板2.2 m,且位于工作人 员易察觉的地点。
(4) 现场区域警报器应安装在无振动、无强电磁场干扰、易于检修的场所。
(五)气体报警器的维护及注意事项
(1) 使用可燃气体和有毒气体检测报警器的企业,应配备必要的标定设备及标准 气体。
(2) 采用多点式指示报警器或信号引入系统时,应具有相对独立、互不影响的报警 功能,并能区分和识别报警场所的位号。
(3) 日常巡回检査时,要检查指示、报警是否工作正常,检查检测器是否意外进水。
(4) 根据环境条件和仪表工作状况,定期通气,检查和试验检测报警器是否正常。
(5) 可燃气体和有毒气体检测报警器的检定按照国家计量检定规程《可燃气体检测 报警器》(JJG 693)、《硫化氢气体检测仪》(JJG 695)等要求进行。可燃气体和有毒气体检 测报警器检查校准每季度一次。可燃气体和有毒气体检测报警器的检定由有资质单位按国 家规定每年进行一次。检查、检定人员应取得有效的资格证书。
(6) 可燃气体和有毒气体检测报警器的移位、停运、拆除、停用,必须由相应主管 部门审批后方可实施。维护单位拆修在用可燃气体和有毒气体检测报警器时,必须通 知使用单位,应在24h内修复;若不能修复,必须通知使用单位,并上报相关部门 备案。
七、安全仪表系统
安全仪表系统(Safety instrumented SyStenl, SlS)包括仪表保护系统(instrument protection SyStem) IPS)、"紧急停车系统(emergenCy ShUt - down SyStem, ESD)O 国际电工委员 会(IEC)标准IEC61508及IEC61511定义SIS为专门用于安全的控制系统。安全仪表系 统在生产装置的开车、运行、维护操作和停车期间,对装置设备、人员健康及环境提供安 全保护。无论是人为因素导致的危险,还是生产装置本身出现的故障危险以及一些不可抗 因素引发的危险,SlS都应按预先设定的程序立即作出正确的反应并给出相应的逻辑信 号,使生产装置安全联锁或停车,阻止危险的发生及扩散,使危害降到最低。
(-)安全仪表系统设计基本原则
(1) 安全仪表系统应符合安全完整性等级要求。安全完整性等级可采用计算安全仪 表系统的失效概率的方法确定。
(2) 安全仪表系统应独立于基本过程控制系统,并应独立完成安全仪表功能。安全 仪表系统不应介入或取代基本过程控制系统的工作。基本过程控制系统不应介入安全仪表 系统的运行或逻辑运算。
(3) 安全仪表系统应设计成故障安全型。当安全仪表系统内部产生故障时,安全仪 表系统应能按设计预定方式,将过程转入安全状态。
(4) 安全仪表系统的逻辑控制器应具有硬件和软件自诊断功能。安全仪表系统的中 间环节应少。逻辑控制器的中央处理单元、输入输出单元、通信单元及电源单元等,应釆 用冗余技术。
(5) 安全仪表系统逻辑控制器一般规定:
逻辑控制器宜采用可编程电子系统。对于输入、输出点数较少、逻辑功能简单的场 合,逻辑控制器可采用继电器系统。逻辑控制器也可采用可编程电子系统和继电器系统混 合构成。
用于逻辑控制器的可编程电子系统应取得国家权威机构的功能安全认证。
逻辑控制器的响应时间应包括输入、输出扫描处理时间与中央处理单元运算时间,宜 为100~300ms°逻辑控制器的中央处理单元负荷不应超过50% O逻辑控制器的内部通信 负荷不应超过50% ,采用以太网的通信负荷不应超过20% o
(6) 安全仪表系统通信接口一般规定:
安全仪表系统与基本过程控制系统通信宜采用RS 485串行通信接口,MODBUS RTU 或TCP/IP通信协议。安全仪表系统与基本过程控制系统通信接口宜冗余配置。冗余通信 接口应有诊断功能。安全仪表系统与基本过程控制系统通信不应通过工厂管理网络传输。
除旁路信号和复位信号外,基本过程控制系统不应采用通信方式向安全仪表系统发送 指令。除基本过程控制系统外,安全仪表系统与其他系统之间不应设置通信接口。安全仪 表系统与其他系统之间的连接应采用硬接线方式。
(7) 安全仪表系统人机接口一般规定:
安全仪表系统的人机接口包括操作员站、辅助操作台、工程师站、顺序记录站。
安全仪表系统宜设操作员站。在操作员站失效时,安全仪表系统的逻辑处理功能不应 受影响。安全仪表系统应釆用操作员站作为过程信号报警和联锁动作报警的显示和记录。 操作员站设置的软件旁路开关应加键锁或口令保护,并应设置旁路状态报警和记录。操作 员站应提供程序运行,联锁动作,输入、输出状态,诊断结果等显示,并应具有报警及记 录等功能。
紧急停车按钮、开关、信号报警器及信号灯等,应安装在安全仪表系统的辅助操作 台。紧急停车按钮、开关、信号报警器等与安全仪表系统连接,应釆用硬接线方式,不应 采用通信方式。紧急停车按钮应采用红色,旁路开关宜釆用黄色,确认按钮宜采用黑色, 试验按钮宜采用白色。紧急停车按钮、开关、信号报警器等与安全仪表系统相距较远的场 合,应釆用远程输入、输出接口或远程控制器方式进行信号连接。
安全仪表系统应设工程师站。工程师站应用于安全仪表系统组态编程、系统诊断、状 态监测、编辑、修改及系统维护。
安全仪表系统应设事件顺序记录站。事件顺序记录站可单独设置,也可与安全仪表系 统的工程师站共用。事件顺序记录站应记录每个事件的时间、日期、标识、状态等,事件 顺序记录站应设密码保护。
(二)安全仪表系统的组成
安全仪表系统由传感器、逻辑运算器、最终执行元件及相应软件等组成,图2-23所 示为典型的SlS构成图。
图2-23典型的SIS构成图
(1) 传感器。是测量过程变量的单一或组合的设备。用于SlS回路的传感器,通常 需要在权威机构获得认证,以符合相应的安全完整性等级界定。
(2) 逻辑运算器。在SIS或过程控制系统中,逻辑运算器是用来完成一个或多个逻 辑功能的部件。逻辑运算器在实际选型中一般釆用三重化冗余的可编程控制器来实现。
(3) 最终执行元件。最终执行元件执行逻辑运算器指定的动作,以使过程达到安全 状态。原则上,最终执行元件也需要在权威机构获得认证,以符合相应安全完整性等级 界定。
(三)安全仪表系统的作用
SlS既可以降低事故发生的概率,又能监视生产过程的状态,在危险条件出现时采取 相应的保护措施,以防止危险发生,避免潜在风险损害人身安全、设备损失、环境污 染等。
在装置稳定运行时,一个现代石化装置的典型保护层见表2 -20。
表2-20化工装置为安全所设置的保护层
层次 |
名 称 |
说 明 |
第一层 |
过程设计 |
过程设计实现本质安全 |
第二层 |
基本过程控制系统(BPCS) |
如DCS,以正常运行的监控为目的 |
第三层 |
区别于BPCS的重要报警 |
操作人员介入需要有一定的操作裕度 |
第四层 |
安全仪表系统 |
系统自动地使工厂安全停车 |
第五层 |
物理保护层(一) |
如安全阀泄压、过压保护系统 |
第六层 |
物理保护层(二) |
将泄漏液体局限在局部区域的防护堤 |
第七层 |
工厂内部紧急应对计划 |
工厂内部的应急计划 |
第八层 |
周边区域防灾计划 |
周边居民、公共设施的应急计划 |
保护层对风险降低的作用如图2 -24所示。
图2-24保护层对风险降低的作用
由表2-20及图2-24可知,第二层至第四层的保护都是用自控和仪表系统来实现 的。SlS处于仪表系统的最后一层保护,其作用更是至关重要。在事故和故障状态下,SIS 能够使装置安全停车并且处于安全模式下。因此,安全仪表系统本身必须是故障安全型
的,要求系统的硬件和软件有很高的可靠性。
(四) 安全仪表系统的特征
作为一个安全仪表系统通常应具备以下特征:
(1) 独立于其他控制系统。
(2) 是一套硬件冗余的系统,单点故障不会导致停车。
(3) 能够带电热插拔卡件。
(4) 具有全面的在线自诊断并带有故障报警指示。
(5) 系统具有故障安全性。
(6) 具有相当快的扫描时间。
(7) 具有在线修改下装功能。
(8) 具有在线对点的强制功能。
(9) 具有下装前的离线仿真及比较功能。
(10) 具有严格的版本记录功能。
(11) 具有SOE事件顺序记录功能。
(五) 安全完整性等级的划分
为满足安全相关系统达到必要的风险降低,用一系列离散的等级,来满足分配到安全 相关系统的安全完整性要求。软件安全完整性等级是规定安全软件执行的安全功能的安全 完整性要求的基础。安全完整性要求规范应规定E/E/PE安全相关系统的安全完整性 等级。
IEC61508中规定了 4种安全完整性等级,安全完整性等级1为最低,安全完整性等 级4为最高,见表2-2Io
表2-21安全完整性等级
安全完整性等级 |
平均失效概率 |
减少风险 |
1 |
10-2 ~ιo-l |
10 ~ IOO |
2 |
10-3 ~10-2 |
IoO-IOOO |
3 |
10-4 ~ι°-3 |
IOOO ~IOooO |
4 |
IOT 〜10-4 |
IOOoO ~IOOOOO |
(1) 低要求操作模式。对一个安全相关系统提出的操作要求的频率小于或者等于每 年一次和小于或者等于2倍的检验测试频率的安全仪表功能被认为是低要求操作模式。
(2) 高要求操作模式。一个安全相关系统提出的操作要求的频率大于每年一次和大 于2倍的检验测试频率的安全仪表功能被认为是高要求操作模式。
其中低要求操作模式以化工行业为主,高要求操作模式以铁路行业为主。其根本区别 在于,低要求操作模式下的安全相关系统失效不会立即带来危险,它只随着危险情景的出 现而发生危险;高要求操作模式下的安全相关系统失效会随时带来危险。
(六) 安全仪表系统与基本过程控制系统
在工业中,绝大部分控制系统都是基本过程控制系统。它们的服务对象是同一套装 置,两者之间需要建立数据联系,特别是安全仪表系统的动作条件、联锁结果、保护设施 等都需要在上位机通过各种方式在线监视。如果想在线监视并记录与安全仪表系统关联的 设备状态、事件顺序,就需要建立与安全仪表系统的通信,获取其设备的数据信息,并按 事件顺序记录和处理,实现在线监控及故障追忆。虽然安全仪表系统和基本过程控制系统 都属于控制系统的范畴,但是两者有很大的区别,主要体现在以下三个方面。
1) 两者执行的功能有所不同
基本过程控制系统是执行常规正常生产功能的控制系统。据统计,工业中95%以上 的控制系统都是基本过程控制系统。由此可见,基本过程控制系统执行基本生产控制功 能,已达到生产过程的正常操作要求。安全仪表系统则监视生产过程的状态,判断危险条 件,防止风险的发生或减轻风险造成的后果。
因此,一个生产过程应该具备过程控制系统和安全仪表系统这两类不同功能的系统。 前者用来执行系统的基本控制功能,后者用来监视生产过程的状态,以保证整个系统的安 全运行。
2) 两者具备不同的工作状态
基本过程控制系统是主动的、动态的。它用来满足生产需要,必须根据系统的设定要 求和生产过程的扰动状态不断地动态运行,才能保持生产过程的连续稳定运行。一旦其运 行终止,则整个生产过程也就随之失去控制。
相反,安全仪表控制系统则是被动的、休眠的。在基本过程控制系统正常运行时,安 全仪表系统一般是处于静态的。它在很长一段时间都会处于“休眠”状态,而且理想状 态是它一直“休眠”下去。这表明基本过程控制系统控制下的生产过程的安全运行。
3) 对于失效,两种控制系统有着不同的表现形式
对于基本过程控制系统来说,其大部分失效都是显而易见的。例如:工业过程中的控 制阀发生了故障,在需要时不能达到特定的开关状态,必定会影响正常的生产过程,因此 产生的故障现象会立刻显现出来。
安全仪表系统由于其大部分时间是处于“休眠”状态,所以很难觉察它是否出现了 失效或存在问题。因此,安全仪表系统需要人为地进行周期性的离线测试或在线测试,而 有些安全系统则带有内部的自诊断测试系统。
(七) 紧急停车系统
紧急停车系统(ESD)是20世纪90年代发展起来的一种专用的安全保护系统,以它 的高可靠性和灵活性而受到一致好评和广泛应用。ESD是一种专门的仪表保护系统,具 有很高的可靠性和灵活性,当生产装置出现紧急情况时,保护系统能在允许的时间内作出 响应,及时地发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护。
1. ESD的显著特点
(1) 系统必须有很高的可靠性和有效性(如冗余)。
(2) 系统必须是故障安全型的。
(3) 如果故障不能避免,故障必须是以可预见的安全方式出现。
(4) 强调内部诊断,釆用硬件和软件相结合,检测系统内不正常的操作状态。
(5) 釆用故障模式和影响分析技术指导系统设计,要确定系统的每个元件会出现怎 样的故障,以及怎样检测出这些故障。
(6) 平时处于静态,当过程参数超限时执行保护动作,它是被动的。
在石化等工业企业的重要装置,如催化、焦化、加氢等系统都独立设置ESD系统, 其必要性在于降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会 危及安全保护系统。DCS故障时ESD联锁系统作为最后一道安全防线将装置安全地停下 来,避免事故扩大。
2. 安装ESD的意义
近半个世纪以来,工业的飞速发展给人们带来巨大经济效益的同时,也伴随着越来越 多的火灾、爆炸等事故。特别是高温、高压、易燃易爆、有毒的化工行业以及一些大型高 速运转设备,一旦发生一次事故,将会导致巨大经济损失,轻者设备损坏,重者机毁人 亡。因此,ESD防护对于减少损失、提高产品质量与生产效率具有非常重要的意义。
对于大型装置或旋转机械设备而言,实时控制装置中紧急停车系统响应速度越快越 好。这有利于保护设备,避免事故扩大,并有利于分辨事故原因记录。DCS处理大量过 程监测信息,因此其响应速度难以达到很快;DCS系统是过程控制系统,是动态的,需 要人工频繁地干预,而且DCS操作界面主要是面对操作人员的,这有可能引起人为误动 作。而ESD是静态的,不需要人为干预,这样设置ESD可以避免人为误动作。据有关资 料,人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时, 要在60 s内作出反应,错误决策的概率高达99. 9% O因此,设置独立于控制系统的ESD 系统是十分有必要的,这是做好安全生产的重要准则。
在正常范围内允许控制系统自动切换和手动操作,但操作人员某些重大失误也可能造 成不安全,为了克服人为的不安全因素,安全系统应从一般控制系统分离出来;装置周围 环境如发生火灾或可燃性气体、有毒气体导致影响设备安全和人身安全时,也需要安全系 统发挥作用。
3. 设计原则
为了设计合适的ESD系统逻辑单元,应该遵循以下原则:
(1) 在紧急停车系统的设计中,安全度等级是设计的标准。在ESD的设计过程中, 首先应该确定生产装置的安全度等级,依据此安全度等级,选择合适的安全系统技术和配 置方式。在应用中应该参照国际上的有关标准,参比同类装置已经采用的ESD运行情况, 结合本企业的生产实际情况,来确定采用ESD的安全等级要求。根据经验,石化装置一 般采用的ESD安全等级为SIL3,即TijV的AK5或AK6o
(2) 紧急停车系统必须是故障安全型。故障安全是指ESD系统在故障时使得生产装 置按已知预定方式进入安全状态,从而可以避免由于ESD自身故障或因停电、停气而使 生产装置处于危险状态。
(3) 紧急停车系统必须是容错系统。容错是指系统在一个或多个元件出现故障时, 系统仍能继续运行的能力。一个容错系统应该具有以下的功能:
一是检测出发生故障的元件。
二是报告操作人员何处发生故障。
三是即使存在故障,系统依然能够持续正常运行。
四是检测出系统是否已被修理恢复常态。
容错系统不同于一般的双机热备份系统。一般的双机热备份系统仅仅是模块或总线上 的简单的双热备,一旦输入模块出现了故障,处理器模块也有一块岀现了故障,这时系统 可能因此而瘫痪;但是具有容错功能的系统,除在模块、总线、通信上有冗余设计之外, 还具有自诊断功能,能准确识别各部件的故障,并对任何故障能进行补偿(如对故障部 件的信号强制为指定状态)O
在选择容错系统时有两个方面需要考虑:
① 系统是软件容错还是硬件容错。为实现容错,一种是在使用标准硬件的基础上用 软件实现容错,即SIFT (软件实现容错);另一种是认为软件是系统中最不可靠的部分, 因此把软件的应用减少到最少,即用硬件实现容错(HlFT)。在ESD系统中最明显的同 原因故障(是指影响系统多处的故障)就是操作系统,HlFT和SIFT最基本的区别就是为 实现容错而需要的软件复杂程度不一样,只有软件的作用得到了限制,才能保证一定的安 全水平。所以应该采用硬件实现系统容错。
② 容错系统结构的确定。在基于处理器的容错系统中大致可以分成两类系统,一类 是双重冗余系统,另一类是三重冗余系统或三重模块冗余系统。它们的共同特点是都 具有表决电路,但究竟选用哪类系统,则由装置所要求的安全性和可靠性(可用度) 来决定。
可用度是基于导致系统的故障进行计算的,该故障包括引起系统进入安全状态的故障 (安全故障或显性故障)和引起系统进入危险状态的故障(危险故障或隐性故障),它是 系统故障频度的度量。高可用度的重要性在于系统很少出现进入安全状态或危险状态的故 障。高安全性的目标在于避免故障的发生,即使系统出现故障时也不会出现灾难性的事 故。一个理想的紧急停车系统应该兼顾安全性和可用度的要求。
a)双重冗余系统:
双重冗余系统提供了第二条信号线路,并在两条信号线路之间提供某种表决格式。一 般釆用的表决原则有10 02 (双通道2选1表决)和2002 (双通道2选2表决)。
双通道2选1表决,在此系统中,任何一个通道的故障将导致系统误动作,构成或逻 辑。由于两通道均可导致系统停车,因此其安全性高(隐性故障率低),但误停车率高 (显性故障率高)。
双通道2选2表决,在此系统中,必须两个通道同时故障才导致系统误动作,构成与 逻辑。由于需要两个一致才可以停车,因此误停车率低(显性故障率低),如果2选2系 统的某一通道中存在隐性故障,则有可能引起系统的失效,导致危险发生(隐性故障率 高),因此2选2系统安全性低。
由此可见,虽然双重冗余系统提供了一定程度的容错功能,但由于系统具有公用的切 换部分(这是导致系统同原因故障的最大隐患环节),会使得系统可靠性大打折扣。再者 其系统无论是采用1 O02还是釆用2002表决原则,都不能同时兼顾安全性和可用度的 要求。
b)三重冗余系统或三重模块冗余系统:
在三重冗余系统或三重模块冗余系统中,系统采用的表决原则都是2003 (通道3 选2表决),在此系统中,任何两个通道的故障将导致系统误动作。3选2表决原则意味 着出现单个故障的元件不会导致误停车或危险的发生,兼顾了可用度与安全性的要求。
在三重模块冗余系统中是通过多重模块实现容错的,而三重冗余系统是釆用一个模块 中的多重电路实现容错的,由于把电路组合在一块卡或模块上增加了潜在的同原因故障, 所以系统设计不应采用此种方案。较好的设计就是不论是处理器还是输入输出都采用模块 设计,使同原因故障减到最少。
综上所述,釆用了三重化模块冗余技术和硬件实现容错,并进行3选2表决逻辑控制 运算的紧急停车系统,是最优的选择。同时若将现场重要的检测点改为用3台变送器同时 测量,将3选2表决逻辑运算从微处理器一直前推到检测点,会从根本上保证系统的安全 性和可用度。
4.其他注意的问题
(1) ESD选用的PLC一定是有安全证书的PLC。
(2) 应该充分考虑系统扫描时间,ImS可运行Iooo个梯形逻辑。
(3) 系统必须易于组态并具有在线修改组态的功能。
(4) 系统必须易于维护和查找故障并具有自诊断功能。
(5) 系统必须可与DCS及其他计算机系统通信。
(6) 系统必须有硬件和软件的权限人保护。
(7) 系统必须有提供第一次事故记录(SOE)的功能。
(八)仪表联锁保护系统
仪表联锁保护系统是指按装置的工艺过程要求和设备要求,使相应的执行机构动作, 或自动启动备用系统,或实现安全停车。联锁保护系统既能保护装置和设备的正常开、 停、运转,又能在工艺过程出现异常情况时,按规定的程序保证安全生产,实现紧急操作 (切断或排放)、安全停车、紧急停车或自动投入备用系统。危险化学品生产企业应按照 相关规范的要求设置过程控制、安全仪表及联锁系统,并满足《石油化工安全仪表系 统设计规范>(GB∕T 50770)的要求。仪表联锁保护系统包括紧急停车系统(ESD)、安 全仪表系统(SIS)、安全停车系统(SSD)、安全保护系统(SPS)、逻辑运算器、继电 器等。
1.联锁保护系统的技术要求
(1) 功能安全系列标准IEC61508/61511规定了安全仪表系统能实现人身保护、环境 保护、工厂和设备保护的功能,应独立于DCS系统和其他子系统单独设置,必须设计成 故障安全型,所有的安全仪表系统要符合功能安全系列标准至IEC61508/61511的要求。
(2) 设计严格按照《石油化工安全仪表系统设计规范}(GB∕T 50770)执行,要防止 不足设计、过度设计,不得将安全联锁保护系统用于普通的过程控制、两位式控制或逻辑 控制。
(3) 联锁保护装置原则上独立设置,检测元件、执行机构、逻辑运算器原则上也独 立设置,关键工艺参数的检测元件常按“三取二”联锁方案配置。
(4) 联锁保护系统设置有手动复位开关,当联锁动作后,必须进行手动复位才能重 新投运,有时复位开关还设置在现场或执行器上。
(5) 紧急停车的联锁保护系统具有手动停车功能,以确保在出现操作事故、设备事 故、联锁失灵的异常状态时实现紧急停车。
(6) 联锁保护系统中的相关设备应设立明显的警示标识。凡是紧急停车按钮、开关, 一定要设有适当护罩。
(7) 重要的执行机构要具有安全措施,一旦能源中断,使执行机构趋向并进入的最 终(或所处)位置能确保工艺过程和设备处于安全状态。
(8) 联锁保护系统动作时,同时伴有声光报警;灯光显示应釆用闪光、平光或熄灭 表示报警顺序的不同状态。红色灯光表示越限报警或紧急状态,黄色灯光表示预报警,绿 色灯光表示运转设备或过程变量正常。联锁报警常与其他工艺变量共用信号报警系统,因 此也能进行消声、确认和试验。
(9) 部分联锁保护系统设有投入/解除开关(或钥匙型转换开关)。解除位置时,联 锁保护系统则失去保护功能,并设有明显标志显示其状态,系统应有相应记录;联锁保护 系统中部分重要联锁参数通常还设有旁路开关,并设有明显标志显示其状态,系统也应有 相应记录。
(10) 联锁保护系统还具有延时、缓冲、记忆、保持、选择、触发及第一原因识别等 功能。在联锁保护装置中还有信息存储、事故打印等功能。
(11) 在爆炸危险场所的联锁保护系统,按防爆要求采取合理的正压防爆、隔离防爆 或本安防爆等措施,与非危险区电信号(或供电)连接,还设有合理的隔离设施。检测 元件及执行器在室外安装时,一般具有全天候的外壳和敷线保护。
(12) 制造厂必须提供有TijV认证的,安全级别为SIL3 (IEC61508)和AK5/6 (TUV)的SlS系统。
2.联锁保护系统使用、故障管理、维护要求
(1) 企业应该制定联锁保护系统的管理规定,明确各单位的职责,主管部门对执行 情况进行经常性的监督检查和考核。
(2) 联锁保护系统根据其重要性及安全完整性等级要求,宜实行分级管理并制定相 应的分级管理细则。
(3) 联锁保护系统应建立设备档案,记录联锁保护系统的全寿命运行过程信息。档 案应详细记录联锁保护系统发生动作情况、故障情况、原因分析及整改措施。
(4) 联锁保护系统软件和应用软件至少有两套备份,并异地妥善保管;软件备份要 注明软件名称、版本、修改日期、修改人,并将有关修改设计资料存档。
(5) 新装置或设备检修后投运之前、长期解除的联锁保护系统恢复之前,应对所有
的联锁回路进行全面的检查和确认。对联锁回路的确认,由使用单位组织实施并填写联锁 保护系统验收单,联锁保护系统验收单的内容可包括装置名称、验收时间、工艺位号、联 锁内容、动作情况等,相关单位人员共同参加确认并会签。 _
(6) 联锁保护系统所用器件(包括一次检测元件、线路和执行元件)、运算单元应随 装置停车周期检修、校准、标定。新更换的元件、仪表、设备必须经过检验、标定之后方
可装入系统,联锁保护系统检修后必须进行联校。
(7) 为杜绝误操作,在进行解除或恢复联锁回路的作业时,必须实行监护操作,作 业人员在操作过程中应与工艺操作人员保持密切联系。
(8) 要明确联锁系统的盘前开关、按钮和盘后开关、按钮的操作权限,无关人员不 得进入有联锁回路仪表、设备的仪表盘后。一般盘前开关、按钮由装置的操作工操作,盘 后开关、按钮由仪表维护人员操作。
(9) 生产车间及负责仪表维护的单位均需建立工艺联锁台账,台账的内容要包括位 号、内容、一次仪表名称、型号、设定值等。
(10) 联锁保护系统应配备适量的备品配件。
(11) 仪表维护人员应定期检查联锁系统的诊断报警情况,保持系统的完好运行状 态;环境条件应满足仪表正常运行要求;按规定周期做好设备的清洁工作;做好相关 记录。
(12) 工艺操作人员应随时监控联锁系统的报警信息。
(13) 联锁保护系统运行出现异常或故障时,维护人员应及时处理,并对故障现象、 原因、处理方法及结果做好记录。
(14) 联锁保护系统仪表的维护和检修按《石油化工设备维护检修规程》要求进行, 联锁保护系统的检修情况和结果都应有详细记录,为计划检修提供依据,并存档妥善保 管。正在运行的装置中个别联锁回路需检修时,必须核实其检修过程不会对其他检测、控 制回路造成不应有的影响。
(15) 检修、校验、标定的各种记录、资料和联锁工作票,要存到设备档案中,妥善 保管以备查用。
3.联锁系统的变更
联锁保护系统对装置的安全运行发挥着重要的作用,其投用、摘除等变更往往决定着 人身、设备安全及生产的连续性,因此必须采取严格的审批程序。
(1) 联锁保护系统的变更(包括仪表器件/接线、联锁条件/方式、设定值修改、临 时/长期解除、取消、恢复、新增),必须由使用单位提出并办理审批。解除联锁保护系 统时应制定相应的安全防范措施及应急预案,须经使用单位/生产车间、仪表维护单位、 主管部门等相关单位会签审查、审批后方可实施。
(2) 执行联锁保护系统的变更(包括仪表器件/接线、联锁条件/方式、设定值修改、 临时/长期解除、取消、恢复、新增)等作业时,建议执行工作票制度,可以制定“仪表 联锁工作票”,注明作业的依据、作业内容、作业执行人、检查/监护人、作业完成工艺 确认、时间等,并由仪表维护和使用单位分别保留归档。
(3) 根据工艺生产操作法要求,在开、停工时需要临时切除的联锁,不属于联锁变 更管理范围,但应严格按工艺操作法执行。
新增联锁保护系统或者联锁保护系统变更,必须做到图纸、资料齐全。
(九)先进过程控制系统的作用和原理
先进过程控制(APC)技术将整个生产装置或者某个工艺单元作为一个整体研究对 象,首先通过现场测试,量化描述各变量之间的相互关系,建立过程多变量控制器模型;
第二章化工运行安全技术《 然后,通过已建好的控制器模型对装置的未来变化进行预测、优化和控制,使装置得到最 优的控制状态。
在多变量控制器中,一般被控变量多于操纵变量,利用该模型可以预测装置被控变量 的变化,提前调节多个相关的操作变量,并采用稳态LP/QP技术计算优化控制方案,使 装置处于最优操作点附近运行,解决大时滞、强耦合的多变量过程控制问题,从而最大限 度地提高目的产品产率、降低消耗,增加经济效益。
八、电视监视系统
(―)电视监视系统的作用
监控系统能在人们无法直接观察的场合,实时、形象、真实地反映被监视控制对象的 画面,目前已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。在炼化企业,电 视监视系统主要作为生产监控、消防监督、治安保卫工作,已成为运行管理中不可缺少的 手段,它可以通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台等)直接观看被监视场所的一 切情况,如设备或工艺参数、火灾情况等可以一目了然。同时,电视监控系统还可以与防 盗报警系统等其他安全技术防范体系联动运行,使其防范能力更加强大。
(二) 电视监视系统的组成
电视监视系统一般由以下设备组成:前端设备、传输部分、显示终端、存储记录系 统、控制主机、控制终端、数字网关等。
(1) 前端设备,包括摄像机、前端箱、云台、防护罩、解码器视终端、固定杆或 架等。
(2) 传输部分,包括电缆、光缆、光端机等。
(3) 控制设备,包括矩阵控制器、视频编码器、控制键盘等。
(4) 图像处理及显示,包括监视器、画面处理器、显示器、投影仪等。
(5) 存储记录系统,包括长时间录像机、影片盘录像机等。
(三) 工业电视监控设备配置、日常管理、维护要求
1. 配置、选型、安装、调试要求
工业电视监控设备的配置、选型应执行《工业电视系统工程设计规范》(GB 50115)、 《安全防范工程技术标准XGB 50348)的规定,工业电视监控系统设备选型应技术先进、 性能可靠、操作、维修简便,用于爆炸和火灾危险环境的工业电视监控前端设备,应符合 《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058),工业电视监控设备的安装、调试应执行 《安全防范工程程序与要求》(GA/T 75)、《隔爆型防爆应用电视设备防爆性能试验方法》 (GB/T 13953)、《石油化工仪表工程施工技术规程》(SH/T 3521)、《自动化仪表工程施工及 质量验收规范》(GB 50093)等标准规范的要求。
2. 系统日常维护要求
对于工业电视监视系统,应定期对系统及软件进行备份,以备故障时系统紧急恢复, 定期检查主机系统的功能设置,保证系统正常运行,定期检查系统供电质量和一次系统的 接地电阻(防雷和安全)确保供电和接地系统良好,定期对系统除尘,清洁除尘时,不 允许水分或湿气进入机器内部,不允许用砂布、腐蚀性的布擦拭机器。
对于前端设备,要定期检查云台的水平、垂直转动角度,定期给限位开关上油,保证 限位开关/云台工作正常,定期检查摄像机在防护罩内的紧固情况(防爆机除外),不定 期对前端设备除尘,确保图像清晰,定期检查线缆防爆管是否有裂缝,如有问题应立即更 换处理。
对于传输系统,应定期检查传输电缆敷设状况,检查电缆外护层、屏蔽层是否完好, 保证传输电缆不受外强磁场干扰,定期查看每对光端机的运行状态,确保通信正常,定期 检查监视终端的运行状况。
工业电视监控设备的维护如需外委,维护单位需有相关资质,维护人员对所负责设备 必须做到“三清楚”“四懂三会”。“三清楚”即监控位置清楚、电气接线清楚、设备规格 清楚,“四懂”即懂原理、懂性能、懂用途、懂结构,“三会”即会使用、会维护保养、 会排除故障。维护人员在生产装置处理设备故障、进行维护保养等工作时,必须严格执行 工作票制度,认真严格落实HSE各项措施,要做到工完、料尽、场地清。设备维护工作 完成后,维护人员应对设备故障现象、原因、处理方法及结果做好记录,并经使用单位人 员签字确认。
电视监视系统分布在各单位,一般要求使用单位负责所辖区域工业电视监控前端设备 的运行管理,建立所辖区域的工业电视监控设备台账,向主管部门提出工业电视监控设备 变动、停用、拆除、新增、更新、维修计划或申请,负责所辖区域的电视监控设备的巡 检,主要是防止监控设备丢失、人为破坏或光缆电缆损坏等,发现故障或问题应及时向主 管部门报告或提出维修申请。
九、化工过程故障诊断技术
(一)安全检测与监控的一般步骤
安全检测与监控主要有数据采集、数据处理、故障检测、安全决策与安全措施5个阶 段组成。
1. 数据采集
采集数据的主要工具是传感器(或敏感器)。对动态系统运行过程而言,传感器或测 量设备输出信息通常是以等间隔或不等间隔的采样时间序列的形式给出的。监控系统的数 据采集必须同时兼顾到采集过程的工程可实现性和釆样数据有效性。此处所谓数据有效 性,主要是指采样的测量数据与过程系统故障之间有内在关联性。
2. 信号处理
通常,在对过程进行故障检测与诊断之前必须借助滤波、估计或其他形式的数据处 理与特征信息技术对过程系统釆样时间序列进行信息压缩,使之更符合于故障检测与 诊断。
3. 故障检测
故障检测就是判断并指明系统是否发生了异常变化及异常变化发生时的时间。例如, 对于正在运行的系统或按规定标准进行生产的设备,辨别其是否超出预先设定或技术规范 规定的无故障工作门限。
监控系统的故障检测的首要任务是依据压缩之后的过程信息或借助直接从测量数据中 提取的反映过程异常变化或系统故障特征的信息,判断系统运行过程是否发生了异常变 化,并确定异常变化或系统故障发生的时间。
通常,依据处理方式和处理时间的不同,过程监控可分为在线监视和离线监测两大 类。其中,在线监视可以对设备运行状况或系统功能进行及时的检测,一旦发现有异常征 兆就及时报警,是实时监控系统和过程安全控制系统的核心。
4. 安全决策
所谓安全决策,是指通过足够数量测量设备(如传感器)观测到的数据信息、过程 系统动力学模型、系统结构知识,以及过程异常变化的征兆与过程系统故障之间的内在联 系,对系统的运行状态进行分析和判断,查明故障发生的时间、位置、幅度和故障模式。 依据安全决策时所凭借的冗余信息类型的不同,安全决策分为基于硬件冗余、解析冗余和 知识冗余,以及基于多种冗余信息融合等不同方式。
5. 安全措施
对具体工程活动而言,分析出故障产生的原因及部位后,下一步必须考虑故障的处理 方法。较典型的故障处理方法有顺应处理、容错处理与故障修复三大类。在实施过程监控 时,必须根据系统具体情况,综合考虑研究对象、故障特点及影响程度等多方面的因素, 针对不同故障制定不同的处理对策。
(二)旋转机械故障动态诊断技术
进入20世纪以来,国内外陆续发生了因大型旋转机械,如离心泵、电动机、发动机、 发电机、压缩机、汽轮机等出现故障导致的生产安全事故,因此,实时监测这些设备的工 作状态对于提高大型旋转机械的产品质量,提高设备运行周期,减少突发性设备事故,避 免重大经济损失,减少由大型旋转机械发生故障而引发的生产装置非计划停工,以及非计 划停工过程伴随的生产安全事故有着重要的指导意义。这里简要介绍一下旋转机械动态监 测技术的主要内容。
旋转机械状态监测,是指利用各种仪器和仪表,对反映旋转机械运动状态的参数进行 测量和监视,从而了解其运动状态,保证安全运行,提高设备的科学管理水平。目前,在 线监测的状态参数主要有轴的径向振动、轴向位移、机器转速、键相、轴承温度等。
1.监测参量
1)振动测量
大型旋转机械振动测量具有其特殊性,表现在测量的主要对象是一个转动部件,即转 子或转轴以及转动体与静止体之间的相对关系等。所谓振动测量就是机械相对于某一已知 参考系的振动的测量。转轴、汽封、轴承箱及机壳均为最受关注的机械部件,准确地对这 些部件进行测量和监测可以对机器的机械状态进行描述。
(1) 振幅。一般来说,振幅是振动强度的标志,它可用来监测机器运行的平稳程度。 一台正常运行的机器有一个稳定的、可接受的低振幅值,任何振幅读数的变化都反映了机 器状态的改变。
(2) 振动烈度。在机器表面测得的频率在10 ~ 1000 HZ范围内振动速度的均方根值为 表征机器振动状态的测量参数,在规定的测量点和规定的测量方向上测得的最大值作为机 器的振动烈度。
(3) 相角。振动相角测量可用来描述某一特定时刻机器转子的位置。一个好的相角 测量系统能够确定每一传感器信号上对应的机器转子的“高点”相对转子上某一固定点 的位置。通过确定机器转子上“高点”的位置,就能确定机器的平衡状态,机器转子平 衡状态的改变将引起高点的变化,这种变化通过相角变化而显示出来。在平衡机器的转子 或分析机器的某一特殊故障时,相角测量非常重要,通过测定机器转子的相角数据,可以 得到机器体系运行状态的资料。
(4) 振动形式。振动形式是分析振动数据的最重要的方法。通过对振动形式的观测, 能直观地了解机器的运行状态。上面讨论的振幅、频率、相角三种参数都是可测量的参数 并能在仪表上指示或显示出来,而振动形式是显示在示波器上的原始振动波形。
(5) 振型。所谓振型是转轴在一定的转速下沿轴向的一种变形。测量振型的方法是 沿转轴的轴向每隔一定间距放置一组X—y (互成90。)传感器,分别测得相应转轴截面 的中心线振动情况。综合所测得的这些数据便能得到转轴的振型。振型有助于估算转子与 固定部件之间的内部间隙,并能估算出转轴上“节点”的位置。
2)位置测量
在分析旋转机器总的运行情况时,还应测量和估计另外一些位置测量参量。对某些特 殊机器及其故障进行监测分析时,这些参量特别重要。这些位置参量主要有:
(1) 轴在轴承内的径向位置(或称偏心位置)。径向位置是指转子在轴承中的径向平 均位置。在转轴没有内部和外部负荷的正常运转情况下,大多数转轴会在油压阻尼作用 下,在设计确定的位置浮动。然而,一旦机器承受一定的外部或内部的预加负荷(稳态 力),轴承内的轴颈就会出现偏心。这种偏心是测量轴承磨损和预加负荷状态(如不对 中)的一种指Z5。
定期测量偏心位置非常必要。因为在出现重大负荷情况下,偏心较大,振幅无法增 加,在这种情况下岀现振幅没有报警的现象时,极易导致由于偏心太大而发生故障。因此 必须及时地检查偏心位置,才能对故障作出早期预判。
(2) 轴向位置。轴向位置测量用来描述止推法兰和止推轴承之间的相对位置。对于 一台离心压缩机或一台蒸汽涡轮机来说,轴向位置是最重要的测量参量。轴向位置监测的 主要目的是消除机器转子和定子之间的轴向摩擦。轴向止推轴承的故障是最严重的故障, 因此应该认真地进行监测,以防止发生这种类型的故障,保护机器的安全。
(3) 偏心度峰-峰值。偏心度峰-峰值是对转轴在静态时弯曲的测量。在发电用的 大型蒸汽透平和某些化工企业用的汽轮机中,经常需要测量偏心度峰-峰值。
(4) 差胀。发电用大型蒸汽透平等机组在启动时,要求机壳与转子必须以同样的比 率受热膨胀。如果转子与机壳受热膨胀的比率不同,就可能发生轴向摩擦而使机器受到 损害。
(5) 机壳膨胀。对某些大型机组,除测量差胀以外,还要进行机壳膨胀的测量。知 道了机壳膨胀和差胀,就可以确定转子和机壳的膨胀率。如果机壳膨胀不正常,机壳的 “滑脚”就会被卡住。
(6) 对中。对一些机组来说,各机壳之间的对中性是有一定要求的。不对中是经常 出现的一种故障状态,特别是在压缩机机组和燃气轮机驱动泵机组的安装过程中常常发生 这种故障。通常利用机组中各种不同机器的膨胀资料,并经过计算画出一份安装对中图 纸,作为一种粗略的参考,最后还要用仪器来确定机器的热运转状态。
在热对中测量技术方面,可以利用类似于大地测量用的光学仪器或激光技术来测量不 同机壳的转轴之间相对位置的变化。
3)其他参量测量
(1) 转速。在对旋转机械运行状态分析中找出振动和转速之间的关系是很重要的, 在设计离心类机器时,它的转速运行范围应避开机器的平衡共振,并且使其运行转速也不 激发机器的这些特殊共振。机器启动时的数据在确定平衡共振时至关重要,这些数据可表 示为振动幅度和相角与机器转速之间的关系曲线,在描绘这种曲线和寻找这些参量之间的 关系时,可以很容易地确定机器的平衡共振(临界共振)。
(2) 温度测量。在旋转机械运行状态的分析中,温度也是最常用和最重要的参量之 一。径向和轴向轴承的巴氏合金衬的温度测量现在正变得越来越重要。找出温度数据和振 动测量结果以及(或者)温度数据和位置测量结果之间的关系有助于我们发现机器可能 存在的故障。
2.电涡流非接触式传感器系统
为了能了解机器的运行情况是否正常,需要对机器的状态进行监测,这首先就需要用 到传感器。传感器是将机械振动量转换为电量的机电转换装置。传感器的性能及传感器的 选用都直接影响整个测试系统的功能。在旋转机械测试装置中,用于测量振动和位移的传 感器主要有三种:趋近式电涡流非接触式传感器、惯性式速度传感器、压电式加速度传感 器等。
趋近式电涡流非接触式传感器系统:是将机械振动转换为一个正比于振动位移的电信 号,即位置距离发生的变化。趋近式电涡流非接触式传感器系统可用于直接测量转轴在径 向和轴向两个平面的运动。
速度传感器系统:是将机械振动转换为正比于振动速度的电信号,速度即为位移相对 于时间变化的速率。这种传感器主要用来测量基座或壳体的振动。
压电式速度传感器系统:它与普通的速度传感器系统进行同样的测量并提供同样类型 的输出。唯一不同的是速度传感器由磁铁、弹簧、线圈系统组成,而压电式速度传感器则 由质量块、弹簧、压电陶瓷系统组成。
最具有特点的是电涡流非接触式传感器,它适合于测量转子相对于轴承的相对位移 (包括轴心平均位置及振动位移)o由于转轴表面具有很大的切线速度,因此用接触式传感 器难以实现振动的接收。比如大型汽轮发电机组的发电机转子,轴颈直径为300 ~400 mm, 转速为3000r∕min,因此其轴颈表面的线速度达47~62m∕s,至于某些高速离心式压缩 机,其转子轴表面的线速度可能更高。电涡流非接触式传感器是利用转轴表面与传感器探 头端部间的间隙变化来测量振动,从而避免了与转轴表面的直接接触。涡流式位移传感器 另一特点是具有零频率响应,因此它不仅可以测出转轴轴心振动位移,而且还可以测出转 轴轴心的静态位置的偏离,这在判断轴心在运转过程中是否处于正常的偏心位置是非常实 用的。
1)电涡流探头的主要特点
(1) 非接触式测量。
(2) 测量范围宽。
(3) 动态响应好。
(4) 能连续长期可靠地工作。
(5) 长线传输抗干扰能力强。
(6) 能在油、气及某些化学成分介质中工作。
(7) 能直接与计算机A/D接口相连。
(8) 可直接测量轴相对于机壳的振动。
(9) 可测量轴的位置或机械的其他部分与探头的相对位置。
由于它具有上述特点,因而被广泛用于石油、化工、冶炼、机械、电力、大专院校、 航空航天等部门旋转机械的轴向位移、轴的径向振动、轴转速的在线检测和安全监控,也 可用于转子动力学研究、零件尺寸检测等方面。
2)电涡流非接触式传感器的组成
电涡流非接触式传感器由探头、延伸电缆、前置器等三部分组成,如图2-25所示。 从探头到前置器总的电缆长度有两种规格,分别为5m和9m,这两种都可以由探头所带 电缆加上延伸电缆组成。有的探头本身就带有5m或9m长电缆,这样就不再需要延伸电 缆,整个传感器组成就只有两部分了。如图2-26所示为探头与被测物体的相对位置图, 探头端部与被测物表面之间有一间隙,二者不能接触,这是电涡流探头的特点之一。
图2-25电涡流非接触式传感器的组成
图2-26探头与被测物体的相对位置
电涡流非接触式传感器是通过传感器端部线圈与被测物体(导电体)间的间隙变化 来测量物体的振动和静位移的。它与被测物之间没有直接的接触,因此,特别适合测量具 有表面线速度的转子的振动。电涡流非接触式传感器具有很宽的使用频率范围,从0~10 kHz。因此,它不仅可以测量频率较高的振动位移,而且可以测量转子的平静位移,比如 轴心的偏心率。虽然有多种其他变换原理的传感器也可进行不接触式测量,例如变电容式 和变电感式等,但相比之下,电涡流非接触式传感器具有线性范围宽(一般是端部线圈 直径的一半),在线性范围内灵敏度不随初始间隙而变等优点。因此,目前被广泛应用于 转子的振动监测。
随着信息化技术和大数据应用技术的不断发展,旋转机械动态监测技术必将日臻成熟 与完善,从化工企业过程控制的功能角度来说,其对化工企业设备安全运行将发挥越来越 重要的作用。
一、化工企业用电安全
(—)影响化工企业安全供电的因素
造成电气事故的主要原因:
(1) 生产管理混乱,企业停送电权限没有归口统一管理,工作票签发不严格,造成 工厂的误停电或误送电,导致停工、停产或人员伤亡。
(2) 电气工作人员玩忽职守,不按工作票要求进行操作或是不开工作票进行盲目操 作,造成停电、崩烧或人员伤亡。
(3) 供电系统的继电保护不完善,定值不配套或定期试验不严格,发生开关误动或 拒动,造成停电或扩大事故范围。
(4) 设备维修不当,不按期进行检修,电气设备绝缘水平下降,设备接地不良或外 壳带电,从而发生设备损坏、火灾或人员伤亡。
(5) 违章作业,违反规定在带电的电气设备上作业,造成电气设备短路崩烧、人员 触电等事故。
(6) 对小动物防范不力,变电所、配电室有小动物进入的通道,当小动物跳上电气 设备的裸露部分时,造成短路崩烧,以致大面积停电。
(7) 在易燃易爆场所使用的电气设备,由于选用不当检修时防爆面破坏等原因,在 设备内部发生故障引起周围易燃易爆物质的燃烧或爆炸。
(二)用电安全设备
1.发电机组
发电机组是将其他形式的能源转换成电能的成套机械设备,由动力系统、控制系统、 消音系统、减震系统、排气系统组成,由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动, 将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机 转换为电能,输出到用电设备上使用。
2. 备用电源
当正常电源断电时,由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源。
备用电源自动投入装置,是指当工作电源或工作设备因故障被断开以后,能自动而迅 速地将备用电源或备用设备投入工作,使用户不停电的一种自动装置,简称为AAT装置。
1) 备用方式
(1) 明备用:在正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备,装设有专用的备用 电源或备用设备。
(2) 暗备用:在正常情况下没有明显断开的备用电源或备用设备,而分段母线间利 用分段断路器取得相互备用。
2) 釆用备用电源自动投入装置的优点
(1) 提高供电的可靠性,节省建设投资。
(2) 简化继电保护。釆用了 AAT装置后,环形供电网络可以开环运行,变压器可以 分列运行,在保证供电可靠性的前提下,继电保护装置可以简化。
(3) 限制短路电流、提高母线残余电压。在受端变电所,如果釆用环网开环运行和 变压器分列运行,将使短路电流受到一些限制,供电母线上的残余电压相应也提高一些, 有利于系统运行;在某些场合,由于短路电流受到限制,不需要再装出线电抗器,从而节 省了投资。
3. 临时用电
(1) 临时用电是指正式运行的电源上所接的非永久性用电以及施工现场在施工过程 中使用的电力,也是建筑施工过程的用电工程或用电系统的简称。
临时用电的三项基本原则是必须采用TN-S接地、接零保护系统(或称三相五线系 统);必须釆用三级配电系统;必须采用两级漏电保护和两道防线。
(2) 施工现场临时用电的范围包括临时动力用电和照明用电。
临时动力用电包括电动机用电、电焊机用电。临时照明用电包括室内照明、室外照明 用电。动力、照明用电系统应分开设置。
(3) 项目经理部应制定完善的安全用电管理制度,并明确施工用电管理人员、电气 工程技术人员和各分包单位的电气负责人及相应职责。
(4) 施工现场临时用电必须按照《施工现场临时用电安全技术规范)(JGJ 46)的要 求,根据现场实际情况,编制临时用电施工组织设计,建立相关的管理文件和档案资料。 化工企业设备检维修过程中涉及的临时用电作业,应按照《危险化学品企业特殊作业安 全规范》(GB 30871)关于临时用电作业的安全要求进行作业。
(5) 总包单位与分包单位必须订立临时用电管理协议,明确各方责任。总包单位必 须按照规定对分包单位的用电设施和日常施工用电管理进行监督、检查和指导。
(6) 施工现场临时用电设施和器材必须使用正规厂家,并经过国家级专业检测机构 认证的合格产品,严禁使用假冒伪劣等不合格产品。
(7) 各级配电箱、开关箱的箱体和内部设置必须符合有关规定,开关电器应标明用 途,并在电箱正面门内绘有接线图。箱体外应涂安全色,统一编号;停止使用的配电箱应 切断电源,箱门上锁。固定式配电箱应设围栏,并有防雨防砸措施。
临时用电配电线路必须按规范架设整齐,架空线路必须釆用绝缘导线,不得釆用塑绞 软线。电缆线路必须按规定沿附着物敷设或采用埋地方式敷设,埋地管线穿路处均要套以 铁管,一般电线用φ51 ~φ76,电缆用¢120管,并埋入地下0.6 m深。电缆线路不得沿地 面明敷设。
各类施工活动应与内、外电线路保持安全距离,达不到规范规定的最小安全距离时, 必须采用可靠的防护和监护措施。现场金属架(照明灯架,塔吊、电梯等垂直提升装置, 高大脚手架)和各种大型设施必须按规定装设避雷装置。
手持电动工具,应釆用II类、皿类绝缘的手持电动工具。工具绝缘状态、电源线、插 头和插座应完好无损,电源线不得任意接长或调换,维修和检査应由专业人员负责。施工 现场的办公区和生活区应根据用途按规定安装照明灯具和使用用电器具。食堂的照明和炊 事机具必须安装漏电保护器。
使用行灯和低压照明灯具,其电源不应超过36 V,行灯灯体与手柄应坚固、绝缘良 好,电源线应使用橡套电缆线,不得使用塑绞线。行灯和低压灯的变压器应设在电箱内, 符合户外电气安装要求。
现场使用移动式碘鸨灯照明,必须釆用密闭式防雨灯具。碘鶴灯的金属和金属支架应 做良好接零保护,金属架杆手持部位采取绝缘措施。电源线使用护套电缆线,电源侧装设 漏电保护器。使用电焊机应单独设开关,电焊机外壳应做接零或接地保护。一次线长度应 小于5m,二次线长度应小于30mo电焊机两侧应压接牢固,并安装可靠防护罩。电焊把 线应双线到位,不得借用金属管道、金属脚手架、轨道及结构钢筋做回路地线。电焊把线 应使用专用橡套多股软铜电缆线,线路应绝缘良好,无破损、裸露。交流电焊机要装设专 用防触电保护装置。
(8) 电工作业应持有效证件,电工等级应与工程的难易度和技术复杂性相适应。电 工作业由两人以上配合进行,并按规定穿绝缘鞋、戴绝缘手套、使用绝缘工具,严禁带电 接线和带负荷插拔插头等。
(9) 项目部应按规定对临时用电进行定期和不定期的检查、维护,发现问题及时 整改。
(10) 建立临时用电安全技术档案,它们是施工现场用电安全管理工作重点的集中 体现:
① 施工现场用电组织设计的全部资料。
② 修改施工现场用电组织设计资料。
③ 用电技术交底资料。
④ 施工现场用电工程检査验收表。
⑤ 电气设备试、检验凭单和调试记录。
⑥ 接地电阻、绝缘电阻、漏电保护器漏电动作参数测定记录表。
⑦ 定期检(复)查表。
⑧ 电工安装、巡检、维修、拆除工作记录。
4.双路供电
一个负载有两个电源供电,两个电源之间可以切换,在其中一个电源失电的情况下可 以投切到另一个电源供电。双路供电由一个或多个电源经彼此独立而又敷设于不同位置的 两路电缆或电线向同一重要负载供电的方式。
(三)做好电气安全的措施
从化工企业近年来所发生的电气安全事故分析可以知道,很多电气事故在现有的条件 下是可以避免的。为了避免电气事故,必须做大量的电气安全管理工作。釆取相应的措 施,其中包括管理措施和技术措施。
1.电气安全的管理措施
为保证化工企业的电气安全,企业应在综合考虑机构设置的情况下,配备负责电气的 负责人,负责企业全面电气管理工作,特别应对企业供电可靠性,电气设备使用安全和更 新改造等一系列重大问题进行决策,并对全厂电气管理的归口部分进行电气安全工作的 指导。
1) 建立、健全规章制度
必要而合理的规章制度是人们从长期的生产实践中总结出来的,是保障安全、促进生 产的有效手段。化工企业长期推广的“三三、二五制”,即三图(操作系统模拟图、设备 状况指示图、二次结线图)、三票(运行操作票、检修工作票、临时用电票)、三定(定 期检修、定期清扫、定期试验),五规程(运行规程、检修规程、试验规程、事故处理规 程、安全工作规程)、五记录(运行记录、检修记录、试验记录、事故记录、设备缺陷记 录)。
2) 认真执行电气系统运行的相关规程和安全管理制度
(1) 电气工作人员或非电气工作人员但从事与电气相关工作的人员必须严格遵守执 行《用电安全导则》(GB/T 13869)、《电力安全工作规程 电力线路部分》(GB 26859)、 《电力安全工作规程 发电厂和变电站电气部分>(GB 26860)和《电力安全工作规程 高 压试验室部分》(GB 26861)等国家标准要求。
(2) 电气作业必须由经过专业培训考试合格、持有电工特种作业资格证的人员进行。
(3) 电气工作人员上岗,应按规定穿戴好劳动防护用品,正确使用符合安全要求的 电气工具,并能熟练掌握触电急救办法。
(4) 发电厂和变、配电所必须制定符合现场情况的运行规程、各项管理制度及各级 人员的安全职责等。
(5) 电气工作人员必须严格执行“二票三制”,即工作票、操作票,交接班制、巡回 检查制和设备定期轮换试验制。
(6) 电气工作人员对所发生的事故、障碍及不安全因素,应及时向主管部门汇报, 并严格按照有关电气事故处理规则规定执行。对于易燃、易爆场所的电气设备及线路的运 行和检修,必须按国家标准《爆炸性环境 第1部分:设备通用要求》(GB 3836. 1 )、 《爆炸危险场所防爆安全导则》(GB 29304)、《危险场所电气防爆安全规范》(AQ 3009) 执行。
(7) 不准随意拉设临时线路。确因临时(15 d以内)用电作业,必须拉临时线路的, 应按照《化学品生产单位特殊作业安全规范}(GB 30871)临时用电部分的要求办理“临 时用电作业票”。其他临时用电具体规定遵照《施工现场临时用电安全技术规范》
(JGJ 46)执行。
(8) 电气设备必须有可靠的接地(接零)装置,防雷和防静电设施必须保持完好, 且每年定期检测。化工设备接地应同时遵守行业标准《化工企业静电检查规程》 (HG/T 23003 )o
(9) 在低压配电系统中,应根据《•剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB/T 13955)规定和要求正确选择安装、使用电流动作型漏电保护器,并制定其运行管理工作 的有关规定。
(10) 要根据本单位的实际情况和季节特点,做好预防工作和安全检查,发现问题及 时消除。
(11) 现场要备有安全用具、防护器材和消防器材等,并定期进行检查试验。
(12) 电气设备必须有可靠的接地(接零)装置。按照《建筑物防雷设计规范》 (GB 50057 )4石油化工装置防雷设计规范》(GB 50650) ʌ(防止静电事故通用导则》 (GB 12158)、《防静电工程施工与质量验收规范》(GB 50944)等标准要求设置防雷和防静 电设施,防雷和防静电设施必须完好,每年应定期检测。化工设备接地应同时遵守《化 工企业静电检查规程》。
(13) 电气作业必须由经过专业培训、考核合格、持有电工操作证的员工担任。
(14) 电气作业员工上岗,应按规定穿戴好劳动防护用品和正确使用符合安全要求的 电气工具。
(15) 变、配电所必须制定符合现场情况的运行规程,值班员工的职责应在现场运行 规程中明确。
(16) 运行员工应严格执行操作票、工作票制度,工作许可制度,工作监护制度,工 作间断、转移和终结制度。
(17) 高压设备无论带电与否,值班员工不得单人移开或越过遮拦进行工作,若必须 移开遮拦时,必须有监护人在场,并符合设备不停电的安全距离。
(18) 雷雨天气,需要巡视室外设备时,巡视员工应穿绝缘鞋,并不得靠近避雷 装置。
(19) 在高压设备和大容量低压总盘上倒闸操作及在带电设备附近工作时,必须由两 人执行,并由技术熟练的员工担任监护。
(20) 供电单位与用户(调度)联系,进行有关电气倒闸操作时,值班员工必须复 诵,核对无误方可操作,并将联系内容、时间和联系人姓名记录在案。
(21) 对于氯碱等行业的电解整流运行员工尚应遵守下列规定:
① 采取调压稳流方法,保持恒流生产工具。
② 电槽初次启动电压要求低于极化电压值。 _
③ 氯氢处理站与整流所,应同时有氯气泵和氢气泵等设备的运行状态信号显示,及 紧急全停电、紧急降电流的事故声光报警信号,并定期联系试验。
④ 氢气系统着火时,要防止系统内造成负压,不得釆用电解停直流电的办法处理, 单槽因槽内盐水中断起火时,应釆用降低直流电流或全停电处理。
(22) 电炉运行人员尚应遵守下列规定:
① 应制定电炉变压器、短网及所有导电系统的现场运行规程。
② 电炉变压器及其他设备的检查工作,应由值班电工负责,检查线路、次数和内容 应在巡回检查制度中明确规定。
③ 要定时抄录电流、电压、功率、变压器上层油温、冷却系统各点温度、油压、水 压等内容,加强综合分析。
④ 变压器油冷却系统的油压,必须大于水冷系统的水压0. 05 ~0. 1 MPaO
(23)静电除雾(尘)必须符合下列规定:
① 用于静电除雾或静电除尘的高压直流电源,要根据除雾气量、浓度或尘埃粒子最 大荷电量,供给与这一状态相适应的最高电压,以维持其最大场强和最大的电晕电流。
② 除雾、除尘器电源应有自动稳压、稳流装置,使最高压略低于闪络极限电压,在 短路故障和超载时,应能迅速自动切断高压并报警。
③ 配电控制柜及高压整流油箱要接地,接地电阻小于4Q。
④ 高压整流油箱及附属高压设备,应安装在专用单独配电间或金属网格内,每个控 制柜分开设置,配电间应设门开关,打开配电间门,高压自动跳闸,以利安全。
⑤ 高压整流油箱,无特殊情况,一般不要吊芯检查,但应定期进行测试检查。
⑥ 高压硅整流器不得在空载状态进行开关试验,要做时,一定要将高压接入除雾 (尘)器电场。单独试验控制柜(不接高压整流油箱),输出端需接一些负载,再通电 试验。
⑦ 油箱(高压整流器)高压测量输出端子(接地柱),应与测量表计和附加电阻接 地,不允许在通电状态下断开此路。
⑧ 油箱高压输出应经无感阻尼电阻接入电场。
⑨ 高压配电间应设专用接地闸刀,在除雾(尘)器停用或检修时将高压输出接地。
3)在电气系统进行检修时应当严格执行电气系统检修安全规程和相关的管理规定
(1) 电气检修必须执行电气检修工作票制度。工作票由指定签发人签发,经工作许 可人许可,并办理工作许可手续后方可作业。
(2) 原则上不准在电气设备、供电线路上带电作业(无论高压或低压),停电后,应 在电源开关处上锁和拆下熔断器,同时挂上“禁止合闸、有人工作”等标识牌,工作未 结束或未得到许可,不准任何人随意拿掉标识牌或送电。
(3) 必须带电检修时,应经主管电气的工程技术人员审查安全措施,并报经企业主 管领导批准后方可进行。作业员工和监护员工应由有带电作业实践经验的员工担任。
(4) 在停电线路和设备上装设接地线前,必须放电、验电,确认无电后,在工作地 段两侧挂接地线,凡有可能送电到停电设备和线路工作地段的分支线,也要挂接地线。
(5) 停电、放电、验电和检修作业,必须由负责人指派有实践经验的员工担任监护, 否则不准进行作业。
(6) 外线、杆、塔、电缆检修,在作业前必须进行全面检查,确认符合以下规定后 方可作业:
①变、配电所出入口处或线路中间某一段有两条以上线路邻近平行时,应验明检修 的线路确已停电,并挂好接地线后,在停电线路的杆、塔下面做好标志,设专人监护,防
止误登杆、塔。
② 对有两个以上供电电源的线路检修时,必须釆取可靠的措施,防止误送电。
③ 对地下直埋或隧道电缆检修时,应采取切实可靠措施避免伤及临近电缆。
④ 五级以上大风时,严禁在杆、塔多回路线中进行部分线路停电检修作业。
⑤ 在立、撤杆和修正杆坑及在杆、塔上作业前,必须认真检查,防止倒杆和滑梯等 事故。接地线拆除后,应认为线路带电,严禁任何人再登杆、塔,并按工作终结办理汇报 手续。
⑥ 在同杆共架的多回线路中,部分线路停电检修,安全距离不应小于在带电线路杆、 塔上工作的安全距离,为此,线路不但要有线路名称,还要有上、下、左、右的称号,登 杆、塔检修作业时,每基杆、塔都应设专人监护:
a) 检修变压器及油开关时禁止使用火炉喷灯等工具,在其他带电设备附近动火,火 焰距带电部位W kV及以下的为1. 5 m; IOkV以上的为3 mo
b) 架设临时线要严格遵守有关规定办理“临时接线装置申请单”。380 V绝缘良好的 橡皮临时线悬空架设距地面:室内不少于2.5 m,室外不少于3.5mo
C)更换熔断器,要严格按照规定选用熔丝,不得任意用其他金属丝代替。
d) 电气试验应由两人进行,并按照带电作业有关要求釆取安全措施。
e) 电力线路、变电站等检修作业的安全距离和安全措施应符合《电力安全工作规程 电力线路部分》(GB 26859)、《电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分》(GB
26860)、《电力安全工作规程 高压试验室部分》(GB 26861)的规定。
4) 安全检查
专业性的电气安全检查最好每季度进行一次,发现问题及时解决。特别是应该注意雨 季前和雨季中的电气安全检查。
电气安全检查包括检查电气设备的绝缘有无损坏,绝缘电阻是否合格,设备裸露部分 是否有防护,保护接零或保护接地是否正确、可靠,保护装置是否合乎要求,手提行灯和 局部明灯电压是否是安全电压或是否釆取了其他安全措施,安全用具和电气灭火器材是否 齐全,电气设备安装是否合格,安装位置是否合理,有静电产生的工艺过程是否釆取了防 静电措施,制度是否健全等内容。
在此需要特别关注的是,电气安全检查应当和化工生产工艺、设备安全检查相结合, 注重各类电气设备设施周边化工工艺和设备设施的运行状况是否有异常状况和隐患存在, 这些异常状况和隐患是否会影响到相关电气设备设施的安全运行和装备的安全,以此方式 来消除电气设备设施本体隐患以外的电气设备设施隐患。
5) 安全教育和培训
安全教育和培训主要是为了使工作人员懂得电的基本知识,认识安全用电的重要性, 掌握安全用电的基本方法,从而能安全地、有效地进行工作。
对于独立工作的电工,应该懂得电气装置在安装、使用、维护、检修过程中的安全要 求,应熟知电工安全操作规程,学会扑灭电气火灾的方法,掌握触电急救的技能,还应通 过考试,取得岗位合格证。
对一般职工应要求懂得电和安全用电的一般知识;对使用电气设备的生产工人还应要
求懂得有关安全规程。
6)组织事故分析
一旦发生电气事故,应组织有关人员对事故进行分析,找出发生事故的原因和防止事 故再次发生的对策,从中吸取教训。
2,电气安全的技术措施
化工企业电气安全技术措施应满足一般安全用电的技术要求,如:
(1) 绝缘。即用绝缘材料防止触及带电体。
(2) 屏蔽。即用屏障或围栏防止触及带电体。
(3) 障碍。即设置障碍防止无意触及或接近带电体。
(4) 间隔。即保持间隔以防止无意触及带电体。
(5) .安全电压。即根据场所特点,釆用相应等级的安全电压。
(6) 自动断开电源。根据电网运行方式和安全需要,采用可靠的自动化元件和连接 方法,使发生故障时能在规定时间内自动断开电源。
二、个体防护
人身触电事故的发生,既可能由局部原因造成,也可能由系统性原因造成。一般有以 下两种情况:一是人体直接触及或过分靠近电气设备的带电部分;二是人体碰触平时不带 电,但因绝缘损坏而带电的金属外壳或金属构架。触电事故发生后必须对触电人员及时采 取相应的急救措施,并进行详细的事故调查,必须仔细分析事故发生的原因。针对分析出 的事故原因,有针对性地采取技术和组织防范措施以保证从事电气工作人员的人身安全。 同时应对各类触电事故进行分类和统计,找岀事故规律,制定有效的措施并认真执行。防 止触电的措施主要包括以下几个方面。
(-)提高电气设备完好率
加强电气设备的维修、维护和检查测定工作,保证电气设备完好,发现不安全因素及 时消除,确保电气设备的正常运行,是防止触电事故发生的有效措施。
(二) 采用漏电保护装置
当设备漏电时,漏电保护装置可以切断电流,防止漏电引起的触电事故。
电气设备的保护接地和保护接零是为防止人体触及绝缘损坏的电气设备所引起的触电 事故而采取的有效措施。保护接地是将电气设备的金属外壳与接地体相连接,应用于中性 点不接地的三相三线制系统中。保护接零是将电气设备的金属外壳与变压器的中性线相连 接,应用于中性点不接地的三相四线制系统中。保护接地和保护接零是电气安全技术中的 重要内容。漏电保护器可以用于低压线路和移动电具等方面。一般情况下,漏电保护装置 只用作附加保护,不能单独使用。
(三) 绝缘
为了避免发生短路、触电等事故,需用绝缘材料将金属带电体封闭起来,以避免与其 他带电体或人体等接触。绝缘方法一般有3种:气体绝缘、液体绝缘、固体绝缘。通常, 气体绝缘与液体绝缘不能阻挡人体的接触,因而只在特殊场合使用;固体绝缘是最常使用 的绝缘方法。绝缘材料又称电介质,通俗讲绝缘材料就是能够阻止电流在其中通过的材 料,即不导电材料。常用的绝缘材料有:
(ɪ )气体。如空气、六氟化硫等O
(2) 液体。如变压器油、电缆油、电容器油等。
(3) 固体。包括两类:一是无机绝缘材料,如云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃等; 二是有机物质,如虫胶、树脂、橡胶、纸、棉纱、木材、塑料等。
绝缘材料在强电场等外加因素作用下,完全失去绝缘性能的现象称为击穿。固体绝缘 物击穿后,绝缘材料多发生质变而不能恢复其原有的绝缘性能。另外,绝缘物在腐蚀性气 体、蒸汽、潮气、粉尘及机械等因素作用下,绝缘性能会降低,严重时会导致绝缘材料的 损坏,甚至失去绝缘性能。绝缘物长期使用后,会在热、电等因素作用下逐渐老化。
(四)安全电压
1. 安全电压的定义
我国颁布的《安全电压标准)(GB 3805—1983)经历了《安全电压标准)(GB 3805— 1993),到目前的《特低电压(ELV)限值》(GB/T 3805—2008)。该标准规定了直流,不 同频率交流电,带电电容器在正常(无故障)、单故障、双故障状态下的不同环境状况下 的特低电压(ELV)限值。
4种环境状况如下:
(1) 环境状况1。皮肤阻抗和对地电阻均可忽略不计(如人体浸没于水中)。
(2) 环境状况2。皮肤阻抗和对地电阻降低(如潮湿的环境)。
(3) 环境状况3。皮肤阻抗和对地电阻均不降低(如干燥的环境)。
(4) 环境状况4。特殊状况(如电焊、电镀等)。
人们日常工作中还是习惯沿用1983年的《安全电压标准》中安全电压的规定,所谓 安全电压是指为了防止触电事故而釆用的由特定电源供电的电压系列。这个电压系列的上 限值,在正常和故障情况下,任何两导体间或任意导体与地之间均不得超过交流(50 ~ 500 HZ)有M50 Vo 一般情况下,人体允许电流可按摆脱电流考虑。在装有防止触电速 断保护装置的场合,人体允许电流可按30 mA考虑。在容易发生严重二次事故的场合,应 按不引起强烈反应的5 mA考虑。安全电压50 V的限制是根据人体允许电流30 mA、人体 电阻1700 ∩的条件确定的。国际电工委员会规定安全电压(接触电压限定值)为 50 V,并规定25 V以下者不需考虑防止直接电击的安全措施。
2. 安全电压的等级及选用举例
安全电压额定值的等级分别为42 V、36 V、24V、12 V、6Vo安全电压选用举例见表
2-22 O
表2-22安全电压选用举例 | ||
安全电压(交流有效值)∕v |
选用举例 | |
额定值 |
空载上限值 | |
42 |
50 |
在有触电危险的场所使用的手提式电动工具等__________ |
36 |
43 |
在矿井、多导电粉尘等场所使用的行灯等____________ |
表2-22 (续)
安全电压(交流有效值)∕v |
选用举例 | |
额定值 |
空载上限值 | |
24 |
29 |
在金属容器内、隧道内、矿井内等工作地点狭窄,行动不便以及周 |
12 |
15 |
围的大面积接地导体的环境中,供某些有人体可能偶然触及的带电体 |
6 |
8 |
的设备选用 |
3.使用安全电压
为了防止发生触电事故,在某些危险性较大的场所使用移动或手持电气设备(如电 钻等)时,应釆用42 V或36 V安全电压作电源。塔、罐等设备容器内行灯照明应采用 24 V或12 V安全电压。安全电压回路的带电部分必须与较高电压的回路保持电气隔离, 并且不得与大地、保护零(地)线或其他电气回路连接。安全电压插销座不应带有接零 (地)插头或插孔。
(五) 采用屏护
屏护是借助屏障物防止触及带电体的措施。屏护装置包括遮拦和障碍,主要用于电气 设备不便绝缘或绝缘不足以保证安全的情况。常用的屏护装置有遮拦、护罩、护盖、箱匣 等。对屏护装置的一般要求:屏护装置不能与带电体接触;屏护装置所用材料应有足够的 机械强度和良好的耐火性能;金属材料制成的屏护装置必须接地或接零;必须用钥匙或工 具才能打开或移动屏护装置;屏护装置应悬挂警示牌;屏护装置应采用必要的信号装置和 联锁装置。
(六) 保证安全间距
安全间距是在带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其他设施和设备之 间保持一定的安全距离。安全间距的大小与电压的高低、设备类型、环境条件和安装方式 等因素有关。
(七) 保证安全载流量
安全载流量是指在规定条件下,导电体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值 的最大电流。一旦电流强度超过了安全载流量,会导致绝缘损坏而引起漏电,甚至引起 火灾。
(ʌ)接地与接零
接地与接零是防止触电的重要安全措施O接地是将设备或者线路的某一部分通过接地 装置与大地连接。它包括临时接地与固定接地。临时接地是在检修设备或者线路时,切断 电源后,临时将检修的设备或者线路的导电部分与大地连接,以防止误合闸等意外情况发 生时造成触电事故。故障接地(带电体与大地之间发生了意外的连接)也属于临时接地。 固定接地包括工作接地与安全接地。
1.安全接地
安全接地是为了防止触电、雷击、爆炸、辐射等危害而实施的接地措施,它包括保护 接地、防雷接地、防静电接地、屏蔽接地。
保护接地就是将故障情况下可能存在危险电压的导电部分通过接地装置与大地连接。 通常就是将电气设备的金属外壳与接地装置连接,以防止因电气设备绝缘损坏而使外壳带 电时,操作人员接触设备外壳而触电。在中性点不接地的低压系统中,在正常情况下各种 电力装置的不带电的金属外露部分,如电机、变压器、电器、携带式及移动式用电器具的 外壳,电力设备的传动装置,配电屏与控制屏的框架,电缆外皮及电力电缆接线盒、终端 盒的外壳,电力线路的金属保护管、敷设的钢索及起重机轨道等,除有规定外都应接地。
保护接地效果的好坏在很大程度上取决于接地装置的安全可靠性,因此,接地装置应 符合相关要求:足够的机械强度,足够的埋设深度,防腐蚀,连接可靠,接地线的装设既 便于检查又不易被人触碰,接地装置与建筑物的距离不应小于1.5m,接地装置与独立避 雷针的接地装置之间的地下距离不应小于3mo
2.接零
接零是将电气设备正常时不带电的部分(如金属机壳)与电网的零线(中性线)连 接,即保护接零。保护接零一般用于低压中性点直接接地(工作接地)、电压380 V/ 220 V的三相四线制电网中。例如,将电气设备的金属外壳与供电变压器的中性点相连 接。保护接零措施需要与其他安全措施(如采用熔断器、断路器等)配合使用,才能起 保护作用。对接零装置的安全要求:接零装置所用材料要有良好的机械强度,要耐腐蚀, 要连接可靠,保护零线的导电能力不应低于相线的1/2,支线部分的工作零线与保护零线 不得共用等。
(九)正确使用安全用具
电工安全用具包括绝缘安全用具(绝缘杆与绝缘夹钳、绝缘手套与绝缘靴、绝缘垫 与绝缘站台)、登高作业安全用具(脚扣、安全带、梯子、高凳等)、携带式电压和电流 指示器、临时接地线、遮拦、标志牌(颜色标志和图形标志)等。
绝缘杆主要用于操作高压绝缘开关、跌落式保险器,安装和拆卸临时接地线等。绝缘 夹钳主要用于拆卸和安装熔断器等。绝缘手套与绝缘靴一般作辅助安全用具使用,绝缘手 套可作为低压工作的基本安全用具,绝缘靴可作为防止跨步电压的基本安全用具。绝缘垫 用橡胶制成,绝缘站台用木材制成,两者均作为辅助安全用具使用。携带式电压指示器, 又称验电器或试电笔,用于验明导体是否带电。携带式电流指示器,又称为钳形电流表, 用于不断开导线测量线路电流,两者均有高压、低压之分。临时接地线用于防止突然来电 的危险。遮拦用于将带电体与操作人员隔离。标志牌用于告诫相关人员须注意的关键问 题。标志包括颜色标志和图形标志。颜色标志用以区分不同性质、不同用途的导线,或者 用于表示某处的安全程度。图形标志一般作警告用途,如告诫人们当心触电的三角形图形 标志牌。
(十)建立健全电气安全制度
安全制度是保护操作人员安全健康的重要措施。主要安全制度有工作票制度、工作监 护制度、停电安全技术措施、低压带电检修等。
根据物质燃烧原理,在化工生产和使用的建筑物中,防止发生火灾爆炸事故的基本原 则有以下3点:一是控制可燃物和助燃物的浓度、温度、压力及混触条件,避免物料处于 燃爆的危险状态;二是消除一切足以导致着火的火源,以防发生火灾、爆炸事故;三是采 取一切阻隔手段,防止火灾、爆炸事故的扩展。
显而易见,前两种措施是针对物质燃烧的必要条件提出来的。从理论上讲,这两种措 施中的任一种措施只要能够有保证地实行,即足以防止事故发生。但是在实践中,由于各 种原因,这两种措施都不能绝对有保证地实行,所以为了确保安全,这两种措施必须同时 实行。采取这样的做法,一方面是为了提高安全程度;另一方面因为受生产条件的限制, 或受不可控制的因素影响,会使一种措施失去作用,这就需要同时实行另一种措施来保证 安全。应当指出,采取防止火灾爆炸事故扩展的阻隔措施也是重要的。在化工装置设计、 科研、生产以及装置检修等各个环节中,都应充分考虑,认真釆取各种防火防爆措施,并 应严格执行。
一、控制可燃物的措施
控制可燃物,就是使可燃物达不到燃爆所需要的数量、浓度或者使可燃物难燃化或用 不燃材料取而代之,从而消除发生燃爆的物质基础。这主要通过下面所列举的措施来 实现。
(-)利用爆炸极限、相对密度等特性控制气态可燃物
(1) 当容器或设备中装有可燃气体或蒸气时,根据生产工艺要求,可增加可燃气体 浓度或用可燃气体置换容器或设备中的原有空气,使其中的可燃气体浓度高于爆炸上限。
(2) 散发可燃气体或蒸气的车间或仓房,应加强通风换气,防止形成爆炸性气体混 合物。其通风排气口应根据气体的相对密度设在房间的上部或下部。
(3) 对有泄漏可燃气体或蒸气危险的场所,应在泄漏点周围设立禁火警戒区,同时 用机械排风或喷雾水枪驱散可燃气体或蒸气。若撤销禁火警戒区,则必须用可燃气体检测 仪检测该场所可燃气体浓度是否处于爆炸极限之外。
(4) 盛装可燃液体的容器需要焊接动火检修时,一般需排空液体、清洗容器,并用 可燃气体测爆仪检测容器中可燃蒸气浓度是否达到爆炸下限,在确认无爆炸危险时方能动 火进行检修。
(二)利用闪点、自燃点等特性控制液态可燃物
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(1) 根据需要和可能,用不燃液体和闪点较高的液体代替闪点较低的液体。例如: 用三氯乙烯、四氯化碳等不燃液体代替酒精、汽油等易燃液体作溶剂;用不燃化学混合剂 (表3-1)代替汽油、煤油作金属零部件的脱脂剂等。
(2) 利用不燃液体稀释可燃液体,会使混合液体的闪点、自燃点提高,从而减小火 灾危险性。如用水稀释酒精,便会起到这一作用。
(3) 对于在正常条件下有聚合放热自燃危险的液体(如异戊二烯、苯乙烯、氯乙烯 等),在储存过程中应加入阻聚剂(如对苯二酚苯醍等),以防止该物质暴聚而导致火灾 爆炸事故。
表3-1不燃化学混合剂组成
组 分 |
______混合剂内组分含量/(g - L-1H2O) | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | |
氢氧化钠(苛性钠) |
80-100 |
IIO-150 |
20-30 |
— |
— |
— |
3 ~5 |
____磷酸钠 |
30-40 |
— |
70-80 |
30-35 |
80 ~ 100 |
20-25 |
2-4 |
碳酸钠 |
— |
30 ~50 |
— |
20 ~25 |
— |
20-25 |
40 -50 |
水玻璃 |
— |
3 ~5 |
5 ~ 8 |
5 ~10 |
10-15 |
— |
20-30 |
彼得洛夫接触剂 |
40-50 |
— |
— |
— |
一 |
— |
10-20 |
活性剂on - 7或On -10 |
一 |
5 ~7 |
5 ~7 |
3 ~5 |
— |
5 -7 |
一 |
(三) 利用燃点、自燃点等数据控制一般的固态可燃物
(1) 选用砖石等不燃材料代替木材等可燃材料作为建筑材料,可以提高建筑物的耐 火极限。
(2) 选用燃点或自燃点较高的可燃材料或难燃材料代替易燃材料或可燃材料。例如, 用醋酸纤维素代替硝酸纤维素制造胶片,燃点则由180 P提高到475 V ,可以避免硝酸纤 维胶片在长期储存或使用过程中的自燃危险。
(3) 用防火涂料涂层或阻燃剂浸涂木材、纸张、织物、塑料、纤维板、金属构件等 可燃材料或不燃材料,可以提高这些材料的耐燃性和耐火极限。对于金属构件的抗燃烧 性,可用耐火极限评价。例如,钢构件喷涂4mm厚的LB钢结构膨胀型防火涂料,其耐 火极限可由15 min提高到1 ~ 1. 5 h。
(四) 利用负压操作对易燃物料进行安全干燥、蒸馆、过滤或输送
因为负压操作能够降低液体物料的沸点和烘干温度,缩小可燃物料的爆炸极限,所以 通常应用于下列场合。
(1) 真空干燥和蒸偕在高温下易分解、聚合、结晶的硝基化合物、苯乙烯等物料, 可减少火灾危险性。
(2) 减压蒸馅原油,分离汽油、煤油、柴油等,可防止高温引起油料自燃。
(3) 真空过滤有爆炸危险的物料,可免除爆炸危险。
(4) 负压输送干燥、松散、流动性能好的粉状可燃物料,有利于安全生产。
负压操作除了要求设备密闭并设置可靠的控压仪表和安装止逆阀外,必须保持一定的 安全压力即真空度。只有在安全压力下,所处理的易燃物料才能免除燃爆危险。某些可燃 液体物料的安全压力,可通过式(3-1)求出:
A =L/K (3-1)
式中A——安全压力,mmHg* , 1 mmHg = 133. 3 Pa, *代表真空度;
K—ImmHg压力下可燃物浓度,g∕m3 (表3-2);
L——可燃物料的爆炸下限,g∕m3 (表3-2)O
表3-2可燃物料在20 CC时的K值和Z,值
可燃物 |
K值 |
L值 |
可燃物 |
K值 |
L值 |
甲醇 |
1.74 |
73 |
苯 |
4.31 |
39 |
乙醇 |
2. 52 |
67 |
二硫化碳 |
4. 16 |
30 |
丙酮 |
3.16 |
60 |
乙酸乙酯 |
4. 82 |
90 |
乙醍 |
4.05 . |
50 |
甲苯 |
5.04 |
46 |
丁醇 |
4.00 |
50 |
乙酸戊酯 |
7. 17 |
60 |
二、控制助燃剂的措施
控制助燃剂,就是使可燃性气体、液体、固体、粉体物料不与空气、氧气或其他氧化 剂接触,或者将它们隔离开来,即使有点火源作用,也因为没有助燃物参混而不致发生燃 烧、爆炸。通常通过下面途径达到这一目的。
(-)密闭设备系统
把可燃性气体、液体或粉体物料放在密闭设备或容器中储存或操作,可以避免它们与 外界空气接触而形成燃爆体系。为了保证设备系统的密闭性,要求做到下列各点:
(1) 对有燃爆危险物料的设备和管道,尽量采用焊接,减少法兰连接。如必须釆用 法兰连接,应根据操作压力大小,分别釆用平面、凹凸面等不同形状的法兰,同时衬垫要 严实,螺丝要拧紧。
(2) 所釆用的密封垫圈,必须符合工艺温度、压力和介质的要求,一般工艺可用石 棉橡胶垫圈;有高温、高压或强腐蚀性介质的工艺,宜釆用聚四氟乙烯塑料垫圈。所以近 几年来,有些机泵改成端面机械密封,防腐蚀密封效果较好,如果采用填料密封达不到要 求,有的可加水封和阀门,可将物料从顶部抽吸排出。
(3) 输送燃爆危险性大的气体、液体管道,最好用无缝钢管。盛装腐蚀性物料的容 器尽可能不设开关和阀门,可将物料从顶部抽吸排出。
(4) 接触高镒酸钾、氯酸钾、硝酸钾、漂白粉等粉状氧化剂的生产传动装置,要严 加密封,经常清洗,定期更换润滑油,以防止粉尘漏进变速箱中与润滑油混合接触而引起 火灾。
(5) 对加压和减压设备,在投入生产前和定期检修时,应做气密性检验和耐压强度 试验。在设备运行中,可用皂液、PH试纸或其他专门方法检验气密状况。
(二)惰性气体保护
惰性气体是指那些化学活泼性差、没有燃爆危险的气体。如氮气、二氧化碳、水蒸 气、烟道气等,其中使用最多的是氮气。它们的作用有:隔绝空气,减少氧含量,缩小以 至消除可燃物与助燃物形成的燃爆浓度。
惰性气体保护,主要应用于以下几个方面:
(1) 覆盖保护易燃固体的粉碎、研磨、筛分和混合及粉状物料的输送。
(2) 压送易燃液体和高温物料。
(3) 充装保护有爆炸危险的设备和储罐。
(4) 保护可燃气体混合物的处理过程。
(5) 封锁可燃气体发生器的料口及废气排放系统的尾部。
(6) 吹扫置换设备系统内的易燃物料或空气。
(7) 充氮保护非防爆型电器和仪表。
(8) 稀释泄漏的易燃物料,扑救火灾。
惰性气体的需用量,可根据危险物料系统燃烧必需的最低含氧量计算,见表3-3o
表3-3某些气态可燃物惰化时最高允许含氧量(αMOC)
气态可燃物 |
aMOC (加 N?时)/% |
GMoC(加 CO?时)/% |
气态可燃物 |
αMθc(加吨时)/% |
aMoc(加 CO2 时)/% |
甲烷 |
12 |
14.5 |
丁二烯 |
10 |
13 |
乙烷 |
11.0 |
11.3 |
苯 |
11 |
14 |
丙烷 |
11.5 |
14 |
甲醇 |
10 |
13.5 |
丁烷 |
12 |
14.5 |
乙醇 |
10.5 |
13 |
异丁烷 |
12 |
15 |
乙醒 |
10.5 |
13 |
戊烷 |
12. 1 |
14.4 |
丙酮 |
13.5 |
15.5 |
己烷 |
12. 1 |
14.5 |
氢气 |
5 |
6 |
汽油 |
11.8 |
14.5 |
一氧化碳 |
5.5 |
6 |
乙烯 |
10 |
11.5 |
硫化氢 |
7.5 |
11.5 |
丙烯 |
11.5 |
14 |
二硫化碳 |
5 |
8 |
环戊烷 |
11.7 |
13.9 |
如使用纯惰性气体时,惰性气体需用量按式(3-2)计算:
X = 21 - αMOCy
(3-2)
CEMOC
式中 X一惰性气体需用量,m3;
Omoc--氧的最高允许含量,可从表3-3查得;
V—设备中原有的空气体积(其中氧占21%), rn3 o
(三)隔绝空气储存
遇到空气或受潮、受热极易自燃的物品,可以隔绝空气进行安全储存。如金属钠储存 于煤油中,黄磷存于水中,活性镣存于酒精中,烷基铝封存于氮气中,二硫化碳用水 封存等。
(四) 通风置换
在散发可燃气体较多的场所(如液化气充装站),应采用半敞开式建筑或露天布置, 以保持良好通风自然扩散。在有可燃气体的或危险粉尘的厂房内,应安装通风设施,以降 低浓度,使之在爆炸范围以下。
(五) 严格工艺纪律
操作人员应熟悉生产工艺流程及操作规程,精心操作,防止超温、超压和物料跑损而 引起火灾爆炸事故。一旦出现险情,应予迅速处理,避免事故扩大。
三、控制点火源的措施
在多数场合,可燃物和助燃物的存在是不可避免的,因此,消除或控制点火源就成为 防火防爆的关键。但是,在生产加工过程中,点火源常常是一种必要的热能源,故须科学 地对待点火源,既要保证安全地利用有益于生产的点火源,又要设法消除能够引起火灾爆 炸的点火源。
在化工企业中能够引起火灾爆炸事故的点火源有:明火、摩擦与撞击、高温物体、电 气火花、光线照射、化学反应热等。
(―)消除和控制明火
明火,是指敞开的火焰、火花、火星等。如吸烟用火、加热用火、检修用火、高架火 炬及烟囱、机械排放火星等。这些明火是引起火灾爆炸事故的常见原因,必须严加防范。
(1) 在有火灾爆炸危险场所严禁吸烟,应设置醒目的“禁止烟火”标志,吸烟应到 专设的吸烟室,不准乱扔烟头和火柴余烬。驶入危险区的汽车、摩托车等机动车辆,其废 气排气管应戴阻火器。
(2) 生产用明火、加热炉宜集中布置在厂区的边缘,且应位于有易燃物料的设备全 年最小频率风向的下风侧。明火地点与甲类厂房防火间距不少于30 m,明火地点与液化 炷储罐防火间距最小为40 m。加热炉的钢支架应覆盖耐火极限不小于2 h的耐火层。燃烧 燃料气的加热炉应设长明灯和火焰检测器。
(3) 使用气焊、电焊、喷灯进行安装和维修时,必须按危险等级办理动火审批手续, 并消除物体和环境的危险状态,备好灭火器材,在采取防护措施,确保安全无误后,方可 动火作业。焊割工具必须完好。操作人员必须有资格证,作业时必须遵守安全技术规程。
(4) 全厂性的高架火炬应布置在生产区全年最小频率风向的上风侧;可能携带可燃 性液体的高架火炬与相邻居住区、工厂应保持不小于12Om的防火间距,与厂区内装置、 储罐、设施保持不小于90 m的防火间距。装置内的火炬,其高度应使火焰的辐射热不致 影响人身和设备的安全,顶部应有可靠的点火设施和防止下“火雨”的措施;严禁排入 火炬的可燃气体携带可燃液体;距火炬筒30 m范围内,禁止可燃气体放空。
(二)防止撞击火花和控制摩擦
当两个表面粗糙的坚硬物体相互猛烈撞击或剧烈摩擦时,有时会产生火花,这种火花 可认为是撞击或摩擦下来的高温固体微粒。据测试,若火星的微粒是0. 1 mm和Imm的 直径,则它们所带的热能分别为1.76 mJ和176 mJ,超过大多数物质的最小点火能,足以 点燃可燃的气体、蒸气和粉尘,故应严加防范。
(1) 机械轴承存在缺油、润滑不均等问题时,会摩擦生热,具有引起附着可燃物着 火的危险。要求对机械轴承等转动部位及时加油,保持良好润滑,并经常注意清扫附着的 可燃污垢。
(2) 物料中的金属杂质以及金属零件、铁钉等落入反应器、粉碎机、提升机等设备 内,由于铁器与机件的碰击,能产生火花而招致易燃物料着火或爆炸。要求在有关机器设 备上装设磁力离析器(磁力分离器、磁性筛选器),以捕捉和剔除金属硬质物;对研磨、 粉碎特别危险物料的机器设备,宜采用惰性气体保护。
(3) 金属机件摩擦碰撞,钢铁工具相互撞击或混凝土地面撞击,均能产生火花,引 起火灾爆炸事故。所以对摩擦或撞击能产生火花的两部分,应釆用不同的金属制造,如搅 拌机和通风机的轴瓦或机翼采用有色金属制作;扳手等钢铁工具改成锻青铜或防爆合金材 料制作等。在有爆炸危险的甲、乙类生产厂房内,禁止穿带钉子的鞋,地面应用摩碰、撞 击不产生火花的材料铺筑。
(4) 在倾倒或抽取可燃液体时,由于铁制容器或工具与铁盖(口)相碰能迸发火星 引起可燃蒸气燃爆,为防止此类事故的发生,应用铜锡合金或铝皮等不易产生火花的材料 将容易摩碰的部位覆盖起来。搬运盛装易燃易爆化学物品的金属容器时,严禁抛掷、拖 拉、摔滚,有的可加防护橡胶套(垫)。
(5) 金属导管或容器突然开裂时,内部可燃的气体或溶液高速喷出,其中夹带的铁 锈粒子与管(器)壁冲击摩擦变为高温粒子,也能引起火灾爆炸事故。因此,对有可燃 物料的金属设备系统内壁表面应作防锈处理,定期进行耐压试验,经常检查其完好状况, 发现缺陷,及时处置。
(三)防止和控制高温物体作用
高温物体,一般是指在一定环境中能够向可燃物传递热量并能导致可燃物着火的具有 较高温度的物体。在化工生产中常见的高温物体:加热装置(加热炉、裂解炉、蒸偕塔、 干燥器等)、蒸气管道、高温反应器、输送高温物料的管线和机泵,以及电气设备和采暖 设备等,这些高温物体温度高、体积大、散发热量多,能引起与其接触的可燃物着火。预 防措施如下:
(1) 禁止可燃物料与高温设备、管道表面接触。在高温设备、管道上不准搭晒可燃 衣物。可燃物料的排放口应远离高温物体表面。沉落在高温物体表面上的可燃粉尘、纤维 要及时清除。
(2) 工艺装置中的高温设备和管道要有隔热保护层。隔热材料应为不燃材料,并应 定期检查其完好状况,发现隔热材料被泄漏介质侵蚀破损,应及时更换。
(3) 在散发可燃粉尘、纤维的厂房内,集中釆暖的热媒温度不应过高。一般要求热 水采暖不应超过130 cC,蒸气釆暖不应超过IloCC。采暖设备表面应光滑不沾灰尘。在有 二硫化碳等低温自燃物的厂(库)房内,采暖的热媒温度不应超过90龙。
(4) 加热温度超过物料自燃点的工艺过程,要严防物料外泄或空气侵入设备系统。
如需排送高温可燃物料,不得用压缩空气,应当用氮气压送。
(四) 防止电气火花
电气火花是一种电能转变成热能的常见点火源。电气火花大体上有:电气线路和电气 设备在开关断开、接触不良、短路、漏电时产生火花,静电放电火花,雷电放电火花等。 电气火花引起火灾爆炸事故的原因及其防范措施见本书有关内容。
(五) 防止日光照射和聚光作用
直射的日光通过凸透镜、圆烧瓶或含有气泡的玻璃时,会被聚集的光束形成高温而引 起可燃物着火。某些化学物质,如氯与氢、氯与乙烯或乙焕混合在光线照射下能爆炸。乙 醍在阳光下长期存放,能生成有爆炸危险的过氧化物。硝化棉及其制品在日光下曝晒,自 燃点降低,会自行着火。在烈日下储存低沸点易燃液体的铁桶,能爆裂起火。压缩和液化 气体的储罐或钢瓶在烈日照射下,会使内部压力激增而引起爆炸及次生火灾。因此,应釆 取如下措施,加以防范,保证安全。
(1) 不得用椭圆形玻璃瓶盛装易燃液体,用玻璃瓶储存时,’不得露天放置。
(2) 乙醍必须存放在金属桶内或暗色的玻璃瓶中,并在每年4月至9月以冷藏运输。
(3) 受热易蒸发分解气体的易燃易爆物质不得露天存放,应存放在有遮挡阳光的专 门库房内。
(4) 储存液化气体和低沸点易燃液体的固定储罐表面,无绝热措施时应涂以银灰色, 并设冷却喷淋设备,以便夏季防暑降温。
(5) 易燃易爆化学物品仓库的门窗外部应设置遮阳板,其窗户玻璃宜釆用毛玻璃或 涂刷白漆。
(6) 在用食盐电解法制取氯气和氢气时,应控制单槽、总管和液氯废气中的氢含量 分别在2%、0.4%、3. 5%以下。在用电石法制备乙焕时,如用次氯酸钠作清净剂,其有 效氯含量不应超过0.1% o
四、控制工艺参数的措施
控制工艺参数,就是控制反应温度、压力、流量,控制投料的速度、配比、顺序以及 原材料的纯度和副反应等。因为工艺参数失控,常常是造成火灾爆炸事故的根源之一,所 以严格控制工艺参数,使之处于安全限度之内,乃是防火防爆的根本措施之一。
(-)控制温度的措施
温度是化工生产的重要条件之一。加热升温,可以加速物料的化学反应,使石油裂 解;降温深冷可以使气体液化、混合气体分离,从而提高产品收率。但如果温度超高,反 应物可能分解着火,造成压力升高,导致爆炸;也可能因温度过高产生副反应,生成新的 危险物质。升温过快、过高或冷却设施故障,还可能引起剧烈反应,发生冲料或爆炸。温 度过低有时会造成反应速度减慢或停滞,而且一旦温度恢复正常时,则往往因为未反应的 物料过多而发生剧烈反应,引起爆炸。温度过低,还会使某些物料冻结,造成管路堵塞憋 爆,致使易燃物料泄漏而发生火灾爆炸事故。因此,正确控制反应温度不仅是保证产品质 量、降低能源消耗所必需的,也是防火防爆所必需的。常见控温措施有以下几种。
I-移走反应热量
化学反应一般都有热效应,如氧化、氯化、聚合等反应都是放热反应,裂解、脱氢、 脱水等都是吸热反应。为使反应在一定温度下进行,必须向反应系统加入或移去一定的热 量,以防发生危险。
移走反应热量的基本方法如图3-1所示。其中最常用的方法是夹套冷却法、内蛇管 冷却法和夹套内蛇管兼用冷却法。
图3-1移走反应热量的基本方法
此外,在工艺或结构上还有其他特殊的除热冷却法。例如,合成甲醇是一种强烈的放 热反应,为了能及时移走热量并加以利用,在反应器内装上热交换装置,用混合气吸走合 成气的反应热,以控制反应温度。又如,乙醇氧化制乙醛是采用将乙醇蒸气、空气和水蒸 气的混合气体送入氧化反应器,使之在催化剂作用下生成乙醛,利用水蒸气的吸热作用将 多余的反应热带走。
2.防止搅拌中断
搅拌可以加速热量的传导,使反应物料进行均匀的混合和反应,若在反应过程中中断 搅拌,则会造成散热不良或局部反应剧烈而发生危险。例如,某厂用异戊二烯和丁二烯制 取乙烯基降冰片烯,其反应是在温度120 CC、压力2. 1 MPa下进行得比较缓慢的放热反 应。一天,在进行设备检修、停止反应操作时,由于关闭进料阀后,在温度没有下降的情 况下又关闭了冷却液进口阀并中断了搅拌,反应器内仍进行着局部放热反应和丁二烯自聚 放热反应,致使温度、压力急剧上升而酿成火灾事故。
在生产过程中,若由于停电、机械故障等原因造成搅拌中断,应立即停止加料,并采 取有效的降温措施。必要时,可以将物料放入事故槽或放空。对因搅拌中断可能引起事故 的化工装置,应采用双路供电电源、增设人工搅拌器的办法来保证搅拌不中断。
3. 正确选择传热介质
正确选择和使用热载体如水蒸气、热水、烟道气、联苯醍、液体石蜡、熔盐、熔融金 属等,对加热过程的安全控制具有十分重要的意义。
(1) 避免使用与反应物料性质相抵触的物质作传热介质。冷却或加热容易与水发生 剧烈反应的物料时,不应选用热水或水蒸气作介质,而应选用液体石蜡或矿物油作传热 介质。
(2) 防止传热壁面结疤。传热壁面结疤的原因:一是水质不好而结成水垢;二是聚 合、碳化、凝聚等而结疤。传热壁面结疤不仅影响传热效率,更危险的是因物料局部过热 而引起分解导致事故。这种情况,特别是用火直接加热的设备和管路更易发生。例如,精 棊蒸僭有的是用火直接加热,如果锅底物料聚合结疤,不但影响传热,而且严重时会导致 钢板软化破裂,物料泄漏着火。又如硝基苯甲醍的生产,其分离中间物的加热过程,物料 易在蛇管上结疤,受热能引起分解爆炸。为了防止结疤引起事故,对用火直接加热的一般 物料设备,要定期清洗除垢和测量壁厚。对于易结疤能引起分解爆炸的物料,应特别注意 改进搅拌方式,并且尽可能不用加热方式而采用加酸、加盐、吸附等工艺方法。对于易分 解物料的加热设备,尽量采用低液位加热面,加热面不够时可增设蛇管,甚至可以采用外 热式加热器。换热器内的流体宜釆用较高流速,不仅可以提高传热系数,而且可以减少污 垢在换热管表面沉积。
(3) 谨慎处理热不稳定物。热不稳定物是指受热容易分解爆炸的物质。如偶氮染料 生产中遇到的重氮盐及乙醵在长期储存中生成的过氧化物等,都具有受热易分解爆炸的性 质。对这类物质,要釆取隔热和降温的措施,或在加热、蒸储之前设法除掉。对某些热不 稳定易燃有机物排渣时,应用氮气或水蒸气保护。
4, 设置测温仪表
根据生产过程使用温度的范围来选择测温方法和仪表。常见的测温仪表及其原理和测 温范围见表3-4o
表3 -4常见的测温仪表
____类别____ |
原 理_____________ |
测温范围/tC |
膨胀式温度计 |
___________物体受热时产生膨胀___________ |
一 150~400 |
压力式温度计 |
液体、气体或蒸气在封闭系统受热时,其体积或压力发生变化 |
-60-500 |
热电耦式温度计 |
___________利用物体的热点特性 |
一100 ~1600 |
电阻温度计 |
________利用导体受热后电阻值变化的性质 |
- 200~500 |
辐射高温计 |
___________利用物体的热辐射___________ |
100-2000 |
(二)控制压力的措施
压力是确定物质状态和生产的基本参数之一。在化工生产中,有许多反应需要在一定 压力下才能进行,或者要用加压的方法来加快反应速度,提高收率。因此,加压操作在石 油化工生产中普遍釆用,所使用的塔、釜、器、罐大部分是压力容器。
但是,超压或压力过高也是造成火灾和爆炸事故的重要因素之一。例如:加压能够强 化可燃物料的化学活性,扩大燃爆极限范围;久受高压作用的设备容易脱碳、变形、渗 漏,以致破裂和爆炸;处于高压的可燃气体介质从设备系统的孔隙中喷出,还会由于急剧 摩擦和静电而发生火灾或爆炸等。反之,压力过低,会使设备变形,易从外部渗入空气, 与设备内易燃物料形成爆炸性混合物而导致燃烧爆炸。
因此,为了确保安全生产,除要求受压容器必须耐压强度高、气密性好、有安全阀保 护外,还必须装设灵敏、准确、可靠的测量压力的仪表——压力计。
1.压力计的分类
工业上使用的测量压力和真空度的仪表,依据转换原理和显示压力值方式的不同,大 致可分为表3-5所示的四类压力计。
表3-5测压仪表的类型及原理
类型 |
原 理 |
举例与用途 |
液柱式 |
将被测压力转换成液柱高度来显示压 力值 |
U形管压力计;单管压力计和斜管压力计;可用于测量最 低负压 |
弹力式 |
将被测压力转换成弹性元件变形的位 移来显示压力值 |
波纹膜和波纹管压力计多用于微压、低压和负压的测量; 弹簧和螺管弹簧则用于高、中、低压及负压的测量 |
电气式 |
将被测压力转换成电阻、电量来显示 压力值 |
有压电式、应变片式、振弦式压力计;热电耦式、电离式 真空计,适用于压力变化迅速、超高压和真空压力的测量 |
活塞式 |
将被测压力转换成活塞上所加平衡砥 码的质量来显示压力值 |
弹簧压力计校验表 |
2. 压力计的选用
根据容器的设计压力或最高工作压力,正确选用压力计的精确度级(以其允许误差 占表刻度极限值的百分数来表示级别精确度)。低压设备的压力计精度不得低于2. 5级, 中压不得低于1.5级,高压、超高压则不低于1级。为便于操作人员观察和减少视差,选 用的压力计量程最好为最高工作压力的2倍,不得小于1.5倍,也不得大于3倍;表盘直 径以大于IOO mm为宜。
3. 压力计的安装
压力表应安装在照明充足、便于观察、没有振动、不受高温辐射和低温冰冻的地方。 压力计与设备间的连接管上应装三通旋塞或针形阀,以便切换或现场校验。工作介质为高 温蒸气时,其压力计的接管上应装上起冷凝作用的一个弯管,以防止元件因高温作用而损 坏或变形。工作介质有腐蚀性时,其压力计与容器的接管上应充填隔离液(与被测介质 不能混溶),或者选用抗腐蚀的压力计。
4.压力计的使用
根据设备允许的最高工作压力,在压力计刻度盘上画以红线,作为警戒。运行中应保 持压力计洁净,表面玻璃清晰,并定期进行清洗,以便于观察。按规定,贮罐用压力计每 年校验一次,槽车及其他设备用压力计每半年校验一次,合格的应加铅封。若无压时出现 指针回不到零位、表面玻璃破碎、表盘刻度模糊、铅封损坏、逾期未校验、表内漏气或指 针跳动等情形之一时,均应停用。
(三)控制投料措施
控制投料,一般包括以下五个方面。
1. 控制投料速度和数量
在化工生产中,控制投料速度和数量不仅是保证产品质量的需要,也是保安全防事故 的需要。对于有放热反应的生产过程,投料速度不能超过设备的传热能力,否则,物料温 度将会急剧升高,引起物料的分解、突沸或冲料起火、爆炸。在一次投料生产中,如果投 料过量,则物料升温后体积膨胀,可能导致设备爆裂。对于反应过程中有气体产生的生产 工艺,投料速度过快,还可能造成尾气吸收不完全,引起可燃气体或毒气外逸而酿成火 灾、中毒事故。此外,投料数量过少,也可能出现两种引起事故的情况:一是加料量少, 使温度计接触不到液面而出现假象,导致误判断,造成事故;二是加料量过少,使物料的 气相部分与加热面(如夹套、蛇管的加热面)接触而导致易于热分解的物料局部过热, 引起分解爆炸事故。因此,必须按照工艺参数的要求,设置必要的投料计时器、流量计、 液位计和联锁装置。操作人员要密切注视仪表显示值,做到精心平稳操作,发现异常,及 时处置。
2. 控制投料配比
投入原料的配比不仅关系到产品质量,也关系到生产安全。对于连续化程度较高、火 灾危险较大的生产,更要注意反应物料的配比关系。例如:环氧乙烷生产中乙烯和氧的混 合反应;硝酸生产中氨和空气的氧化反应以及丙烯睛生产中丙烯、氨、空气的氧化反应, 其原料配比都接近爆炸下限,且反应温度又接近或超过物料的自燃点,一旦投料比例失 调,就可能发生爆炸火灾。尤其是在开停车过程中,各种物料的浓度都在发生变化,而且 开车时催化剂活性较低,容易造成反应器出口氧浓度升高,引起危险。另外,催化剂对化 学反应速度的影响很大。如果催化剂过量,有可能发生危险,导致事故。因此,为了保 证生产安全,应严格控制投入原料的配比,经常核对物料的组成比例,尽量减少开停 车次数。对于接近爆炸下限或处于爆炸极限范围的生产,工艺条件允许时,可充氮保 护或加水蒸气稀释。与此同时,在反应器上应装设灵活好用的控料阀、流量计及联锁 装置。 更多免费资料老姚注安Q群:
3. 控制投料顺序 ■ 总群819223280建筑1028036193化工747012873其他628721411
化工生产要求按一定顺序投料,是防止火灾、爆炸事故的重要方法。例如:氯化氢的 合成应先投氢后投氯,三氯化磷的生产应先投磷后投氯,硫磷脂与一甲胺反应时应先投硫 磷脂后滴加一甲胺等,否则,就有发生燃爆的危险。
4. 控制原材料纯度和副反应
有许多化学反应,往往由于物料中危险杂质的增加,导致副反应、过反应的发生而造 成火灾爆炸事故。例如:电石中含磷量过高,在制取乙块时易发生燃爆事故;五硫化二磷 由含游离磷量过高易自燃;氯气中含氢量过高、氢气中含氯量过高、氧气中含乙焕量过 高,在生产或压缩过程中会发生爆炸。其原因主要是原材料纯度不合格,或因包装不符合 要求而在储运中混入杂质等。因此,要求做到以下几点:
(1) 严格执行原料分析化验规程,除去有害杂质,保证纯度合格;并应在投料前, 将设备清洗干净。
(2) 执行包装的标准化,加强储运管理,防止杂质混入。
(3) 严格控制操作温度、压力和原料配比,防止过反应的发生,否则,会生成不稳 定反应产物而引起事故。例如,苯、甲苯过硝化反应,易生成不稳定的二硝基苯和二硝 基甲苯,在精搐时易发生爆炸。对这类反应,应保留一部分未反应物,以防产生过反 应物。
(4) 对有较大危险的副反应物,要避免超期超量储存。例如,液氯系统常有不稳定 的三氯化氮存在,如用加热气化法灌装液氯,其操作会使整个系统处于较高压力状态,容 易使三氯化氮在汽化器内积累引起事故,采用泵输送方式则可避免这种情况的发生。
5.控制溢料和漏料
(1) 溢出可燃物料,容易酿成火灾。造成溢料的原因很多,它与物料的构成、反应 温度、加料速度以及消泡剂的质量、用量等有关。例如,加料量过大或加料速度过快, 会使产生的气泡大量溢出,同时夹带走大量物料;加热速度太快,容易产生沸溢现象; 物料黏度大,也易产生气泡而引起溢料。为此,应针对造成溢料原因作相应处置。例 如,对黏度大而易产生气泡的物料,可通过提高温度、降低黏度等方法来减少泡沫, 也可以通过喷入少量的消泡剂来降低其表面张力,或在设备结构方面采用能打散泡沫 的打泡桨等。
(2) 可燃物料泄漏导致火灾爆炸的事例并不少见。造成漏料的原因也很多,有人为 操作造成的,也有设备缺陷、故障原因造成的;有技术方面的原因,也有维护管理等方面 的原因。预防漏料的关键是防止误操作,加强设备维修保养,严禁超量、超温、超压,加 强防火管理和安全教育。制止漏料的措施主要有:安装泄漏检测报警装置,做到早发现、 早处置;发现泄漏物料应采取通风、置换,或吹扫、捕集等方法处理;及时釆取堵漏、补 漏等措施修复,避免外漏延续不止。重要位置的阀门应釆取两级控制。例如,聚合釜下面 的切断阀的控制关系见表3-6o
表3-6聚合釜下面的切断阀的控制关系
控制室的控制阀 |
现场控制阀 |
切断阀 |
控制室的控制阀 |
现场控制阀 |
切断阀 |
开 |
开 |
开 |
关 |
开 |
关 |
关 |
关 |
关 |
关 |
从表3-6中可以看出,切断阀必须是控制室和现场两级控制阀都打开时才能打开。 当操作切断阀的空气压力降低时,切断阀有朝关闭方向动作的结构。
对危险性大的装置,应设远距离遥控断路阀,以备一旦装置发生异常时立即与其他装 置隔离。为了防止误操作,重要控制阀的管线应涂色,或挂标志、加锁。仪表配管也要用 各种颜色加以区别。各管道的阀门要保持一定的间距,并设法消除剧烈的震动和流体的脉 动,以及不必要的气液相变(水锤冲击)。
五、防火防爆安全装置
为防止火灾爆炸的发生,阻止其扩展和减少破坏,已研制出许多防火防爆和防止火 焰、爆炸扩展的安全装置,并在实际生产中广泛使用,取得了良好的效果。
(一) 阻火设施
包括安全液封、水封井、阻火器、阻火阀等,其作用是防止外部火焰蹿入设备、管道 或阻止火焰在其间扩展。
阻火器是阻止易燃气体和易燃蒸气的火焰和火花继续传播的安全装置。一般安装在产 生火星的设备和管道上,以防止飞出的火星引燃易燃易爆物质。阻火器有金属丝网型、波 纹板型和其他型(如填料型)等型式。金属丝网型阻火器在20世纪80年代以前被广泛 应用。但是这种阻火器由于其阻爆性能和耐烧性能都达不到《石油储罐阻火器》(GB 5908)的要求,已经被淘汰。目前只能选用波纹型阻火器,如油罐阻火器、管道阻火器、 机动车排气火花熄灭器等。
(二) 防爆泄压设备
防爆泄压设备包括安全阀、爆破片(防爆片)、防爆门和放空管等。安全阀主要用于 防止物理性爆炸。爆破片和防爆门主要用于防止化学性爆炸。放空管是用来紧急排泄有超 温、超压、爆聚和分解爆炸危险的物料。
1.安全阀
(1) 属于下列情况之一的容器和设备必须装设安全阀,以防止压力过高发生爆炸。
① 在生产过程中有可能因物料的化学反应,使其内压增加的容器、设备;
② 盛装液化气的容器、设备;
③ 压力来源处没有安全阀和压力表的容器、设备;
④ 最高工作压力小于压力来源处压力的容器、设备。
安全阀的开启压力不得超过容器设计压力,一般按设备的操作压力再增加5% ~ 10% 来进行调整。安全阀的排气能力必须大于容器的安全泄放量。
安全阀按其结构和作用原理可分为静重式、杠杆式和弹簧式等。
静重式安全阀由阀芯、阀座和环形铁块三部分组成,在阀芯上部压着若干环形铁块, 用增减铁块的质量控制安全阀的开启压力。
杠杆式安全阀由重锤、杠杆和阀芯组成,其开启压力可用移动重锤的距离或改变重锤 的质量加以调整。
弹簧式安全阀由阀体、阀座、阀芯、阀杆和弹簧等部分组成,靠弹簧的弹力抵住器内 压力,其开启压力可拧动调整动作压力的螺帽进行调整。
(2) 设置安全阀应注意以下几点:
①安全阀应垂直安装并应装设在容器或管道气相界面位置上。容器与安全阀之间不 得装有任何阀门。但对于盛装易燃、剧毒、有毒或黏性介质的容器,为便于安全阀的更 换、清洗,可在容器与安全阀之间装截止阀,正常运行时,截止阀必须保持全开,并加 铅封。
② 安全阀用于泄放易燃可燃液体时,宜将排泄管接入储槽或容器。用于泄放遇空气 可能立即着火的高温油气或易燃可燃液体时,宜接入密闭系统的放空塔或事故储槽。
③ 安全阀定期校验,一般每年至少一次。
④ 杠杆式安全阀应有防止重锤自动移动的装置和限制杠杆越出的导架;弹簧式安全 阀应有防止随便拧动调整螺丝的铅封装置;静重式安全阀应有防止重片飞脱的装置。
2. 爆破片
它的作用是排出设备内气体、蒸气或粉尘等发生化学性爆炸时产生的压力,以防设 备、容器炸裂。
设备内工作介质,如黏性大、腐蚀、有毒、易结晶或聚合等原因。安全阀不能可靠地 工作时,应装设爆破片代替安全阀,或采用爆破片与安全阀共用的重叠式结构。
正常生产时压力很小(微正压或微负压)的设备,可用石棉板、塑料片、橡胶板作 为爆破片;操作压力较高的设备可采用铝板、铜板。铁片破裂时能够产生火花,可引起易 燃易爆物质燃烧爆炸,所以不宜釆用铁片作为爆破片。'
爆破片的爆破压力不得超过容器的设计压力,一般按不超过操作压力的25%考虑。 对易燃或有毒介质的容器,应在爆破片的排放口装设放空导管,并引至安全地点。
爆破片更换周期应当根据设备使用条件、介质性质等具体影响因素,或设计预期使用 年限合理确定,一般情况下爆破片装置更换周期为2~3年。对于腐蚀性、毒性介质及苛 刻条件下使用的爆破片装置应当缩短更换周期。对于超压未爆破的爆破片应立即更换。
爆破片一般装设在爆炸中心的附近效果最好。
3. 防爆门
防爆门一般设置在燃油、燃气和燃烧煤粉的燃烧室外壁上,以防燃烧室发生燃爆或爆 炸时,设备遭到破坏。防爆门的总面积,一般按燃烧室内部净容积1 m3不少于250 cι√计 算。为了防止燃烧气体喷出时将人烧伤,或者翻开的盖子将人打伤,防爆门应设置在人们 不常到的地方,高度最好不低于2m0
(三)消防自动报警器
消防自动报警器根据它的用途可分为两大类型:一种是用于发生火灾时能做到尽快自 动报警,如果与自动灭火装置之间设有自动联锁装置时,还可以自动启动灭火装置,及时 扑灭火灾;另一种是用于自动检测可燃气体和易燃液体蒸气,有无逸漏和逸漏后所达到的 浓度,如果与生产安全装置之间设有自动联锁装置,还可以用于控制生产过程中的物料温 度,检测设备中可燃气体和易燃液体蒸气的浓度,当达到某一温度或某一浓度时,即自动 报警,自动停车,以及自动采取预防措施,继而启动自动灭火装置等,以防止火灾爆炸事 故的发生。
消防自动报警装置由自动报警器和接收器两大部分组成。自动报警器(检测器、探 测器、探头)按其结构不同,可分为感温报警器、感光报警器、感烟报警器、可燃气体 报警器等。
一、火灾与爆炸过程和预防基本原则
釆取预防措施是战胜火灾和爆炸的根本办法。为此,应当分析有关火灾和爆炸发展过 程的特点,从而有针对性地釆取相应的预防措施。
(-)火灾发展过程与预防基本原则
1. 火灾发展过程的特点
当燃烧失去控制而发生火灾时,将经历下列发展阶段。
(1) 酝酿期。可燃物在热的作用下蒸发析岀气体、冒烟和阴燃。
(2) 发展期。火苗蹿起,火势迅速扩大。
(3) 全盛期。火焰包围整个可燃物体,可燃物全面着火,燃烧面积达到最大限度, 燃烧速度最快,放出强大辐射热,温度高,气体对流加剧。
(4) 衰灭期。可燃物质减少,火势逐渐衰弱,终至熄灭。
2. 火灾变化的因素
(1) 可燃物的数量。可燃物数量越多,火灾载荷密度越高,则火势发展越猛烈;如 果可燃物较少,火势发展较弱;如果可燃物之间不相互连接,则一处可燃物燃尽后,火灾 会趋向熄灭。
(2) 空气流量。室内火灾初起阶段,燃烧所需的空气量足够时,只要可燃物的数量 多,燃烧就会不断发展。但是,随着火势的逐步扩大,室内空气量逐渐减少,这时只有不 断从室外补充新鲜空气,即增大空气的流量,燃烧才能继续,并不断扩大。如果空气供应 量不足,火势会趋向减弱阶段。
(3) 蒸发潜热。可燃液体和固体是在受热后蒸发出气体的燃烧。液体和固体需要吸 收一定的热量才能蒸发,这些热量称蒸发潜热。
一般是固体的蒸发潜热大于液体,液体大于液化气体。蒸发潜热越大的物质越需要较 多的热量才能蒸发,火灾发展速度亦较慢。反之,蒸发潜热较小的物质,容易蒸发,火灾 发展较快。因此,可燃液体或固体单位时间内蒸发产生的可燃气体与外界供给的热量成正 比,与它们的蒸发潜热成反比。
3. 预防火灾的基本原则
防火的要点是根据对火灾发展过程特点的分析,采取以下基本措施:
(1) 严格控制火源。
(2) 监视酝酿期特征。
(3) 采用耐火材料。
(4) 阻止火焰的蔓延。
(5) 限制火灾可能发展的规模。
(6) 组织训练消防队伍。
(7) 配备相应的消防器材。
(二)爆炸发展过程与预防
1-爆炸发展过程的特点
可燃性混合物的爆炸虽然发生于顷刻之间,但还是有下列发展过程:
(1) 可燃物(可燃气体、蒸气或粉尘)与空气或氧气的相互扩散,均匀混合而形成 爆炸性混合物。
(2) 爆炸性混合物遇着火源,爆炸开始。
(3) 由于连锁反应过程的发展,爆炸范围扩大和爆炸威力升级。
(4) 最后是完成化学反应,爆炸威力造成灾害性破坏。
2.预防爆炸的基本原则
防爆的基本原则是根据对爆炸过程特点的分析,采取相应措施,防止第一过程的出 现,控制第二过程的发展,削弱第三过程的危害。其基本原则有以下几点:
(1) 防止爆炸性混合物的形成。
(2) 严格控制着火源。
(3) 燃爆开始就及时泄出压力。
(4) 切断爆炸传播途径。
(5) 减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏。
(6) 检测报警。
二、工业建筑防火与防爆
(-)生产和储存过程中的火灾危险性分类
为防止火灾和爆炸事故的发生,首先应了解化工生产过程和物质贮存的火灾危险是属于 哪一类型,存在哪些可能发生着火或爆炸的因素,发生火灾爆炸后火势蔓延扩大的条件等。
生产与储存的火灾危险性分类原则是在综合考虑全面情况的基础上,确定生产和储存 的火灾危险性类别。主要根据生产和储存中物料的燃爆性质及其火灾爆炸危险程度,反应 中所用物质的数量,采取的反应温度、压力以及使用密闭的还是敞开的设备进行生产操作 等条件来进行分类。
生产和储存物品的火灾危险性分类,是确定建(构)筑物的耐火等级、布置工艺装置、选 择电器设备型式等,以及采取防火防爆措施的重要依据,而且依此确定防爆泄压面积、安全 疏散距离、消防用火、采暖通风方式以及灭火器设置数量等。举例见表3 -7、表3-8o
表3-7生产的火灾危险性分类 | |
生产的火灾危险性类别 |
__________使用或产生下列物质生产的火灾危险性特征___________ |
甲类 |
|
________ 表3-7 (续)____________________________ | |
生产的火灾危险性类别 |
使用或产生下列物质生产的火灾危险性特征___________ |
乙类 |
|
丙类 |
L闪点不小于60 tT的液体 2.可燃固体 |
丁类 |
L对不燃烧物质进行加工,并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的 生产 2•利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其他用的各种生产 ' 3.常温下使用或加工难燃烧物质的生产 |
____戊类 |
常温下使用或加工不燃烧物质的生产_______________________ |
表3-8储存物品的火灾危险性分类
储存物品的火灾 危险性类别 |
储存物品的火灾危险性特征 |
举 例 |
甲类 |
4-常温下受到水或空气中水蒸气的作 用,能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的 物质
|
I-己烷,戊烷,环戊烷,石脑油,二硫化碳, 苯、二甲苯,甲醇、乙醇,乙醍,蚁酸甲酯、醋酸 甲酯、硝酸乙酯,汽油,丙酮,丙烯,酒精度为 38度及以上的白酒
4-金属钾、钠、锂、钙、飆,氢化锂、氢化钠, 四氢化锂铝
|
乙类 |
I-闪点不小于28 aCf但小于60无的 液体
4-不属于甲类的易燃固体
|
I-煤油,松节油,丁烯醇、异戊醇,丁酰,醋 酸丁酯、硝酸戊酯,乙酰丙鬲,环己胺,溶剂油, 冰醋酸,樟脑油,蚁酸 2.氨气、一氧化碳 3-硝酸铜,铭酸,亚硝酸钾,重铭酸钠,铭酸 钾,硝酸,硝酸汞、硝酸钻,发烟硫酸,漂白粉 4∙硫黄,镁粉,铝粉,赛璐珞板(片),樟脑, 蔡,生松香,硝化纤维漆布,硝化纤维色片 5-氧气,氟气,液氯 6.漆布及其制品,漆布及其制品,油纸及其制 品,油绸及其制品 |
笫三章 化工防火防爆安全技术 《 ____________________________表3-8 (续) | ||
储存物品的火灾 危险性类别 |
储存物品的火灾危险性特征 |
举 例 |
丙类 |
|
I-动物油、植物油,沥青,蜡,润滑油、机油、 重油,闪点大于或等于60 Y的柴油,糠醛,白兰 地成品库 2.化学、人造纤维及其织物,纸张,棉、毛、 丝、麻及其织物,谷物,面粉,粒径大于或等于 2 mm的工业成型硫黄,天然橡胶及其制品,竹、 木及其制品,中药材,电视机、收录机等电子产 品,计算机房已录数据的磁盘储存间,冷库中的 鱼、肉间 |
丁类 |
难燃烧物品 |
自熄性塑料及其制品,酚醛泡沫塑料及其制品, 水泥刨花板 |
戊类 |
不燃烧物品 |
钢材、铝材、玻璃及其制品,搪瓷制品、陶瓷制 品,不燃气体,玻璃棉、岩棉、陶瓷棉、硅酸铝纤 维、矿棉,石膏及其无纸制品,水泥、石、膨胀珍 珠岩 |
(二)爆炸危险场所等级
为防止电气设备和线路(电火花和电弧、危险温度等)引起爆炸火灾事故,在电力 装置设计规范中,根据发生事故的可能性及其后果、危险程度及物质状态的不同,将爆炸 危险场所划为两类六个区域,以便釆取相应措施,防止由于电气设备及线路引起爆炸和发 生火灾,见表3-9o
爆炸危险场所是指在易燃易爆物质的生产、使用和贮存过程中,能够形成爆炸性混合 物,或爆炸性混合物能够侵入的场所。
在划分爆炸危险场所的类别和等级时,应考虑可燃物质(可燃气体、液体和粉尘) 在该场所内的数量、爆炸极限和自燃点、设备条件和工艺过程、厂房体积和结构、通风设 施等情况,进行综合全面的评定。
表3-9爆炸危险场所的类别和等级
类 另IJ |
爆炸危险区域 |
_____________特 征_____________ |
有可燃气体或易燃液 体蒸气爆炸危险的场所 |
0区 |
连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境_________ |
1区 |
在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的场所________ | |
2区 |
在正常运行时不太可能岀现爆炸性气体混合物的环境,或即使出 现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境 | |
有可燃粉尘和可燃纤 维爆炸危险的场所 |
20区 |
空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环 境中的区域 |
21区 |
在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性 环境中的区域 | |
22区 |
正常运行时,空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘 环境中的区域,即使出现,持续时间也是短暂的 |
(三)工业建筑的耐火等级
1.耐火等级分级
建筑物的耐火能力对限制火灾蔓延扩大和及时进行扑救、减少火灾损失具有重要意 义。厂房和库房的耐火等级是由建筑构件的燃烧性能和最低耐火极限决定的,是衡量建筑 物耐火程度的标准。根据国家建筑设计防火规范,建筑物的耐火等级分为4级,建筑物的 耐火等级见表3-Wo
表3-10建筑物耐火等级
_____名 称_____ |
耐火等级 | ||||
构 件 |
一级 |
二级 |
三级 |
四级 | |
墙 |
防火墙 |
不燃烧性 3. 00 |
不燃烧性 3. 00 |
不燃烧性 3.00 |
不燃烧性 3.00 |
承重墙 |
不燃烧性 3. 00 |
不燃烧性 2.50 |
不燃烧性 2.00 |
难燃烧性 0.50 | |
楼梯间和前室的墙 电梯井的墙 |
不燃烧性 2. 00 |
不燃烧性 2. 00 |
不燃烧性 1.50 |
难燃烧性 0. 50 | |
疏散走道两侧的隔墙 |
不燃烧性 1.00 |
不燃烧性 1.00 |
不燃烧性 0. 50 |
难燃烧性 0. 25 | |
非承重外墙 房间隔墙 |
不燃烧性 0. 75 |
不燃烧性 0. 50 |
难燃烧性 0. 50 |
难燃烧性 0. 25 | |
柱 |
不燃烧性 3.00 |
不燃烧性 2. 50 |
不燃烧性 2. 00 |
难燃烧性 0. 50 | |
梁 |
不燃烧性 2.00 |
不燃烧性 1.50 |
不燃烧性 1.00 |
难燃烧性 0. 50 | |
楼板 |
不燃烧性 1.50 |
不燃烧性 1.00 |
不燃烧性 0. 75 |
难燃烧性 0. 50 | |
屋顶承重构件 |
不燃烧性 1.50 |
不燃烧性 1.00 |
难燃烧性 0. 50 |
燃烧性 | |
疏散楼梯 |
不燃烧性 1.50 |
不燃烧性 1.00 |
不燃烧性 0.75 |
燃烧性 | |
吊顶(包括吊顶搁栅) |
不燃烧性 0. 25 |
难燃烧性 0. 25 |
难燃烧性 0. 15 |
燃烧性 |
注:二级耐火等级建筑内采用不燃材料的吊顶,其耐火极限不限。
2.耐火等级的选用要求
(1)高层厂房,甲、乙类厂房的耐火等级不应低于二级,建筑面积不大于300 ι√的 独立甲、乙类单层厂房可釆用三级耐火等级的建筑。
(2) 单、多层丙类厂房和多层丁、戊类厂房的耐火等级不应低于三级。
使用或产生丙类液体的厂房和有火花、赤热表面、明火的丁类厂房,其耐火等级均不 应低于二级;当为建筑面积不大于500 ∏√的单层丙类厂房或建筑面积不大于1000 m2的单 层丁类厂房时,可采用三级耐火等级的建筑。
(3) 使用或储存特殊贵重的机器、仪表、仪器等设备或物品的建筑,其耐火等级不 应低于二级。
(4) 锅炉房的耐火等级不应低于二级,当为燃煤锅炉房且锅炉的总蒸发量不大于4 t/h 时,可釆用三级耐火等级的建筑。
(5) 油浸变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级,其他防火设计应符 合现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范XGB 50229)等标准的规定。
(6) 高架仓库、高层仓库、甲类仓库、多层乙类仓库和储存可燃液体的多层丙类仓 库,其耐火等级不应低于二级。
单层乙类仓库,单层丙类仓库,储存可燃固体的多层丙类仓库和多层丁、戊类仓库, 其耐火等级不应低于三级。
(7) 粮食筒仓的耐火等级不应低于二级;二级耐火等级的粮食筒仓可釆用钢板仓。
粮食平房仓的耐火等级不应低于三级;二级耐火等级的散装粮食平房仓可采用无防火 保护的金属承重构件。
(8) 甲、乙类厂房和甲、乙、丙类仓库内的防火墙,其耐火极限不应低于4. 00 ho
(9) 一、二级耐火等级单层厂房(仓库)的柱,其耐火极限分别不应低于2. 50 h和
2. OOho
(10) 釆用自动喷水灭火系统全保护的一级耐火等级单、多层厂房(仓库)的屋顶承 重构件,其耐火极限不应低于1.0OhO
(11) 除甲、乙类仓库和高层仓库外,一、二级耐火等级建筑的非承重外墙,当釆用 不燃性墙体时,其耐火极限不应低于0. 25 h;当釆用难燃性墙体时,不应低于0. 50 ho
4层及4层以下的一、二级耐火等级丁、戊类地上厂房(仓库)的非承重外墙,当釆 用不燃性墙体时,其耐火极限不限。
(12) 二级耐火等级厂房(仓库)内的房间隔墙,当釆用难燃性墙体时,其耐火极限 应提高0. 25 ho
(13) 二级耐火等级多层厂房和多层仓库内釆用预应力钢筋混凝土的楼板,其耐火极 限不应低于0∙ 75 ho
(14) 一、二级耐火等级厂房(仓库)的上人平屋顶,其屋面板的耐火极限分别不应 低于 1. 50 h 和 1. 00 h。
(15) 一、二级耐火等级厂房(仓库)的屋面板应釆用不燃材料。
屋面防水层宜釆用不燃材料、难燃材料;当釆用可燃防水材料且铺设在可燃、难燃保 温材料上时,防水材料或可燃、难燃保温材料应釆用不燃材料作为防护层。
(16) 建筑中的非承重外墙、房间隔墙和屋面板,当确需采用金属夹芯板材时,其芯 材应为不燃材料,且耐火极限应符合本规范有关规定。
(17) 除《建筑设计防火规范>(GB 50016)另有规定外,以木柱承重且墙体采用不 燃材料的厂房(仓库),其耐火等级可按四级确定。
(18)预制钢筋混凝土构件的节点外露部位,应采取防火保护措施,且节点的耐火极 限不应低于相应构件的耐火极限。
3.厂房和仓库的层数、面积
厂房的耐火等级、厂房的层数和每个防火分区的最大允许建筑面积的选择见表3 -
11,仓库耐火等级层数和面积的选择见表3-12o
表3-11厂房的耐火等级、厂房的层数和每个防火分区的最大允许建筑面积
生产的火灾 危险性类别 |
厂房的耐火 等级 |
最多允许层数 |
每个防火分区的最大允许建_______ | |||
单层厂房 |
多层厂房 |
高层厂房 |
地下或半地下厂房(包括 地下室和半地下室) | |||
甲 |
一级 |
宜采用单层 |
4000 |
3∞0 |
— |
— |
二级 |
3000 |
2000 |
一 |
— | ||
乙 |
一级 |
不限 |
5000 |
4000 |
2000 |
— |
二级 |
6 |
4000 |
3000 |
1500 |
— | |
丙 |
一级 |
不限 |
不限 |
6000 |
3000 |
500 |
二级 |
不限 |
8000 |
4000 |
2000 |
500 | |
三级 |
2 |
3000 |
2000 |
— |
— | |
丁 |
一、二级 |
不限 |
不限 |
不限 |
40∞ |
IOOO |
三级 |
3 |
4000 |
2000 |
— |
— | |
四级 |
1 |
I(X)O |
— |
— |
— | |
戊 |
—、二级 |
不限 |
不限 |
不限 |
60∞ |
I(X)O |
三级 |
3 |
5000 |
3000 |
— |
— | |
四级 |
1 |
1500 |
— |
— |
— |
注:1.防火分区之间应采用防火墙分隔。除甲类厂房以外的一、二级耐火等级厂房,当其防火分区的建筑面积大于本
表规定,且设置防火墙有困难时,可采用防火卷帘或防火分隔水幕分隔。
2. 除麻纺厂外,一级耐火等级的多层纺织厂房和二级耐火等级的单层、多层纺织厂房,其每个防火分区的最大允 许建筑面积可按照本表的规定增加0.5倍,但厂房内的原棉开包,清花车间和厂房内其他部位之间均应釆用耐 火极限不低于2.5h的防火隔墙分隔,需要开设门、窗、孔洞时,应设置甲级防火门、窗。
3. 一、二级耐火等级的单、多层造纸生产联合厂房,其每个防火分区的最大允许建筑面积可按本表的规定增加 1.5倍。一、二级耐火等级的湿式造纸联合厂房,当纸机烘缸罩内设置自动灭火系统,完成工段设置有效灭火 设施保护时,其每个防火分区的最大允许建筑面积可按工艺要求确定。
4- 一、二级耐火等级的谷物筒仓工作塔,当每层工作人数不超过2人时,其层数不限。
5- 一、二级耐火等级卷烟生产联合厂房内的原料、备料及成组配方、制丝、储丝和卷接包、辅料周转、成品暂 存、二氧化碳膨胀烟丝等生产用房应划分独立的防火分隔单元,当工艺条件许可时,应采用防火墙进行分隔。 其中制丝、储丝和卷接包车间可划分为一个防火为分区,且每个防火分区的最大允许建筑面积可按工艺要求确 定,但制丝、储丝及卷接包车间之间应采用耐火极限不低于2. OOh的防火隔墙和Looh的楼板进行分隔,厂房 内各水平和竖向防火分隔之间的开口应采取防止火灾蔓延的措施。
6. 厂房内的操作平台、检修平台,当使用人数少于10人时,平台的面积可不计人所在防火分区的建筑面积内。
7. “一”表示不允许。
表3-12仓库的耐火等级、层数和面积
储存物品的火灾危险性类别 |
仓库的耐火 等级 |
最多 允许 层数 |
每座仓库的最大允许占地面积和每个防火分区的 ___________ 筑面积/m2 | |||||||
单层仓库 |
多层仓库 |
高层仓库 |
地下或半地 下仓库(包 括地下或半 地下室) | |||||||
每座 仓库 |
防火 分区 |
每座 仓库 |
防火 分区 |
每座 仓库 |
防火 分区 |
防火 分区 | ||||
甲 |
_______3、4 项 |
一级 |
1 |
ISt) |
60 |
— |
— |
— |
— |
— |
1、2、5、6 项 |
—、二级 |
1 |
750 |
250 | ||||||
乙 |
1、3、4 项 |
一、二级 |
3 |
20∞ |
500 |
900 |
300 |
— |
— |
— |
三级 |
1 |
500 |
250 |
— |
— |
— |
一 |
— | ||
2、5、6 项 |
一、二级 |
5 |
2800 |
700 |
1500 |
500 |
— |
— |
— | |
三级 |
1 |
900 |
300 |
— |
— |
— |
— |
— | ||
丙 |
1项 |
一、二级 |
5 |
40∞ |
IOOo |
2800 |
700 |
— |
— |
150 |
三级 |
1 |
12∞ |
400 |
— |
— |
— |
— |
— | ||
2项 |
—、二级 |
不限 |
60∞ |
1500 |
4800 |
1200 |
4000 |
I(X)O |
300 | |
三级 |
3 |
2100 |
700 |
1200 |
400 |
— |
— |
— | ||
丁 |
一、二级 |
不限 |
不限 |
3000 |
不限 |
1500 |
4800 |
1200 |
500 | |
三级 |
3 |
3000 |
I(X)O |
1500 |
500 |
— |
— |
— | ||
四级 |
1 |
2100 |
700 |
— |
— |
— |
— |
— | ||
戊 |
一、二级 |
不限 |
不限 |
不限 |
不限 |
2000 |
6000 |
1500 |
IOOO | |
三级 |
3 |
3000 |
[000 |
2100 |
700 |
— |
— |
—— | ||
四级 |
1 |
2100 |
700 |
— |
— |
— |
— |
—— |
注:1.仓库内的防火分区之间必须釆用防火墙分隔,甲、乙类仓库内防火分区之间的防火墙不应开设门、窗、洞口; 地下或半地下仓库(包括地下或半地下室)的最大允许占地面积,不应大于相应类别地上仓库的最大允许占 地面积。
2. 石油库区内的桶装油品仓库应符合现行国家标准《石油库设计规范XGB 5∞74)的规定。
3. 一、二级耐火等级的煤均化库,每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于1200Om2。
4. 独立建造的硝酸铉仓库、电石仓库、聚乙烯等高分子制品仓库、尿素仓库、配煤仓库、造纸厂的独立成品仓 库,当建筑的耐火等级不低于二级时,每座仓库的最大允许占地面积和每个防火分区的最大允许建筑面积可按 本表的规定増加Lo倍。
5. 一、二级耐火等级粮食平房仓的最大允许占地面积不应大于12000 m2 ,每个防火分区的最大允许建筑面积不应 大于30∞m2;三级耐火等级粮食平房仓的最大允许占地面积不应大于3000 H?,每个防火分区的最大允许建筑 面积不应大于IOoo m2。
6. 一、二级耐火等级且占地面积不大于2000 m2的单层棉花仓库,其防火分区的最大允许建筑面积不应大于 2000 m2o
7. 一、二级耐火等级冷库的最大允许占地面积和防火分区的最大允许建筑面积,应符合现行国家标准《冷库设计 规范>(GB 50072)的规定。
8. “一”表示不允许。
(四)防火分隔与防爆泄压
为实现安全生产,首先强调防患于未然,把预防放在第一位。但一旦发生事故,则应 设法限制火灾的蔓延扩大和削弱爆炸威力的升级,以减少损失。而这些措施在厂房或库房 等建筑设计时就应重点考虑。通常釆取的措施有防火墙、防火门、防火间距和防爆泄压设 施等。
1. 防火墙
根据在建筑物中的位置和构造形式,有与屋脊方向垂直的横向防火墙、与屋脊方向平 行的纵向防火墙、内墙防火墙、外墙防火墙和独立防火墙等。内防火墙是把厂房或库房划 分成防火单元,可以阻止火势在建筑物内的蔓延扩展;外防火墙是邻近两幢建筑的防火间 距不足而设置的无门窗洞的外墙,或两幢建筑物之间的室外独立防火墙。防火墙的耐火极 限应符合《建筑设计防火规范}(GB 50016)的有关规定;甲、乙类厂房和甲、乙、丙类 仓库内的防火墙,其耐火极限不应低于4. OOho
为了给扑灭火灾赢得时间,要求防火墙应由非燃烧体材料构成,防火墙应直接设置在 建筑的基础或框架、梁等承重结构上,框架、梁等承重结构的耐火极限不应低于防火墙的 耐火极限,当防火墙一侧的屋架、梁和楼板被烧毁或受到严重破坏时,防火墙不致倒塌; 防火墙内不应设置通风排气道;不应开设门、窗洞口,如必须开设时,应设置耐火等级不 低于1.2h的防火门,并能自行关闭;可燃气体和液体管道不应穿过防火墙,其他管道若 必须穿过时,应用非燃烧材料将管道四周缝隙填塞紧密等。
2. 防火门
已釆取防火分隔的相邻区域如需要互相通行时,可在中间设防火门。按燃烧性能不同 有非燃烧体防火门和难燃烧体防火门;按开启方式不同有平开门、推拉门、升降门和卷帘 门等。
防火门是一种活动的防火分隔物,要求防火门应能关闭紧密,不会窜入烟火;应有较 高的耐火极限,甲级防火门的耐火极限不低于1.2h,乙级不低于0. 9 h,丙级不低于O.6h; 为保证在着火时防火门能及时关闭,最好在门上设置自动关闭装置。设置在建筑内经常有 人通行处的防火门宜釆用常开防火门。常开防火门应能在火灾时自行关闭,并应具有信号 反馈的功能。除允许设置常开防火门的位置外,其他位置的防火门均应采用常闭防火门。 常闭防火门应在其明显位置设置“保持防火门关闭”等提示标识。
3. 防火间距
火灾发生时,由于强烈的热辐射、热对流以及燃烧物质的爆炸飞溅、抛向空中形成飞 火,能使邻近甚至远处建筑物形成新的起火点。为阻止火势向相邻建筑物蔓延扩散,应保 证建筑物之间的防火间距,《建筑设计防火规范XGB 50016)对防火间距作出了详细规 定,因篇幅原因在此不再赘述。
4. 防爆泄压设施
有爆炸危险的甲、乙类厂房应设置泄压设施,构成薄弱环节,一旦爆炸发生时,这些 薄弱部位首先遭受破坏,瞬时把大量气体和热量泄入大气,削弱爆炸威力的升级,从而减 轻承重结构受到的爆炸压力,避免造成倒塌破坏。
厂房的泄压设施可采用轻质板制成的屋顶和易于泄压的门、窗(应向外开启),也可 ∙298∙
用轻质墙体泄压。当厂房周围环境条件较差时,宜采用轻质屋顶泄压。
泄压面积与厂房体积的比值(单位m2∕m5)宜采用0. 05 ~ 0. 22 m7m3,对爆炸介质 威力较强或爆炸压力上升速度较快的厂房,应尽量采用较大比值。对容积超过1000 m3的 厂房,采用上述比值有困难时,可适当减少,但最低不应小于0. 03 m2∕m3o
泄压设施应布置在靠近易发生爆炸的部位,但应避开人员密集场所和主要交通通道等 场所。有爆炸危险的生产部位,宜布置在单层厂房的靠外墙处和多层厂房的顶层靠外墙 处,以减少爆炸时对其他部位的影响。
三、主要危险场所的防火与防爆
(—)油库
油库是防火与防爆的重点部位。一方面是油库的易燃易爆介质存在着火灾爆炸危险 性;另一方面在库房周围往往有较多的火源,如铸造车间的冲天炉、锻工车间加热炉的烟 囱,常年喷射火花,还有热处理车间和电气焊等。因此,油库必须采取切实可靠的防火与 防爆措施。
1. 油库的火灾爆炸危险性
油库贮存的石油产品如汽油、柴油和煤油等,具有易挥发、易燃烧、易爆炸、易流淌 扩散、易受热膨胀、易产生静电以及易产生沸溢或喷溅的火险特性。有的油品如汽油的闪 点很低,为-39T,在天寒地冻的严冬季节仍存在发生燃爆危险,即低温火灾爆炸的危 险性。
油库火灾主要是由各种明火源、静电放电、摩擦撞击以及雷击等原因引起的。例如我 国东北某企业在春节前进行安全保卫检查,发现汽油库的铁门关闭不严,则让电焊工修理 铁门,当时气温是-20龙,汽油在此温度下仍具有火灾爆炸危险,电焊工刚刚引弧即听 到一声巨响,汽油库发生爆炸,把库房炸成平地,紧接着在库房的废墟上爆炸转化为着 火,顿时烈火熊熊,造成三人死亡和严重财产损失。
油库发生着火爆炸的主要原因有:
(1) 油桶作业时,使用不防爆的灯具或其他明火照明。
(2) 利用钢卷尺量油、铁制工具撞击等碰撞产生火花。
(3) 进出油品方法不当或流速过快,或穿着化纤衣服等,产生静电火花。
(4) 室外飞火进入油桶或油蒸气集中的场所。
(5) 油桶破裂,或装卸违章。
(6) 维修前清理不合格而动火检修,或使用铁器工具撞击产生火花。
(7) 灌装过量或日光曝晒。
(8) 遭受雷击,或库内易燃物(油棉丝等)、油桶内沉积含硫残留物质的自燃,通风 或空调器材不符合安全要求出现火花等。
2. 油库的分类
根据储存液化谿、易燃和可燃液体的火灾危险性,《石油库设计规范XGB 50074) 将储存物质分甲、乙、丙三类,见表3 -13o按油库容量的大小分为6个等级,见 表 3-14o
表3-13石油库储存液化炷、易燃和可燃液体的火灾危险性分类
类 |
别______ |
特征或液体闪点(Ft) |
甲 |
A |
15 9C时的蒸气压力大于Q 1 MPa的炷类液体或其他类似的液体 |
B |
甲A类以外,FtV28tC | |
乙 |
A |
28 cC≤Ft<45 qC |
B |
45 r ≤Ft<60cC | |
丙 |
A |
60 YWFtWI 2。CC |
B |
Ft A 120 OC |
表3-14石油库的等级划分
等级 |
石油库储罐计算总容量(7V)∕m3 |
等级 |
石油库储罐计算总容量(")∕m3 |
特级 |
1200000 ≤ TVw 3600000 |
三级 |
IOooOW TVV 30000 |
一级 |
IOOoOO ≤7V<12∞000 |
四级 |
IOOOWTVVloOoO |
二级 |
30000 ≤7V<100∞0 |
五级 |
ZVVloOo |
(二)电石库
根据贮存物品的火灾和爆炸性分类,电石库属甲类物品库房(电石属于甲类储存物 品第2项),其防火与防爆的安全要求和措施主要有以下几点。
1.布设原则
(1) 电石库房的地势要高且干燥,不得布置在易被水淹的低洼地方。
(2) 严禁以地下室或半地下室作为电石库房。
(3) 电石库不应布置在人员密集区域和主要交通要道处。
(4) 企业设有乙焕站时,电石库宜布置在乙块站的区域内。
(5) 电石库与其他建(构)筑物的防火间距,不应小于表3-15的规定。在乙焕站 内电石库,当与制气厂房相邻的较高一面的外墙为防火墙时,其防火间距可适当缩小,但 不应小于6 m。
表3-15电石库与建(构)筑物的防火间距 m
名 称 |
防火间距 | |||
贮量≤10t |
贮量AIOt | |||
高层民用建筑、重要公共建筑 |
50 |
50 | ||
裙房、其他民用建筑、明火或散发火花的地点 |
25 |
30 | ||
其他建筑物 |
耐火等级 |
一、二级 |
12 |
15 |
三级 |
15 |
20 | ||
四级 |
20 |
25 |
表3-15 (续)
名 称 |
防火间距 | |
贮量≤10t |
贮量AlOt | |
室外变电站、配电站 |
25 |
30 |
甲类仓库 |
20 |
20 |
(6)电石库与铁路、道路的防火间距不应小于下列规定:
① 厂外铁路线(中心线)40 mo
② 厂内铁路线(中心线)30 m0
③ 厂外道路(路边)20 mo
④ 厂内主要道路(路边)IOmo
⑤ 厂内次要道路(路边)5m0
电力牵引机车的厂外铁路线的防火间距可减为20 mo至电石库的装卸专用铁路线和 道路的防火间距,可不受上列规定的限制。
2. 库房设置安全要求
(1) 电石库应是单层的一、二级耐火建筑。库房应设置泄压装置(易掀开的轻质房 顶,易于泄压的门、窗和墙等),其泄压面积与库房容积之比应大于等于0. 200 m2∕m3o 泄压装置应靠近易爆炸部位,不得面对人员集中的地方和主要交通道路。作为泄压的窗不 应釆用双层玻璃。
电石库的门窗均应向外开启,库房应有直通室外或通过带防火门的走道通向室外的出 入口。出入口应位于事故发生时能迅速疏散的地方。
电石仓库内应设火灾报警和可燃气体浓度检测报警仪。
(2) 电石库房严禁铺设给水、排水、蒸汽和凝结水等管道。
(3) 电石库应设置电石桶的装卸平台。平台应高出室外地面0.4~l.l m,宽度不宜 小于2 mo库房内电石桶应放置在比地坪高0. 02 m的垫板上。
(4) 装设于库房的照明灯具、开关等电气装置,应釆用防爆安全型;或者将灯具和 开关装在室外,用反射方法把灯光从玻璃窗射入室内。库内严禁安装采暖设备。
3. 消防措施
(1) 电石库应备有干砂、二氧化碳灭火器或干粉灭火器等灭火器材。
(2) 电石库房的总面积不应超过750 m2,并应用防火墙隔成数间,每间的面积不应 超过250 m2o
(三)管道
在化工、炼油、冶炼等工厂里,通过管道将许多机器设备互相联通起来。根据管道输 送介质的状态、性质、压力和温度等不同,可以分成多种不同管道。这里着重讨论输送可 燃介质和助燃介质管道的防爆设施,并且以可燃气体乙块和助燃气体氧气管道为例,研究 管道发生爆炸的原因和应当釆取的防爆措施。
1.管道发生着火爆炸的原因
(1) 管道里的锈皮及其他固体微粒随气体高速流动时的摩擦热和碰撞热(尤其在管 道拐弯处),是管道发生着火爆炸的一个因素。
(2) 由于漏气,在管道外围形成爆炸性气体滞留的空间,遇明火而发生着火和 爆炸。
(3) 外部明火导入管道内部。这里包括管道附近明火的导入,以及与管路相连接的 焊接工具由于回火而导入管道内。
(4) 管道过分靠近热源,管道内气体过热引起着火爆炸。
(5) 氧气管道阀门沾有油脂。
(6) 带有水分或其他杂质的气体在管道内流动时,超过一定流速就会因摩擦产生静 电积聚而放电。此外,由于雷击产生巨大的电磁、热、机械效应和静电作用等,也会使管 道及构筑物遭到破坏或引起火灾爆炸事故。
2.管道防爆与防火措施
(1)限定气体流速。乙焕在管道中的最大流速,不应超过下列规定:
厂区和车间的乙块管道,工作压力为0.007 MPa以上至0. 15 MPa时,其最大流速为 3 m∕so
乙焕站内的乙焕管道,工作压力为2.5 MPa及其以下者,其最大流速为4m/s。
氧气在管道中的最大流速,不应超过表3-16的规定。
表3-16氧气管道内的最高流速
设计压力/MPa |
管材 |
最高允许流速/(m ∙ s'1) |
≤0. 1 |
一 |
按管道系统允许压力降确定 |
>0. 1,且芸 1.0 |
碳钢 |
20 |
不锈钢 |
30 | |
>1.0,且≤3.0 |
碳钢 |
15 |
不锈钢 |
25 | |
>3.0,且≤10.0 |
不锈钢 |
4.5 |
>10.0,且≤20.0 |
不锈钢 |
4.5 |
铜基合金 |
6 |
(2)管径的限定及管道连接的安全要求:
① 工作压力在0∙ 007 MPa以上至0. 15 MPa的中压乙块管道,内径不应超过30 mm。
② 工作压力在0. 15 ~2. 5 MPa的高压乙焕管道,管内径不应超过20 mmo
③ 乙焕管道的连接应采用焊接,但与设备、阀门和附件的连接处可采用法兰或螺纹 连接。
④ 乙焕管道在厂区的布设,应考虑到由于压力和温度的变化而产生局部应力,管道 应有伸缩余地。
⑤氧气管道应尽量减少拐弯。拐弯时宜采用弯曲半径较大或内壁光滑的弯头,不应 采用折皱或焊接弯头。
(3) 防止静电放电的接地措施。
乙块和氧气管道在室内外架空或埋地铺设时,都必须可靠接地。室外管道埋地铺设 时,在管线上每隔200~ 300 m设置一接地极;架空铺设时,每隔100 ~200 m设置一接地 极;室内管道不论架空或地沟铺设(不宜釆用埋地铺设),每隔30~50m设置一接地极。 但不管管线的长短如何,在管道的起端和终端及管道进入建筑物的入口处,都必须设置接 地极。接地装置的接地电阻不得大于10 ∩o
对离地面5 m以上架空铺设的氧气和乙获管道,为防止雷击放电产生的静电或电磁感 应对管道的作用,要求缩短管道两接地极的距离,一般不超过50 mo
(4) 防止外部明火导入管道内部。
可采用水封法(如前面已介绍过的水封回火防止器)或釆用火焰消除器,以防止火 焰导入管道内部和阻止火焰在管道里蔓延。
火焰消除器亦称阻火器,可用粉末冶金片或是用多层细孔铜网(也可用不锈钢网或 铝网)重叠起来制成。
(5) 防止在管道外围形成爆炸性气体滞留的空间。
乙焕管道通过厂房车间时,应保证室内通风良好,并应定期监测乙焕气体浓度,以便 及时采取措施排除爆炸性混合气。还应检查管道是否漏气,防止着火爆炸事故。
地沟铺设乙烷管道时,在沟里应填满不含杂质的砂子;埋地铺设时,应在管道下部先 铺一层厚度约100 mm的砂子。如沟底有坚硬石块以及考虑到局部有不均匀下沉的可能性 时,砂层的厚度还应大些,然后再在管子两侧和上部填以厚度不少于20 mm的砂子。填 充砂子的目的是保证管道周围回填密实,没有大的缝隙。当管道一旦发生不均匀下沉时, 由于砂子有一定流动性,也随之下沉,不至于在管道附近形成过大的缝隙,造成爆炸性气 体聚集停留有较大的空间。
(6) 管道的脱脂。
氧气和乙決管道在安装使用前都应进行脱脂。常用脱脂剂二氯乙烷和酒精为易燃液 体,四氯化碳和三氯乙烯虽是不燃液体,但在明火和灼热物体存在条件下,易分解成剧毒 气体——光气。故脱脂现场必须严禁烟火。
(7) 气密性和泄漏性试验。
氧气和乙焕管道除与一般受压管道同样要求作强度试验外,还应作气密性试验和泄漏 量试验。
在强度试验合格并用热风吹干后,才可进行试验。试验压力一般为工作压力的1∙ 05 倍。对于工作压力≤0. 007 MPa的乙焕管道,其试验压力为工作压力加0.01 MPa;试验介 质为空气或惰性气体,用涂肥皂水等方法进行检査。达到试验压力后保压Ih,如压力不 下降,则气密性试验合格。
泄漏量试验的压力为工作压力的1-5倍,但不得小于0∙ 1 MPa,试验介质为空气或氮 气。其泄漏标准为试验12 h后,泄漏量不超过原气体容积的0.5%为合格。泄漏量可按式 (3-3)计算:
V=IOO[1 -
力(273 +勺) Pl (273 +r2)
(3-3)
式中 V--泄漏量,% ;
pl, Pl——试验开始和终结时管道内介质的绝对压力,Pa;
tl, t2——试验开始和结束时管道内介质的温度,龙。
(8) 埋地乙烷管道不应铺设在下列地点:烟道、通风地沟和直接靠近高于50龙热表 面的地方;建筑物、构筑物和露天堆场的下面。
架空乙焕管道靠近热源铺设时,宜釆用隔热措施,管壁温度严禁超过70 T。
(9) 乙焕管道可与供同一使用目的的氧气管道共同铺设在非燃烧体盖板的不通行地 沟内,地沟内必须全部填满砂子,并严禁与其他沟道相通。
(10) 乙焕管道严禁穿过生活间、办公室。厂区和车间的乙決管道,不应穿过不使用 乙決的建筑物和房间。
(11) 氧气管道严禁与燃油管道共沟铺设。架空铺设的氧气管道不宜与燃油管道共架 铺设,如确需共架铺设时,氧气管道宜布置在燃油管道的上面,且净距不宜小于0.5mo
(12) 乙焕管路使用前,应用氮气吹洗全部管道,取样化验合格后方准使用。
(四)喷漆
喷漆方法主要有空气喷漆和静电喷漆两种。目前不少工厂还大量采用空气喷漆的方 法,即利用喷枪来压缩空气气流,将漆料从喷嘴以雾状喷出,沉积在产品表面。漆料和稀 释剂大多是硝基物质,喷成雾状后有50%以上扩散在空间,这不仅危害人身健康,同时 能与空气形成爆炸性混合物,遇火源便会发生燃烧爆炸。由于喷漆中的溶剂含量比较高, 而且喷漆要求快干,所用物料的沸点低,容易挥发,因此防火防毒是喷漆安全的重点。其 安全要求主要有以下几点。
(1) 喷漆属于甲类生产,其车间厂房应为一、二级耐火结构,不宜设在二层以上的 建筑物上。贮存和调漆应在符合防火要求的专门房间内进行。地面应采用耐火且不易碰出 火花的材料。
(2) 喷漆厂房与明火操作场所的距离应大于30 mo
(3) 喷漆车间和喷漆料、溶剂的贮存、调配间的各种电器应符合电气防爆规范要求。 如采用无防爆灯具,可在墙外设强光灯通过玻璃照射。工作人员不得携带火柴、打火机等 火种进入生产场所。
(4) 动火检修时,必须采取防火措施。例如,事先清除油漆及其沉淀物、增设灭火 器材、专人监护等。还必须经相关管理部门审批同意后,才能动火。
(5) 喷漆车间应根据生产情况设置足够的通风和排风装置,将可燃气体及时迅速排 出。中小型零件喷漆时,最好采用水帘过滤抽风柜。通风机必须采用专门的防爆型风机, 并经常检査,防止摩擦撞击。所有电气设备应有良好接地。如果车间没有严格的保温要 求,最好尽量采用自然通风。
(6) 操作时应控制喷速,空气压力应控制在0.2 ~0.4 MPa,喷枪与工件表面的距离 宜保持在300 ~500 mm o
(7) 车间里的油漆和溶剂贮存量以不超过一日用量为宜。为减少挥发量,容器应 加盖。
(8) 在特殊情况下,如大型机械、机车等机件庞大且又不宜搬动的喷漆操作,若确 需在现场进行,而现场的电气设备又不防爆时,应将现场电源全部切断,待喷漆结束、可 燃蒸气全部排除后方可通电。
(9) 在露天进行喷漆操作时,应避开焊割作业、砂轮、锻造、铸造等明火场所。
(10) 喷漆的防火还应从改进工艺和材料着手。如釆用静电喷漆,材料利用率可提高 到80% -98%以上,扩散的漆雾大大减少。又如釆用电泳涂漆,以水作溶剂,消除了溶 剂中毒和火灾的危险等。
四、电气防火防爆安全技术
(-)生产场所爆炸性环境分类与分级
1.爆炸性气体环境分类与分级
1) 爆炸性气体释放源与分级
释放源是指可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的部位或地点。释放源应按可燃 物质的释放频繁程度和持续时间长短分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源,释放 源分级应符合下列规定:
(1) 连续级释放源应为连续释放或预计长期释放的释放源。下列情况可划为连续级 释放源:
① 没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的可燃液体的表面。
② 油、水分离器等直接与空间接触的可燃液体的表面。
③ 经常或长期向空间释放可燃气体或可燃液体的蒸气的排气孔和其他孔口。
(2) 一级释放源应为在正常运行时,预计可能周期性或偶尔释放的释放源。下列情 况可划为一级释放源:
① 在正常运行时,会释放可燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处。
② 贮有可燃液体的容器上的排水口处,在正常运行中,当水排掉时,该处可能会向 空间释放可燃物质。
③ 正常运行时,会向空间释放可燃物质的取样点。
④ 正常运行时,会向空间释放可燃物质的泄压阀、排气口和其他孔口。
(3) 二级释放源应为在正常运行时,预计不可能释放,当出现释放时,仅是偶尔和 短期释放的释放源。下列情况可划为二级释放源:
① 正常运行时,不能出现释放可燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处。
② 正常运行时,不能释放可燃物质的法兰、连接件和管道接头。
③ 正常运行时,不能向空间释放可燃物质的安全阀、排气孔和其他孔口处。
④ 正常运行时,不能向空间释放可燃物质的取样点。
2) 爆炸性气体环境分区
爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为°区、1 区、2区,分区应符合下列规定。
(1) 0区应为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。
(2) 1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。
(3) 2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅 是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
(4) 符合下列条件之一时,可划为非爆炸危险区域:
① 没有释放源且不可能有可燃物质侵入的区域。
② 可燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的I。% O
③ 在生产过程中使用明火的设备附近,或炽热部件的表面温度超过区域内可燃物质 引燃温度的设备附近。
④ 在生产装置区外,露天或开敞设置的输送可燃物质的架空管道地带,但其阀门处 按具体情况确定。
(5) 爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定,存在连续级释放源的区 域可划为0区,存在一级释放源的区域可划为1区,存在二级释放源的区域可划为2区, 并应根据通风条件按下列规定调整区域划分:
① 当通风良好时,可降低爆炸危险区域等级,但当通风不良时,应提高爆炸危险区 域等级。
② 局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为 有效时,可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。
③ 在障碍物、凹坑和死角处,应局部提高爆炸危险区域等级。
④ 利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小爆炸危 险区域的范围。
3)爆炸性气体混合物的分级、分组
爆炸性气体混合物应按其最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MlCR) 分级。爆炸性气体混合物分级应符合表3-17的规定。
表3-17爆炸性气体混合物分级
级另Q |
最大试验安全间隙(MESG)∕mm |
最小点燃电流比(MICR) |
∏A |
⅛0.9 |
>0.8 |
DB |
0.5 VMESGV 0.9 |
0.45 WMlCRW 0.8 |
∏C |
≤0.5 |
V。45 |
注:1.分级的级别应符合现行国家标准《爆炸性环境 第12部分:气体或蒸气混合物按照其最大试验安全间隙和最
小点燃电流的分级》(GB 3836. 12)的有关规定。
2.最小点燃电流比(MlCR)为各种可燃物质的最小点燃电流值与实验室甲烷的最小点燃电流值之比。
2.爆炸性粉尘环境分类与分级
1)爆炸性粉尘释放源分级
粉尘释放源应按爆炸性粉尘释放频繁程度和持续时间长短分为连续级释放源、一级释 放源、二级释放源,释放源应符合下列规定。
• 306 •
(1) 连续级释放源应为粉尘云持续存在或预计长期或短期经常出现的部位。
(2) 一级释放源应为在正常运行时预计可能周期性的或偶尔释放的释放源。
(3) 二级释放源应为在正常运行时,预计不可能释放,如果释放也仅是不经常地并 且是短期地释放。
(4) 下列三项不应被视为释放源:
① 压力容器外壳主体结构及其封闭的管口和人孔。
② 全部焊接的输送管和溜槽。
③ 在设计和结构方面对防粉尘泄漏进行了适当考虑的阀门压盖和法兰接合面。
2) 爆炸性粉尘环境危险区域分区
爆炸危险区域应根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为20区、21区、 22区,分区应符合下列规定。
(1) 20区应为空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中 的区域。
(2) 21区应为在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境 中的区域。
(3) 22区应为在正常运行时,空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环 境中的区域,即使出现,持续时间也是短暂的。
(4) 爆炸危险区域的划分应按爆炸性粉尘的量、爆炸极限和通风条件确定。
(5) 符合下列条件之一时,可划为非爆炸危险区域:
① 装有良好除尘效果的除尘装置,当该除尘装置停车时,工艺机组能联锁停车。
② 设有为爆炸性粉尘环境服务,并用墙隔绝的送风机室,其通向爆炸性粉尘环境的 风道设有能防止爆炸性粉尘混合物侵入的安全装置。
③ 区域内使用爆炸性粉尘的量不大,且在排风柜内或风罩下进行操作。
④ 为爆炸性粉尘环境服务的排风机室,应与被排风区域的爆炸危险区域等级相同。
3) 爆炸性粉尘环境中粉尘分级
在爆炸性粉尘环境中粉尘可分为下列三级。
(1) IIlA级为可燃性飞絮。
(2) IiIB级为非导电性粉尘。
(3) IilC级为导电性粉尘。
(二)防爆电气设备
1.防爆电气设备类型
化工企业经常使用各种易燃、易爆的化学物质,作为生产原料或者就是生产的产品, 由于各种原因导致生产过程中发生化学品的泄漏、挥发等情况,从而在电气设备周边形成 爆炸性环境,因此,在化工生产中要求在爆炸性环境使用的电气设备应当具有一定的防爆 功能。爆炸性环境使用的电气设备与爆炸危险物质的分类相对应,被分为I类、II类、 HI类。
(1) I类电气设备。用于煤矿瓦斯气体环境。I类防爆型式考虑了甲烷和煤粉的点 燃及地下用设备的机械增强保护措施。
(2) II类电气设备。用于爆炸性气体环境。具体分为UA、UB、IIC三类。IlB类 的设备可适用于∏ A类设备的使用条件,∏ C类的设备可用于IlA或IIB类设备的使用 条件。
(3) DI类电气设备。用于爆炸性粉尘环境。具体分为BIA、DIB、IilC三类。InB类 的设备可适用于IIIA设备的使用条件,IllC类的设备可用于IllA或IlIB类设备的使用 条件。
2. 设备保护等级(EPL)
引入设备保护等级(EPL)目的在于指出设备的固有点燃风险,区别爆炸性气体环 境、爆炸性粉尘环境和煤矿有甲烷的爆炸性环境的差别。
用于煤矿有甲烷的爆炸性环境中的I类设备EPL分为Ma、Mb两级。
用于爆炸性气体环境的II类设备的EPL分为Ga、Gb、GC三级。
用于爆炸性粉尘环境的DI类设备的EPL分为Da、Db、DC三级。
其中,Ma、Ga、Da级的设备具有“很高”的保护等级,该等级具有足够的安全程 度,使设备在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点 燃源。对Ma级来说,甚至在气体突出时设备带电的情况下也不可能成为点燃源。
Mb、Gb、Db级的设备具有“高”的保护等级,在正常运行过程中,在预期的故障 条件下不会成为点燃源。对Mb级来说,在从气体突出到设备断电的时间范围内,预期的 故障条件下不可能成为点燃源。
Gc、DC级的设备具有爆炸性气体环境用设备。具有“加强”的保护等级,在正常运 行过程中不会成为点燃源,也可采取附加保护,保证在点燃源有规律预期出现的情况下 (如灯具的故障),不会点燃。
3. 防爆电气设备防爆结构型式
1)爆炸性气体环境防爆电气设备结构型式及符号
为了选择适用于爆炸性气体环境的电气设备,将爆炸性气体混合物按其最大试验安全 间隙或最小点燃电流分级,分为ua、hb、∏co最大试验安全间隙是制造电气设备隔爆 外壳的基础数据,在隔爆外壳中是以隔爆间隙喷射出的爆炸产物所具有的能量点燃周围爆 炸性的气体混合物,因此隔爆型防爆结构的定义为当可,燃气体或蒸气进入外壳内部发生爆 炸时,该外壳能承受爆炸压力且爆炸的火焰不会引燃该外壳外部的可燃气体或蒸气的全封 闭结构。最小点燃电流比是设计本质安全型电路的依据,在本质安全电路中,是用电火花 点燃爆炸性气体混合物。因此本安型防爆结构的定义为电气设备产生的火花、电弧或高温 不会引燃可燃气体或蒸气的结构。
用于爆炸性气体环境的防爆电气设备结构型式及符号分别是:
(1) 隔爆型(d)。
(2) 增安型(e)0
(3) 本质安全型(i,对应不同的保护等级分为ia、ib、ic)。
(4) 浇封型(m,对应不同的保护等级分为ma、mb、me) O
(5) 无火花型(nA)。
(6) 火花保护(nC)o
(7) 限制呼吸型(nR)。
(8) 限能型(nL)。
(9) 油浸型(O)O
(lθ)正压型(p,对应不同的保护等级分为px、py、PZ) o
(H) 充砂型(q)等设备。
各种防爆型式及符号的防爆电气设备有其各自对应的保护等级,供电气防爆设计时 选用。
2)爆炸性粉尘环境防爆电气设备结构型式及符号
用于爆炸性粉尘环境的防爆电气设备结构型式及符号分别是:
(I) 隔爆型(t,对应不同的保护等级分为ta、tb、tc)。
(2) 本质安全型(i,对应不同的保护等级分为ia、ib、ic)o
(3) 浇封型(m,对应不同的保护等级EPL分为ma、mb、me)0
(4) 正压型(P)等设备。
4. 防爆电气设备的标志
防爆电气设备的标志应设置在设备外部主体部分的明显地方,且应设置在设备安装之 后能看到的位置。标志应包含:制造商的名称或注册商标、制造商规定的型号标识、产品 编号或批号、颁发防爆合格证的检验机构名称或代码、防爆合格证号、EX标志、防爆结 构型式符号、类别符号、表示温度组别的符号(对于II类电气设备)或最高表面温度及 单位,前面加符号T (对于HI类电气设备)、设备的保护等级(EPL)、防护等级(仅对于 ID类,例如IP54)o
表示EX标志、防爆结构型式符号、类别符号、温度组别或最高表面温度、保护等 级、防护等级的示例:
(1) EXdnBT3Gb——表示该设备为隔爆型“d”,保护等级为Gb,用于IIB类T3组 爆炸性气体环境的防爆电气设备。
(2) EXPnICT120 CCDblP65——表示该设备为正压型“P”,保护等级为Db,用于有 JDC导电性粉尘的爆炸性粉尘环境的防爆电气设备,其最高表面温度低于120 tC,外壳防 护等级为IP65o
用于含有爆炸性气体(即除甲烷外)时,应按照I类和II类相应可燃性气体的要求 进行制造和检验。该类电气设备应有相应的标志,如“ ExdI / HBT3”或者“Exdl ∕Π(NH3),,o
5. 爆炸危险环境中电气设备的选用原则
(1) 应根据电气设备使用环境的区域、电气设备的种类、防护级别和使用条件等选 择电气设备。具体选择时,应根据爆炸危险区域的分区,可燃性物质和可燃性粉尘的分 级,可燃性物质的引燃温度,可燃性粉尘云、可燃性粉尘层的最低引燃温度等因素进行 选择。
(2) 所选用的防爆电气设备的类别和组别不应低于该危险环境内爆炸性混合物的类 别和组别。
(3) 危险区域划分与电气设备保护级别的关系应符合下列规定:
①爆炸性环境内电气设备保护级别(EPL)的选择应符合表3-18的规定。
表3-18爆炸性环境内电气设备保护级别(EPL)的选择
危险区域 |
设备保护级别 |
危险区域 |
设备保护级别 |
0区 |
Ga |
20区 |
Da |
1区 |
Ga 或 Gb |
21区 |
Da 或 Db |
2区 |
Ga、Gb 或 GC |
22区 |
Da、Db 或 DC |
②电气设备保护级别(EPL)与电气设备防爆结构的关系应符合表3-19的规定。
表3-19电气设备保护级别(EPL)与电气设备防爆结构的关系
设备保护级别(EPL) |
电气设备防爆结构 |
防爆形式 |
Ga |
本质安全型 |
“ ia" |
浇封型 |
“ma" | |
由两种独立的防爆类型组成的设备,每一种类型 达到保护级别Gb的要求 |
— | |
光辐射式设备和传输系统的保护 |
“op is" | |
Gb |
隔爆型 |
“d,, |
增安型 |
"e”① | |
本质安全型 |
“ib” | |
浇封型 |
"mb" | |
油浸型 |
“o" | |
正压型 |
" _ ,, U ,, PX Py | |
充砂型 |
“q” | |
本质安全现场总线概念(FISCo) |
— | |
光辐射式设备和传输系统的保护 |
“op PrM | |
GC |
本质安全型 |
"ic,, |
浇封型 |
“me “ | |
无火花 |
"n" "nA" | |
限制呼吸 |
ttnR∙, | |
限能 |
ttnLM | |
火花保护 |
“nC” | |
正压型 |
“pz” | |
非可燃现场总线概念(FNlCO) |
— | |
光辐射式设备和传输系统的保护 |
“op sh'' |
_________________________ 表3-19(续) | ||
设备保护级别(EPL) |
电气设备防爆结构 |
防爆形式 |
Da |
本质安全型 |
“iD” |
浇封型 |
*tmD" | |
外壳保护型 |
tttD,' | |
Db |
本质安全型 |
“iD” |
浇封型 |
“mD” | |
外壳保护型 |
t*tD" | |
正压型 |
“pD” | |
DC |
本质安全型 |
“iD” |
浇封型 |
ItmDM | |
外壳保护型 |
“tD” | |
正压型 |
“pD” |
注:①在1区中使用的增安型“e”电气设备仅限于下列电气设备。在正常运行中不产生火花、电弧或危险温度的接 线盒和接线箱,包括主体为"d”或“m”型,接线部分为“e”型的电气产品;按现行国家标准《爆炸性环境 第3部分:由增安型“e”保护的设备XGB 3836.3)附录D配置的合适热保护装置的"e”型低压异步电动机, 启动频繁和环境条件恶劣者除外;"e”型荧光灯;"e”型测量仪表和仪表用电流互感器。
(4)防爆电气设备的级别和组别不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的 级别和组别,并应符合下列规定:
①气体、蒸气或粉尘分级与电气设备类别的关系应符合表3-20的规定。当存在有 两种以上可燃性物质形成的爆炸性混合物时,应按照混合后的爆炸性混合物的级别和组别 选用防爆设备,无据可查又不可能进行试验时,可按危险程度较高的级别和组别选用防爆 电气设备。对于标有适用于特定的气体、蒸气的环境的防爆设备,没有经过鉴定,不得使 用于其他的气体环境内。
表3-20气体、蒸气或粉尘分级与电气设备类别的关系
气体、蒸气或粉尘分级 |
设备类别 |
气体、蒸气或粉尘分级 |
设备类别 |
∏A |
UA、IlB 或 IlC |
IilA |
HIA、IIIB 或IlIC |
DB |
IIB 或IIC |
InB |
IllB 或InC |
∏C |
∏c |
IIIC |
IllC |
② II类电气设备的温度组别、最高表面温度和气体、蒸气引燃温度之间的关系符合 表3-21的规定。
③ 安装在爆炸性粉尘环境中的电气设备应釆取措施防止热表面点可燃性粉尘层引起 的火灾危险。HI类电气设备的最高表面温度应按国家现行有关标准的规定进行选样。电气 设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。
(5)当选用正压型电气设备及通风系统时,应符合下列规定:
表3-21 II类电气设备的温度组别、最高表面温度和气体、蒸气引燃温度之间的关系
电气设备温度组别 |
电气设备允许最高表面温度/T |
气体/蒸气的引燃温度∕tt |
适用的设备温度级别 |
Tl |
450 |
>450 |
Tl ~T6 |
T2 |
300 |
a 300 |
T2-T6 |
T3 |
200 |
>200 |
T3 ~T6 |
T4 |
135 |
a 135 |
T4~T6 |
T5 |
100 |
>100 |
T5 -T6 |
T6 |
85 |
a 85 |
T6 |
① 通风系统应釆用非燃性材料制成,其结构应坚固,连接应严密,并不得有产生气 体滞留的死角。
② 电气设备应与通风系统联锁,运行前应先通风,并应在通风量大于电气设备及其 通风系统管道容积的5倍时,接通设备的主电源。
③ 在运行中,进入电气设备及其通风系统内的气体不应含有可燃物质或其他有害 物质。
④ 在电气设备及其通风系统运行中,对于px、Py或PD型设备,其风压不应低于50 Pa;对于PZ型设备,其风压不应低于25 PaO当风压低于上述值时,应自动断开设备的主 电源或发出信号。
⑤ 通风过程排出的气体不宜排入爆炸危险环境;当采取有效地防止火花和炽热颗粒 从设备及其通风系统吹出的措施时,可排入2区空间。
⑥ 对闭路通风的正压型设备及其通风系统应供给清洁气体。
⑦ 电气设备外壳及通风系统的门或盖子应采取联锁装置或加警告标志等安全措施。
(6)应用示例:
如图3 -2所示,某炼化公司油品质量升级项目的“三苯罐区”在装卸泵的电动机选 型上,根据爆炸危险分区和《爆炸危险环境电力装置设计规范)(GB 50058)的要求,选 用了防爆等级不低于d∏BT4或eUT3的防爆型电动机。
(三)防爆电气线路
在爆炸危险环境中,电气线路安装位置的选择、敷设方式的选择、导体材质的选择、 连接方法的选择等均应根据环境的危险等级进行。
1. 敷设位置
电气线路应当敷设在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置。
2. 敷设方式
爆炸危险环境中电气线路主要采用防爆钢管配线和电缆配线,在敷设时的最小截面、
图3-2某炼化企业三苯罐区爆炸危险区域划分图(节选)
接线盒、管子连接要求等方面应满足对应爆炸危险区域的防爆技术要求。
3. 隔离密封
敷设电气线路的沟道以及保护管、电缆或钢管在穿过爆炸危险环境等级不同的区域之 间的隔墙或楼板时,应采用非燃性材料严密堵塞。
4. 导线材料选择
在爆炸危险区内,除在配电盘、接线箱或采用金属导管配线系统内,无护套的电线不 应作为供配电线路。
在1区内应釆用铜芯电缆;除本质安全电路外,在2区内宜采用铜芯电缆,当采用铝 芯电缆时,其截面不得小于16 mm2,且与电气设备的连接应采用铜-铝过渡接头。敷设 在爆炸性粉尘环境20区、21区以及在22区内有剧烈振动区域的回路,均应釆用铜芯绝 缘导线或电缆。
除本质安全系统的电路外,爆炸性环境电缆配线的技术要求和在爆炸性环境内电压为 IOoOV以下的钢管配线的技术要求应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范XGB 50058) 的有关规定。
5. 允许载流量
1区、2区绝缘导线截面和电缆截面选择,导体允许载流量不应小于熔断器熔体额定 电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的1-25倍。引向低压笼型感应电动机支线的 允许载流量不应小于电动机额定电流的I-25倍。
6. 电气线路的连接
1区和2区的电气线路的中间接头必须在与该危险环境相适应的防爆型的接线盒或接 头盒内部。1区宜釆用隔爆型接线盒,2区可釆用增安型接线盒。
(四)爆炸性气体环境危险区域范围典型示例图
根据《爆炸危险环境电力装置设计规范>(GB 50058),下面以部分化工企业生产现场 为例,描述爆炸性气体环境危险区域范围。该标准在实践应用中要结合具体情况,充分分 析影响区域的等级和范围的各项因素包括可燃物的释放量、释放速度、沸点、温度、闪 点、相对密度、爆炸下限、障碍等及其生产条件,运用实践经验加以分析判断时,可使用
下列示例来确定范围,图中释放源除注明外均为第二级释放源。 ,
(1)可燃物质重于空气、通风良好且为第二级释放源的主要生产装置区(图3 -3和
图3-4),爆炸危险区域的范围宜符合下列规定:
① 在爆炸危险区域内,地坪下的坑、沟可划为1区。
② 与释放源的距离为7.5 m的范围内可划为2区。
③ 以释放源为中心,总半径为30m,地坪上的高度为0.6m,且在2区以外的范围内 可划为附加2区。
注:重于空气的气体或蒸气(相对密度大于L2的气体或蒸气)
图3-3释放源接近地坪时可燃物质重于空气、通风良好的生产装置区
7.5 m
30 m
贸1区 囲2区 国附加2区(建议用于可能释放大量高挥发性产品的地点)
注:重于空气的气体或蒸气(相对密度大于1.2的气体或蒸气)
图3-4释放源在地坪以上时可燃物质重于空气、通风良好的生产装置区
(2)可燃物质重于空气,释放源在封闭建筑物内,通风不良且为第二级释放源的主 要生产装置区(图3-5),爆炸危险区域的范围划分宜符合下列规定:
① 封闭建筑物内和在爆炸危险区域内地坪下的坑、沟可划为1区。
② 以释放源为中心,半径为15m,高度为7.5 m的范围内可划为2区,但封闭建筑 物的外墙和顶部距2区的界限不得小于3m,如为无孔洞实体墙,则墙外为非危险区。
③ 以释放源为中心,总半径为30m,地坪上的高度为0.6m,且在2区以外的范围内
可划为附加2区。
注:用于距释放源在水平方向15m的距离,或在建筑物周边3 m范围,取两者中较大者 图3-5可燃物质重于空气、释放源在封闭建筑物内通风不良的生产装置区
(3)对于可燃物质重于空气的贮罐(图3-6和图3 -7),爆炸危险区域的范围划分 宜符合下列规定:
① 固定式贮罐,在罐体内部未充惰性气体的液体表面以上的空间可划为O区,浮顶 式贮罐在浮顶移动范围内的空间可划为1区。
② 以放空口为中心,半径为L5m的空间和爆炸危险区域内地坪下的坑、沟可划为 1区。
③ 距离贮罐的外壁和顶部3 m的范围内可划为2区。
④ 当贮罐周围设围堤时,贮罐外壁至围堤,其高度为堤顶高度的范围内可划为2区。
贮罐在堤内一贮罐无堤
1.5m半径范围 放空口
% '液体衾面 %
堤AVZ
•地坪
zτ>s,3m ~
地坪下的坑、沟/ N f U
圈O区缪1区因2区 图3-6可燃物质重于空气、设在户外地坪上的固定式贮罐
(4) 可燃液体、液化气、压缩气体、低温度液体装载槽车及槽车注入口处(图
3-8),爆炸危险区域的范围划分宜符合下列规定:
① 以槽车密闭式注入口为中心,半径为1.5 m的空间或以非密闭式注入口为中心, 半径为3 m的空间和爆炸危险区域内地坪下的坑、沟可划为1区。
② 以槽车密闭式注入口为中心,半径为4.5 m的空间或以非密闭式注入口为中心, 半径为7.5 m的空间以及至地坪以上的范围内可划为2区。
(5) 对于可燃物质轻于空气,通风良好且为第二级释放源的主要生产装置区(图
贮罐在堤内」贮罐无堤
地坪下的坑、沟
圆1区因2区
图3-7可燃物质重于空气、设在户外地坪上的浮顶式贮罐
蒸气回收•
1.5 m半径 (3m半径)
地坪
/_
装料管线
4. 5 m辛径 (7.5m半径) 1.5m半径 (3m半径)
地坪下的坑、
恣1区囱2区
注:可燃液体为非密闭注送时采用括号内数值
图3-8可燃液体、液化气、压缩气体等密闭注送系统的槽车
3-9),当释放源距离地坪的高度不超过4.5 m时,以释放源为中心,半径为4.5m,顶 部与释放源的距离为4.5 m,及释放源至地坪以上的范围内可划分为2区。
氐筆畑4aEg÷K赂
注:释放源距地坪的高度超过4.5 m时,应根据实践经验确定 图3-9可燃物质轻于空气、通风良好的生产装置区
(6)对于可燃物质轻于空气,下部无侧墙,通风良好且为第二级释放源的压缩机厂 房(图3-10),爆炸危险区域的范围划分宜符合下列规定:
① 当释放源距离地坪的高度不超过4.5 m时,以释放源为中心,半径为4.5m,地坪 以上至封闭区底部的空间和封闭区内部的范围内可划为2区。
② 屋顶上方百叶窗边外,半径为4.5m,百叶窗顶部以上高度为7.5 m的范围内可划 分为2区。
收买畑群日gyK曜
勿2区
注:1.释放源距地坪高度⅛⅛4.5m时,应根据实践经验确定;
2.轻于空气的气体或蒸气(相对密度小于0.8的气体或蒸气)
图3-10可燃物质轻于空气、通风良好的压缩机厂房
(7)对于可燃物质轻于空气,通风不良且为第二级释放源的压缩机厂房(图 3-11),爆炸危险区域的范围划分宜符合下列规定:
封闭区底部/ 第二级释放源
地坪 /
≡J≡
囱1区函2区
注:释放源距地坪的高度超过4.5 m时,应根据实践经验确定
图3-11可燃物质轻于空气,通风不良的压缩机厂房
① 封闭区域内部可划分为1区。
② 以释放源为中心,半径为4.5m,地坪以上至封闭区底部的空间和距离封闭区外壁 3m,顶部的垂直高度为4.5 m的范围内可划为2区。
(8)对于开顶贮罐或池的单元分离器、顶分离器和分离器(图3-12),当液体表面 为连续级释放源时,爆炸危险区域的范围划分宜符合下列规定:
① 单元分离器和预分离器的池壁外,半径为7.5m,地坪上高度为7.5m,及至液体 表面以上的范围内可划为1区。
② 分离器的池壁外,半径为3m,地坪上高度为3m,及至液体表面以上的范围内可 划为1区。
③ 1区外水平距离半径为3m,垂直上方3m,水平距离半径为7.5m,地坪上高度为 3 m以及1区外水平距离半径为22. 5 m,地坪上高度为0.6 m的范围内可划为2区。
图3-12单元分离器、顶分离器和分离器
(9) 对于开顶贮罐或池的溶解气游离装置(溶气浮选装置)(图3-13),当液体表面 处为连续级释放源时,爆炸危险区域的范围划分宜符合下列规定:
① 液体表面至地坪的范围可划为1区。
② 1区外及池壁外水平距离半径为3 m,地坪上高度为3m的范围内可划为2区。
(10) 对于开顶贮罐或池的生物氧化装置(图3-14),当液体表面处为连续级释放 源时,开顶贮罐或池壁外水平距离半径为3m,液体表面上方至地坪上高度为3m的范围 内宜划为2区。
(H)对于在通风良好区域内的带有通风管的盖封地下油槽或油水分离器(图3-15),当液体表面为连续释放源时,爆炸危险区域范围划分宜符合下列规定:
囹1区勿2区
地坪
因2区
图3-13溶解气游离装置(溶气浮选装置)(DAF) 图3-14生物氧化装置(BlOX)
①液体表面至盖底及以通风管口为中心,半径为1 m的范围可划为1区。
• 318 •
图3-15在通风良好区域内的带有通风管的盖封地下油槽或油水分离器
②槽壁外水平距离1.5 m,盖子上部高度为1.5m,及以通风管口为中心,半径为 1.5m的范围可划为2区。
(12)对于处理生产装置用冷却水的机械通风冷却塔(图3-16),当划分为爆炸危 险区域时,以回水管顶部炷放空管管口为中心,半径为1.5 m和冷却塔及其上方高度为 3 m的范围可划分为2区,地坪下的泵坑的范围宜为1区。
翩1区因2区
图3-16处理生产装置用冷却水的机械通风冷却塔
(13)无释放源的生产装置区与通风不良的,且有第二级释放源的爆炸性气体环境相 邻(图3-17),并用非燃烧体的实体墙隔开,其爆炸危险区域的范围划分宜符合下列 规定:
① 通风不良的,有第二级释放源的房间范围内可划为1区。
② 当可燃物质重于空气时,以释放源为中心,半径为15 m的范围内可划为2区。
③ 当可燃物质轻于空气时,以释放源为中心,半径为4.5m的范围内可划为2区。
图3-17与通风不良的房间相邻
五、防静电与防雷安全技术
(-)静电的防护
化工企业应按照《防止静电事故通用导则》(GB 12158)、《液体石油产品静电安全规 程》(GB 13348)、《防静电工程施工与质量验收规范》(GB 50944)、《静电防护管理通用要 求》(GB/T39587)、《化工企业静电安全检查规程}(HG∕T 23003)等国家标准的有关规 定,从技术上和管理上做好静电防护工作。
防止静电危害一方面要控制静电的产生,另一方面要防止静电的积累。控制静电的产 生主要是控制工艺过程和控制工艺过程中所用材料的选择;控制静电的积累主要是设法加 速静电的泄漏和中和,使静电不超过安全限度。接地、增湿、加入抗静电剂等均属于加速 静电泄漏的方法,运用感应中和器、外接电源式中和器、放射线中和器等装置消除静电危 害的方法均属于加速静电中和的方法。
静电导致火灾爆炸的条件有5个方面:产生静电电荷;有足够的电压产生火花放电; 有能引起火花放电的合适间隙;产生的电火花要有足够的能量;在放电间隙及周围环境中 有易燃易爆混合物。上述条件缺一不可。因此,只要消除其中之一,就可达到防止静电引 起燃烧爆炸危害的目的。
防止静电危害主要有控制并减少静电的产生,设法导走、消散静电,封闭静电,防止 静电发生放电,改变生产环境等措施。具体的方法有工艺控制法、泄漏导走法、中和电荷 法、封闭削尖法和防止人体带静电的方法等。
1.工艺控制法
工艺控制法就是从工艺流程、设备结构、材料选择和操作管理等方面采取措施,限制 静电的产生或控制静电的积累,使之达不到危险的程度。
1)限制输送速度
降低物料移动中的摩擦速度或液体物料在管道中的流速等工作参数,可限制静电的产 生。.对于液体物料的输送,主要通过控制流速来限制静电的产生。此外,输送管路应尽量
第三章化工防火防爆安全技术《 减少弯曲和变径。液体物料中不应混入空气、水、灰尘和氧化物等杂质,也不可混入可溶 性物品。用油轮、罐车、汽车、槽车等进行输送,其输送速度不应急剧变化,同时应在罐 内装设分室隔板将液体分隔开等。
例如,油品在管道中流动所产生的流动电流或电荷密度的饱和值近似与油品流速的二 次方成正比,所以对液体物料来说,控制流速是减少静电电荷产生的有效办法。
对气体物料输送应注意,先用过滤器将其中的水雾、尘粒除去后再输送或喷出。在喷 出过程中,要求喷出量小,压力低,管路应清扫,如二氧化碳喷出时尽量防止带出干冰。 液化气瓶口及易喷出的法兰处,应定期清扫干净。
2)加快静电电荷的逸散
在产生静电的任何工艺过程中,总是包含着产生和逸散两个区域。逸散就是指电荷自 带电体上泄漏消散。
(1) 缓冲器。输送液体物料时,在管道末端加缓冲器,以利用流速减慢时消散显著 的特点,使带电的液体通过管道进入贮罐之前,先进入缓冲器内“缓冲” 一段时间,将 大部分电荷在这段时间里逸散,从而大大减少了进入贮罐的电荷。
(2) 静置时间。经输油管注入贮罐的液体带入一定的静电荷,根据同性相斥的原理, 液体内的电荷将向器壁、液面集中并泄入大地,此过程需一定时间,因此石油产品送入贮 罐后,应静置一段时间后才能进行检尺、采样等工作。静置时间应符合表3-22的规定。
表3-22静置时间表
液体电导率/ (S∙m-1) |
液体档 | |||
VlO |
10-50 (不含) |
50 -5000 (不含) |
>5000 | |
静置时间∕min | ||||
>10^8 |
1 |
1 |
1 |
2 |
IO-'2 -IO'8 |
2 |
3 |
20 |
30 |
10-14 一 10-12 |
4 |
5 |
60 |
120 |
V 1()14 |
10 |
15 |
120 |
240 |
图3-18注油管头示意图
油罐或管道内混有杂质时,有类似粉体起电的作用,静电发生量将增大。实践证明, 油中含水5%,会使起电效应增大10 ~50倍。
油品采用空气调和也是很不安全的。石油产品在生产输送中,要避免水、空气及其他 杂质与油品之间以及不同油品之间相混合。
在粉体输送过程中,要防止尘垢、杂物落入料斗,料斗应有斜面,以减少冲击。并要 除掉粉体内的杂质,因为各种杂质的沉降速度不一致,会形成二次分离,产生带电尘雾, 在悬浮的粒子中易造成火花放电。
5) 降低爆炸性混合物浓度
降低爆炸性混合物浓度,可消除或减轻爆炸性混合物;也可以在危险场所充填惰性气 体,如二氧化碳和氮气等,隔绝空气或稀释爆炸性混合物,以达到防火防爆的目的。
6) 材料的选用
一种材料与不同种类的其他材料接触而后分离时,其上静电电荷的数量和极性是随其 他材料不同而不同的。因此,在存在摩擦且容易产生静电的场合,利用静电序列表优选原 料配方和使用材质,使相互摩擦或接触的两种物质在序列表中位置相近,减少静电产生。 也可以人为地使生产物料与不同材料制成的设备发生摩擦,并且与一种材料制成的设备发 生摩擦时物料带正电,而与另一种材料制成的设备摩擦时物料带负电,以使得物料上的静 电互相抵消,从而消除静电的危害。
7) 适当安排物料的投入顺序
在某些搅拌工艺过程中,适当安排加料顺序,可降低静电的危害性。例如,在某液浆 搅拌过程中,先加入汽油及其他溶质搅拌时,液浆表面电压小于400 V,而最后加入汽油 时,液浆表面电压则高达IOkV以上。
工艺控制法即从工艺上,从材料选择、设备结构和操作管理等方面采取措施,控制静 电的产生,使其不能达到危险程度。
利用静电序列表优选原料配方和使用材质,使相互摩擦或接触的两种物质在序列表中 位置相近,减少静电产生。在有爆炸、火灾危险的场所,传动部分为金属体时,尽量不釆 用皮带传动;设备、管道要无棱角,光滑平整,管径不要有突变部分,物料在输送中要控 制输送速度,并且要控制物料中杂质、水分等的含量,以防止静电的产生。
对于液体物料的输送,主要通过控制流速来限制静电的产生。此外,输送管路应尽量 减少弯曲和变径。液体物料中不应混入空气、水、灰尘和氧化物等杂质,也不可混入可溶 性物品。用油轮、罐车、汽车、槽车等进行输送,其输送速度不应急剧变化,同时应在罐 内装设分室隔板将液体分隔开等。
对气体物料输送应注意,先用过滤器将其中的水雾、尘粒除去后再输送或喷出。在喷 出过程中,要求喷出量小,压力低,管路应清扫,如二氧化碳喷出时尽量防止带出干冰。 液化气瓶口及易喷出的法兰处,应定期清扫干净。
2.泄漏导走法
泄漏导走法即在工艺过程中,釆用空气增湿、加抗静电添加剂、静电接地和规定静止 时间的方法,使带电体上的电荷向大地泄漏消散,以期得到安全生产的保证。
1) 空气增湿
带电体在自然环境中放置,其所带有的静电荷会自行逸散。逸散的快慢与介质的表面 电阻率和体积电阻率有很大关系,而介质的电阻率又和环境的湿度有关。提高环境的相对 湿度,不只是加快静电的泄漏,还能提高爆炸性混合物的最小引燃能量。空气增湿可以降 低静电非导体的绝缘性,湿空气在物体表面覆盖一层导电的液膜,提高电荷经物体表面泄 放的能力,即降低物体泄漏电阻,使所产生的静电被导入大地。在工艺条件允许的情况 下,空气增湿取相对湿度70%为合适。增湿以表面可被水湿润的材料效果为好,如醋酸 纤维素、硝酸纤维素、纸张和橡胶等。对表面很难为水所湿润的材料,如纯涤纶、聚四氟 乙烯和聚氯乙烯等效果就差。移动带电体再需消电处理,增湿水膜只需保持1 ~2 S即可。 增湿的具体方法可釆用安装空调设备进行调湿、喷雾器或挂湿布片、地面洒水以及喷放水 蒸气等方法。
2) 加抗静电添加剂
加抗静电添加剂,可以使绝缘材料增加吸湿性或离子性,使其电阻率降低到lx】。' ∩∕m2或体积电阻率≤1 XlO4 Ω ∙ Cm以下。如在航空煤油中加入百万分之一的抗静电添加 剂后,可使油料中的静电迅速消散。抗静电添加剂种类繁多,如无机盐表面活性剂、无机 半导体、有机半导体、高聚物以及电解质高分子成膜物等。抗静电添加剂的使用应根据使 用对象、目的、物料的工艺状态以及成本、毒性、腐蚀性和使用场合的有效性等具体情况 进行选择。如橡胶行业除炭黑外,不能选择其他化学防静电表面活性剂,否则会使橡胶贴 合不平和起泡。再如对于纤维纺织,只要加入0.2%季铉盐型阳离子抗静电油剂,就可使 静电电压降到20 V以下。对于悬浮的粉状或雾状物质,则任何防静电添加剂都无效。
3) 静电接地连接
静电接地是消除静电的最简单最基本的方法,如无其他工艺条件配合,它只能消除导 体上的静电而不能消除绝缘体上的静电,这是值得注意的地方。带静电物体的接地线必须 连接牢靠,并有足够的机械强度,否则在松断处可能发生火花。对于活动性或临时性的带 静电部件,不能靠自然接触接地,而应另用接地连接线接地。加工、储存、运输能够产生 静电的管道、设备,如各种储罐、混合器、物料输送设备、过滤器、反应器、粉碎机械等 金属设备与管线,通常将其连成一个连续的导电整体并加以接地。不允许设备内部有与地 绝缘的金属体。输送物料能产生静电危险的绝缘管道的金属屏蔽层也应接地。
(1) 接地对象:
① 在易燃易爆场所,凡能产生静电的所有金属容器、输送机械、管道、工艺设备等。
② 输送油类等可燃液体的管道、贮罐、漏斗、过滤器以及其他有关的金属设备或 物体。
③ 处理可燃气体或物质的机械外壳、转动的辐筒及一些金属设备。
④ 加油栈台、油槽车、油船体、铁路轨道、浮顶油罐。
⑤ 釆用绝缘管道输送物料能产生静电的情况,在管道外的金属屏蔽层应接地,最好 采用内壁衬有铜丝网的软管并接地。
(2) 接地方式:
① 油罐罐壁用焊接钢筋或扁钢接地。
② 注油金属喷嘴与绝缘输油软管应先搭接后接地。
③ 铁路轨道、输油管道、金属栈桥和卸油台等的始末端和分支处应每隔50 m有一处 接地。
④ 输油软管或软筒上缠绕的金属件也应接地。
⑤ 贮油罐的输入输出管间如有一定距离时,应先用连接件搭接后接地。
⑥ 在可燃液体注入容器时,注入器件(如漏斗、喷嘴)应接地。
4)静止时间
经输油管注入容器、储罐的液体物料带入一定量的静电荷,根据电导和同性相斥的原 理,液体内的电荷将向器壁、液面集中泄漏消散。而液面电荷经液面导向器壁进而泄入大 地,此过程需一定时间。如向燃料罐装液体,当装到90%时停泵,液面电压峰值常常出 现在停泵后的5 -IOs以内,然后电荷逐步衰减掉,该过程需70 ~ 80s。因此,绝对不准 在停泵后马上检尺、取样。小容积槽车装完1~ 2 min后即可取样;对于大储罐则需要含 水完全沉降后才能进行检尺工作。
3.中和电荷法
绝缘体上的静电不能用接地法消除,但可利用极性相反的电荷中和原理以减少带电体 上的静电量,即中和电荷法。属于该法的有静电消除器消电、物质匹配消电和湿度消 电等。
1)静电消除器
静电消除器有自感应式、外接电源式、放射线式和离子流式等。
静电消除器的选用应从适用出发。
(1) 自感应式是利用带电体的电荷与被感应放电针之间发生电晕放电,使空气被电 离的方法来中和静电。这种消除器结构简单,容易制作,价格低,便于维修,本身不易成 为引火源,是一种安全性较高的消电装置,对于不要求将静电消除得太干净的场合较为适 用。自感应式静电清除器原则上适于任何级别的场合。
(2) 外接电源式静电消除器是为了达到快速消除静电的效果,在放电针上加上交、 直流高压,使放电针与接地体之间形成强电场,这样就加强了电晕放电,增强了空气电 离,达到中和静电的效果。外接电源式静电消除器比自感应式静电消除器消电彻底,但容 易使带电体载上反极性的静电。外接电源式静电消除器应按场合级别合理选择。如防爆 场所应选用防爆型;相对湿度经常在80%以上的环境,尽量不用外接电源式静电消 除器。
(3)利用放射性材料使空气电离,达到中和静电的目的。放射性材料尤其是射线对 空气电离效果极佳,因此消除静电的效果也很好。这种消除器结构简单,不要求有外接电 源,而且工作时又不产生火花,适用于有火灾和爆炸危险的场所,但是放射线式静电消除 器能产生危害时不得使用。离子流型静电消除器则适用于远距离消电,在防火、防爆环境 内使用等。
2) 封闭削尖法
封闭削尖法是利用静电的屏蔽、尖端放电和电位随电容变化的特性,使带电体不致造 成危害的方法。用接地的金属板、网或导电线圈把带电体电荷对外的影响局限在屏蔽层 内,屏蔽层内物质不会受到外电场的影响,从而消除了 “远方放电”等问题。这种封闭 作用保证了系统的安全。
3) 人体防静电
人体带电除了能使人体遭到电击和对安全生产造成威胁外,还能在精密仪器或电子器 件生产中造成质量事故,为此必须解决人体带电对工业生产的危害。
人体在行走、穿脱衣服或从座椅上起立时都会产生静电。试验表明,其能量足以引燃 石油类蒸气。因此,应引起足够的重视,加强规章制度的建立和安全技术教育。同时,通 过接地、穿防静电鞋和防静电工作服等具体措施,也可减少静电在人体上的积累。
保证静电安全操作的具体措施如下:
(1) 人体接地措施操作者在进行工作时,应穿防静电鞋,防静电鞋的电阻必须小于 100 k∩;不要穿羊毛或化纤的厚袜子,应穿防静电工作服,戴防静电手套和帽子,注意里 面不要穿厚毛衣。在危险场所和静电产生严重的地点,不要穿一般化纤工作服,穿着以棉 制品为好。在人体必须接地的场所应设金属接地棒,赤手接触即可导出人体静电。坐着工 作的场合,可在手腕上佩戴接地腕带。
(2) 地面应配用导电地面,工作地面导电化,产生静电的工作地面应是导电性的, 其泄漏电阻既要小到防止人体静电积累,又要防止误触动力电而致人体伤害。
此外,用洒水的方法使混凝土地面、嵌木胶合板湿润,使橡皮、树脂和石板的黏合面 以及涂刷地面能够形成水膜,增加其导电性。每日最少洒一次水,当相对湿度为30%以 下时,应每隔几小时洒一次水。
(3) 确保安全操作在工作中,尽量不做与人体带电有关的事情。如接近或接触带电 体,以及与地相绝缘的工作环境,在工作场所不要穿脱工作服等。在有静电危险的场所操 作、巡视、检查,不得携带与工作无关的金属物品,如钥匙、硬币、手表、戒指等。
(二)防雷技术措施
1.建筑物的防雷分类
建筑物应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要 求分为三类。
1)第一类防雷建筑物
在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第一类防雷建筑物:
(1) 凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆 轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。
(2) 具有O区或20区爆炸危险场所的建筑物。
(3) 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物。因电火花而引起爆炸,会造成巨大破 坏和人身伤亡者。
2) 第二类防雷建筑物
在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物。
(1) 国家级重点文物保护的建筑物。
(2) 国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、 国宾馆,国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。
注:飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。
(3) 国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。
(4) 国家特级和甲级大型体育馆。
(5) 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不 致造成巨大破坏和人身伤亡者。
(6) 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨 大破坏和人身伤亡者。
(7) 具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。
(8) 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
(9) 预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公 共建筑物以及火灾危险场所。
(10) 预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工 业建筑物。
3) 第三类防雷建筑物
在可能发生对地闪击的地区,遇下列情况之一时,应划为第三类防雷建筑物。
(1) 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
(2) 预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省级办公 建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物,以及火灾危险场所。
(3) 预计雷击次数大于或等于0∙05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼 等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。
(4) 在平均雷暴日大于15 d/a的地区,高度在15 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高 耸建筑物;在平均雷暴日小于或等于15 d/a的地区,高度在20 m及以上的烟囱、水塔等 孤立的高耸建筑物。
2.建筑物的防雷措施
1)外部防雷装置
各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置,并应釆取防闪电电涌侵入的措施。第 一类防雷建筑物和第二类防雷建筑物的(1) ~(10)项(见上文第二类防雷建筑物)所 规定的第二类防雷建筑物,尚应釆取防闪电感应的措施。
2) 内部防雷装置
各类防雷建筑物应设内部防雷装置,并应符合下列规定。
(1) 在建筑物的地下室或地面层处,下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接:
① 建筑物金属体。
② 金属装置。
③ 建筑物内系统。
④ 进出建筑物的金属管线。
(2) 除上述①~④项措施外,外部防雷装置与建筑物金属体、金属装置、建筑物内 系统之间,尚应满足间隔距离的要求。
3) 防雷击电磁脉冲的措施
第二类防雷建筑(2)~(4)项所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷击电磁脉冲 的措施。其他各类防雷建筑物,当其建筑物内系统所接设备的重要性高,以及所处雷击磁 场环境和加于设备的闪电电涌无法满足要求时,也应釆取防雷击电磁脉冲的措施。防雷击 电磁脉冲的措施应符合防雷击电磁脉冲的有关标准规定。
4) 相关标准
具体的防雷措施,应按照《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)、《石油化工装置防雷设 计规范》(GB 50650)、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343)、《建筑物防雷工 程施工与质量验收规范>(GB 50601)等有关标准的规定实施。
3.现代防雷技术
现代防雷技术,包括防止直接雷击,防止和抑制雷电电磁脉冲两大方面。基本内容就 是采取接闪、均压、搭接、分流、屏蔽接地、布线等综合防雷措施,令雷击能量安全地泄 放与转换,全面防止雷电以各种方式对建筑物及设备造成的危害。以下重点介绍有关技术 和措施。
D按雷击能量的分布划区保护
将建筑物需要保护的空间划分为几个防雷保护区,有利于指明对防雷电电磁脉冲 (LEMP)有不同敏感度的空间,有利于根据设备的敏感性确定合适的连接点,推荐合适 的保护。
IEC 的防雷分区:LPZOa、LPZOB、LPZ1、LPZ2 等。
LPZoA区:本区内的各物体都可能遭到直接雷击,本区内电磁场没有衰减。
LPZoB区:本区内的各物体不可能遭到直接雷击,但本区内电磁场没有衰减。
LPZl区:本区内的各物体不可能遭到直接雷击,流往各导体的电流比LPZOB区进一 步减少,电磁场衰减的效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区(LPZ2区等):如果 需要进一步减少所导引的电流和电磁场,就应引入后续防雷区,按照需要保护的系统所要 求的环境区选择后续防雷区的要求条件。设置防雷保护区是为了避免因高能耦合而损坏设 备,而序号更高的防雷区是为了防止信息失真和信息丢失而设置的。保护区序号越高,预 期的干扰能量和干扰电压越低。在现代雷电防护技术中,防雷区的设置具有重要意义,它 可以指导我们进行屏蔽、接地、等电位连接等技术措施的实施。
2)外部无源保护
在LPZO保护区即外部作无源保护,主要有避雷针(网、线、带)和接地装置(接地 线、接地极)保护原理:当雷云放电接近地面时,它使地面电场发生畸变。在避雷针 (线)顶部,形成局间电场强度畸变,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷 针(线)放电,再通过接地引下线,接地装置将雷电流引入大地,而使被保护物免受 雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。
3) 内部防护
(1) 电源部分防护。雷电侵害主要是通过线路侵入。高压部分电力公司有专用高压 避雷装置,电力传输线把对地的电压限制到小于600OV)而线对线则无法控制。所以, 对380 V低压线路应进行过电压保护,按国家规范应分三部分:在高压变压器后端到总配 电盘间的电缆内芯线两端应对地加电涌保护器(SPD),作一级保护;在总配电盘至分配 电箱间电缆内芯线两端应对地加SPD,作二级保护;在所有重要的、精密的设备以及UPS 的前端应对地加装SPD,作为三级保护。用分流(限幅)技术即采用高吸收能量的分流 设备SPD将雷电过电压(脉冲)能量分流泄入大地,达到保护目的。分流(限幅)技术 中釆用防护器的品质、性能的好坏是直接关系防护的关键,因此,选择合格优良的SPD 至关重要。
(2) 信号部分保护。对于信息系统,应分为粗保护和精细保护。粗保护量级根据所 属保护区的级别确定,精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定。在所有信息系统进 入操作室的电缆内芯线端,应对地加装信号SPD,电缆中的空线对应接地,并做好屏蔽接 地,选择信号SPD应注意系统设备的在线电压、传输速率、接口类型等,以确保系统正 常的工作。
4) 接地
所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如 果接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生 命安全。另外还有防干扰的屏蔽问题、防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来 解决。
一般整个建筑物的接地系统有:建筑物地网、电源保护地、电源工作地、逻辑地、防 雷地等。然而,有些情况要求各接地系统必须独立,在这种情况下,如果相互之间距离达 不到规范要求,则容易出现地电位反击事故,因此,各接地系统之间的距离达不到规范的 要求时,应尽可能连接在一起,如实际情况不允许直接连接的,可通过地电位均衡器实现 等电位连接。为确保系统正常工作,应每年定期用精密接地电阻测试仪检测接地电阻值。
一、化工消防技术基本原理
危险化学品大多具有爆炸、易燃、毒害和腐蚀等特性,在生产、储存、经营、使用、 运输、废弃处置等过程中,容易造成人身伤害、环境污染和财产损失,因而需要釆取非常 严格的安全措施和特别防护。在各类火灾中,危险化学品的火灾灾情复杂而严重,针对不 同危险特性的危险化学品,需要采用相应的扑救措施和消防措施。
(-)火灾分类
1. 范围
《火灾分类》(GB/T 4968)根据可燃物的类型和燃烧特性将火灾定义为6个不同的 类别。
2. 火灾分类的命名及其定义
《火灾分类》(GB/T 4968)规定的6类火灾如下:
(1) A类火灾:固体物质火灾。这种物质通常具有有机物性质,一般在燃烧时能产 生灼热的余烬。如木材、棉、毛、麻、纸张及其制品等燃烧的火灾。
(2) B类火灾:液体或可熔化的固体物质火灾。如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、 乙醇、沥青、石蜡等燃烧的火灾。
(3) C类火灾:气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等燃烧的 火灾。
(4) D类火灾:金属火灾。如钾、钠、镁、钛、错、锂、铝镁合金等燃烧的火灾。
(5) E类火灾:带电火灾。物体带电燃烧的火灾。
(6) F类火灾:烹饪器具内的烹饪物(如动植物油脂)火灾。
(二)灭火基本原理和方法
1. 灭火基本原理
所有灭火方法都是为了破坏已经产生的燃烧条件[可燃物、氧化剂(如氧气、空气 等)和温度(引火源)],只要失去其中任何一个条件,燃烧就会停止。但由于在灭火时, 燃烧已经开始,控制点火源已经没有意义,主要是消除可燃物和助燃物这两个条件。
2. 灭火方法
根据物质燃烧原理及与火灾扑救的实践经验,灭火的基本方法有窒息灭火法、冷却灭 火法、隔离灭火法、化学抑制灭火法等。
1)窒息灭火法
窒息灭火法即阻止空气流入燃烧区,或用惰性气体稀释空气,使燃烧物质因得不到足 够的氧气而熄灭。
在火场上运用窒息法灭火时,可釆用石棉布、浸湿的棉被、帆布、沙土等不燃或难燃 材料覆盖燃烧物或封闭孔洞,用水蒸气、惰性气体通入燃烧区域内,利用建筑物上原来的 门、窗以及生产、贮运设备上的盖、阀门等封闭燃烧区,阻止新鲜空气流入等。此外,条 件许可的情况下,可采取用水淹没(灌注)的方法灭火。
窒息灭火法注意事项:
(1) 此法适用于扑救燃烧部位空间较小,容易堵塞封闭的房间、生产及贮运设备内 发生的火灾,而且燃烧区域内应没有氧化剂存在。
(2) 在采用水淹办法救火时,必须考虑到水对可燃物质接触后是否会产生不良后果 (应特别注意遇水反应的化学品和剧毒化学品),如产生则不能用。
(3) 釆用此法时,必须在确认火已熄灭后,方可打开孔洞逬行检查。严防因过早打 开封闭的房间或设备,新鲜空气流入导致复燃。
2)冷却灭火法
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将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上,将可燃物质的温度降到燃点以下以终止燃烧。
也可用灭火剂喷洒在火场附近的未燃的易燃物上起冷却作用,防止其受辐射热影响而 起火。
3) 隔离灭火法
即将燃烧物质与附近未燃的可燃物质隔离或疏散开,使燃烧因缺少可燃物质而停止。 这种灭火方法适用于扑救各种固体、液体和气体火灾。
隔离灭火法常用的具体措施:将可燃、易燃、易爆物质和氧化剂,从燃烧区移至安全 地点;关闭阀门,阻止可燃气体、液体流入燃烧区;用泡沫覆盖已着火的易燃液体表面, 把燃烧区与液面隔开,阻止可燃蒸气进入燃烧区;拆除与燃烧物相连的易燃建筑物;用水 流或用爆炸等方法封闭井口,扑救油气井喷火灾等。
4) 化学抑制灭火法
窒息、冷却、隔离灭火法,在灭火过程中,灭火剂不参与燃烧反应,属于物理灭火方 法。而化学抑制灭火法则是使灭火剂参与到燃烧反应中去,起到抑制反应的作用,使燃烧 反应中产生的自由基与灭火剂中的卤素离子相结合,形成稳定分子或低活性的自由基,从 而切断了氢自由基与氧自由基的联锁反应链,使燃烧停止。
目前常用的1211灭火器、1301灭火器所采用的灭火剂都属于抑制燃烧反应的灭火 剂。使用这类灭火剂时,一定要将灭火剂准确地喷洒在燃烧区内,否则灭火效果不好。
上述4种基本灭火方法所釆取的具体灭火措施是多种多样的,在灭火屮,应根据可燃 物的性质、燃烧特点、火灾大小、火场的具体条件以及消防技术装备的性能等实际情况, 选择一种或几种灭火办法。一般说来,几种灭火法综合运用效果较好。
(三)灭火剂
1.水灭火剂
水是一种由氢和氧两种元素组成的液体,分子式为不燃、无毒、无色、无味、 无臭。在大气压101. 325 kPa的条件下,冰点为0 °C,沸点为100 X-A0C时密度为1 g∕mL0 水是一种天然的优良灭火剂,可以单独使用,也可以与其他灭火剂组成混合液使用,故适 用范围最广,使用最普遍。
D灭火机理
(1)冷却作用。水的热容量和汽化热都比较大,比热容为4. 18 kj∕(kg ∙ Y),也就 是说Ikg水,温度升高1 能够吸收4. 18 kJ的热量;水的蒸发潜热为2. 259 X IO’ kJ∕kg, 即每千克水蒸发汽化时,能够吸收2259 kJ的热量。所以,当水与炽热的燃烧物接触时, 能够在被加热和汽化的过程中,吸收大量燃烧物的热量。不仅如此,水还能够在与炽热的 含碳可燃物接触时,发生化学反应并吸收大量的热量:C + H2O — H2 + CO + 161.5 kJ; CO + H2O ——H2 +CO2 -0. 8 kJ。
另外,从燃烧物摄取实验表明,Ikg水能够生成1720 L水蒸气,在水遇到炽热的燃 烧物后汽化产生的大量水蒸气,能够在一定程度上阻止空气进入燃烧区,并能稀释燃烧物 周围区域中氧的含量,阻碍新鲜空气进入到燃烧区,使燃烧区逐渐缺少氧而减弱燃烧强 度,直至使火熄灭。对于相对密度大于1∙ 1的可燃液体火灾,水的相对密度比它们小,可 将水流入该液体的储器内,水就会飘浮于这些液体的液面上使之与空气隔绝,从而使火 窒息。
(2) 乳化作用。孚L化是指两种互不溶解的液体在同一容器中进行搅拌时,一种液体 以微滴的形式分散到另一种液体中的现象。当把滴状水或雾状水施加于一些水不溶性的黏 性液体表面时,就会产生乳化作用形成以黏性液体为连续相的“油包水”型乳液。对于 这些黏性液体的初期火灾,在未形成热波之前用滴状水或雾状水灭火,可在黏性液体表面 形成一层乳液。虽然这种乳液的稳定性差,但由于水的连续施加,仍能够形成一个乳化 层。由于水的乳化作用,可使着火液体表面受到冷却,降低可燃蒸气的产生速度,从而将 火扑灭。对于某些重燃料油等黏性可燃液体,乳化作用可使其表面形成一层能够阻止可燃 蒸气产生的含水油沫。但在灭火时一定要避免使用直流水,防止黏性油沫从储器器壁上溢 流出来。
(3) 稀释作用。水溶性可燃液体发生火灾时,在允许用水扑救的条件下,水与可燃 液体混合后,可降低它的浓度和燃烧区内可燃蒸气的浓度,使燃烧强度减弱。在水溶性可 燃液体的浓度降低到可燃浓度以下时,燃烧即自行停止。
(4) 水力冲击作用。经消防泵加压后输送到水枪、水炮喷射出来的水流具有很大的 动能和冲击力。高压水流强烈冲击燃烧物和火焰,可以冲散燃烧物,使燃烧强度显著减弱 直至熄灭。
2)应用范围
(1) 能够用水扑救的火灾包括以下几种情况:
① 一般固体火灾。如棉花、棉布、可燃纤维、粮食、木材、麦秸、稻草、烟草、木 质家具、建筑物、构筑物、橡胶、塑料等固体火灾都可以用水进行扑救。
② 爆炸品、易燃固体(金属粉末类除外)、氧化剂、有机过氧化物、自燃物品(有 机金属类除外)黄磷、651除氧催化剂、二硫化碳等危险品火灾。其中爆炸品着火最好的 灭火剂就是水,因为水不仅有很好的冷却作用,而且还能够渗透到炸药内部,并在炸药的 结晶表面形成一层可塑性的柔软薄膜,将结晶包围起来使其钝感而防止爆炸;可用水扑救 二硫化碳等不溶于水,且相对密度大于水的易燃液体火灾,因为水能覆盖在这些易燃液体 的表面上使之与空气隔绝,但水层必须要有一定的厚度。
③ 一定条件下,可以扑救带电物体火灾。试验表明,人体的电阻大约为IOOOQ,当 通过人体的电流不超过1 mA时,就不会有触电的危险。在使用一般淡水和直径为13 ~ 16 mm的直流水枪扑救35 kV以下带电设备火灾时,只要保持IOm安全距离,不会发生 触电危险。
④ 可以用水冷却被火灾威胁的金属设备、容器和建筑物等,阻止火灾的蔓延。
(2) 不能够用水扑救的火灾包括以下几种情况:
①一般情况下不能够用水扑救带电物体火灾。因为,虽然纯净的水电导率很低,一 般认为是不良导体,但由于通常条件下的饮用水或河水都不是纯净的,电导率分别可达 275 ~ 1200 S/m和920 ~ 1350 S∕m,因此饮用水或河水具有一定的导电性。.所以,当用之 扑救带电设备火灾时,尤其是扑救高压带电设备火灾时,会发生触电危险,这是因为带电 设备通过消防水流、喷嘴和灭火操作人员与大地相连,形成了一个通路,电流通过操作人 员的身体会造成触电事故。
② 不能用水扑救遇水易燃品和金属(铜粉、铝粉、镁粉、锌粉等)火灾。如碱金属、 碱土金属和一些轻金属着火时,能产生高温,水遇高温后会分解水放出氢气和氧气,并放 出大量热,使氢气自燃或爆炸;电石遇水后会生成易燃的乙焕气,并放出大量的热,容易 引起爆炸。
③ 不能用水扑救高温物体火灾。如熔化的铁水或钢水引起的火灾,在铁水或钢水未 冷却时不能用水扑救,因为水在熔化的铁水或钢水的高温作用下会迅速蒸发并分解出氢和 氧,故也有爆炸危险。也不能扑救高温设备火灾。
④ 不能用直流水扑救浓硫酸、浓硝酸和盐酸火灾和可燃粉尘(如面粉、煤粉、糖粉) 聚集处的火灾。因为直流水能够引起酸液飞溅,以至造成人员伤害(但必要时,可用雾 状水扑救);直流水可引起面粉、煤粉、糖粉飞扬形成爆炸性混合物而发生粉尘爆炸。
⑤ 贵重设备、精密仪器、图书、档案火灾和遇水可风化的物品火灾不能用水扑救, 因为易引起水渍损失,损坏设备。
⑥ 非水溶性可燃液体的火灾,原则上不能用水扑救,但原油、重油可以用雾状水流 扑救。
3)注意事项
(1) 冬季应注意防冻。由于水在OtC以下是能够结冰,所以当消防泵暂停供水时会 结冰形成堵塞;在长时间供水,周围介质温度很低的情况下,水带内也会产生冰结晶,使 其体积逐渐增大引起水带破裂。
(2) 水对建筑物、房间、珍贵物品等,能导致更大的损失。很多物质与水接触后会 剧烈膨胀、变重,以致楼板有塌落的危险;用水扑救褐煤的粉状产品火灾时,水不能浸透 燃烧介质,因而灭火效率很低。
2.泡沫灭火剂
泡沫灭火剂是指能够与水混溶,并可通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫的灭火 剂。泡沫灭火剂一般由发泡剂、泡沫稳定剂、降黏剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂及水组 成。泡沫灭火剂主要用于扑救非水溶性可燃液体及一般固体火灾。
D灭火机理
空气泡沫是由空气泡沫灭火剂的水溶液通过机械作用,充填大量空气后形成的无数小 气泡,发泡倍数范围通常为2~1000倍,相对密度范围为0.001~0.5°由于它的相对密 度远远小于一般可燃液体的,因而可以漂浮于液体表面,形成一个泡沫覆盖层;还由于灭 火泡沫具有一定的黏性,所以可以黏附于一般可燃固体的表面,形成一个泡沫覆盖层,其 灭火机理为以下几点。
(1) 窒息灭火作用。灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层,可使燃烧物表面与 空气隔绝,起到窒息灭火的作用,同时,泡沫受热蒸发产生的水蒸气还有降低燃烧物附近 氧气浓度的作用。
(2) 遮断火焰热辐射的作用。泡沫层封闭了燃烧物表面,可以遮断火焰的热辐射, 具有防止燃烧物本身和附近可燃物质蒸发的作用。
(3) 冷却作用。泡沫析出的液体与燃烧物表面接触,使燃料表面被冷却到所产生的 可燃蒸气不足以维持燃烧时,火焰即被熄灭。
2)泡沫灭火剂的分类
泡沫灭火剂按照发泡方法可分为空气(机械)泡沫灭火剂和化学泡沫灭火剂。化学 泡沫灭火剂主要是由硫酸铝和碳酸氢钠组成,其水溶液能通过化学反应生成灭火泡沫,该 类泡沫液目前主要充装在IooL以下的灭火器内,用于扑救初期火灾。空气泡沫是通过空 气泡沫灭火剂的水溶液与空气在泡沫产生器中进行机械混合搅拌而生成的,所以又称为机 械泡沫,目前泡沫灭火系统使用的均是空气泡沫液。以下所提到的泡沫灭火剂均为空气 (机械)泡沫灭火剂。
泡沫灭火剂按发泡倍数不同还可以分为低倍数泡沫液、中倍数泡沫液和高倍数泡沫 液。其中低倍数泡沫液按性质不同还可以分为蛋白泡沫液、氟蛋白泡沫液、水成膜泡沫 液、抗溶性泡沫液等。
(1) 蛋白泡沫灭火剂是以动物性蛋白质或植物性蛋白质的水解浓缩液为基料,加入 适当的稳定剂、防腐剂和防冻剂等添加剂的起泡性液体。
① 组分。蛋白泡沫灭火剂是由动植物的硬蛋白质(牛、马、羊、猪的蹄角、毛、血 或豆饼、菜籽饼等)在碱液(氢氧化钠或氢氧化钙)作用下,经部分水解后,再加工浓 缩而成的起泡性浓缩液,它的主要成分是水和水解蛋白。蛋白泡沫液按与水的混合比例来 分,有6%和3%型两种;按制造原料来分,有植物蛋白和动物蛋白两类。目前市场上以 动物蛋白型居多。
② 应用范围。蛋白泡沫灭火剂主要用于扑救各种石油产品、油脂等不溶于水的可燃 液体火灾,也可用于扑救木材等一般可燃固体的火灾。由于蛋白泡沫具有良好的热稳定 性,因而在油罐灭火中被广泛应用。还由于它析液较慢,可以较长时间密封油面,所以在 防止油罐火灾蔓延时「常常将泡沫喷入未着火的油罐,以防止附近着火油罐的辐射热。蛋 白泡沫不能用于扑救水溶性可燃液体、电器和遇水发生化学反应物质的火灾。
(2) 氟蛋白泡沫灭火剂是指含有氟碳表面活性剂的蛋白泡沫灭火剂。它是在蛋白泡 沫液中加入适量的预制液,预制液是由氟碳表面活性剂、异丙醇和水按3 :3 :4的质量比 配制成的水溶液,又称为FCS溶液。氟蛋白泡沫灭火剂的灭火原理与蛋白泡沫基本相同, 但由于氟碳表面活性剂的作用,使它的水溶液、泡沫和灭火性能等发生了重大变化,故氟 蛋白泡沫液灭火剂具有发泡性能好、易于流动、与干粉的相容性能好,且灭火效率远优于 蛋白泡沫灭火剂的特点。
氟蛋白泡沫灭火剂主要用于扑救各种非水溶性可燃液体和一般可燃固体火灾,尤其被 广泛用于扑救非水溶性可燃液体的大型储罐、散装仓库、输送中转装置、生产工艺装置、 油码头的火灾及飞机火灾。在扑救大面积油类火灾中,氟蛋白泡沫与干粉灭火剂联用则效 果更好。它的显著特点是可以釆用液下喷射的方式扑救油罐火灾,氟蛋白泡沫灭火剂不能 用于扑救水溶性可燃液体和遇水发生化学反应物质以及带电设备的火灾。
(3) 水成膜泡沫灭火剂又称轻水泡沫灭火剂或氟化学泡沫灭火剂,由氟碳表面活性 剂、碳氢表面活性剂和改进泡沫性能的各种添加剂及水组成,灭火原理主要靠泡沫和水膜 的双重作用。
①轻水泡沫的灭火作用。水成膜泡沫灭火剂的灭火作用,优于普通蛋白泡沫和氟蛋 白泡沫。轻水泡沫中由于氟碳表面活性剂和其他添加剂的作用,使它具有更低的临界剪切 应力,因而流动性好。当轻水泡沫喷射到油面时,轻水泡沫能迅速地在油面上展开,与水 膜的综合作用将火扑灭。
② 水膜的灭火作用。由于氟碳表面活性剂和无氟表面活性剂联合作用的结果,轻水 泡沫能够在油类的表面上形成一层很薄的水膜并迅速扩散,因而具有非常好的流动性。薄 水膜漂浮于油面上,使燃料与空气隔绝,阻止油的蒸发,并有助于泡沫流动,加速灭火, 故灭火效果优于蛋白泡沫。实验证明:它在油面上堆积的厚度仅为蛋白泡沫的三分之一 时,就迅速向外流动扩散,其灭火效力为蛋白泡沫的三倍。
③ 应用范围。水成膜泡沫灭火剂,主要用于扑救一般非水溶性可燃、易燃液体火灾, 是一种理想的灭火剂。它与干粉联用,灭火效果更好。还可采用液下喷射的方法扑救油类 火灾,也可以扑救飞机火灾或设备破裂而造成的流散液体火灾。
水成膜泡沫灭火剂的使用混合比为6%型,用于一般低倍数泡沫灭火设备,使用方 便。但是,轻水泡沫的25%析液时间较短,仅为蛋白和氟蛋白泡沫的二分之一左右,泡 沫稳定性不好;密封油面和抗烧时间较短,防止复燃和隔离热液面的性能不如蛋白和氟蛋 白泡沫。此外,轻水泡沫遇到灼热的油罐壁时,容易被高温破坏而失去水分,变成极薄的 泡沫骨架,这时除用水冷却油罐外,还要喷射大量的新鲜泡沫。水成膜泡沫灭火剂,不能 用于扑救水溶性可燃液体及电气和具有遇湿易燃性物质的火灾。
(4) 用于扑救水溶性可燃液体火灾的泡沫灭火剂称为抗溶性泡沫灭火剂。
① 性能。抗溶性泡沫灭火剂主要用于扑救醇、酯、醵、醛、酮、有机酸、胺等分子 极性较强的水溶性可燃液体的火灾。由于这类泡沫灭火剂也能够扑救非极性液体燃料的火 灾,所以又称为多功能泡沫灭火剂。抗溶性泡沫在灭火中的作用除与一般空气泡沫相同 夕卜,还由于从抗溶泡沫中析出的水,可以对水溶性可燃液体的表层有一定的稀释作用,而 有利于灭火。抗溶性泡沫灭火剂可分为金属皂型抗溶性泡沫灭火剂、凝胶型抗溶性泡沫灭 火剂、氟蛋白抗溶性泡沫灭火剂。我国最早研制的KR-765型抗溶性泡沫灭火剂,属于 金属皂型,它是以水解蛋白为基料,添加辛酸锌胺的络合盐制成。
② 应用范围。抗溶性泡沫灭火剂主要应用于扑救乙醇、甲醇、丙酮、醋酸乙酯等一 般水溶性可燃液体的火灾。
(5) 高倍数泡沫灭火剂是以合成表面活性剂为基料、发泡倍数为数百倍乃至上千倍 的泡沫灭火剂。
① 性能。我国研制的YEGZ型高倍数泡沫灭火剂为浅红色的透明液体,由发泡剂、 泡沫稳定剂、组合抗冻剂及水组成。发泡剂为脂肪醇硫酸钠,它是一种阴离子型表面活性 剂,具有较好的发泡性能,并有一定的耐硬水能力。泡沫稳定剂为十二醇,它可降低泡沫 的析液速度,使泡沫在相当长的一段时间内保持一定水分,不致被迅速破坏。组合抗冻剂 为多种成分的混合物,这种混合物可提高泡沫液的抗冻能力和耐热性,并对稳定剂和发泡 剂有一定的助溶作用。
② 特点:
a) 气泡直径大,一般在5 ~ 15 mm之间。
b) 发泡倍数高,一般在200 ~ IOOO之间。
C)发泡量大,大型高倍数泡沫产生器可在Imin内产生IOOO m3以上的泡沫。
由于这些特点,高倍数泡沫可以迅速充满着火的空间,使燃烧物与空气隔绝,火焰窒 息。尽管高倍数泡沫的热稳定性较差,泡沫易被火焰破坏,但因大量泡沫不断补充,破坏 作用微不足道,仍可迅速覆盖可燃物,扑灭火灾,故具有灭火强度大、速度快、水渍损失 少、容易恢复工作、产品成本低、无毒、无腐蚀性的特点。
③ 灭火机理。高倍数泡沫灭火剂具有封闭效应、蒸汽效应和冷却效应。封闭效应是 指大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域,防止新鲜空气流入,使火焰窒息;蒸汽 效应是指火焰的辐射热使其附近的高倍数泡沫中的水分蒸发,变成水蒸气,从而吸收了大 量的热量,而且在蒸汽与空气的混合体中含氧量降低到了 7. 5%左右,这个数值大大低于 维持燃烧所需氧的含量;冷却效应是指燃烧物体附近的高倍数泡沫破裂后的水溶液汇集滴 落到该物体燥热的表面上,由于这种水溶液的表面张力相当低,使其对燃烧物体的冷却深 度远超过同体积普通水的作用。
④ 应用范围。根据以上特点和灭火机理,高倍数泡沫灭火剂主要适用于非水溶性可 燃液体火灾和一般固体物质火灾。特别适于用全充满的方式来扑灭汽车库、汽车修理间、 可燃液体机房、油品厂房和库房、洞室油库、锅炉房的燃料油泵房、飞机库、飞机修理 库、船舶舱室、油船舱室,地下室、地下建筑、煤矿坑道等有限空间的火灾,也适用于扑 救油池火灾和可燃液体泄漏造成的流散液体火灾。由于高倍数泡沫相对密度小,流动性较 好,在产生泡沫的气流作用下,可以通过适当的管道被输送到一定的高度或较远的地方去 灭火。另外,对低温的或有正常沸点的水溶性和非水溶性可燃液体火灾,封闭的带电设备 火灾及控制液化石油气、液化天然气的流淌火灾也都是十分有效的。
高倍数泡沫灭火剂不能用于扑救油罐火灾。因为油罐着火时,油罐上方的热气体升力 很大,而泡沫的相对密度很小,不能覆盖到油面上。也不适于扑救水溶性可燃液体火灾, 但对室内储存的少量水溶性可燃液体火灾,也可用全充满的方法来扑灭。
采用高倍数泡沫灭火剂灭火时,要注意进入高倍数泡沫产生器的气体不得含有燃烧产 物和酸性气体,否则,泡沫容易被破坏。
3.干粉灭火剂
干粉灭火剂,又称化学粉末灭火剂,它是一种易于流动的微细固体粉末。一般借助于 专用的灭火器或灭火设备中的气体压力,将干粉从容器中喷出,以粉雾的形式灭火。
1)灭火机理
干粉灭火剂平时储存于灭火器或干粉灭火设备中。灭火时靠加压气体(二氧化碳或 氮气)的压力将干粉从喷嘴射出,形成一股夹着加压气体的雾状粉流,射向燃烧物。当 干粉与火焰接触时,便发生一系列的物理化学作用,把火焰扑灭。
(1)化学抑制作用。有焰燃烧是一种链锁反应。燃料在火焰的高温下吸收活化能而 被活化,产生大量的活性基团,但在氧的作用下又被氧化成为非活性物(水及二氧化碳 等)。干粉颗粒则是对燃烧活性基团发生作用,使其成为非活性的物质。当粉粒与火焰中 产生的活性基团接触时,活性基团被瞬时吸附在粉粒表面,并发生反应:M(粉粒)+ OH -——MOH ; MOH + H + —M + H2Oo
通过上面的反应,这些活泼的OH-和Ir在粉粒表面结合,形成了不活泼的水。所
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以,借助粉粒的作用,可以消耗火焰中活泼的。H-和H+。当大量的粉粒以雾状形式喷 向火焰时,可以大量地吸收火焰中的活性基团,使其数量急剧减少,并中断燃烧的链 锁反应,从而使火焰熄灭。上述粉粒表面对活性基团的作用称为负催化作用或抑制 作用。
此外,粒径的大小与灭火效能也有很大关系。从粉末对燃烧的化学抑制作用看,同一 化学成分的粉粒,粒径越小,其比表面积越大,则与火焰的接触面积越大。因此,超细干 粉灭火剂活性高,捕获自由基能力强,化学抑制作用明显,灭火速度快。
(2) “烧爆”作用。干粉与火焰接触时,其粉粒受高热的作用可以爆裂成为许多更小 的颗粒,使在火焰中粉末的比表面积急剧增大,大大增加了与火焰的接触面积,从而表现 出很高的灭火效果。
(3) 降低热辐射和稀释氧的浓度。使用干粉灭火时,浓云般的粉雾会将火焰包围, 可以降低火焰对燃料的热辐射;同时粉末受高温的作用,将会放出结晶水或发生分解,不 仅可吸收火焰的部分热量,而分解生成的不活泼气体又可稀释燃烧区内氧的浓度,但这些 作用对灭火的影响远不如抑制作用大。
2) 干粉灭火剂的分类
干粉灭火剂按用途分为以下3种:
(1) 普通干粉灭火剂。普通干粉灭火剂主要是全硅化碳酸氢钠干粉。这类灭火剂适 用于扑灭B类火灾和C类火灾,又称为BC类干粉。
BC类干粉还按照主要成分分为钠盐干粉(以碳酸氢钠为基料)、紫钾盐干粉(以碳 酸氢钾为基料)、钾钠盐干粉(以氯化钾为基料的钾盐干粉和以硫酸钾为基料)、氨基干 粉(以尿素和碳酸氢钠或碳酸氢钾为基料)等。
(2) 多用途干粉灭火剂。多用途干粉灭火剂主要是磷酸铉盐干粉,具有抗复燃的性 能,不仅适用于扑救液体火灾、气体火灾,还适用于扑救一般固体物质的火灾(A类 火),因此又称为ABC类干粉。
ABC类干粉按照主要成分还可分为磷酸盐干粉(以磷酸二氢铉、磷酸氢二镂、磷酸 铉或焦磷酸盐等为基料)和碳硫氨基干粉(以碳酸铉与硫酸铉混合为基料的干粉和以聚 磷酸铉为基料)等。
(3) D类干粉。D类干粉是指适用于扑救D类火灾的干粉。其基料目前主要有氯化 钠、碳酸氢钠和石墨等。
3) 应用范围
干粉灭火剂适用于扑救可燃液体、气体和电气设备的火灾,也可与氟蛋白泡沫和轻水 泡沫联用扑灭大面积油类火灾,但因其对燃烧物的冷却作用很小,扑救大面积油类火灾 时,如灭火不完全或因火场炽热物的作用,易引起复燃,这时需与喷雾水流配合。
干粉灭火剂不适于扑救木材、轻金属和碱金属火灾,且因其灭火后留有残渣,也不能 扑救精密仪器设备火灾。
4) 注意事项
干粉灭火剂应用塑料袋包装,热合密封,外层加保护包装。应放置在干燥、通风处 40 CC以下的环境中储存。干粉灭火剂的堆垛不宜过高,以免压实结块。在正常环境中储
存的干粉灭火剂,其有效期为5年。
4. 惰性气体灭火剂
1) 灭火机理
气体灭火剂是通过降低防护区的氧气浓度(空气中含氧量从21%降到12.5%以下), 使火势不能持续燃烧而达到灭火的目的。
2) 气体灭火剂的分类
(1) 二氧化碳灭火剂。
① 理化性质。二氧化碳在常温常压下是一种无色无味的气体,不燃无毒,相对密度 约为空气的1.5倍,加压降温可使其液化,其固体称为干冰。一升液态二氧化碳由钢瓶放 出时,能迅速蒸发成气态,体积扩大460多倍,同时温度急剧下降到-78. 5 cC , Ikg液态 二氧化碳蒸发时,需吸热576. 8 kJ的热量。另外,干冰(雪花状固体二氧化碳)在 -78.5 tC时可吸收大量热直接升华成气态。
二氧化碳在高温下可与强还原剂反应,如点燃的金属镁可在二氧化碳中继续燃烧,因 为镁有很强的还原性,和二氧化碳发生氧化还原反应,能还原二氧化碳中的碳生成氧化镁 和碳。
② 灭火机理。当二氧化碳灭火时,在燃烧区内能稀释空气,降低空气中的氧含量, 当燃烧区域空气中氧的含量低于12.5%或者二氧化碳含量达到30% -35%时,大多数燃 烧物质火焰会熄灭,达到43. 6%时能抑制汽油蒸气及其他易燃气体的爆炸。
由于二氧化碳较空气重,在灭火时会首先占据空间的下部,起到稀释和隔绝空气的作 用;同时,由于二氧化碳是在高压液化状态下充装于钢瓶的,当放出时,会迅速蒸发,温 度急剧降低到-78.5 Y ,有30%二氧化碳凝结成雪花状固体,低温的气态和固态二氧化 碳,对燃烧物也有一定的冷却作用。
③ 注意事项。二氧化碳对眼睛黏膜、呼吸道、皮肤等具有刺激性。当空气中含有2% ~ 4% (体积百分比)二氧化碳气体时,人的呼吸会加快;含有4% ~6%二氧化碳气体时, 会出现剧烈的心痛、耳鸣、心跳;含量为6% -10%时,人会失去知觉;含量为20%时, 会造成人员死亡。因此,使用时应注意防止窒息对人体的危害。
(2) 惰性混合气体灭火剂。惰性混合气体灭火剂的灭火机理与二氧化碳灭火剂灭火 机理基本相同,即通过降低防护区的氧气浓度使其不能维持燃烧而达到灭火的目的。目前 市场上主导的惰性混合气体灭火剂有:IG-55灭火剂、IG-OI灭火剂、IG - 100灭火剂 以及IG-541灭火剂。
3) 应用范围
惰性混合气体灭火剂灭火后能很快散逸,不留痕迹。它适用于扑救各种可燃液体和用 水、泡沫、干粉等灭火剂灭火时,容易受到污损的固体物质火灾。如电气、精密仪器、贵 重设备、图书档案等。还可扑救600 V以下的各种电气设备火灾。
惰性混合气体灭火剂不能扑救钠、钾、铝、锂等碱金属和碱土金属及其氢化物火灾, 不能扑救在惰性介质中能自身供氧燃烧物质的火灾(如硝酸纤维)o
5. 气溶胶灭火剂
气溶胶灭火剂是一种以液体或固体为分散相,气体为分散介质所形成的粒径小于 5μm的溶胶体系的灭火介质,可以不受方向的限制绕过障碍物达到保护空间的任何角落, 并能在着火空间有较长的驻留时间,从而实现全淹没灭火。不需耐压容器,灭火效率较干 粉灭火剂更高,用于封闭空间,也可用于开放的空间,臭氧消耗潜值为0。
气溶胶灭火剂按形成方式的不同,气溶胶灭火剂分为热气溶胶和冷气溶胶。
1) 热气溶胶灭火剂
热气溶胶灭火剂是将固体燃料混合剂(一般由氧化剂、还原剂、性能添加剂和黏合 剂组成),通过自身燃烧反应产生足够浓度的悬浮固体惰性颗粒和惰性气体等具有灭火性 质的气溶胶体,喷射并弥散于着火空间,抑制火焰燃烧并使火焰熄灭。热气溶胶中60% 以上是由吨等气体组成,含有的固体颗粒的平均粒径极小(小于1 μm)o
(1) 热气溶胶灭火剂根据其主要成分的不同,分为S型、K型和其他型。
① S型是指由含有硝酸靈[Sr(NO3)2]和硝酸钾(KNo3)复合氧化剂的固体气溶胶 发生化学反应所产生的灭火气溶胶。其中复合氧化剂的组成(按质量百分比):硝酸锯为 35% -50% ,硝酸钾为 10% ~20% O
② K型是指以硝酸钾为主氧化剂的固体气溶胶发生剂经化学反应所产生的灭火气溶 胶。固体气溶胶发生剂中硝酸钾的含量(质量百分比)不小于30%。
③ 其他型是指非S型和K型热气溶胶。
(2) 热气溶胶灭火剂的灭火机理:热气溶胶固体颗粒主要是金属氧化物、碳酸盐或 碳酸氢盐、碳粒以及少量金属碳化物;气体产物主要是N2、少量CO?和CO。一般认为, 通过固体颗粒气溶胶吸热分解的降温作用、气相和固相的化学抑制作用以及惰性气体使局 部氧含量下降的窒息作用等若干种机理发挥灭火作用。
① 吸热分解的降温作用:匕0在温度大于350 CC时就会分解,&CO3的熔点为891龙, 超过这个温度就会分解,这都是强烈的吸热反应。
② 气相化学抑制作用:在热的作用下,气溶胶中的固体颗粒分离出的κ +可能以蒸气 或阳离子的形式存在,在瞬间它可能与燃烧中的活性基团H*、OH*和0*发生多次链锁 反应,这些链反应消耗和抑制活性基团H*、OH*和0*之间的放热反应,从而对燃烧反 应起到抑制作用。
③ 固相化学抑制作用(固体颗粒表面对链式反应的抑制作用):气溶胶中的固体颗粒 是极其微小的,具有很大的表面积和表面能,它在燃烧火焰中被加热和发生裂解需要一定 时间,而且也不能完全被裂解或汽化。这些固体颗粒相对于活性基团要大得多,但当它们 进入火焰区域后,会受到可燃物裂解产物的冲击,从而促使它们与活性基团发生碰撞和吸 附作用,并发生链终止的反应。
总之,热气溶胶灭火剂的燃烧是强放热反应;有序产生的生成物在高温和气流作用 下,分散在火场中,形成小于1 的超细微粒。由于这些微粒及惰性气体抑制燃烧的协 同作用(物理及化学作用),因而能够快速、有效地扑灭火灾。
2) 冷气溶胶灭火剂
冷气溶胶灭火剂是针对热气溶胶灭火技术的一些不足而研发出来的一种新型高效粉体 灭火剂。它由现有的高效干粉灭火剂、添加磨剂、分散剂、防潮剂、防静电剂和流动剂 等,经过机械粉碎、气流粉碎或喷雾干燥等技术加工,形成粒径在0. 001 ~5μm之间的超 细粉体,再由压缩气体(呢或CO2)或炸药、发射药等含能材料作为驱动源,将这些粉 体以喷射或抛射的方式带入火灾空间形成分散性气溶胶灭火系统,可以以局部保护或以全 淹没方式进行灭火。
(1) 冷气溶胶按照分散相的不同,可分为固基气溶胶和水基气溶胶。
① 固基气溶胶是指分散相为金属氧化物、碳酸氢钠、磷酸二氢铉等固态微粒的气溶 胶。固基气溶胶按生成方式的不同,又可分为固基冷气溶胶和固基热气溶胶。
② 水基气溶胶是指分散相为水气,分散介质为二氧化碳、氮气等惰性气体的气溶胶。 水基气溶胶按生成方式的不同还分为细水雾灭火技术、热蒸汽灭火技术、水基热气溶胶灭 火剂。
(2) 冷气溶胶的灭火机理是在密闭空间内靠单位质量中80%灭火组分微粒的化学抑 制作用来实现的。其中,较小的微粒保证了空间的停留时间,能够有效地与火焰中活性物 质反应而抑制燃烧;较大的微粒保证了灭火剂组分穿过火焰的动量和密度,快速灭火。其 灭火效率约高于普通干粉灭火剂的4~6倍,灭火效能主要是以下几种灭火机理共同作用 的结果:
① 化学抑制作用。当燃料(炷类)燃烧时,发生链引发并产生活性游离基HL O2-和OHL当气溶胶灭火剂喷向高温燃烧区时,灭火剂分解出活性游离基,可大量掠夺燃 烧反应所必需的H*、CP-和oh-,迫使燃烧反应减弱,直到火焰熄灭,这种中断燃烧链 的作用是气溶胶灭火剂灭火的主要作用。
② 吸热降温作用。气溶胶灭火剂受热后易于分解和相变,从而产生反应吸热和相变 吸热作用;此外,气溶胶灭火剂分解产物能与燃烧生成物炭粒在高温下反应,伴随强烈吸 热作用,吸收燃烧热源的部分热量,这些作用都会使火焰温度降低,因而在一定程度上抑 制了燃烧反应的进行。
③ 降低氧浓度作用。由于气溶胶灭火剂为超细微粒,灭火时能排挤火场周围的空气, 从而降低了火场的氧浓度,使燃烧反应减弱或停止。
6.卤代烷灭火剂
卤代烷(halon,哈龙)是以卤素原子取代烷燈分子中的部分或全部氢原子后得到的 一类有机化合物的总称,卤代烷灭火剂属于化学灭火剂,对大气臭氧层有极强的破坏作 用,根据国际保护臭氧层的《蒙特利尔协议书》及我国《淘汰哈龙战略》,我国已完全停 止哈龙的生产,目前卤代烷替代灭火剂主要有七氟丙烷灭火剂、六氟丙烷灭火剂等。
D七氟丙烷灭火剂
七氟丙烷灭火剂是一种无色、无味、不导电的气体,其化学分子为CF3CHFCF3,是 卤代烷灭火剂中的一种,分子量为170,密度约为空气的6倍,采用高压液化储存。
七氟丙烷的灭火机理为抑制化学链反应,能在火焰的高温中分解产生活性游离基参与 物质燃烧过程中的化学反应,消除燃烧所必需的活性游离基H*和OH-等,生成稳定的分 子H2O, CO?及活性较低的游离基等,从而使燃烧过程中化学链反应的链传递中断而灭 火。其特点是化合物本身含有氟的成分,具有较好的热稳定性和化学惰性,久储不变质, 对多数常用金属(铝、钢、铜)容器材料的腐蚀作用很小,电气绝缘性能也较好,由于 是液化气体,所以灭火后不留痕迹,灭火效率比二氧化碳灭火剂高。
2) 氟化酮灭火剂
氟化酮,化学名全称全氟乙基异丙基酮,其分子式为C6Ft2°,是一种无色、透明、浅 气味的液体。该药剂对人员是安全的,不破坏臭氧层,不会对地球气候变化有影响,具有 良好的灭火性能,是技术上可行的哈龙替代物。
氟化酮灭火剂能灭A、B、C类火灾,灭火效率高,灭火浓度低,不导电,易挥发, 不留痕迹残渣,灭火液与金属、橡胶等材料有较好的相溶性,对各种材料的使用影响较 小,对装备和物品无任何损害,是真正的清洁灭火剂。可用于保护价值昂贵的装置和物品 存放场所,可替代哈龙1211,用于扑灭计算机房、数据中心、航空、轮船、车辆、釆油 和天然气生产和使用等场所发生的火灾。
另外,因其沸点高,在某些情况下可以用桶装,避免使用高压钢瓶,因此还具有储存 体积小,用量少,运输方便的优点。
3) 三氟甲烷灭火剂
三氟甲烷无色、无味、低毒、不导电,对大气臭氧层的消耗潜值(ODP)为零。灭 火速度快,灭火效能高,喷射后无残留物,对设备无污损,电绝缘性能好。可用于扑救 A、B、C类火灾和电气设备火灾,也适用于保护经常有人的场所。三氟甲烷为化学灭火 剂,其灭火机理为主要以物理方式和部分化学方式灭火。与七氟丙烷相比,具有在严寒、 酷热环境下都能使用的特点及价格优势。
二、消防设施
消防设施主要包括建筑室内消火栓系统、建筑室外消火栓系统、自动喷水灭火系统、 水喷雾灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、细水雾灭火系统、火灾自动报警系统和 防烟与排烟系统以及建筑灭火器等系统、设施。这些系统、设施的设计应符合国家有关标 准、规范,如应符合《建筑设计防火规范>(GB 50016) ʌ《石油化工企业设计防火标准》 (GB 50160)、《消防给水及消火栓系统技术规范HGB 50974) ʌ《自动喷水灭火系统设计 规范XGB 50084) ,《泡沫灭火系统技术标准》(GB 50151)、《水喷雾灭火系统技术规范》 (GB 50219)、《固定消防炮灭火系统设计规范》(GB 50338)、《消防控制室通用技术要求》 (GB 25506)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116)、《建筑灭火器配置设计规范》 (GB 50140)等标准要求。在用建筑消防设施的维护管理应符合《建筑消防设施的维护管 理》(GB 25201)的要求。
(―)消防给水系统
1.消防水源
消防水源应满足消防给水系统所需水量和水质的要求。当消防水源采取市政给水管网 直接供水时,消防给水系统应至少从两条不同的市政给水干管上引入不少于两条供水管; 当由消防水池供给时,消防水池应采用两路消防供水且连续补水能满足消防要求;当釆用 天然水源供水时,水源的水位、枯水流量保证率等应满足消防要求。
由于消防给水系统的取水、泵站、管网等构筑物的规模必须依据供应的水量来确定。 因此,在进行消防给水系统设计时,首先应当确定消防用水总量。消防用水总量由同一时 间火灾起数、火灾持续时间以及消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、水喷雾
第三章化工防火防爆安全技术《 灭火系统、固定消防炮灭火系统、固定冷却水系统等同时作用的各种水灭火系统的流量 确定。
2.消防供水设施
1) 消防水泵房
(1) 消防水泵房的位置。消防水泵房是指负责供应消防用水任务的场所,是消防给 水系统的心脏。其位置宜设在被保护区域(化工装置区、油罐区)全年最小频率风向的 下风侧,其地坪宜高于油罐区地坪标高,并应避开油罐破裂可能波及的部位。
消防冷却水供水泵房和泡沫供水泵房宜合建,其规模应满足所在被保护区域灭一次最 大火灾的需要。消防冷却水供水泵和泡沫供水泵均应设备用泵,其性能应与各自最大一台 操作泵相同。消防水泵房的位置应保证启泵后5 min内,将消防冷却水和泡沫混合液送到 任何一个着火点。
(2) 消防水泵房建筑的要求。独立建造的消防水泵房耐火等级不应低于二级;附设 在建筑物内的消防水泵房,应釆用耐火极限不低于2. Oh的隔墙和L 5 h的楼板与其他部 位隔开,且不应设置在地下三层及以下,或室内地面与室外出入口地坪高差大于Iom的 地下楼层。消防水泵房的疏散门应直通室外或安全出口,且开向疏散走道的门应采用甲级 防火门,消防水泵房应釆取防水淹的技术措施。
(3) 消防水泵的要求:
① 消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求。
② 一组消防水泵应设不少于两条吸水管,当其中一条损坏或检修时,其余吸水管应 仍能通过全部消防给水设计流量;一组消防水泵应设不少于两条的输水干管与消防给水环 状管网连接,当其中一条输水管检修时,其余输水管应仍能供应全部消防给水设计流量; 当一条出水管检修时,其余出水管应能输送全部消防用水量。吸水管上应设置明杆闸阀或 带自锁装置的蝶阀,但当设置暗杆阀门时应设有开启刻度和标志,当管径超过DN300 mm 时,宜设置电动阀门;出水管上应设止回阀、明杆闸阀,当采用蝶阀时,应带有自锁装 置,当管径大于DN300 mm时,宜设置电动阀门。
③ 消防水泵的吸水管、出水管道穿越外墙时,应釆用防水套管;吸水管穿越消防水 池时,应釆用柔性套管。
④ 消防水泵应釆取自灌式吸水,当从市政管网直接抽水时,应在消防水泵出水管上 设置有空气隔断的倒流防止器。
⑤ 消防水泵、稳压泵应分别设置备用泵,备用泵的性能应与工作泵性能一致。但对 建筑高度小于54 m的住宅和室外消防给水设计流量小于等于25 L/s的建筑,以及室内消 防给水设计流量小于等于IoLZS的建筑可不设备用泵。
⑥ 消防水泵应在接到报警后2 min以内投入运行,稳高压消防给水系统的消防水泵应 能依靠管网压降信号自动启动。消防水泵房应设双动力源,并在火场断电时仍能正常运 转;当采用内燃机作为备用动力源时,内燃机的油料储备量应能满足机组连续运转6 h的 要求。
2) 消防水池的设置要求
(1)消防水池的容量应能满足火灾延续时间内,对消防用水总量的要求。消防水池
容量是单位时间内消防用水量与火灾延续时间的乘积,减去火灾延续时间内的连续补 水量。
(2) 消防水池的补水时间不宜超过48 h,但当消防水池有效总容积大于2000 m3时, 不应大于96 h。
(3) 供消防车取水的消防水池,应设取水口(井),且吸水高度不应大于6mo取水 口(井)与建筑物(水泵房除外)的距离不宜小于15 m,与甲、乙、丙类液体储罐等构 筑物的距离不宜小于40 m,与液化石油气储罐的距离不宜小于60 m,若有防止辐射热的 保护设施时,可减为40 m。
(4) 消防用水与生产、生活用水共用的水池,应有确保消防用水量不作他用的技术 措施。由于石油化工企业的消防用水量较大,当消防水池的容量大于Iooom3时,应设置 能独立使用的两座消防水池,每座消防水池应设置独立的出水管,并应设置满足最低有效 水位的连通管,且其管径应能满足消防给水设计流量的要求。对寒冷地区的消防水池应有 防冻设施。
(5) 消防水池应设就地水位显示装置,并应在消防控制中心或值班室等地点设置显 示消防水池水位的装置,同时应有最高和最低水位报警。消防水池的出水管应保证消防水 池的有效容积能被全部利用,还应设置溢流水管和排水设施。
3)高位消防水箱的设置要求
高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施,且最低有效水位应满足水灭 火设施最不利点处的静水压力,即高位消防水箱宜设置在建筑物的最高位置,且其设置高 度应保证最不利点灭火设备的水压要求。
对于室内消火栓给水系统,建筑高度不超过IoOm的一类高层公共建筑,其高位消防 水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压不低于0. 10 MPa;建筑高度超过100 m时不 应低于0. 15 MPa;其他高层和多层建筑,其高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消 火栓静水压不低于0.07 MPa;工业建筑中其高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消 火栓静水压不低于0. 10 MPa;若建筑体积小于20000 m3时不宜低于0. 07 MPaO对于自动 喷水灭火系统等自动水灭火系统,其高位消防水箱的设置高度应保证最不利点喷头最低工 作压力不低于0. 10 MPaO当消防水箱不能满足上述压力要求时,应设稳压泵。
3.消火栓设施
消火栓系统是由供水设施、消火栓、配水管网和阀门等组成的系统。消火栓系统作为 扑救火灾的重要设施,布置是否合理,会直接影响灭火的效果,因此必须满足灭火的实际 要求。
1)室外消火栓
(1)消火栓的选用规格。
①国内制造企业已生产适合不同冻土深度的地上式消火栓的系列产品,而且操作比 较方便,故石油化工企业宜使用地上式消火栓。工艺装置区、罐区宜选用直径DN150的 室外消火栓,采用独立的稳高压消防给水时,其压力宜为0.7~1.2MPa,消火栓的出口 水压应满足最不利点消防供水要求;采用低压消防给水时,其压力应确保灭火时最不利点 消火栓的水压不低于0. 15 MPao
②室外消火栓的作用是为水枪和消防车供水,室外地上式消火栓应有直径为150 mm 或100 mm,两个直径为65 mm大栓口 ;室外地下式消火栓应有直径为100 mm和65 mm的 栓口各一个。消火栓旁应设水带箱,箱内应配备2 ~6盘直径65 mm、每盘长度20 m的带 快速接口的水带和2支入口直径65 mm、喷嘴直径19 mm水枪,水带箱距消火栓不宜大于 5 mo
(2) 室外消火栓的保护半径。
室外低压消火栓的保护半径应按消防车的供水距离确定。根据石油化工企业生产特 点,火灾事故多且蔓延快,要求扑救及时,出水带以不多于7根为好。若以7根为计算依 据,则(2OmX7-1Om)Xo.9 = 117 m,上式的计算中,IOm为消防队员使用的自由长 度;0∙9为敷设水带长度系数,所以规定消火栓的保护半径不应超过12Omo
室外高压消火栓的保护半径按串联6条水带计算。同理,其供水距离为(20mx6-IOnl) ×0.9=99m,因此,室外高压消火栓的保护半径为IoOmo
(3) 室外消火栓的设置数量。
① 室外消火栓的设置数量,应根据室外消火栓设计流量、保护半径和每个室外消火 栓的给水量计算确定。每个消火栓的流量是根据消防车的用水量来确定的,按一辆消防车 出2支喷嘴19 mm的水枪考虑,当水枪的充实水柱长度为10 ~ 17 m时,每支水枪用水量 为4.6~7.5L∕s, 2支水枪的用水量为9.2~15L∕s,因此,每个室外消火栓的出水流量按 10~15 LZs 计算。
如一个建筑物室外消火栓设计流量为40 I√s,则该建筑物室外消火栓的数量为40/ (10~15) =3 ~4个,此时如果按保护半径15Om布置是2个,因此设计应按4个进行布 置,这时消火栓的间距可能远小于规范规定的120 m。
如一工程有多栋建筑物,其建筑物室外消火栓设计流量为15L∕s,则该建筑物室外消 火栓的数量为15/(10 ~15) =1 ~1.5个,但该工程占地面积很大,其消火栓布置仍然要 遵循消火栓的保护半径150 m和最大间距120 m的原则,若按保护半径计算的数量是4 个,则设计应按4个进行布置。
② 甲、乙、丙类液体储罐区和液化炷储罐区等发生火灾时,火场温度高,人员很难 接近,同时还有可能发生泄漏和爆炸,因此室外消火栓应设在防火堤或防护墙外的安全地 点,数量应根据每个罐的设计流量计算确定,距离罐壁15 m范围内的消火栓在火灾时因 辐射热而难以使用,因此不应计算在该罐可使用的数量内。
③ 随着装置的大型化、联合化,一套装置的占地面积大大增加,装置内有时布置多 条消防道路,装置发生火灾时,消防车需进入装置扑救,故要求在装置的消防道路边也设 置消火栓,消火栓的间距不宜超过60 m。
(4) 室外消火栓的间距。
①消火栓的设置应方便消防队员使用,地下式消火栓因室外消火栓井口小,特别是 冬季消防队员着装较厚,下井操作困难,而且地下消火栓容易锈蚀,因此推荐使用地上式 室外消火栓,在严寒和寒冷地区釆用干式地上式室外消火栓。为便于火场使用和操作方 便,室外消火栓宜在道路的一侧设置,并宜靠近十字路口,但当道路宽度超过60 m时,应 在道路的两侧交叉错落设置室外消火栓。消火栓距路边不宜小于O- 5 m,但不应大于2 m; 距建筑外墙或外墙边缘不宜小于5 mo消火栓还应避免设置在机械易撞击的地点,必须设 置时应采取防撞措施。
② 布置在建筑物周围的室外消火栓宜沿建筑周围均匀布置,且不宜集中布置在建筑 一侧,建筑消防扑救面一侧的室外消火栓数量不宜少于2个。
③ 工艺装置区和储罐区的室外消火栓,相当于建筑物的室内消火栓,当采用高压或临 时高压消防给水系统时,工艺装置区和储罐区的室外消火栓为室外箱式消火栓,布置间距根 据水带长度和充实水柱有效长度确定,且不应大于60 m0当工艺装置区宽度大于120 m时, 宜在该装置区内的路边设置室外消火栓。
④ 低压消防给水管道上消火栓的间距不应超过120 mo
2)室内消火栓
建筑物室内消火栓的设置应根据其物料性质、火灾危险性、火灾类型和不同灭火功能 等因素综合确定。
(1) 应当设置室内消火栓的场所。除了存有与水接触能引起燃烧爆炸物品的建筑物; 室内无生产、生活给水管道,室外消防用水取自储水池,且建筑体积小于等于5000 m3的 建筑;耐火等级为一、二级且可燃物较少的单层、多层丁、戊类厂房、库房;耐火等级为 三、四级且建筑体积小于等于3000 m3的丁类厂房和建筑体积小于等于5000 m3的戊类厂 房、库房和粮食仓库、金库、远离城镇且无人值班的独立建筑可不设置室内消火栓外;建 筑占地面积大于300 m?的厂房和仓库;高层公共建筑和建筑高度大于21 m的住宅建筑; 体积大于5000 m3的车站、码头、机场的候车(船、机)建筑、展览建筑、商店建筑、旅 馆建筑、医疗建筑和图书馆建筑等单、多层建筑;特等、甲等剧场,超过800个座位的其 他等级的剧场和电影院等以及超过1200个座位的礼堂、体育馆等单、多层建筑;建筑高 度大于15 m或体积大于IoOOO m3的办公建筑、教学建筑和其他单、多层民用建筑,都应 当设置室内消火栓。
(2) 应当设置室内消火栓的地点:
① 室内消火栓应设在明显易于取用以及便于火灾扑救的位置。
② 设有室内消火栓的建筑应设置带有压力表的试验消火栓,试验消火栓应设置在水 力最不利处且便于操作和防冻的位置。
(3) 室内消火栓的配置要求。室内消火栓应釆用DN65 mm栓口,并与消防软管卷盘 或轻便水龙设置在同一箱体内;应配置公称直径65 mm有内衬里的消防水带,长度不宜 超过25 m,并宜配置当量喷嘴直径16 mm或19 mm的消防水枪。
为了操作和使用方便,消火栓栓口的安装高度应便于消防水龙带的连接和使用,其距 地面高度宜为l∙lm,其出水方向应便于消防水带的敷设,并宜与设置消火栓的墙面呈 90。或向下;若出水方向向下,则出水口应向墙面外斜,并与消火栓箱的内底沿至少有 0.3 m以上的安全距离,以保证水带出水通畅。
(4) 室内消火栓的间距。室内消火栓的间距按直线距离计算,通常消火栓按2支消 防水枪的2股充实水柱布置的建筑物,消火栓的布置间距不应大于30 m;消火栓按1支消 防水枪的1股充实水柱布置的建筑物,消火栓的布置间距不应大于50 m0
(5) 室内消火栓的充实水柱和水压要求。高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超 过8m的民用建筑等场所,消火栓栓口动压不应小于0. 35 MPa ,消防水枪充实水柱应按 13 m计算;其他场所,消火栓栓口动压不应小于0. 25 MPa,消防水枪充实水柱按Iom计 算(充实水柱是指由水枪喷嘴起到射流90%水柱水量穿过直径38 Cm圆圈处的一段射流 长度)。
(6)室内消火栓的水压要求。室内消火栓栓口处的静压不应大于1. OMPa,否则,应 釆用分区给水系统。消火栓栓口动压力不应大于0.5 MPa,当大于0. 7 MPa时,应设置减 压装置,以保护管路的安全。
3)箱式消火栓、消防软管卷盘与消防竖管
(1) 箱式消火栓是由消火栓、消防水带及多用雾化水枪和箱体等组成的室外消火栓。 消防软管卷盘是由阀门、输入管路、卷盘、软管、水枪等组成,并能在迅速展开软管的过 程中喷射灭火剂的灭火设备,又名消防水喉。
由于箱式消火栓和消防软管卷盘,都配有多用雾化水枪,可以喷射直流或雾化水流, 避免高温设备遇水急冷导致设备破坏;且可由一人操作用于控制局部小火,用之辅以工艺 操作的应急事故处理,能够达到扑灭或控制小泄漏的初期火灾的目的。所以,石油化工企 业的工艺装置内、加热炉、甲类气体压缩机、介质温度超过自燃点的热油泵及热油换热设 备、长度小于30 m的油泵房附近等易发生泄漏的火灾多发场所,宜设箱式消火栓或消防 软管卷盘,以提高应急防护能力。但其保护半径不应大于30 mo
(2) 消防竖管是指贯穿楼层或工艺装置设备构架平台的用于消火栓或水喷淋给水的 竖向管道。消防竖管与水枪的保护范围有所不同,可对水枪作用不到的地方进行保护。消 防竖管一般供专职消防人员使用,由消防车供水或供泡沫混合液。其特点是设置简单,便 于使用,可加快控火、灭火速度。
① 由于扑救火灾常用直径小于19 mm的手持水枪,水枪进口压力一般控制在约 0.35 MPa,可由一人操作,若水压再高则操作困难。在0. 35 MPa水压下水枪充实水柱射 高约为17m,故要求火灾危险性大的框架高于15 m时,需设置半固定式消防竖管。多层 的甲、乙类厂房宜在楼梯间增设半固定式消防竖管,各层设置水带接口,竖管的入口应当 设于室外便于操作的地点。
② 工艺装置内的甲、乙类设备的构架平台高于其所处地面15 m时,宜沿梯子敷设半 固定式消防给水竖管,其各层需要设置带阀门的管牙接口;构架平台长度大于25 m时, 宜在另一侧梯子处增设消防给水竖管,且消防给水竖管的间距不宜大于50 m0
③ 易燃气体、液体储罐容量大于400 n?时,供水竖管不宜少于两条,并应均匀布置。 消防冷却水系统的控制阀应设于防火堤外且距罐壁不小于15 m的地点。同时,控制阀至 储罐间的冷却水管道应设过滤器。
④ 消防竖管的直径取决于给水的高度,并根据所需供给的水量计算。直径为19 mm 的水枪每支水枪控制面积可按50 n?考虑。对于工艺装置内的甲、乙类设备的构架平台, 平台面积小于或等于50 m2时,管径不宜小于80 mm;大于50 m2时,管径不宜小于100 mm。
4,消防给水系统的控制操作与维护管理
1)消防给水系统的自动联动控制
消防给水系统由消防给水设备(包括给水管网、加压泵及阀门等)和电控部分(包 括启泵按钮、消防中心启泵装置及消防控制柜等)组成。当手动消防按钮的报警信号送 入系统的消防控制中心后,消防泵控制装置通过手动或自动信号直接控制消防泵,同时接 收水位信号器返回的上水信号。
(1) 消防给水系统控制设备。消防给水系统通过消防控制柜或控制盘进行控制和操 作,消防控制柜或控制盘应设置专用线路连接的手动直接启泵按钮,同时消防控制柜或控 制盘应能显示消防水泵、稳压泵的运行状态,以及显示消防水池、高位消防水箱等水源的 高水位、低水位报警信号和正常水位。
(2) 消防给水系统的联动控制。消防泵的联动控制一般具备分散(现场)控制、集 中(消防中心)管理的功能,只要建筑物内任意一个区域出现火灾,驱动消防按钮就可 使消防泵启动。当建筑物超过一定高度时,消防给水系统将采用分区给水的方式,每个供 水区都设置独立的消火栓给水系统。启动消防泵可以是消火栓旁边的远距离启泵按钮,也 可以是控制中心的启泵按钮,还可以采用水泵房的控制柜启泵按钮;停止消防泵工作时可 以使用控制中心的停泵按钮,也可以使用水泵房的控制柜停泵按钮。消防泵一般分工作泵 和备用泵,工作泵故障时可启动备用泵,原工作泵报故障,只有当两台泵都不能启动时, 才显示故障。一般按钮启动后,先启动工作泵,工作泵启动失灵,自动转启备用泵,当工 作泵和备用泵均不能启动时,控制盘上显示故障。
2) 室外消火栓的维护管理
室外消火栓由于处在室外,经常受到自然和人为的损害,所以要经常维护。检查、维 护的主要内容:清除阀塞启闭杆端部周围杂物,将专用扳手套于杆头,检查是否合适,转 动启闭杆,加注润滑油;用油纱头擦洗出水口螺纹上的锈渍,检查闷盖内橡胶卷圈是否完 好;打开消火栓,检查供水情况,在放净锈水后再关闭,并观察有无漏水现象;外表油漆 剥落后应及时修补;清除消火栓附近的障碍物,对地下消火栓,消除井内积聚的垃圾、砂 土等杂物。
3) 室内消火栓的维护管理
室内消火栓给水系统,至少每半年(或按当地消防监督部门的规定)要进行一次全 面的检査。检查的主要内容:室内消火栓、水枪、水带、消防卷盘是否齐全完好;有无生 锈、漏水、接口垫圈是否完整无缺;消防水泵在火警后5 min内能否正常供水;报警按 钮、指示灯及报警控制线路功能是否正常,有无故障;检査消火栓箱及箱内配装的消防部 件的外观有无损坏,涂层是否脱落,箱门玻璃是否完好无缺。
对室内消火栓给水系统的维护,应做到使各组成设备经常保持清洁、干燥,防止锈蚀 或损坏。为防止生锈,消火栓手轮丝杆处以及消防水喉卷盘等所有转动的部位应经常加注 润滑油。设备如有损坏,应及时修复或更换。
4) 消防泵的检査与维护管理
消防水泵和稳压泵是供给消防用水的关键设备,必须定期进行试运转,保证发生火灾 时正常启动、不卡壳,电源和内燃机驱动正常,自动启动或电源切换及时无故障。消防水 泵和稳压泵等供水设施的维护管理应符合下列要求:
(1) 每月应手动启动消防水泵运转一次,并应检查供电电源的情况。
(2) 每周应模拟消防水泵自动控制的条件,自动启动消防水泵运转一次,且应自动
记录自动巡检情况,每月应检测记录。
(3) 每日应对稳压泵的停泵启泵压力和启泵次数等进行检查和记录运行情况。
(4) 每日应对柴油机消防水泵的启动电池的电量进行检测,每周应检查储油箱的储 油量,每月应手动启动柴油机消防水泵运行一次。
(5) 每季度应对消防水泵的出水流量和压力进行一次试验。
(6) 每月应对气压水罐的压力和有效容积等进行一次检测。
(二)自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统是按一定的间距和高度装置一定数量喷头的供水灭火系统。按用 途、组成部件和工作原理的不同,可分为湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系 统、预作用式自动喷水灭火系统、雨淋系统、细水雾系统、水幕系统等。该系统发生火灾 时能自动喷水灭火并能自动报警,在所有固定式灭火设备中,自动喷水灭火系统具有使用 范围最广、价格最便宜。它工作性能稳定,灭火效果好,使用期长,维护方便,因而广泛 应用于一切可以用水灭火的场所。可燃气体、可燃液体量大的甲、乙类设备的高大框架和 设备群等工艺装置内,当固定水炮不能有效保护特殊危险设备及场所时,应设自动喷水灭 火系统保护。
1. 湿式自动喷水灭火系统
湿式自动喷水灭火系统是指准工作状态时在报警阀的上下管道中始终充满着用于启动 系统的有压力水的闭式系统。湿式自动喷水灭火系统具有灭火速度快,控火效率高,系统 结构简单,设计、施工及管理方便,建设投资较低,应用范围广等特点。适用于环境温度 在4-70 范围的建筑物和场所。
在石化企业,对工艺装置内距地面高度40 m以上,受热后可能产生爆炸的炼制塔、 容器等工艺设备冷却都比较困难,故当机动消防设备不能对其进行保护时,可设固定式、 半固定式的自动喷水冷却系统,其喷水强度不宜小于8I√(min ∙ m2),冷却面积应按设备 的体表面积计算确定。
设置固定湿式自动喷水灭火系统的储罐,容积大于400 m'时,供水竖管宜釆用两条, 并应对称布置,罐顶多齿堰式淋水可为一条;消防冷却水系统的控制阀,应设于防火堤 外,且距罐壁不宜小于15 m;阀门控制可釆用手动或遥控,阀后宜设置带旁通阀的过滤 器;控制阀后及储罐上设置的管道,应采用镀锌管。
2. 干式自动喷水灭火系统
干式自动喷水灭火系统是指准工作状态时报警阀后的配水管道内平时没有水,充满着 用于启动系统的有压气体的闭式系统。干式自动喷水灭火系统具有不受设置场所环境温度 高低影响的特点,但建设投资费用较高,在灭火速度上不如湿式系统快,适用于在环境温 度低于4 cC或高于70龙的场所安装使用。
3. 预作用式喷水灭火系统
预作用式喷水灭火系统是在装有闭式喷头的干式自动喷水灭火系统上附加了一套报警 装置,形成了兼有双重控制的新系统。该系统平时处于干式状态,在火灾发生时能实现初 期报警,并迅速使管网充水,将系统转变为湿式,再进行喷水灭火。由于系统的这种转变 过程包含着预备动作的功能,故称预作用喷水灭火系统。
在预作用式喷水灭火系统中,火灾探测器和闭式喷头都是感温元件,但火灾探测器的 控制温度选择较低一些。火灾发生时,火灾探测器首先发出火警报警信号,报警控制器在 接到报警信号后作声光显示的同时启动电磁阀,使压力水迅速充满管网,当火场温度继续 上升,达到喷头的动作温度后才开始喷水。因此,预作用式喷水灭火系统既比湿式系统的 适用范围广,又避免了干式系统延缓喷水时间的缺点,其灭火效果优于上述两个系统,但 由于该系统自动化部件多,系统结构复杂,投资费用大,技术要求高,遇维护不良时,可 能会造成系统误启动或漏启动O
预作用式喷水灭火系统适用范围较大,凡是适用于湿式喷水灭火系统和充气式干式喷 水灭火系统的场所,均适用预作用式喷水灭火系统。尤其是不允许有水渍损失的建筑物、 构筑物,宜釆用预作用式喷水灭火系统。
4. 雨淋喷水灭火系统
雨淋喷水灭火系统是指由火灾自动探测报警联动系统控制,自动开启雨淋报警阀和启 动供水泵后,向开式洒水喷头供水的开式系统。发生火灾时,系统保护区域内的所有开式 喷头同时喷水灭火,可以在瞬间喷出大量的水,覆盖或阻隔整个着火区域,从而提供一种 整体保护用以对付和控制火灾。雨淋喷水灭火系统具有反应速度快、灭火效率高、灭火控 制面积大的特点。
在石化企业,雨淋系统主要应用于易燃品加工车间、可燃品高架库房、地下库房和生 产过程中易着火而导致爆炸需要大面积喷水的严重危险级的建筑物和构筑物等区域。主要 应用在以下几种情况:
(1) 火柴厂的氯酸钾压碾厂房,建筑面积大于IOOm2生产、使用硝化棉、喷漆棉、 火胶棉、赛璐珞胶片、硝化纤维的厂房。
(2) 建筑面积超过60 π?或储存量超过2 t的硝化棉、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞胶片、 硝化纤维的仓库。
(3) 日装瓶数量超过3000瓶的液化石油气储配站的灌瓶间、实瓶库。
(4) 粉状铉梯炸药、铉油炸药、梯恩梯粉碎;铉梯黑炸药生产;导火索生产的黑索 药三成分混药、干燥、凉药、筛选、准备及制索;震源药柱生产的炸药熔混药、装药等生 产工序。
5. 水喷雾灭火系统
水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在较高的水压力作用下,将水流分离成0. 2 ~ 2 mm 甚至更小的细小水雾滴,喷向保护对象,通过表面冷却、窒息或冲击乳化、稀释等作用, 达到灭火或防护冷却的目的。水喷雾灭火系统的应用发展,实现了用水扑救油类、电气设 备火灾,并且克服了气体灭火系统不适合在露天环境和大空间场所使用的缺点。
水喷雾灭火系统对于化工企业中扑救各类露天设备火灾效果较好,具体使用范围:用 于灭火时,可扑救固体火灾、闪点高于60 CC的液体火灾和电气火灾;用于防护冷却时, 可应用于可燃气体和甲、乙、丙类液体储罐及装卸设施的冷却,且在冷却的同时,可有效 地稀释泄漏的气体或液体;水喷雾灭火系统不得用于扑救雨水发生化学反应造成燃烧、爆 炸的火灾,以及水雾对保护对象造成严重破坏的火灾。
符合下列条件的建筑物及部位应设置水喷雾灭火系统:
(1) 根据《建筑设计防火规》(GB 50016)规定,对于单台容量在40 MW及以上厂矿 企业的可燃油油浸电力变压器,单台容量在90 MW及以上发电厂的可燃油油浸电力变压 器,或单台容量在125 MW及以上独立变电所的可燃油油浸电力变压器和飞机发动机试车 台的试车部位,都应设置细水雾灭火系统。
(2) 当储罐储存的物料燃烧,在罐壁可能生成碳沉积时,应设水喷雾系统。水喷雾 可采用喷头、穿孔管或罐顶多齿堰式等淋水形式。当储罐固定式消防冷却水系统采用水喷 雾时,储罐的阀门、液位计、安全阀等均宜设喷头保护。
6. 水幕系统
水幕系统是利用水幕喷头密集喷洒所形成的水墙或水帘,起到挡烟阻火和冷却分隔物 作用的一种自动喷水系统,即通过其特殊的喷头布置方式,对简易防火分隔物进行冷却, 提高其耐火性能,或阻止火焰穿过开口部位,直接作防火分隔使用。
水幕系统适用在以下部位:宜设置水幕阻火系统的剧院、礼堂的舞台口;工业或民用 建筑面积超过建筑物的防火分区要求时,采用水幕作防火分隔物来代替防火墙;防火分隔 物的耐火时间不能达到耐火极限要求的,设置水幕系统提高防火分隔物的耐火性能;有门 窗孔洞相通的厂房、库房采用防火卷帘进行分隔时,设水幕增强防火卷帘的耐火性能;在 炼油和化工企业内的露天生产装置区内,为防止设备发生火灾后火势蔓延,采用喷雾水幕 设备,将各生产单元的设备或设备与建筑物之间,进行分隔;以及由于某些原因,建筑物 之间的防火间距不能满足要求时,常釆用水幕对耐火性能较差的门窗、可燃屋檐等进行保 护,增强其耐火性能等。
甲、乙类油品海港码头,当停泊350OOt级及其以上船型时,宜设置防热辐射水幕。水 幕应设置于码头前沿,其设置长度宜在装卸设施两端各延伸5 m;水幕喷射高度宜高出被保 护对象1. 5 m;当水幕喷射高度不超过10 m时,其每米水幕长度用水量不宜小于10。L/min; 当水幕射高超过Iom时,每增加1 m射高其用水量应增加10 L∕mino
7. 自动喷水灭火系统的控制操作与维护管理
1)自动喷水灭火系统的联动控制
自动喷水灭火系统的应用已有上百年的历史,由于该系统能在火灾时自动启动喷水灭 火,使火灾在初期就及时得以控制,从而最大限度地减少了火灾损失,因此,它被国际上 公认为扑救初期火灾最有效的消防设施。在自动喷水灭火系统中,湿式系统即充水式闭式 自动喷水灭火系统是应用最广泛的一种。
(1) 联动控制逻辑。自动喷水灭火系统的联动控制逻辑过程:当发生火灾、水喷头 的温度元件达到额定温度时,水喷头动作,系统支管的水流动,水流指示器动作,湿式报 警阀动作,压力开关动作,这三个部件的动作信号均送消防控制室。随后,水流指示器和 压力开关两个信号使消防水泵启动,启泵信号送消防控制室,且水力警铃报警,表明系统 已喷水。如果是平时维修检查,则打开支管末端放水阀或试验阀,也将有相应的动作信号 送入消防控制室,其动作过程同喷头动作一样。
(2) 控制显示功能。消防控制设备对自动喷水和水喷雾灭火系统应当具有控制系统 的启、停;显示消防水泵的工作、故障状态;显示水流指示器、报警阀、信号阀的工作状 态等控制和显示功能。
如果使用干式喷水灭火系统,消防控制室还应显示:系统最高和最低气压;预作用系 统还显示系统的最低气压;如果高层建筑釆用高、中、低分区给水系统,则在消防控制室 中应当分区实现自动喷水灭火系统的控制和显示功能。
2)自动喷水灭火系统的检查与维护
每一个自动喷水灭火系统必须始终处于正常的警戒状态,从使用方面应确立一套定期 检查制度,检查内容包括以下几个方面。
(1) 设备状态检查。对组成紊统的喷头、报警控制阀、闸阀报警控制器、附件、管 网接头等作外观检查,看有否损坏、锈蚀、渗漏、启闭位置不当等情况存在,一经发现应 立即采取适当的维修、校正措施,使其恢复完好状态。
(2) 系统功能检查。应按照各类系统的设计规定进行系统功能动态模拟试验。
① 每两个月应对水流指示器进行一次功能试验,利用管网末端试水装置排水,水流 指示器应动作,消防控制中心应有信号显示。
② 每个季度应对报警阀进行一次功能试验,打开系统侧放水阀放水,报警阀瓣开启, 延时器底部有水排出,并延时5-90s内报警装置应开始连续报警;水力警铃应发出响亮 的报警声,压力开关应接通电路报警,消防控制中心有显示,并应启动消防水泵。
(3) 使用环境检查。使用环境及保护对象被人为地作了不恰当的改变时,会对系统 功能造成不利的影响。如在仓库内货物堆高阻挡了喷头的喷洒范围;喷头被刷漆或包扎而 延迟了动作灵敏度,从而改变了喷洒特性;可燃物数量和品种的改变或生产性质的改变, 致使原设计标准已不符合现实的危险性等级要求等。因而对使用环境和条件要定期检核、 评价,不允许有超过规定的改变。
(三)蒸汽灭火系统
蒸汽是水在温度超过其沸点(IoOtC)时蒸发而形成的一种不燃、无毒的惰性气体。 由于水蒸气能冲淡燃烧区的可燃气体、蒸气,并能隔绝燃烧区内的空气,因而具有良好的 灭火作用,所以水蒸气是一种较好的灭火剂。由于普通水对高温设备的骤冷会引起设备的 损坏(冷水不能扑救高温物体设备火灾),而蒸汽扑灭高温设备火灾不会引起因设备热胀 冷缩的应力对高温设备的破坏;还由于蒸汽灭火系统构造简单、取用方便、价格低廉,所 以,在石油化工企业很有使用价值。
1.蒸汽灭火系统的类型
蒸汽灭火系统按用途和安装方式可分为全充满固定灭火系统和局部应用式半固定灭火 系统。
1) 全充满固定灭火系统
(1) 系统组成。全充满固定灭火系统一般由蒸汽源(蒸汽锅炉、蒸汽输气干管或蒸 汽分配箱等),蒸汽灭火干管、支管和配气管等组成。
(2) 适用场所。全充满固定灭火系统主要适合于油品加压站、石油码头的油泵房、 油船的油舱、炼油厂、石油化工厂的生产厂房等有大量的可燃液体和气体;常处于高温、 高压下运转,一旦发生事故会迅速流散或很快扩散到整个房间(或立即发生火灾)的设 备和场所。
2) 局部应用式半固定灭火系统
(1) 局部应用式半固定蒸汽灭火系统一般由蒸汽源(蒸汽锅炉、蒸汽分配箱等),输 汽干管、支管和短管(或蒸汽幕管)等组成。
(2) 局部应用式半固定蒸汽灭火系统主要适用于燃油的火力发电厂锅炉房;炼油厂 和石油化工厂露天生产装置区的加热炉、炼制塔、反应釜、泵房、换热器、冷凝器、中间 储罐和管道等有大量的可燃液体或气体的处所和设备处于高温、高压下,一旦泄漏,可发 生火灾,以防止泄漏出来的气态炷发生火灾和及时扑灭设备的漏泄火灾的设备或场所,或 为阻止火势扩大和火灾蔓延的场所。
2. 蒸汽灭火系统的适用场所
在具有蒸汽供给源,使用蒸汽不会造成事故的场所宜设蒸汽灭火系统。如使用蒸汽的 甲、乙类厂房;操作温度等于或超过本身自燃点的丙类液体厂房;液体硫黄的储罐;单台 锅炉蒸发量超过2t∕h的燃油、燃气锅炉房;炼油厂、石油化工厂、油泵房、重油罐区、 露天生产装置区和重质油品库房等场所,均宜设置蒸汽灭火系统。但由于二硫化碳等挥发 性大、闪点低的易燃液体设备,使用水蒸气可能造成事故,所以此类场所不得采用蒸汽灭 火系统。
3. 蒸汽灭火系统的控制操作与维护管理
1) 蒸汽灭火系统的使用
(1) 全充满固定灭火系统的使用。设有固定灭火装置的房间(或舱室),一旦发生火 灾,应自动或人工关闭室内(或舱室)一切可以关闭的机械或自然通风的孔洞门窗,人 员立即离开着火房间,然后开启蒸汽灭火管线(打开选择阀),使整个房间内充满蒸汽, 进行灭火。
(2) 半固定灭火系统的使用。室内或露天生产装置区内的设备泄漏可燃气体或可燃 液体时,应打开接口短管的开关,对着火源喷射蒸汽,进行灭火;若露天生产装置起火, 有较大的风速时,灭火人员应站立在着火部位的上风处进行灭火,保证人身安全。
(3) 移动式灭火系统的使用。可燃液体储罐区内的储罐发生火灾时,应立即在短管 上接上橡胶输气带,将橡胶管的另一端绑扎在蒸汽挂钩上,或绑扎在泡沫室的泡沫输送管 上。这些准备完成后,打开接口短管的阀门,向油罐液面上施放蒸汽,进行灭火。必须指 出的是,在使用蒸汽扑灭油罐火灾的同时,应积极准备泡沫进攻,当蒸汽不能扑灭可燃液 体油罐火灾时,应停止喷射蒸汽,釆用泡沫灭火系统扑灭火灾。
2) 蒸汽灭火系统的管理
蒸汽灭火系统的控制阀门,一般有分配箱处的灭火蒸汽总阀、全充满蒸汽灭火系统的 室外选择阀、接口短管上的开关阀等。分配箱处的生产、生活蒸汽管线应设防回流的单向 阀,以防止(石油、化工厂内)生产、生活蒸汽管线内的蒸汽被可燃液体气体污染而倒 流入分配箱内,并保证灭火蒸汽管线内的蒸汽不含可燃的液体或气体,灭火蒸汽总阀应设 在分配箱蒸汽输气管线出口处,用以开启或关闭蒸汽的输气管线。为使火场使用方便,蒸 汽分配箱及其阀门离保护对象的距离不宜超过60 mo
全充满蒸汽灭火系统的室外选择阀,又称分配阀,是用以开启或关闭保护空间蒸汽管 的阀门。此阀门应设在人员便于接近的地点,且应设在室外便于操作的地方。若设在室外 有困难时(例如设在室外在防冻上有困难等),也可设在室内,但必须将阀门的手轮设在 建筑物的外墙上,其位置与门、窗、孔、洞的距离不应小于Im,以防在开启阀门时,被 室内喷出的火焰灼伤。该控制阀杆穿过墙上的孔洞,应用不燃物严密填实堵塞,以防蒸汽 从孔洞漏出。
接口短管的开关阀是局部应用式蒸汽灭火管线短管上的开关。室内蒸汽灭火短管的开 关阀,也可设在蒸汽管线上,但其位置离保护油罐的距离,宜在15 ~30m,且应设在防 火堤之外。
蒸汽灭火系统应经常处于良好战备状态,及时地扑灭初期火灾,应当特别注意平时的 管理和保养。输气管应良好,且应经常充满蒸汽,排除冷凝水设备工作正常,管内不积存 冷凝水;保温设备、补偿设备、支座等应保持良好,无损坏;管线上的阀门灵活好用不漏 气;短管上橡胶管连接可靠,完好整洁;筛孔管畅通,配气管要清洁卫生。
(四)泡沫灭火系统
泡沫灭火系统是扑灭甲、乙、丙类液体火灾和某些固体火灾时最行之有效的灭火手 段。由于该系统具有安全可靠、经济实用、灭火效率高、无毒性的特点,目前已在国内外 的石油化工企业、油库、地下工程、各类仓库、煤矿、汽车库、船舶等场所得到广泛的 应用。
低倍数泡沫灭火系统是指发泡倍数低于20的泡沫灭火系统,中倍数泡沫灭火系统是 指发泡倍数为20 -200.的泡沫灭火系统,高倍数泡沫灭火系统是指发泡倍数高于200的泡 沫灭火系统。
1.泡沫灭火系统的类型
1)低倍数泡沫灭火系统的类型’
低倍数泡沫灭火系统按照安装形式不同有以下3种类型。
(1) 固定式泡沫灭火系统。固定式泡沫灭火系统一般由消防水泵、消防水池、泡沫 液罐、比例混合器、混合液管线、泡沫室(或泡沫产生器)或泡沫喷头等组成。
该灭火系统具有启动及时、安全可靠、操作方便、自动化程度高等优点,但系统投资 大、设备利用率低、平时维护管理复杂。该灭火系统主要适用于总储量大于500 π?独立 的非水溶性可燃液体储罐区,总储量不小于200 m3水溶性可燃液体立式储罐区以及机动 消防设施不足的企业附属非水溶性可燃液体储罐区。
(2) 半固定式泡沫灭火系统。半固定式泡沫灭火系统由泡沫室或泡沫喷头、管线和 水泵接合器组成,由泡沫消防车通过水泵接合器供应泡沫混合液。
该灭火系统由于没有固定设置的泡沫混合液泵、泡沫液储罐等设施,所以从维护、管 理方面来看有一定的优越性,但它需要一定数量的消防车及专职的消防人员。该灭火系统 主要适用于机动消防设施较强的企业附属可燃液体储罐区和石油化工生产装置区火灾危险 性大的场所。
(3) 移动式低倍数泡沫灭火系统。移动式低倍数泡沫灭火系统是以泡沫钩枪或泡沫 管架代替泡沫室(或泡沫产生器),以消防车代替水泵,以水带代替管道的灭火设备。
该灭火系统是在火灾发生后铺设,不会遭到初期燃烧爆炸的破坏,使用机动灵活,但 该系统操作比较复杂,受外界环境的影响较大,扑救火灾的速度不如固定和半固定式灭火 系统,因此多作为固定和半固定式泡沫灭火系统的辅助灭火设施。该灭火系统适用于总储 量不大于500 m3、单罐容量不大于200 m3,且罐壁高度不大于7 m的地上非水溶性可燃液 体立式储罐;总储量小于200 m3、单罐容量不大于100 m3,且罐壁高度不大于5 m的地上 水溶性可燃液体立式储罐;卧式储罐和可燃液体装卸区易泄漏的场所。
2)高、中倍数泡沫灭火系统的类型
高倍数泡沫灭火系统根据安装型式分为全淹没式、局部应用式和移动式3种类型;中 倍数泡沫灭火系统分为局部应用式和移动式2种类型。
(1) 全淹没式泡沫灭火系统。采用全淹没式高倍数泡沫灭火系统进行控火和灭火, 就是将高倍数泡沫按规定的高度充满被保护区域,并将泡沫保持到所需要的时间。在保护 区内的高倍数泡沫以全淹没的方式封闭火灾区域,阻止连续燃烧所必需的新鲜空气接近火 焰,使火焰窒息、冷却,达到控制和扑灭火灾的目的。因此,要使高倍数泡沫在被保护区 域内以一定的速度进行有效的堆积,并使其在规定的时间内堆积一定的高度,这就要求保 护区域是用难燃体或不燃体封闭的空间。这个封闭空间越大,相对于其他灭火手段,高倍 数泡沫的灭火效能高和成本低等特点越显著,故全淹没式高倍数泡沫灭火系统最适用于大 面积有限空间的固体和液体火灾的防护。
(2) 局部应用式泡沫灭火系统。局部应用式泡沫灭火系统的灭火机理完全与全淹没 式泡沫灭火系统相同,仅是该灭火系统的应用场所和方式以及系统组件的安装方法有所不 同,它主要应用于大范围内的局部场所。
局部应用式泡沫灭火系统有2种情况:一种是指在一个大的区域或范围内有一个或几 个相对独立的封闭空间,需要用泡沫灭火系统进行保护,而其他部分则不需要进行保护或 釆用其他的防护系统(如消火栓给水系统或自动喷水灭火系统等),例如需要特殊保护某 一个大厂房内的火灾危险性较大的试验间、高层建筑下层的汽车库及地下仓库等场所;另 一种是指在一个大的区域或范围内局部设有阻止泡沫流失围挡设施的场所,其围挡高度应 大于该防护区所需要的泡沫淹没深度。
对表面基本上是平的防护对象,采用该种灭火系统,将高倍数泡沫直接喷放到上面是 最适宜的,如有限的易燃液体的流淌火灾,敞口罐、油罐防护堤、矿井、沟槽内的火 灾等。
(3) 移动式泡沫灭火系统。移动式泡沫灭火系统的组件可以是车载式,也可以是便 携式,系统全部组件可以移动,使用灵活、方便,而且随机应变性强。使用该灭火系统, 泡沫通过导泡筒从远离火场的安全位置被输送到火灾区域扑灭火灾。故可用来扑救内部充 满烟雾和有毒气体、人员无法靠近、火源难以找到或危及人生命的发生部位难以确定的地 下工程、矿井等场所火灾。
移动式高倍数泡沫灭火系统对可燃液体泄漏引起的流淌火灾,是非常有效的。如油罐 防火堤内,没有设置固定式或半固定式高倍数泡沫灭火系统,发生了流淌火灾可使用移动 式高倍数泡沫灭火系统,能迅速有效地实施灭火。
对于一些封闭空间的火场,其内烟雾及有毒气体无法排出,火场温度持续上升,会造 成更大的损失,如果使用移动式泡沫灭火系统,发泡后,泡沫置换出封闭空间内的有毒气 体,也降低了火场的温度,而后可用其他灭火手段扑救火灾。
移动式泡沫灭火系统还可作为固定式灭火系统的补充使用。全淹没式、局部应用式灭 火系统在使用中出现意外情况时或为了更快地扑救防护区内火灾,可利用移动式泡沫灭火 装置向防护区喷放泡沫,弥补或增加泡沫供给速率,达到更迅速扑救防护区内火灾的目 的。移动式高倍数泡沫灭火系统用于扑救轮船、橡胶仓库和油库等场所的火灾,灭火效果 都很好。
2. 泡沫灭火系统的适用场所
1) 应采用固定式泡沫灭火系统的设备
(1) 甲、乙类和闪点≤90cC的丙类可燃液体的固定顶罐及浮盘为易熔材料的内浮顶 罐。单罐容积大于或等于IOOoO m3的非水溶性可燃液体;单罐容积大于或等于500 n?的 水溶性可燃液体。
(2) 甲、乙类和闪点≤90 CiC的丙类可燃液体浮仓式浮顶罐。单罐容积大于或等于 50000 m3的非水溶性可燃液体;单罐容积大于或等于20000 m3的水溶性可燃液体。
(3) 移动消防设施不能进行有效保护的可燃液体罐区。
(4) 地形复杂消防车扑救困难的可燃液体罐区。
(5) 停泊50001级及其以上船型的河港油码头或停泊20000吨级及其以上船型的海港 油码头(其混合液供给速率不宜小于60 I√s),宜设置两个固定式水-泡沫两用炮,每个 炮喷射速率不宜小于30 L/s ;当海港油码头停泊50000吨级及其以上船型时,两用炮宜釆 用高架遥控炮。
2) 应采用移动式泡沫灭火系统的设备
(1) 罐壁高度小于7 m或容积等于或小于200 m3的非水溶性可燃液体储罐。
(2) 润滑油储罐。
(3) 液体地面流淌火灾、油池火灾。
3) 应采用半固定式泡沫灭火系统的场所
(1) 不适宜安设固定和移动式灭火系统的可燃液体罐区。
(2) 工艺装置及单元内的火灾危险性大的局部场所。
(3) 含有轻质油品的酸性水原料罐及含油污水调节罐。
(4) 停泊IOOOt级及其以上船型的河港油码头或停泊500Ot级及其以上船型的海港油 码头(其混合液供给速率不宜小于30 L/s) O
3. 泡沫灭火系统的控制操作与维护管理
1) 泡沫灭火系统的控制
消防控制设备对泡沫灭火系统具有2种功能:控制泡沫泵及消防水泵的启、停;显示 系统的工作状态。
对于设置自动探测、报警系统对防护区进行有效监控的全淹没式高倍数泡沫灭火系统 或局部应用式高倍数泡沫灭火系统在控制中心(室)和防护区设置声光报警装置,提示 工作人员撤离,并根据需要控制有关的门、窗、排气口等装置以及断电机构的联动控制。
2) 低倍数泡沫灭火系统的检査与维护管理
泡沫灭火系统验收应制定使用、维护保养和检査制度。岗位操作规程公布在消防泵房 的设备附近。同时培训专职和兼职消防人员,这些人员应定期对系统进行操作、维修、检 查和试验。
为确保灭火系统处于良好的准工作状态,应根据系统的类型及该系统对整个企业的安 全重要性来决定是周检、月检、季检、半年检及年检的制度。对釆用固定式泡沫灭火系统 的独立的大型油库:
(1) 周检主要是启动泵,看能否按时启动,运转是否良好;查看管道和阀门有无泄 漏,管道和泡沫产生器有无损坏;全部操作装置和部件是否完好,消防泵能否正常供水, 压力是否适宜等。发现问题应立即修理或更换。
(2) 月检是除周检内容外,还应对操作者进行检查,考核他们对系统中设备的性能、 用途、作用的掌握程度。
(3) 季检应对全部电气装置和报警系统进行检查和试验。
(4) 半年检:
① 检查产生泡沫的有关装置。如检查泡沫比例混合器、泡沫产生器有无机械损伤、 腐蚀、空气入口有无堵塞,以及所有阀件手动是否灵活。
② 检查管道。对地上管道进行压力试验,以检查这些管道有无腐蚀及机械损伤。对 地下管道应至少5年检查一次。
③ 检查过滤器。检查用过或做过流量试验后的清扫情况。
④ 检查报警和自动设备、自动和手动装置,看其性能是否正常良好。
⑤ 对泡沫液及其储存器进行检查。检查设备是否被损坏,液位高低是否符合要求。
⑥ 年检除了半年检查的项目外,还要对泡沫液的成分和性能进行分析测试。将泡沫 液样品送交检测中心进行分析测试或交生产厂家进行化验分析。仔细检查储存泡沫液的容 器内有无沉淀物或沉降物。
半固定式泡沫灭火系统也应根据具体情况,制定行之有效的检查和维修制度。
3)高倍数泡沫灭火系统的检查与维护管理
(1) 使用前应按系统设计要求和有关规定,根据本单位具体情况制定使用、维修、 保养、检查规程。可参照低倍数泡沫灭火系统的有关要求执行。
(2) 系统应配有专门的操作人员,并进行必要的训练。
(3) 高倍数泡沫液的储存。高倍数泡沫液一船应储存在专用的贮罐内,也可以储存 在原装运的容器里,存放在指定的地点,储存条件应满足产品技术条件所规定的要求。
(4) 手动灭火系统在发生火灾后应由专门人员按操作规程进行操作。
(5) 为确保全淹没灭火系统启动后达到预期的灭火效果,应防止泡沫的泄漏,全淹 没深度以下的开口,如门、窗等应在人员撤离后泡沫喷放前或与泡沫喷放的同时自动或手 动关闭。
(6) 高倍数泡沫灭火系统使用后,应在24 h内将消耗了的高倍数泡沫液补充完毕, 并使系统重新处于完好状态。
(7) 高倍数泡沫的清除。灭火后打开所有的开口,釆用强制通风的方法从建筑内清 除泡沫。在一些水对被保护对象影响不大的场所,还可以用喷射水的方法消除泡沫。
(8) 灭火后必须对整个系统进行冲洗、检查,使全系统恢复到准工作状态。
(五)干粉灭火系统
1.干粉灭火系统的类型
干粉灭火系统主要用于扑救可燃气体、可燃液体和电气设备火灾,其特点是能够长距 离输送,设备可远离火区;不用水,特别适用于缺水地区,寒冷季节使用不需防冻;灭火 时间短、效率高,特别对石油及石油产品的灭火效果尤为显著;绝缘性能好,可扑救带电 设备火灾;以有相当压力的二氧化碳和氮气作为喷射动力,因而可不受电源限制。但干粉 不具有冷却作用,容易发生复燃,不能扑救深度阴燃物质的火灾,不能扑救本身能供给氧 的化学物质火灾。
干粉灭火系统根据被保护对象的特点分为全淹没干粉灭火系统、局部应用干粉灭火系 统和移动式干粉灭火系统。
2. 干粉灭火系统的适用场所
干粉灭火系统对扑救石油化工厂的初期火灾,尤其是用于气体火灾是一种灭火效果 好、速度快的有效灭火剂,但扑救后易于复燃,故宜与氟蛋白泡沫灭火系统联用。
1) 全淹没干粉灭火系统
全淹没干粉灭火系统主要用于地下室、船舱、变压器室、油漆仓库、油品仓库以及汽 车库等密闭的或可密闭的建筑。某些物质的储存、装卸等的封闭场所及室外需重点保护的 场所,石化企业引进的装置中使用烷基铝为催化剂,该物料遇空气着火、遇水爆炸,故应 当设有全淹没式自动干粉站以保护储存及装卸的场所。
2) 局部应用干粉灭火系统
局部应用干粉灭火系统主要用于建筑物空间很大、不易形成整个建筑物火灾,或只有 个别设备容易发生火灾,或者一些露天装置易发生火灾的场所,以及不可能也没有必要设 置全淹没灭火系统的场所。对于火灾危险大的气体加工装置内易发生火灾部位,应设置固• 定的干粉炮,针对某个容易发生火灾的部位设置局部应用的自动灭火系统。
3) 移动式干粉灭火系统
大型干粉灭火设备普遍设置为移动式系统的干粉车,用于扑救工艺装置的初期火灾及 液化炷罐区火灾效果较好。
3. 干粉灭火系统的控制操作与维护管理
1) 干粉灭火系统的控制
消防控制设备对干粉灭火系统具有2种功能:控制系统的启、停;显示系统的工作 状态。
一般自动干粉灭火系统、全淹没系统、局部灭火系统均设置火灾探测装置,系统由火 灾探测器探测到着火后报警,再通过联动控制盘自动启动或消防人员人工操作启动。
2) 干粉灭火系统的检查与保养
在干粉灭火设备存放地点要设详细的操作说明,工作人员必须严格遵守操作规程,对 各部件勤检查,确保处于良好工作状态。
动力气瓶要定期检查,测定气体压力和质量是否在规定的范围内。低于规定的数值 时,要找出漏气原因,立即更换或修复。
要检查喷嘴的位置和方向是否正确,喷嘴上有无积存污物。对于加密封措施的喷嘴, 要检査密封是否完好。
要检查阀门、减压阀、探测器、压力表等部件是否处于正常的工作状态。
干粉灭火剂应每隔2~3年进行开罐取样检查,把样品送往专业单位检测,如不符合 性能标准的要求,要立即更换干粉灭火剂。
(六)固定消防炮灭火系统
消防炮是以炮的形式高速将水、泡沫混合液、干粉等灭火药剂喷射至一定距离进行灭 火或冷却作业的消防设备。
1. 固定消防炮的类型
固定消防炮用于保护面积较大、火灾危险性较高,而且价值较昂贵的重点工程、群组 设备等要害场所,能够及时、有效地扑灭较大规模的区域性火灾。按照工作介质,可分为 泡沫炮、水炮、泡沫-水两用炮和干粉炮等;按照应用场合可分为车用消防炮、船用消防 炮和陆用消防炮等;按照安装形式可分为固定消防炮和移动消防炮(干粉炮仅有固定系 统);按照控制方式可分为就地控制消防炮、远程控制消防炮和智能消防炮等。
2. 固定消防炮的适用场所
消防炮灭火系统是一种通用性很强的灭火系统,在石油化工企业用途最广,是室外易 燃液体、气体火灾非常有效的灭火手段。可燃气体、可燃液体量大的甲、乙类设备的高大 构架和设备群应设置水炮保护,其设置位置距保护对象不宜小于15 m,水炮的出水量宜 为30~40I√S,喷嘴应为直流一水雾两用喷嘴,距罐壁宜为15~40m°对于醋酸纤维、 黏胶纤维、锦纶、涤纶、腊纶纤维等易燃或燃烧猛烈的合成纤维库房,当其库房的跨度超 过30 m时,可增设高架式水炮。
3. 消防炮系统的控制操作与维护管理
1) 系统的使用
消防炮灭火系统验收合格方可投入运行。系统应建立相应的文件体系,以规范系统的 使用、操作与管理工作,确保文件体系的可追溯性。
2) 系统的维护管理
(1) 日常维护消防炮灭火系统应建立系统定期维护制度,每日巡视各阀门的完好状 况和开闭位置;内燃机驱动的消防泵组应每周启动运转一次。
(2) 月检要求每月应对系统进行一次外观检查。消防水泵应每月启动运转一次。当 消防水泵为自动控制启动时,应每月模拟自动控制的条件启动运转一次。电磁阀应每月检 查并应作启动试验,动作失常时应及时更换。
(3) 季度检要求每季度应当对固定式消防炮的回转机构、仰俯机构或电动、气动操 作机构进行检查,性能应达到标准的要求;消火栓和阀门的开启与关闭应自如,不应锈 蚀;压力表、减压阀、管道过滤器、金属软管、管道及附件不应有损伤;电气控制设备的 工作状况应良好。对消防炮系统进行一次供水试验,验证系统的供水能力。
(4) 半年检要求消防炮系统管道的压力试验,每半年应当对地上管道进行一次,每 五年对地下管道应进行至少一次。高压软管应无变形、裂纹及老化,必要时对每根高压软 管进行水压强度试验和气压密封性试验。
(5) 年检要求每年应对水源的供水能力进行一次测定;对固定式泡沫灭火系统的泡 沫混合液管道,立管应作清除锈迹处理;其余管道还应作冲洗加清除锈迹的处理。
(6) 每两年应对消防储水设备进行检査,修补缺损和重新油漆。每隔2 ~3年应进行 一次冷喷试验,试验完毕应对管道进行冲洗;并对系统所有的设备、设施、管道及附件进 行全面检查,包括射程、流量、喷射型式、各相关设备的强度、油漆、腐蚀情况等,结果 应符合设计要求。系统管道每隔2~3年应进行冲洗,清除锈渣,并进行刷漆处理。
(七) 二氧化碳灭火系统
1. 二氧化碳灭火系统的类型
二氧化碳灭火系统按应用方式可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统。全淹没灭 火系统应用于扑救封闭空间内的火灾;局部应用灭火系统应用于扑救不需封闭空间条件的 具体保护对象的非深位火灾。
二氧化碳灭火系统按灭火剂储存方式可分为高压系统和低压系统。管网起点计算压力
(绝对压力),高压系统取5. 17 MPa ,低压系统取2. 07 MPaO
2. 二氧化碳灭火系统的适用场所
D适用的火灾场所
(1) 灭火前可切断气源的气体火灾。
(2) 液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾。
(3) 固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。
(4) 电气火灾。
2)不适用的火灾场所
(1) 二氧化碳全淹没灭火系统不应用于经常有人停留的场所。
(2) 硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾。
(3) 钾、钠、镁、钛、错等活泼金属火灾。
(4) 氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。
(八) 气体灭火系统
1. 气体灭火系统的类型
气体灭火系统的类型包括七氟丙烷灭火系统、IG541混合气体灭火系统和热气溶胶全 淹没灭火系统。
2. 气体灭火系统的适用场所
D适用的火灾场所
(1) 电气火灾。
(2) 固体表面火灾。
(3) 液体火灾。
(4) 灭火前可切断气源的气体火灾。
注:除电缆隧道(夹层、井)及自备发电机房外,K型和其他型热气溶胶预制灭火 系统不得用于其他电气火灾。
2)不适用的火灾场所
(1) 硝化纤维、硝酸钠等氧化剂或含氧化剂的化学制品火灾。
(2) 钾、钠、镁、钛、错、铀等活泼金属火灾。
(3) 氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。
(4) 过氧化氢、联胺等能自行分解的化学物质火灾。
(5) 可燃固体物质的深位火灾。
(6) 热气溶胶预制灭火系统不应设置在人员密集场所、有爆炸危险性的场所及有超 净要求的场所。
(7) K型及其他型热气溶胶预制灭火系统不得用于电子计算机房、通信机房等场所。
3.气体灭火系统的控制操作
釆用气体灭火系统的防护区,应设置火灾自动报警系统。管网灭火系统应设自动控 制、手动控制和机械应急操作三种启动方式,预制灭火系统应设自动控制和手动控制,当 采用自动控制启动方式时,根据人员安全撤离防护区的需要,应有不大于30 s的可控延 迟喷射。
灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒性反应浓度的防护区和采用热气溶胶预制灭火 系统的防护区,应设手动与自动控制的转换装置。当人员进入防护区时,应能将灭火系统 转换为手动控制方式,当人员离开时,应能恢复为自动控制方式。防护区内外应设手动、 自动控制状态的显示装置。
自动控制装置应在接到两个独立的火灾信号后才能启动。手动控制装置和手动与自动 转换装置应设在防护区疏散出口的门外便于操作的地方。机械应急操作装置应设在储瓶间 内或防护区疏散出口门外便于操作的地方。
气体灭火系统的操作与控制,应包括对开口封闭装置、通风机械和防火阀等设备的联 动操作与控制。
(九)火灾报警系统
石油化工企业必须设置火灾报警系统,消防站内应设接收火灾报警的设施。
1.火灾报警系统的组件
火灾自动报警系统一般由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置和电源组成,复杂 的系统还包括消防控制设备。
D触发器件
触发器件是火灾自动报警系统中,自动或手动产生火灾报警信号的器件。主要包括火 •灾探测器和手动火灾报警按钮。手动火灾报警按钮是通过设置在易发生火灾的区域的报警 点,通过触动按钮使消防控制室显示装置显示火灾的位置、信号。火灾自动报警系统是通 过火灾探测器实现报警。
大型石化企业的甲、乙类装置区及罐区四周应设置手动报警按钮。
2) 火灾报警装置
火灾报警装置是火灾自动报警系统中,用以接收、显示和传递火灾报警信号,理能发 出控制信号和其他辅助功能的控制指示设备。它具备为火灾探测器供电,接收、显示和传 输火灾报警信号,并能对自动消防设备发出控制信号等功能,是火灾自动报警系统的核心 组成部分。感烟、感温、火焰等自动报警器的信号盘应设置在其保护区的控制室或操作 室内。
3) 火灾警报装置
火灾警报装置是火灾自动报警系统中,用以发出区别于环境声、光的火灾报警信号的 装置。它在火灾情况下以声响和光的方式向报警区域发出火灾警报信号,以警示人们釆取 安全疏散和灭火救灾措施。
4) 电源
电源分为主电源和备用电源。火灾自动报警系统属于消防用电设备,其主电源应采用 消防电源,备用电源釆用蓄电池。
5) 消防控制设备
消防控制设备是火灾自动报警系统中,当接收到来自触发器件的火灾报警信号,能自 动或手动启动相关消防设备并显示其状态的设备。主要包括火灾报警控制器、自动灭火系 统的控制装置、室内消火栓供水系统的控制装置、通风与防排烟系统的控制装置、常开防 火门与防火卷帘的控制装置、电梯回降控制装置以及应急广播、火灾警报装置、消防通信 设备、事故照明和疏散指示标志的控制装置等。
2.探测器的分类与选择
1) 火灾探测器的分类
火灾探测器分为点型火灾探测器、线型火灾探测器和可燃气体探测器。
点型火灾探测器是一种响应某一点周围的火灾参数的火灾探测器。点型火灾探测器主 要有感烟探测器(离子感烟探测器、光电感烟探测器)、感温探测器(定温探测器、差温 探测器)和火焰探测器。
线型火灾探测器是一种响应某一连续线路周围的火灾参数的火灾探测器。线型火灾探 测器有红外光束线型感烟火灾探测器、缆式感温火灾探测器和空气管差温火灾探测器。
可燃气体火灾探测器是根据气体在空气中的含量,当空气中的可燃气体含量超过一定 数值时进行报警的火灾探测器。目前常用的有催化型可燃气体火灾探测器和半导体型可燃 气体探测器。
2) 火灾不同阶段火灾探测器的选择
不同种类火灾探测器其响应原理、结构特点和适用场所等都不相同。在火灾自动报警 系统中,探测器的选择应根据探测区域可能发生的初期火灾特点、房间高度、环境条件等 因素综合确定。
(1) 对火灾初期有阴燃阶段,产生大量的烟和少量的热,很少或没有火焰辐射的场 所,应选择感烟探测器。
(2) 对火灾发展迅速,可产生大量热、烟和火焰辐射的场所,可选择感温探测器、 感烟探测器、火焰探测器或其组合。
(3) 对火灾发展迅速,有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所,应选择火焰探 测器。
(4) 对火灾形成特征不可预料的场所,可根据模拟试验的结果选择探测器。
(5) 对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所,应选择可燃气体探测器。
3) 不同环境条件下探测器的选择
不同类型探测器的选择,还应符合相关设置环境和探测器设置高度要求。对于不同环 境条件下,探测器的选择应符合下列要求:
(1)对于相对湿度经常大于95%、产生无烟火灾、有大量的粉尘,或在正常情况下 有烟和蒸汽滞留的房间等场所,宜选择感温探测器,而不宜选择感烟探测器。
(2) 对于可能产生阴燃火或发生火灾不及时报警将造成重大损失的场所,不宜选择 感温探测器,而宜选择感烟探测器。
(3) 对于可能发生无焰火灾、探测器镜头容易被污染或视线被遮挡,以及在正常情 况下有明火作业或有X射线等影响的场所,不宜选择火焰探测器。
(4) 对于无遮挡的大空间或有特殊要求的场所,宜选择红外光束感烟探测器。
(5) 对于电缆隧道、电缆竖井、电缆夹层、电缆桥架,配电装置、开关设备、变压 器,各种皮带输送装置,控制室、计算机室的闷顶内、地板下及重要设施隐蔽处,以及其 他环境恶劣不适合安装点型探测器的危险场所,宜选择缆式线型定温探测器。
(6) 对于可能产生油类火灾且环境恶劣的场所,以及不易安装点型探测器的夹层、 闷顶等,宜选择空气管式线型差温探测器。
4)可燃气体、蒸气场所探测器的选择
建筑内可能散发可燃气体、可燃蒸气的场所应设可燃气体报警装置。可燃气体探测器 是利用测试环境的可燃性气体对气敏元件造成影响(主要是对其欧姆特性的影响)的原 理制成的火灾探测器。它主要应用于易燃易爆场合的可燃性气体检测,例如日常生活中使 用的煤气、石油气,在工业生产中产生的氢、氧、烷(甲烷、丙烷等)、醇(乙醇、甲醇 等)、醛(丙醛等)、苯(甲苯、二甲苯等)、一氧化碳、硫化氢等气体,使现场可能泄漏 的可燃气体的浓度被监视在爆炸下限的1/4 ~ 1/6之间,超过这一浓度时就要发出报警信 号,以便采取应急措施。液化天然气站场内必须备有一定数量的防护服和至少2个手持可 燃气体探测器。
3.消防控制室
消防控制室是火灾自动报警系统的控制信息中心,也是火灾时灭火指挥和信息中心, 具有十分重要的地位和作用。对设有火灾自动报警系统和自动灭火系统或设有火灾自动报 警系统和机械防(排)烟设施的建筑,都应当设置消防控制室。
1) 消防控制室的建筑要求
(1) 消防控制室应当单独建造,其耐火等级不应低于二级;附设在建筑物内的消防 控制室,宜设置在建筑物内首层的靠外墙部位,也可设置在建筑物的地下一层,但应与其 他部位隔开,并应设置直通室外的安全出口。严禁与消防控制室无关的电气线路和管路穿 过;不应设置在电磁场干扰较强及其他可能影响消防控制设备工作的设备用房附近。
(2) 控制室与其他建筑物合建时,应单独设置防火分区;控制室、配电间的布置, 防火墙、门窗及地面等设置均应符合防火要求。为了保证消防控制设备安全运行,便于检 查维修,控制室内严禁与其无关的电气线路及管路穿过;为了保证消防控制室的安全,控 制室的送、回风管在其穿墙处均设防火阀。
(3) 为了防止烟火危及消防控制室工作人员的安全,控制室的门要向疏散方向开启; 为了便于消防人员扑救时联系工作,控制室要在入口处设置明显的标志。
(4) 消防控制室内要显示被保护建筑的重点部位、疏散通道及消防设备所在位置的 平面图或模拟图等。
2) 消防控制室内设备的布置要求
设备面盘前的操作距离:单列布置时不小于l∙5m;双列布置时不小于2mo在值班 人员经常工作的一面,设备面盘至墙的距离不小于3 m。设备面盘后的维修距离一般不小 于1 mo设备面盘的排列长度大于4 m时,其两端应设置宽度不小于1 m的通道。集中火 灾报警控制器(火灾报警控制器)安装在墙上时其底边距地高度一般为l∙3~1.5m,其 靠近门轴的侧面距墙不小于O-5 m,正面操作距离不小于1. 2 mo
3) 消防控制室设备的通信要求
消防控制室与值班室、消防水泵房、配电室、通风空调机房、电梯机房、区域报警控 制器及各种管网灭火系统、应急操作装置处,都要设置固定的对讲电话;手动报警按钮处 一般设置对讲电话插孔;消防控制室内要设置向当地公安部门直接报警的外线电话。
4) 消防控制室管理及应急程序
消防控制室必须实行每日24 h专人值班制度,每班不应少于2人。
消防控制室的日常管理应符合《建筑消防设施的维护管理》(GB 25201)的有关要求。 消防控制室应确保火灾自动报警系统和灭火系统处于正常工作状态。
消防控制室应确保高位消防水箱、消防水池、气压水罐等消防储水设施水量充足;确 保消防泵出水管阀门、自动喷水灭火系统管道上的阀门常开;确保消防水泵、防排烟风 机、防火卷帘等消防用电设备的配电柜开关处于自动(接通)位置。
接到火灾警报后,消防控制室必须立即以最快方式确认。
火灾确认后,消防控制室必须立即将火灾报警联动控制开关转入自动状态(处于自 •动状态的除外),同时拨打“119”火警电话报警。
消防控制室必须立即启动单位内部灭火和应急疏散预案,并应同时报告单位负责人。
4.火灾自动报警系统的日常管理维护
火灾自动报警系统的管理维护是使系统长期稳定准确、可靠工作的保证,特别是火灾 探测器,对环境有一定的要求,如果达不到要求,会发生一些误报的现象。因此必须加强 日常的管理维护工作。
火灾自动报警系统的使用单位必须具有系统竣工图、设备技术资料、使用说明书及调 试开通报告、竣工报告等文件资料,并经当地公安消防监督机构验收合格后,方可正式投 入运行。
必须制定严格的系统管理制度,包括系统操作规程,系统操作人员消防工作职责,值 班制度,系统定期保养检查,维护保养制度等,管理者要定期检查制度的落实情况。
必须配备责任心强、具有较高文化程度和专业知识的人员负责系统的管理,使用和维 护,其他无关人员不得随意触动设备。
操作、维护人员应熟练掌握火灾自动报警系统的结构、主要性能、工作原理和操作规 程,对本单位报警系统的报警区域,探测区域的划分以及火灾探测器的分布应做到了如指 掌,并经过专业培训取得上岗证,持证上岗。
必须建立火灾自动报警系统的技术档案,制定《火灾自动报警系统运行记录》《火灾 自动报警系统维护保养记录》等,每天做好记录。发现问题及时报告,并及时恢复正常 状态。
应建立定期检查、维护程序,经常检査控制器的功能运行是否正常,并进行必要的 试验。
火灾探测器投入运行两年后,应当进行一次全面清洗,使用环境比较差的火灾探测器 应每年进行一次清洗。火灾探测器的清洗应当由专业部门进行,清洗维护后要对火灾探测 器逐个进行响应试验。
(十)灭火器的管理与维护
为确保建筑灭火器的合理配置与使用,及时有效地扑灭初起火灾,最大限度地减少火 灾损失,应及时解决以下问题:
(1) 建筑设计单位在进行新建、扩建和改建工程的消防设计时,应按《建筑灭火器 配置设计规范》的要求将灭火器的配置类型、规格、数量以及位置纳入设计内容,并在 工程设计图纸上标明。建设单位必须按照公安消防机构审核合格的设计内容配置灭火器。 其他单位在购买灭火器时,应申请消防监督机构根据本单位使用场所的性质,确定灭火器 的配置类型及数量。
(2) 使用单位必须组织员工尤其是岗位责任人接受灭火器维护管理和使用操作的安 全教育培训,适时组织灭火演练,确保每个员工都会正确维护和使用灭火器,单位还应当 保存培训和演练情况的记录。
(3) 使用单位应按《建筑灭火器配置验收及检查规范>(GB 50444)的有关规定做好 检查、维护、送修、报废等工作。使用单位必须加强对灭火器的日常管理和维护,建立维 护管理档案,明确维护管理责任人,并且对维护情况进行定期检查。单位应当至少每12 个月组织或委托维修单位对所有灭火器进行一次功能性检查。
(4) 根据消防行业标准《灭火器维修MXF 95)规定,灭火器不论已经使用还是未 经使用,手提式和推车式的干粉、二氧化碳灭火器,距出厂日期满5年,以后每隔2年, 必须进行水压试验等检查;手提式清水灭火器距出厂日期满3年,以后每隔2年,必须进 行水压试验等检查。
(5) 手提式干粉灭火器(储气瓶式)满8年的,手提储压式干粉灭火器、推车式干 粉灭火器(储气瓶式)距出厂日期满10年的,手提式和推车式二氧化碳灭火器、推车储 压式干粉灭火器距岀厂日期满12年的,均应予以强制报废。
(十一)化工厂灭火注意事项
由于化工原料、成品、半成品大多具有易燃、易爆、易腐蚀、有毒害等特点,且化工 生产装置种类繁多,高度密集,各种塔、釜、槽、罐、阀门比比皆是,管道(线)纵横 交错,自动化生产程度高,连续性强,生产工艺复杂。因此,在生产、运输、储存和使用 过程中,极易发生泄漏、燃烧、爆炸事故。一旦发生火灾,火势猛烈,燃烧强度大,辐射 热强,蔓延速度快,极易形成立体火灾,或形成大面积火灾和流淌火,导致复燃和多次爆 炸,易造成重大人员伤亡和财产损失,扑救和处置难度大。因此,为能及时有效地扑救化 工火灾,最大限度地减少火灾损失和人员伤亡,各级救援人员要强化理论学习,制定切实 可行的灭火救援预案,适时开展诸多力量联合实战演练。在扑救化工火灾的过程中,应注 意以下几个方面。
1. 了解火灾现场具体情况
化工厂发生火灾事故后,救援人员应该了解火灾现场具体情况后再进行扑救,以免因 盲目施救而造成人员伤亡及损失扩大。应该了解的火灾现场具体情况包括:
(1) 是燃烧引起爆炸,还是爆炸引起燃烧。
(2) 火势发展蔓延以及有无人员被困和伤亡情况。
(3) 有无发生爆炸和二次爆炸的危险及生产技术人员对初起火灾的处置情况。
(4) 有无有毒有害物质产生。
(5) 爆炸后产生的冲击波对火势及毗邻生产装置的影响。
(6) 着火生产装置名称、燃烧物料名称及理化性质。
(7) 周围环境和水源情况°
2. 确立重点,积极冷却,防止爆炸
化工厂发生火灾事故后,许多反应塔、釜、罐、管道、设备处于熊熊烈火之中,受到 火势威胁的化工装置随时都有发生爆炸的可能,甚至引起连锁爆炸。因此,救援人员到达 现场后,要把防止化工装置变形、倒塌、爆炸、抢救和疏散被困人员作为主攻方向,把冷 却防爆作为重中之重;要充分利用事故单位固定或半固定的灭火设施,发挥移动装备的机 动灵活性,对着火和邻近化工装置实施全方位冷却,特别对高大的装置应在上、中、下部 位部署冷却力量,防止出现断层和空白点;要采取积极有效的冷却措施,抑制火势发展, 控制火场局面,掌握灭火主动权,消除爆炸危险,为彻底消灭火灾奠定坚实的基础。
3. 科学决策,正确处理进攻与撤退的关系
在扑救化工火灾过程中,总的来说是以进攻战术为主,如积极冷却、堵截火势、重点 突破等战术措施。但是,化工生产工艺复杂,成品、半成品繁多,在火灾情况下变得异常 复杂,很容易产生突变,随时都有发生爆炸的可能。一旦发生爆炸,威力大,波及范围 广,对化工装置的破坏性强,易产生连锁爆炸,造成重大人员伤亡和财产损失。
为避免救援人员的无畏牺牲,应做好第二次进攻的准备,在化工火灾扑救过程中火场 指挥员要审时度势地采取撤退战术。要求是事先规定撤退路线、信号,在紧急情况下可自 动撤离。因此在灭火战斗中要设立火场安全员(具备丰富的理论水平和实战经验)专门 负责火情侦察,密切关注火场情况变化,当发现燃烧火焰突然发白发亮,烈火之中的罐体 发生剧烈颤动,并发生“嘶嘶”呼叫声等爆炸前兆时,应立即向指挥部报告,火场总指 挥员应果断下达撤退命令,前方作战人员应迅速撤离,在撤离时要求关闭水枪,充分利用 地形地物作掩护,积极做好反攻准备,以便爆炸后快速回到各自战斗岗位投入到灭火战斗 之中。
4. 关阀断料灭火,做好防范措施
由于化工生产连续性强,生产设备种类繁多,管道(线)纵横交错,互相沟通。当 发生火灾时,为了能有效控制火势蔓延,为消灭火灾创造有利条件,经常采取关阀断料的 工艺措施灭火。即切断着火设备、反应容器、储罐之间的物料来源,中断物料的持续供 应,降低着火设备的压力。
在实施过程中,首先做到事前与车间或工段的技术、操作人员共同研究,制定科学合 理的最佳行动方案,保证所关阀门切实能起到断料的作用。其次,要组织实战经验丰富, 身体素质好、业务技术过硬的消防特勤人员按要求穿戴好个人防护装备,负责用喷雾或开 花水流掩护操作人员,确保关阀人员的安全。关阀工作必须由事故单位有关的工程技术人 员和操作人员亲自进行,消防特勤人员不得擅自行动,冒险蛮干,防止出现意外,引起不 必要的人员伤亡和财产损失。
5.做好个人安全防护工作
由于化工火灾的特殊性,救援人员面临着浓烟、易燃易爆、高温、有毒有害、腐蚀的 恶劣环境,直接威胁着救援人员的生命安全。为能及时有效地进行火情侦察,圆满完成灭 火抢险救援过程中的各项任务,指挥员必须考虑所有救援人员的个人防护问题。
实践证明,在扑救化工火灾过程中由于没有个人防护装备或后期供应不上,造成救援 人员中毒的现象时有发生。因此,所有参战人员必须按照要求佩戴个人防护装备,如佩戴 空气呼吸器,穿避火服、隔热服、防化服、防化靴,携带防爆照明灯具等。只有在做好个 人防护的前提下,确定专人负责,规定联络方式,才能进入现场参加灭火战斗。
储运系统是化工企业不可缺少的重要组成部分,与生产装置相比,虽然技术要求不 高、操作难度不大,但是由于储运系统往往储存巨量的危险物料,且占地面积大,相关联 的管线较长,设备较多,操作条件较为复杂,一旦发生事故很难处置。近年来,储运系统 事故多发且影响范围很大,因此做好储运系统的安全管理十分重要。化工企业常用储运设 施一般包括储罐、化学品仓库、装卸设施等。本章将以石化企业为例,介绍储运安全 技术。
在化工企业,化学品储运方式有整装化学品储运和散装化学品储运。整装储存是指包 装容器随同化学品一起出厂、运输,直至送抵用户,如桶装烧碱、桶装润滑油等;散装储 运是指在固定安装的储罐内储存化学品,这些储罐只起转输和短期储存作用。储罐是化学 品储运的主要设备,包含以下几种。
一、常用储罐简介
按形状和结构特征,储罐可分为立式圆柱形罐(图4-1)、卧式圆柱形罐和特殊形状 罐,立式圆柱形钢制油罐是目前石油化工企业应用范围最广的一种储罐,主要有立式拱顶 罐、浮顶罐和内浮顶罐;压力储罐主要为球罐。
图4-1立式圆柱形罐
(-)立式拱顶罐
立式拱顶罐是立式圆筒形储罐中的一种。由于具有容易施工、造价低、节省钢材等优
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点而得到了广泛的应用。它由带弧形的罐顶、圆筒形罐壁及平罐底组成。由于罐顶以下的 气相空间大,油品的蒸发损耗会加大,所以,立式拱顶罐不宜储存挥发性较高的化学品, 适宜于储存挥发性较低的化学品。
(二) 浮顶罐
浮顶罐是带有浮顶、上部敞口的立式圆筒形罐,它利用浮顶把液面和大气隔开,因而 大大减少了化学品的蒸发损耗,降低了化学挥发物对大气环境的污染,并降低了火灾危险 性,因此浮顶罐被各油田、石油化工企业和油库广泛应用于储存原油、汽油和其他易挥 发油。
由于浮顶罐的浮顶与罐壁间是相对运动的,因此浮顶罐罐壁圈板间的焊接方式应采用 对接式,要保证罐内壁平滑,以利于浮顶上下运动顺畅。浮顶罐是敞口容器,为使储罐在 风载作用下保持其圆度,不致使罐壁出现局部失稳,即出现被风局部吹瘪现象,常在浮顶 罐罐壁的顶圈设置抗风圈。
(三) 内浮顶罐
内浮顶罐是装有浮顶的拱顶罐。它兼有拱顶罐防雨、防尘和浮顶罐降低蒸发损耗的优 点,因而在化工企业中多用于储存航空汽油、汽油、溶剂油、甲醇、MTBE等品质较高的 易挥发油品。严禁内浮顶罐运行中浮盘落底。
(四) 卧罐
卧式圆筒形储罐一般简称为卧罐。与立式圆筒形储罐相比,卧罐的容量小,承压能力 范围大,广泛被用作各种生产过程中的工艺容器。卧罐可用于储存各种油料和化工产品, 如汽油、柴油、液化石油气、丙烷、丙烯等。卧罐的结构包括筒体和封头,通常卧罐放置 在两个对称的马鞍形支座上。卧罐的封头种类较多,常用的有平封头和蝶形封头。平封头 卧罐承压能力较低,一般用作常压储罐。蝶形封头受力状态好,常用于压力容器。卧罐作 为一般化学品储罐时,其附件一般有进出物料管、人孔、量油孔、排污-放水管、呼吸阀 或通压管等,其作用与立式储罐相同。卧罐作为压力容器储存高蒸气压产品时,为密闭储 存,其附件设置见球罐部分。
(五) 球罐
球罐是一种压力储罐,在化工企业中被广泛应用于储存液化气体和其他低沸点油品。 球罐由球壳、支柱、拉杆、顶部操作台及球罐附件组成。
球壳是球罐的主体,可分为带式球壳和足球式球壳。带式球壳板规格尺寸较多,预制 比较麻烦,但现场组装比较方便;足球式球壳板规格尺寸统一,预制方便,但组装比较困 难。目前我国应用的球罐绝大多数为带式球壳。
球罐支座有柱式和裙式两种。柱式支座又分为赤道正切式、V形柱式、三柱合一式等 形式,其中应用最普遍的是赤道正切式支柱。裙式支座较低,球罐重心也低,比较稳定, 但其操作、检修不便,故应用较少。
二、化学品储存设施的选用
根据《石油化工储运系统罐区设计规范>(SH∕T 3007)的要求:
(1)储罐应地上露天设置,有特殊要求的可采取埋地方式设置。
(2) 易燃和可燃液体储罐应釆用钢制储罐。
(3) 液化炷等甲A类液体常温储存应选用压力储罐。
(4) 储存沸点低于45 CC或在37. 8 tC时饱和蒸气压大于88 kPa的甲B类液体,应采用 压力储罐、低压储罐或降温储存的常压储罐,并应符合下列规定:
① 选用压力储罐或低压储罐时,应采取防止空气进入罐内的措施,并应密闭收集处 理罐内排出的气体。
② 选用降温储存的常压储罐时,应采取下列措施之一:
a) 选用内浮顶储罐,设置氮气或其他惰性气体密封保护系统,控制储存温度使液体 蒸气压不大于88 kPao
b) 选用固定顶储罐,设置氮气或其他惰性气体密封保护系统,控制储存温度低于液 体闪点5 cC及以下。
C)选用固定顶储罐,设置氮气或其他惰性气体密封保护系统,控制储存温度使液体 蒸气压不大于88 kPa,密闭收集处理罐内排出的气体。
(5) 储存沸点大于或等于45龙或在37. 8 Y时饱和蒸气压不大于88 kPa的甲八乙A 类液体,应采用浮顶储罐或内浮顶储罐。其他甲B、乙A类液体化工品有特殊需要时,可 选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于IOO m3的卧式储罐,但应采取下列措施 之一:
① 设置氮气或其他惰性气体密封保护系统,密闭收集处理罐内排出的气体。
② 设置氮气或其他惰性气体密封保护系统,控制储存温度低于液体闪点5 cC及以下。
(6) 储存乙B和丙类液体可选用浮顶储罐、内浮顶储罐、固定顶储罐和卧式储罐。
(7) 容量小于或等于IOom3的储罐,可选用卧式储罐。
(8) 浮顶储罐应选用钢制单盘或双盘式浮顶。
(9) 内浮顶储罐的内浮顶选用应符合下列规定:
① 应釆用金属内浮顶,且不得釆用浅盘式或敞口隔仓式内浮顶。
② 储存I、II级毒性液体的内浮顶储罐和直径大于40 m的甲B、乙A类液体内浮顶储 罐,不得采用易熔材料制作的内浮顶。
③ 直径大于48 ɪn的内浮顶储罐,应选用钢制单盘式或双盘式内浮顶。
(10) 储存I、II级毒性的甲B、乙A类液体储罐不应大于IOOOOm3,且应设置氮气或 其他惰性气体密封保护系统。
(11) 设置有固定式和半固定式泡沫灭火系统的固定顶储罐直径不应大于48 mo
(12) 酸类、碱类宜选用固定顶储罐或卧式储罐。
三、常压和低压储罐附件的选用
(1) 浮顶罐和内浮顶罐应设置量油孔、人孔、排污孔(或清扫孔)和排水管,原油 和重油储罐宜设置清扫孔,轻质油品宜设置排污孔,其设置数量参考《石油化工储运系 统罐区设计规范》(SH/T 3007) O
(2) 拱顶罐宜设置通气管、量油孔、透光孔、人孔、排污孔(或清扫孔)和放水管。 采用氮气或其他惰性气体密封保护系统的拱顶罐,还应设置事故泄压设施。拱顶罐的量油 孔、人孔、排污孔(或清扫孔)和放水管的设置数量参考《石油化工储运系统罐区设计 规范》(SH/T 3007)。
(3) 需要从罐顶部扫入介质的拱顶罐应设置罐顶扫线接合管。
(4) 储存甲b、乙类液体的固定顶罐和地上卧式储罐、采用氮气或其他惰性气体密封 保护系统的储罐的通气管上应安装呼吸阀。
(5) 储存甲b、乙、丙A类液体的固定顶罐和地上卧式储罐,储存甲b、乙类液体的覆 土卧式储罐,釆用氮气或其他惰性气体密封保护系统的储罐应在其直接通向大气的通气管 或呼吸阀上安装阻火器,内浮顶储罐罐顶中央通气管上应安装阻火器。
四、储罐附件
储罐附件是储罐自身的重要组成部分。它的设置按其作用可分成4种类型:
(1) 保证完成物料收发、储存作业,便于生产、经营管理。
(2) 保证储罐使用安全,防止和消除各类储罐事故。
(3) 有利于储罐清洗和维修。
(4) 能降低物品蒸发损耗。
储罐除一些通用附件外,盛装不同性质化学品,用于不同结构类型的储罐,还应配置 具有专门性能的附件,以满足安全与生产的特殊需要。
(-)储罐一般附件
在各种储罐上,通常都装有下列一般储罐附件。
(1) 扶梯和栏杆。扶梯是专供操作人员上罐检尺、测温、取样、巡检而设置的。它 有直梯和旋梯两种,一般来说,小型储罐用直梯,大型储罐用旋梯。
(2) 人孔。人孔是供清洗和维修储罐时,操作人员进出储罐而设置的。一般立式油 罐,人孔都装在罐壁最下层圈板上,且和罐顶上方釆光孔相对。人孔直径多为60OnIm, 孔中心距罐底为750 Inmo通常3000 m3以下油罐设1个人孔,3000 ~5000 ɪɪ?设1 ~2个人 孔,5000 m3以上储罐则必须设2个人孔。
(3) 透光孔。透光孔又称釆光孔,是供储罐清洗或维修时采光和通风所设。它通常 设置在进出物料管上方的罐顶上,直径一般为500 mm,外缘距罐壁800 ~1000 mm,设置 数量与人孔相同。
(4) 量油孔。量油孔是为检尺、测温、取样所设,安装在罐顶平台附近。每个储罐 只设一个量油孔,它的直径为15Omm,距罐壁距离在Im左右。
(5) 脱水管。脱水管也称放水管,它是专门为排除罐内水杂和清除罐底污油残渣而 设的。放水管在罐外一侧装有阀门,为防止脱水阀不严或损坏,通常安装两道阀门。冬天 还应做好脱水阀门的保温,以防冻凝或阀门冻裂。
(6) 泡沫发生器。空气泡沫发生器安装于储罐顶层圈板上用来产生空气泡沫的装置。 每个储罐设置不少于2个(宜对称布置),平时它与储罐通过密封玻璃隔开,一旦储罐发 生火灾,经管线导入的泡沫液流经产生器时将空气吸入,并与泡沫混合形成空气泡沫,冲 破密封玻璃,流入罐内,覆盖在物料液面上,窒息灭火。
(7) 接地线。接地线是消除储罐静电的装置。
(二)轻质油储罐专用附件
轻质油(包括汽油、煤油、柴油等)属黏度小、质量轻、易挥发的油品,盛装这类 油品的储罐,都装有符合它们特性并满足生产和安全需要的各种储罐专用附件。
(1) 储罐呼吸阀。呼吸阀是轻质石油化工产品储罐上的安全装置之一,主要用来减 少产品的蒸发损耗,并保证罐内气体压力在一定范围内正常运行。它由压力阀和真空阀两 部分组成,通过这两个阀使储罐平时保持密闭状态,并可以控制罐内的最大正、负工作压 力。当罐内的压力达到储罐设计的允许压力时,压力阀开启,气体从罐内排至大气,当罐 内的压力降至允许的真空度时,真空阀开启,外界空气进入储罐内。呼吸阀分为一般型和 防冻型(全天候)两种。
(2) 液压安全阀。液压安全阀是为提高储罐更大安全使用性能的重要附件,它的工 作压力比机械呼吸阀要高出5% -10% ,它的额定通气量和机械呼吸阀一致。正常情况 下,它是不动的,当机械呼吸阀因阀盘锈蚀或卡住失效时,可以代替呼吸阀的作用;液压 安全阀也兼有“紧急通气”的功能,当机械呼吸阀并未失效,或在油罐储罐收付作业异 常而出现罐内超压或真空度过大时,它可以提供紧急呼气,起到储罐安全密封和防止油罐 损坏的作用。
(3) 阻火器。阻火器又称储罐防火器,是储罐的防火安全设施,它装在机械呼吸阀 或液压安全阀下面,内部装有许多铜、铝或其他高热熔金属制成的丝网或波纹板。当外来 火焰或火星通过呼吸阀进入防火器时,金属丝网或波纹板能迅速吸收燃烧物质的热量,使 火焰或火星熄灭,防止油罐着火。
(4) 喷淋冷却装置。储罐设置喷淋冷却装置(系统)是为了对储罐进行保护。一方 面,火灾发生时,需要对着火储罐和临近罐采取消防冷却应急降温措施;另一方面,因夏 季高温对储罐实施的日常性防护冷却,即防日晒冷却。由于对着火储罐和临近罐冷却用水 量及设备要求更高,所以前者冷却系统调节水量后可兼作防日晒冷却。
根据《石油库设计规范)(GB 50074),单罐容量不小于3000 m3或罐壁高度不小于 15 m的地上立式储罐,应设固定式消防冷却水系统;单罐容量小于3000 m3且罐壁高度小 于15 m的地上立式储罐,可设移动式消防冷却水系统。
《石油化工企业设计防火标准XGB 50160)规定,罐壁高于17 m的储罐、容积等于 或大于IoOOO m3的储罐、容积等于或大于2000 m3的低压储罐,应设置固定式消防冷却水 系统;全压力式及半冷冻式液化炷球罐的容积等于或大于1000 m3时,应釆取固定式水喷 雾(水喷淋)系统及移动消防冷却水系统;容积在100 ~ 1000 m3的球罐应设置固定式水喷 雾(水喷淋)系统和移动式消防冷却系统,也可使用固定式水炮和移动式消防冷却系统。
喷淋系统应设控制阀和放空阀,且均应设在防火堤外,控制阀距被保护罐壁不宜小于 15 m,控制阀后及储罐上的喷淋管道应为镀锌钢管,喷淋水进水立管下端应设排渣口。如 以地面水为水源,喷淋管道上应设置过滤器。
消防喷淋系统的控制阀可使用手动或遥控控制阀。对容积等于或大于1000 m3的球 罐,应使用遥控控制阀。
采用固定消防冷却方式的地上立式储罐,喷淋水环管上应设置水幕式喷头,喷头间距 不宜大于2 m,喷头出水压力不应小于0. 1 MPao
除了上述附件或附属设施外,常压和低压储罐一般还有人孔、测量仪表、高低液位报 警器、放水管、转动扶梯、紧急排水口、高位带芯人孔等。
(三)内浮顶罐专用附件
内浮顶罐和一般拱顶罐相比,由于结构不同,并根据其使用性能要求,它装有独特的 各种专用附件。
(1) 通气孔。内浮顶油罐由于内浮盘盖住了油面,油气空间基本消除,因此蒸发损 耗很少,所以罐顶上不设机械呼吸阀和安全阀。但在实用中,浮顶环形间隙或其他附件接 合部位,仍然难免有油气泄漏之处,为防止油气积聚达到危险程度,在油罐顶和罐壁上都 开有通气孔。
(2) 静电导出装置。内浮顶罐在进出油作业过程中,浮盘上积聚了大量静电荷,由 于浮盘和罐壁间多用绝缘物作密封材料,所以浮盘上积聚的静电荷不可能通过罐壁导走。 为导走这部分静电荷,在浮盘和罐顶之间安装了静电导出线。一般为两根软铜裸绞线,上 端和采光孔相连,下端压在浮盘的盖板压条上。
(3) 防转钢绳。为了防止油罐壁变形,浮盘转动影响平稳升降,在内浮顶罐的罐顶 和罐底之间垂直地张紧两条不锈钢缆绳,两根钢绳在浮顶直径两端对称布置。浮顶在钢绳 限制下,只能垂直升降,因而防止了浮盘转动。
(4) 自动通气阀。自动通气阀设在浮盘中部位置,它是为保护浮盘处于支撑位置时, 油罐进出油料时能正常呼吸,防止浮盘以下部分出现抽空或憋压而设。
(5) 浮盘支柱。内浮顶罐使用一段时间后,浮顶需要检修,储罐需清洗,这时浮顶 就需降到距罐底一定高度,由浮盘上若干支柱来支撑。
(6) 扩散管。扩散管在油罐内与进口管相接,管径为进口管的2倍,并在两侧均匀 钻有众多直径2 mm的小孔。它起到油罐收油时降低流速,保护浮盘支柱的作用。
(7) 密封装置及二次密封装置。密封装置是安装在浮盘外缘环板与罐壁间并固定在 浮盘上的密封材料,用以减少油品的蒸发损耗,同时还可防止风、沙、雨、雪对油品的污 染。密封装置的形式很多,早期使用的主要是机械密封,目前多使用弹性填料密封或管式 密封,此外还有唇式密封和迷宫式密封等。只使用上述任何一种形式的密封,一般称为单 密封。为了进一步减少油品的损耗,提高密封装置的防尘、防雨水效果,在单密封的基础 上再增加的一套密封装置,称为二次密封,原来的密封装置则称为一次密封。容积大于或 等于50000 m3的大型储罐应设置一次密封和二次密封。在雷雨多发区域,一次密封宜釆 用软密封,二次密封宜釆用L形结构。当釆用其他结构时,密封油气空间内不得有金属 凸出物。
(8) 中央排水管。中央排水管是浮顶罐为了排掉浮顶上的雨水而设置的,它设置于 浮顶的下面。它可以随浮顶的高度伸直或折曲,其上端装有单向阀,以防排水管或接头泄 漏时倒流到浮顶上。排水管上端与浮顶中央的集水窝相接,下端与管壁底圈上的排水管接 合管相连,罐外设阀门,以防排水管泄漏时漏油,平时该阀门关闭,雨天开启。
五、球罐的主要附件、附属设施
压力储罐除应设置梯子、平台、人孔和接管、放水管,还应有安全阀、压力表、液位 计、紧急放空阀、紧急切断阀等。在化工企业中,应用最为广泛的压力储罐是球罐,球罐 的主要附件及附属设施主要有以下6个部分。
(一) 安全阀
安全阀是为了防止罐内压力突然升高引起严重事故而设置的一种安全附件。当罐内压 力超过安全阀定压值时,安全阀自动开启,将罐内的一部分气态液化气排出,使罐内压力 降低,当降低到安全阀的关闭压力时,安全阀便自动关闭。
球罐一般设两个安全阀,任意一个安全阀的排放能力都应大于球罐事故状态下最大泄 放量,排放能力和安全泄放量应严格执行《压力容器XGB/T 150.1)的有关规定。安全 阀应选用弹簧封闭全启式安全阀,安全阀应垂直安装,并应装在球罐顶部的气相空间部 分,或装设在与球罐气相空间相连的管道上。安全阀与球罐之间应设手动全通径切断阀, 切断阀口径不应小于安全阀出、入口口径,阀门要保持全开状态并加铅封或锁定。安全阀 排放口原则上应接到火炬系统,当受条件限制时,可直接排入大气,但排气管口应高出 8m范围内储罐罐顶平台3m以上。
安全阀的开启压力(定压)值不能大于球罐的设计压力。安全阀定压值不得随意更 改。安全阀的检测校验应严格执行《安全阀安全技术监察规程>(TSG ZFOOI)的有关 规定。
(二) 压力表
球罐使用的压力表应设置压力指示仪表和压力远传仪表,且不得共用一套开口。压力 表必须与罐内储存介质相适应,其精度等级不应低于1.5级,压力表盘刻度极限值应为设 计压力的1. 5 ~3. 0倍,表盘直径不应小于150 mm。
球罐使用的压力表首次安装使用前应进行校验,之后每半年校验一次,在刻度盘上应 标注出最高工作压力的红线以及下次校验日期,校验合格的压力表应加铅封固定。
球罐的压力表应安装在便于观察的位置;每个球罐至少应安装两个压力表,其中一个 应安装在球罐顶部。球罐压力表下应设三通旋塞或针型阀,其上应有开启标志和锁紧 装置。
(三) 液位计
球罐的液位计应根据储存介质、最高工作压力和温度正确选用。液位计在安装使用 前,应进行1.25-1.5倍液面计公称压力的液压试验。液位计应设一套远传仪表和一套就 地指示仪表。就地指示仪表不应选用玻璃液位计。液位测量远传仪应设置高低液位报警, 高液位报警的设定高度应为储罐的设计储存高液位,低液位报警的设定高度应满足从报警 开始10 ~ 15 min内泵不会发生汽蚀的要求。
液位计应安装于便于观察的位置,液位计上最高和最低安全液位应作出明显标示。液 位计应实行定期检修制度。当液位计出现下列情况时,应停止使用并进行维修或处理:
(1) 超过检验周期。
(2) 玻璃板(管)上有裂纹、破碎。
(3) 阀件坏死。
(4) 指示不清或出现假液面。
(四) 紧急切断阀
紧急切断阀是安装在球罐进出口管道上、发生事故或异常情况能够快速紧密切断和隔 离易燃及有毒物料的阀门。当球罐液位达到或超过高高液位限时,紧急切断阀能用于防止 物料溢罐。它应容易启动,便于手动开启或关闭。紧急切断阀有油压式、气压式、电动式 及手动式几种。
紧急切断阀应与工艺控制阀相区别。其密封结构应采用耐火结构并符合ANSI/API STD607标准;允许泄漏量应符合ANSI B16. 104 (FCI70-2) CLASS V级或以上级。
紧急切断阀应具备可远程操作的功能,其执行机构应选用故障安全型。
(五) 紧急放空阀
紧急放空阀也称为安全阀的副线阀,是紧急状况下泄放罐内压力的设施,其管径不应 小于安全阀入口的直径。
(六) 罐底注水设施
罐底注水设施是在球罐底部泄漏时向罐内注水,以减少液化气体的泄漏、降低事故损 失的补救措施。注水设施的设计以安全、快速有效、可操作性强为原则。注水水源可考虑 本企业的稳高压消防水系统,注水可釆用直接注水和借用工艺泵注水的方案。
对于操作压力低于0.4 MPa (表压)的球罐,如稳高压消防系统的压力稳定在0.7~ 1. 2 MPa之间时,可釆用直接注水方案;如稳高压消防系统的压力不能满足要求或球罐的 操作压力高于0. 4 MPa (表压)时,应釆用工艺泵的注水方案。
六、储罐及附件安全管理要求
(1) 新建或改建储罐应符合国家标准规范要求,验收合格后方可投产使用。
(2) 储罐应按规范要求,安装高低液位报警、高高液位报警和自动切断联锁装置。 储罐发生高低液位报警时,应到现场检查确认,采取措施,严禁随意消除报警。
(3) 储罐应按规定进行检查和钢板测厚,在用储罐应视腐蚀严重情况增加检测次数。 罐体应无严重变形,无渗漏。罐体铅锤的允许偏差不大于设计高度的1% (最大限度不超 过9cm)o罐内壁平整、无毛刺,底板及第一圈板50 Cm高度应进行防腐处理,罐外表无 大面积锈蚀、起皮现象,漆层完好。
(4) 储罐附件如呼吸阀、安全阀、阻火器、量油口等齐全有效;储罐阻火器应为波 纹板式阻火器。通风管、加热盘管不堵不漏;升降管灵活,排污阀畅通,扶梯牢固,静电 消除,接地装置有效;储罐进、出口阀门和人孔无渗漏,各部件螺栓齐全、紧固;浮盘、 浮梯运行正常、无卡阻,浮盘、浮仓无渗漏;浮盘无积油、排水管畅通。
(5) 储罐进出物料时,现场阀门开关的状态在控制室应有明显的标记或显示,避免 误操作,并有防止误操作的检测、安全自保等措施,防止物料超高、外溢。
石油库一般指油田、销售企业收发和储存原油、成品油、半成品油、溶剂油、润滑 油、沥青和重油等储运设施。罐区指炼化企业收发和储存原油、成品油、半成品油、溶剂 油、润滑油、沥青和重油等储运设施。石油天然气站场石油库应符合《石油天然气工程
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设计防火规范XGB 50183)规定;石油化工企业罐区应符合《石油化工企业设计防火标 准XGB 50160)规定;石油库应符合《石油库设计规范XGB 50074)规定。
一、 安全管理要求
石油库及远离石油化工企业的独立罐区应设置包围整个区域的围墙,实施封闭化管 理,24 h有人值班,入口处应设置明显的警示标识,严禁将香烟、打火机、火柴和其他易 燃易爆物品带入库区和罐区。进入石油库、罐区机动车辆应佩戴有效的防火罩和小型灭火 器材,装卸油品的机动车辆应有可靠的静电接地部位,静电接地拖带应保持有效长度,符 合接地要求,各种外来机动车辆装卸油后,不准在石油库内停放和修理。
企业应该建立健全罐区各项规章制度,包括储罐使用管理、现场操作管理、防止人员 中毒伤害、事故应急管理、职业安全教育、培训等管理制度。具体为储罐的防腐蚀管理、 储罐的使用管理、储罐附件的检查与维护管理、罐区及储罐的日常检查管理。内容应明确 管理要求和标准;罐区与DCS的双重巡回检查、流程切换要求与操作程序、储罐使用及 切换和新罐投用程序、罐区双人操作制度;罐区储存的毒害物质特性、对人体的危害以及 预防控制措施、含有毒害物质的储罐、容器操作的安全规定以及进入储罐、容器等受限空 间作业以及有毒有害介质泵房的通风的相关规章制度;DCS监控报警与处理方法、事故 应急演练的要求、事故处理程序等;储罐区、装卸作业区、油泵房、消防泵房、锅炉房、 配发电间等重点部位应设置安全标志和警示牌,且安全标志的使用应符合《安全标志及 其使用导则XGB 2894)的要求;储存含硫化氢、苯或其他有毒有害介质的储罐、管线、 设备等要设有明显标志和报警仪器,并画出毒害物质分布图。
储存、收发甲、乙、丙类易燃、可燃液体的储罐区、泵房、装卸作业等作业场所应设 可燃气体报警器,其设置数量、安装高度和报警信号应符合《石油化工可燃气体和有毒 气体检测报警设计标准}(GB∕T 50493)的有关规定,并按规定定期进行检测标定。靠山 修建的石油库、覆土隐蔽库应在库区周围修筑防火沟、防火墙或防火带,防止山火侵袭。 每年秋季应对防火墙内的枯枝落叶、荒草等进行清除。
二、 防火堤要求
罐区防火堤是在储罐发生泄漏、沸溢时的第一道防护措施,其技术方面应满足《储 罐区防火堤设计规范}(GB 50351)的相关要求。地上储罐组应设防火堤。防火堤内的有 效容量,不应小于罐组内一个最大储罐的容量。地上立式储罐的罐壁至防火堤内堤脚线的 距离,不应小于罐壁高度的一半。卧式储罐的罐壁至防火堤内堤脚线的距离,不应小于 3 mo依山建设的储罐,可利用山体兼作防火堤,储罐的罐壁至山体的距离最小可为L 5 mo 地上储罐组的防火堤实高应高于计算高度0. 2 m,防火堤高于堤内设计地坪不应小于1. 0 m, 高于堤外设计地坪或消防车道路面(按较低者计)不应大于3.2mo地上卧式储罐的防火 堤应高于堤内设计地坪不小于0.5 mo防火堤宜采用土筑防火堤,其堤顶宽度不应小于 0.5 m。不具备采用土筑防火堤条件的地区,可选用其他结构形式的防火堤。防火堤应能承 受在计算高度范围内所容纳液体的静压力且不应泄漏;防火堤的耐火极限不应低于5.5 ho 管道穿越防火堤处应采用不燃烧材料严密填实。在雨水沟(管)穿越防火堤处,应采取
排水控制措施。防火堤每一个隔堤区域内均应设置对外人行台阶或坡道,相邻台阶或坡道 之间的距离不宜大于60 mo立式储罐罐组内应按下列规定设置隔堤:
(1) 多品种的罐组内下列储罐之间应设置隔堤:①甲B、乙A类液体储罐与其他类可 燃液体储罐之间;②水溶性可燃液体储罐与非水溶性可燃液体储罐之间;③相互接触能 引起化学反应的可燃液体储罐之间;④助燃剂、强氧化剂及具有腐蚀性液体储罐与可燃液 体储罐之间。
(2) 非沸溢性甲B、乙、丙A类储罐组隔堤内的储罐数量,不应超过表4-1的规定。
表4-1非沸溢性甲b、乙、丙A类储罐组隔堤内的储罐数量 | |
单罐公称容量V∕m3 |
_______一个隔堤内的储罐数量/座_______ |
yv5000 |
6 |
5000≤V<200∞ |
4 |
20000 ≤V< 50000 |
2 |
350000 |
1 |
注:当隔堤内的储罐公称容量不等时,隔堤内的储罐数量按其中一个较大储罐公称容量计。
(3) 隔堤内沸溢性液体储罐的数量不应多于2座。
(4) 非沸溢性的丙B类液体储罐之间,可不设置隔堤。
(5) 隔堤应是釆用不燃烧材料建造的实体墙,隔堤高度宜为0.5~0∙8m°
防火堤内不得种植作物或树木,不得有超过0. 15 m的草坪。防火堤与消防道路之间 不得种植树木,覆土罐顶部附件周围5m内不得有枯草。
三、 泵房
甲、乙类油品泵房应加强通风,间歇作业、连续作业8 h以上的,室内油气浓度应符 合职业健康标准要求。付油亭下部设有阀室或泵房的,应敞口通风,不得设置围墙。确保 设备完好,安全运行。
四、 设备安全技术档案
设备安全技术档案主要内容包括建造竣工资料、检验报告、技术参数、检修记录、维 护保养记录、安全技术操作规程、巡检记录、检修计划等。
五、 检测设备
检测设备应满足检测环境的防火、防爆要求,经验收检验合格后方可投入使用。石油 库应按照规范要求配置测厚仪、试压泵、可燃气体浓度检测仪、接地电阻测试仪等检测 设备。
六、 泵
操作人员应严格执行泵操作规程,定期检查运行状况,发现异常情况,应查明原因,
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严禁带故障运行,做好泵运行记录。新安装的泵和经过大修的泵,应进行试运转,经验收 合格后才能投入使用,泵及管线应标明输送液体品名、流向,泵房内应有工艺流程图,泵 联轴器应安装便于开启的防护罩。
七、 管道
新安装和大修后的管道,按国家有关规定验收合格后才能使用,管道应有工艺流程 图、管网图。埋地管道除应有工艺流程图外,还应有埋地敷设走向图,图中管道走向、位 置、埋设深度应准确无误。使用中的管道应结合储罐清洗进行强度试验,压力管道检测执 行国家有关标准。穿越道路、铁路、防火堤等的管道应有套管保护。企业应加强管道的日 常维护保养,定期检查,清除周边杂草杂物,排除管沟内积水,管道应按规定进行防腐处 理,埋地管道时间5年以上,每年应在低洼、潮湿处开挖检查1次。管道穿过防火堤处应 严密填实,罐区雨水排水阀应设置在堤外,并处于常闭状态,阀的开关应有明显标志。石 油库内输油管道在进入油泵房、灌油间和储罐组防火堤处应设隔断墙,管沟应全部用砂 填实。
八、 电气管理
(1) 设置在爆炸危险区域内的电气设备、元器件及线路应符合该区域的防爆等级要 求;设置在火灾危险区域的电气设备应符合防火保护要求;设置在一般用电区域的电气设 备,应符合长期安全运行要求。
(2) 架空电力线路不得跨越储罐区、桶装油品区、收发油作业区、油泵房等危险 区域。
(3) 电缆穿越道路应穿管保护,埋地电缆地面应设电缆桩标志。通往建船的线路应 釆用软质电缆,并留有足够的长度满足竞船水位上下变化。
(4) 架空线路的电杆杆基或线路的中心线与危险区域边沿的最小水平间距应大于1. 5 倍杆高。
(5) 在爆炸危险区内,禁止对设备、线路进行带电维护、检修作业;在非爆炸危险 区内,因工作需要进行带电检修时,应按有关安全规定作业。
九、 防雷、防静电
(1) 石油库和罐区防雷、防静电的设施、装置等应符合设计规范要求,应绘制防雷、 防静电装置平面布置图,建立台账。
(2) 石油库和罐区的防雷、防静电接地装置每半年进行1次测试,并做好测试记录, 接地线应做可拆装连接。防雷、防静电接地装置应保持完好有效。当防雷接地、防静电接 地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等设备共用接地装置时,按最小考 虑,其接地电阻不应大于4Ωo
(3) 铁路罐车装卸设施,钢轨、工艺管道、鹤管、钢栈桥等应按规范作等电位跨接 并接地,两组跨接点的间距不应大于20 m,每组接地电阻不应大于10 Q,跨接线的截面 面积不应小于48 mm2o
(4) 罐区不宜装设消雷器。
(5) 严禁使用塑料桶或绝缘材料制作的容器灌装或输送甲、乙类油品。
(6) 不准使用两种不同导电性能的材质制成的检尺、测温和采样工具进行作业。使 用金属材质时应与罐体跨接,操作时不得猛拉快提,在爆炸危险场所人员应穿防静电工作 服,禁止在爆炸危险场所穿脱衣服、帽子或类似物,禁止在爆炸危险场所用化纤织物拖擦 工具、设备和地面。
(7) 严禁用压缩空气吹扫甲、乙类油品管道和储罐,严禁使用汽油、苯类等易燃溶 剂对设备、器具擦洗和清洗。
(8) 储罐、罐车等容器内和可燃性液体的表面,不允许存在不接地的导电性漂浮物; 油轮装油时,不准将导体放入油舱内。
(9) 储存甲、乙、丙A类液体储罐的上罐扶梯入口处、泵房的门外、装卸作业区操作 平台扶梯入口处、码头上下船的出入口处等应设消除人体静电装置。
十、消防管理
石油库应设置专人负责消防管理工作,并指定防火责任人。消防设施、装备、器材应 符合国家有关消防法规、标准规范的要求,并定期组织检验、维修,确保消防设施和器材 完好、有效。
(1) 各作业场所和辅助生产作业区域应按规定设置消防安全标志、配置灭火器材。 露天设置的手提式灭火器应安放在挂钩、托架或专用箱内,并应防雨、防尘、防潮。各类 灭火器应标识明显、取用方便,并按期检验、充气、换药,不合格的灭火器应及时报废、 更新。
(2) 石油库和罐区应安装专用火灾报警装置(电话、电铃、警报器等),爆炸危险区 域的报警装置应釆用防爆型,保证及时、准确报警。
(3) 消防水池内不得有水草、杂物,寒冷地区应有防冻措施,地下供水管道应常年 充水,主干线阀门保持常开,管道每半年冲洗一次,系统启动后,冷却水到达指定喷淋罐 冷却时间应不大于5 IninO
(4) 定期巡检消火栓,每季度做一次消火栓出水试验。距消火栓1.5 m范围内无障 碍,地下式消火栓标志明显,井内无积水、杂物。
(5) 消防泵应每天盘车,每周应试运转一次,系统设备运转时间不少于15 min,泵 房内阀门标识明显,启闭灵活。
(6) 消防水带应盘卷整齐,存放在干燥的专用箱内,每半年进行一次全面检查。
(7) 固定冷却系统每季度应对喷嘴进行一次检查,清除锈渣,防止喷嘴堵塞。储罐 冷却水主管应在下部设置排渣口。
(8) 泡沫液应储存在O ~40tlC的室内,每年抽检1次泡沫质量,空气泡沫比例混合器 每年进行一次校验,各种泡沫喷射装备应经常擦拭,加润滑油,每季度进行一次全面检 查。泡沫产生器应保持附件齐全,滤网清洁,无堵塞、腐蚀现象,密封玻璃完好有效。泡 沫灭火系统启动后,泡沫混合液到控制区内所有储罐泡沫产生器喷出时间应不大于5 min。 泡沫管道应加强防腐,每次使用后均应用清水冲洗干净,清除锈渣,泡沫支管控制阀应定 期润滑,每周启闭1次。
(9)消防水泵、给水管道涂红色,泡沫泵、泡沫管道、泡沫液储罐、泡沫比例混合 器、泡沫产生器涂黄色,当管道较多,与工艺管道涂色有矛盾时,也可涂相应的色带或 色环。
十一、罐区安全检查内容和要求
(1) 呼吸阀、阻火器每年进行一次检查、校验,清理网罩上的污物,校验呼吸阀片 的启、闭压力,保证灵活好用。
(2) 安全阀要每年对其定压值校验一次,确保达到起跳压时能起跳泄压,达到回座 压力能及时复位。在使用中,不管什么原因造成安全阀起跳,都要重新定压、校验。检验 完后要加铅封标示。
(3) 储罐的静电接地电阻每半年测试一次,不合格的部位,要立即整改。浮顶罐的 静电导出线每月至少检查一次,发现断裂、缺失,要立即修复。
(4) 储罐泡沫发生器每年检查一次,发现网罩缺失、敞开、玻璃破碎等,要立即维 修处理;消防快速接头处的扪盖缺失要及时补齐;储罐消防线底部排渣口每年打开检查 清除管线内的锈渣,保证畅通。
(5) 储罐的其他附件如人孔、加热器、排污孔等,要作为操作人员日常巡回检查'的 内容,以便尽早发现问题。
(6) 储罐按要求每年进行一次外部检查,每6年进行一次内部全面检查,发现罐壁 减薄、穿孔、焊缝渗漏、基础下沉等问题要及时采取措施,避免扩大化。储罐的防腐涂层 起皮、脱落总面积达1/4时,应立即清除更换,以减缓储罐的腐蚀,延长使用寿命。
(7) 含硫介质的储罐的检测时间应根据日常对介质的监控情况适当缩短时间。
(8) 球罐的定期检验要严格执行《压力容器定期检验规则XTSGR7001)和《固定 式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21)的相关规定,每月对球罐罐底注水设施进行试 验,每天对注水泵进行盘车,确保设施处于完好状态,寒冷地区冬季做好注水系统的防冻 防凝工作,防止管线冻裂而影响使用。
一、储罐日常操作
(一)物料收付
物料收付作业要做到“五要”:作业要联系,流程要核对,设备要检查,动态要掌 握,计量要准确。
收付作业前必须先有调度指令,并与收付对方联系,原料油付装置时和付油前必须脱 去罐内明水,以防影响装置正常操作;油品装车出厂前必须先检查油罐的脱水情况,再进 行装车,以免影响产品质量;重质油品进行收付作业时,先开伴热及暖线、暖泵,收付作 业完应及时对所用管线机泵进行处理,防止凝冻设备;输送的油温不得超过规定的控制范
围,否则必须釆取加温或降温措施;在收付油过程中,要认真做好油罐、油位、油温等各 种记录,同时要加强对与收付油管线相连的其他油罐设施的检查。
(二) 物料加温
为保证油品必要的流动性,便于输送和油水分离,原油、含蜡储分油、渣油等需要加 温。目前大型油罐对油品的加温普遍通过安装于罐底上的加热器,利用过热蒸汽作为热 源。油品加温首先要确定各种油品在油罐中的最咼和最低储存温度,对罐内油品进行加 温,必须在油面高于加热器500 nɪm时才允许开启加热器,当油面低于加热器时,加热器 必须保持关闭状态。当罐内油品凝固时,禁用加热器加温,因为此时对流传热不好,会造 成加热器附近油品局部过热,造成油罐的破坏。应先将其他同品种的热油品倒进该罐,待 油品全部融化后,再用加热器加温。
油罐加温时,必须先排除盘管内冷凝水,缓慢开大进汽阀,防止水击,严格控制温升 速度,一般应控制在5~10cC∕h为宜;重油储罐加温前,应先将罐内明水切掉。在加温 过程中,必须加强对油罐的脱水,经常检查加热器出口排水情况,从水质判断加热器是否 运行正常,如发现排出的冷凝水中含油,则有可能是加热器泄漏。如接到停汽通知,应在 蒸汽停送前将油罐加热器入口阀关闭,防止油罐加热器泄漏引起油品倒串入蒸汽管道。
(三) 物料脱水
为保证原料油和出厂成品油质量,降低对罐底腐蚀,需对油罐进行脱水,通常也称切 水。脱水方式有自动与人工两种,利用自动脱水器脱水,称自动脱水,目前,自动脱水器 因其安全可靠、环保、节省人力等多种优越性已在众多企业广泛应用。要保证自动脱水器 正常使用,需按产品维护要求对其进行定期清理和保养,尤其是过滤器。此外,重、原油 罐上安装的自动脱水器能否正常使用,油品温度是关键。
人工脱水需要注意,油品从装置入罐后,要充分沉降脱水,此时要保持一定的温度, 一般可控制在储存温度的上限范围,控制好油温,可提高脱水效率。油罐脱水前要检查脱 水阀、脱水管及脱水井的完好情况。脱水时,应先停止罐区及附近一切动火,不允许任意 排放,脱水时缓慢打开脱水阀,仔细观察排水情况,控制好阀门开度,使脱水尽量不带 油,阀门开度掌握“小一大一小”的原则。油罐脱水作业时,严禁将轻油、凝缩油、液 态炷放入下水道,以免引起火灾、爆炸事故。原料油在送装置处理前除含水分析要达到规 定指标外,在付油前还要进行一次脱水检查,防止罐底明水带入装置,确保装置正常生 产。脱水过程中,人不得离开现场,以防跑油,操作人员应佩戴防毒面具、站在上风口, 防止油气中毒。
(四) 物料计量
油罐在收油、输转、调和、装车和脱水作业前后都应进行计量,用量油尺检测容器内 油品液面高度(简称油高)的过程称为检尺,通过手工操作对容器内所盛装的介质进行 实测检尺的过程称为人工检尺。人工检尺要注意,严禁携带引火物或穿带钉鞋上油罐,上 罐前,要用裸手触摸扶梯底部的人体静电导除设施,以导静电。检尺时提尺、下尺速度应 缓慢,在油罐上进行计量测量时应站在上风位置,照明灯应釆用防爆灯具,晚间开、关手 电时应离开计量孔,计量孔釆用衬铝或铅垫,计量孔盖应轻拿轻放,雨、雪天计量时,应 十分小心,以防发生滑、摔事故。上罐检尺、取样完后,要及时关闭量油孔盖,防止油气 挥发。
(五) 物料调和
油品调和通常分为两种类型,一种是油品组分的调和,是将各种油品基础组分,按比 例调和成基础油或成品油;另一种是基础油与添加剂的调和,油品调和的目的是让油品具 有使用的各种性质和性能,符合标准,并保持产品质量的稳定性,提高产品的质量等级, 改善油品的使用性能,使组分合理使用,有效提高产品的收率。目前调和分为两大类,即 油罐调和和管道调和,油罐调和可分为泵循环喷嘴调和与机械搅拌调和两种。
(六) 物料测温
油品的温度对于装置加工、油量计算和节约能源等都是一个重要参数。测量完容器内 油品液面高度后,应立即测量油温。油品测温方式主要有两种:现场温度计测量油温、温 度远传信号测量。为了提高检温的速度,在储罐的罐壁上安装双金属温度计,用双金属温 度计测量油温时,要注意罐内油品液面必须高于双金属温度计0.5 m以上,读取温度计读 数时,眼睛要平视温度计测量盘。目前,绝大多数储罐都安装远传信号测量温度,要求远 传测温要与双金属温度计对照,温度差应不大于8 CCO误差较大时,以双金属温度计 为准。
(七) 扫线
使用气体介质将管线内油品吹扫出来,称为扫线。扫线的目的是防止管线内油品疑固 而影响管线使用,原油、重质油品停输后,一般应进行扫线,避免油品凝结。另外,需要 施工动火的管线,一般应进行扫线,保证动火施工安全。扫线介质与油品混合后不能产生 可燃或易爆气体,且与油品接触后不发生冷凝堵塞现象,扫线的去向可为油罐或低压放空 系统。扫线前要首先打开油罐或低压放空系统入口控制阀,保证扫线后路畅通。扫线一般 通过专用的扫线管进罐,原则上不经主管道进罐,严禁大量蒸汽经主管道自油品下部进 入,以防突沸事故发生。扫线过程要认真检查管线、设备状况,发现异常立即停止。扫线 要设专罐,扫线罐液位不能过高,扫线前后做好联系工作。扫线后注意脱水,原则上不应 向浮顶罐、内浮顶罐扫线,尤其是铝制内浮顶油罐。扫线完毕,要立即关闭相关阀门,防 止串油、串汽。埋地管线严禁使用蒸汽吹扫,以免高温损坏防腐层。
二、储罐清洗 .
(―)需要对储罐进行清洗的情况
(1) 因检修或技术改造罐体需动火。
(2) 罐内杂质较多,影响物料质量或影响油罐正常运行与操作。
(3) 储罐储存介质变换,原介质残留会影响生产进行。
(4) 按照相关规定,储罐检査、标定期满,需进入再次进行检查、标定。
正常情况下,轻质油罐每三年清洗一次,重质油罐每五年清洗一次。影响产品质量 时,可随时进行清洗。如果储罐使用频率较低,到清洗年限后确实较干净,经相关部门确 认后,可适当延期使用。因为储罐内盛装的介质为易燃易爆或者是有毒性的物料,所以装 有石油或石油产品的储罐在进行机械清洗和人员进入储罐的全过程中,有可能发生火灾、 爆炸、缺氧、中毒、窒息或者其他人身伤害事故。
(二)储罐清洗方法
储罐清洗方法有人工清罐和机械清罐两种。
1.人工清罐
人工清洗轻质油品(泛指汽油、煤油、柴油、石脑油、溶剂油、苯等)储罐的步骤 一般为:倒空罐底油,与油罐相连的系统管线加堵盲板,拆人孔,蒸汽蒸煮,通风置换, 进入内部高压水冲洗,清理污物。
人工清洗重油(泛指原油、常压渣油、减压渣油、各种润滑油、蜡油、沥青等)储 罐的一般步骤为:倒空罐底油,与油罐相连的系统管线加盲板,拆人孔,通风置换,进入 内部清理残油和污物。
人工清罐安全注意事项:
(1) 人工清罐是受限空间作业,要严格执行受限空间作业的要求。
(2) 盲板不可漏加,特别是有氮封设施和加热设施的储罐,如苯、二甲苯、对二甲 苯储罐,不仅在介质管线上加隔离盲板,还要在氮封设施和蒸汽线(或热水线)上加装 盲板。
(3) 蒸汽蒸罐时,控制供汽量。局部过高的温升会使罐内附件如密封装置老化、罐 壁温度计超过量程遭到破坏。储罐蒸罐时,为避免突然大幅降温,造成罐内蒸汽短时间凝 结形成负压导致储罐凹陷损坏,在蒸罐时要保证罐顶的出汽口畅通,天气突然变时,也 要防止储罐被抽瘪。
(4) 通风置换时,注意检查罐内情况,对盛装石脑油等未经碱洗处理油品的储罐, 在罐内防腐层失效的情况下,极有可能存在硫化亚铁,硫化亚铁与空气在常温下会发生化 学反应,引起燃烧甚至爆炸事故。必要时可采用局部喷水等降温措施,将放热反应产生的 热量带走。
(5) 确保清洗工具和照明设施安全防爆。清理污物时,采用木制品或铜制品等专用 工具,不能釆用黑色金属制品等产生火花的工具。
(6) 严禁穿化纤服进入罐内作业。不得使用移动通信工具,人员在罐内走动注意 防滑。
(7) 其他防火防爆、防中毒、防静电等措施,参照储罐内防腐施工的安全管理办法 执行。
' 2.机械清罐
根据《储罐机械清洗作业规范>(SY∕T 6696),储罐机械清洗是用临时设置的管线, 将回收系统、清洗系统、油水分离系统与清洗油罐及清洗油供给油罐与接收油罐连接在一 起,形成一套临时的密闭的清洗工艺,通过设置在清洗油罐上的清洗机,喷射清洗油供给 油罐,所供给的清洗油击碎溶解罐内淤渣,用回收系统回收罐内清洗介质及排除部分残留 物的过程。我国已制定《外浮顶原油储罐机械清洗安全作业要求>(AQ∕T 3042),规定了 外浮顶原油储罐机械清洗安全作业的一般要求和工艺要求,适用于地面常压外浮顶原油储 罐的机械清洗作业,内浮顶油罐、卧式油罐和拱顶油罐的机械清洗可参照使用。
根据《储罐机械清洗作业规范>(SY∕T6696)规定,被清洗油罐的结构应是能够设置 所需数量的清洗机的结构,油罐中应有足够的数量、足够尺寸的抽吸管口,油罐具有良好 的密封性;拱顶罐安全呼吸阀应能够正常运行,防雷、防静电装置完好。可清洗储罐的类 型包括浮顶罐(外浮顶储罐和内浮顶储罐)、拱顶罐,其他罐包括卧式罐、球形罐等。清 洗油的使用量为清洗油罐内沉淀淤渣的8倍以上。
清罐作业过程中注意事项:
(1) 储罐机械清洗队伍应具有相应资质的技术人员及装备;作业人员应身体健康, 经过专业培训。
(2) 根据罐内具体清洗情况,进罐人员应穿适当的防护服。防护服应有防静电性能, 要保证密封性良好,防止皮肤接触罐内气体。另外,根据需要还要配备防毒面具、呼吸 器、安全带、保险绳、安全网、防护帽、防护手套、防护鞋、防护眼镜等。
(3) 施工人员进入有毒有害气体的有限空间,应佩戴呼吸防护用具。
(4) 施工人员在施工区域使用的工具、通信工具应满足防爆要求,施工区域内的固 定照明灯具、移动照明灯具应符合防爆要求,所配备的气体检测仪应能够连续监测清洗油 罐内的氧气浓度、可燃气体浓度、有毒气体浓度,手持式检测仪能够监测含氧量、可燃气 体、硫化氢、一氧化碳的浓度。
(5) 施工现场用警示带进行隔离,禁止非施工人员入内,同时需设置安全标志牌。 预留进行作业、检查的安全通道。
(6) 各机器的电机旁、清洗油罐的检修孔旁、罐顶配置足够的灭火器。
(7) 与固有管线的连接,应安装临时阀门,与原有管线的连接,应使用挠性软管进 行过渡连接,而且应在移送管线上安装止回阀,以防止逆流。
(8) 在管线穿越通道时,需用脚手架材料搭成跨道,防止直接踏踩管线。
(9) 蒸汽管线应安装安全阀,同时应采取保温措施,设置警示标志,防止烫伤施工 人员。
(10) 定期对罐内进行检测,掌握搅拌的效果,随时改变清洗运行计划,有效地推进 工程。
(11) 在移送油的过程中,应定期巡视,检查有无漏油处。
(12) 在机泵投入运行时,应按照检查目录进行检查,在运行中需确认、记录电流、 压力、运行机器等是否正常。
(13) 打开检修孔时,应使用防爆工具,佩戴呼吸防护用具,采取防止漏油措施,打 开侧壁检修孔时,应先从下风侧进行。强制换气应使用防爆换气扇。
(14) 在储罐顶进行器材吊装作业时,应在防风壁上配置起重工,指挥作业。
三、储罐内防腐
化工企业常用的各类储罐,由于所储物料中含有有机酸、无机盐、硫化物及微生物等 腐蚀性介质,另外加上大气腐蚀,储罐的不同部位都会发生不同程度的腐蚀,可造成罐内 防腐蚀层脱落和点蚀现象的发生,甚至导致某些储油罐发生罐顶塌陷和罐底板腐蚀穿孔漏 油事故。因此,不同的储罐要采取不同的防腐措施,储罐防腐施工作业,施工难度大、周 期长,危险性较高。
储罐防腐蚀工程有内防腐和外防腐之分。相比较而言,内防腐工程比外防腐工程更复 杂,在安全管理方面难度更大,在此重点介绍内防腐工程的安全管理。
(一) 油罐内防腐施工作业工序
内防腐施工作业程序大同小异,大致分为:
(1) 施工前的准备,包括机具到位、搭设脚手架等。
(2) 按照施工方案的要求对防腐部位进行表面处理,目前最常用的方法是喷砂除锈。
(3) 涂装防腐层前罐体灰尘的处理。
(4) 按施工方案涂装防腐层。
(二) 油罐内防腐施工的危险性
内防腐施工一般是在储存原油、汽油、煤油、石脑油、芳炷等介质的罐内进行的,内 防腐施工的主要危险性包括:
(1) 施工所在区域储存的易燃易爆油品多,施工会受到其他储罐正常生产的影响, 并也会影响到其他储罐的正常运行。
(2) 罐内作业属于受限空间内的高处作业,易发生高处坠落、窒息等人身伤亡事故 和油罐损坏的设备事故。
(3) 防腐涂料大多属于易燃品,部分还有一定毒性,易发生人身中毒和火灾爆炸事 故。如新疆独山子一个IXIo§ m3在建原油储罐发生爆炸事故,事故原因为工人在罐内喷 涂施工油漆时,防腐油漆中有机物挥发物产生闪爆。
(4) 罐内作业环境差,尤其是喷砂除锈作业。
(5) 施工人员多为承包商,对罐内作业大环境不熟悉,安全意识不强,容易忽视安 全、环境和健康问题。
(三) 防腐施工安全措施
选择具有安全施工资质的防腐施工单位,加强施工过程中的安全管理是防止此类事故 发生的必要措施。
(1) 用沙袋封闭相邻储罐和作业罐附近的下水井和含油污水井排出口,与易燃易爆 大气环境有效隔离,同时所有工艺管线加盲板与储罐隔离。施工现场配备一定数量的灭 火器。
(2) 电气设备(包括电机、低压开关、低压变压器等)应选用隔爆型,应设置牢固 可靠的接地设施,必须使用三相插座;照明设施釆用12 V安全电压,罐内不设各类电气 开关。
(3) 施工人员施工前应进行安全培训,向油漆供应商索取安全技术说明书(SDS) 并熟知其内容,了解所施工的涂料的安全注意事项。
(4) 为施工人员配备好防毒面具、防尘口罩、安全带、防静电工作服、手套、耳塞、 护目镜等个体防护用品。作业人员定时换班,特别是有毒物浓度较高时,增加轮换频率。
(5) 罐内高处作业严格执行高处作业的相关要求。
(6) 控制、检测可燃气体浓度、有毒气体浓度和氧含量。作业监护人员应定期检测 施工过程中罐内部的氧气含量、可燃气体浓度和有毒气体浓度,执行受限空间作业的管理 规定。
(7) 强制进行通风。罐体罐顶设不少于两套通风换气设施,及时排出罐内的油漆有 机蒸气和砂尘。涂漆作业开始应先启动通风装置,后开始涂漆作业,当通风系统停止或失 灵时,应立即停止作业,切断涂漆设备的电源。工作结束后,应保持通风直至油漆表面 干燥。
(8) 内防腐所使用的空气压缩机、压缩空气缓冲罐、喷砂罐是压力容器,必须按照 压力容器的管理规定进行管理。
(9) 杜绝火花产生。作业人员应着防静电工作服和鞋,严禁携带火种进入涂漆场所。
四、储罐的日常检查维护
储罐使用过程中的检查维护通常分为日常巡回检查维护,定期、不定期检查维护。日 常巡回检查维护由岗位操作人员按照编制的巡回检查路线对工艺、设备状况进行定时、定 点的周期性检查和维护。
储罐日常巡检主要是观察储罐的液位、压力、温度是否正常,有无发生裂缝、腐蚀、 鼓包、变形、泄漏现象,各人孔、出口阀门盘根、法兰等是否有物料的跑、冒、滴、漏现 象;检查与储罐相关的阀门是否完好,开关状态是否符合运行工艺的要求;观察常压容器 罐区内基础、防火堤、隔堤、排污等设施是否完好,有无损坏;储罐呼吸阀、阻火器、量 油孔、泡沫发生器、转动扶梯、自动脱水器、高低液位报警器、人孔、透光孔、排污阀、 液压安全阀、通气管、浮顶罐密封装置、罐壁通气孔、液位计等附件是否完好等。
定期检查维护一般由管理人员组织实施,分为外部检査维护和全面检查维护。根据罐 存介质和地区特点,一般情况下每年最少应进行一次外部检查维护,储罐外部检査的主要 内容应包括:
(1) 罐体检查。检査罐顶和罐壁是否变形,有无严重的凹陷、鼓包、褶皱及渗漏穿 孔。对有保温的储罐,罐体无明显损坏,保温层无渗漏痕迹时,可不拆除保温层进行 检查。
(2) 罐顶、罐壁测厚检查。每年对储罐顶、壁进行一次测厚检查。测厚点宜固定, 设有测量标志并编号。有保温的储罐,其测点处保温应做成活动块便于拆装。
(3) 配件、附件检査。检査进岀口阀门、人孔、清扫孔等处的紧固件是否牢靠;消 防泡沫管是否有油气排出,端盖是否完好;储罐盘梯、平台、抗风圈、栏杆、踏步板的腐 蚀程度;储罐照明设施的完好程度。
(4) 焊缝检査。用5 -IO倍放大镜观察罐体焊缝,尤其要重点检査壁板与边缘板之 间角焊缝及下部两圈壁板的纵、环焊缝及T形焊缝;注意检查进出口接管与罐体的联接 焊缝有无渗漏和裂纹。若边缘板已做防水处理,没有异常可不检查角焊缝。
(5) 防腐、保温(冷)层及防水檐检査。检查罐体外部防腐层有无脱落、起皮等缺 陷,保温(冷)及防水檐是否完好。若发现保温(冷)层破损严重,应检查罐壁的腐蚀 程度。
在用常压储罐要定期进行全面检验,一般情况下全面检验每年应进行一次,国家另有 规定的,按有关规定执行。进行全面检查时,必须确认常压容器内已清扫干净,人孔、透 光孔全部打开,气体分析合格,人员可以安全进入罐内检查。检验内容如下:
(1)罐底检查。利用超声波测厚仪或其他检测设备检查罐底的腐蚀减薄程度,当底
板厚度少于规定厚度时,底板必须进行补焊或更换。罐底板擦洗干净后,目视检查所有焊 缝和底板,需要进一步确定渗漏点时,使用真空试验或漏磁探伤来检查。检查加热器的腐 蚀和渗漏情况,加热器支架有无损坏,管接头有无断裂,进出蒸汽管阀门、法兰连接是否 完好。
(2) 罐壁检查。使用超声波测厚仪检查罐壁的剩余厚度,重点检査下部两圈板的剩 余厚度,各圈板的剩余腐蚀裕量应满足下一使用周期要求;若不能满足要求,必须对罐壁 进行加固。分散点蚀的最大深度不得大于原设计壁厚的20% ,且不得大于3 mm;密集的 点蚀最大深度不得大于原设计壁厚的10% (点蚀数大于3个,且任意两点间最大距离小 于50 mm时,可视为密集点蚀)。
(3) 罐壁焊缝检查。对壁板的纵焊缝进行超声波探伤抽查。抽查焊缝的长度不小于 该部分纵焊缝总长的10% ,其中T形焊缝占80%。对抽查出的超标缺陷,应采取相应的 措施处理。目视检查罐底与壁板内角焊缝、边缘板与罐壁的外角焊缝腐蚀情况,情况异常 时,应对焊缝进行修补和无损检测。
不定期的检查维护一般是指根据管理的需要,如节前进行的检查维护等。
储罐在生产过程中出现的各类故障和缺陷,应根据损坏的程度,在保证安全的前提下 确定检修方案,及时组织实施。
气柜是储存、回收化工企业低压瓦斯(煤气)和调节瓦斯(煤气)管网压力的重要 设施(图4-2),也是重要的清洁生产和节能设施,在化工企业低压瓦斯(煤气)的回• 收和平衡中起着重要的作用,它的正常运行有利于回收能源、降低成本、减少环境污染。
图4-2气柜
气柜有双膜干式、干式、湿式、高压式、曼式等形式。湿式气柜是最简单常见的一种 气柜,通常用于煤气储存,它由水封槽和钟罩两部分组成。钟罩是没有底的、可以上下活 动的圆筒形容器。如果储气量大时,钟罩可以由单层改成多层套筒式,各节之间以水封环
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形槽密封。干式气柜是内部设有活塞的圆筒形或多边形立式气柜,活塞直径约等于外筒内 径,其间隙靠稀油或干油气密封,随储气量增减,活塞上下移动。大容量干式气柜在技术 与经济两方面均优于湿式气柜,我国已有容量(单位IO3 m3)为20、50、100√150等系 列气柜。气柜容积大于或等于IOOOO Nm3时宜选用干式气柜。目前炼化企业基本采用干式 气柜,本节即以干式气柜为例讲解其安全管理及技术。
—、干式气柜的结构及附属设施
(-)干式气柜的结构
干式气柜由柜体、底板、顶盖和活塞四大部分组成。
柜体包括走廊、爬梯、采光窗、柜容指示仪和安全放散管。
底板包括底部油沟和瓦斯进出口。
顶盖包括中心通风帽、空气引入口、鞍式天窗和顶盖栏杆。
活塞包括活塞油槽、密封导轮和切向导轮。
干式气柜按照密封结构分为稀油密封型(M.A.N)、干油密封型(KIOnne)和卷帘密 封型(WigginS) 3 种。
(二)标准型干式气柜的主要特性参数
标准型干式气柜的主要特性参数见表4-2o
表4-2标准型干式气柜的主要特性参数
容积/m3 |
边长/m |
边数 |
直径/m |
柜体高度/m |
全高/m |
油泵房数 |
底面积/n? |
储气压力ZmmH2O |
20000 |
5.9 |
14 |
26.514 |
43.43 |
50.72 |
2 |
534 |
300、450、600 |
30000 |
5.9 |
16 |
30.242 |
53.96 |
59.84 |
2 |
700 |
300、450、600 |
50000 |
5.9 |
20 |
30.715 |
53.96 |
60.86 |
3 |
1099 |
300、450、600 |
IOoOOO |
7 |
20 |
44.747 |
73.217 |
80.05 |
4 |
1547 |
300、450、600 |
15∞00 |
7 |
24 |
53.629 |
82.965 |
89.90 |
4 |
2233 |
300、500、800 |
20∞00 |
7 |
26 |
58.073 |
85.625 |
93.585 |
4 |
2623 |
300、500、800 |
注:1 mmH20 = 9. 80665 Pao
(三)干式气柜的附属设施
1.柜内附属设施
(1) 活塞,置于气柜内部,可以升降。瓦斯的进柜压力是靠活塞的自重平衡的。当 活塞的结构质量不能满足瓦斯压力的要求时,可以用活塞上面的混凝土配重块来调整。气 柜活塞上配重块严禁随意挪动,以防破坏活塞的平衡而影响其安全运行。
(2) 导轮,用以减少活塞升降时的摩擦阻力,保持水平升降,防止柜壁立柱的磨损。 北向釆用固定导轮,南向由于受日晒时间较长,温度变化大,釆用弹簧导轮。固定导轮与 钢轨的间隙用垫片来调节。为避免导轮与导轨摩擦产生火花,导轮采用铜质。
(3) 防回转装置,用于防止活塞受横向应力作用而产生的水平回转,分别设置于南、 北方向的两个导向支柱上。
(4) 活塞油槽,沿活塞底板上部一周,槽内充满密封油,以将瓦斯密封住。
(5) 沉淀油箱,用以过滤和沉淀自活塞外油室流到内油室的封油,以保证密封效果, 同时还对封油起到缓冲作用,其连接管线的出入口均有滤网。
(6) 隔仓帆布,又称隔油仓,目的在于减少因活塞倾斜而造成油槽内封油分布不均 的现象,保证各仓油位相同。
2.柜外附属设施
(1) 柜容指示器,又称柜容指示仪,用以显示柜内储气容量,并实现储气容量上下 限的报警自控。
(2) 备用油箱,用于供油系统临时停电或故障不能供油时,向活塞油槽内自流送油, 维持油位。备用油箱容量有限,两个油箱仅能维持2~4h0
(3) 柜底油槽排水管,用于活塞落床时,排放柜底油沟内的水。此外,封油需要更 换时,亦可通过油槽排水管卸出。
(4) 放散管,沿柜壁外周均布3个,用于气柜置换吹扫的气体排放。放散管底部设 有釆样口。
(5) 安全放散管,装在柜壁第46层圈板处,在气柜使用过程中,活塞的密封不是绝 对严密的,两层圈板之间的接口槽也存在一些瓦斯,封油的循环也会携带一定的瓦斯,因 此,活塞上部将会产生和存在一定量的瓦斯,安全放散管就是用来放散泄漏到活塞上部的 瓦斯的,同时还可防止在气柜失控时,气柜活塞冲顶而造成设备的破坏。
(四)供油系统
1.密封油的密封原理
气柜内部的瓦斯是靠密封油来实现密封的。本节所介绍气柜的工作压力为(45° ± 50)mmH20,即当瓦斯进柜压力大于(450 ±50)mmf^O时,活塞上升。而在活塞四周与 柜壁接壤的部位,瓦斯的逸出压力亦为(450±50)mmH2。左右,因此,只要密封油的压 力高于活塞的工作压力,即可将活塞下部的瓦斯封住。设气柜活塞油槽的油位为960 mm, 封油密度0. 9 g∕cm3,那么,封油的压力为960 xθ. 9 =864 mmH2O,为瓦斯逸出压力的 1∙7倍,完全可以将瓦斯封住。更多免费资料老姚注安Q群:
2封油的循环 总群819223280建筑1028036193化工747012873其他628721411
封油的循环流程为:油泵一柜上部溢流油箱一活塞油槽一柜底油沟一油水分离器一 油泵。
气柜底部油沟的封油经油水分离后,用油泵送到柜上部的溢流油箱,封油沿柜壁流下 至活塞油槽,再由此泄漏到柜底油沟,再经油泵送到柜顶,如此往复,完成气柜的密封。
二、气柜运行过程中容易发生的事故
气柜在运行过程中,易发生以下事故:
(1) 活塞倾斜甚至倾翻。引发该事故的主要原因有进柜压力过高、活塞上配重块分 布不均、活塞油槽内封油分布不均等。
(2) 活塞泄漏。引发该事故的主要原因有活塞封油失效、活塞油沟油过低、活塞钢 板腐蚀穿孔等。
(3) 活塞冒(冲)顶。引发该事故的主要原因有仪表失灵导致收气超高、进柜阀门 关闭不严或无法关闭达到安全高度时继续进气等。
(4) 火灾爆炸。引发该事故的原因可能是柜内瓦斯泄漏逸出遇明火。
(5) 人员中毒。引发该事故的主要原因是处理管线或瓦斯泄漏时,没有采取适当的 中毒防护措施。
三、气柜运行安全管理要求
气柜内储存的低压瓦斯不但易燃易爆,而且瓦斯中还含有硫化氢,所以,要引导职工 正确操作气柜,确保气柜处于良好的运行状态。
(-)气柜的运行
(1) 气柜应设上、下限位报警装置,进出气柜管道应设自动连锁切断装置。
(2) 气柜活塞升降速度不能太快,20000 m3的干式气柜的活塞升降速度不能超过
2 m∕mino
(3) 气柜运行中,每月要测试活塞的倾斜度指标,倾斜度不能超过工艺卡片规定的 数值。
(4) 气柜密封油每周要对其闪点分析一次,每月对其黏度分析一次,各项技术指标 要符合技术要求。
(5) 气柜的电梯、吊笼等重要附属设施,要建立定期试验制度,保证其完好备用。
(6) 气柜的柜容指示仪表至少要有两种测量方式。
(7) 气柜活塞上部应设可燃气体报警仪表。
(8) 气柜的静电接地电阻每半年检测一次,发现不合格时,立即整改。
(9) 必须时刻注意气柜内氧含量变化。
(10) 每月对气柜进行厚度检测一次,并如实记录。
(二)气柜的运行管理
(1) 加强对气柜运行的监控,进柜压力不能超过工艺卡片规定的数值。
(2) 每日检查一次活塞导轮运行情况。导轮应运行灵活、轻松,导轮与导轨垂直运 动时应紧贴滑板、无声响;每周两次对导轮加注润滑脂。
(3) 装置开停工吹扫瓦斯管线,严禁向柜内吹扫,禁止蒸汽进入气柜内。
(4) 每日检査一次活塞防回转装置。防回转装置不准松动、脱槽、卡住,与滑道接 触面不能严重磨损。
(5) 气柜运行过程中严禁打开运行高度以下的柜壁门。
(6) 气柜运行中,应每天到柜顶部观察活塞运行情况,出现卡阻,要及时处理。
(7) 每两小时检査一次油泵房内封油泵的运行情况,记录封油泵启动次数。
(8) 冬季及时启用柜底油沟的加温措施,将封油温度控制在20~30 cC,以保证封油 的流动性。
(9) 监控好柜容及进柜压力,每2 h记录一次。
(10) 气柜运行中,遇有下面的情况时,应关闭进柜阀门,停止向柜内进气:
① 柜内储气量达到允许上限。
② 主要仪表及主要设备发生故障,操作不能控制。
③ 供油系统停电或出现故障,且4 h以内不能恢复。
④ 催化装置的气压机需要紧急、大量放空,或各装置大量排放带有凝缩油的瓦斯。
⑤ 低瓦管网需要蒸汽吹扫。
⑥ 气柜活塞油槽油位突然下降,密封失效。
⑦ 火炬水封罐水位下降,水封压力小于气柜活塞工作压力。
⑧ 活塞上升时,柜内压力过高,活塞运动阻力过大或卡住。
⑨ 活塞倾斜度超标,防回转装置摩擦严重或失控。
⑩ 活塞上部瓦斯浓度超标,人员无法进柜检查。
⑪封油闪点低于常温,严重威胁生产安全。
⑫进气管中或气柜内部气体氧含量超标。
(11,)气柜运行中,遇有以下情况时,应停止向外送气:
① 柜内储气量达到允许下限。
② 主要仪表及主要设备发生故障,操作不能控制。
③ 活塞运动阻力过大或卡住,柜内压力下降或形成负压。
(12) 气柜运行中,遇有下面的情况,应立即紧急放空:
① 供油系统停电或故障,4 h内不能恢复时。
② 活塞油槽密封失效,大量瓦斯泄漏到活塞上部空间。
③ 柜底阀门、人孔或柜壁突然泄漏,无法处理。 •
(13) 供油系统停电或配电设施发生故障时,应关闭回油管总阀,当柜容较低且停电 时间不超过4 h时,应使用备用油箱向活塞内供油,以保持活塞油沟油位。备用油箱应在 停电0.5h之内,先打开其中一个备用油箱一侧的阀门,待油流净后再开另一侧阀门。如 此操作能维持向活塞内供油4 ho
(14) 若供油系统停电时间超过4 h,应迅速将火炬水封罐内的水撤掉,将柜内低压
瓦斯(含装置排放的低压瓦斯)从火炬排放掉。 _ _
(15) 气柜发生事故后,处理方法和步骤应执行国家相关法律法规和现行国家标准 《工业企业煤气安全规程》(GB 6222)的有关规定。
(三)气柜的安全管理
气柜的安全管理应以防火防爆、防中毒作为重点。
1.防火防爆
(1) 气柜区域应严格控制机动车辆的通行,执行机动车辆进出许可制度,并且进入 气柜区域的车辆必须有合格的火花熄灭设施。
(2) 气柜区域内的作业(指动火、检维修、保温等)要严格执行作业票制度,严禁 无票作业、超范围作业。气柜出现紧急情况时,现场人员有权责令停止各种作业。
(3) 与气柜相关的各种操作要使用防爆工具。
■ (4)气柜入口处要设置人体静电导除设施。
(5)巡回检查要注意检查各静密封点有无泄漏,发现隐患及时整改。
(6) 气柜瓦斯管线检修投用前,要用肥皂水对各静密封点试漏,确认无泄漏方可 投用。
(7) 气柜瓦斯管线检修投用前,要进行氮气置换。
2.防中毒
(1) 由于低压瓦斯气体中含有少量硫化氢气体,操作人员在釆样、放空、置换时要 站在上风口 ;进柜检查时要注意采取预防中毒保护措施。
(2) 柜内瓦斯报警仪应灵敏可靠,并对其定期校验;发生报警要认真查找原因,严 禁随意消警。
(3) 气柜压缩机的放空要采用密闭放空,且放空管高度应符合要求。
四、气柜的维护、检修
气柜的检修周期一般为2~5年,气柜的检修内容及检査内容参考《气柜维护检修规 程》(SHS 01036) o
铁路装卸设施是化工企业常见的装卸设施。
一、铁路装卸设施构成
(一) 铁路专线
作为装卸作业用的铁路专线,包括铁路专用线和铁路罐车装卸作业线。铁路专用线是 用来调车、停放铁路罐车及铁路货运车厢的。
铁路专用线分为厂外线和厂内线。厂外线是指从铁路编组站到企业油库的一段铁路专 用线;厂内线是指库内的铁路线,对于一般油库,厂内线就是油库的装卸作业线,是油罐 车停放的位置。
铁路装卸作业线是作为罐车、货车对准鹤位或货位进行装卸用的。对于铁路装卸作业 线的布置,要满足《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)的相关要求。
(二) 装卸油鹤管
鹤管是铁路油罐车上部装卸油品的专用设备,鹤管上一般都有可供左右旋转、上下起 落和前后伸缩的装置,以减少对位的困难。
按照鹤管所用管材的口径分,装卸油鹤管可分为大鹤管和小鹤管两种。按照鹤管旋转 能力分为两种:一种是万向卸车鹤管,一种是胶管法兰卸车鹤管。装卸鹤管本身的结构尺 寸和安装位置必须符合《标准轨距铁路限界 第2部分:建筑限界XGB 146.2)的有关 规定。为防止静电或杂散电流放电引爆事故,鹤管设有接地装置。鹤管的结构形式要求操 作方便,不漏气,密封性好,安全可靠。
顶部敞口装车的甲B、乙、丙类的液体,应釆用液下装鹤管;汽油、溶剂油、苯等易 挥发性油品的装卸,要采用密闭装卸和油气回收设施;甲b、乙、丙A类的液体,严禁釆 用沟槽卸车系统。
(三) 集油管和输油管
集油管与输油管是输油系统中连接鹤管与油泵的通道。集油管是一条平行于铁路岔道 的鹤管的汇集总管,在集油管的中部引出一条输油管与输油泵相连。
集油管和输油管必须按一定的坡度敷设,以保证装卸作业结束后,积存在管路中的油 品能够自流放空。集油管宜自两端(或一端)向下坡向输油管接口,输油管宜向下坡向 泵房。
(四) 栈桥与栈台
装卸栈桥是装卸铁路罐车作业的操作场地,而栈台是装卸作业地面上的操作场地。铁 路栈桥(图4-3) 一般与装卸鹤管建在一起,栈桥到罐车之间设有吊梯,操作人员可以 由吊梯上到罐车进行操作。铁路栈桥有单侧操作和双侧操作两种。装卸栈桥上设有灭火器 材和消防用水管道,有的还配备有氮气、蒸汽管道。装卸栈桥内的铁轨有消除静电的接地 线,电力机车的铁轨通过跨条连接,与装卸栈桥外的铁轨有绝缘装置,以防止静电或外部 杂散电流导入而引起火花造成火灾。
图4-3铁路栈桥
(五) 零位罐和缓冲罐
零位罐用于自流卸油罐车系统中,它的最高储油液面低于附近的地面,它主要是起到 一个缓冲作用。缓冲罐用于自流装油系统或为储油区距离较远、联系不便而设置的,可以 边卸油边传输,从而能满足快装快卸等工艺要求。
(六) 升压设备
在液化气体的运输和储运系统中,压缩机用来加压气态液化石油气。在油库中,泵是 收发油料的主要设备。泵的种类很多,用途各不相同。离心泵用于输送轻油;水环式真空 泵用于为离心泵及其系统抽真空引油和抽吸油罐车底油;齿轮泵用于输送重油;往复泵用 于输送重油、专用燃料油和柴油,也可抽吸油罐车底油或为离心泵的吸入系统抽真空引 油。螺杆泵用于输送润滑油、专用燃料油和柴油。
(七) 计量设备
计量设备包括轨道衡和流量计。轨道衡是一种设置在充装站上用来衡量被充装罐车的 实际充装量的衡器,也是一种称重的设备。在使用轨道衡时必须注意,被衡量的罐车牵引 进出轨道衡时速度不大于3km∕h0在衡量车辆被牵引进出轨道衡,或在轨道衡上移动时, 计量主杆应置于止动的位置。移动中的车辆,不得在衡面上进行制动。牵引被衡量车辆的 机车与被衡量车辆之间应挂有隔离车,以免机车进入轨道衡。
流量计是控制和监督设备工况的重要仪表之一。测量流量的方法很多,如用节流式流 量计(差压式流量计)、面积式流量计(转子流量计)、容积式流量计、透平式流量计、 电磁式流量计等来测量流量。但液态液化气体不能使用差压式流量计,以避免由于液体通 过流量装置时造成气化而破坏它的流动工况,达不到测量的目的。液化气体常用的流量计 有椭圆齿轮流量计和涡街式流量计。
二、 铁路运输设施
铁路油罐车是散装石油及石油产品铁路运输的专用运载工具。铁路油罐车由罐体、油 罐附件、底架和走行部分组成。铁路油罐车按其功能(或装载油品的性质),可分为轻油 罐车、重油罐车、沥青罐车和液化气体铁路罐车4种,轻油罐车、重油罐车、液化气体铁 路罐车在石油化工企业应用较为广泛。
(一) 轻油罐车
轻油罐车是运输轻质油品(如汽油、煤油、柴油等)用的,罐体外一般均涂成银白 色。轻油罐车在罐体上安装呼吸式安全阀,用来减少运输途中的呼吸损耗和保证安全。
(二) 重油罐车
重油罐车是运输黏度较大的重质油品的铁路油罐车,大多数重油罐车设有加热装置和 排油装置。运输原油的罐车外表涂成黑色,运送成品重油的罐车外表涂成黄色。罐车加热 套为加层式,呈半圆筒形,焊接在罐体的下部。这种带加热套的重油罐车加热效果好,比 内部有蒸汽加热管的重油罐车快4-6倍,缩短了重油的卸车时间,此外,蒸汽损耗量少, 操作方便,并且因为蒸汽不与油品直接接触,保证了油品的质量,因而得到了广泛应用。
(三) 液化气体铁路罐车
液化气体铁路罐车是液化气体(包括液氨、液氯、液态二氧化硫、丙烯、丙烷、丁 烯、丁二烯及液化石油气等)铁路运输的专用车辆。它的设计、制造、使用、检修、运 输必须符合《液化气体铁路罐车安全管理规程》的规定,以保证安全。
三、 铁路油罐车装卸油方法
(一)铁路油罐车装油方法
不论是轻油罐车还是重油罐车,都是上部装车。装车有两种方法:一种是自流装车, 一种是泵送装车。凡是可以利用地形高低位差并具备自流条件的油库,应尽量采用自流装 车。自流装车不仅节省投资,减少经营费用,更重要的是不受电源的影响,安全可靠。凡 是地形不具备自流装车条件的油库,都采用油泵装车。对于一些大型油库来说,储油区与 装卸区距离都较远,而且标高位差较大。因此,装车油泵采用具有大排量、低扬程特性的 泵,以满足快装快卸的要求。而输送泵采用的是小排量、高扬程的泵,其排量只要能在下 次列车到库前将缓冲罐内的油品全部送至储油罐即可。
(二) 铁路油罐车卸油方法
铁路油罐车卸油方法一般可分为上部卸油和下部卸油两种。
1. 上部卸油
上部卸油是将鹤管端部的橡胶软管或活动铝管从油罐车上部罐口插入油罐车内,然后 用泵或虹吸方式自流卸油。
(1) 泵卸油法:必须保证泵吸入系统充满油液,并在鹤管顶点和吸入系统任何部位 都不产生汽阻断流现象,所以必须配有真空泵以满足灌泵和抽吸底油的要求。
(2) 自流卸油:当油罐车液面高于油罐液面并具有足够的位差时,可釆用虹吸方式 自流卸油。
(3) 潜油泵卸油:利用潜油泵进行油品的上卸,潜油泵安装在卸油鹤管的末端。
(4) 压力卸油:将油罐车顶部的人孔密封起来,然后向油罐车液面上通入一定压力 的压缩空气或惰性气体,通过增大吸入液面压力而实现卸油作业。
2. 下部卸油
下部卸油是目前接卸重油时广泛采用的方法。下部卸油系统由油罐车下卸器与输油管 路等组成。油罐车下卸器与输油管路的连接是靠橡胶管或铝制卸油臂完成的。
(三) 油品装卸安全管理
1. 装车前检查
(1) 装车台操作人员应对槽车的车体进行外观检查,有明显变形、裂纹等缺陷严禁 装车。
(2) 槽车盖缺失橡胶圈、缺少呼吸阀等严禁充装。
(3) 过期车辆不得装车。
(4) 槽车内残留物等杂质无法清除干净时,不得装车。
2. 车辆对位环节
(1) 机车进台位前,调车人员应加强瞭望并及时与装车岗位人员联系。
(2) 车辆进入台位前,司机应将行车速度控制在3 km/h以内。操作应平稳,避免或 减少车辆冲撞。
(3) 装卸作业同一轨道上禁止边作业边对位或移动车辆。
(4) 装车台对位时,调车人员应服从装车台负责对位人员的指挥,没有对位人员, 禁止盲目对位。由于设备故障需单个车对位,应与装车人员配合,做到准确对位,做好防 溜措施。
(5) 进入装油台调车,禁止调车人员在靠近油台一侧作业,上下车时注意建筑物及 管架。使用信号工具作业时,调车员站在油台外侧发出指令,若司机位置在靠油台的内 侧,对调车员显示的动车指令,由副司机负责确认。
(6) 机车进人台位作业前,调度提前20 min通知装车台作业人员,台位作业人员应 检查设备、线路、车辆封盖情况,确认完好后,向调度汇报同意进车。
(7) 机车或车辆进入台位,台上作业人员全部按规定立岗,站在对车位及其他适应 位置监视机车车辆动态及设备状况,发现异常情况及时与调车人员联系。
(8)相邻两股道对位或拉车时,油台操作员接到通知后,检查车辆装车情况及周围 环境无可燃气体泄漏,确认达到进车条件后向调度汇报同意进车。
3. 油罐车清洗环节
(1) 作业人员不得穿戴化纤服装,不穿带钉子的鞋和不导电的胶鞋,不准使用硬质 金属和塑料制品。
(2) 冲刷不掉的铁锈油污,可用铝、铜及其软质合金制作的铲、锤或竹、木刷等工 具刮、擦和刷。
(3) 重油罐车可用蒸汽蒸洗与吹扫,也可用高压水冲刷,然后用锯末、白布擦拭 干净。
(4) 下列人员不得参加油罐车清洗工作:经期、孕期和哺乳期的妇女,聋、哑、呆 傻的生理缺陷者,有深度近视、癫痫、高血压、过敏性气管炎、哮喘、心脏病和其他严重 慢性病患者,老弱人员及外伤未愈合者。
(5) 严禁在作业场所用餐和饮水,要在指定的地点更衣和沐浴。
(6) 清罐的油污杂物及洗罐用水,回收到污油罐,不得随意排放。
(7) 洗刷完毕并检验合格后,要逐件按要求恢复各附件安装和管道连接,并经过技 术人员检査合格后方可使用。
4. 油品装卸环节
(1) 铁路槽车装车单位应制定充装各类油品的操作规程,并组织认真学习贯彻执行。
(2) 装车台操作人员应持证上岗。
(3) 装车前检查装车设备,阀门与管线无泄漏;鹤管、梯子状态良好;回油阀关严, 静电绳完好;对于重油车辆,还要检查装油阀门及扫线蒸汽阀关严,槽车中心阀关严;两 侧下口及蒸汽帽子齐全并紧固无泄漏。
(4) 打开车盖,对好装油鹤管并固定好,检查车内油品种类与所装油品种类是否相 符,存油多少,有无杂物。如需刷车按汽油刷车标准执行。对于重油,车底存水要放净防 止油温过高突沸。
(5) 开泵装车,须先将车台及各鹤位阀门打开,通知开泵装车。来油后再次检查鹤 管是否对正拴牢,设备有无缺陷和跑油现象;发现问题及时处理和汇报。冬季重油装车时 要打开每个鹤管拌热线,如鹤管不通需打开扫线蒸汽吹扫。汽油定量装车时,首先封紧槽 车口密封圆盘,做到装车时无油气溢出,开鹤位油气回收气缸阀及装车鹤位阀进行装车 作业。
(6) 装车过程中及时注意流量情况,防止冒车跑油;装车时要经常注意各装油阀门 的调整,防止憋压跳动;重油油温高时,要特别注意装油情况,防止突沸,若有突沸现 象,要及时釆取措施处理(如间歇装车、用木棍搅动)。
(7) 装油快完时,通知泵房做好停泵准备,停泵后才能关。
(8) 装车后检查每个鹤位装油阀门及总阀关严;空干鹤管及垂直管壁存油,将鹤管 拉到安全位置固定;及时把鹤管存油回收,并注意回油罐的存油量。重油装车后关闭总 阀,开扫线蒸汽,分别打开各鹤位阀门,将主线及各鹤位油品扫净,总管线无油后关闭鹤 位阀门。冬季时,打开各鹤位扫线阀通一下蒸汽,将各鹤管的存油扫入车内。
(9) 同一作业线各种装卸设备的防静电接地应为等电位,接地线和跨接线不能用链 条代替。
(10) 作业人员应穿戴防静电服装和鞋帽,使用铜质工具,活动照明要使用防爆灯。
(11) 鹤管或输油臂装油时要插至底部。
(12) 铁路罐车的装油速度,在出油口淹没前的初始阶段,要控制在lm∕s以下,出
油口淹没后可按r2O≤0.8 (“一流速,m/s; Z)-输油管内径,m)控制。
(13) 铁路罐车卸油时,应按设计控制的流速,开够同时工作的鹤管的数目,临近卸 油完毕要严格监视,及时关闭阀门,既要避免残留油过多,又要防止吸入气体。
(14) 装卸油作业时,拿取工具、开关孔盖、取送鹤管等,都应做到既轻又稳,不得 碰掉静电接地线。
(15) 不准在作业危险场所穿脱衣服、挥舞工具或搬运物品。
(16) 进入装卸车台必须关闭手机等非防爆电器。
(17) 液化气体、汽油等危险化学品车辆严禁超装。
(18) 泵房司泵员在油泵运行中,不能擅离岗位,发现异常及时排除,甚至停机 检查。
(19) 雷雨天气禁止装卸油作业。
(20) 处理漏洒油品、整理工具、擦拭设备时,应断开电源。
(四)液化气体铁路罐车充装安全技术
1. 资料检查
槽车充装前必须检查以下证件和技术资料,缺少一项或证件无效者,不予充装。
(1) 铁路危险货物自备货车安全技术审查合格证。
(2) 特种设备使用登记证。
(3) 押运员证书。
(4) 铁路槽车使用许可证书(即危险品准运证)o
2. 罐车检查
罐车充装前,充装单位必须有专人对罐车进行检查。在检查过程中发现有下列情况之 一,应事先进行妥善处理,使之符合充装要求,否则严禁充装:
(1) 罐车未按期检验或检验不合格。 _
(2) 罐车的颜色、字样、标记和所装的介质不符,或者颜色、字样、标记脱落而不 易识别其种类。
(3) 罐车外表腐蚀严重或有明显损坏、变形。
(4) 附件(包括气相阀、液相阀、压力表、温度表、液压系统、紧急切断装置、液 位尺拉杆、安全阀等)不全、损坏、失灵或不符合安全规定。
(5) 未判明罐内残留介质品种。
(6) 液化气体和液氨罐车内气体含氧量超过3%。
(7) 槽车内余压不符合要求。
(8) 罐车内残留介质质量不明。
(9) 罐体密封性能不良或各密封面及附件有泄漏。
(10)槽车的走行或制动部件超期未检验。
3-充装管理
(1) 槽车充装量必须严格控制,严禁超装,充装量不得超过最大载质量。
液化气充装量按下式计算:
W=ΦV
式中 W——槽车最大充装量,t;
V一罐体设计容积,m3;
Φ——质量充装系数,t∕m3 (混合液化石油气为0.42t∕π√)°
(2) 槽车充装时,应在铁路线上设置标记或信号,出现下列情况时,严禁充装:
① 遇到雷雨天或附近有明火时。
② 周围有易燃、有毒气体介质泄漏时。
③ 液压异常或出现其他不安全因素时。
(3) 充装时,不得任意放空,槽车余压高的可接泄压管卸压。
(4) 液化气槽车非装车时不得在厂内停留。
(5) 装车时必须用铜质工具。
(6) 装车操作人员不得离岗,要随时注意装车情况,随时同泵房联系。
(7) 每次充装都要填写详细的充装记录。
(8) 槽车充装完毕后,应复检充装量,并检查气、液相阀门是否安装盲板,压力表 座阀门和紧急切断阀是否关闭,各密封面是否泄漏以及封车压力O
船舶运输是沿海、沿江、沿河一带运输中的一种低成本、大运量的重要方式,也是 石油化工产品运输的主要方式之一。油品的水路运输系统,主要是由油品码头和油船 组成。
一、装卸油码头
码头是沿江、沿海石油化工企业的一个重要组成部分,分为浮码头和栈桥式码头 两种。
(1) 浮码头是由毫船、握船的锚系和支撑设施、引桥、护岸部分、浮动泵站和输油 管等组成。浮码头的特点是建船可随水位的涨落而升降,所以作为码头面的建船甲板面与 水面的高差基本上为一定值,与船舶间的联系在任何水位均一样方便。建船的长度是根据 停靠船只的长度以及水域条件的好坏来定的,一般情况下,逐船长度与油船长度之比为 0.7~0.8o如果水域条件好,毫船可小些;如果水域条件差,荘船则可大些。活动引桥的 坡度是随水位的变化而升降的,一般在低水位的情况下,人行桥的坡度不陡于1 :3。活 动引桥在行人时宽度不小于2 m。
(2) 栈桥式码头。由于浮码头供停泊的油船吨位不大,随着船舶的大型化,万吨以 上的油轮多釆用栈桥式码头。栈桥式码头一般由引桥、工作平台和靠船墩等部分组成。引 桥作为行人和敷设管用,工作平台作为装卸油品操作之用,靠船墩则为靠船系船之用。在 靠船墩上使用护木或橡胶防护设备来吸收靠船能量,防止船体碰撞。
(-)油码头的装卸设施
海运和江运装卸码头的设施配置各地各不相同,主要有油泵、管组、阀门、电气设 备、输油臂、测量仪器仪表、吊升装置、金属或橡胶软管及其接口等。其中任何一种设备 工作失控,发生泄漏、撞击打火、误动、短路等,都会导致跑油或火灾。
油船装卸油品时,若用岸上的输油泵,一般都由泵房的泵来完成。对浮动码头,有时 将卸油泵和扫舱用的真空泵等设置在谊船上。油船上设置有不同种类的泵,如离心泵、齿 轮泵和蒸汽往复泵,有的用来接卸轻油,有的用来接卸黏油。油船在装卸过程中与岸上连 接的装卸油导管有橡胶软管和输油臂两种。输油臂由立柱、内臂、外臂、回转接头以及与 油船接油口连接的接管器等组成,可用来装油、卸油或接卸压舱水,可在控制室内集中控 制,克服了橡胶软管存在的装卸效率低、寿命短、易泄漏、接管时劳动强度大等缺点,是 国内外广泛使用的金属装卸油导管之一。
油码头上输油线阀门釆用的是钢阀门,在岸边输油线的适当位置装有紧急关闭阀。在 码头上,除了装卸油导管及吊升装置外,还设有向油船供应燃料的供油导管、油船用水及 消防水导管、消防泡沫导管、压舱水导管等。
(二)油码头的安全设施
由于油码头的进出物料大多数都是易燃易爆、易挥发的液体,一旦跑油轻则污染环 境,重则导致火灾爆炸,且其灾情容易扩大,危及面宽,因此根据装卸油品码头防火安全 的有关规定,油码头必须配备安全设施。
为了防止杂散电流窜入油船,在重要码头的输油干管上安装有绝缘法兰或橡胶软管, 油船和码头分别接地,绝缘管路进行屏蔽,每次停靠油船和作业之前,都要进行严格检 查。装卸油区的电气设备必须符合防爆要求。
为了防止和扑灭码头和油船火灾,根据装卸油品的品种,配备相应的消防设施和灭火 用品。码头设有消防通道、消防管线和消防栓,设置固定式或半固定式泡沫灭火装置,配 备拖船兼消防两用船以及小型灭火设备。在码头和建船容易发生火灾的地带设有干粉或泡 沫灭火器,配备一定数量的石棉毯、帆布垫以及灭火用砂等。
在油船装卸油品时,为了防止溢油扩散,污染水面和火灾的蔓延,需要备有一定数量 的围油栏、消油剂、吸附材料和吸油、捞油工具。
在平台、通道和建船上可能发生落水、滑跌的地方设有安全栏杆和防滑设施。在码头 和建船上必须制定严格的明火和用电安全管理制度,建船上的机动舱、工作舱、办公室、 生活间、备品间等都必须符合安全防火要求。
二、油船
油船从广义上讲是指海运或河运散装石油及其他易燃易爆液体的船舶(图4-4)。油 船除了运输石油外,还装运石油的成品油,各种动植物油,液态的天然气和石油气等。因 为运载的是易燃易爆的危险油品,所以在结构上要比其他货船复杂。油船上各系统都是为 确保安全,适应油品运输的需要而设计的。
图4-4油船
油船有油轮和油驳之分。油轮带有各种动力设备,可以自航。油驳不带动力设备,必 须依靠拖船牵引并利用码头油库的油泵和加热设备完成油品的装卸作业。
油轮一般由油舱、机舱、输油、扫舱、加热和消防等设施组成。油船的油舱内装有蒸 汽加热管路,当温度低时,石油的黏度增加,不容易流动,有了加热管加温舱内的石油, 就可使石油流动,便于装卸。油船的机舱一般都设在幌部,这样可以避免浆轴通过油舱时 可能引起的轴隧漏油和挥发出可燃气体引起爆炸的危险。
此外,机舱设在腥部,烟囱排烟时带出的火星向后吹走,不致落入油舱的通气管内而 引起火灾。为避免货油或油气渗漏,货油舱区与首尖舱、机舱、泵舱之间须有隔离舱;货 油舱用1~3道纵舱壁和4-IO道横舱壁分隔,以减少自由液面对船舶稳性的影响,也便 于不同种类的石油分别装载。为便于卸净舱底残油,设有扫舱管系。
装卸作业前,船、岸双方应组成检查组,按照事先编制的船/岸安全检查表进行检查, 落实各项安全措施后,方可进行作业。
(一) 油船装卸作业
油船装卸作业是由码头上设置的装卸油管进行的。每种油品单独设置一组装卸油管 路,在集油管线上设置若干分支管路,分支管路的数量和直径,集油管、泵吸入管的直径 等,是根据油船或油驳的尺寸、容量和装卸油的速度等具体条件确定的。在配置时,一般 将不同油品的几个分支管路(即装卸油短管)设在一个操作井或操作间内。平时将操作 井盖上盖板,使用时打开盖板,接上耐油软管。
(二) 装油安全要求
装卸过程中要求无污染、无漏洒,油船上岗人员必须持有港监部门签发的油船操作 证。装拆油管时必须正确使用防爆工具,连接船岸间油管时,必须先装接地线,然后再装 接油管。开始送油要慢,检查油管、接头、闸阀等确认无差错,并且油已正常流入指定油 舱,而无溢漏现象时方可通知岸上逐渐提高装油速度,达到正常速度后,应再进行检查。 装油结束前要放慢速度,避免溢油。装油全过程探视孔处不能离人,值班人员要经常观察 装油速度。在终止装油前半小时要通知岸方做好准备,根据进度通知岸方放慢装油速度, 以便最后一舱装满时及时停止泵油。装油速度很快,船舶吃水变化大,值班人员注意 随时调整缆绳的松紧。全船装油结束后,先拆除软管,后拆除静电地线,关闭各舱的 大小阀门,管路上各种闸阀进行铅封,协助有关人员对各船舱盖、孔和管路闸阀进行 铅封。
(三)卸油作业安全要求
到达卸油地后,及时与收货人联系,通报品种和数量,系牢首缆、尾缆、相档缆,船 与船之间用铜质导线连接,再与陆地静电地线连接。输油软管接头不得少于4根紧固螺 栓,且法兰盘间加垫耐油密封圈,下置盛油盆。开始卸油要慢,当检査油管、接头、闸阀 确无差错,逐渐提高卸油速度,达到正常速度后,应再进行检查,卸油过程中应注意调整 缆绳的松紧度,卸油完毕前,等岸上关闭阀门后再关闭船上阀门,先拆除软管,后拆除静 电地线。
原油及成品油装卸作业结束后,管线内的剩油都需要扫回油罐,或将输油导管内残油 扫回油船。扫线的目的是为了防止油品在管线内凝结,避免与下次来油混淆以及便于 检修。
化工企业公路装卸主要是指各类化工产品、成品油、液化石油气等产品的装车,危险 化学品卸车等。本节主要对石油化工企业汽车装卸各类成品油、液化石油气等产品的作业 安全进行说明。
—、装卸站台
汽车装卸站台的设置要符合《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)和《石油库 设计规范XGB 50074)等规范的要求,有关安全方面的要求如下:
(1) 汽车罐车运送油品、石油化工产品、液化石油气等,都属于危险品运输,因此 装油台的位置应布置在储罐区全年最小频率风向的上风侧。
(2) 为便于车辆的进出,装卸区应靠近直接通往车辆出入口的库外道路,布置在人 流较少的储罐区边缘。
(3) 汽车装油站台,一般采用半敞开式或敞开式建筑,保证通风良好,防止油气的 积聚。
(4) 向汽车罐车灌装甲b、乙、丙A类液体宜在装车棚(亭)内进行。甲B、乙、丙A 类液体可共用一个装车棚(亭)。
(5) 汽车油罐车的液体灌装宜釆用泵送装车方式。有地形高差可供利用时,宜釆用 储油罐直接自流装车方式。采用泵送灌装时,灌装泵可设置在灌装台下,并按一泵供一鹤 位设置。
(6) 汽车油罐车的液体装卸应有计量措施,计量精度应符合国家有关规定。
(7) 汽车油罐车的液体灌装宜采用定量装车控制方式。
(8) 汽车油罐车向卧式容器卸甲B、乙、丙A类液体时,应釆用密闭管道系统。
(9) 液体装车流量不宜小于30 m3∕h,但装卸车流速不得大于4.5 m/s。
(10) 甲B、乙、丙A类液体的装车应釆用液下装车鹤管。当采用上装鹤管向汽车油罐 车灌装甲B、乙、丙A类液体时,应采用能插到罐车底部的装车鹤管。鹤管内的液体流速, 在鹤管口浸没于液体之前不应大于1 m/s,浸没于液体之后不应大于4. 5 m∕so
(11) 建筑物、设备和装卸台应设置静电接地和避雷装置。
(12) 电气设备和照明应符合防爆要求。
(13) 防火间距、消防道路、消防水、消防器材的设置和配备应满足规范要求。
(14) 可燃液体的汽车装卸站,宜设围墙(或栏栅)与其他区域隔开,装卸站的进、 出口宜分开设置;当受场地条件限制,进、出口合用时,站内应设回车场。
(15) 装卸台要设有防止溢油措施。
(16) 应设置油气回收设施。
二、装卸作业安全管理
装卸作业最常见的事故包括泄漏、火灾、爆炸、中毒等,引发这些事故的原因一般有 装车过程中冒罐、溜车或车辆误启动导致的管线损坏泄漏、静电、操作不当等。企业装卸 作业安全管理主要是对车辆和人员的检查,对装卸作业过程进行安全管理。
(—)装卸车前的安全检查
装载危险化学品前,装卸单位首先应对车辆的所在单位资质、危险货物道路运输许可 资质、购货单位资质、压力罐车使用证、载质量、压力容器有效期等进行检查,同时还要 检查车辆危险化学品标识标志、消防器材、接地线、安全阀、压力表、液位计、紧急切断 阀(拉断阀)、温度计等安全附件,并做好记录。对驾驶员的道路运输资格证、操作证等 进行检査。只有上述条件全部合格,才能允许车辆驶入装卸车鹤位。
(二)装卸车操作安全
(1) 罐车进入易燃易爆区域时必须安装防火罩,严格控制进场车辆数量,汽车槽车 在充装过程应在指定位置停车。
(2) 车辆驶入装卸车鹤位后,必须熄火,拉紧手刹,安放防溜车措施,车辆钥匙统 一保管O
(3) 对装卸鹤管进行检查,确保完好;按规定对接鹤管,确保鹤管严密。
(4) 装卸作业前,穿戴好劳保护品,导除人体静电,连接好静电接地装置,并使用 防爆工具。
(5) 严禁超装、混装、错装,充装量不得超过危险化学品道路运输证核定载质量, 且承压罐车充装量不得超过移动式压力容器使用登记证最大充装量。
(6) 装卸作业时,操作人员、驾驶员均不得离开现场,在装卸过程中,不得启动 车辆。
(7) 装卸操作完毕,应立即按操作规程关闭有关阀门,并检查车辆情况;经过规定 的静置时间,才能进行提升鹤管、拆除接地线等作业。
(8) 装卸作业完成后,驾驶员必须亲自确认汽车罐车与装卸装置的所有连接件已经 彻底分离,经双方确认后,方可启动车体。
(9) 当出现雷雨天气、附近发生火灾、检测出介质泄漏、液压异常或其他不安全因 素时,必须立即停止危险化学品装卸作业,并作妥善处理。
(10)危险化学品充装软管是充装系统最薄弱的环节,充装软管断裂事故是非常典型 的事故,事故率较高,应引起高度重视。液化石油气、液化天然气、液氯和液氨等易燃易 爆有毒有害液化气体的充装应采用金属万向节管道充装系统,充装设备管道的静电接地、 装卸软管及仪表和安全附件应配备齐全。
(三)应急处置
危化品装卸单位要针对装卸环节可能发生的泄漏、火灾、爆炸、人员中毒等事故,制 定操作性强的事故应急救援预案,配备必要的应急救援器材,并将其纳入企业事故应急救 援预案的一部分,定期组织职工进行演练,提高事故施救能力。
在危险化学品装卸过程中如果发生泄漏,现场工作人员应立即报警,停止所有的装卸 作业,通知相关人员佩戴好防护器具,关闭阀门、停止作业,组织无关人员撤离;如果有 人员发生中毒、窒息,在做好自身防护的情况下,迅速将中毒人员移出现场;并做好现场 警戒,封堵排水沟和下水系统。
油品从产出到最终用户消费,通常要经历若干储存、装卸过程,在这些过程中,由于 温度、油气分压及盛装轻质油品容器的气液相体积变化等因素影响,不可避免地有一部分 油气挥发进入大气,油气挥发对安全、环保、职业健康以及企业的经济效益都会带来不利 影响。油气回收设施是对挥发的油气进行回收并减少损失的一种环保设施,多用于装卸作 业环节。油气主要是指汽油、石脑油、航煤、溶剂油、芳烷或类似性质油品装载过程中产 生的挥发性有机物气体。
油气回收设施是油气收集系统和油气回收装置的统称,是利用密闭鹤管、管道及其他 工艺设备对油气进行收集的系统。油气回收装置是将油品装卸或储存过程中产生的油气进 行回收的装置,其原理是将挥发性油气通过适当的手段与空气分离并回收,净化后的气体 排入大气。典型的油气回收设施回收率不小于95%,油气排放浓度不大于25 g∕m3 O
一、油气回收方法
油气回收方法主要有4种:吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法,或某两种方法的 组合。
(-)吸附法
吸附过程在常温常压下进行。油气通过充填吸附剂的吸附器,吸附剂达到一定的饱和 度后,需进行再生。吸附法特别适用于排放标准要求严格,用其他方法难以达到要求的含 炷气体处理过程,常作为深度净化手段或最终控制手段。目前吸附剂一般釆用颗粒活性 炭、活性纤维、沸石分子筛、活性氧化铝、硅胶等。吸附法是油气回收行业的主要工艺流 程之一,20世纪70年代在美国开始应用,该流程相对简单且回收率很高,特别适用于汽 油油气的回收。
活性炭吸附法油气回收装置主要由活性炭罐、真空机组、吸收塔、贫油泵和富油泵等 构成。
(二) 吸收法
油气进入吸收塔,吸收剂与油气逆流接触,油气被吸收下来,吸收了油气的富吸收剂 再经过解吸过程,将油气解吸出来回收。吸收法最大的缺点是,排放的净化气体中气体含 量比较高;为了提高吸收率,目前一般釆用低温溶剂吸收。随着环保要求的提高,自20 世纪90年代以来吸收法已逐渐由其他方法取代或采用组合工艺。但根据国内油气回收行 业发展的趋势,该技术仍有一定的应用价值。
吸收法油气回收装置主要由吸收塔、真空解吸罐、再吸收塔、真空机组、溶剂泵、贫 油泵和富油泵等构成。
(三) 冷凝法
油气通过低温冷凝冷却,使其冷凝下来。该方法适用于高浓度的油气回收。根据油气 中气体含量要求不同,冷凝温度通常在-70 ~ -170 tC之间。冷凝法工艺流程比较简单, 但由于在低温下操作,对于制冷设备及装置选用的制造材料要求比较严格,操作要求、能 耗及投资都比较高。
冷凝法油气回收装置主要由预冷器、机械制冷冷凝器、液氨制冷冷凝器等组成。
(四) 膜分离法
油气经加压后送至膜分离器,在有机物选择性薄膜上,油气比空气具有更高的穿透 性,含炷气体被分离成两股物流,一股富油气的穿透物流和一股贫油气的滞留物流。富油 气物流中的油气再被油品吸收下来,贫油气的滞留物流作为净化气体排放。膜分离法是比 较新的油气回收技术。
膜分离法油气回收装置主要由气柜、液环式压缩机、吸收塔、膜组件、真空机组、贫 油泵和富油泵等构成。
如果所处理含炷气体中的油气浓度比较高、流量大及在排放要求严格的场合,则可以 用上述几种基本方法的组合来实现油气的回收。
二、油气回收设施配套工程
企业安装油气回收设施,不管采用哪一种油气回收技术,对现有的设施和操作过程改 动都较小,只需对现有装车鹤位实现密闭装车,收集装车产生的汽油油气,并敷设油气输 送管线,将收集的油气输送至装置进行回收,同时为装置提供一些必要的公用工程条件。
以汽油装车油气回收设施为例,一般来说配套工程见表4-3o
表4-3汽油油气回收配套工程
序号 |
____配套工程内容____ |
_____安装位置_____ |
用途 |
1 |
火车小鹤管安装专用密闭装置 |
_________火车小鹤管_________ |
密闭装车 |
2 |
火车大鹤管安装专用密闭装置 |
_________火车大鹤管_________ |
密闭装车 |
3 |
汽车小鹤管安装专用密闭装置 |
_________汽车小鹤管 |
密闭装车 |
4 |
____油气输送管线____ |
______装车栈桥至油气回收装置 |
油气输送 |
表4-3 (续)
序号 |
配套工程内容 |
_____安装位置 |
用途 |
5 |
_____汽油管线_____ |
汽油储罐至装置,装置至汽油储罐 |
输送汽油至装置 |
6 |
_____仪表风管线_____ |
________仪表风源至装置________ |
气动仪表用风 |
7 . |
_____配套电缆_____ |
配电间至装置;控制室至装置,配电间至控制室 |
装置供电 |
三、油气回收设施安全技术要求
(一) 平面布置安全技术要求
(1) 油气回收装置宜布置在装车设施内或靠近装车设施布置。
(2) 油气回收装置宜布置在人员集中场所、明火或火花散发地点的全年最小频率风 向的上风侧。
(3) 布置在汽车装车设施内的油气回收装置不应影响车辆的装车及通行。布置在铁 路装车设施内的油气回收装置,与铁路的建筑界限应符合《皿、IV级铁路设计规范》 (GB 50012)的有关规定。
(4) 油气回收装置应设置能保证消防车辆顺利接近火灾场地的消防道路,消防道路 路面宽度不应小于6m,路面上的净空高度不应小于5m,道路内缘转弯半径不宜小 于6 mo
(5) 吸收液储罐宜和成品油储罐统一设置。当其总容积不大于400 ι√时,可与油气 回收装置集中布置,其与油气回收装置的防火间距不应小于9mo
(6) 油气回收装置内部的设备应紧凑布置,且满足安装、操作及检修的要求。
(7) 油气回收装置及吸收液储罐与装卸车设施内的设备、建筑物、构筑物的防火间 距应满足《油品装载系统油气回收设施设计规范XGB 50759)等标准规范的有关规定。
(8) 石油库的油气回收装置与库外的居民区、公共建筑物、工矿企业、交通线等的 防火间距,石油库内建建筑、构筑物的防火间距,应符合《石油库设计规范XGB 50074) 的规定。
(9) 石油化工企业的油气回收装置与石油化工企业外的相邻工厂或设施的防火间距 及石油化工企业内相邻设施的防火间距应符合《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160) 的规定。
(二) 油气收集系统安全技术要求
(1) 油气收集支管公称直径宜小于鹤管公称直径一个规格。
(2) 在油气回收装置的入口处和油气收集支管上,均应安装切断阀。
(3) 油气收集支管与鹤管的连接法兰处应设置阻火器。
(4) 鹤管与油罐车的连接应严密,不应泄漏油气。
(5) 油气收集系统应釆取防止压力超高或过低的措施。
(6) 油气收集系统应设事故紧急排放管,事故紧急排放管可与油气回收装置尾气排 放管合并设置,并应设阻火措施。
(三) 自动控制安全技术要求
(1) 油气回收装置的自动控制系统宜与装车设施的自动控制系统统一设计。
(2) 油气回收装置的启停应与装置入口的油气压力进行联锁。
(3) 油气回收装置内设置的温度、压力、流量、液位等仪表,应远传至上级控制室。
(4) 油气回收装置内的机泵及控制阀门的开关状态应在自动控制系统内显示。
(四) 电气防爆安全技术要求
油气回收设施的电力装置设计,应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058)的有关规定。
(五) 防雷、防静电安全技术要求
油气回收设施的防雷设施应符合《建筑物防雷设计规范XGB 50057)对第二类防雷 建筑物的规定;油气回收设施内油品管道、设备、机泵等设施应设静电接地装置,应符合 《石油化工静电接地设计规范>(SH∕T 3097)的有关规定。
(六) 监测安全技术要求
油气回收装置内应设置可燃气体或有毒气体监测报警、火灾监测报警,以及消防 设施。
(七) 消防安全技术要求
(1) 油气回收的消防给水系统应与装车设施及其他相邻设施的消防给水系统统一 设置。
(2) 独立设置的油气回收装置的消防给水压力不应小于0.15 MPa,消防用水量不应 小于15L∕s,火灾延续供水时间不应小于2 h。油气回收设施内应设置手提式干粉型灭火 器,最大保护距离不宜超过9m,每一个配置点配置的手提式灭火器不应少于2个,每个 灭火器的质量不小于4kgo
(八) 尾气排放安全技术要求
(1) 排放的尾气中非甲烷总炷的浓度不得高于25 g∕m3O
(2) 排放的尾气中苯的浓度不得高于12 mg∕m3,甲苯的浓度不得高于40 mg∕m3,二 甲苯的浓度不得高于70 mg∕m3 O
(3) 炷类尾气排放管高度不应小于4mo
(4) 芳炷尾气排放管高度应符合《大气污染物综合排放标准}(GB 16297)的有关 规定。
(5) 尾气排放管道应设置采样设施。
(6) 尾气排放管道应设阻火设施。
危险化学品包装是指盛装危险货物的包装容器。为确保危险货物在储存运输过程中的 安全,除其本身的质量符合安全规定、其流通环节的各种条件正常合理外,最重要的是危 险货物必须具有合适的运输包装。
工业产品的包装是现代工业中不可缺少的组成部分。一种产品从生产到使用,一般经 ∙404∙
过多次装卸、储存、运输的过程,在整个过程中,产品将不可避免地受到碰撞、跌落、冲 击和振动。一个好的包装,将会很好地保护产品,减少运输过程中的破损,使产品安全地 到达用户手中,这一点对于危险化学品显得尤为重要。包装方法得当,就会降低储存、运 输过程中的事故发生率,否则,就有可能导致事故的发生,因此,化学品包装是化学品储 运安全的基础。为了加强危险化学品包装的管理,国家制定了一系列相关的法律法规和标 准,如《危险化学品安全管理条例》中都有规定。
一、 重复使用的危险化学品包装
对重复使用的危险化学品包装物、容器,使用单位在重复使用前应当进行检查;发现 存在安全隐患的,应当维修或者更换。使用单位应当对检査情况作出记录,记录的保存期 限不得少于2年。包装容器属于特种设备的,其安全管理还应依照有关特种设备安全管理 的法律、行政法规的规定执行。
二、 化学品包装分类
根据《危险货物运输包装类别划分方法)(GB∕T 15098)规定,除了爆炸品、气体、 有机过氧化物和自反应物质、感染性物质、放射性物质、杂项危险物质和物品及净质量大 于400 kg和容积大于450 L的包装外,其他危险货物按其内装物的危险程度划分为3种包 装类别:
I类包装:盛装具有较大危险性的货物。
II类包装:盛装具有中等危险性的货物。
ID类包装:盛装具有较小危险性的货物。
三、 危险化学品包装物的选用要求
按《危险货物分类和品名编号XGB 6944)中危险货物的不同类项及有关的定量值, 确定其包装类别。但各类中性质特殊的货物其包装类别可另行规定。货物具有两种以上危 险性时,其包装类别须按级别高的确定。
四、 危险货物运输包装安全技术
包装技术要求执行《危险货物运输包装通用技术条件》(GB 12463),该标准规定了危 险货物运输包装的一般要求。
(1) 运输包装应结构合理,并具有足够强度,防护性能好。材质、型式、规格、方 法和内装货物重量应与所装危险货物的性质和用途相适应,并便于装卸、运输和储存。
(2) 运输包装应质量良好,其构造和封闭形式应能承受正常运输条件下的各种作业 风险,不应因温度、湿度或压力的变化而发生任何渗(撒)漏,包装表面应清洁,不允 许黏附有害的危险物质。包装与内装物直接接触部分,必要时应有内涂层或进行防护处 理,运输包装材质不得与内装物发生化学反应而形成危险产物或导致削弱包装强度。
(3) 内容器应予固定,如内容器易碎且盛装易撒漏货物,应使用与内装物性质相适 应的衬垫材料或吸附材料垫妥实。
(4) 盛装液体的容器,应能经受在正常运输条件下产生的内部压力。灌装时应留有 足够的膨胀余量(预留容积),除另有规定外,并应保证在温度55龙时,内装液体不致 完全充满容器。
(5) 运输包装封口应根据内装物性质釆用严密封口、液密封口或气密封口。
(6) 盛装需浸湿或加有稳定剂的物质时,其容器密封形式应能有效保证内装液体 (水、溶剂和稳定剂)的百分比,在储运期间保持在规定的范围内。
(7) 运输包装有降压装置时,其排气孔设计和安装应能防止内装物泄漏和外界杂质 进入,排出的气体量不得造成危险和污染环境。
(8) 复合包装的内容器和外包装应紧密贴合,外包装不得有擦伤内容器的凸出物。
(9) 无论是新型包装、重复使用的包装,还是修理过的包装,均应符合危险货物运 输包装性能试验的要求。
(10) 盛装爆炸品包装的附加要求如下:
① 盛装液体爆炸品容器的封闭形式,应具有防止渗漏的双重保护。
② 除内包装能充分防止爆炸品与金属物接触外,铁钉和其他没有防护涂料的金属部 件不应穿透外包装。
③ 双重卷边接合的铁桶、金属桶或以金属做衬里的运输包装,应能防止爆炸物进入 缝隙。钢桶或铝桶的封闭装置应配有合适的垫圈。
④ 包装内的爆炸物质和物品,包括内容器,应衬垫妥实,在运输中不允许发生危险 性移动。
⑤ 盛装有对外部电磁辐射敏感的电引发装置的爆炸物品,包装应具备防止所装物品 受外部电磁辐射影响的功能。
化工生产过程涉及大量的危险化学品,发生各种恶性事故的风险较大。生产经营单位 (建设单位)应当在工厂设计之初即对工厂风险进行全面辨识和系统研究,对工厂进行合 理的安全设计,从根源上消除事故隐患,增加风险控制措施,减小事故发生的可能性。化 工安全设计技术涵盖面十分广泛,从工艺的本质安全设计到工厂的布局安全设计再到工艺 设备、工艺控制系统、安全仪表系统等的安全设计,覆盖了化工生产的所有系统,本章介 绍部分重要安全设计内容。
一、化工过程本质安全化设计
(一)本质安全的层次
本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作 或发生故障的情况下也不会造成事故。其核心是从根源上消除或减少危险源,而不是依靠 附加的安全防护和管理控制措施来减少危险源和风险。本质安全概念的提出和被广泛接 受,与人类科学技术的进步以及对安全文化的认识密切相关,是人们在安全认识上的一大 进步。
本质安全可以分为3个层次,是一种洋葱结构,其核心层为工艺本质安全,中间层为
设备仪表本质安全,最外层为安全防护措施及 管理措施,如图5-1所示。
工艺本质安全主要是根据物料基本的物 理和化学特征,即化学品的数量、性质和工 艺路线等,预防设备损坏、人员伤害和环境 破坏,而不是单纯依靠控制系统、连锁系统、 报警和操作程序来阻止事故的发生。从长期 来看,本质安全的工艺是最安全和最经济有 效的。
设备仪表本质安全就是设备仪表由于自 身设计的特点带来的安全,即使由于操作者
出现失误或不安全行为,也能保证操作者、 图5"本质安全层次结构图
设备或系统的安全而不发生事故。本质安全的设备仪表主要分为两类:失误安全型和 故障安全型。
安全防护措施及管理措施就是在选定了原料、技术路线和产品方案后,在设计和运行 阶段,通过增加安全防护措施和实施有力的安全生产管理方案,增加装置运行的安全性和 可靠性。安全防护措施及管理措施主要包括地理位置选择、工厂总平面布置、防火防爆设 施、安全环保消防措施、应急救援措施和安全管理制度建设等内容。
由于技术、资金和人们对客观世界的认识程度等原因,要真正做到本质安全是比较困 难的,但具体到某一点、某一台设备、某一个环节上要做到本质安全是完全可以实现的。 同时,本质安全也应该是一个逐步提高和完善的过程。
(二)实现工艺本质安全的策略
工艺本质安全的实现主要应从危险原料的替代(或减少)和工艺技术路线的选择等 方面来考虑。在原料的选择上,用安全无毒的物料代替有毒危险性的物料,或者减少危险 物料的使用量;在工艺技术路线上,开发新型催化剂,改变温度和压力等操作条件,使其 所涉及的化学反应变得温和可控等。
1. 选用安全无毒的物料或减少危险物料的使用量
化工装置的原料路线千差万别,采用不同的原料结合不同的工艺技术路线可以得到同 一种产品,在工艺设计的前期阶段,就应首先考虑采用安全无毒或低毒、环境友好的原 料。如环氧丙烷技术,最初是釆用氯气、水与丙烯发生氯醇化反应,生成中间体氯丙醇, 然后用石灰水皂化制得环氧丙烷的氯醇法。该法技术成熟,投资较低,但是需耗用大量氯 气,生产过程中产生的次氯酸严重腐蚀设备,产生大量石灰渣和含氯废水,综合治理投资 较大。为解决使用氯气带来的安全、设备腐蚀和环境污染问题,此后研究开发了共氧化 法,该工艺利用不同有机氢过氧化物与丙烯环氧化生产环氧丙烷。根据原料和联产品的不 同,该法分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。与氯醇法工艺相比,由于不使用氯气,而 是釆用比较温和的乙苯或异丁烷作为原料,从而减少了污水的排放等。这在一定程度上克 服了氯醇法“三废”污染严重、设备腐蚀性大和需要氯资源的缺点。
如果工艺确定了必须使用高毒性、高危险性物料,则应该从流程上减少这些危险物料 的使用量,因为从对操作人员和对环境的伤害来说,持续接触量小;污染浓度低造成的伤 害就小;从火灾爆炸危险性来说,量小危险就小。具体的方法有:采用短的停留时间、小 的反应器、小的塔釜液存量等,都可以减低操作危险性。
2. 采用更加先进安全可靠的技术路线
在原料确定的情况下,通过采取切实可行的技术路线,如降低反应的温度或压力,从 而降低整个装置的危险,提高安全等级通过技术创新,研发新的催化剂,开发出更加安全 可靠的工艺技术路线。同样一个生产过程,本来在高温、高压下很危险,有了新催化剂, 可以在常温常压下生产,这样就安全多了。聚乙烯的生产技术就是从高压法到中压和低压 技术的转移。
1933年,英国帝国化学公司在一次试验中使用乙烯在高压下合成了聚乙烯。1939年, 开始使用高压法工业化生产低密度聚乙烯,但其生产过程中压力高达304 MPa,对于设备 选型,仪表控制要求非常严格,危险性非常高。随着生产技术和催化剂的发展,高压法生 产聚乙烯的增长速度已大大落后于低压法。低压法有淤浆法、溶液法和气相法,淤浆法主 要用于生产高密度聚乙烯,而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯,还可通过加入 共聚单体生产中低密度聚乙烯,也称为线型低密度聚乙烯。近年来,各种低压法工艺发展 很快,安全稳定性更高。
3.考虑工艺设计中装置的安全性和可靠性措施
研究表明,石化装置的危险性在开停车阶段远远大于装置正常运行阶段。因此,在设 计装置时就应考虑操作运行各个阶段的可靠性,而其可靠性依赖于所选择的控制方案的可 靠性。在工艺设计中,根据工艺流程进行预先危险性分析(PHA)、危险与可操作性研究 (HAZOP)等,对流程进行安全风险分析,考虑所有可能引发事故的因素和发生风险的频 率,采取必要的措施,将风险降低到可以接受的程度。
在工艺设计阶段,运用PHA对工艺进行审查,重点从工艺安全角度检查是否存在设 计压力、温度、设备选材、选型等方面的问题,以及安全泄压系统和火炬系统的设计是否 合适。在基础设计阶段运用国际上通用的HAZOP方法对以工艺和仪表流程图(P&ID)为 主的工艺设计文件进行全面的工艺安全审查。即使是一个比较成熟的工艺,由于建设地 点、气象条件、周围环境、业主要求、上下游装置等各种因素的影响,工艺上仍会有所不 同,有时候变化还比较大。在这种情况下,运用HAZOP审查尤为重要,如果不能识别新 的危害并采取相应的措施,则可能产生安全问题。在详细设计阶段应对基础设计阶段以后 发生的设计变更及供货商提供的成套设备,尤其是大型压缩机组等成套设备进行HAZOP 审査。
二、布局安全设计技术
(―)化工厂选址安全
正确选择厂址是保证安全生产的前提。除考虑建设项目的经济性和技术合理性并满足 工业布局和城市规划要求外,厂址选择在安全方面应重点考虑地质、地形、风向、水源、 气象等自然条件对企业安全生产的影响和企业与周边区域的相互影响。
1. 化工厂厂址选择的基本要求
(1) 厂址选择应符合国民经济发展和石油化工产业布局的要求。
(2) 厂址选择与总体布置应贯彻“十分珍惜和合理利用土地,切实保护耕地”的基 本国策,应符合当地的土地利用总体规划,因地制宜,提高土地利用率。
(3) 厂址选择与总体布置应符合当地城镇和工业园区规划。
(4) 厂址选择与总体布置应符合环境保护、安全卫生、矿产资源及文物保护、交通 运输等方面的要求和规定。
2. 厂址选择原则
厂址选择应做到技术上可行、有利于社会稳定,社会效益、经济效益和环境效益良 好。当有多个厂址可供选择时,应经过经济、技术比较后择优确定。
厂址选择阶段应重点对以下几个方面进行深入的调査研究和分析评价:
(1) 厂址安全。
(2) 产业战略布局。
(3) 周边环境现状及环境污染敏感目标。
(4) 当地城市规划和工业园区规划。
(5) 当地土地利用规划及土地供应条件。
(6) 当地自然条件。
(7) 交通运输条件及原料、产品的运输方案。
(8) 公用工程的供应或依托条件。
(9) 废渣、废料的处理以及废水的排放。
(10) 地区协作及社会依托条件。
(11) 施工建设期间的技术和经济条件。
(12) 未来发展。
3.厂址选择
(1) 厂址用地宜选用荒地、劣地,不得占用基本农田;位于沿海地区的厂址用地可 充分利用已规划的填海区域。
(2) 厂址应远离大中型城市城区、社会公共福利设施和居民区等环境敏感地区,并 宜位于相邻环境敏感地区的常年最小频率风向的上风侧。
(3) 厂址应优先选择具有良好生产协作条件和生活依托条件的地区。
(4) 厂址应优先选择具有良好地形、地质、水文、气象等条件的地区,宜避开自然 地形条件复杂、场地自然坡度大的地区或地段。
(5) 厂址不应选择在受洪水、潮水或内涝威胁的地带,当不可避免时应采取可靠的 防洪、排涝措施。
(6) 厂址应选择废气扩散、废水排放和废渣堆放对周边环境影响较小的地区。
(7) 厂址选择应避免造成大量居民区拆迁,确有需要时应进行充分论证。
(8) 厂址所在地区应具有可靠的水源和电源。
(9) 厂址宜选择原料输送便捷、市场需求量大、消费能力强的地区,并宜符合下列 规定:当以原油为原料时,宜依托有原油储备库、大型油品码头或输油管网的地区;当以 煤炭为原料、燃料时,宜靠近原煤开采或运输方便的地区。
(10) 厂址宜选择有利于与周边环境的协调发展,宜选择性质相近或有协作关系的企 业作为相邻企业。
(H)厂址选择应符合工厂远期发展规划的要求。
(12) 改扩建工程应优先在现有厂区内挖潜改造,充分利用闲置的场地和设施,整合 土地资源。当需要另外选址征地时,应妥善处理新、老厂区之间的关系,充分利用和依托 原有设施,避免重复建设。
(13) 厂址选择应同时落实水源地、排污口、废渣填埋场、道路、铁路、码头及其他 厂外相关配套设施的用地。
(14) 下列地段和地区不得选为厂址:
① 发震断层和抗震设防烈度为9度及以上的地区。
② 生活饮用水源保护区;国家划定的森林、农业保护及发展规划区;自然保护区、 风景名胜区和历史文物古迹保护区。
③ 山体崩塌、滑坡、泥石流、流沙、地面严重沉降或塌陷等地质灾害易发区和重点 防治区;采矿塌落、错动区的地表界限内。
④ 蓄滞洪区、坝或堤决溃后可能淹没的地区。
⑤ 危及机场净空保护区的区域。
⑥ 具有开采价值的矿藏区或矿产资源储备区。
⑦ 水资源匮乏的地区。
⑧ 严重的自重湿陷性黄土地段、厚度大的新近堆积黄土地段和高压缩性的饱和黄土 地段等工程地质条件恶劣地段。
⑨ 山区或丘陵地区的窝风地带。
4.外部安全防护距离的确定方法
1)外部安全防护距离
为了预防和减缓危险化学品生产装置和储存设施潜在事故(火灾、爆炸和中毒等) 对厂外防护目标的影响,在装置和设施与防护目标之间设置的距离或风险控制线就是外部 安全防护距离。
防护目标是指受危险化学品生产装置和储存设施事故影响,场外可能发生人员伤亡的 设施或场所。
.防护目标按设施或场所实际使用的主要性质,分为高敏感防护目标、重要防护目标、 一般防护目标。
(1) 高敏感防护目标包括下列设施或场所:
① 文化设施。包括综合文化活动中心、文化馆、青少年宫、儿童活动中心、老年活 动中心等设施。
② 教育设施。包括高等院校、中等专业学校、体育训练基地、中学、小学、幼儿 园、业余学校、民营培训机构及其附属设施,包括为学校配建的独立地段的学生生活 场所。
③ 医疗卫生场所。包括医疗、保健、卫生、防疫、康复和急救场所;不包括居住小 区及小区级以下的卫生服务设施。
④ 社会福利设施。包括福利院、养老院、孤儿院等为社会提供福利和慈善服务的设 施及其附属设施。
⑤ 其他在事故场景下自我保护能力相对较低群体聚集的场所。
(2) 重要防护目标包括下列设施或场所:
① 公共图书展览设施。包括公共图书馆、博物馆、档案馆、科技馆、纪念馆、美术 馆、展览馆、会展中心等设施。
② 文物保护单位。
③ 宗教场所。包括专门用于宗教活动的庙宇、寺院、道观、教堂等场所。
④ 城市轨道交通设施。包括独立地段的城市轨道交通地面以上部分的线路、站点。
⑤ 军事、安保设施。包括专门用于军事目的的设施,监狱、拘留所设施。
@外事场所。包括外国政府及国际组织驻华使领馆、办事处等。
⑦其他具有保护价值的或事故场景下人员不便撤离的场所。
(3) 一般防护目标根据其规模分为一类防护目标、二类防护目标和三类防护目标。 一般防护目标的分类规定见表5-l0
表5-1 一般防护目标的分类
______防护目标类型______ |
一类防护目标 |
二类防护目标 |
三类防护目标 |
住宅及相应服务设施 住宅包括:农村居民点、低层住区、 中层和高层住宅建筑等。 相应服务设施包括:居住小区及小区 级以下的幼托、文化、体育、商业、卫 生服务、养老助残设施,不包括中小学 |
居住户数30户以 上,或居住人数100 人以上 |
居住户数10户以上 30户以下,或居住 人数30人以上IOO人 以下 |
居住户数户以 下,或居住人数30人 以下 |
行政办公设施 包括:党政机关、社会团体、科研、 事业单位等办公楼及其相关设施 |
县级以上党政机关 以及其他办公人数100 人以上的行政办公 建筑 |
办公人数IOO人以 下的行政办公建筑 | |
体育场馆 不包括:学校等机构专用的体育设施 |
总建筑面积5000 τ∏2 以上的 |
总建筑面积5000 τ∏2 以下的 | |
商业、餐饮业等综合性商业服务建筑 包括:以零售功能为主的商铺、商 场、超市、市场类商业建筑或场所;以 批发功能为主的农贸市场;饭店、餐 厅、酒吧等餐饮业场所或建筑 |
总建筑面积50∞ m2 以上的建筑,或高峰 时300人以上的露天 场所 |
总建筑面积1500 m2 以上5(X)Om以下的建 筑,或高峰时IOO人 以上300人以下的露 天场所 |
总建筑面积1500 m2 以下的建筑,或高峰 时IOO人以下的露天 场所 |
旅馆住宿业建筑 包括:宾馆、旅馆、招待所、服务型 公寓、度假村等建筑 |
床位数Ioo张以上 的 |
床位数IOO张以下 的 | |
金融保险、艺术传媒、技术服务等综 合性商务办公建筑 |
总建筑面积5∞0 m2 以上的 |
总建筑面积1500 m2 以上5000 m2以下的 |
总建筑面积1500 m2 以下的 |
娱乐、康体类建筑或场所 包括:剧院、音乐厅、电影院、歌舞 厅、网吧以及大型游乐等娱乐场所 建筑; 赛马场、高尔夫、溜冰场、跳伞场、 摩托车场、射击场等康体场所 |
总建筑面积3000 m2 以上的建筑,或高峰 时IOO人以上的露天 场所 |
总建筑面积3000 m2 以下的建筑,或高峰 时IOO人以下的露天 场所 | |
公共设施营业网点 |
其他公用设施营业 网点。包括电信、邮 政、供水、燃气、供 电、供热等其他公用 设施营业网点 |
加油加气站营业网 点 | |
其他非危险化学品工业企业 |
企业中当班人数IOO 人以上的建筑 |
企业中当班人数IOO 人以下的建筑 | |
交通枢纽设施 包括:铁路客运站、公路长途客运 站、港口客运码头、机场、交通服务设 施(不包括交通指挥中心、交通队) 等 |
旅客最高聚集人数 IOO人以上 |
旅客最高聚集人数 KX)人以下 |
表5-1 (续)
______防护目标类型______ |
一类防护目标 |
二类防护目标 |
三类防护目标 |
城镇公园广场 |
总占地面积50∞m2 以上的 |
总占地面积1500 m2 以上5000 m2以下的 |
总占地面积1500 m2 以下的 |
注:1.低层建筑(一层至三层住宅)为主的农村居民点、低层住区以整体为单元进行规模核算,中层(四层至六层住
宅)及以上建筑以单栋建筑为单元进行规模核算。其他防护目标未单独说明的,以独立建筑为目标进行分类。
2. 人员数量核算时,居住户数和居住人数按照常住人口核算,企业人员数量按照最大当班人数核算。
3. 具有兼容性的综合建筑按其主要类型进行分类,若综合楼使用的主要性质难以确定时,按底层使用的主要性质 进行归类。
4. 表中“以上”包括本数,“以下”不包括本数。
2)外部安全防护距离确定流程
危险化学品生产装置和储存设施确定外部安全防护距离的流程如图5-2所示。
图5-2危险化学品生产装置和储存设施确定外部安全防护距离的流程
(1)涉及爆炸物的危险化学品生产装置和储存设施应釆用事故后果法确定外部安全
•413 •
防护距离。
(2)涉及有毒气体或易燃气体,且其设计最大量与《危险化学品重大危险源辨识》 (GB 18218)中规定的临界量比值之和大于或等于1的危险化学品生产装置和储存设施, 应采用定量风险评价方法确定外部安全防护距离。当企业存在上述装置和设施时,应将企 业内所有的危险化学品生产装置和储存设施作为一个整体进行定量风险评估,确定外部安 全防护距离。
上述(1)和(2)项规定以外的危险化学品生产装置和储存设施的外部安全防护距离 应满足相关标准规范的距离要求。
3)事故后果法确定外部安全防护距离
事故后果法确定外部安全防护距离的流程如图5-3所示。
图5-3事故后果法确定外部安全防护距离的流程
根据最严重事故情景以及表5-2给出的空气冲击波超压安全阈值,按下式计算外部 安全防护距离:
Ap = 14 g+4. 3 奖■ + 1. 1 空■
JJR3 V R
式中AP——空气冲击波超压值,l(fPa;
Q--次爆炸的梯恩梯炸药当量,kg;
R——爆炸点距防护目标的距离,m0
表5-2不同类型防护目标的空气冲击波超压阈值 |
Pa | |
________防护目标(类别按照GB 36894划分)_______ |
_______空气冲击波超压阈值①_______ | |
高敏感防护目标、重要防护目标 一般防护目标中的一类防护目标 |
20∞ | |
_______一般防护目标中的二类防护目标 |
5000 |
表5-2(续) Pa
________防护目标(类别按照GB 36894划分)_______ |
________空气冲击波超压阈值(I)________ |
_______一般防护目标中的三类防护目标_______ |
9000 |
注:①200OPa阈值为对建筑物基本无破坏的上限;50∞Pa阈值为对建筑物造成次轻度破坏(20∞-9000Pa)的中等 偏下,有可能造成玻璃全部破碎,瓦屋面少量移动,内墙面抹灰少量掉落;900OPa阈值为造成建筑物次轻度 破坏(2000 ~ 9000Pa)的上限,有可能造成房屋建筑物部分破坏不能居住,钢结构的建筑轻微变形,对钢筋 混凝土柱无损坏;以上阈值基本不会对室外人员造成直接死亡。
4)定量风险评价法确定外部安全防护距离
定量风险评价法确定外部安全防护距离的流程如图5 -4所示。
图5-4定量风险评价法计算流程
其中,定量风险可用个人风险和社会风险来度量。个人风险可用绘制在标准比例尺地 理图上的个人风险等值线表示,个人风险等值线对应的死亡概率不宜小于10 "次/年。社 会风险基准可用F-N曲线表示。
个人风险是指假设人员长期处于某一场所且无保护,由于发生危险化学品事故而导致 的死亡频率,单位为次/年。
社会风险是指群体(包括周边企业员工和公众)在危险区域承受某种程度伤害的频 发程度,通常表示为大于或等于N入死亡的事故累计频率(F),以累计频率和死亡人数 之间关系的曲线图(F-N曲线)来表示。
个人风险基准是危险化学品生产装置和储存设施周边防护目标所承受的个人风险应不 超过表5 -3中个人风险基准的要求。
表5-3个人风险基准
防护目标 |
个人风险基准/(次.a _____________ | |
危险化学品新建、改建、扩建 生产装置和储存设施 |
危险化学品在役生产装置和 储存设施 | |
高敏感防护目标 重要防护目标 一般防护目标中的一类防护目标 |
3 ×10^7 |
3 ×10^6 |
一般防护目标中的二类防护目标 |
3x10-6 |
1 ×10^3 |
一般防护目标中的三类防护目标 |
1 XlO-5 |
3 ×10^5 |
社会风险基准通过两条风险分界线将社会风险划分为3个区域,即不可接受区、尽可 能降低区和可接受区。具体分界线位置如图5-5所示。
若社会风险曲线进入不可接受区,则应立即釆取安全改进措施降低社会风险。
若社会风险曲线进入尽可能降低区,应在可实现的范围内,尽可能采取安全改进措施 降低社会风险。
若社会风险曲线全部落在可接受区,则该风险可接受。
IXIOi
IX 10^2
l×10^3
IXlOT
IXlO-5
1X 10^6
IXlO'7
IXlO'8
10
IOO
IOOO
死亡人数N/人
l×10^1
l×10^9 IOoOO
l×10^2
IXIO^
IXlO-4
l×10^5
IXlO-6
IXlO-7
1X1O^8
IXlO9
图5-5社会风险基准
外部安全防护距离可根据如下方法确定:
(1) 按照《危险化学品生产装置和储存设施风险基准}(GB 36894)中的个人风险基 准,绘制危险化学品生产装置和储存设施周围风险等值线,确定不同类型防护目标外部安 全防护距离是否满足风险基准的要求。
(2) 当防护目标为单栋建筑物时,应以建筑物的外墙为边界评定其是否满足个人风
第五章 化工建设项目安全技术 《 险基准的要求,当防护目标为带有配套设施的机构或场所时,应以机构或场所的围墙或用 地边界线为边界评定其是否满足个人风险基准的要求。
(3)社会风险基准是在个人风险基准确定的基础上,结合危险化学品生产装置和储 存设施周边区域的人口分布,对危险化学品事故引发群死群伤事故的约束。绘制危险化学 品生产装置和储存设施的社会风险F-N曲线,应按照《危险化学品生产装置和储存设施 风险基准>(GB 36894)中的社会风险基准,判断项目的社会风险水平是否可以接受。
(二)化工厂布局安全
厂区总平面布置,应综合考虑,合理布局,正确处理生产与安全、局部与整体、近期 和远期的关系。总平面布置应符合防火、防爆基本要求,满足设计规范及标准的规定,合 理布置交通运输道路、管线及绿化环境,并考虑发展、改建和扩建的要求。
1.厂区功能分区
化工企业厂区总平面应根据厂内各生产系统及安全、环保、职业健康要求进行功能明 确、分区合理的布置,分区内部和相互之间保持一定的通道和间距。为防止可燃有毒气体 的弥漫并迅速排放,厂区的长轴与主导风向最好垂直或不小于45。夹角,可利用穿堂风, 加速气流扩散。
根据工厂各组成部分的性质、使用功能、交通运输联系及防火防爆要求,分区一般可 分为以下几部分。
1) 生产车间及生产工艺装置区
(1) 工艺装置区是一个易燃易爆、有毒的特殊危险的地区,为了尽量减少其对工厂 外部的影响,一般布置在厂区的中央部分。根据工艺流程的流向和运转的顺序规划机器设 备的位置,以不交叉为原则,按照从原料投入到中间制品再到成品的顺序进行布置规划。
(2) 工艺装置区宜布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小频率风向 的上风侧;在山区或丘陵地区,并应避免布置在窝风地带,以防止火灾、爆炸和毒物对人 体的危害。
(3) 要求洁净的工艺装置应布置在大气含尘浓度较低、环境清洁的地段,并应位于 散发有害气体、烟、雾、粉尘的污染源全年最小频率风向的下风侧。例如,空气分离装置 应布置在空气清洁地段并位于散发乙焕、其他燈类气体、粉尘等场所的全年最小频率风向 的下风侧。
(4) 不同过程单元间可能会有交互危险性,过程单元间要隔开一定的距离。危险区 的火源、大型作业、机器的移动、人员的密集等都是应该特别注意的事项;应与居民区、 公路、铁路等保持一定的安全距离;当厂区采用阶梯式布置时,阶梯间应有防止液体泄漏 的措施。
(5) 生产上联系密切的露天设备、设施以及建(构)筑物,应布置在同一街区或相 邻的街区内;当釆用台阶式竖向布置时,宜将其布置在同一台地或相邻的台地上。
(6) 装置区预留用地宜位于装置区的边缘。
(7) 同开同停的工艺装置,宜按危险性类别、污染程度、物料运输方式和生产联系 的紧密程度等条件联合布置。
2) 储罐区布置
配置规划时应注意避免各装置之间的原料、中间产品和制成品之间的交叉运输,且应 按炷类气体、粉尘等场所的全年最小风频风向来规划最短的运输路线,应避免布置在窝风 地带;储存甲、乙类物品的库房、罐区、液化炷储罐宜归类分区布置在厂区边缘地带;成 品、灌装站不得规划在通过生产区、罐区等一类的危险地带;液化炷或可燃液体罐组,不 应毗邻布置在高于装置、全厂性重要设施或人员集中场所的位置上,并且不宜紧靠排 洪沟。
参加生产过程的中间罐组,宜布置在与其有隶属关系的工艺装置附近。成品罐组应根 据其外输方式,集中布置在对外方便运输的地段。
可燃液体储罐罐区布置在同一罐组内的储罐,火灾危险性类别宜相同或相近;沸溢性 液体的储罐不应与非沸溢性液体的储罐同组布置。
3)公用工程及辅助生产区
公用设施区应该远离工艺装置区、罐区和其他危险区,以便遇到紧急情况时仍能保证 水、电、汽等的正常供应;锅炉设备、总配变电所和维修车间等,因有成为引火源的危 险,所以要设置在处理可燃流体设备的上风向。全厂性污水处理场及高架火炬等设施,宜 布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧。
釆用架空电力线路进出厂区的总变配电所,应布置在厂区边缘,并位于全年最小频率 风向的下风向;辅助生产设施的循环冷却水塔(池)不宜布置在变配电所、露天生产装 置和铁路冬季主导风向的上风侧和受水雾影响设施全年主导风向的上风侧。
动力站的布置应符合下列要求:燃气、燃油动力设施在符合安全生产要求的条件下, 可布置在装置区内;以煤为燃料的动力设施宜布置在厂区边缘地带,且应便于燃料和灰渣 的输送和贮存;以焦炭产品为燃料的动力设施宜靠近焦化装置布置;应靠近主要高压蒸汽 用户;应方便外输电力上网。
空分装置、压缩空气站的布置应符合下列要求:空分装置、压缩空气站宜布置在空气 洁净地段;空分设备的吸风口,应远离乙焕站、电石渣场和散发炷类及尘埃的设施,并宜 位于上述场所全年最小频率风向的下风侧,其防护距离应符合《氧气站设计规范》(GB 50030)和《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程)(GB 16912)的有关规定;压 缩空气站房宜靠近主要负荷中心,同时应避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉 尘等有害物的场所,且应有良好的通风和采光条件,避免日晒;有条件时,压缩空气站和 空分装置宜联合布置在同一街区内。
循环水场的布置应符合下列要求:循环水场应靠近用水量较大的用户,避免布置在工 艺装置的爆炸危险区范围内;应避免靠近火炬、加热炉、焦炭塔等热源体,机械通风冷却 塔宜远离对噪声敏感的设施;冷却塔宜布置在通风条件良好的开阔地带,当机械通风冷却 塔单侧进风时,进风面宜面向夏季主导风向,双侧进风时进风面宜平行于夏季主导风向; 应避免粉尘和可溶于水的化学物质影响水质;冷却塔不宜布置在邻近的变配电所、露天工 艺设备、铁路、主要运输道路冬季最大频率风向的上风侧;冷却塔与其他相邻实体建 (构)筑物、高挡墙等的净距不应小于冷却塔进风口高度的2倍。
污水处理场的布置应符合下列要求:宜位于厂区边缘或厂区外地下水位较低处;应靠 近污水排放出口的地段;应布置在人员集中场所全年最小频率风向的上风侧。
事故存液池及雨水监控池的布置应符合下列要求:宜靠近污水处理场;应位于地势相 对较低处;宜靠近大型储罐区。
给水净化设施应布置在靠近原水进厂的方位。
化学水处理设施宜靠近主要用户,并应避免粉尘、毒性气体及污水对水质的影响。
火炬设施中全厂性高架火炬的布置,应符合下列要求:宜位于厂区边缘,远离厂外居 民区的一侧,并应符合环保要求;宜位于生产区、全厂性重要设施全年最小频率风向的上 风侧;宜靠近火炬气的主要排放源;不应布置在窝风地带;可能携带可燃液体的高架火炬 的布置应符合《石油化工企业设计防火规范>(GB 50160)的有关规定。在布置全厂性高 架火炬时,应考虑辐射热强度对周围设施的影响。有多个火炬塔架时,宜集中布置在同一 个区域,辐射热不应影响相邻火炬的检修和运行。地面火炬不应布置在窝风地带,其与周 围设施的防护距离除应按照明火设施考虑外,尚应根据辐射热的强度,满足其安全布置 要求。
4)仓库及运输装卸区
良好的工厂布局不允许铁路支线通过厂区,可以把铁路支线规划在工厂边缘地区解决 这个问题。对于罐车和罐车的装卸设施常作类似的考虑。在装卸台上可能会发生毒性或易 燃物的溅洒,装卸设施应该设置在工厂的下风区域,最好是在边缘地区。
原料库、成品库和装卸站等机动车辆进出频繁的设施,不得设在必须通过工艺装置区 和罐区的地带,与居民区、公路和铁路要保持一定的安全距离。
原料、燃料、材料、成品及半成品的仓库、堆场,应按其储存物料的性质、包装及运 输方式等条件进行分类,并应相对集中地布置在靠近相关装置或运输线路的地段。
全厂性仓库应按储存物品的性质进行分类、合并,集中布置在靠近运输线路、装卸作 业方便的地段。
散装固体物料、燃料仓储设施或堆场的布置宜邻近主要用户;应方便运输,且应适应 机械化装卸作业;堆场应根据物料性质和操作要求铺砌地坪,并应设置良好的排水设施; 易散发粉尘的仓储设施或堆场宜布置在厂区边缘地带,且宜位于厂区全年最小频率风向的 上风侧。
危险化学物品仓库应远离人员集中场所;宜位于厂区边缘安全地带;应布置在对外运 输方便的地带;不应布置在产生大量水雾设施的附近;应符合《建筑设计防火规范》(GB 50016)的有关规定。
液化炷、可燃液体铁路装卸设施的布置,应按品种分类,集中布置在厂区边缘地带; 应布置在铁路进线方便的地段;应远离人员集中的场所、有明火或散发火花的地点。
液化炷、可燃液体汽车装卸设施的布置,应布置在空气流通条件好的地段;应布置在 厂区边缘,远离人员集中的场所、有明火和散发火花的地点;应避开厂区主要人流出入口 和人流较多的道路;宜设置围墙独立成区,并宜分设进、出口直接与厂区外道路顺畅连 接,当进、出口合用时,装卸站内应设置回车道及人员安全疏散口;汽车衡的布置,宜位 于称重方便的地带,且不应影响其他车辆的正常通行;汽车液体装卸场外应设置汽车停 车场。
汽车库及停车场应远离主要生产区、储罐区,避开主要人流出入口和运输繁忙的铁 路;汽车停车场的面积应根据车型、数量及停放形式确定;运输货物停车场应靠近主要货 流出入口或仓库区布置;洗车设施宜布置在汽车库入口附近;停车道宜按垂直式或平行式 停放方式布置;生产管理及生活用车单独设置车库时,宜布置在生产管理区。
叉车库和电瓶车库宜靠近用车的库房或设施布置,并宜与库房或用车装置区的建筑物 合并建设。
5)管理区及生活区
厂前区宜面向城镇和工厂居住区一侧,尽可能与工厂的危险区隔离,最好设在厂外。 管理区、生活区一般应布置在全年或夏季主导风向的上风侧或全年最小频率风向的下风 侧。工厂的居住区、水源地等环境质量要求较高的设施与各种有害或危险场所之间,应按 有关标准规范设置防护距离,并应位于附近不洁水体、废渣堆场的上风、上游位置。
中央控制室应布置在非爆炸危险区;应远离振动源、高噪声源和存在较大电磁干扰的 场所;宜布置在装置区以外,且与装置区联系方便的地段;宜远离厂区原料及产品运输道 路;现场控制室和现场机柜间宜靠近操作较频繁和控制测量点较集中的区域。
中心化验室不应布置在散发毒性、腐蚀性及其他有害气体、粉尘以及循环水冷却塔等 产生大量水雾设施的全年最大频率风向的下风侧;宜位于生产、储存和装卸可燃液体、液 化炷、易燃及易爆物品和有害气体设施的全年最小频率风向的下风侧;应远离振动源;宜 布置在管理设施区内,且具有良好的朝向。
消防站应使消防车能迅速、方便地通往厂区内各街区;至甲、乙、丙类火灾危险场所 最远点行车路程不宜大于2. 5 km,并且接到火警后消防车到达火场的时间不宜超过5 min, 至丁、戊类火灾危险的局部场所最远点行车路程不宜大于4.0 km;宜避开厂区主要人流 道路,并应远离噪声源;消防站门前应避开管廊、栈桥及其他障碍物;车库的大门应面向 道路,距道路边缘的距离不应小于15 m,门前地面应坡向道路方向;宜位于生产、储存 和装卸可燃液体、液化炷、易燃及易爆物品和有害气体设施的全年最小频率风向的下 风侧。
维修车间宜集中布置在厂区边缘靠近人流出入口的地段,并应有较方便的交通运输条 件;宜位于散发毒性、腐蚀性气体、粉尘的生产、储存和装卸设施全年最小频率风向的下 风侧;应远离对维修车间的噪声、振动敏感的设施。
厂区应设置围墙,当装置区、储罐区等易燃、易爆危险场所与厂外社会公共设施相邻 时,厂区围墙应为非燃烧材料的实体围墙,实体部分的高度不宜低于2,2mo围墙与工艺 生产装置、储罐或设施的间距应符合《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160)的有关 规定;围墙与道路边缘的距离不应小于LOm;围墙与铁路线路的距离不应小于5. 0 m, 在条件困难时,铁路至围墙的间距有调车作业者可为3.5m,无调车作业者可为3.0 m。
厂区出入口不应少于2个;人流、货流出入口应分开设置;主要人流出入口应设在工 厂主干道通往居住区和城镇的一侧,主要货流出入口应靠近运输繁忙的仓库和堆场,其方 位应与主要货流方向一致,并应与厂外运输线路连接方便;主要出入口应设置门卫室;液 化炷、可燃液体汽车装卸站的出入口,宜单独设置;铁路出入口应具备良好的瞭望条件, 且不得兼作其他出入口。
2.通道布置
应根据工艺流程、货运量、货物性质和消防的需要,选用适当运输和运输衔接方式, 合理组织车流、物流、人流(保持运输畅通、物流顺畅且运距最短、经济合理,避免迂 回和平面交叉运输,道路与铁路平交和人车混流等)。为保证运输、装卸作业安全,应从 设计上对厂内的消防通道和道路(包括人行道)的布局、宽度、坡度、转弯(曲线)半 径、净空高度、安全界线及安全视线、建筑物与道路间距和装卸(特别是危险品装卸) 场所、堆场(仓库)布局等方面采取对策措施。
化工厂内道路布置应满足厂内交通运输、消防顺畅,车流、人行安全,维护厂区正常 的生产秩序。根据满足工艺流程的需要和避免危险、有害因素交叉相互影响的原则,合理 规划厂内交通路线。大型化工厂的人流和货运应明确分开,大宗危险货物运输须有单独路 线;主要人流出入口与主要货流出入口分开布置,主要货流出口、入口宜分开布置;工厂 交通路线应尽可能作环形布置,道路的宽度原则上应能使两辆汽车对开错车;道路净空高 度不得小于5mo主干道应避免与调车频繁的厂内铁路平交,以避免交通事故的发生。
工艺装置区、液化炷储罐区、可燃液体的储罐区和装卸区及危险化学品仓库区应设环 形消防车道。便于消防车从不同方向迅速接近火场,并有利于消防车的调度。对消防车道 的宽度要求大于或等于3.5 mo尽头式车道应设回车道或平面不小于12 m X 12 m的回车空 地。
通道内管线的敷设方式,应根据管道内介质的性质、工艺要求、生产安全、厂区地 形、施工和检修要求等因素综合确定。管线应根据其危险性、安全要求、敷设方式、埋设 深度、主要用户位置及施工和检修要求等因素,分类集中规划管线带的位置和宽度。
分期建设的工厂,管线带的布置应全面规划。近期建设的管线应集屮布置,并宜留有 中、远期管线带用地。管廊应与所在通道的道路或建筑红线平行,应布置在其用户较多的 道路一侧。管线布置应减少与铁路、道路交叉,若交叉时,交叉角不宜小于45。。在符合 技术、安全要求的条件下,地下管线宜共沟或同槽敷设,地上管线宜共架、多层布置。输 送具有高毒或强腐蚀性介质的管道,应采用地上敷设方式。压力管道宜釆用架空敷设方 式。输送具有易燃易爆、高毒及腐蚀性介质的管道,严禁穿越与其无关的生产装置、储罐 组和建(构)筑物。平行于海堤敷设的地上管线与海堤之间应留有必要的抢修通道。通 道内设置边坡、挡土墙时,可加大通道的宽度。在不影响边坡稳定的条件下,边坡范围内 可布置地上和地下管线。改建或扩建工程的管线综合布置,不宜妨碍现有管线的正常 使用。
地下管线应按管线的埋深,自建筑物向道路由浅至深布置;未釆取保护措施的地下管 线、管沟,不应布置在建(构)筑物基础的侧压力影响范围之内,距建(构)筑物基础 外缘的水平距离,还不应影响施工检修;严禁在铁路线路下平行敷设地下管线、管沟;不 宜在道路下平行敷设地下管线、管沟;直埋式地下管线不得平行上下重叠敷设。
地下管线不应敷设在有腐蚀性物料的包装、灌装、堆存及装卸场地的下面,且距上述 场地边界的水平距离不应小于2.0 m;地下管线应避免布置在上述场地地下水的下游,当 不可避免时,距离上述场地边界的水平距离不应小于4. Omo
地上管架的基础位置和净空高度不得影响交通运输、消防和检修;沿地面或低支架敷 设的管道,不应环绕工艺装置或罐组的四周布置;不宜妨碍建筑物的自然釆光和通风。有 易燃易爆、腐蚀性及有毒介质的管道,除使用该管道的建(构)筑物外,均不得釆用建 筑物支撑式的敷设方式。架空电力线路不应跨越用可燃材料建造的屋顶及生产火灾等级属 于甲、乙、丙类的生产装置和建(构)筑物以及储存可燃性、爆炸危险性物料的储罐区 和仓库区。引入厂区的35 kV及以上的架空高压输电线路,应沿厂区的边缘布置,避免长 距离跨越厂区。
栈桥运输线路,应沿道路或平行于建筑物轴线布置,并应避免横穿场地。栈桥与建 (构)筑物相接时宜正交,当正交困难时,与建(构)筑物轴线的夹角不宜小于45。;栈 桥运输线路应减少与铁路、道路、管架等的交叉;如需交叉,宜正交,且应符合净空高度 的要求;栈桥支架的间距宜均匀设置,并应避开地下管道;栈桥与铁路、道路的间距应符 合相应的限界要求。
3. 防火间距
在设计总平面布置时,留有足够的防火间距,目的在于防止火灾的蔓延以减少灾害损 失。防火间距一般指两座建筑物之间的水平距离,在此距离之间不得再建任何建筑物和堆 放危险品。其计算方法是以建筑物外墙凸出部分算起,铁路的防火间距是从铁路中心线算 起,公路的防火间距是从邻近一边的路算起。
防火间距的确定,应以生产的火灾危险性的大小及其特点来综合评定。其考虑原则 如下:
(1) 发生火灾时,直接与其相邻的装置或设施不会受到火焰加热。
(2) 邻近装置中的可燃物(或者厂房),不会被辐射热引燃。
(3) 要考虑燃烧着的液体从火灾地点流不到或者飞散不到其他地点的距离。
我国现行的设计防火规范,如《建筑设计防火规范》《石油化工企业设计防火标准》 等,对各种不同装置、设施、建筑物的防火间距均有明确的规定,在总平面设计时,都应 该遵照执行。
关于安全距离,各国均有一定的标准,有的大企业采用自定标准,有的釆用保险公司 标准,有的采用行业协会指定的标准,也有政府以法律形式加以规定的。在我国,建设工 程的有关安全间距的设计标准必须遵照国家或者部委制定的规范执行。
4. 竖向布置
厂区竖向布置应充分利用和合理改造自然地形,满足建设用地的需要;应适应工艺流 程、厂内外运输、场地雨水收集排放的要求;应依据地形、地质条件,结合地基处理方 案,合理确定填挖高度,避免深挖高填;地下水位较高的地段,不宜大规模挖方;场地设 计标高应略高于厂区周边自然地形,当局部场地低于外部场地标高时,应有防止外部场地 雨水流入厂内的措施;场地平整应力求土石方量最小,且应使填挖接近平衡,调运路程便 捷;分期建设的厂区宜统一规划场地竖向布置。
厂区竖向布置形式宜釆用连续平坡式。当受条件限制需要釆用台阶式布置形式时,应 合理划分台阶范围,减少台阶数量。当装置、设施需要与铁路和道路连接,或装置、设施 的布置对厂区竖向布置有特殊技术要求时,可局部釆用独立的竖向布置形式。
当厂区自然地形坡度小于0.2%时,宜将场地分块设置成不同的坡向,利于场地排 水;一般场地的设计坡度不宜小于0.5% ,当受条件限制时,最小坡度不宜小于0.2% , 最大坡度不宜大于4. 0%o当设计地面径流速度大于土壤的允许流速时,坡面应予加固; 当场地自然地形坡度大于2. 0%时,厂区竖向宜釆用台阶式布置形式。
厂区应有完整和有组织的排雨水系统,在不形成地面径流的场地可不设置排雨水系 统。排雨水方式在场地平坦、对卫生和美观要求较高的区域以及城市型道路,宜采用暗管 排水方式;在多尘易堵塞暗管的区域、不适宜埋设暗管的地段以及公路型道路,宜釆用排 水沟方式;在缺水地区,宜设置雨水收集利用系统。应采取必要的安全措施防止事故水直 接流出厂外。
(三)车间设备布局安全
根据对以往资料的统计可见,化工行业所发生的事故较其他行业要多得多,这是因为 在化工行业中几乎所有的化工厂或化工装置的操作物料在物理性质上大都属于危险物品, 而且一般又都是在高温、高压等比较苛刻的条件下进行。发生各种事故灾害的原因有:没 有意识到潜在的危险,缺乏必要的预防措施。
对于日益多样化的化工工艺及其所具有的特点,还要考虑釆取相应的安全措施。也就 是说,工艺过程的安全稳定性是很重要的。
防止厂内其他区域设备和设施的危害,设备之间要考虑留有一定的距离,同时,还要 考虑风向、地形等自然条件。
一旦发生事故,要考虑到能使有关人员安全而迅速地撤离到安全地带,这一点是很重 要的。为此,在设计通道时,必须铺设至少能从两个方向到达同一场所的类似于环形的通 道,通道不得为死胡同。另外,在设计道路时,为保证消防车通行,首先要考虑的就是设 计的路面要有足够的宽度。
从安全经济角度考虑工厂平面布置时,首先要研究确定设备的布置方案。建成一个既 经济而又易于安全操作的装置,需要注意搜集相关设备布置方面的资料。从惯例来看,在 建厂投资中,都是着眼于配管所占比例最大这一事实,并把既不影响设备性能又能减少配 管工程费用作为重点。因此,将配管长度尤其是将昂贵的合金钢和大直径的管线的长度缩 到最短的程度,这是降低工程费用的最有效的措施。要缩短管线长度,就要尽可能地缩小 设备间的距离,使全厂的布置紧凑,这是关系到节省配管费用进而降低装置费用的重要条 件。但实际上,对于高温、高压、大管径的管线,因为要消除热应力,布置需要有很大的 距离。所以,要仔细地研究分析有关这些配管原则与设备布置间的关系,以便确定尽可能 安全经济的布置方案。
1.化工装置安全布置的一般要求
化工装置的布置一般要考虑工艺条件、安全因素、经济因素、设备安装与维修、外 观、发展前景等多方面的因素。化工厂主要的设备有反应器、塔、换热设备、容器、蒸发 器、泵和压缩机等。
可能泄漏或散发易燃易爆、腐蚀、有毒有害介质(气体、液体、粉尘等)的生产、 储存和装卸设施(包括锅炉房、污水处理设施等)、有害废弃物堆场等的布置应遵循以下 原则:
(1)远离管理区、生活区、实(化)验室、仪表修理间,尽可能以敞开式、半敞开 式布置。应布置在人员集中场所、控制室、变配电所和其他主要生产设备的全年或夏季主 导风向的下风侧或全年最小风频风向的上风侧,并保持安全、卫生防护距离。储存、装卸 区宜布置在厂区边缘地带。
(2) 有毒有害物质的有关设施应布置在地势平坦、自然通风良好地段,不得布置在 窝风低洼地段。
(3) 剧毒物品的有关设施应布置在远离人员集中场所的单独地段内,宜以围墙与其 他设施隔开。
(4) 腐蚀性物质的有关设施应按地下水位和流向,布置在其他建筑物、构筑物和设 备的下游。
(5) 明火设备应集中布置在装置的边缘,应远离可燃气体和易燃易爆物质的生产设 备及储槽,并应布置在这类设备的上风向。
(6) 主要噪声源应符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB 12348)、《工业企业 噪声控制设计规范》(GB/T 50087)、《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1)等的要求,噪声源 应远离厂内外要求安静的区域,宜相对集中、低位布置;高噪声厂房与低噪声厂房应分开 布置,其周围宜布置对噪声非敏感设施(如辅助车间、仓库、堆场等)和较高大、朝向 有利于隔声的建(构)筑物作为缓冲带;交通干线应与管理区、生活区保持适当距离。 强振动源(包括泵、空压机、压缩机等生产装置)应与管理区、生活区和对其敏感的作 业区(如实验室等)之间,按功能需要和精密仪器、设备的允许振动速度要求保持防振 距离。辐射源(装置)应设在僻静的区域,与居住区、人员集中场所,人流密集区和交 通主干道、主要人行道保持安全距离。
2.化工装置的安全布置
1) 生产装置的布置
(1) 生产装置应尽量布置在敞开或半敞开式的建筑物、构筑物内;同类火灾爆炸危 险物料的设备或厂房,应尽量集中布置,便于统筹安排防火防爆、应急设施。工艺装置间 应保证安全间距、疏散通道,且有足够的道路及空间便于作业人员操作检修。
(2) 室内有爆炸危险的生产部位应布置在单层厂房内,并应靠近厂房的外墙。在多 层厂房内,易燃易爆的生产部位应布置在最上一层靠外墙处。
(3) 有火灾爆炸危险的生产厂房,应在易爆部位设置必要的泄压面积,泄压部位不 要靠近人员集中或交通要道处,应尽量减少对邻近生产装置和建筑物的影响。必要时可设 防护挡板或防护空地。有火灾爆炸危险的生产设备、建筑物、构筑物应布置在一端,也可 设在防爆构筑物内,如爆炸危险性大的反应器与其他设备之间应设防爆墙隔离;若有多个 爆炸危险性大的反应器,中间也应设防爆墙隔离。明火设备应远离可能泄漏易燃液化气、 可燃气体、可燃蒸气的工艺设备及储罐。
(4) 生产装置的集中控制室、变配电室、分析化验室等辅助建筑物,应布置在非防 火、防爆区。
(5) 设备的布置原则上应采用水平布置方式。尽可能将设备安装在地面上,以便容 易操作,确保安全。设备上的配管、阀门、仪表应根据工艺流程确定设置位置和方位。同 时应考虑留出操作及维修的空地和装置运转的净空。
2) 塔的布置
塔的人孔、手孔应朝向检修区一侧。为搬运塔盘、填料、塔器附件等所需的空地应预 留在地面道路的两侧。塔的裙座或塔底的高度要考虑到塔底排放管能彻底排放,或者考虑 泵所需的净吸入高度及管架高度。
3) 换热设备的布置
(1) 换热设备应尽可能布置在地面上,换热器数量较多时也可布置在框架上。但物 料温度超过自燃点的换热设备不宜布置在框架内的底层。重质油品或污染环境的物料的换 热设备不宜布置在框架上。
(2) 换热设备与塔底重沸器、塔顶冷凝器等分离塔关联时,宜布置在分储塔的附近。 两种物料进行热交换时,换热器宜布置在两种物料口的附近。
(3) 同一物料经过多个换热器进行热交换时,宜成组布置,按支座基础中心线对齐, 当支座间距不相同时,宜按一端支座基础中心线对齐。为了管道连接方便,也可采用管程 进出口管嘴中心线对齐的方法。
(4) 对于两相流介质或操作压力大于或等于4 MPa的换热器,为避免振动影响,不 宜重叠布置。壳体直径大于或等于l∙2m的不宜重叠布置。换热设备重叠在一起布置时, 除小换热器外,避免3层以上;可燃液体的换热器操作温度高于其自燃点或超过250 CC 时,其上方不宜布置其他设备。
4) 蒸发器的布置
(1) 蒸发器的安装最小高度取决于产品泵所需要的净吸入压头。不应当把泵直接放 在蒸发器的下面,因为有时需要把蒸发器的加热器下放。
(2) 气压柱应当保持至少IOm (自器底到热水井水面的高度)。热水井通常放在地面 ±o气压柱中应当避免有水平部分出现。理想的气压柱应当是垂直的。视镜、仪表和取样 点等处最好设有平台,也要考虑设清洗平台。每个人孔的开启要有2 n√的平台。为了清 洗管束和进行修理也可能需另设平台,且需起吊设备。还要留出一些空间准备安装旁路。
(3) 对于多效蒸发器,应把各蒸发器布置得尽量靠近,以尽量缩短蒸气管线,但必 须留保温和维修的空间。
(4) 构筑物和通道平台应当为所有的蒸发器所共用。
5) 泵的布置
原则上泵应尽量接近吸入源,并且尽量集中并有规律地排列。一般是将出口管线布置 成一条直线,纵向配管对齐;如果将电机侧作为通路时,应使泵基础对齐。露天或半露天 布置的泵,应在管廊下或管廊与塔、容器之间,平行于管廊排成一列。泵一原动机的长轴 与管廊成直角,当泵一原动机的长轴过长妨碍通道时,可转90。,即与管廊平行。泵端或 泵侧与墙之间的净距不宜小于1.5 m,两排泵净距应大于或等于2mo
可燃液体泵房的地面不应有地坑或地沟,以防止油气积聚,同时还应在侧墙下部采取 通风措施。
6) 压缩机的布置
(1) 可燃气体压缩机宜敞开或半敞开式布置,靠近被抽吸的设备。压缩机的附近应 有供检修、消防用的通道,机组与通道边的距离应大于或等于5mo
(2) 压缩机在室内布置时,比空气轻的可燃气体压缩机厂房的顶部应采取通风措施, 比空气重的可燃气体压缩机厂房的地面不应有地坑或地沟,若不能避免时应有防止气体积 聚的措施。侧墙下部宜有通风措施。
(四)管系及管廊布置安全
1.管系布置安全
从化工装置的外观可以看到:装置内有不同的工艺设备,各设备间是用各种规格的管 线连接着。这些管子不仅起连接设备的作用,而且还是输送物料、能量(热量和流动能) 的通道,从而保证工艺过程中的物理、化学变化得以进行。管道及管系的安全设计是整个 装置安全的核心问题之一。
1) 配管的基本规划
化工厂的厂内配管用于两种以上的生产设备间、生产设备和贮存设备间、贮存设备和 接收、出厂设备间及其辅助设备间的流体输送上,目的是满足原料、半成品、产品、燃 料、水、蒸汽等的接收、输送、出厂、混合、加热、冷却及添加。在规划配管时,要符合 这些目的和流体的使用条件,并应注意下述事项:
(1) 在作厂内配管规划时,要根据配管目的、周边设备环境以及用户特殊习惯,在 充分研究后,制定设计方针,釆取不同的配管方法。
(2) 配管与多种设备连接,要掌握这些设备的构造及其分解、调整等情况,还要掌 握配管本身的构造及其保温、涂漆一类的附属工程情况,必须便于维修。
(3) 应确认对有法令规定的危险品、高压气体、剧毒物、气体等的安全措施是否落
实。确认对于通道、平台和梯子等的安全性,以及确认对由于地震、风、雪或伸缩、振 动、水锤、气温变化而引起的条件变化等的荷载安全性。 .宀O
2) 配管通道和其他设备的关系 注册誓調广
配管通道要在规划辅助设备的布置时综合分析:
(1) 主通道及运转上需要的操作通道。
(2) 排水及油水分离等的排水设备。
(3) 值班室、休息室、仓库、栈桥、候车室等建筑物。
(4) 生产设备与其连接的钢构架类。
⑸泵、压缩机。 扫-女幡加岡恥
(6) 动力、照明、接地、通信设备及配线,特别是厂内的配电设备。
(7) 仪表设备、配管、控制配线。
(8) 出厂设备附属的分离器、过滤器、流量计、加热器、添加剂贮罐等设备。
(9) 消防设备等。
3) 厂内管线综合
(1) 全厂性工艺及热力管道宜地上敷设;沿地面或低支架敷设的管道不应环绕工艺 装置或罐组布置,并不应妨碍消防车的通行。
(2) 管道及其桁架跨越厂内铁路线的净空高度不应小于5.5 m,跨越厂内道路的净空 高度不应小于5 m。在跨越铁路或道路的可燃气体、液化炷和可燃液体的管道上,不应设 置阀门及易发生泄漏的管道附件。
(3) 可燃气体、液化炷和可燃液体的管道穿越铁路线或道路时应敷设在管涵或套 管内。
(4) 永久性的地上、地下管道不得穿越或跨越与其无关的工艺装置、系统单元或储 罐组;在跨越罐区泵房的可燃气体、液化炷和可燃液体的管道上,不应设置阀门及易发生 泄漏的管道附件。
(5) 外部管道通过工艺装置或罐组,操作、检修相互影响,管理不便,因此,凡与 工艺装置或罐组无关的管道均不得穿越装置或罐组。
(6) 距散发比空气重的可燃气体设备30 m以内的管沟应采取防止可燃气体窜入和积 聚的措施。
(7) 各种工艺管道及含可燃液体的污水管道不应沿道路敷设在路面下或路肩上下。
(8) 可燃气体、液化炷和可燃液体的金属管道除需要采用法兰连接外,均应釆用焊 接连接。公称直径等于或小于25 mm的可燃气体、液化炷和可燃液体的金属管道和阀门 采用锥管螺纹连接时,除能产生缝隙腐蚀的介质管道外,应在螺纹处采用密封焊。
(9) 可燃气体、液化烷和可燃液体的管道不得穿过与其无关的建筑物。
2.管廊布置安全
1)管廊的形式
根据装置界区的地形、地貌、占地面积和原料、产品以及公用物料进出界区的位置来 确定。对设备数量较少的装置,通常釆用一端式管廊或直通式管廊,如图5-6a、图5-6b所示。一端式即工艺和公用物料管道从装置的一端进出,直通式是从装置的两端进出。
一端式和直通式是管廊的基本形状,其他L形、T形、U形及组合管廊等可视为几个 基本形状的组合,如图5-6c至图5-6g所示。
L形管廊有两端进出管廊,T形管廊有三端进出管道,其他形状管廊根据具体情况 而定。
(C)L形管廊
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1—道路;2—工艺设备;3—压缩机;4—控制室;5—加热炉 图5-6管廊的形式
2)管廊的平面布置
管廊在装置中的布置以能联系尽量多的设备为宜,管廊布置要结合设备的平面布置一 起考虑,主管廊的位置一般由工厂总平面布置界区外管廊的位置和装置的地形条件等因素 而定。
当设备布置在管廊一侧时,管廊就比较长,若把设备布置在其两侧,则管廊就可缩 短。如何合理布置设备和管廊是装置布置设计的重要环节,需要设计者综合考虑,精心 规划。
三、化工生产过程安全设计
化工生产过程火灾、爆炸或中毒的危险性很大。随着设备本身的大型化,操作也是在 危险的反应和高温、高压等苛刻条件下进行的,极大地增加了装置本身破坏的危险性。所 以对化工装置来说,对工艺过程本身进行充分的安全设计,从源头降低工艺过程本身的危 险性非常重要。
化工安全设计管理着重于安全设计管理程序、各阶段安全设计管理、危险性分析与风 险评估、安全设计及审査以及安全设计变更控制等方面。
(一)总体要求
首先,化工建设项目基于风险并按照PDCA循环,建立和实施建设项目各阶段的安全 设计管理程序。主要包括下列几方面:策划(P);实施(D);检査(C);处置(A)O
1.策划
在设计启动阶段,应根据建设项目合同和建设单位的要求,开展建设项目安全设计管 理策划,编制《建设项目安全设计管理计划》,主要内容如下:
(1)安全设计管理目标。
(2)安全设计管理组织机构和职责。
(ɜ)安全设计应遵守的法律、法规、规范、标准和合同规定的其他要求。
(4) 危险性分析与风险评估计划。
(5) 安全设计审查计划。
(6) 安全设计变更管理。
(7) 安全设计管理的其他事项。
2. 实施
在工程设计实施过程中,应落实《建设项目安全设计管理计划》,实施重点如下:
(1) 开展建设项目危险性分析与风险评估。
(2) 根据危险性分析与风险评估结果及相关标准要求,在设计中釆取相应的安全防 护措施。
(3) 开展安全设计审查,确认设计文件与建设项目安全设计管理目标及相关要求的 符合性。
(4) 编制和交付相关安全设计文件。
(5) 加强安全设计变更控制,严格执行变更审批权限和变更文件的签署。
3. 检查
应根据建设项目安全设计管理目标和管理计划,对安全设计过程进行控制和检查。
4. 处置
建设项目建成投产后,应及时开展设计回访,总结工程经验,促进安全设计质量的持 续改进。
其次,化工安全设计管理应考虑建设项目从研发、设计、采购、施工、投产、运行到 退役的全生命周期的管理,即安全设计完整性管理。
(1) 安全设计完整性管理是建设项目全生命周期管理的重要组成部分,应贯穿建设 项目的前期设计、基础工程设计、详细工程设计、施工安装和投料试车各个阶段。
(2) 安全设计完整性管理应对建设项目的风险进行系统性策划和整合,加强对各设 计阶段开展的危险性分析、风险评估和安全设计审查等活动的系统性管理。
(3) 应加强设计过程各阶段风险管理活动的信息传递、交接和沟通,确保建设项目 安全设计风险管理全过程的系统完整性。
(二)各阶段安全设计管理
1.前期设计阶段
(1) 前期设计工作范围包括下列方面:
① 建设项目立项论证。
② 可行性研究。
③ 工艺概念设计。
④ 工艺包设计。
(2) 在前期设计阶段,应识别建设项目设计必须遵循的法律、法规及标准,确保前 期设计方案合法合规。
(3) 在建设项目立项论证和可行性研究过程中,安全设计管理重点包括但不限于下 列方面:
① 厂址选择和总图布置方案比选。
② 开展早期的危险源辨识,分析拟建项目存在的主要危险源、危险和有害因素,以 及拟建项目一旦发生事故对周边设施和人员可能产生的影响。
③ 外部公用工程系统可依托情况分析。
④ 根据危险源辨识和过程危险性分析结果,制定安全设计方案及对策措施。
(4) 建设项目外部安全防护距离应符合《危险化学品生产装置和储存设施外部安全 防护距离确定方法)(GB∕T 37243)的规定。
(5) 涉及重点监管的危险化工工艺和金属有机物合成反应(包括格氏反应)的间歇 和半间歇的精细化工反应,有下列情形之一的,应开展反应安全风险评估:
① 首次使用新工艺、新配方投入工业化生产的。
② 国外首次引进的新工艺且未进行反应安全风险评估的。
③ 现有工艺路线、工艺参数或装置能力发生变更的。
2. 基础工程设计阶段
(1) 基础工程设计应落实安全评价报告及评审意见提出的对策措施和建议,对未釆 纳的意见应作论证说明。
(2) 应落实前期设计阶段开展的各项安全设计审查意见。
(3) 在基础工程设计过程中,应结合建设项目安全评价报告补充完善危险性分析, 必要时可开展专题风险评估。
(4) 精细化工生产装置应当根据反应安全风险评估提出的反应危险度等级和评估建 议,设置相应的安全设施,补充完善安全管控措施,确保设备设施满足工艺安全要求。
(5) 基础工程设计应分析建设项目的外部依托条件及相邻装置或设施对本建设项目 的影响。
(6) 根据《建设项目安全设计管理计划》组织开展安全设计审査。
(7) 按照国家和地方政府有关规定编制安全设施设计专篇。
3. 详细工程设计阶段
(1) 详细工程设计应以审批通过的基础工程设计文件为依据,落实审批部门的审查 意见。
(2) 应检查并落实基础工程设计阶段开展的各项安全设计审查意见。
(3) 根据设计变更或供货厂商提供的详细资料,补充开展必要的HAZOP分析及安全 审查。
4. 施工安装阶段
(1) 现场施工安装前应进行工程设计交底,说明涉及施工安全的重点部位和环节, 对防范生产安全事故提出建议。
(2) 在采购、施工和安装过程中应加强设计变更控制和管理,任何设计变更不应影 响工程安全质量。
(3) 施工安装完成后,应根据合同要求整理编制设计竣工图。
5. 投料试车阶段
(ɪ)设计单位应根据建设单位的要求参加开车前安全审查,协助解决相关设计问题, 为安全试车提供技术支持。
(2)设计单位应根据建设单位的要求参加建设项目试生产(使用)方案的制定。
6.建成投产阶段
(1) 设计单位应建立和落实建设项目投产后设计回访和专项回访制度,对所有建设 项目应及时回访。
(2) 设计单位应收集回访信息,编制回访报告,加强回访信息的沟通和共享。
(3) 设计回访报告包括设计变更分析统计、生产运行发现的安全问题、现场对原设 计的修改、现场安全监管提出的问题和对设计的改进建议等。
(三)危险性分析与风险评估
1-—般要求
(1) 设计单位应根据建设项目的规模、性质、内外部环境以及合同要求,开展建设 项目的危险性分析与风险评估策划,确定分析范围、内容、方法和实施时间,并纳入 《建设项≡安全设计管理计划》O
(2) 在前期设计阶段,可针对建设项目外部危险源及内部主要危险源开展HAZID (危险源辨识)和PHA (过程危险性分析)分析。
(3) 在基础工程设计阶段,应根据获得的设计数据和信息,对危险性分析进行补充 完善。当详细工程设计发生变更时,应对危险性分析进行复核更新。
(4) 改、扩建项目的危险性分析应包括拟建项目与现有设施之间的相互影响,评估 改、扩建项目建成后的整体风险水平,并对现有安全措施的有效性进行评估。
(5) 根据建设项目合同要求或建设项目需求,组织开展定性、半定量或定量风险 评估。
(6) 危险性分析与风险评估的过程及结果应形成记录,建立风险登记跟踪程序,确 保风险评估提出的建议措施落实。
2.危险性分析
(1) 危险性分析包括HAZlD和发生危险的可能性及后果影响的定性分析。HAZlD的 主要内容如下:
① 建设项目涉及的危险化学品种类、特性、数量、浓度(含量)、物料禁配性和所在 的工艺单元及其状态(温度、压力、相态等)。
② 工艺过程可能导致泄漏、爆炸、火灾、中毒事故的危险源。
③ 可能造成作业人员伤亡的危险和有害因素,如粉尘、窒息、腐蚀、噪声、高温、 低温、振动、坠落、机械伤害和放射性辐射等。
④ 建设项目外部或环境危险源,如建设项目所在地的自然灾害、极端恶劣天气、人 为破坏、周边设施等。
⑤ 是否存在重点监管危险化学品和危险化工工艺,以及危险化学品数量是否构成重 大危险源。
(2) 涉及重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品且构成重大危险源的建 设项目应开展PHAO
(3) PHA应针对建设项目涉及的危险化学品种类、数量、生产、使用工艺(方式) 及相关设备设施、工艺(过程)控制参数等方面开展,并着重分析下列问题:
① 危险化学品特性、物料之间及物料与接触材料之间的相容性,以及其他可能导致 火灾、爆炸或中毒事故的潜在危险源。
② 设备、仪表、管道、公用工程失效或人员操作失误的影响(包括非正常工况)。
③ 设施布置存在的潜在危险、现场设施失控和人为失误的影响。
④ 同类装置发生过的导致重大事故后果的事件。
⑤ 多套拟建装置之间或拟建装置与在役装置之间的相互影响及潜在危险。
@设计已采取的安全对策措施的充分性和可靠性。
⑦安全对策措施失效的后果。
(4) 设计阶段开展的危险性分析、重大危险源辨识和分级结果以及PHA分析结果应 在建设项目《安全设施设计专篇》中说明。
(5) 首次工业化应用的化工工艺,以及涉及重大危险源、重点监管的危险化学品和 危险化工工艺的建设项目,应在基础工程设计阶段开展HAZOP分析。
HAZoP分析方法的介绍见本节“(五)HAZOP分析”。
3.风险评估
(1) 风险评估的基本程序如下:
① 确定风险评估的依据、对象、范围和目标。
② 收集所需的数据和相关信息。
③ 开展危险性分析。采用定性、半定量或定量的风险评估方法,分析不期望事件发 生的可能性和后果严重性。
④ 与可接受风险标准进行对比,评估可接受风险程度,确定风险控制优先等级。
⑤ 建议设计釆取的风险防范措施。
⑥ 形成分析结果文件和记录。
(2) 定性或半定量风险评估方法适用于初步风险评估和重大风险筛选,采用的主要 方法包括风险矩阵法、LOPA (保护层分析)法、火灾爆炸指数法和专家评估法等。
(3) 采用风险矩阵法确定风险等级应根据国家或行业的风险控制要求,并结合企业 风险管理水平和风险可接受程度。
(4) LoPA适用于设计方案本质安全性对比、分析重大事故场景中现有保护层已降低 的风险水平、判断剩余风险程度、确定增加其他保护层的必要性、判断设置SIF保护层的 必要性,并确定其SlL级别,LOPA分析方法的介绍见本节“(六)LOPA分析”。
(四)工艺安全设计基础
一般工艺设计完毕后常采用的分析方法有危险与可操作性研究(HAZOP)、保护层分 析(LoPA)、安全仪表系统(SlS)的设置必要性及确定安全完整性等级(SIL)O
危险与可操作性研究(HAZOP)作为生产装置及工艺流程安全系统评价方法,被国 内外众多石油石化公司、化工生产企业和设计施工单位普遍接受,并应用于装置、设备生 命周期始终。通过HAZOP分析可以系统地识别工艺装置或设施中的各种潜在危险和危 害,并通过提出合理可行的措施减轻事故发生的可能性及后果。而在HAZOP分析的基础 上,引入保护层分析(LOPA),可以解决HAZoP分析中存在的安全保护措施起到的风险 降低和残余风险不能定量化等不足。因此,LOPA分析是HAZoP分析的继续,是对 HAZOP分析结果的丰富和补充。
当HAZOP分析给出的结论是存在重大风险时,且有些风险的现有保护措施含有安全 仪表系统(SIS),或者现有SlS系统的维护成本与带来的收益相比过于昂贵时,都可以进 行LOPA分析。而进行LOPA分析的目的,就是为了确认对于事故后果非常严重的风险现 有保护是否足够,是否有必要增加额外的SIS系统保护,以及确定增加的SIS系统的风险 降低目标是多少。
虽然LOPA分析可以确定附加的SIS系统的风险降低目标,而SIS系统是否达到要求 的安全完整性等级(SIL),是否实现了这一风险降低目标,则需要通过SlL分析进行验 证,这也是SIL分析的主要内容。所以,SlL分析是对LOPA分析结果的验证,HAZOP分 析、LOPA分析是SlL分析的前期准备工作。
(五)HAZOP分析
1.概述
危险与可操作性研究(HAZOP)是由T. A. KIetZ提出并发展的一种方法。该方法是危 害辨识的重要应用技术之一,其全面、系统、科学等性能优势决定了其在工艺过程危险辨 识领域的领先地位,使其成为国际上工艺过程危险性分析中应用最广泛的分析技术之一。
HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方 法,方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中,由 各专业人员组成的分析组按规定的方式系统地研究每一个单元(即分析节点),分析偏离 设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。HAZOP分析组分析每个工艺单元或 操作步骤,识别岀那些具有潜在危险的偏差,这些偏差通过引导词引出,使用引导词的一 个目的就是为了保证对所有工艺参数的偏差都进行分析。分析组对每个有意义的偏差都进 行分析,并分析它们的可能原因、后果和已有安全保护措施等,同时提出应该釆取的措 施。HAZOP分析方法明显不同于其他分析方法,它是一个系统工程,必须由包含不同专 业人员的分析小组来完成。HAZOP分析的这种群体方式的主要优点在于能相互促进、开 拓思路,这就是HAZOP分析的核心内容。
1)常用的HAZoP分析术语
(1) 工艺单元或分析节点:具有确定边界的设备单元,对单元内工艺参数的偏差进 行分析;对位于PID图上的工艺参数进行偏差分析。
(2) 操作步骤:间隙过程的不连续动作,或者是由HAZOP分析组分析的操作步骤; 可能是手动、自动或计算机自动控制的操作,间隙过程每一步使用的偏差可能与连续过程 不同。
(3) 工艺指标:确定装置如何按照希望的操作而不发生偏差,即工艺过程的正常操 作条件,釆用一系列的表格,用文字或图表进行说明,如工艺说明、流程图、管道图、 PlD图等。
(4) 引导词:用于定性或定量设计工艺指标的简单词语,引导识别工艺过程的危险。
(5) 工艺参数:与过程有关的物理或化学特性,包括概念性的项目如反应、混合、
浓度、pH及具体项目如温度、压力、相数及流量。
(6) 偏差:分析组用引导词系统地对每个分析节点的工艺参数(如流量、压力等) 进行分析发现的一系列偏离工艺指标的情况(如无流量、压力高等),偏差的形式通常是 “引导词+工艺参数”。
(7) 原因:发生偏差的原因;一旦找到发生偏差的原因,就意味着找到了对付偏差 的方法和手段,这些原因可能是设备故障、人为失误、不可预见的工艺状态(如组成改 变),来自外部的破坏(如电源故障)等。
(8) 后果:偏差所造成的后果;分析组经常假定发生偏差时已有安全保护系统失效, 不考虑那些细小的与安全无关的后果。
(9) 安全保护:指设计的工程系统或调节控制系统,用以避免或减轻偏差发生时所 造成的后果(如报警、连锁、操作规程等)。
(10) 措施或建议:修改设计、操作规程,或者进一步进行分析研究(如增加压力报 警、改变操作步骤的顺序)的建议。
2) HAZOP分析引导词
(1) 空白(NONE):设计或操作要求的指标和事件完全不发生,如无流量、无催 化剂。
(2) 过量(MORE):同标准值相比,数值偏大,如温度、压力、流量等数值偏高。
(3) 减量(LESS):同标准值相比,数值偏小,如温度、压力、流量等数值偏低。
(4) 伴随(ASWELL AS):在完成既定功能的同时,伴随多余事件发生,如物料在 输送过程中发生组分及相变化。
(5) 部分(PARTOF):只完成既定功能的一部分,如组分的比例发生变化,无某些 组分。
(6) 相逆(REVERSE):出现和设计要求完全相反的事或物,如流体反向流动,加 热时变为冷却,反应向相反的方向进行。
⑺异常(OTHERTHAN):出现和设计要求不相同的事或物,如发生异常事件或状 态、开停车、维修、改变操作模式。
3) 常用的HAZOP分析工艺参数
常用的HAZoP分析工艺参数包括流量、温度、时间、pH、频率、电压、混合、分 离、压力、液位、组成、速度、黏度、信号、添加剂、反应。
4) 偏差的构成
偏差为引导词与工艺参数的组合,一般表示如下:
引导词+工艺参数=偏差
例如:
空白+流量=无流量 过量+压力=压力高
伴随+一相=两相
异常+操作=维修
HAZOP分析的目的在于用来识别工艺或操作过程中存在的危害,进行HAZOP分析, 可以识别出不可接受的风险状况。
HAZOP分析的作用主要表现在以下几个方面:
(1) 对工艺过程进行全面系统的安全检査。
(2) 尽可能将危险消灭在项目实施时期。对于新建装置,在工艺设计基本确定之后 进行HAZoP分析,可以分析出装置存在的问题,在这个阶段对装置的设计进行修改也比 较容易。
(3) 为企业提供系统危险程度证明,并应用于项目实施过程。对许多操作,HAZOP 分析可提供满足法规要求的安全保证。HAZOP分析确定需采取措施,以消除或降低风险。
(4) 为操作指导提供参考资料。HAZOP分析能为包括操作指导在内的许多文件提 供大量实用的参考资料,因此应将HAZOP分析的结果全部告诉操作人员和安全管理 人员。
3. HAZOP 内容
HAZoP内容如下:
(1) 确认所有导致问题的偏差的原因。
(2) 在没考虑现存的任何安全措施的情况下确认偏差的结果。
(3) 确认它们是否是安全、环境或操作问题。
(4) 评估导致重大后果的安全措施,确定它们对后果的严重性是否充足,并提出 建议。
(5) 对判断为导致经常性及重大的后果,提出消除或减轻措施的建议。
4. HAZOP分析过程
D定义目标与范围
清楚地理解HAZOP分析目标和范围是将其形成文件的重要前提。在开始HAZOP分 析前,确定研究的范围和目标是极其关键的。定义HAZOP的研究目标应包括以下内容:
(1) 评估节点最好在PlD图上定义。
(2) 评估时的设计状态,用定义PlD版次状态来表示。
(3) 影响程度和应考虑的邻近工厂。
(4) 评估程序包括釆取的行动和最终的报告。
(5) 涉及对邻近或相关工厂的整体评估的准备。
2) 分析准备
分析准备主要有资料准备、人员配备及进度计划等。
3) 执行分析
HAZOP分析需要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步骤,然后用引导词找 出过程的危险,识别出那些具有潜在危险的偏差,并对偏差原因、后果及控制措施等进行 分析。HAZOP分析流程图如图5 -7所示。
HAZOP分析的组织者把握分析会议上所提出的问题的解决程度很重要,为尽量减少 那些悬而未决的问题,一般的原则如下:
(1)每个偏差的分析及建议措施完成之后再进行下一偏差的分析。
图5-7 HAZOP分析流程图
(2)在考虑釆取某种措施以提高安全性之前应对与分析节点有关的所有危险进行 分析。
HAZoP分析涉及过程的各个方面,包括工艺、设备、仪表、控制、环境等,HAZoP 分析人员的知识及可获得的资料总是与HAZOP分析方法的要求有距离,因此,对某些具 体问题可听取专家的意见,必要时对某些部分的分析可延期进行,在获得更多的资料后再 进行分析。
4) 记录结果
HAZoP分析结果应精确地记录下来。负责人应确保有时间讨论汇总结果,应确保所 有的成员知道并且对釆取有关的措施形成一致意见。
5) 措施跟踪
跟踪HAZOP进行整改是不可避免的。在某些适当的阶段,应对项目进行进一步的审 查,最好由原来的负责人负责进一步的审查工作。这种审査有三个目标:
(1) 确保所有的整改不损害原来的评估。
(2) 审查资料,特别是制造商的数据。
(3) 确保已经执行了所有提出的推荐措施。
(六)LoPA分析
1.概述
一个典型的化工过程往往包含各种保护层,如过程设计(包含本质更安全理念)、基 本过程控制系统、安全仪表系统、被动防护设施(如防火堤、防爆墙等)、主动防护设施 以及人员干预等,发生不期望后果或灾难性事故通常是由于预防、防止事故发生的层层保 护措施相继失效所造成的。通过对这些保护层进行有效控制能够降低事故发生的概率。常 见的保护层结构如图5 - 8所示。
社会紧急响应
二工厂紧急航二^ 屈后爲丽护藻疏 F 理保护(泄放憂备广 安全检测功能元件(SlFS) 关键的报警装置和人为干涉
加入_ 单体
水蒸气
D⅛
!合物
CW
图5-8常见的保护层结构
保护层分析(LoPA)是建立在上述理论基础上的一种半定量风险分析及评估方法。 LOPA起初被称为基于风险的安全仪表系统(SlS)完好性等级评估方法,用来决定安全 功能仪表(SIF)的完好性等级。由于LoPA对设计安全仪表系统及风险管理具有重要的 参考价值,逐渐被一些大公司应用并发展。至今,LOPA已经发展成一套系统完善的安全 评价方法,有自己的评价准则,能够用来判断工厂的风险等级,决定需要补充的保护层, 帮助管理者更好地进行风险管理。LOPA具有简单、有效、可定量等优点,在国际社会及 国内正得到越来越广泛的应用。
LoPA通常使用初始事件后果严重程度和初始事件减缓后的频率大小(数量级)近似 表征场景的风险。场景为单一的原因后果,场景中可能有各种阻止事故后果发生的不同类 型保护层,如果其中的一个保护层按照设计的功能发生作用,则可以阻止事故后果的发 生,由于每一保护层在要求时都可能发生失效,所以必须提供充足的保护层。事故场景风 险分析是一种特殊的事件树分析形式,保护层可以类比于事件树的分支。与事件树一样, 计算不期望事件的频率。
2. LoPA与其他风险分析方法的关系
LOPA是一种简化了的风险分析方法,其分析结果也可认为是半定量的。与事件树从 一个初始事件归纳得出多个事件序列,从而全面分析该初始事件的风险的过程不同, LoPA仅限于评估已经确定了的“单一原因——后果”的事件序列的风险。LoPA与事件 树分析的对比如图5 -9所示。
LOPA的基本特点是基于事故场景进行风险研究。基于事故场景是指在运用保护层分
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图5-9 LoPA与事件树分析的对比
析方法进行风险评价时,首先要辨识工艺过程中所有可能的事故场景及其发生的后果和可 能性。事故场景是发生事故的事件链,包括起始事件、一系列中间事件和后果事件。一般 情况下,后果严重的事件作为事故场景进行分析,事故场景的辨识在很大程度上依赖于分 析人员的经验、知识水平、使用方法的熟练程度及对工艺过程的熟悉程度。事故场景的辨 识常运用危险与可操作性研究(HAZoP)、故障模式及影响分析(FMEA)等定性危害分 析方法,因此LOPA分析往往作为HAZOP等定性危害分析方法的后续分析方法。LOPA 分析与HAZOP分析的关系如图5-10所示。
HAZOP分析
LoPA分析未使用信息 LoPA分析使用信息
(偏差 )■ ,]、 ( 原因 )
( 后果 )
( 安W措施)
不满足公司 准则的后果
( 建议措施)
LOPA分析使用的数据
图5-10 LoPA分析与HAZOP分析的关系
LoPA也可以作为一种筛选工具,在进行更严格的定量风险分析(QRA)之前使用。
3. LOPA分析步骤
LOPA分析的基本程序如图5-11所示。
图5-11 LOPA分析的基本程序
LOPA分析步骤一般分为6步:
(1) 熟悉所分析的工艺过程并收集资料,包括危险与可操作性研究(HAZOP)分析 资料、设计资料、运行记录、泄压阀设计和检测报告等。
(2) 利用危险与可操作性研究(HAZOP)等的分析结果将可能发生的严重事故作为 事故场景(如高压引起的管线破裂等)。
(3) 确定事故场景的后果。确定当前事故场景的后果等级。后果分析不仅包括短期 或现场影响,而且还包括事故对人员、环境和设备的长期影响。
(4) 辨识事故场景的起始事件、中间事件和后果事件,根据后果的严重程度以及发 生频率,•确定潜在事故的风险等级。
(5) 列举所有的独立保护层措施,确定其失效概率。根据独立保护层失效概率,确 定剩余风险等级。需要特别指出的是,如果将某个独立保护层失效作为起始事件,那么该 独立保护层不应作为安全保护措施。例如,工艺控制回路失效为事故的起始事件,那么由 工艺控制产生的报警不应作为降低风险的独立保护层措施。
(6)根据剩余风险等级,提出切实可行的安全对策措施,直至达到可承受的风险。 评价小组应尽可能地提出多种安全对策措施,为找出最佳方案提供帮助。
4.频率分析
当进行LoPA分析时,可以采用多种方法来确定频率。
(1) 确定初始事件的失效频率。
(2) 对频率数据进行调整,以适合分析情形。例如,如果反应器在一年当中仅使用1 个月,那么反应器的失效频率应除以12。检维修过程中发生的失效频率也应该根据实际 情况加以调整,例如,如果控制系统每年定期检修4次,那么其失效频率应该除以4。
(3) 调整失效频率以考虑每个独立保护层所需要的失效概率(PFDs)。
初始事件的典型发生频率见表5 -40
表5-4初始事件的典型发生频率
初始事件 |
来自文献的发生频率范围(每年) |
LOPA使用中的选择值 |
压力容器残余失效 |
10^5 -10^7 |
IXlO-6 |
管道残余失效,IOQm,全部破裂___________ |
10-5 -ɪo-6 |
1 ×10^5 |
管道泄漏(1。%截面),IOOm______________ |
10-3 ~10-4 |
1 XlO'3 |
空气罐失效__________________ |
10 ^3 -10^5 |
1 ×10^3 |
垫圈/包装冒气__________________ |
10-2 - io'6 |
1 ×10^2 |
外套破裂的涡轮机/柴油机引擎超速 |
IO"3 ~10-4 |
1 ×10^4 |
第三方的干涉(挖土机、车辆等外部的作用) |
IOq - io-4 |
1 ×10^2 |
起重机吊装物下落_______________ |
IO -3 -IO-4/抬起 |
IXlOI/抬起 |
雷击 |
IO'3 -IO-4 |
1 ×10^3 |
安全阀错误地打开 |
10^2 -10^4 |
IXlo-2 |
冷却水失效 |
1 ~10-2 |
1 ×10^1 |
泵的密封垫失效 |
IO"1 -IO"2 |
1 XlO-I |
卸载/装载软管失效 |
1 -IO-2 |
1 XlOT |
BPCS仪器线圈失效 |
1 -10~2 |
1 XIo-I |
调节器失效 |
1 -10^' |
1 ×10^1 |
小的外部火灾(多因素) |
10^1 ~10^2 |
1 XIOT |
大的外部火灾(多因素) |
10~2 ~ιo-3 |
1 Xio-2 |
LoTo (停车)程序失效(多种元件过程的总失效) |
IO-3 -IO-4/机会 |
1 XlO-3/机会 |
操作者的失误(没有完成日常的程序、没有得到很 好的培训、很疲劳) |
10-' -IO-3/机会 |
1 X 10 7/机会 |
注:个人公司可以自行选择这些数值,但应该与公司的保守程度或风险容忍标准相一致。失效率也受到预防性维护计 划的巨大影响。
每个独立保护层(IPL)的PFD在Ioτ ~ IO"之间变化。通常的经验是使用PFD为 10",除非经验表明此值更大或者更小。CCPS推荐的PFD见表5 -5和表5 -6o有3个 准则来对某一系统的IPL的作用进行分类。
表5-5被动IPL的PFD
被动的IPL |
注释(假设具有充分的设计基础, 检査和维护程序) |
来自工业的PFD① |
来自CCPS的PFD① |
堤防 |
减少储罐满溢、破裂、溢出等造成重大后果 的发生频率 |
1 XlO-3 -1 XlO-2 |
1 XlO-2 |
地下排水系统 |
减少储罐满溢、破裂、溢出等造成重大后果 的发生频率 |
1 X10-3 ~ι ×ιo^2 |
1 ×10^2 |
敞开的通风口 (没有阀门) |
防止超压 |
1 Xlo-3 -1 ×ιo^2 |
1 Xlo-2 |
防火墙 |
减少热量输入率并为减压和消防提供额外的 时间 |
IXK)-3 ~1 X10-2 |
1 XlO-2 |
爆炸墙或掩体 |
通过限制爆炸和保护设备、建筑物等来减少 爆炸导致的重大后果的发生频率 |
1 ×10^3 -1 ×10-2 |
IXlo-3 |
本质安全设计 |
如果正确地执行,能够消除这种情形或大大 地减少与这种情形相联系的后果 |
1 ×10'6 -1 XlOT |
1 ×10^2 |
火焰或爆炸捕集器 |
如果正确地进行设计、安装和维护,能够消 除潜在的通过管道系统进入容器或储罐的急速 返回 |
1 Xl" ~1 XIO-I |
1 XlO-2 |
注:①CCPS,《保护层分析-简化的过程风险评估》,D. A. CrOWL ed.,纽约:美国化学工程师协会,2001 o
表5-6主动IPL和人类行为的PFD
IPL或人类行为 |
注释[假设具体足够的设计基础、检査和维护 程序(主动的IPL)和充足的文档材料,培训 .和测试程序(人类行为)] |
来自工业的PFD① |
来自CCPS的PFD① | |
安全阀 |
防止系统超出指定的超压,该设备的效果对 于服务和经验很敏感 |
1 × W5 - |
1 Xio-1 |
1 XlO-2 |
安全膜 |
防止系统超出指定的超压,该设备的效果对 于服务和经验很敏感 |
1 Xio-5 - |
1 ×10^* |
1 ×10^2 |
基本的过程控制系统 |
如果与所考虑的初始事件没有联系,那么就 将其作为IPL来信任,见IEC (1998, 2001)诳 |
IXlo-2 ~ |
1 XIOT |
1 XIO-I |
安全装置功能(互锁) |
对于生命周期需求和额外的讨论,见IEC61508(IECi1998) |
和 IEC61511(IEC,2001)® | ||
10 min反应时间的 |
具有所需的编制完好的简单、清楚、可靠的 |
1 Xio |
T ~1 |
1 XlO-L |
人类行为 |
文档 |
1 Xio-2 " |
1 XlO-1 |
1 XlO'2 |
注:①CCPS,《保护层分析-简化的过程风险评估》,D. A. CrOWL ed.,纽约:美国化学工程师协会,200IO
② IEC (1998), IEC61508,《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》,日内瓦:国际电工委员会。
③ IEC (2001), IEC61511,《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》,日内瓦:国际电工委员会。
(4) 当IPL以其设计时的功效发生作用时,其在防止后果时是有效的。
(5) IPL独立地对初始事件及其他所有的被用于相同情形的IPL的组件发挥作用。
(6) IPL是可以审查的,即IPL的PFD必须能够确认,包括检查、测试和文档资料指 定情形的后果发生频率。
当设计紧急停车系统时,也可以使用PFD的概念。紧急停车系统通过下述方式达到 低的PFD :
① 使用众多的传感器和最终的备用控制部件。
② 使用具有投票系统的多重传感器和最终的备用控制部件。
③ 以固定的时间间隔检测系统部件,通过检测隐藏的失效,来降低所要求的失效 概率。
④ 使用静点断开系统(如延时关闭系统)。
在化工过程工业中,对于紧急停车系统有3种安全完整性等级(SlL)通常是被接 受的。
SlLl (PFD为IO" ~ 10-'):该等级SlFS系统通常由单一的传感器、单一的逻辑求解 器、单一的最终控制部件和所需的定期的样品检测来完成。
SIL2 (PFD为IO" ~ 10-2):该等级SlFS系统是典型的充分冗余系统,包括传感器、 逻辑求解器、最终的控制部件和所需的定期的样品检测。
SIL3 (PFD为10" ~ IO"):该等级SIFS系统是典型的充分冗余系统,包括传感器、 逻辑求解器和最终的控制部件;该系统需要进行谨慎的设计和频繁的校验检查,以达到低 的 PFDO
(七)安全设计及审查
1. 安全设计审查的依据
(1) 国家法律、法规、规章及规范性文件。
(2) 建设项目所在地的地方法规、规章及规范性文件。
(3) 国家强制性规范及合同规定采用的标准。
(4) 建设项目合同规定的其他要求。
2. 安全设计审查总体要求
(1) 安全设计审查依据除上述要求外,还应依据下列方面:
① 建设项目HAZID、PHA和风险评估结果。
② 同类装置生产操作经验。
③ 相关事故教训。
(2) 安全设计审查方式应根据建设项目的特点和要求确定,可釆取安全检查表、安 全审查会等不同形式,组织相关设计专业人员参加。
(3) 安全设计审査的过程及结果应形成记录,并跟踪落实审查意见和改进建议。
3. 本质安全设计审查
(1) 本质安全审査宜在概念设计和工艺包设计阶段进行。
(2) 本质安全审查的主要文件如下:
①工艺流程图(PFD)。
② 工艺过程说明书。
③ 工艺物料的安全数据表。
④ 重要工艺控制方案。
⑤ 主要工艺设备表。
(3)本质安全审查重点包括但不限于下列内容:
① 最小化:将系统中危险物质的种类、数量和能量降到最小程度。
② 替代:用无害物料或危险性较小的物质替代危险性较大的物质,或用危险性较小 的化学过程替代危险性较大的化学过程。
③ 减缓:尽可能在危险性较小或缓和的工艺条件下处理物料,并设置能够减少泄漏 后扩散的措施。
④ 简化:装置的操作和控制应尽量简单化和人性化,降低人为操作失误的可能。
4.重要设计文件安全审查
(1) 重要设计文件审查宜在前期设计和基础工程设计阶段进行。
(2) 重要设计文件包括但不限于下列内容:
① 总平面布置图。
② 装置设备布置图。
③ 爆炸危险区域划分图。
④ P&ID (管道和仪表流程图)。
⑤ 安全联锁、紧急停车系统及SlS (安全仪表系统)设计。
⑥ 可燃和有毒物料泄漏检测系统设计。
⑦ 安全泄放和火炬系统设计。
⑧ 应急系统和设施设计。
⑨ 安全设施设计专篇。
(3) 在前期设计阶段,总平面布置应重点审查本建设项目与外部周边设施的外部安 全防护距离、内部总体布局的合规性和合理性。在基础工程设计阶段,总平面布置图及装 置设备布置图应重点审查建设项目内部各装置设施布置的相互影响和防火间距。
(4) 爆炸危险区域划分图应重点审查可能产生爆炸性气体混合物的环境、释放源的 位置和分级以及通风条件的确定,审查爆炸性气体环境危险区域划分范围的合理性。
(5) P&ID图纸应重点审查安全控制联锁和工艺控制参数、安全阀和紧急切断阀的设 置、控制阀失效的故障状态、开停车及紧急状态的控制措施等。
(6) 安全联锁、紧急停车系统及SIS应根据工艺过程的安全控制要求确定。重点审查 各安全联锁、紧急停车系统及SlS是否满足工艺控制目标和安全要求,以及系统本身设计 的合理性、可行性、可靠性和可维护性。
(7) 可燃和有毒物料泄漏检测系统应审查确认泄漏检测的物料组分,包括需要检测 的可燃性和有毒性组分,并审查泄漏检测报警参数是否恰当,设置场所是否合理。
(8) 安全泄放和火炬系统应审查泄放系统的各排放工况条件是否恰当、火炬系统设 计参数和火炬型式及布置是否合理。
(9) 应急系统和设施应重点审查应急指挥中心场所及系统的设置,消防站、气防站 等应急救援设施的配置等是否符合建设项目所在地应急救援体系的有关要求。
5. 安全完整性等级(SlL)定级与验证
1) SIL定级、SRS (安全要求规定)编制及SlL验证应纳入《建设项目安全设计管理 计划》,宜与建设项目的危险性分析和风险评估工作协调开展。
2) SIL定级应确定每个SlF (安全仪表功能)及其所需要的SlL等级。应针对工艺过 程特定事件,结合HAZOP和LOPA的分析结果确定。依据的文件包括建设项目可接受风 险标准、HAZ0P/L0PA报告、P&ID图、工艺说明书、联锁因果表及其他相关文件。SlL 定级的方法可釆用LoPA法、风险矩阵法、校正的风险图法等。
3) SRS编制应说明每个SIF或子系统的设计安全要求、功能要求、SlL等级、检验测 试周期和测试方法等。SIF回路的检验测试周期和测试方法应结合生产装置运行和检修周 期确定,确保SRS规定的可实施性。
4) SIL验证可按照建设项目合同要求进行。一般在SIS/SIF回路设计及仪表选型完成 或仪表订货后开展。依据的文件可包括SlL定级报告、SRS、P&ID图、联锁因果表、SIS/ SIF回路设计文件、仪表元件故障率数据库、仪表安全手册及其他仪表厂家信息。
6. 开车前安全审查(PSSR)
(1) 建设项目在开车前应进行PSSRO审查小组成员包括工艺、设备、电气、仪表、 检维修、安全管理人员以及相关设计人员。
(2) PSSR包括文件审查及现场检査两部分。PSSR检查表应至少包括下列内容:
① 现场安装的设备、管道、仪表及其他辅助设施符合设计规格和要求。
② 确认现场设备、仪表、管道最终测试已经完成。
③ 所有危险性分析和风险评估提出的改进建议得到落实和合理解决。
④ 操作规程和相关安全要求符合工艺技术要求,并经过批准确认。
⑤ 所有保证工艺设备安全运行的程序准备就绪。
⑥ 工艺技术变更经过批准并记录在案,变更可能带来的风险已被评估。
⑦ 操作规程和应急预案已相应更新,应急预案与工艺技术安全信息相一致。
⑧ 确认现场安全措施已落实,应急响应措施完备就绪。
⑨ 所有相关人员已接受有关危害、操作规程和应急反应等培训。
⑩ 针对所有可能发生的事故已建立应急预案,并经过演练。
(八)安全设计变更控制
1. 设计变更控制管理范围
(1) 危险性分析及风险评估完成后或设计安全审査后发生的设计变更,包括HAZOP 分析完成后的P&ID图纸变更。
(2) 经过主管部门审批后发生的设计文件变更。
(3) 釆购和施工安装过程中的设计变更。
(4) 试生产过程的设计变更。
2. 安全设计变更管理
(1)建设项目应建立并落实设计变更控制程序,明确下列管理要求:
①变更申请。任何相关方的变更都应按规定的程序提交书面变更申请。
② 变更签署。设计变更应经过有关设计岗位人员签署。
③ 变更审批。设计变更应经过建设项目授权人员的批准方可实施。
(2) 重大设计变更主要包括但不限于下列内容:
① 项目周边条件发生重大变化。
② 建设项目地址发生变更。
③ 主要技术、工艺路线、产品方案或者装置规模发生重大变化。
④ 安全设施方案修改,包括火炬和安全泄放系统的变更。
⑤ 涉及重要设计文件的变更。
⑥ SlF或安全联锁的原则性修改。
⑦ 可能涉及安全、消防等政府审批事项的变更。
⑧ 可能降低建设项目安全性能的其他设计变更。
(3) 在实施重大设计变更前应进行变更风险评估。分析评估此变更是否可能带来新 的安全风险,核实可能涉及风险的安全控制措施,包括变更是否改变、摘除、停用或旁路 一个或多个安全设施或SlFO
(4) 设计单位应与建设单位、施工单位等相关方建立设计变更沟通渠道,保证建设 项目设计变更管理程序为各相关方所理解和接受,确保设计变更程序的有效执行。
(5) 建设项目安全设施设计文件经相关主管部门批复后,如有重大安全设计方案变 更时,建设单位应按有关规定履行必要的变更手续。
四、化工设备安全设计
化工过程中化工设备往往是事故发生的直接承载体,在设计阶段即应进行充分的安全 设计,如根本上消除事故、毒害发生的条件,优化设备系统及程序、配备安全装置自动防 止操作失误、设备故障和工艺异常,设置空间和时间的防护距离,搞好安全措施配合等, 达到设备的本质安全化目的。为化工设备设计合理恰当的安全装置能够在工艺参数发生偏 移时候迅速作出反应,减缓或中断事故的发展过程,从而降低整个化工过程的整体风险, 是化工设备安全设计中十分重要的一项内容。
(-)安全装置的种类
安全装置是为保证化工设备安全运行而装设的附属装置,也叫安全附件。常见的化工 设备的安全装置按其使用性能或用途可分为4类。
1. 联锁装置
联锁装置指为防止操作失误而装设的控制机构,如联锁开关、联动阀等。锅炉中的缺 水联锁保护装置、熄火联锁保护装置、超压联锁保护装置等均属此类。
2. 警报装置
警报装置指设备运行过程中出现不安全因素致使其处于危险状态时,能自动发出声光 或其他明显报警信号的仪器,如高低水位报警器、压力报警器、超温报警器等。
3. 计量装置
计量装置指能自动显示设备运行中与安全有关的参数或信息的仪表、装置,如压力 表、温度计等。
4.泄压装置
泄压装置指设备超压时能自动排放介质降低压力的装置。
(二)安全泄压装置
当设备的内压超过容器的器壁所能承受的压力时,容器则可能发生破裂,并由此造成 恶性重大安全事故。安全泄压装置就是为保证容器安全运行、防止超压的一种保险装置, 它具有这样的性能:当容器在正常工作压力下运行时,它保持严密不漏;当容器内压力超 过规定,它能自动把容器内部的高压介质迅速排出,使容器内的压力始终保持在最高许用 压力范围以内。安全泄压装置按其结构形式可以分为阀型、断裂型、熔化型和组合型等 几种。
1. 阀型安全泄压装置
阀型安全泄压装置就是常用的安全阀,它是通过阀的开放排出气体,以降低容器内的 压力。这种安全泄压装置的特点是它仅仅排放压力容器内高于规定的部分压力,而当容器 内的压力降至正常压力时,它即自动关闭,能够有效减少事故状态下的泄放量,并能够保 持生产的连续性。由于这个原因,阀型安全泄压装置被广泛用于各种压力容器中。这类安 全泄压装置的缺点是:密封性能较差,在正常的工作压力下,也常常会有轻微的泄漏,由 于弹簧等的惯性作用,阀的开放常有滞后作用,用于一些不洁净气体时,阀口有被堵塞或 阀瓣有被黏住的可能。
2. 断裂型安全泄压装置
常用的断裂型安全泄压装置是爆破片和爆破帽,前者用于中、低压容器,后者多用于 超高压容器。这类安全泄压装置是通过装置元件的断裂而排出气体的。它的特点是密封性 好、泄压反应较快,以及气体含的污物对它的影响较小等。但是由于它在完成泄压作用以 后即不能继续使用,而且容器也得停止运行,所以它一般用于超压可能性较小而且又不宜 装设阀型安全泄压装置的容器。
3. 熔化型安全泄压装置
熔化型安全泄压装置是常用的易熔塞,它是通过易熔合金的熔化使容器内的气体从原 来填充有易熔合金的孔中排出以泄放压力。它主要用于防止容器由于温度升高而发生的超 压,因为只有在温度升高到一定程度以后,易熔合金熔化,器内压力才能泄放。易熔合金 的强度很低,所以这种装置的泄放面积不能太大,由于这些原因,易熔塞只能装设在压力 升高仅仅是由于温度升高而无其他可能、安全泄放量又很小的压力容器上,一般用于液化 气体气瓶。
4. 组合型安全泄压装置
组合型安全泄压装置是同时具有阀型和断裂型或阀型和熔化型的泄压装置,常见的有 弹簧安全阀和爆破片的组合型。这种类型的安全泄压装置同时具有阀型和断裂型的优点, 它既可以防止阀型安全泄压装置的泄漏,又可以在排放过高的压力以后使容器能继续运 行。组合型安全泄压装置的爆破片可以在安全阀的入口侧,也可以在出口侧。前者主要利 用爆破片把安全阀与气体隔离,以防安全阀受腐蚀或受污堵塞黏接等,容器超压时,爆破 片断裂、安全阀开放排气,待压力降至正常操作压力时,安全阀关闭,容器可以继续运 行。这个结构要求爆破片的断裂对安全阀的正常动作没有任何妨碍,而且要在中间设置检
查孔,以便及时发现爆破片的异常现象。后者(即爆破片在安全阀的出口侧)可以使爆破片 不受气体的压力与温度的长期作用而产生疲劳,利用爆破片来防止安全阀的泄漏,这种结构 要求及时把安全阀与爆破片之间的气体(由安全阀漏出)排出,否则将使安全阀失效。
化工建设项目投资大,建设项目施工质量的好坏直接关系到生产经营单位(建设单 位)的生存和发展,尤其是关系到人民生命财产的安全和社会安定。化工建设项目施工质 量控制需要施工前和施工过程中严格控制,不然等事后检查出来质量问题,常会造成较大的 返工,不仅使生产经营单位(建设单位)经济上受损,而且还会留下工程质量隐患和生产安 全事故隐患,其后果不堪设想。所以,在项目建设过程中,加强施工质量控制非常重要。
一、施工质量控制措施
(-)施工质量控制原则
制定施工阶段质量控制程序,对施工承包商在施工准备阶段的质量策划、施工人员、 材料、施工技术措施(方案)、施工机具、检测设备、施工环境等有关形成质量的要素进 行有效控制。根据国家标准、合同要求和施工方案设定施工过程的各级质量控制点,同时 加强对特殊工序、关键工序和隐蔽部位的质量控制,通过定期对质量过程检查中发现问题 的统计、分析,找出影响施工质量的主要因素并釆取有效的改进措施,不断减少质量问题 出现的频率,杜绝重大工程质量事故的发生,并以此形成对建设项目施工质量的动态管理 和数据化管理,使工程施工质量处于受控状态并不断得到改善,确保质量目标的实现。
(二)施工质量的控制
对施工单位及人员资质进行控制。从事化工建设工程项目安装工程施工的单位应具备 相应的资质等级,并在其资质等级许可的范围内承揽工程;工程项目中从事特种设备安 装、检测和消防设施等有专项资质要求的施工单位应持有相应的资质许可证。施工企业必 须取得安全生产许可证。施工作业人员均应具备工程施工所要求的技能,其中特种设备作 业人员及电气、仪表试验人员还应有相应的资格,并应经建设单位代表/监理工程师核查 认可。参加工程施工质量验收的人员也应具备相应资格。
参建单位应进行施工过程的质量管理,建立符合要求的质量管理体系和质量管理制 度。实行总承包的工程,总承包单位应对承包的工程施工质量全面负责,建立项目质量管 理体系,同时监控施工分承包商质量管理体系的有效运行。参建单位还应根据工程合同范 围和设计文件进行质量策划,配置相应的施工标准规范,编制工程实现过程实施质量控制 的技术文件,并按本单位质量管理程序批准。
项目开工前,施工承包商必须提交施工组织设计报建设项目部审批,还必须分阶段、 分部、分项将施工方案、大型设备吊装方案、设备现场组装方案、设备及管道试压方案、 大型机组安装和调试方案、电缆铺设方案、单机试车方案等报请建设工程项目部审批。否 则,施工承包商不能开工或进行有关的施工。
对用于工程施工中的检验、测量和试验设备等,要求施工承包商提交检测、测量工具
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和设备清单、校准记录,由建设单位组织各专业工程师审查认可后交施工承包商实施。在 施工过程中,施工承包商应接受建设单位专业工程师不定期地对其所使用的检验、测量和 试验设备的使用有效期和设备状态进行抽查,保证设备仪器处于完好状态,满足相应专业 工程施工的技术要求,确保检测计量器具的使用精度和检测质量,并在检定有效期内 使用。
施工承包商对进入现场的设备、原材料、构配件(包括阀门、管配件)等,在安装 前必须严格按照施工规范、施工工艺标准的要求进行质量检验,核对质量是否符合规范、 标准规定的要求,并将检査试验记录和检验报告提交建设单位相应专业工程师确认。施工 承包商必须保证不使用未经检验合格的设备、材料。工程釆用的材料和设备的检验及复验 应符合各专业工程实施质量验收规范规定,并应经建设单位代表/监理工程师检查确认。 建设单位代表/监理工程师的检查确认不能免除采购单位的质量责任。
在施工过程中,施工单位必须严格执行批准的施工方案,未经批准,不得擅自改变施 工方案进行施工;严格按照设定的施工质量控制点进行报验、检查。对一些重要、关键工 序的质量控制点应按照停检点的控制程序进行报验,对施工质量不合格品按要求限期整 改、修复或拆除。
各施工工序应按施工技术文件进行质量控制,每道施工工序完成后,应进行检验、专 业工种之间的相关工序应进行交接检验,并形成记录,合格后方可进行下道工序施工,隐 蔽工程未经监理工程师或建设单位专业技术负责人检查认可,不应进行下道工序施工。工 程施工过程的质量控制应按专业工程施工质量验收规范和检验方案的要求进行作业自检和 报检,相关作业或工种之间应进行交接检查。施工过程中形成并提交验证的质量控制记录 应符合《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定)(SH∕T 3543)的要求。
为保证工程施工质量,施工承包商应按照施工标准、规范和设计图纸要求、合同规定 进行施工,随时接受业主代表、监理代表或质量控制人员的检查、检验,并为检查、检验 提供条件。在施工过程中,业主代表、监理代表和质量控制人员有权对工程质量有怀疑的 部位进行剥露、凿洞或挖孔检查。
在施工过程中任何与适用标准规范、设计图纸、审批通过的施工方案不一致的更改或 变更都必须经过建设单位项目部批准后,承包商才能进行施工。
施工承包商对分项工程、分部工程、单位工程的评定必须报请建设单位项目部,经专 业工程师审核后报监理单位。单位工程评定应有建设单位、监理的有关人员参加。
二、质量验收程序和组织
(-)质量验收一般规定
质量评定应划分为单位(子单位)工程、分部(子分部)工程、分项工程和检验批。 检验批是上述各项评定的基础和最小单元。单项工程是指化工建设工程项目中具有独立设 计文件、可独立组织施工、建成后可独立投入生产运行并产出合格产品的生产装置或有独 立使用功能的辅助生产设施。
施工质量验收应按单项工程进行,并应按检验批、分项工程、分部工程、单位工程/ 子单位工程、工程交工验收顺序逐级进行验收。建设工程项目有多个单项工程时应逐个单 项进行验收。
施工质量验收应在专业工程施工质量验收规范规定的检验项目检验合格后,由施工单 位/总承包单位向建设单位/监理单位提交申请报告,建设单位/监理单位按下列规定组织, 施工单位/总承包单位参加施工质量验收,并填写验收记录。
1. 实施工程监理的项目
(1) 检验批、分项工程由监理工程师组织,施工单位质量工程师参加验收。
(2) 分部工程由总监理工程师组织,施工单位项目总工程师参加验收。
(3) 单位工程/子单位工程由建设单位项目经理组织,监理单位总监理工程师、施工 单位项目经理参加验收。
2. 未实施工程监理的项目
(1) 检验批、分项工程由建设单位代表组织、施工单位质量工程师参加验收。
(2) 分部工程由建设单位代表组织、施工单位项目总工程师参加验收。
(3) 单位工程/子单位工程由建设单位项目经理组织,施工单位项目经理参加验收。
3. 实行总承包的项目
(1) 总承包单位专业工程师参加检验批及分项工程验收。
(2) 总承包单位项目总工程师参加分部工程验收。
(3) 总承包单位项目经理参加单位工程/子单位工程验收。
组织验收与参加验收的单位应在质量验收记录上签署意见或签字认可。
单项工程施工质量应进行工程中间交接。工程中间交接由施工单位/总承包单位向建 设单位提交申请报告,由建设单位组织实施。单项工程施工质量验收和工程中间交接的过 程及结果应接受工程质量监督机构的监督。
(二) 单机试运转
安装工程按工程合同和设计文件施工结束,应进行动设备单机试运转。
(三) 工程中间交接
单项工程的中间交接应由建设单位组织总承包单位、设计单位、监理单位、施工单 位、检测单位等按单位工程分专业进行验收。单项工程符合标准要求后,建设单位组织召 开总承包单位、设计单位、监理单位、施工单位、检测单位等参加的中间交接会议,相关 单位在工程中间交接证书及附件上签字。工程中间交接证书还应含有工程质量监督机构的 监督意见。
1.单项工程中间交接应具备的条件
(1) 按设计文件内容施工完成。
(2) 工程质量初验合格。
(3) 工艺和动力管道的耐压试验、系统清洗、吹扫完成、隔热施工基本完成,工业 炉煮炉完成。
(4) 静设备耐压试验、无损检测、清扫完,隔热施工完;安全附件(安全阀、防爆 门、爆破片等)调试合格。
(5) 大机组用空气、氮气或其他介质负荷试运转完,机组保护性连锁和报警等自控 系统调试联校合格。
(6) 电气、仪表、计算机及防毒、防火、防爆等系统调试联校合格。
(7) 安装施工临时设施已拆除,竖向工程施工完成。
(8) 未完工程尾项的责任已经确认,完成时间已经明确,且不影响联动试车。
(9) 现场满足安全管理规定的试车要求。
2.单项工程中间交接的内容
(1) 按设计文件内容对工程实物量的核实。
(2) 工程质量的初验资料及有关调试记录的审核验证。
(3) 安装专用工具和剩余随机备件、材料的清点。
(4) 尾项项目清单与实施方案的确认。
(5) 随机技术资料完整性的核查。
(四)工程交工验收
单项工程交工验收应在所含单位工程验收合格的基础上进行。
单项工程交工验收应执行《石油化工建设工程项目竣工验收规定)(SH∕T 3904)的 规定。
三、施工过程质量检验
工程质量检验管理是整个施工生产过程中自始至终不可缺少的工序,贯穿在整个施工 过程中,是保障工程项目顺利竣工投产并长期安全运行的基础。
(一) 地基处理质量检验
化工项目的突出特点是装置高、重、大,工艺过程复杂,介质易燃易爆,项目占地面 积大,建设厂址一般远离人口稠密的城市。石化项目建设在解决建设用地问题上,一般釆 用大规模的“围海造地”、山区“挖高填低”等方法,争取做到不占或少占耕地。这类围 海、填谷造地堆积起来的场地不仅非常疏松,而且还常夹杂有淤泥杂质,极不均匀,若不 作处理,无法作为石化项目建设用地,因此需要对地基进行处理。在选择地基处理方案 前,应完成下列工作:
(1) 搜集详细的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等。
(2) 结合工程情况,了解当地地基处理经验和施工条件,对于有特殊要求的工程, 应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等。
(3) 根据工程的要求和釆用天然地基存在的主要问题,确定地基处理的目的和处理 后要求达到的各项技术经济指标等。
(4) 调査邻近建筑、地下工程、周边道路及有关管线等情况。
(5) 了解施工场地的周边环境情况。
(二) 设备混凝土基础施工质量检验
化工设备混凝土基础施工质量检验应符合《石油化工设备混凝土基础工程施工质量 验收规范)(SH∕T 3510)的要求:设备基础工程施工质量验收合格,除有关分项工程施工 质量验收合格,质量控制资料完整外,还需要外观质量验收合格、外形尺寸验收合格、结 构实体检验合格。当基础交付安装时,基础混凝土强度不得低于设计强度的75% o基础 施工单位应提交测量记录及技术资料,安装单位应按相关规范的要求进行相关数据的复 测,检验方法为检查基础质量检验记录和同条件混凝土试块检验报告。
1. 设备基础外观质量检验
基础混凝土拆模后,应由建设/监理单位、施工单位对外观质量进行检查、记录,并 确定其对基础的性能和使用功能影响的程度。混凝土基础不得有露筋、蜂窝、孔洞、夹 渣、疏松、裂隙等缺陷。
混凝土基础外观质量不应有严重缺陷。对已经出现的严重缺陷,应由施工单位提出技 术处理方案,经建设/监理单位认可后及时进行处理,对处理的部位应重新组织验收。
混凝土基础外观质量不宜有一般缺陷。对已经出现的一般缺陷,在建设/监理单位相 关人员的监督下,可按规定方法进行处理或修饰,消除缺陷。
2. 设备基础尺寸偏差检验
混凝土设备基础不应有影响结构性能和设备安装的尺寸偏差。对超过规范规定的尺寸 允许偏差且影响结构性能和安装、使用要求的部位,应由施工单位提出技术处理方案,并 经建设/监理单位认可后及时进行处理。对混凝土设备基础已经出现的不影响结构性能和 设备安装的尺寸偏差,施工单位应结合基础修饰进行处理。
3. 设备基础结构实体检验
对涉及结构安全的重要部位应进行结构实体检验。结构实体检验应在建设/监理专业 技术人员见证下,由施工项目技术负责人组织实施。结构实体检验的内容应包括混凝土强 度、钢筋保护层厚度以及工程合同约定的项目,必要时可检验其他项目。
4. 设备基础验收不合格处理
当设备基础施工质量不符合要求时,应按下列规定处理:
(1) 经返工、返修或更换构件、部件的应重新组织验收。
(2) 经有资质的检测单位检测鉴定达到设计要求的,应予以验收。
(3) 经有资质的检测单位检测鉴定达不到设计要求的,但经原设计单位核算并确认 仍可满足结构安全和使用功能时,可予以验收。
(4) 经返工或加固处理能够满足结构安全使用的设备基础,可根据技术处理方案和 协商文件进行验收。
钢储罐基础质量检验主要包含外观质量检验、基础结构实体检验、罐体试水与沉降观 测检验、地基承载力试验检査或基础混凝土强度检查、沥青砂绝缘层密实度等,应符合 《石油化工钢制储罐地基与基础施工及验收规范》(SH/T 3528)等的要求。
(三)安装工程施工质量检验
在化工建设工程项目中,安装工程包括对钢结构、静设备、动设备、管道、电气、仪 表、电信、筑炉、隔热耐磨衬里、防腐及隔热等专业工程所进行的安装。
从事化工建设安装工程施工质量验收除执行《石油化工安装工程施工质量验收统一 标准}(SH∕T3508)的规定外,还应符合各专业工程施工质量验收规范的规定;合资项 目、引进项目或引进设备等安装工程施工质量验收还应执行合同的规定。
安装工程施工质量应符合设计文件、相关专业工程施工质量验收规范和合同规定的要 求。还应核查本施工过程质量管理和质量控制所形成的相关记录和资料。安装工程施工过 程质量管理与施工质量验收记录主要包括施工质量管理检查记录、检验批质量验收记录、 分项工程质量验收记录、分部工程质量验收记录、子单位工程质量验收记录、单位工程质 量验收记录、工程观感质量验收记录、质量控制记录与技术资料核查记录等。
质量检验应按专业工程施工质量验收规范的规定釆用全数检验方案或抽样检验方案。 安装工程施工质量验收应在施工单位/总承包单位自行检査合格的基础上进行,应报检的 项目未经建设单位/监理单位检查认可不得进行后续作业的施工。隐蔽工程在隐蔽前应由 施工单位报验,建设单位/监理单位组织验收,并形成验收文件。
检验项目质量验收出现不合格项时,不合格项返工后应按规定重新进行质量验收。不 合格项处理后,经有资质的检测单位检测鉴定或原设计单位核算满足安全和使用功能的要 求,可予以让步接收。不合格项经处理后仍不符合安全使用要求时,不得验收。
(四)管道工程质量检验
管道工程质量检验主要包括外观检査、无损检测、压力试验、泄漏性试验、硬度检 验、力学性能检验及其他检验等。
1. 外观检查
外观检查应包括对各种管道元件及管道在加工制作、焊接、安装过程中的检查。除设 计文件或焊接工艺规程有特殊要求的焊缝外,应在焊接完成后立即除去熔渣、飞溅,并应 将焊缝表面清理干净,同时应进行外观检查。铁及铁合金、错及错合金的焊缝表面除应进 行外观检查外,还应在焊后清理前进行色泽检查。检查焊道尺寸(焊缝宽度、加强高、 错边等)、内凹、咬边、焊瘤及表面气孔、夹渣、裂纹等表面缺陷,并做好检查记录,出 现超标缺陷时需及时处理(打磨、补焊)或返修。
所有焊缝的观感质量应外形均匀,成型应较好,焊道与焊道、焊道与母材之间应平滑 过渡,焊渣和飞溅物应清除干净。
2. 无损检测
焊缝内部质量的检验通过无损检测方法来判别。外观检验合格后,应按要求对焊缝进 行射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤,探伤比例、方法、部位、评判标准及合 格级别必须符合设计文件及有关规范的要求。
1) 一般规定
(1) 除设计文件和焊接工艺规程另有规定外,焊缝无损检测应安排在该焊缝焊接完 成并经外观检查合格后进行。
(2) 对有延迟裂纹倾向的材料,无损检测应至少在焊接完成24 h后进行。
(3) 对有再热裂纹倾向的焊缝,无损检测应在热处理后进行。
(4) 抽样检验发现不合格时,应按原规定的检验方法进行扩大检验。对检验发现不 合格的管道元件、部位或焊缝,应进行返修或更换,并应釆用原规定的检验方法重新进行 检验。
2) 焊缝表面无损检测
除设计文件另有规定外,现场焊接的管道和管道组成件的承插焊焊缝、支管连接焊缝 (对接式支管连接焊缝除外)和补强圈焊缝、密封焊缝、支吊架与管道直接焊接的焊缝, 以及管道上的其他角焊缝应按《工业金属管道工程施工质量验收规范)(GB 50184)的有 关规定,对其表面进行磁粉检测或渗透检测。
3)焊缝射线检测和超声检测
除设计文件另有规定外,现场焊接的管道及管道组成件的对接纵缝和环缝、对接式支 管连接焊缝应按《工业金属管道工程施工质量验收规范XGB 50184)的有关规定进行射 线检测或超声检测。
3.压力试验
管道安装完毕、热处理和无损检测合格后,应进行压力试验。管道压力试验前,应编 制试压方案及安全措施。压力试验前,应检查压力试验范围内的管道系统,除涂漆、绝热 外应已按设计图纸全部完成,安装质量应符合设计文件和规范的有关规定,且试压前的各 项准备工作应已完成。
1) 一般规定
(1) 压力试验应以液体为试验介质。当管道的设计压力小于或等于0. 6 MPa时,也 可采用气体为试验介质,但应釆取有效的安全措施。
(2) 脆性材料严禁使用气体进行压力试验。压力试验温度严禁接近金属材料的脆性 转变温度。
(3) 当进行压力试验时,应划定禁区,无关人员不得进入。
(4) 试验过程中发现泄漏时,不得带压处理。消除缺陷后应重新进行试验。
(5) 试验结束后,应及时拆除盲板、膨胀节临时约束装置。试验介质的排放应符合 安全、环保要求。
(6) 压力试验完毕,不得在管道上进行修补或增添物件。当在管道上进行修补或增 添物件时,应重新进行压力试验。经设计或建设单位同意,对采取预防措施并能保证结构 完好的小修补或增添物件,可不重新进行压力试验。
(7) 压力试验合格后,应填写“管道系统压力试验和泄漏性试验记录”。
2) 替代试验
(1) 对GC3级管道,经设计和建设单位同意,可在试车时用管道输送的流体进行压 力试验。输送的流体是气体或蒸汽时,压力试验前应按有关规定进行预试验。
(2) 当管道的设计压力大于0.6 MPa,设计和建设单位认为液压试验不切实际时,可 采用气压试验来代替液压试验。
(3) 经设计和建设单位同意,也可用液压-气压试验代替气压试验。
(4) 现场条件不允许进行管道液压和气压试验时,可同时采用无损检测、管道系统 柔性分析和泄漏试验代替压力试验,但应经建设单位和设计单位同意。替代方法如下:所 有环向、纵向对接焊缝和螺旋焊焊缝,应进行100%射线检测或100%超声检测;其余的 所有焊缝(包括管道支承件与管道组成件连接的焊缝),应进行100%的渗透检测或 100%的磁粉检测;应由设计单位进行管道系统的柔性分析;管道系统应釆用敏感气体或 浸入液体的方法进行泄漏试验,试验要求应在设计文件中明确规定;未经液压试验和气压 试验的管道焊缝及法兰密封部位,生产车间可配备相应的预保带压密封夹具。
3) 液压试验
(1)液压试验应使用洁净水。当对不锈钢、镣及镣合金管道,或对连有不锈钢、镣 及镣合金管道或设备的管道进行试验时,水中氯离子含量不得超过25 mg∕Lo也可釆用其 他无毒液体进行液压试验。当采用可燃液体介质进行试验时,其闪点不得低于50 tC,并 应采取安全防护措施。
(2) 试验前,注入液体时应排尽空气。
(3) 试验时,环境温度不宜低于5 cCo当环境温度低于5 cC时,应采取防冻措施。
(4) 承受内压的地上钢管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的1∙5倍。埋地 钢管道的试验压力应为设计压力的L 5倍,并不得低于0∙ 4 MPaO
(5) 当管道的设计温度高于试验温度时,应校核管道在试验压力条件下的应力,试 验压力应按下式计算:
PT= I- 5p[σ∙]τ∕[σ∙]t 式中 PT——试验压力(表压),MPa;
P——设计压力(表压),MPa;
[σ]τ——试验温度下,管材的许用应力,MPa,大于6.5时,取6.5;
[σ]t——设计温度下,管材的许用应力,MPaO
当试验压力在试验温度下产生超过屈服强度的应力时,应将试验压力降至不超过屈服 强度时的最大压力。
(6) 当管道与设备作为一个系统进行试验,管道的试验压力等于或小于设备的试验 压力时,应按管道的试验压力进行试验;当管道的试验压力大于设备的试验压力,并无法 将管道与设备隔开,以及设备的试验压力大于上式计算的管道的试验压力的77%时,经 设计或建设单位同意,可按设备的试验压力进行试验。
(7) 承受内压的埋地铸铁管道的试验压力,当设计压力小于或等于0. 5 MPa时,应 为设计压力的2倍;当设计压力大于0.5 MPa时,应为设计压力加0. 5 MPao
(8) 对位差较大的管道,应将试验介质的静压计入试验压力中。液体管道的试验压 力应以最高点的压力为准,最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。
(9) 对承受外压的管道,试验压力应为设计内外压力之差的1.5倍,并不得低 丑.2 MPao
(W)夹套管内管的试验压力应按内部或外部设计压力的最高值确定。夹套管外管的 试验压力除设计文件另有规定外,应按(5)的规定执行。
(11)液压试验应缓慢升压,待达到试验压力后稳压IOmin,再将试验压力降至设计 压力稳压30 min,应检查压力表无压降、管道所有部位无渗漏。
4)气压试验
(1) 承受内压钢管及有色金属管的试验压力应为设计压力的1.15倍。真空管道的试 验压力应为0. 2 MPaO
(2) 试验介质应采用干燥洁净的空气、氮气或其他不易燃和无毒的气体。
(3) 试验时应装有压力泄放装置,其设定压力不得高于试验压力的1. 1倍。
(4) 试验前应用空气进行预试验,试验压力宜为0.2 MPa。
(5) 试验时应缓慢升压,当压力升至试验压力的50%时,如未发现异状或地漏,应 继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3 min,直至试验压力。应在试验压力下稳压 IOmin,再将压力降至设计压力,采用发泡剂检验应无泄漏,停压时间应根据查漏工作需 要确定。
4. 泄漏性试验
泄漏性试验应按设计文件的规定进行,并应符合下列规定:
(!)对输送极度和高度危害流体以及可燃流体的管道,必须进行泄漏性试验。
(2) 泄漏性试验应在压力试验合格后进行且试验介质宜釆用空气。
(3) 泄漏性试验压力应为设计压力。
(4) 泄漏性试验应逐级缓慢升压,当达到试验压力停压10 min后,应巡回检查阀门 填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排净阀等所有密封点,应以无泄漏为 合格。
(5) 真空系统在压力试验合格后,应按设计文件规定进行24 h的真空度试验,增压 率不应大于5%。
5. 硬度检验及其他检验
要求热处理的焊缝和管道组成件,热处理后应进行硬度检验。焊缝的硬度检验区域应 包括焊缝和热影响区。对于异种金属的焊缝,两侧母材热影响区均应进行硬度检验。
如果需要进行管道焊缝金属的化学成分分析、焊缝铁素体含量测定、焊接接头金相 检验、产品试件力学性能等检验,检验结果应符合国家现行有关标准和设计文件的 规定。
(五)压力容器质量检验
压力容器质量检验主要包括外观检查、无损检测、耐压试验、泄漏试验等。
1. 外观检查
1) 壳体和封头的外观与几何尺寸
壳体和封头的外观与几何尺寸的检查方法及其合格指标应符合设计图样和《固定式 压力容器安全技术监察规程》(TSG 21)要求。
2) 焊接接头的表面质量
(1) 不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹 渣等缺陷。
(2) 焊缝与母材应当圆滑过渡。
(3) 角焊缝的外形应当凹形圆滑过渡。
(4) 按照疲劳分析设计的压力容器,应当去除纵、环焊缝的余高,使焊缝表面与母 材表面平齐。
(5) 咬边及其他表面质量,应当符合设计图样和本规程引用标准的规定。
2. 无损检测
压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。
压力容器制造单位或者无损检测机构应当根据设计图样要求和《承压设备无损检测》 (NB/T 47013. 1 -47013. 13)的规定制定压力容器的无损检测工艺。压力容器的对接接头 应当采用射线检测或者超声检测,有色金属制压力容器对接接头应当优先釆用X射线检 测;管座角焊缝、管子管板焊接接头、异种钢焊接接头、具有再热裂纹倾向或者延迟裂纹 倾向的焊接接头应当进行表面检测;铁磁性材料制压力容器焊接接头的表面检测应当优先 采用磁粉检测。
3.耐压试验
压力容器制成后,应当进行耐压试验。耐压试验分为液压试验、气压试验以及气液组 合压力试验三种。耐压试验前,应编制试压方案及安全措施,试压前应进行试验条件确 认。试压时不得超压。
1)耐压试验压力
耐压试验压力应当符合设计图样要求,并且不小于下式的计算值。
如果采用高于以上耐压试验压力时,应当按照相关规定对壳体进行强度校核。
[σ]
Pτ=VP7~^
LσJ
式中 PT——耐压试验压力,MPa;
V——耐压试验压力系数,按照表5-7选用;
P——压力容器的设计压力或者压力容器铭牌上规定的最大允许工作压力(对在 用压力容器为工作压力),MPa;
[σ]——试验温度下材料的许用应力(或者设计应力强度),MPa;
[σ]*——设计温度下材料的许用应力(或者设计应力强度),MPao
压力容器各元件(圆筒、封头、接管、法兰等)所用材料不同时,计算耐压试验压 力应当取各元件材料[b]∕[b]'比值中最小者。
表5-7耐压试验压力系数77 | ||
压力容器的材料 |
压力系数T7 ___ | |
_______液(水)压_______ |
气压、气液组合_____ | |
_____钢和有色金属_____ |
1.25 |
1. 10 |
__ |
2.00 |
— |
注:本表摘自《固定式压力容器安全技术监察规程XTSG 21)o |
2) 耐压试验前的准备工作
(1) 耐压试验前,压力容器各连接部位的紧固螺栓应当装配齐全,紧固妥当。
(2) 试验用压力表应当符合《固定式压力容器安全技术监察规程XTSG 21)的有关 规定,并且至少采用两个量程相同且经过校验的压力表,试验用压力表应当安装在被试验 压力容器顶部便于观察的位置。
(3) 耐压试验时,压力容器上焊接的临时受压元件应当采取适当的措施,保证其强 度和安全性。
(4) 耐压试验场地应当有可靠的安全防护设施,并且经过单位技术负责人和安全管 理部门检查认可。
3) 耐压试验通用要求
(1)保压期间不得釆用连续加压来维持试验压力不变,耐压试验过程中不得带压紧 固螺栓或者向受压元件施加外力。
(2)耐压试验过程中,不得进行与试验无关的工作,无关人员不得在试验现场停留。
(ɜ)压力容器进行耐压试验时,监检人员应当到现场进行监督检验。
(4)耐压试验后,由于焊接接头或者接管泄漏而进行返修的,或者返修深度大于1/2 厚度的压力容器,应当重新进行耐压试验。
4) 液压试验
(1) 液压试验要求如下:
① 凡在试验时,不会导致发生危险的液体,在低于其沸点的温度下,都可用做液压 试验介质;当采用可燃性液体进行液压试验时,试验温度应当低于可燃性液体的闪点,试 验场地附近不得有火源,并且配备适用的消防器材。
② 以水为介质进行液压试验时,水质应当符合设计图样和规程引用标准的要求,试 验合格后应当立即将水渍去除干净。
③ 压力容器中应当充满液体,滞留在压力容器内的气体应当排净,压力容器外表面 应当保持干燥。
④ 当压力容器器壁金属温度与液体温度接近时,才能缓慢升压至设计压力,确认无 泄漏后继续升压到规定的试验压力,保压足够时间;然后降至设计压力,保压足够时间进 行检查,检查期间压力应当保持不变。
⑤ 液压试验时,试验温度(容器器壁金属温度)应当比容器器壁金属无延性转变温 度高30 tC,或者按照规程引用标准的规定执行;如果由于板厚等因素造成材料无延性转 变温度升高,则需相应提高试验温度。
⑥ 换热压力容器液压试验程序按照规程引用标准的规定。
⑦ 新制造的压力容器液压试验完毕后,应当用压缩空气将其内部吹干。
(2) 液压试验合格标准。进行液压试验的压力容器,符合以下条件为合格:
① 无渗漏。
② 无可见的变形。
③ 试验过程中无异常的响声。
5) 气压试验
由于结构或者支承原因,不能向压力容器内充灌液体,以及运行条件不允许残留试验 液体的压力容器,可按照设计图样规定釆用气压试验。
(1)气压试验要求如下:
① 试验所用气体应当为干燥洁净的空气、氮气或者其他惰性气体。
② 气压试验时,试验温度(容器器壁金属温度)应当比容器器壁金属无延性转变温 度高30龙,或者按照规程引用标准的规定执行;如果由于板厚等因素造成材料无延性转 变温度升高,则需相应提高试验温度。
③ 气压试验时,试验单位的安全管理部门应当派人进行现场监督。
④ 气压试验时,应当先缓慢升压至规定试验压力的10%,保压足够时间,并且对所 有焊缝和连接部位进行初次检查;如无泄漏可继续升压到规定试验压力的50%;如无异 常现象,其后按照规定试验压力的10%逐级升压,直到试验压力,保压足够时间;然后 降至设计压力,保压足够时间进行检查,检查期间压力应当保持不变。
(2)气压试验合格要求。气压试验过程中,压力容器无异常响声,经过肥皂液或者 其他检漏液检查无漏气,无可见的变形即为合格。
6)气液组合压力试验
对因承重等原因无法注满液体的压力容器,可根据承重能力先注入部分液体,然后注 入气体,进行气液组合压力试验。
4,泄漏试验
1) 压力容器需要进行泄漏试验的条件
耐压试验合格后,对于介质毒性程度为极度、髙度危害或者设计上不允许有微量泄漏 的压力容器,应当进行泄漏试验;设计图样要求作气压试验的压力容器,是否需要再作泄 漏试验,依据设计图样上的规定要求。
2) 泄漏试验种类
泄漏试验根据试验介质的不同,分为气密性试验以及氨检漏试验、卤素检漏试验和氮 检漏试验等。试验方法的选择,可按照设计图样和《固定式压力容器安全技术监察规程》 (TSG 21)及引用标准要求执行。
(六)施工监理
1. 工程建设监理机构
化工工程建设项目应根据国家及行业有关建设监理的规定实施建设监理。从事化工建 设工程监理的单位应经国家相关部门批准,取得化工石油工程监理资质,并严格按资质等 级承揽工程监理业务。
2. 施工过程中的质量监理
(1) 工程质量控制必须严格执行工程建设标准强制性条文,符合设计文件的要求, 满足施工承包合同约定的质量目标。工程质量控制应以预防为主,监检结合,通过见证、 巡视、旁站、抽查和平行检验等手段进行各工序的质量监督检查。
(2) 总监理工程师应安排监理人员对施工过程进行巡视和检查。对隐蔽工程的隐蔽 过程、下道工序施工完成后难以检査的重点部位,专业监理工程师应安排监理员进行 旁站。
(3) 当承包单位对已批准的施工组织设计(方案)进行调整、补充或变动时,应经 专业监理工程师审査,并应由总监理工程师签署。专业监理工程师应要求承包单位报送关 键部位、关键工序的施工工艺和确保工程质量的措施,审核同意后予以签认。
(4) 当承包单位采用新材料、新工艺、新技术、新设备时,专业监理工程师应要求 承包单位报送相应的施工工艺措施和证明材料,组织专题论证,经审定后予以签认。项目 监理机构应对承包单位在施工过程中报送的施工测量放线成果进行复验和确认。
(5) 专业监理工程师应对承包单位报送的拟进场工程材料、构配件和设备的工程材 料/构配件/设备报审表及其质量证明资料进行审核,并对进场的实物按照委托监理合同约 定或有关工程质量管理文件规定的比例釆用平行检验或见证取样方式进行抽检。项目监理 机构应定期检查承包单位的直接影响工程质量的计量、检验和试验设备的技术状况。
(6) 专业监理工程师应根据承包单位报送的隐蔽工程报验申请表和自检结果进行现 场检査,符合要求予以签署。对未经监理人员验收或验收不合格的工序,监理人员应拒绝 签认,并要求承包单位严禁进行下一道工序的施工。
(7) 专业监理工程师应对承包单位报送的分项工程质量验收资料进行审核,符合要 求后予以签署;总监理工程师应组织监理人员对承包单位报送的分部工程和单位工程质量 验收资料进行审核和现场检查,符合要求后予以签认。
(8) 对施工过程中出现的质量缺陷,专业监理工程师应及时下达监理工程师通知单, 要求承包单位纠正,经检查合格后在监理工程师通知回复单上签认。
(9) 设备试运转前,专业监理工程师应检查落实试运转各项准备工作,设备试运转 应符合规范要求。专业监理工程师应参与单机试车,对单机试车各项指标进行考核并予以 确认。
(10) 监理人员发现施工存在重大质量隐患,可能造成质量事故或已经造成质量事故 时,应通过总监理工程师及时下达工程暂停令,要求承包单位停工纠正。纠正完毕并经监 理人员复查,符合规定要求后,总监理工程师应及时签署工程复工报审表。总监理工程师 下达工程暂停令和签署工程复工报审表,宜事先向建设单位报告。
(11) 对需要返工处理或加固补强的质量事故,总监理工程师应责令承包单位报送质 量事故调查报告和经设计等相关单位认可的处理方案,项目监理机构应在工程质量事故处 理方案报审表上签署审查意见并对质量事故的处理过程和处理结果进行跟踪检查和验收。
(12) 总监理工程师应及时向建设单位及本监理单位提交有关质量事故的书面报告, 并应将完整的质量事故处理记录整理归档。
3.中间交接和工程交工验收监理
(1) 对“三查四定”中查出的工程质量隐患,总监理工程师应组织承包单位制定切 实可行的纠正措施,并安排专业监理工程师对纠正过程进行跟踪检查和验收。总监理工程 师应组织专业监理工程师对承包单位质量验评收资料进行审查签认。验收资料应内容齐 全,施工质量指标应符合规范要求。
(2) 工程项目达到中间交接条件,承包单位向项目监理机构申请工程中间交接。总 监理工程师应组织专业监理工程师对工程项目进行全面检查,核实是否具备中间交接 条件。
(3) 项目监理机构应参加建设单位(使用单位)组织的工程中间交接,并在工程中 间交接证书上会签。
(4) 工程中间交接后,项目监理机构应及时按相关规定要求审查承包单位提交的交 工技术文件,审查合格后提交建设单位,并在工程交工证书上会签。
一、危险化学品事故类型
(-)危险化学品事故大分类
化工企业的原料、中间体和产品大多是危险化学品,发生的事故中人员伤亡和财产损 失比较大的大多是危险化学品事故。根据危险化学品的易燃易爆、有毒、腐蚀等危险特 性,以及危险化学品事故定义的研究,将危险化学品事故的类型分为6类:
(1) 危险化学品火灾事故。
(2) 危险化学品爆炸事故。
(3) 危险化学品中毒和窒息事故。
(4) 危险化学品灼伤事故。
(5) 危险化学品泄漏事故。
(6) 其他危险化学品事故。
(二)危险化学品事故小分类
上述6类危险化学品事故可分为若干小类,具体分类如下:
(1) 危险化学品火灾事故:指燃烧物质主要是危险化学品的火灾事故。具体又分若 干小类,包括易燃液体火灾、易燃固体火灾、自燃物品火灾、遇湿易燃物品火灾、其他危 险化学品火灾。易燃液体火灾往往发展到爆炸事故,造成重大的人员伤亡。单纯的液体火 灾一般不会造成重大的人员伤亡。由于大多数危险化学品在燃烧时会放出有毒气体或烟 雾,因此危险化学品火灾事故中,人员伤亡的原因往往是中毒和窒息。
(2) 危险化学品爆炸事故:指危险化学品发生化学反应的爆炸事故或液化气体和压 缩气体的物理爆炸事故。具体又分若干小类,包括爆炸品的爆炸,易燃固体、自燃物品、 遇湿易燃物品的火灾爆炸,易燃液体的火灾爆炸,易燃气体爆炸,危险化学品产生的粉 尘、气体、挥发物的爆炸,液化气体和压缩气体的物理爆炸,其他化学反应爆炸。
(3) 危险化学品中毒和窒息事故:指人体吸入、食入或接触有毒有害化学品或者化 学品反应的产物,而导致的中毒和窒息事故。具体又分若干小类,包括吸入中毒事故 (中毒途径为呼吸道)、接触中毒事故(中毒途径为皮肤、眼睛等)、误食中毒事故(中毒 途径为消化道)、其他中毒和窒息事故。
(4) 危险化学品灼伤事故:指腐蚀性危险化学品意外地与人体接触,在短时间内即 在人体被接触表面发生化学反应,造成明显破坏的事故。腐蚀品包括酸性腐蚀品、碱性腐 蚀品和其他不显酸碱性的腐蚀品。化学品灼伤与物理灼伤(如火焰烧伤、高温固体或液 体烫伤等)不同。物理灼伤是高温或低温造成的伤害,使人体立即感到强烈的疼痛,人 体肌肤会本能地立即避开。化学品灼伤有一个化学反应过程,开始并不感到疼痛,要经过 几分钟、几小时甚至几天才表现出严重的伤害,并且伤害还会不断地加深。因此,化学品 灼伤比物理灼伤危害更大。
(5) 危险化学品泄漏事故:指气体或液体危险化学品发生了一定规模的泄漏,虽然 没有发展成为火灾、爆炸或中毒事故,但造成了严重的财产损失或环境污染等后果的危险 化学品事故。危险化学品泄漏事故一旦失控,往往造成重大火灾、爆炸或中毒事故。
(6) 其他危险化学品事故:指不能归入上述5类危险化学品事故之外的其他危险化 学品事故。主要指危险化学品的险肇事故(未遂事故),即危险化学品发生了人们不希望 的意外事件,如危险化学品罐体倾倒、车辆倾覆等,但没有发生火灾、爆炸、中毒和窒 息、灼伤、泄漏等事故。
二、危险化学品事故特点
(1) 突发性强,不易控制。突发危险化学品灾害事故的发生原因多且复杂,如操作 不当、设备故障、交通事故等。事先没有明显预兆,往往使人猝不及防,如果不能及时控 制,极易酿成灾难性事故。
(2) 后果惨重,经济损失巨大。危险化学品事故如果不能及早控制,极易酿成灾难 性后果,造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失,特别是有毒气体的大量意外泄漏的灾难 性中毒事故,以及爆炸品或易燃易爆气体液体的灾难性爆炸事故等。
(3) 具有延时性。危险化学品中毒的后果,有的在当时并没有明显地表现出来,而 是在几个小时甚至几天以后症状才显现出来,甚至危及生命。
(4) 污染环境,破坏严重,且具有长期性。危险化学品不仅可对现场人员造成灼伤、 中毒等伤害,而且还会污染大气、土壤、水体、建筑物、设备,很多事故发生后,对现场 的彻底洗消困难,导致残留物在较长时间内危害污染区生态环境。
(5) 救援难度大,专业性强。由于救援现场情况复杂,存在高温、高压、有毒、剧 毒等危险,同时受到风向、能见度、空间狭窄等不利因素影响,使得侦察、救人、灭火、 堵漏、洗消等难度加大,风险增加。
由于危险化学品事故的后果严重,做好危险化学品应急救援工作非常重要。一旦发生 化工事故,及时采取应急救援,可有效地控制紧急事件的发生与扩大,减少损失。
一、化工事故应急处置方法选择原则
化工事故现场中,化学品对人体可能造成的伤害为中毒、窒息、化学灼伤、烧伤、冻 伤等。因此,根据不同伤害情况,应采用不同的应急处置方法。
二、化工事故应急救援的准备与实施
化工事故应急救援准备工作,主要做好组织机构、人员、装备三落实,并制定切实可 行的工作制度,使救援的各项工作达到规范化管理。
(―)化工事故应急救援的准备
在化工事故应急救援中,组织机构设置及其主要职责如下:
(1) 应急救援指挥中心(办公室):主要组织和指挥化工事故应急救援工作。平时组 织编制应急救援专家队伍和救援专业队伍的组织、培训与演练;开展对群众进行自救和互 救知识的宣传和安全教育;会同有关部门做好应急救援的装备、器材物品、经费的管理和 使用;对化工事故进行调查,公布事故通报。
(2) 应急救援专家组:在化工事故应急救援行动中,对化工事故危害进行预测,为 救援的决策提供依据和方案。平时应做好调查与研究,当好领导参谋。
(3) 应急救护站(队):在事故发生后,尽快赶赴事故现场,设立现场医疗急救站, 对伤员进行分类和急救处理,并及时向后方医院转送。对其他救援人员进行医学监护,以 及为现场救援指挥机构提供医学咨询。平时应加强技术培训和急救准备。
(4) 应急救援专业队:在应急救援行动中,各救援队伍应在做好自身防护的基础上, 快速实施救援。侦检队应尽快地测定出事故的危害区域,检测化学危险物品的性质及危害 程度。工程救援队应尽快堵住毒源,做好毒物的清消工作,并将伤员救出危险区域和组织 群众撤离、疏散。凡从事危险化学品作业的企业均应建立本单位的应急救援组织机构,明 确救援执行部门和专用电话,制定救援协作网,疏通纵横关系,以提高应急救援行动中协 同作战的效能,便于做好事故自救。在没有设置应急救援机构的企业和区域,一旦发生事 故,当地主要领导应组织公安、消防、卫生、环保、交通等部门成立紧急救援指挥部实施 救援。
医疗急救器械和急救药品的选配应根据需要,有针对性地加以配置。急救药品特别是 特殊解毒药品的配备,应根据当地化学毒物的种类备好一定的数量。为便于紧急调用,需 编制化工事故医疗急救器械和急救药品的配备标准,以便按标准合理配置。
一般而言,化工事故的现场应急需要用以下器材和装备:工程抢险、堵漏等专业设 备,急救器材和药品、防护用品、急救车辆、急救通信工具。
一般急救器材包括扩音话筒、照明工具、帐篷、雨具、安全区指示标志、急救医疗点 及风向标、检伤分类标志、担架等。
常规与特殊急救器材包括简易手术床和麻醉用品、氧气、便携式吸引器、雾化器、呼 吸气囊或呼吸机、口对口呼吸管、心脏按压泵、气管内导管、喉镜、各种穿刺针、静脉导 管、胃管、导尿管、听诊器、血压计、温度计、压舌板、张口器等。
急救药品包括肾上腺素、去甲肾上腺素、异丙肾上腺素、杜冷丁、吗啡、硝酸甘 油等。
特殊解毒剂包括根据各种毒物配置不同的特殊解毒剂,如亚甲蓝、亚硝酸异戊酯、硫 代硫酸钠、4-二甲氨基苯酚(4-DMAP),阿托品、氯磷定等。
(二)化工事故应急救援的实施
化工事故应急救援工作的组织与实施好坏直接关系到整个救援工作的成败。在错综复 杂的救援工作中,组织工作显得更为重要。有条不紊的组织是实施应急救援的基本保证。 化工事故应急救援的实施可按以下基本步骤进行。
1. 接报与通知
准确了解事故性质和规模等初始信息,是决定启动应急救援的关键,是实施救援工作 的第一步,对成功实施救援起到重要的作用。接报作为应急救援的第一步,必须对接报与 通知要求作出明确规定。
(1) 应明确24h报警电话,建立接报与事故通报程序。
(2) 列岀所有的通知对象及电话,将事故信息及时按对象及电话清单通知。
(3) 接报人员一般由总值班担任。接报人员必须掌握以下情况:
① 报告人姓名、单位部门和联系电话。
② 事故发生的时间、地点、事故单位、事故原因、主要危害物质、事故性质(毒物 外溢、爆炸、燃烧)、危害波及范围和程度。
③ 对救援的要求,同时做好电话记录。
(4) 接报人员在掌握基本事故情况后,立即通告企业领导层,报告事故情况,并按 救援程序,派出救援队伍。
(5) 保持与急救队伍的联系,并视事故发展状况,必要时派出后继梯队给予增援。
(6) 向上级有关部门报告,通报信息内容如下:
① 已发生事故或泄漏的企业名称和地址。
② 通报人的姓名和电话号码。
③ 泄漏化学物质名称,该物质是否为极度危害物质。
④ 泄漏时间或预期持续时间。
⑤ 实际泄漏量或估算泄漏量,是否会产生企业外效应,可能对社会的危害程度。
⑥ 泄漏发生的介质。
⑦ 已知或预期事故的急性或慢性健康危害和关于接触人员的医疗建议及防护措施。
⑧ 应该或已采取的应急救援措施。
⑨ 是否要求社会救援及有关建议。
⑩ 其他,如风向、风速等气象条件等。
2. 设立现场救援指挥部和医疗急救点
在化工事故发生现场,应尽快设立现场救援指挥部和医疗急救点,位置宜在上风处, 交通较便利、畅通的区域,能保证水、电供应,并有醒目的标志,方便救援人员和伤员识 别,悬挂的旗帜应用轻质面料制作,以便救援人员随时掌握现场风向。
3. 报到
各救援队伍进入救援现场后,向现场指挥部报到。其目的是接受任务,了解现场情 况,便于统一实施救援工作。
4. 救援
进入现场的救援队伍要尽快按照各自的职责和任务开展工作,尽力做到“快速、合 理、高效”。
(1) 现场救援指挥要尽快地开通通信网络,迅速查明事故原因、危险化学品种类和 危害程度;征求专家意见,制定救援方案;指挥救援行动;随时向上级有关部门汇报事故 进展,并接受社会支援。
(2) 侦检队应快速检测化学危险物品的性质和危害程度,为测定或推算出事故的危 害区域提供有关数据。
(3) 工程救援队应尽快堵住毒源,将伤员救离危险区域,协助做好群众的组织撤离 和疏散,做好毒物的清消工作。
(4) 现场急救医疗队应尽快将伤员就地简易分类,按类急救和做好安全转送。同时 应对救援人员进行医学监护,并为现场救援指挥部提供医学咨询。
(5) 救援结束指应急救援工作结束后,离开现场或救援后的临时性转移。在救援行 动中应随时注意气象和事故发展的变化,一旦发现所处的区域受到污染或将被污染时,应 立即向安全区转移,在转移过程中应注意安全,保持与救援指挥部和各救援队的联系。救 援工作结束后,各救援队撤离现场以前须取得现场指挥部的同意。撤离前要做好现场的清 理工作,并注意安全。
三、化工事故的现场急救
进行急救时,不论患者还是救援人员都需要进行适当的防护。特别是把患者从严重污 染的场所救出时,救援人员必须加以预防,避免成为新的受害者。
1. 现场急救的注意事项
(1) 应将受伤人员小心地从危险的环境转移到安全的地点。
(2) 必须要注意安全防护,备好防毒面罩和防护服。
(3) 随时注意现场风向的变化,做好自身防护。
(4) 进入污染区前,必须戴好防毒面罩、穿好防护服,并应以2 ~3人为一组,集体 行动,互相照应。
(5) 带好通信联系工具,随时保持通信联系。
(6) 所用的救援器材必须是防爆的。
(7) 急救处理程序化,可釆取如下步骤:除去伤病员污染衣物一冲洗一共性处理一 个性处理一转送医院。
(8) 处理污染物,要注意对伤员污染衣物的处理,防止发生继发性损害。
2. 一般伤员的急救原则
(1) 置神志不清的病员于侧位,防止气道梗阻,呼吸困难时给予氧气吸入;呼吸停 止时立即进行人工呼吸;心脏停止者立即进行胸外心脏按压。
(2) 皮肤污染时,脱去污染的衣服,用流动清水冲洗;头面部灼伤时,要注意眼、 耳、鼻、口腔的清洗。
(3) 眼睛污染时,立即提起眼睑,用大量流动清水彻底冲洗至少15 minO
(4) 当人员发生冻伤时,应迅速复温。复温的方法是采用40~42Y恒温热水浸泡, 使其在15~30 min内温度提高至接近正常。在对冻伤的部位进行轻柔按摩时,应注意不 要将伤处的皮肤擦破,以防感染。
(5) 当人员发生烧伤时,应迅速将患者衣服脱去,用水冲洗降温,用清洁布覆盖创 伤面,避免伤面污染;不要任意把水疱弄破。患者口渴时,可适量饮水或含盐饮料。
(6) 口服者,可根据物料性质,对症处理;有必要时进行洗胃。
(7) 经现场处理后,应迅速护送至医院救治。
四、化工事故的处理方法
(―)火灾事故处理方法
危险化学品容易发生火灾、爆炸事故,但不同的化学品以及在不同情况下发生火灾 时,其扑救方法差异很大,若处置不当,不仅不能有效扑灭火灾,反而会使灾情进一步扩 大。此外,由于化学品本身及其燃烧产物大多具有较强的毒害性和腐蚀性,极易造成人员 中毒、灼伤。因此,扑救化学危险品火灾是一项极其重要又非常危险的工作。
从事化学品生产、使用、储存、运输的人员和消防救护人员应熟悉和掌握化学品的主 要危险特性及其相应的灭火措施,并定期进行防火演习,加强紧急事态时的应变能力。一 旦发生火灾,每个职工都应清楚地知道他们的作用和职责,掌握有关消防设施、人员的疏 散程序和危险化学品灭火的特殊要求等内容。
扑救化学品火灾时应注意,灭火人员不应单独灭火,出口应始终保持清洁和畅通,要 选择正确的灭火剂,考虑人员的安全。
扑救危险化学品火灾决不可盲目行动,应针对每一类化学品,选择正确的灭火剂和灭 火方法来安全地控制火灾。化学品火灾的扑救应由专业消防队来进行,其他人员不可盲目 行动,待消防队到达后,介绍物料介质,配合扑救。根据不同的类型火灾,应釆用不同的 扑救方法。
1. 扑救初期火灾的基本方法
(1) 迅速关闭火灾部位的上下游阀门,切断进入火灾事故地点的一切物料。
(2) 在火灾尚未扩大到不可控制之前,应使用移动式灭火器或现场其他各种消防设 备、器材扑灭初期火灾和控制火源。
2. 扑救压缩或液化气体火灾的基本方法
压缩或液化气体总是被储存在不同的容器内,或通过管道输送。其中,储存在较小钢 瓶内的气体压力较高,受热或受火焰熏烤容易发生爆裂。气体泄漏后遇火源已形成稳定燃 烧时,其发生爆炸或再次爆炸的危险性与可燃气体泄漏未燃时相比要小得多。遇压缩或液 化气体火灾,一般应釆取以下基本对策:
(1) 扑救气体火灾切忌盲目扑灭火势,在没有采取堵漏措施的情况下,必须保持稳 定燃烧;否则,大量可燃气体泄漏出来与空气混合,遇到火源就会发生爆炸,后果将不堪 设想。
(2) 首先应扑灭外围被火源引燃的可燃物火势,切断火势蔓延途径,控制燃烧范围, 并积极抢救受伤和被困人员。
(3) 如果火势中有受到火焰辐射热威胁的压力容器,能疏散的应尽量在水枪的掩护 下疏散到安全地带,不能疏散的应部署足够的水枪进行冷却保护。为防止容器爆裂伤人, 进行冷却的人员应尽量釆用低姿射水或利用现场坚实的掩蔽体防护。对卧式贮罐,冷却人 员应选择贮罐四侧角作为射水阵地。
(4) 如果是输气管道泄漏着火,应设法找到气源阀门。阀门完好时,只要关闭气体 的进出阀门,火势就会自动熄灭。
(5) 贮罐或管道泄漏关阀无效时,应根据火势判断气体压力和泄漏口的大小及其形 状,准备好相应的堵漏材料(如软木塞、橡皮塞、气囊塞、黏合剂、弯管工具等)。
(6) 堵漏工作准备就绪后,即可用水扑救火情,也可用干粉、二氧化碳、卤代烷灭 火,但仍需用水冷却烧烫的罐或管壁。火扑灭后,应立即用堵漏材料堵漏,同时用雾状水 稀释和驱散泄漏出来的气体。如果确认泄漏口非常大,根本无法堵漏,只需冷却着火容器 .及其周围容器和可燃物品,控制着火范围,直到燃气燃尽,火势自动熄灭。
(7) 现场指挥应密切注意各种危险征兆,遇有火势熄灭后较长时间未能恢复稳定燃 烧或受热辐射的容器安全阀火焰变亮耀眼、尖叫、晃动等爆裂征兆时,指挥员必须适时作 出准确判断,及时下达撤退命令。现场人员看到或听到事先规定的撤退信号后,应迅速撤 退至安全地带。
3.扑救易燃液体的基本方法
易燃液体通常也是贮存在容器内或管道内输送的。与气体不同的是,液体容器有的密 闭,有的敞开,一般都是常压,只有反应锅(炉、釜)及输送管道内的液体压力较高。 液体不管是否着火,如果发生泄漏或溢出,都将顺着地面(或水面)漂散流淌,而且, 易燃液体还有比重和水溶性等涉及能否用水和普通泡沫扑救的问题以及危险性很大的沸溢 和喷溅问题,因此,扑救易燃液体火灾往往也是一场艰难的战斗。遇易燃液体火灾,一般 应釆用以下基本对策:
(1)首先应切断火势蔓延的途径,冷却和疏散受火势威胁的压力及密闭容器和可燃 物,控制燃烧范围,并积极抢救受伤和被困人员。如有液体流淌时,应筑堤(或用围油 栏)拦截飘散流淌的易燃液体或挖沟导流。
.(2)及时了解和掌握着火液体的品名、比重、水溶性、毒性、腐蚀、沸溢、喷溅等 危险性,以便采取相应的灭火和防护措施。
(3)对较大的贮罐或流淌火灾,应准确判断着火面积和液体性质,采取相应灭火 措施。
小面积(一般50 H?以内)液体火灾,一般可用雾状水扑灭,用泡沫、干粉、二氧化 碳、卤代烷灭火一般更有效。
大面积液体火灾必须根据其相对密度(比重)、水溶性和燃烧面积大小,选择正确的 灭火剂扑救。
比水轻又不溶于水的液体(如汽油、苯等),用直流水、雾状水灭火往往无效,可用 普通蛋白泡沫或轻水泡沫灭火。用干粉、卤代烷扑救时,灭火效果要视燃烧面积大小和燃 烧条件而定,最好用水冷却罐壁。
比水重又不溶于水的液体(如二硫化碳)起火时可用水扑救,水能覆盖在液面上灭 火,用泡沫也有效。用干粉、卤代烷扑救时,灭火效果要视燃烧面积大小和燃烧条件而 定,最好用水冷却罐壁。
具有水溶性的可燃液体(如醇类、酮类等),虽然从理论上讲能用水稀释扑救,但用 此法要使液体闪点消失,水必须在溶液中占很大的比例。这不仅需要大量的水,也容易使 液体溢出流淌,而普通泡沫又会受到水溶性液体的破坏(如果普通泡沫强度加大,可以 减弱火势),因此,最好用抗溶性泡沫扑救。用干粉、卤代烷扑救时,灭火效果要视燃烧 面积大小和燃烧条件而定,也需用水冷却盛装可燃液体的罐壁。
(4) 扑救毒害性、腐蚀性或燃烧产物毒害性较强的易燃液体火灾,扑救人员必须佩 戴防护面具,釆取防护措施。
(5) 扑救原油和重油等具有沸溢和喷溅危险的液体火灾,如有条件,可采用切水、 搅拌等防止发生沸溢和喷溅的措施,在灭火同时必须注意计算可能发生沸溢、喷溅的时间 和观察是否有沸溢、喷溅的征兆。指挥员发现危险征兆时应迅即作出准确判断,及时下达 撤退命令,避免造成扑救人员伤亡和装备损失。扑救人员看到或听到统一撤退信号后,应 立即撤至安全地带。
(6) 遇易燃液体管道或贮罐泄漏着火,在切断蔓延途径把火势限制在一定范围内的 同时,对输送管道应设法找到并关闭进出阀门。如果管道阀门已损坏或是贮罐泄漏,应迅 速准备好堵漏材料,然后先用泡沫、干粉、二氧化碳或雾状水等扑灭地上的流淌火焰,为 堵漏扫清障碍,再扑灭泄漏口的火焰,并迅速采取堵漏措施。与气体堵漏不同的是,液体 一次堵漏失败,可连续堵几次,用泡沫覆盖地面,并堵住液体流淌和控制好周围的着 火源。
4. 扑救爆炸物品火灾的基本方法
爆炸物品一般都有专门或临时的储存仓库。这类物品由于内部结构含有爆炸性基因, 受摩擦、撞击、震动、高温等外界因素激发,极易发生爆炸,遇明火则更危险。遇爆炸物 品火灾,一般应釆取以下基本对策:
(1) 迅速判断和查明再次发生爆炸的可能性和危险性,紧紧抓住爆炸后和再次发生 爆炸之前的有利时机,采取一切可能的措施,全力制止再次爆炸的发生。
(2) 切忌用沙土盖压,以免增强爆炸物品爆炸时的威力。
(3) 如果有疏散可能,人身安全上确有可靠保障,应迅即组织力量及时疏散着火区 域周围的爆炸物品,使着火区域周围形成一个隔离带。
(4) 扑救爆炸物品堆垛时,水流应釆用吊射,避免强力水流直接冲击堆垛,以免堆 垛倒塌引起再次爆炸。
(5) 灭火人员应尽量利用现场现成的掩蔽体或尽量釆用卧姿等低姿射水,尽可能地 釆取自我保护措施。消防车辆不要停靠离爆炸物品太近的水源。
(6) 灭火人员发现有发生再次爆炸的危险时,应立即向现场指挥报告,现场指挥应 迅即作出准确判断,确有发生再次爆炸征兆或危险时,应立即下达撤退命令。灭火人员看 到或听到撤退信号后,应迅速撤至安全地带,来不及撤退时,应就地卧倒。
5. 扑救遇湿易燃物品火灾的基本方法
遇湿易燃物品能与潮湿和水发生化学反应,产生可燃气体和热量,有时即使没有明火 也能自发着火或爆炸,如金属钾、钠以及三乙基铝(液态)等。因此,这类物品有一定 数量时,绝对禁止用水、泡沫、酸碱灭火器等湿性灭火剂扑救。这类物品的这一特殊性给 其火灾扑救带来了很大的困难。通常情况下,遇湿易燃物品由于其发生火灾时的灭火措施
特殊,在储存时要求分库或隔离分堆单独储存,但在实际操作中有时往往很难完全做到, 尤其是在生产和运输过程中更难以做到,如铝制品厂往往遍地积有铝粉。对包装坚固、封 口严密、数量又少的遇湿易燃物品,在储存规定上允许同室分堆或同柜分格储存,这就给 其火灾扑救带来了更大的困难,灭火人员在扑救中应谨慎处置。对遇湿易燃物品火灾,一 般应釆取以下基本对策:
(1) 应了解清楚遇湿易燃物品的品名、数量、是否与其他物品混存、燃烧范围、火 势蔓延途径。
(2) 如果只有极少量(一般50g以内)遇湿易燃物品,则不管是否与其他物品混存, 仍可用大量的水或泡沫扑救。水或泡沫刚接触着火点时,短时间内可能会使火势增大,但 少量遇湿易燃物品燃尽后,火势很快就会熄灭或减少。
(3) 如果遇湿易燃物品数量较多,且未与其他物品混存,则绝对禁止用水或泡沫、 酸碱等湿性灭火剂扑救。遇湿易燃物品应用干粉、二氧化碳、卤代烷扑救,只有金属钾、 钠、铝、镁等个别物品用二氧化碳、卤代烷无效。固体遇湿易燃物品应用水泥、干沙、干 粉、硅藻土和蛭石等覆盖。水泥是扑救固体遇湿易燃物品火灾比较容易得到的灭火剂。对 遇湿易燃物品中的粉尘如镁粉、铝粉等,切忌喷射有压力的灭火剂,以防止将粉尘吹扬起 来,与空气形成爆炸性混合物而导致爆炸发生。
(4) 如果有较多的遇湿易燃物品与其他物品混存,则应先查明是哪类物品着火,遇 湿易燃物品的包装是否损坏。可先开关水枪向着火点吊射少量的水进行试探,如未见火势 明显增大,证明遇湿物品尚未着火,包装也未损坏,应立即用大量水或泡沫扑救,扑灭火 势后立即组织力量将淋过水或仍在潮湿区域的遇湿易燃物品疏散到安全地带分散开来。如 射水试探后火势明显增大,则证明遇湿易燃物品已经着火或包装已经损坏,应禁止用水、 泡沫、酸碱灭火器扑救;若是液体应用干粉等灭火剂扑救,若是固体应用水泥、干沙等覆 盖,如遇钾、钠、铝、镁轻金属发生火灾最好用石墨粉、氯化钠以及专用的轻金属灭火剂 扑救。
(5) 如果其他物品火灾威胁到相邻的较多遇湿易燃物品,应先用油布或塑料膜等其 他防水布将遇湿易燃物品遮盖好,然后再在上面盖上棉被并淋上水。如果遇湿易燃物品堆 放处地势不太高,可在其周围用土筑一道防水堤。在用水或泡沫扑救火灾时,对相邻的遇 湿易燃物品应留一定的力量监护。
由于遇湿易燃物品性能特殊,又不能用常用的水和泡沫灭火剂扑救,从事这类物品生 产、经营、储存、运输、使用的人员及消防人员平时应经常了解和熟悉其品名和主要危险 特性。
6.扑救毒害品、腐蚀品火灾的基本方法
毒害品、腐蚀品对人体都有一定危害,毒害品主要经口或吸入蒸气或通过皮肤接触引 起人体中毒,腐蚀品通过皮肤接触使人体形成化学灼伤。毒害品、腐蚀品有些本身能着 火,有些本身并不着火,但与其他可燃物品接触后能着火。遇毒害品、腐蚀品火灾,一般 应釆取以下基本对策:
(I)灭火人员必须穿防护服,佩戴防护面具。一般情况下采取全身防护即可,对有 特殊要求的物品火灾,应使用专用防护服。考虑到过滤式防毒面具防毒范围的局限性,在 • 468 •
扑救毒害品火灾时应尽量使用隔绝式氧气或空气面具。为了在火场上能正确使用和适应防 护服和防护面具,平时应进行严格的适应性训练。
(2) 积极抢救受伤和被困人员,限制燃烧范围。毒害品、腐蚀品火灾极易造成人员 伤亡,灭火人员在采取防护措施后,应立即投入寻找和抢救受伤、被困人员的工作,并努 力限制燃烧范围。
(3) 扑救时应尽量使用低压水流或雾状水,避免腐蚀品、毒害品溅出。遇酸类或碱 类腐蚀品最好调制相应的中和剂稀释中和。
(4) 遇毒害品、腐蚀品容器泄漏,在扑灭火势后应采取堵漏措施。腐蚀品需用防腐 材料堵漏。
(5) 浓硫酸遇水能放出大量的热,会导致沸腾飞溅,需特别注意防护。扑救浓硫酸 与其他可燃物品接触发生的火灾,浓硫酸数量不多时,可用大量低压水快速扑救;如果 浓硫酸量很大,应先用二氧化碳、干粉、卤代烷等灭火,然后再把着火物品与浓硫酸 分开。
7. 扑救易燃固体、自燃物品火灾的基本方法
易燃固体、自燃物品一般都可用水或泡沫扑救,相对其他种类的化学危险物品而言是 比较容易扑救的,只要控制住燃烧范围,逐步扑灭即可。但也有少数易燃固体、自燃物品 的扑救方法比较特殊,如2,4-二硝基苯甲醍、二硝基蔡、荼、黄磷等。.
(1) 2,4-二硝基苯甲醍、二硝基棊、蔡等是能升华的易燃固体,受热发出易燃蒸 气。火灾时可用雾状水、泡沫扑救并切断火势蔓延途径,但应注意,不能以为明火焰扑灭 即已完成灭火工作。因为受热以后升华的易燃蒸气能在不知不觉中飘逸,在上层与空气能 形成爆炸性混合物,尤其是在室内,易发生爆燃,因此,扑救这类物品火灾千万不能被假 象所迷惑。在扑救过程中应不时向燃烧区域上空及周围喷射雾状水,并用水浇灭燃烧区域 及其周围的一切火源。
(2) 黄磷是自燃点很低、在空气中能很快氧化升温并自燃的自燃物品。遇黄磷火灾 时,首先应切断火势蔓延途径,控制燃烧范围。对着火的黄磷应用低压水或雾状水扑救。 高压直流水冲击能引起黄磷飞溅,导致灾害扩大。黄磷熔融液体流淌时应用泥土、沙袋等 筑堤拦截并用雾状水冷却,对磷块和冷却后已固化的黄磷,应用钳子钳入贮水容器中。 来不及钳时可先用沙土掩盖,但应做好标记,等火势扑灭后,再逐步集中到储水容 器中。
(3) 少数易燃固体、自燃物品不能用水和泡沫扑救,如三硫化二磷、铝粉、烷基铝、 保险粉等,应根据具体情况区别处理,宜选用干砂和不用压力喷射的干粉扑救。
8. 扑救放射性物品火灾的基本方法
放射性物品是一类发射出人类肉眼看不见但却能严重损害人类生命和健康的a、β> y射线和中子流的特殊物品。扑救这类物品火灾必须采取特殊的能防护射线照射的措施。 平时生产、经营、储存和运输、使用这类物品的单位及消防部门,应配备一定数量的防护 装备和放射性测试仪器。遇放射性物品火灾,一般应釆取以下基本对策:
(1)先派出精干人员携带放射性测试仪器,测试辐射(剂)量和范围。测试人员必 须采取防护措施。对辐射(剂)量超过0. 0387 C/kg的区域,应设置写有“危及生命、禁 止进入”的警告标志牌。对辐射(剂)量小于0. 0387 C∕kg的区域,应设置写有“辐射 危险、请勿接近”的警告标志牌。测试人员还应进行不间断的巡回监测。
(2) 对辐射(剂)量大于0. 0387 C/kg的区域,灭火人员不能深入辐射源纵深灭火 进攻。对辐射(剂)量小于0∙0387 C/kg的区域,可快速出水灭火或用泡沫、二氧化碳、 干粉、卤代烷扑救,并积极抢救受伤人员。
(3) 对燃烧现场包装没有被破坏的放射性物品,可在水枪的掩护下佩戴防护装 备,设法疏散,无法疏散时,应就地冷却保护,防止造成新的破损,增加辐射 (剂)量。
(4) 对已破损的容器切忌搬动或用水流冲击,以防止放射性沾染范围扩大。
(二)泄漏事故处理方法
危险化学品的泄漏,容易发生中毒或转化为火灾爆炸事故。因此,泄漏处理要及时、 得当,避免重大事故的发生。
要成功地控制化学品的泄漏,必须事先进行计划,并且对化学品的化学性质和反应特 性有充分的了解。泄漏事故控制一般分为泄漏源控制和泄漏物处置两部分。
泄漏处理注意事项:①进入现场人员必须配备必要的个人防护器具;②如果泄漏化学 品是易燃易爆的,应严禁火种,扑灭任何明火及任何其他形式的热源和火源,以降低发生 火灾爆炸危险性;③应急处理时严禁单独行动,要有监护人,必要时用水枪、水炮掩护; ④应从上风、上坡处接近现场,严禁盲目进入。
1. 泄漏源控制
(1) 通过关闭有关阀门、停止作业或通过采取改变工艺流程、物料走副线、局部停 车、打循环、减负荷运行等方法。
(2) 容器发生泄漏后,应釆取措施修补和堵塞裂口,制止化学品的进一步泄漏。能 否成功地进行堵漏取决于这几个因素:接近泄漏点的危险程度、泄漏孔的尺寸、泄漏点处 实际的或潜在的压力、泄漏物质的特性。
2. 泄漏物处置
泄漏被控制后,要及时将现场泄漏物进行覆盖、收容、稀释、处理使泄漏物得到安全 可靠的处置,防止二次事故的发生。地面上泄漏物处置主要有以下方法:
(1) 如果化学品为液体,泄漏到地面上时会四处蔓延扩散,难以收集处理。为此需 要筑堤堵截或者引流到安全地点。对于贮罐区发生液体泄漏时,要及时关闭围堰雨水阀, 防止物料外流。
(2) 对于液体泄漏,为降低物料向大气中的蒸发速度,可用泡沫或其他覆盖物品覆 盖外泄的物料,在其表面形成覆盖层,抑制其蒸发,或者釆用低温冷却来降低泄漏物的 蒸发。
(3) 为减少大气污染,通常是采用水枪或消防水带向有害物蒸气云喷射雾状水,加 速气体向高空扩散,使其在安全地带扩散。在使用这一技术时,将产生大量的被污染水, 因此应做好污水收集工作。对于可燃物,也可以在现场施放大量水蒸气或氮气,破坏燃烧 条件。
(4) 对于大型液体泄漏,可选择用隔膜泵将泄漏出的物料抽入容器内或槽车内;
第六章化工事故应急管理及救援《 当泄漏量小时,可用沙子、吸附材料、中和材料等吸收中和,或者用固化法处理泄 漏物。
(5)将收集的泄漏物运至废物处理场所处置,用消防水冲洗剩下的少量物料,冲洗 水排入含油污水系统处理。
一、化工企业生产安全事故现场应急处置方案
(-)现场处置方案定义
《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则>(GB∕T 29639)规定,现场处置方案 是生产经营单位根据不同事故类别,针对具体的场所、装置或设施所制定的应急处置措 施,主要包括事故风险描述、应急工作职责、应急处置和注意事项等内容。生产经营单位 应根据风险评估、岗位操作规程以及危险性控制措施,组织本单位现场作业人员及安全管 理等专业人员共同编制现场处置方案。
简单说来,现场处置方案就是针对具体的装置、场所或设施、岗位所制定的应急处置 措施。
(二) 现场处置方案的必要性
化工企业发生的许多重大及以上火灾、爆炸和中毒事故是由小的事件或事故未得到 及时有效控制而造成的。当出现工艺控制指标异常、设备故障、管线阀门泄漏时,能 及时进行处置和有效控制,就能避免事故的扩大。所以,制定现场处置方案是非常必 要的。
(三) 现场处置方案的主要内容
现场处置方案应具体、简单、针对性强。要求事故相关人员应知应会,熟练掌握,并 通过应急演练,做到迅速反应、正确处置。其主要内容如下。
1. 事故风险描述
编制现场处置方案的前提是进行事故风险分析,一般可采用安全检查表法、预先危险 性分析(PHA)、,事件树(ETA)、事故树(FTA)等进行事故风险分析。让岗位员工参 与事故风险分析,现场处置方案才能落到实处。事故风险分析主要包括以下内容:
(1) 事故类型,分析本岗位可能发生的潜在事件、突发事故类型。
(2) 事故发生的区域、地点或装置的名称,分析最容易发生事故的区域、地点、装 置部位或工艺过程的名称。
(3) 事故发生的可能时间、事故的危害严重程度及其影响范围。
(4) 事故前可能出现的征兆。
(5) 事故可能引发的次生、衍生事故。
2. 应急工作职责
根据现场工作岗位、组织形式及人员构成,明确各岗位人员的应急工作分工和职责。
(1)基层单位应急自救组织形式及人员构成情况(最好用图表的形式)。
(2)应急自救组织机构、人员的具体职责应同单位或车间、班组人员工作职责紧密 结合,明确相关岗位和人员的应急工作职责。
3. 应急处置
应急处置包括但不限于下列内容:
(1) 事故应急处置程序。根据可能发生的事故及现场情况,明确事故报警、各项应 急措施启动、应急救护人员的引导、事故扩大及同生产经营单位应急预案的衔接的程序。 这些应急预案包括生产安全事故应急救援预案、消防预案、环境突发事件应急预案、供电 预案、特种设备应急预案等(可用图表加必要的文字说明的形式)。
(2) 现场应急处置措施。针对可能发生的火灾、爆炸、危险化学品泄漏、坍塌、 水患、机动车辆伤害等,从人员救护、工艺操作、事故控制,消防、现场恢复(现场 恢复应考虑预防次生灾害事件的措施,如制定防止现场洗消发生环境污染事故的措 施)等方面制定明确的应急处置措施(重点明确,尽可能详细而简明扼要、可操作 性强)。
(3) 明确报警负责人以及报警电话及上级管理部门、相关应急救援单位联络方式和 联系人员,事故报告基本要求和内容。
4. 注意事项
注意事项包括人员防护和自救互救、装备使用、现场安全等方面的内容。
(1) 佩戴个人防护器具方面的注意事项。
(2) 使用抢险救援器材方面的注意事项。
(3) 釆取救援对策或措施方面的注意事项。
(4) 现场自救和互救的注意事项。
(5) 现场应急处置能力确认和人员安全防护等的注意事项。
(6) 应急救援结束后的注意事项。
(7) 其他需要特别警示的事项。
二、现场处置方案举例
现场处置方案在不同的企业有不同的表现形式,以下列例子进行说明。
某石化公司双脱D-109玻璃板液位计泄漏(含H2S)应急处置见表6-lo
某化工公司尿素车间泵房氨泵大量漏氨应急处置见表6-2o
表6-1某石化公司双脱D-IO9玻璃板液位计泄漏(含H2S)应急处置
步骤 |
处 置 |
负责人 |
发现异常 |
DCS画面显示现场报警仪报警,当班班长要求岗位人员到 现场确认 |
班长、内操 |
现场确认、报告 |
副班长、外操人员佩戴空气呼吸器到现场确认,发现双脱D-109周围地面积聚大量白雾,现场没有着火 |
副班长、外操 |
表6-1 (续)
步骤 |
处 置 |
负责人 |
切断泄漏源 |
采用消防雾状水稀释掩护,关闭泄漏点前后的手动阀门(穿戴 空气呼吸器、防护服,带铜制扳手)。完成后要汇报情况,并联系 维保单位来处理 |
副班长、后部岗位外操 |
再次确认封闭事故现场,立即停止现场一切作业,确认人员撤 离至安全区域 |
班长 | |
组织专业医疗救护小组抢救现场中毒人员(佩戴空气呼吸器将 中毒人员转移到安全地点),注意一定要在上风向位置 |
单元应急人员、外操 | |
根据现场泄漏情况决定处理方案(隔离、压空、泄压至火炬) |
班长/单元领导 | |
报警 |
向中控室报告(泄漏位置、介质、泄漏量,有无着火,有无人 员受伤) |
发现泄漏第一人 |
向公司医疗急救报警(有人员遭遇有毒气体中毒时) |
内操 | |
向单元领导报告,同时报告调度 |
副班长 | |
应急程序启动 |
通知相关岗位人员增援(通知现场外操作好现场警戒,通知 现场施工人员停止动火,关闭电源,并撤离,注意风向及撤离方 向) |
班长 |
人员抢救 |
佩戴空气呼吸器转移中毒人员后,施行急救 |
岗位外操 |
持续进行急救(决不放弃),直到专业人员到达(持续轮流救 护,直到专业人员到达) |
班长/单元应急人员 | |
人员疏散 |
组织现场与抢险无关的人员(含施工人员)撤离 |
后部岗位外操 |
警戒 |
携H?S报警仪及可燃气检测仪测试,划定警戒范围 |
单元应急人员、外操 |
接应救援 |
打开消防通道,接应消防、气防、环境监测等车辆及外部应急 增援 |
单元应急人员、外操 |
带压堵漏 |
具备堵漏条件时,组织维修人员进入现场带压堵漏 |
单元领导 |
注意事项 |
|
表6-2某化工公司尿素车间泵房氨泵大量漏氨应急处置
步骤’ |
处 置 |
负责人 |
发现异常 |
泵房操作人员巡检时发现大量液氨泄漏,立即戴好防毒面具, 并通知泵房班长 |
泵房副操 |
现场确认、报告 |
泵房班长或巡检人员戴好空气呼吸器进入现场确认后,向总控 及值班长报告 |
泵房班长 |
切断泄漏源 |
|
泵房班长、总控制室主操、 总控制室副操 |
报警 |
向消防队(119)、急救站(120)报警,向公司领导及车间领 导、调度报告 |
值班长 |
应急程序启动 |
所有相关人员现场集合,按照应急程序进行处置 |
值班长 |
人员抢救 |
佩戴好防毒面具或空气呼吸器,把中毒人员转移至安全通风地 点,并施行人工急救(专业人员未接替急救前决不放弃人工急救) |
值班长 |
人员疏散 |
组织现场与抢险无关的人员按照逃生路线疏散至安全地带 |
值班长 |
警戒 |
划定警戒范围,设立警戒标识,并有专人警戒 |
值班长 |
接应救援 |
确保消防通道的畅通,专人负责接应消防、环境检测、医疗站 等外部应急救援力量 | |
堵漏 |
系统处理具备堵漏条件后,检修人员进入现场实施处理 |
车间领导 |
注意事项 |
|
某石化公司E207换热器泄漏轻柴油着火事故应急操作卡见表6-3o
表6 -3某石化公司E207换热器泄漏轻柴油着火事故应急操作卡
事故名称 E207换热器泄漏轻柴油着火事故
至分馅塔 T303来
工艺流程
自 E220AB 来 至 E208
T低点排轻污油至LS0210/1
T低点排轻污油至LS0210/1
事故现象 |
|
危害描述 |
E207泄漏介质为轻柴油,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,能在较低处向远处扩散,遇明 火、高热能引起火灾,甚至爆炸的危险 |
注意事项 |
处理人员必须在保证自身安全的前提下处理事故,先控制,后救助;先防泄,后治理;控制火 势,灭火,灭火人员必须穿戴好隔热服,且有监护人 |
处置程序 |
2-班长汇报车间领导、调度室,然后指挥第一现场处置
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一、化工事故应急演练
应急演练是在事先虚拟的事件(事故)条件下,应急指挥体系中各个组成部门、单 位或群体的人员针对假设的特定情况,执行实际突发事件发生时各自职责和任务的排练活 动,简单地讲就是一种模拟突发事件(事故)发生的应对演习。
应急演练是一种综合性的应急训练,也是应急训练的最高形式。应急演练应该在应急 培训和应急训练后进行。应急演练是在模拟事故的条件下实施的,是更加逼近实际的训练 和检验训练效果的手段。事故应急演习也是检查应急准备周密程度的重要方法,是评价应 急预案准确性的关键措施。演习的过程也是参演和参观人员的学习和提高的过程。
(-)应急演练的类型
1. 按演练规模划分,可分为局部性演练、区域性演练和全国性演练
局部性演练针对特定地区,可根据区域特点,选择特定的突发事件,如某种具有区域 特性的自然灾害,演练一般不涉及多级协调。
区域性演练针对某一行政区域,演练设定的突发事件可以较为复杂,如某一灾害或事 故形成的灾难链,往往涉及多级、多部门的协调。
全国性演练一般针对较大范围突发事件,如影响了多个区域的大规模传染病,涉及地 方与中央及各职能部门的协调。
2. 按演练内容与尺度划分,可分为单项演练和综合演练
单项演练又称专项演练,是指根据情景事件要素,按照应急预案检验某项或数项应对 措施或应急行动的部分应急功能的演练活动。单项演练可以是类似部队的科目操练,如模 拟某一灾害现场的某项救援设备的操作或针对特定建筑物废墟的人员搜救等,也可以是某 一单一事故的处置过程的演练。
综合演练,是指根据情景事件要素,按照应急预案检验包括预警、应急响应、指挥与 协调、现场处置与救援、保障与恢复等应急行动和应对措施的全部应急功能的演练活动。 综合演练相对复杂,需模拟救援力量的派出,多部门、多种应急力量参与,一般包括应急 反应的全过程,涉及大量的信息注入,包括对实际场景的模拟、单项实战演练、对模拟事 件的评估等。
3. 按演练形式划分,可分为模拟场景演练、实战演练和模拟与实战结合的演练
模拟场景演练又称为桌面演练,是指设置情景事件要素,在室内会议桌面(图纸、 沙盘、计算机系统)上,按照应急预案模拟实施预警、应急响应、指挥与协调、现场处 置与救援等应急行动和应对措施的演练活动。模拟场景演练以桌面练习和讨论的形式对应 急过程进行模拟和演练。
实战演练又称现场演练,是指选择(或模拟)生产建设某个工艺流程或场所,现场 设置情景事件要素,并按照应急预案组织实施预警、应急响应、指挥与协调、现场处置与 救援等应急行动和应对措施的演练活动。实战演练可包括单项或综合性的演练,涉及实际 的应急、救援处置等。
模拟与实战结合的演练形式是对前面两种形式的综合。
4. 按照演练的目的划分,可分为检验性演练、研究性演练
检验性演练,是指不预先告知情景事件,由应急演练的组织者随机控制,参演人员根 据演练设置的突发事件信息,按照应急预案组织实施预警、应急响应、指挥与协调、现场 处置与救援等应急行动和应对措施的演练活动。
,研究性演练,是指为验证突发事件发生的可能性、波及范围、风险水平以及检验应急 预案的可操作性、实用性等而进行的预警、应急响应、指挥与协调、现场处置与救援等应 急行动和应对措施的演练活动。
应急演练的类型多样,可以根据需要灵活选择,但要根据演练的目的、目标,选择最 恰当的演练方式,并且牢牢抓住演练的关键环节,达到演练效果,重在对公众风险意识的 培养、对紧急情况下逃生方法的掌握以及自救能力的提高,如高层住宅来不及撤出的居民 的救援、危险区域内居民有秩序地疏散至安全区或安置区、受污染人员前往消洗去污点进 行消毒清洗处理等。应急演练的组织者或策划者在确定釆取哪种类型的演练方法时,应考 虑以下因素:①应急预案和响应程序制定工作的进展情况;②本辖区面临风险的性质和大 小;③本辖区现有应急响应能力;④应急演练成本及资金筹措状况;⑤有关政府部门对应 急演练工作的态度;⑥应急组织投入的资源状况;⑦国家及地方政府部门颁布的有关应急 演练的规定。
无论选择何种演练方法,应急演练方案必须与辖区重大事故应急管理的需求和资源条 件相适应。
(二)应急演练的形式
按不同的分类标准划分不同类型的应急演练,但其具体内容并不存在明确区分,往往 各种演练活动都要综合运用多种演练类型,一般采取实战或模拟与实战结合的演练形式。 因此,打破演练类型划分,常见的应急演练形式有以下几种。
1. 模拟场景演练(桌面演练)
模拟场景演练,是指由应急指挥机构成员以及各应急组织的负责人、关键岗位人员参 加,按照应急预案及其标准运作程序,以桌面练习和讨论的形式对应急过程进行模拟的演 练活动,因此,也被称为桌面演练。演练一般通过分组讨论的形式,信息注入的方式包括 灾害描述、事件描述等,只需展示有限的应急响应和内部协调活动。模拟场景演练一般针 对应急管理高级人员,在没有时间压力的情况下,演练人员在检查和解决应急预案中的问 题的同时,获得一些建设性的讨论结果。主要目的是在友好、较小压力的情况下,锻炼演 练人员制定应急策略,解决实际问题的能力,以及解决应急组织相互协作和职责划分的问 题,达到提高应急反应能力和应急管理水平的目的。桌面演练的特点是对演练情景进行口 头演练,一般是在会议室内举行。其主要目的是锻炼参演人员解决问题的能力,以及解决 应急组织相互协作和职责划分的问题。
模拟场景演练无须在真实环境中模拟事故情景及调用真实的应急资源,演练成本较 低,可作为大规模综合演练的“预演”。近几年,随着信息技术的发展,借助计算机、三 维模拟技术、电子地图以及专业的演练程序包等,在室内即能逼真地模拟多种类型的事故 情景,故称为“室内演练”“桌面演练”,将事故的发生和发展过程展示在大屏幕液晶显 示屏上,大大增强了演练的真实感。
桌面演练一般仅限于有限的应急响应和内部协调活动,应急人员主要来自本地应急组 织,事后一般釆取口头评论形式收集参演人员的建议,并提交一份简短的书面报告,总结 演练活动和提出有关改进应急响应工作的建议。桌面演练方法成本较低,主要为功能演练 和全面演练作准备。
2. 单项演练(功能演练)
单项演练又称功能演练,是指针对某项应急响应功能或其中某些应急响应活动进行的 演练活动。其主要目的是针对应急响应功能检验应急人员以及应急体系的策划和响应能 力。单项演练可以像桌面演练一样在指挥中心内举行,也可以开展小规模的现场演练,调 用有限的应急资源,主要目的是针对特定的应急响应功能,检验应急响应人员某项保障能 力或某种特定任务所需技能,以及应急管理体系的策划和响应能力。常见的单项演练有: 通信联络、信息报告程序演练;人员紧急集合、装备及物资器材到位演练;化学监测动作 演练;防护行动演练;指导公众隐蔽与撤离,通道封锁与交通管制演练;医疗救护行动演 练;人员和治安防护演练等。
单项演练的特点是目的性强,演练活动主要围绕特定应急功能展开,无须启动整个应 急救援系统,演练的规模得到控制,既降低了演练成本,又达到了 “实战”锻炼的效果。 功能演习比桌面演习规模要大,需要动员更多的应急响应人员和资源,因而协调工作的难 度也随着更多应急组织的参与而增大。必要时可以向上级应急机构提出技术支持请求,为 演练方案设计、协调和评估工作提供技术支持。单项演练完成后,除釆取口头评论、书面 汇报外,还应提交正式的书面报告。
3.综合演练(全面演练)
综合演练,是指针对某一类型突发事件应急响应全过程或应急预案内规定的全部应急 功能,检验、评价应急体系整体应急处置能力的演练活动,又称全面演练。综合演练一般 采取交互式进行,演习过程要求尽量真实,调用更多的应急资源,开展人员、设备及其他 资源的实战性演练,并要求所有应急响应部门(单位)都要参加,以检查各应急处置单 元的任务执行能力和各单元之间的相互协调能力。
综合演练由于涉及更多的应急组织和人员,准备时间更长,要有专人负责应急运行、 协调和政策拟订,以及上级应急组织人员在演练方案设计、协调和评估工作方面提供技术 支持。综合演练的特点是真实性和综合性,演练过程涉及整个应急救援系统的每一个响应 要素,是最高水平的演练活动,能够较客观地反映目前应急系统应对重大突发事件所具备 的应急能力,但演练的成本也最高,因而不适宜频繁开展。同时鉴于综合演练的大规模和 接近实战的特点,必须确保所有参演人员都已经过系统的应急培训并通过考核,保证演练 过程的应急救援人员安全。与功能演练类似,演练完成后,除采取口头评论、书面汇报 外,还应提交正式的书面报告。
.4.区域性应急演练
区域性应急演练,是在虚拟的事件条件下,区域应急救援系统中的各个机构、组织或 群体人员执行与真实事件发生时相一致的责任和任务的演练活动。由于这类事件往往影响 范围广,参与应急行动的职能部门多,所以应急联合行动的指挥和调度是一项十分复杂的 工作。管理者和应急行动人员受技术水平和立场所限,难以对整个应急过程中所面临的问 题考虑周全。因此,区域性应急演练作为检验、评价和保持区域应急能力的一个重要手 段,可以检验应急预案的可操作性和平时应急培训的效果,发现应急资源的不足,改善各 应急组织、机构、人员之间的协调,提高应急人员的技术水平和熟练程度,进一步明确各, 自的岗位和职责,从而有助于提高整个区域应对重大突发事件的应急能力。
应急演练类型有多种,不同类型的应急演练虽有不同特点,其差别主要体现在受限于 辖区应急管理实际需要和资源条件,演练的复杂程度和规模上有所差异,但在策划演练内 容、演练情景、演练频次、演练评价方法等方面有着相同或相似的要求。
(三)应急演练的过程
应急演练是由多个组织共同参与的一系列行为和活动,应急演练的过程可划分为应急 演练准备、应急演练实施和应急演练总结三个阶段。
1.应急演练准备
1) 应急演练策划
应急演练策划组不仅负责演练设计工作,也参与演练的具体实施和总结评估工作,责 任重大。策划组应由多种专业人员组成,包括本行政区域政府官员、应急管理相关部门的 领导、相关应急预案中所涉及负责部门单位负责人和该领域的专家。必要时,公安消防、 医疗急救、市政交通、学校企业以及新闻媒体、当地驻军等部门单位也可派人参与。
对于简单模拟场景演练或者单项演练,演练策划组有2 ~3人即可,大型的综合演练 则需要几十人。演练策划组可以按照成员各自的职责,划分为若干个行动小组,如指挥 组、操作组、计划组、后勤组和行政组等,便于分工负责,分头展开工作。策划组成员必 须熟悉实际情况,精通各自领域专业技能,做事认真细致,思维活跃有创造性,能承受较 大压力,按照预定计划完成工作,并在应急演练开始前不向外界透露细节。
2) 演练目标与范围
应急演练准备阶段,演练策划组应确定应急演练的目标,并确定相应的演示范围或演 示水平。应急演练策划组应结合应急演练目标体系进行演练需求分析,然后在此基础上确 定本次应急演练的目标。演练需求分析是指在评价以往重大事件和演练案例的基础上,分 析本次演练需要重点解决的问题、演练水平、应急响应功能和演练的地理范围,然后在目 标体系中选取本次应急演练的目标。应急演练的范围根据实际需要,小到一个单位,大到 整个部门或者一个地区。演练需要达到的目标越多,层次越高,则演练的范围越大,前期 准备工作越复杂,演练成本也越高。
在演练的目标和范围确定以后,演练策划组应明确参演应急组织,即确定负责各项演 练目标的责任方。开展突发事件综合应急演练时,并不一定要求与演练目标相关的应急组 织全部参与,也不要求参与演练的应急组织全面参与。应急组织是选择全面参与还是部分 参与,主要取决于该组织是否是该次演练的培训对象和评价对象。如果不是,则该组织可 以采取部分参与方式,其现场演练活动由控制人员或模拟人员以模拟方式完成。由于在应 急预案或其执行程序中可能将多项应急响应功能分配给多个应急组织负责,因此,策划组 确认各演练目标的责任方时,不仅应分析演练目标,同时还应针对具体的应急响应功能进 行分析。如有要求,应将演练目标和范围交上级及地方有关部门进行审查。
3) 编写演练方案
演练方案是应急演练前期准备工作中非常重要的一环,是组织与实施应急演练的依 据,涵盖演练过程的每一个环节,直接影响到演练的效果。演练方案的编写主要由3个部 分构成:演练情景设计、演练文件编写和演练规则制定。应急演练是一项复杂的综合性工 作,为确保演练顺利进行,应成立应急演练策划组。
(1)演练情景设计。演练情景是指对假想事故按其发生过程进行叙述性的说明,情 景设计就是针对假想事故的发展过程,设计出一系列的情景事件,包括重大事件和次级事 件,目的是通过引入这些需要应急组织作出相应响应行动的事件,刺激演练不断进行,从 而全面检验演练目标。演练情景中必须说明何时、何地、发生何种事故、被影响区域、气 象条件等事项,即必须说明事故情景。演练人员在演练中的一切对策活动及应急行动,主 要针对假想事故及其变化而产生,事故情景的作用在于为演练人员的演练活动提供初始条 件并说明初始事件的有关情况。事故情景可通过情景说明书加以描述。情景事件主要通过 控制消息通知演练人员,消息的传递方式主要有电话、无线通信、传真、手工传递或口头 传达等。
(2) 演练文件编写。演练文件是指直接提供给演练参与人员文字材料的统称,主要 包括情景说明书、演练计划、评价计划、演练控制指南、演练人员手册、评价计划等文 件。演练文件没有固定格式和要求,简明扼要,通俗易懂,一切以保障演练活动顺利进行 为标准。演练文件由演练策划组成员编写,经演练策划组开会讨论、修改后定稿并发放到 参演人员手中,时间尽量提前,以便学习了解演练情况。
(3) 演练规则制定。演练规则是指为确保演练安全而制定的,对有关演练和演练控 制、参与人员职责、实际紧急事件、法规符合性、演练结束程序等一系列具体事项的规定 或要求。制定应急演练规则是确保演练活动安全的重要措施。演练安全既包括演练参与人 员的安全,也包括公众和环境的安全。确保演练安全是演练策划过程中的一项极其重要的 工作,策划组应制定演练现场规则。
4) 演练参与人员
按照在演练过程中所担负的不同职责,可将参与演练活动的人员分为5类,分别是指 挥控制人员、演练实施人员、角色扮演人员、评价分析人员和观摩学习人员。在一些小规 模的应急演练中,由于参与人数较少,也可一人兼负多个职责,但随着演练范围的增大以 及参演人数的增多,人员的职能划分必须清晰,并要佩戴特定标识在演练现场进行区分。
5) 演练保障
演练过程中要确保演练顺利进行需要以下几个保障:演练时间及场所、演练经费、演 练资源、人员培训。
6) 情况通报和现场检查
演练前情况通报包括:一是对参演人员的通报,主要是提醒参演人员有关演练的重要 事项,如各参演人员在演练当天就位时间、演练预计持续时间、演练现场布局基本情况、 演练现场的注意事项、演练过程中对突发事件的处理方法等。二是对外界的通报,如演练 开始及持续时间、演练的基本内容、演练过程中可能对周边生活秩序带来的负面影响 (如交通管制,噪声干扰等)和演练现场附近公众的注意事项等。一般釆取张贴告示、派 发印刷品等方式,如果演练规模和影响范围较大,可通过广播电视、报纸进行,对外通报 一方面是消除当地公众对演练的误解和恐慌,另一方面也可以起到应急宣传的作用。
2.应急演练实施
应急演练实施阶段是指从宣布初始事件起到演练结束的整个过程,演练活动始于报警 消息。因为应急演练有多种类型,实施的内容也有所不同,按照规模和形式划分,应急演 练可分为模拟场景演练、实战演练(现场演练)和模拟与实战结合演练等。
D模拟场景演练(桌面演练)
模拟场景演练一般在室内进行,采用会议讨论的形式实施。演练控制人员即为会议主 持人,负责把握演练进度和会场讨论气氛,可由演练策划组中具有丰富应急经验和一定声 望的专家担任。
2) 实战演练(现场演练)
实战演练是通过对事件情景的真实模拟来检验应急救援系统的应急能力,从复杂程度 和演练的范围上可分为单项演练(功能演练)和综合演练。单项演练包括基础演练、专 业和战术演练、技能演练:基础演练包括队列演练、体能演练、防护装备和通信设备的使 用演练等,专业和战术演练包括专业常识、堵源技术、抢运以及现场急救等技术以及实地 指挥战术等演练,技能演练包括语言表达、情绪控制、分析预测、调查研究、快速疏散、 自我心理调适等技能演练。综合演练则可以看作多种单项演练的组合。演练策划组可根据 实际需要,选择多种单项演练科目进行综合演练。
实战演练按照事前是否先通知参演单位和人员,可分为“预知”型演练与“非预知” 型演练。“预知”型演练是在演练正式开始前,演练策划组已将演练的具体安排告知参演 组织和人员,演练人员事前有了心理准备,避免不必要的恐慌,有助于在演练中稳定发 挥,展示应急技能水平。“非预知”型演练是演练开始后,应急中心即通知各应急组织赶 到指定现场处置突发事件,各应急组织在不知道是演练的情况下,迅速组织人员作出相关 应急响应行动,当应急组织人员到达现场后,才被告知这是一次演练并介绍演练的基本情 况,然后再根据演练方案完成余下的演练内容。由于突发事件的发生发展往往是难以预料 的,为了进一步增强演练的实效性,近年来各级应急机构倾向于举行“非预知”型的综 合演练活动,用接近实战的方式检验和提高应急能力。“非预知”型演练侧重于检验应急 系统的报警程序和紧急情况下信息的传递效率,要求应急机制健全,应急组织训练有素, 能够应付突发的紧急情况。但这类演练在事先必须周密策划,一是要评估当地救援能力能 否承受这类实战演练的考验,确保演练能够安全、顺利地进行;二是要评估演练对现场周 围的社会秩序可能造成的负面影响。
在各项准备的基础上,主持人宣布应急演练开始,模拟突发事件及其衍生事件出现, 各应急力量严格按照演练脚本的程序及分工进行操作,模拟预先设计好的场景,如事件发 生、信息报告、抢救人员、事故排除、现场清理等,逐一展开演练。整个过程应环环相 扣、有条不紊、紧张有序。在实战演练中,各种意外情况较容易发生,演练控制难度大, 控制人员要确保演练按照既定目标进行,责任重大。控制人员应分布在演练现场的关键区 域对演练人员的行为进行全过程的监督和控制,确保演练的真实性和严肃性,并及时与演 练指挥沟通,严格把握演练的尺度和进度。例如,为了使整个演练活动能在规定时间内完 成,一些在真实情况下需要几个小时才能完成的应急行动可以进行压缩,当出现响应和操 作步骤后,控制人员即可停止该项演练。所有演练项目完成以后,控制人员应向演练指挥 部报告,由演练指挥长宣布应急演练结束。所有演练活动应立即停止,控制人员按计划清 点人数,检查装备器材,查明有无伤病人员,若有则迅速进行处理。最后,演练控制人员 组织专员清理演练现场,撤出各类演练器材。
3) 实施要点
虽然应急演练的类型、规模、持续时间、演习情景、演习目标等有所不同,但在实施 过程中都应该注意以下几点:
(1) 应急预案制定部门(单位)应当按照有关法律法规和规章建立健全突发事件应 急演练制度,制定应急演练规划,合理安排各级各类演练活动,及时组织有关部门和单位 开展应急演练。
(2) 扩大演练层面,提高社会参与度。适当建设应急演练设施,研究与创新应急演 练形式,一方面为专业应急救援人员、志愿人员和公众提供多场景、多措施、低成本的 应急培训与演练,另一方面积极推动社区、乡村、企业、学校等基层单位的应急演练 工作。
(3) 根据应急预案编制演练方案或脚本。预案就是处置突发事件的行动指南,针对 性和指向性很强。为了保证应急演练目的实现,演练方案(脚本)必须按照相对应的预 案要求,设计各个场景和环节,执行规定程序,安排有关责任单位和人员,以达到预期效 果,做到练有所指、练有所用。
(4) 演练阶段,参演应急组织和人员应尽可能按实际紧急事件发生时的响应要求进 行演示,即“自由演示”,由参演应急组织和人员根据自己对最佳解决办法的理解对情景 事件作出响应行动。
在演练过程中,策划小组负责人的作用主要是宣布演练开始、结束和解决演练过程中 的矛盾。控制人员的作用主要是向演练人员传递控制消息,提醒演练人员终止对情景演练 具有负面影响或超出演示范围的行动,提醒演练人员釆取必要行动以正确展示所有演练目 标,终止演练人员不安全的行为,延迟或终止情景事件的演练。
在演练过程中,参演的应急组织和人员应遵守当地相关的法律法规和演练现场规则, 确保演练安全进行;如果演练偏离正确方向,控制人员可以釆取“刺激行动”以纠正错 误。“刺激行动”包括终止演练过程。使用“刺激行动”时应尽可能平缓,以诱导方法纠 偏;只有对背离演练目标的“自由演示”,才使用强刺激的方法使其中断反应。
(5) 应急演练组织单位及时对应急演练进行评价,总结分析应急预案存在的问题, 提出改进措施和建议,形成应急演练评价报告,并向同级人民政府应急管理办事机构和上 一级行政主管部门报送应急演练评价报告。
3.应急演练总结
应急演练结束后,应及时进行评价和总结。总结分析演练中暴露出的问题,评估演练 是否达到预定目标,改进应急准备水平,提高演练人员应急技能。
二、化工事故应急救援装备
应急救援装备是指用于应急管理与应急救援的工具、器材、服装、技术力量等,如消 防车、监测仪、防化服、隔热服、应急救援专用数据库、GPS ( GIObal POSitiOning SyStein, .全球卫星定位系统)技术装备、GIS ( GeOgraPhiCal InfOnnatiOn SyStem,地理信息系统)技 术装备等各种各样的物资装备与技术装备。
(-)应急救援装备分类
应急救援装备种类繁多,功能不一,适用性差异大,可按其适用性、具体功能、使用 状态进行分类。
1. 按照适用性分类
应急装备有的适用性很广,有的则具有很强的专业性。根据应急装备的适用性,可分 为一般通用性应急装备和特殊专业性应急装备。
一般通用性应急装备主要包括:个体防护装备,如呼吸器、护目镜、安全带等;消防 装备,如灭火器、消防锹等;通信装备,如固定电话、移动电话、对讲机等;报警装备, 如手摇式报警、电铃式报警等装备。
特殊专业性应急装备因专业不同而各不相同,可分为消火装备、危险品泄漏控制装 备、专用通信装备、医疗装备、电力抢险装备等,例如:
(1) 危险化学品抢险用的防化服,易燃易爆、有毒有害气体监测仪等。
(2) 消防人员用的高温避火服、举高车、救生垫等。
(3) 医疗抢险用的铲式担架、氧气瓶、救护车等。
(4) 水上救生用的救生艇、救生圈、信号枪等。
(5) 电工用的绝缘棒、电压表等。
(6) 煤矿用的抽风机、抽水机等。
(7) 环境监测装备,如水质分析仪、大气分析仪等。
(8) 气象监测仪,如风向标、风力计等。
(9) 专用通信装备,如卫星电话、车载电话等。
(10) 专用信息传送装备,如传真机、无线上网笔记本电脑等。
2. 按照具体功能分类
根据应急救援装备的具体功能,可将应急救援装备分为预测预警装备、个体保护装 备、通信与信息装备、灭火抢险装备、医疗救护装备、交通运输装备、工程救援装备、应 急技术装备8大类及若干小类。
1) 预测预警装备
预测预警装备具体包括监测装备、报警装备、联动控制装备、安全标志。
2) 个体防护装备
个体防护装备具体包括头部防护装备、眼面部防护装备、耳部防护装备、呼吸器官防 护装备、躯体防护装备、手部防护装备、脚部防护装备、坠落防护装备。
3) 通信与信息装备
通信与信息装备具体包括防爆通信装备、卫星通信装备、信息传输处理装备。
4) 灭火抢险装备
灭火抢险装备具体包括灭火器、消防车、消防炮、消防栓、破拆工具、登高工具、消 防照明、救生工具、常压堵漏器材、带压堵漏器材、其他。
5) 医疗救护装备
医疗救护装备具体包括多功能急救箱、伤员转运装备、现场急救装备、其他。
6) 交通运输装备
交通运输装备具体包括运输车辆、装卸设备、其他。
7) 工程救援装备
工程救援装备具体包括地下金属管线探测设备、起重设备、推土机、挖掘机、探照 灯等。
8)应急技术装备
应急技术装备具体包括GPS技术装备、GIS技术装备、无火花堵漏技术装备等。
(二)应急救援装备的种类选择
应急救援装备的种类很多,同类产品在功能、使用、质量、价格等方面也存在很大差 异,化工企业可以按照以下要求选择:
(1) 根据法规要求进行选择。对法律法规明文要求必备的,必须配备到位。随着应 急法制建设的推进,相关的专业应急救援规程、标准、规定必将出现,对于这些规程、标 准、规定要求配备的装备必须依法配备到位。
(2) 根据预案要求进行选择。应急预案是应急准备与行动的重要指南,因此,应急 救援装备必须依照应急预案的要求进行选择配备。应急预案中需要配备的装备,有些可能 明确列出,有些可能只是列出通用性要求。对于明确列出的装备直接“照方抓药”即可, 而对于没有列出具体名称、只列出通用性要求的设备,则要根据应急救援的实际需求,认 真选定,不能有疏漏。
(3) 应急救援装备选购。应急救援装备的种类很多,价格差距往往也很大。在选购 时,首先要明确需求;其次要考虑到运用的方便,要保证性能稳定,质量可靠;最后要从 经济性上选购。
(4) 严禁釆用淘汰类型产品。应急救援装备像其他产品一样,都会经历一个产生、 改进、完善的过程。在这个过程中也可能出现因当初设计不合理,甚至存在严重缺陷而被 淘汰的产品,对这些淘汰产品必须严禁采用。如果釆用这些淘汰产品,极有可能在应急救 援行动过程中,降低救援的效率,甚至引发不应发生的次生事故。
(三) 应急救援装备的数量要求
应急救援装备的配备数量,应坚持3个原则,确保应急救援装备的配备数量到位。
(1) 依法配备。对法律法规明文要求必备数量的,必须依法配备到位。
(2) 合理配备。对法律法规没作明文要求的,按照预案要求和企业实际,合理配备。
(3) 双套配备。任何设备都可能损坏,应急救援装备在使用过程中突然出现故障, 无论从理论上分析,还是从实践中考虑,都会发生。一旦发生故障,不能正常使用,应急 行动就很可能被迫中断。
因此,对于一些特殊的应急救援装备,必须进行双套配置,当设备出现故障不能正常 使用时,立即启用备用设备。对于双套配置的问题,要根据实际全面考虑。既不要怕花 钱,也不能一概双套配置,造成过度投入,浪费资金。一个准则:必须保证救援行动不出 现严重的中断,不受到严重的影响。因此,对应急救援设备的双套配备,应坚持以下原 则:①如有能力,尽可能双套配置,对一些关键设备如通信话机、电源、事故照明等必须 双套配置;②如能力不足或设备性能稳定性高,可单套配置,通过加强维护,并预想设备 损坏情况下的应急对策,如通过互助协议寻求支援。
(四) 应急救援装备的功能要求
应急救援装备的功能要求,就是要求应急救援装备必须能完成预案所确定的任务。
必须特别注意,对于同样用途的装备,会因使用环境的差异出现不同的功能要求,这 就必须根据实际需要提出相应的特殊功能要求。如在高温潮湿的南方,在寒冷低温的北 方,需考虑可燃气体监测仪、水质监测仪能否正常工作。许多情况下,应急装备都有其使 用温度范围、湿度范围等限制,因此,在一些条件恶劣的特殊环境下,应该特别注意应急 救援装备的适用性。
(五) 应急救援装备的使用要求
应急救援装备是用来保障生命财产安全的,必须严格管理,正确使用,仔细维护,使 其时刻处于良好的备用状态。同时,有关人员必须会用,确保其功能得到最大程度地 发挥。
应急救援装备的使用要求主要包括以下几个方面:
(1) 专人管理,职责明确。应急救援装备大到价值百万元的化学抢险救援车,小到 普普通通的防毒面具,都应指定专人进行管理,明确管理要求,确保装备的妥善管理。
(2) 严格培训,严格考核。要严格按照说明书要求,对使用者进行认真的培训,使 其能够正确熟练地使用,并把对应急救援装备的正确使用作为对相关人员的一项严格的考 核要求。要特别注意一些貌似简单、实易出错环节的培训与考核。
(六) 应急救援装备的维护要求
对应急救援装备,必须经常进行检查,正确维护,保持随时可用的状态;否则,就可 能不仅造成装备因维护不当而损坏,还会因为装备不能正常使用而延误事故处置。应急救 援装备的检查维护,必须形成制度化、规范化。
应急救援装备的维护,主要包括两种形式:
(1) 定期维护。根据说明书的要求,对有明确的维护周期的,按照规定的维护周期 和项目进行定期维护,如可燃气体监测仪的定期标定、泡沫灭火剂的定期更换、灭火器的 定期水压试验等。
(2) 日常随机维护。对于没有明确维护周期的,要按照产品书的要求,进行经常性 的检査,严格按照规定进行管理。发现异常,及时处理,随时保证应急救援装备完好 可用。
(七) 危险化学品单位应急救援物资配备要求
根据《危险化学品单位应急救援物资配备要求》(GB 30077)的要求,危险化学品生 产和储存单位应急救援物资的配备应符合规范的要求,危险化学品使用、经营、运输和处 置废弃单位应急救援物资的配备参照执行。
其他配备要求:
(1) 危险化学品单位除作业场所和应急救援队伍外的其他部门应根据应急响应过程 中所承担的职责配备有关的应急救援物资。
(2) 沿江河湖海的危险化学品单位应配备水上灭火抢险救援、水上泄漏物处置和防 汛排涝物资。
(3) 除作业场所的应急救援物资外的其他应急救援物资,可由危险化学品单位与其 周边地区其他相关单位或应急救援机构签订互助协议,并能在这些单位或机构接到报警后 5 min内到达现场,可作为本单位的应急救援物资。
2012年8月2日,某厂油罐区的2号汽油罐发生火灾爆炸事故,造成2人死亡、3人 轻伤,直接经济损失320万元。该油罐为拱顶罐,容量200 m3o油罐进油管从罐顶接入罐 内,但未伸到罐底。罐内原有液位计,因失灵已拆除。
2012年7月25日,油罐完成了清罐检修。8月2日8时,开始给油罐输油,汽油从 罐顶输油时进油管内流速为2∙3~2∙5rn∕s,导致汽油在罐内发生了剧烈喷溅,随即着火爆 炸。爆炸把整个罐顶抛离油罐。现场人员灭火时发现泡沫发生器不出泡沫,匆忙中用水枪 灭火,导致火势扩大。消防队到达后,用泡沫扑灭了火灾。
事故发生后,在事故调查分析时发现,泡沫灭火系统正常,泡沫发生器不出泡沫的原 因是现场人员操作不当,开错了阀门。该厂针对此次事故暴露出的问题,加强了员工安全 培训,在现场增设了自动监控系统,完善了现场设备、设施的标志和标识,制定了安全生 产应急救援预案。
根据以上场景,回答下列问题(1~3题为单选题,4~8题为多选题):
1. 根据《生产安全事故报告和调查处理条例》,该起事故属于( )。
A. 一般事故 B,较大事故
C.重大事故 D,特大事故
E.特别重大事故
2. 根据《生产安全事故报告和调查处理条例》,该厂主要负责人在接到此次事故报告 后,应在( )内,将事故信息以电话快报方式上报其所在地县级人民政府安全生产 监管部门。
A. 1 h B. 2h
C. 24 h D. 7 d
E. 30 d
3. 该起火灾爆炸事故的点火源是( )o
A.明火 B.静电放电
C.高温烘烤 D.油品含有的杂质
E.接地不良的罐体
4. 预防此类火灾爆炸事故发生的安全技术措施包括( )。
A.控制油品输入流速,防止喷溅 B.保证罐体可靠接地
C.加强管理和培训 D.重新安装液位计
E.増加消防水池
5-油罐内发生火灾时,可以选用的灭火剂包括( )。
A-直流水 B.泡沫
C-开花水 D,二氧化碳
E.干粉
6∙该案例中,火灾爆炸事故发生后应立即釆取的应急救援措施包括( )。
ʌ-报警 B.疏散人员
C-灭火 D,追究事故责任
E.抚恤伤亡人员
7-事故发生后,该企业支出的下列费用中,属于安全投入的包括( )o
A.事故善后处理费用 B.安全技术培训费用
C-自动监控系统建设费用 D.完善现场设备、设施的标志和标识费用
E.安全生产应急救援预案编制费用
U参考答案:
1. A 2. A 3. B 4. ABD 5. BDE 6. ABC 7. BCDE
2014年8月7日8时,D工程公司职工甲、乙受公司指派到C炼油厂污水处理车间 疏通堵塞的污水管道。两人未到C炼油厂办理任何作业手续就来到现场开始作业。甲下 到3m多深的污水井内用水桶清理油泥,乙在井口用绳索向上提。清理过程中甲发现油泥 下方有一水泥块并有气体冒出,随即爬出污水井并在井口用长钢管捣烂水泥块。U时左 右,当甲再次沿爬梯下到井底时,突然倒地。乙发现后立即呼救。在附近作业的D工程 公司职工丙等迅速赶到现场。丙在未采取任何防护措施的情况下下井救人,刚进入井底也 突然倒地。乙再次大声呼救。C炼油厂专业救援人员闻讯赶到现场,下井将甲、丙救出。 甲、丙经抢救无效死亡。
事故调查人员对污水井内气体进行了检测,测得氧气浓度19.6%、甲烷含量2. 7%、 硫化氢含量850 mg∕m3o
根据以上场景,回答下列问题(1~3题为单选题,4~8题为多选题):
L该起事故的性质应认定为( )。
A.责任事故 |
B. |
意外事故 |
C.中毒窒息事故 |
D. |
突发事件 |
E.人身伤害事故 | ||
2.进入C炼油厂污水井内清污作业需办理( |
)o | |
A.动火作业许可证 |
B. |
受限空间作业许可证 |
C.管道作业许可证 |
D. |
危险化学品作业许可证 |
E.动土作业许可证
3.该起事故的责任单位是( |
)o |
A. D工程公司 |
B. C炼油厂 |
C. C炼油厂污水处理车间 |
D.甲所在班组 |
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E. D工程公司和C炼油厂 4,该起事故中导致丙死亡的原因包括( |
)。 |
A.盲目施救 |
B.窒息 |
C.中毒 |
D.防护缺失 |
E.高处坠落 5.进入C炼油厂污水井内清污作业时, |
应佩戴的劳动防护用品包括( )。 |
A.安全帽 |
B.空气呼吸器 |
C.导电鞋 |
D.耳塞 |
E.防护手套 6.该起事故的间接原因包括( )o A.作业人员安全教育培训不够 |
B.作业人员使用的清污工具存在缺陷 |
C.救援行为不当 E.作业人员违章作业 |
D.作业人员没有佩戴劳动防护用品 |
7.进入C炼油厂污水井内作业前需进行气体检测,通常检测的气体应包括( )o | |
A.可燃气体 |
B.有毒气体 |
C.氧气 E.二氧化碳 |
D.氮气 |
8.在C炼油厂污水井内作业可能发生的事故包括( )0 | |
A.火灾 |
B.其他爆炸 |
C.淹溺 E.机械伤害 晳参考答案: |
D.中毒窒息 |
1. A 2. B 3. E 4. ACD 5. ABE |
6. ACDE 7. ABC 8. ABCD |
某能源化工公司建设煤化一体化项目,一期工程主要有300 X IO4 t/a煤矿、120x104 t/a煤制甲醇、25 X IO4 t/a线性低密度聚乙烯、25 X IO4 t/a聚丙烯等。
煤气化装置是该项目的关键装置,采用“单喷嘴冷壁式粉煤加压气化技术”,属于新 型煤化工工艺,以煤为原料,以氧气和水蒸气为气化剂,在高温、高压、非催化条件下进 行部分氧化反应,生成以一氧化碳和氢气为有效成分的粗合成气,实现原料煤的有效转 化,为甲醇合成等工序提供原料,最终产出聚丙烯、聚乙烯等产品,副产品包括石脑油及 液化天然气(LNG)等产品。
煤气化装置由磨煤及干燥单元、粉煤加压及输送单元、气化及洗涤单元、除渣单元、 灰水处理单元和气化公用工程等组成,其中,环保处理设施使用液氨。
煤气化装置内发生煤的热解、气化和燃烧三种反应。其中煤的热解是指煤从固相变为 气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括非均相气固反应和均相气相反应 这两种反应类型。
该项目设有储罐区,包括柴油储罐、甲醇储罐、石脑油储罐、液氨储罐、LNG储罐
等,每种物料储罐构成独立的储罐区,储罐区物料信息见下表。
储存介质 |
密度/(kg ∙ m^3 ) (常温) |
单罐容积/ m3 |
罐数量/ 个 |
储罐充装 系数 |
重大危险源临界量/ t |
储量/ t |
柴油 |
840 |
3000 |
2 |
0. 85 |
5000 | |
甲醇 |
790 |
2000 |
2 |
0. 85 |
500 | |
石脑油 |
910 |
500 |
2 |
0. 80 |
1000 | |
液氨 |
600 |
50 |
2 |
0. 85 |
10 | |
LNG |
440 |
100 |
2 |
0. 90 |
50 |
根据以上场景,回答下列问题(1-2题为单选题,3~5题为多选题):
1. 该公司甲醇的化学品安全技术说明书第三项成分/组成信息,除给出了化学文摘索
引登记号(CAS号)67 -56 -1、纯度97%、无色透明液体、英文名称外,还应给出甲醇 的( )。
A.别名 B.腐蚀性
C.燃点 D.毒性
E.闪点
2. 根据案例描述,煤化工装置的反应类型及主要危险性应为( )o
A. 吸热反应;爆炸、腐蚀、中毒等危险性
B. 放热反应;火灾、中毒、腐蚀等危险性
C. 吸热反应;火灾、爆炸、中毒等危险性
D. 放热反应;火灾、爆炸、中毒等危险性
E. 吸热反应或放热反应;火灾、爆炸等危险性
3. 在煤气化装置停工检修时,需要对一氧化碳(Co)和氢气(%)进行置换。下列 置换方式中,可以釆用的有( )o
A.蒸汽置换 B.氮气置换
C.惰性气体置换 D.注水排气置换
E,强制通风置换
4. 案例所述的煤化工工艺的安全控制措施,正确的有( )o
A. H√CO比例控制与联锁 B.液位控制回路
C.紧急冷却系统 D.搅拌的稳定控制系统
E.事故状态下CO吸收系统
5. 案例描述的物料储存罐区中,构成危险化学品重大危险源的有( )°
A.柴油罐 B.甲醇罐
C.石脑油罐 D.液氨罐
E. LNG 罐
晳参考答案:
1. A 2. D 3. ABCD 4. ABC 5. ABDE
2012年7月8日,D炼油企业污水车间要将污水提升泵房隔油池中的污水抽到集水 池中。污水车间主任甲在安排抽水作业时,因抽水用潜水泵需要临时用电,于是联系电工 班派电工到污水提升泵房拉临时电缆,并按要求申办了临时用电许可。
8日15时,电工班安排2名电工到污水提升泵房为潜水泵接电;污水车间在未对作 业进行风险辨识、未制定具体作亚方案的情况下,安排乙、丙、丁、戊将2台潜水泵下到 隔油池内,并启动潜水泵开始抽水。
9 ≡ 9时,乙、丙、丁、戊继续进行抽水作业。10时,污水车间主任甲到作业现场检 查,发现使用刀闸式开关和明接线,但未向乙、丙、丁、戊指出现场用电存在的安全隐 患,只要求大家注意安全后就离开了现场。11时20分,乙等发现2台潜水泵出水管不出 水,遂拉下了刀闸式开关去吃午饭。
9日13时,当地气温达到35 tCo乙等吃完饭后,到抽水作业现场准备继续进行抽水 作业。乙合上潜水泵的刀闸式开关后,发现潜水泵还是不工作,于是提拉电缆,将潜水泵 从隔油池中往上提,由于电缆受力,且未拉下刀闸式开关,导致电缆与潜水泵连接线松动 脱落,形成电火花,引爆隔油池中的混合气体,爆炸引起大火,消防队接警赶到后将大火 扑灭。
该起事故造成现场作业的乙、丙、丁、戊当场死亡,污水提升泵房严重损毁。
根据以上场景,回答下列问题:
1. 根据《企业职工伤亡事故分类》(GB 6441),辨识抽水作业现场存在的危险因素。
2. 指出该起事故中作业现场存在的违章行为。
3. 分析该起事故的成因并提出预防措施。
4. 简述以上场景中抽水作业安全培训的内容。
晳参考答案:
1. 抽水作业现场存在的危险因素如下:
(1) 触电。
(2) 淹溺。
(3) 中毒和窒息。
(4) 火灾。
(5) 其他爆炸。
(6) 高处坠落。
2. 该起事故中作业现场存在的违章行为如下:
(1) 污水车间未对作业进行风险辨识,没有制定具体的作业方案。
(2) 带电提拉电缆拖曳泵体。
(3) 爆炸危险场所使用非防爆的刀闸开关和明接线。
(4) 车间主任发现违章未制止。
(5)未对隔油池进行可燃气体分析检测。
3. 该起事故的成因如下:
(1) 隔油池污水含油,轻组分较多,环境温度较高,可燃气体挥发量增加;加之前 一天下午和当天上午抽水,池内液位下降,空气进入,形成了爆炸性混合气体。
(2) 未拉下刀闸式开关的情况下提拉电缆,将泵体从隔油池中往上提,由于电缆受 力,导致脱落打火,引爆了爆炸性混合气体。
预防此类事故的措施如下:
(1) 进行可燃气体浓度监测。
(2) 控制点火源,如控制明火、电气火花、静电火花、撞击火花等。
(3) 作业前进行风险辨识,并制定相应的安全对策措施。
(4) 对作业人员进行作业交底和安全培训。
(5) 加强临时用电管理,禁止使用刀闸开关和明接线。
(6) 提拉电缆应使用固定潜水泵的绳索,严禁使用电缆直接提拉潜水泵。
(7) 爆炸危险区域作业应使用防爆电气设备。
(8) 应指定现场监护人员,且监护人员需经培训考核合格。
4. 以上场景中抽水作业安全培训的内容如下:
(1) 抽水作业安全操作规程。
(2) 抽水作业过程存在的危险有害因素。
(3) 电气作业安全防护措施。
(4) 现场监护措施。
(5) 抽水作业工作方案。
(6) 抽水作业安全对策措施。
(7) 火灾爆炸和电气事故的现场处置方案。
D企业为汽油、柴油、煤油生产经营企业,2013年实际用工IOOo人,其中有200人 为劳务派遣人员,实行8h工作制。对外经营的油库为独立设置的库区,设有防火墙。库 区出入口和墙外设置了相应的安全标志。
D企业2013年度发生事故1起,死亡1人、重伤2人。该起事故的情况如下:
2013年10月24日8时40分,E企业司机甲驾驶一辆重型油罐车到油库加装汽油, 油库消防员乙在检查了车载灭火器、防火帽等主要安全设施的有效性后,在运货单上签字 放行。9时5分,甲驾驶油罐车进入库区,用自带的铁丝将油罐车接地端子与自动装载系 统的接地端子连接起来,随后打开油罐车人孔盖,放下加油鹤管。自动加载系统操作员丙 开始给油罐车加油。为使加油鹤管保持在工作位置,甲将人孔盖关小。
9时30分,甲办完相关手续后返回,在观察油罐车液位时将手放在正在加油的鹤管 外壁上。由于甲穿着化纤服装和橡胶鞋,手接触加油鹤管外壁时产生静电火花,引燃了人 孔盖口挥发的汽油,进而引燃了人孔盖周围的油污,甲手部烧伤。听到异常声响,丙立即 切断油料输送管道的阀门;乙将加油鹤管从油罐车取下,用干粉灭火器将加油鹤管上的火 扑灭。
甲欲关闭油罐车人孔盖时,火焰已延烧到人孔盖附近。乙和丙设法灭火,但火势较 大,无法扑灭。甲急忙进入驾驶室将油罐车驶出库区,开出25 m左右,油罐车发生爆炸。 事故造成甲死亡、乙和丙重伤。
根据以上场景,回答下列问题:
1. 计算D企业2013年度的千人重伤率和百万工时死亡率。
2. 分析该起事故的间接原因。
3. 根据《企业职工伤亡事故分类》(GB 6441),辨识加油作业现场存在的主要危险有 害因素。
4. 提出D企业为防止此类事故再次发生应采取的安全技术措施。
晳参考答案:
1. D企业2013年度的千人重伤率和百万工时死亡率分别如下:
千人重伤率=2 ÷ 1000 X IO3 =2
百万工时死亡率=1 ÷ (250 ×8 ×1000) × IO6 =0.5
2. 该起事故的间接原因如下:
(1) 油罐车司机甲未正确执行油罐车接地有关规定。
(2) 消防员乙未认真检查油罐车接地系统的有效性,以及油罐车与自动加载系统接 地装置的连接线就签字放行。
(3) 油罐车人孔盖存在设计缺陷,不能满足密闭加油的要求,且人孔盖周围存有 油污。
(4) 油罐车司机甲教育培训不够,不懂静电安全防护知识和要求。
(5) E企业配备的个人劳动保护用品不符合要求。
(6) 油罐车液位设计存在缺陷,不满足仪表监控功能,由司机甲现场观察液位。
3. 加油作业现场存在的主要危险有害因素如下:
(1) 车辆伤害。
(2) 触电。
(3) 火灾。
(4) 容器爆炸。
(5) 其他爆炸。
(6) 物体打击。
(7) 高处坠落。
(8) 中毒和窒息。
4- D企业为防止此类事故再次发生应釆取的安全技术措施如下:
(1) 静电消除设施和接地系统。
(2) 设置火灾监测报警系统。
(3) 设置油罐液位监测和报警系统。
(4) 密闭装车并采取油气回收设施。
(5) 采用防爆设备设施。
(6) 油罐车设置紧急关断设施。
(7) 消灭点火源。
(8) 控制加油流速。
某化工厂厂区东面Ikm是条河流;南面0. 5 km是大片农田;西面0. 5 km和Ikm分 别有2家化工厂;北面紧邻一条公路,Ikm处是一个城镇。该厂在生产过程需要使用加 氯工艺,氯气库房设在办公大楼的北面。氯气属剧毒危险化学品,一旦泄漏,危及水质安 全、人身安全和设备安全。按照该厂年度计划,准备开展一次氯气泄漏的应急演习。具体 演习方案如下:
演习当天的天气情况是:晴,最高气温17龙,最低气温8龙,风向北风,风力3~5 级。事故应急指挥中心设在办公楼内。演习地点设在氯气库房,库房的北面和东南面分别 有2个出口。
演习过程:指定人员打开一个盛有氯气的钢瓶,使氯气慢慢泄漏;氯气库房附近的3 个工人因吸入氯气中毒昏倒;其中一名工作人员在昏倒前成功报警。工厂其他人闻到刺激 性气味后,立即从东南出口自行逃离工厂。
演习开始前,企业对应急预案进行专项培训,让所有人员了解在紧急情况下自身的责 任,并且知道自己在演习过程中应该向谁汇报、对谁负责。为了增强演习效果,演习前就 程序、内容和场景开展了全员培训。
根据以上场景,回答下列问题:
1. 按《企业职工伤亡事故分类} (GB 6441)的事故分类,氯气泄漏事故属于什么种 类危险因素?
2. 根据当天的气象条件,在此次氯气泄漏事故应急演习中,人员应向哪个方向撤离?
3. 请阐述应急演练的主要目的是什么?
4. 请简述氯气泄漏后应采取的应急措施。
5. 请指出该演习方案中不正确的做法有哪些(至少3处)?
U参考答案:
1. 氯气泄漏事故属于中毒和窒息。
2. 人员应向北方撤离。
3. 应急演练的主要目的如下:
(1) 检验预案。通过开展应急演练,查找应急预案中存在的问题,进而完善应急预 案,提高应急预案的可用性和可操作性。
(2) 完善准备。通过开展应急演练,检查应对突发事件所需应急队伍、物资、装备、 技术等方面的准备情况,发现不足及时予以调整补充,做好应急准备工作。
(3) 锻炼队伍。通过开展应急演练,增强演练组织单位、参与单位和人员对应急预 案的熟悉程序,提高其应急处置能力。
(4) 磨合机制。通过开展应急演练,进一步明确相关单位和人员的职责任务,完善 应急机制。
(5)科普宣传。通过开展应急演练,普及应急知识,提高职工风险防范意识和应对 突发事故时自救互救的能力。
4. 氯气泄漏后应采取的应急措施如下:
(1) 立即组织疏散,泄漏区域员工用湿毛巾护住口鼻,迅速脱离现场至空气新鲜处, 保持呼吸畅通。
(2) 如果眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗。
(3) 对严重患者应及时送医院救治。
(4) 根据泄漏点的大小,采用堵漏和洗消措施。
(5) 尽可能切断泄漏源。
5. 该演习方案中不正确的做法如下:
(1) 开展演习前培训时介绍演习场景。
(2) 在有毒有害气体泄漏时,事故指挥中心设在事故现场的下风向。
(3) 演习泄漏时采用真正的有毒化学品。
.(4)其他工人在闻到刺激性气味后,未用湿毛巾捂住口鼻。
(5) 人员从东南出口撤离方向不正确。
(6) 3名工人未穿戴个人防护用品。
(7) 演习前专项培训未提到个人防护装备和疏散方向等内容。
某年1月24日10时左右,在某路段发生特大汽车追尾事故,造成5人死亡、5人受 伤,其中一辆运输车上装载的有毒化工原料泄漏。事故发生在某高速公路自北向南方向路 段距某市14 km处,4辆汽车相撞。其中一辆面包车上3人当场死亡;一辆运输车被撞 坏,车上2人死亡、1人受伤,车上装载的15 t四氯化钛开始部分泄漏。四氯化钛是一种 有毒化工原料,有刺激性,挥发快,对皮肤、眼睛会造成损伤,大量吸入可致人死亡。事 故现场恰逢小雨,此物质遇水后起化学反应,产生大量有毒气体。某市、某县有关领导闻 讯后立即赶赴现场,组织公安、消防人员及附近群众200余人,对泄漏物质紧急采取以土 掩埋等处置措施。
根据以上场景,回答下列问题:
1-简述对该危险化学品运输车辆的安全要求。
2.简述对该危险化学品公路运输的安全要求。
3-简述对危险化学品道路运输的应急救援要求。
啓参考答案:
1. 对该危险化学品运输车辆的安全要求如下:
(1) 根据危险化学品特性,在车辆上配置相应的安全防护器材、消防器材等。
(2) 槽、罐应具有足够的强度和齐全的安全设施及附件。
(3) 运输车辆应按规定设置危险物品标志。
(4) 车辆的技术状况必须处于良好状态。
2. 对该危险化学品公路运输的安全要求如下:
(1) 危险化学品运输单位应有相应的资质。
(2) 运输工具、车辆必须符合要求,并设置明显的标志。
(3) 驾驶员、装卸员、押运员等应经过相应培训,持证上岗。
(4) 必须配备押运人员,运输车辆随时处于押运人员的监管下。
(5) 不得超装、超载。
(6) 必须配备必要的应急处理器材和防护用品,有关人员须了解所承运的化学危险 品的特性及应急措施。
(7) 按规定时间、路线行驶。
(8) 严禁超速行驶,与其他车辆保持足够的安全距离。
(9) 中途停车住宿或无法正常运输,应当采取相应的安全防范措施,并向当地公安 部门报告。
3.对危险化学品道路运输的应急救援要求如下:
(1) 在危险货物运输过程中发生燃烧、爆炸、污染、中毒或者被盗、丢失、流散、 泄漏等事故,驾驶人员、押运人员应当立即根据应急预案和《道路运输危险货物安全卡》 的要求釆取应急处置措施和警示措施,并向事故发生地公安部门、交通运输主管部门和本 运输企业或者单位报告。运输企业或者单位接到事故报告后,应当按照本单位危险货物应 急预案组织救援,并向事故发生地安全生产监督管理部门和环境保护、卫生主管部门 报告。
(2) 有关地方人民政府及其主管部门应当按照下列规定,釆取必要的应急处置措施, 减少事故损失,防止事故蔓延扩大:立即组织营救和救治受害人员,疏散、撤离或者采取 其他措施保护危害区内的其他人员;迅速控制危险源,测定危险化学品的性质、事故的危 害区域及危害程度;针对事故对人体、动植物、土壤、水源、大气造成的现实危害和可能 产生的危害,迅速釆取封闭、隔离、洗消等措施;对事故造成的环境污染和生态破坏状况 进行监测、评估,并釆取相应的环境污染治理和生态修复措施。
2018年7月,某石油化工企业A公司启动了一项50 X IO4 t/a乙烯装置扩建项目。在 项目可行性研究阶段,A公司委托当地的B安全技术研究所对其建设项目进行了安全评 价,委托具有石油化工甲级设计资质的C设计院进行初步设计,并组织开展了 HAZOP安 全风险分析。项目经过招标,分别确定了施工单位、工程监理单位,A公司组建了项目安 全监督管理机构和工程建设管理部门,向当地项目建设主管部门申请了项目建设及开工许 可手续。施工单位结合工程施工特点编制了工程HSE策划书,施工单位向当地特种设备 主管部门办理了施工作业特种设备使用登记备案手续,按照合同计划开展项目建设。
在项目施工初期由A公司组织,施工单位、监理单位参加的一次综合性安全检查中, 发现现场分别设置了禁止烟火、当心触电、必须戴安全帽等禁止标志、警告标志、指令标 志等三类安全标志。
在项目施工后期由A公司组织,施工单位、监理单位参加的一次专项安全检查中, 发现在现场设置的可燃/有毒气体探测器安装高度距地坪(或楼地板)有0・2m、°.3m、
0.4 m≡种情况。
为保证安全生产,A公司安全生产部门组织编制了安全生产管理制度、安全操作规程 等一系列制度、规程。
试生产结束后,A公司委托当地的B安全技术研究所,组织专家对该建设项目安全设 施进行“三同时”安全验收评价并开始正式生产。
根据以上场景,回答下列问题:
1. 该项目应该在何时必须进行HAZoP分析;HAZOP分析主要是针对何种工艺设计 文件;根据描述,该项目的安全评价工作存在什么问题。
2. 项目施工初期的现场检査中,安全标志类别设置存在哪些欠缺,举例说明(至少 三个)。
3. 施工现场设置的可燃/有毒气体探测器的安装高度是否合适,请解释原因。
4. 简述安全操作规程的主要内容。
宜参考答案:
1. 该项目应在基础设计阶段以及详细设计阶段基础设计发生变更时进行HAZOP 分析。
HAZOP分析主要针对工艺及仪表流程图。
该项目的安全评价工作存在的主要问题有:未明确说明安全评价机构应具有相应的资 质:试生产的安全验收评价与可行性研究阶段的安全评价不能为同一安全评价机构。
2. 安全标志缺少“提示标志”。
举例:紧急出口、避险处、可动火区、应急避难场所、击碎板面、急救点、应急电 话、紧急医疗站。
3∙ 0∙2m的安装髙度错误或0. 3 m、0. 4 m的安装高度正确。
检测比空气密度大的可燃/有毒气体探测器,其安装高度应距地坪(或楼地板)0.3 ~ 0.6 m;安装过低易造成雨水淋、溅而形成对探测器损害。
4.安全操作规程的主要内容:
(1) 操作前的准备,包括操作前做哪些检查、调整,准备哪些工具。
(2) 劳动防护用品的穿戴要求。
(3) 操作的先后顺序、方式。
(4) 操作过程中机器设备的状态,如手柄、开关所处的位置等。
(5) 操作过程中需要进行哪些测试和调整,如何进行。
(6) 操作人员所处位置和操作时的规范姿势。
(7) 操作过程中的禁止行为。
(8) 异常情况如何处理。
H公司为石油化工生产经营企业,2018年公司计划新建一套化工中间体生产装置, 建设内容包括:甲类生产厂房、工艺设备设施、甲类仓库、化学品储罐区、燃气锅炉房、 变配电室、液氮储罐、空压站、消防设施等。
生产过程使用的原辅料有:双氧水、醋酸、甲醇、硫酸、天然气、氮气等化学品。醋 酸、甲醇储存在甲类仓库,采用防爆叉车装卸;双氧水和硫酸储存在化学品罐区,氮气来 源于布置在厂区的液氮储罐,天然气通过管道输入;主要工艺设备包括过氧化反应釜、中 间储罐、分离器、冷凝器、搅拌器、输送泵等。过氧化反应釜容积800 L,反应温度120 tC , 反应压力0.6 MPa;主要物料是双氧水、醋酸,生产过程采用DCS控制;主要控制工艺参 数有温度、压力、流量、液位、组分等;反应釜所在的生产厂房在正常运行时不太可能存 在爆炸性气体混合物,即使存在也仅是短时间的。
该新建项目为危险化学品生产建设项目,2018年2月取得当地政府部门的规划许可、 立项审批,2018年3月H公司委托具有石油化工甲级设计资质的M设计院完成项目的初 步设计,由N评价机构编写了安全评价报告,评价报告判定项目构成了危险化学品重大 危险源,生产过程涉及过氧化危险化工工艺;2018年4月10日,M设计院完成了项目的 安全设施设计专篇,H公司向政府主管部门提爰了安全设施设计审查申请资料;2018年4 月20日,H公司同意具有土建和设备安装资质的E公司进入现场开展施工,2018年11 月完成全部工程项目的施工及设备安装;施工过程由具有监理资质的L公司全程监理。
2018年12月,H公司组织工艺、设备及安全管理人员完成了设备的吹扫、试压、单 体试车及联动试车,项目具备试生产条件。
H公司组织技术人员编写了试生产方案,内容有:①该企业在运行生产装置与建设项 目安全试生产相互影响的确认情况;②重大危险源监控措施的落实情况;③安全警示标志 设置情况的检查记录;④现场消防设施配备情况检查记录。
根据以上场景,回答下列问题:
1. 根据《建设项目安全设施“三同时”监督管理办法》,指出本项目申报过程中执 行程序存在的问题。
2. 该项目工艺过程安全设计进行HAZOP分析时,给定了引导词为“减量”,请列出 过氧化反应釜工艺参数HAZOP分析的偏差。
3. 根据《危险化学品建设项目安全监督管理办法》对试生产的要求,指出该企业编 制的试生产方案需要补充的内容。
4. 该项目涉及过氧化危险化工工艺,请说明该工艺安全控制的基本要求。
5. 请给定出过氧化反应釜所在厂房的爆炸性环境的类别及其分区。
晳参考答案:
1. 安全设施设计审査未批准即开工。
2. 过氧化反应釜工艺参数HAZOP分析的偏差如下:
(1) 减量+压力=压力低。
(2) 减量+温度=温度低。
(3) 减量+流量=进料流量少。
(4) 减量+液位=液位低。
(5) 减量+双氧水=双氧水进料少。
(6) 减量+醋酸=醋酸进料少。
3. 需要补充的内容:
(1) 试生产(使用)起止日期。
(2) 投料试车方案。
(3) 试生产人力配置情况。
(4) 设备及管道试压、吹扫、气密、单机试车、仪表调校、联动试车等生产准备的 完成情况。
(5) 试生产过程可能出现的工艺、设备、安全问题及处置措施。
4, 该工艺安全控制的基本要求有:
(1) 过氧化釜温度和压力报警及联锁装置。
(2) 双氧水、醋酸的比例控制和联锁装置。
(3) 可燃气体检测报警装置。
(4) 紧急断料系统。
(5) 紧急冷却系统。
(6) 气相氧含量监测、报警和联锁装置。
(7) 紧急停车系统。
(8) 安全泄放系统。
5. 爆炸性环境的类别:爆炸性气体环境。 -
爆炸性环境的分区:2区。
1.情景描述
某石油公司投资建设的加油站已整体完工。该加油站有93号汽油储罐、0号柴油储 罐各1个,卧式直埋。储罐配套有液位仪、通气管、阻火器、密闭泄油装置、潜油泵以及 防渗漏检测井。设加油机2台,配有拉断阀。
加油站站内设施与周边建构筑物以及站内设施之间的防火间距符合《汽车加油加气 加氢站技术标准》(GB 50156)要求。
加油站防雷等级为二类。站内房屋采用布置于屋面的热镀锌圆钢作为避雷带,利用墙 体内主筋作为防雷引下线,与接地网连接。利用金属屋面作为罩棚接闪器,利用罩棚柱内 ¢16 mm主筋作为防雷引下线,与接地网连接。每个油罐防雷接地点为2处。埋地油罐与 露出地面的工艺管道相互进行电气连接并接地。供配电系统釆用TN-S系统,防雷接地、 防静电接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等,共用接地装置。
汽油罐车卸车场地设置能检测跨接线及监视接地装置状态的静电接地仪。地上敷设的 油品管道的始末端和分支处设防静电和防感应雷的联合接地装置。油品管道上的法兰两端 用金属线跨接。
加油站装有视频监控一套,对站区实现多方位监控。
加油站建成后,石油公司对加油站的安全设施进行检查,对发现的问题及时进行了整 改。整改完成后,石油公司自主选择、委托具有资质的安全评价机构对安全设施进行安全 验收评价,签订了安全验收评价合同,出具了安全验收评价委托书,按照安全评价机构的 要求,提供项目有关资料,对安全评价机构现场检查提出的问题及时进行了整改并提交了 整改回复。
接收委托的安全评价机构按照《安全评价通则》(AQ 8001)和《安全验收评价导则》 (AQ 8003)的规定,编制了安全验收评价报告。
2. 案例说明
本案例包含或涉及下列内容:
(1) 安全评价的法律法规和标准要求。
(2) 安全评价的组织和实施。
(3) 安全评价的基本过程和内容。
3. 关键知识点及依据
d)安全评价分类。•
(2) 安全评价的过程、内容以及安全评价报告的编制要求、主要内容。
(3) 根据提供的情景资料,编制安全检查表,分析工艺设备设施、消防、防雷防静 电的符合性。依据的安全技术标准和规范有《汽车加油加气加氢站技术标准》 (GB 50156)、《建筑设计防火规范》(GB 50016)、《爆炸危险环境电力装置设计规范》 (GB 50058)、《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)、《液体石油产品静电安全规程》(GB 13348)、《国家安全监管总局关于印发〈危险化学品建设项目安全评价细则(试行)〉的 通知》(安监总危化〔2007〕255号)。
(4) 对加油和接卸油进行作业条件危险性分析,对储油设施进行火灾爆炸事故树 分析。
4. 注意事项
(1) 本案例涉及的安全评价法律法规和标准为《安全生产法》、《危险化学品安全管 理条例》、《安全评价通则》(AQ 8001)和《安全验收评价导则》(AQ 8003)。
(2) 应熟悉本案例所列的编制安全检査表的安全技术标准和规范。
(3) 委托安全评价中介机构进行安全评价过程涉及自主选择委托安全评价机构、签 订评价合同、出具委托书、提供项目有关资料、整改回复等过程。
1.情景描述
甲公司在进行乙化工厂澄清池防腐工程施工过程中发生中毒事故,造成1人轻伤,1 人因抢救无效死亡,直接经济损失60万元。
事故经过如下:
乙化工厂在将自己生产区域内深约4m的澄清池防腐工程外包过程中,选择了报价最 低的施工单位甲公司,与之签订了工程施工合同和安全协议。安全协议规定,甲公司如在 澄清池防腐工程施工中发生事故,其事故后果由甲公司自行负责。
事发当天,天气闷热,室外气温在35~37龙,气压低。施工前,甲公司没有将施工 方案、应釆取的安全技术措施和施工人员资质报乙化工厂审查,也没有办理相关危险作业 许可。
此防腐工程使用的防腐涂料树脂为环氧树脂,其稀释剂应为丙酮,但施工人员没有买 到丙酮,就用苯作为替代品调配进行施工。
池内有毒气体含量超过了极限浓度,但是在施工过程中,甲公司没有设置排风通风设 备,作业人员没有按照《化学品生产单位特殊作业安全规范XGB 30871)规定穿戴防毒 口罩等劳动防护用品,乙化工厂也没有安排人员进行现场监护,致使施工人员吸入过量毒 气,发生中毒事故。
事故调查组发现:
甲公司在施工前没有将施工方案和安全措施交给乙化工厂审查;没有进行风险分析; 没有对操作人员进行安全技术教育;没有督促从业人员穿戴防毒口罩等劳动防护用品;项 目负责人、施工人员没有按法规取得相应的执业资格;没有按法规配备专职安全生产管理 人员进行安全管理;违反合同约定和技术规范规定,擅自使用其他材料代替丙酮作为稀释 剂与环氧树脂调和进行涂刷防腐施工。
甲公司施工技术人员张某,施工前没有进行安全技术交底;作为现场监护人员,在作 业人员从事受限空间作业时,擅自离开现场。
乙化工厂没有对甲公司现场作业进行安全培训和安全确认;没有要求甲公司办理相关 危险作业证;对其擅自施工的行为,没有及时制止;虽然与甲公司签订了安全协议,但协 议中没有约定安全教育、工作许可、现场监护等内容,存在“以包代管”的现象。
乙化工厂和甲公司在上述问题上均没有相应安全生产规章制度。
2. 案例说明
本案例包含或涉及下列内容:
(1) 安全生产法律法规关于安全生产制度的规定和要求。
(2) 企业主要安全生产规章制度。
(3) 企业基本安全生产制度和安全操作规程内容。
(4) 企业基本安全生产制度和危险作业、主要岗位的安全操作规程。
3. 关键知识点及依据
(1) 企业主要安全生产规章制度一般包括安全生产责任制度、安全管理定期例行工 作制度、承包与发包工程安全管理制度、安全措施和费用管理制度、重大危险源管理制 度、危险物品使用管理制度、安全隐患排查和治理制度、事故调查报告处理制度、消防安 全管理制度、应急管理制度、安全奖惩制度、安全教育培训制度、劳动防护用品管理制 度、安全设施设备管理制度、特种作业及特殊作业管理制度、岗位安全规范、职业健康管 理制度、“三同时”制度、安全检查制度、定期维护检修制度、定期检测检验制度、安全 操作规程、安全标志管理制度、作业环境管理制度、工业卫生管理制度等。
(2) 安全生产责任制是各项安全生产规章制度的核心,是按照“安全第一、预防为 主、综合治理”的安全生产方针和“管生产的同时必须管安全”原则,将各级负责人员、 各职能部门及其工作人员和各岗位生产人员在安全生产方面应做的事情和应负的责任加以 明确规定的一种制度。
(3) 安全规章制度建设以安全生产法律法规、国家和行业标准、地方政府的法规和 标准为依据,以生产、经营过程的危险有害因素辨识和事故教训为依据,以国际、国内先 进的安全管理方法为依据。
(4)危险作业管理主要应考虑动火作业、进入容器(或受限空间)作业、高处作业、 起重吊装作业、动土作业、检修作业等。
4.注意事项
(1) 危险作业、主要岗位的安全操作规程不是操作法或安全规定,它一般应包括作 业、岗位的危险性分析,一般规定,主要工艺指标和操作要点,异常情况处理。
(2) 熟悉承包商安全管理的相关要求,包括资质认定、安全协议、施工方案的审查、 施工风险分析及安全措施、现场监护和管理、危险作业许可等要求。
1. 情景描述
某化工厂拟将原有10 X IO4 t/a的聚氯乙烯装置扩建为15 X IO4 t/a,同时配套的烧碱 装置由 10 XlO4 t/a 扩建为 15 X IO4 t∕ao
扩建的烧碱装置主要包括电解工序、氯氢处理及氯化氢合成、蒸发固碱工序。扩建的 PVC装置主要包括乙焕发生工序、氯乙烯生产工序和氯乙烯聚合工序。其他的生产、生 活辅助设施和公用工程均根据生产能力的提高作相应的调整和扩建。
聚氯乙烯生产选择以电石为原料生产乙族;以乙烷、氯化氢为原料合成氯乙烯,用悬 浮聚合的方法生产聚氯乙烯,釆用旋风干燥床干燥聚氯乙烯粉料、自动包装的工艺技术 路线。
烧碱装置以固体原盐为原料,釆用金属阳极隔膜电解技术生产烧碱、氯气和氢气;以 蒸汽为热源,釆用DI效四体蒸发浓缩技术生产42% NaOH;以精煤气化技术生产的煤气为 热源,利用固碱技术生产96% NaOH固体碱;采用氯气和氢气处理技术生产液氯,用氯化 氢正压合成法分别生产氯化氢及盐酸。
2. 案例说明
本案例包含或涉及下列内容:
(1) 建设单位在申请建设项目安全条件审查时应提交的文件和资料。
(2) 安全评价报告要求。
(3) 外部安全防护距离的要求。
(4) 建设项目试生产(使用)方案要求。
3. 关键知识点及依据
(1) 危险化学品建设项目安全审查相关知识,《危险化学品建设项目安全监督管理办
法》。 ’
(2) 安全评价报告的主要内容。
(3) 《建筑设计防火规范》(GB 50016)、《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)、 《化工企业总图运输设计规范》(GB 50489)、《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防 护距离确定方法》(GB/T 37243 )。
4. 注意事项
(1)该项目属于危险化学品建设项目,与其他建设项目在安全审查及监督管理方面 均存在区别。
(2)由于氯气的存在,除防火距离外,卫生防护距离也是比较重要的内容。
1. 情景描述
某危险化学品生产企业已经取得危险化学品安全生产许可证、危险化学品生产许可 证。该企业原料、产品是通过其所办的一家机电产品经营公司购买和销售的,这家经营公 司从一家合法的危险化学品经营公司买进原料。
该企业有一原材料危险化学品库房,因所储存的危险化学品的量已经超过临界量,构 成重大危险源,比较危险。为此,该企业选调了一个工作认真、踏实、责任心很强的员工 管理该库。该员工负责原材料出入库房,没有出现任何差错。该库房危险化学品的数量、 储存地点以及管理人员的情况,已经报当地安全生产监督管理部门备案。
为提高经济效益,该企业扩建一条危险化学品产品生产线,原料、产品均是危险化学 品。前期工作准备好后,向县安全生产监督管理部门提出申请,提交了下列文件:①可行' 性研究报告;②原料、中间产品、最终产品或者储存的危险化学品的燃点、自燃点、闪 点、爆炸极限、毒性等理化性能指标;③包装、储存、运输的技术要求;④安全评价报 告;⑤事故应急救援措施。县安全生产监督管理部门及时组织有关专家进行审查,经审查/ 符合条件,县安全生产监督管理部门很快就颁发了批准书,项目顺利实施。
半年后生产线建成,按程序经过相关部门“三同时”验收后投产。为满足用户需要, 产品采用简易包装袋,附印上质量指标。用户需要少量的产品时,该企业用小货车送货上 门。产品供不应求,取得了很好的经济效益。
2. 案例说明
本案例包含或涉及下列内容:
(1) 危险化学品生产企业安全生产许可证办理的有关内容。
(2) 危险化学品包装、运输、储存的内容。
(3) 危险化学品生产企业构成重大危险源需要上报的相关部门。
3. 关键知识点及依据
(1) 危险化学品生产企业安全生产许可证办理的有关要求,《危险化学品安全管理条 例》《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》。
(2) 危险化学品包装、运输、储存的要求,《危险化学品安全管理条例》。
(3) 危险化学品生产企业构成重大危险源需要上报有关部门的要求,《危险化学品安 全管理条例》《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》。
4. 注意事项
(1) 企业应根据《危险化学品安全管理条例》《危险化学品生产企业安全生产许可证 实施办法》的要求,申请危险化学品安全生产许可证。
(2) 提交申请的证明文件齐全才能通过审査。
(3) 危险化学品的包装不能是简易包装,无安全技术说明书、化学品安全标签等属 于不合格。
(4) 构成重大危险源的危险化学品企业还应将危险化学品的数量、储存地点及管理 人员的情况上报当地应急管理部门和有关部门备案。
1. 情景描述
某厂供应处因怀疑油库1号卧式地下汽油罐(L9950 mm X 02600 mm)有漏油现象, 决定对汽油罐进行清理检査。供应处领导带领几个人到现场,并指挥清理罐底残余油品。 一民工戴好防毒面具后,沿梯子下罐作业,到罐底后,上面的人把梯子抽出,民工在罐底 向罐口处上面的监护人摇手。罐口处上面的人认为他要油桶和手电,于是把手电放在小桶 内,用绳子拴好放下罐底。民工见状急忙卸下防毒面具,向罐口喊“不行了”,紧接着就 倒在罐底。供应处领导急忙指挥验收员下去救人,验收员下到罐底用绳子拴好民工后,上 面人把民工拉上罐,而验收员却倒在罐底。供应处领导情急之下,自己拴好绳子去救验收 员,刚到罐底就倒在下面,众人立刻将他拉上来。工厂消防队接到报警后,赶到现场。消 防员下到罐底将验收员救起,自己也中毒受伤。验收员因窒息时间较长,经抢救无效死亡。
2. 案例说明
本案例包含或涉及下列内容:
(1) 受限空间作业的有关要求。
(2) 应急救援的有关规定。
(3) 危险作业审批制度的有关规定。
(4) 事故原因分析。
(5) 承包商管理的有关规定。
3. 关键知识点及依据
(1) 《危险化学品企业特殊作业安全规范>(GB 30871)对于受限空间作业的要求。
(2) 应急救援要求,《生产安全事故应急条例》、《生产安全事故应急预案管理办法》 (应急管理部令第2号)、《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》(GB/T 29639) o
(3) 事故分析要求,《生产安全事故报告和调查处理条例》《工伤保险条例》。
4. 注意事项
(1) 罐内存有大量汽油蒸气,氧气含量过低,造成人体缺氧窒息。
(2) 供应处领导违章指挥,在未检测罐内汽油蒸气浓度、未进行置换通风的情况下, 指挥人员下罐作业。
(3) 没有制定详细的下罐作业方案,在没有釆取可靠的安全措施情况下,派人下罐 作业。
(4) 没有制定事故应急救援预案,事故发生后现场抢救措施不当,指挥失误,造成 人员伤亡扩大。
(5) 下罐作业和下罐救援没有配备专业的防护用具。
(6) 没有落实进入受限空间审批许可制度。
1.情景描述
某年7月22 B 9时50分左右,某化工厂正在执行甲苯装卸任务的汽车槽车突然发生 爆炸起火,将整辆汽车槽车包括车上约1. ɜt的甲苯全部烧毁,造成2人死亡。
7月22日上午,该化工厂租用某运输公司一辆汽车槽车,到铁路专线上装卸外购的 46. 5 t甲苯,并指派仓库副主任、厂安全员及2名装卸工执行卸车任务。约7时20分,开 始装卸第一车。由于火车与汽车槽车约有4m高的位差,装卸直接采用自流方式,即用4 条塑料管(两头套橡胶管)分别插入火车和汽车罐体,依靠高度差,使甲苯从火车罐车 经塑料管流入汽车罐车。约8时30分,第一车甲苯约13. 5 t被拉回公司仓库。约9时50 分,汽车开始装卸第二车。汽车司机将汽车停放在预定位置后与安全员到离装,卸点约 20 m的站台上休息,1名装卸工爬上汽车槽车,接过地上装卸工递上来的装卸管,’打开汽 车槽车前后2个装卸孔盖,在每个装卸孔内放入2根自流式装卸管。4根自流式装卸管全 部放进汽车槽罐后,槽车顶上的装卸工因天气太热,便爬下汽车去喝水。人刚走离汽车约 2m,汽车槽车靠近尾部的装卸孔突然发生爆炸起火。爆炸冲击波将2根塑料管抛出罐外, 喷洒出来的甲苯致使汽车槽车周边燃起一片大火,2名装卸工当场被炸死。约10 min后, 消防车赶到。经10多分钟的扑救,大火全部扑灭,阻止了事故进一步的扩大,火车槽车 基本没有受损害,但汽车已全部被烧毁。
据调査,事发时气温超过35 CCO当汽车完成第一车装卸任务并返回火车装卸站台时, 汽车槽罐内残留的甲苯经途中30多分钟的太阳暴晒,已挥发到相当高的浓度,但未釆取 必要的安全措施,直接灌装甲苯。
没有严格执行易燃易爆液体灌装操作规程,灌装前槽车通地导线没有接地,也没有检 测罐内温度。 更多免费资料老姚注安Q群:
2. 案例说明 总群819223280建筑1028036193化工747012873其他628721411
本案例包含或涉及下列内容:
(1) 危险化学品装卸作业的有关要求。
(2) 静电防护技术及静电接地要求。
(3) 高温天气装卸作业要求。
(4) 危险化学品从业人员安全教育培训要求。
(5) 防火防爆安全技术要求。
3. 关键知识点及依据
(1) 《安全生产法》关于建立企业安全生产规章制度、安全教育培训的要求。
(2) 《危险化学品安全管理条例》对装卸作业的安全要求。
(3) 《生产经营单位安全培训规定》对危险化学品从业人员培训的要求。
(4) 《石油化工企业设计防火标准)(GB 50160)对于装卸作业防火防爆的要求。
4. 注意事项
(1) 直接原因是装卸作业没有按规定装设静电接地装置,使装卸产生的静电无法及 时导除,造成静电积聚过高产生静电火花,引发事故。
(2) 间接原因是高温作业未采取必要的安全措施,因而引发爆炸事故。
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[34] 国家能源局.SY/T 4208-2016 石油天然气建设工程施工质量验收规范 长输管道线路工程 [S]. 2017.
因国家机构改革,原国家安全生产监督管理总局承担的有关职能并入应急管理部,凡 书中提及的“国家安全生产监督管理总局”“国务院安全生产监督管理部门”,实践应用 中请分别对应“应急管理部”“国务院应急管理部门”。
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总群819223280建筑 1028036193 化工747012873 其他628721411
∙507∙
消除产生静电的附加源
产生静电的附加源如液流的喷溅、容器底部积水受到注入流的搅拌、在液体或粉体内 夹入空气或气泡、粉尘在料斗或料仓内冲击、液体或粉体的混合搅动等。只要釆取相应的 措施,就可以减少静电的产生。
(1) 为了避免液体在容器内喷溅,应从底部注油或将油管延伸至容器底部液面下。
(2) 为了减轻从油槽车顶部注油时的冲击,从而减少注油时产生的静电,应改变注 油管出口处的几何形状,如图3-18所示。这样做对降低油槽内油面的电位有一定的 效果。
(3) 为了降低罐内油面电位,过滤器不宜离管出口太近。一般要求从罐内到出口有 30 S的缓冲时间,如满足不了则要配置缓冲器或其他防静电措施。
消除杂质