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危险化学品生产工艺设计与区域规划优化

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:危险化学品生产经营单位的建设应根据城市规划和工业区规划的要求,按经批准的设计计划任务书指定的地理位置选择厂址。危险化学品生产经营单位的功能分区,通常可分为五部分。

危险化学品生产工艺设计与区域规划优化

(一)工艺装置设计的基本安全要求

在危险化学品生产经营单位中各工艺过程和生产装置,由于受内部和外部各种因素的影响,可能产生一系列的不稳定和不安全因素,从而导致生产停顿和装置失效,甚至发生毁灭性的事故。为保证安全生产,在工艺装置的设计中,必须把生产和安全有机地结合起来,加以全面妥善的处理,并能符合以下基本要求。

(1)从保障整个生产系统的安全出发,全面分析原料、成品、加工过程、设备装置等各种危险因素,以确保安全的工艺路线,选用可靠的设备装置,并设置有效的安全装置和设施。

(2)能有效地控制和防止火灾爆炸的发生。在防火设计方面应分析研究生产中存在的可燃物、助燃物和点火源的情况和可能形成的火灾危险,采取相应的防火和灭火措施。在防火设计方面,应分析研究可能形成爆炸性混合物的条件,起爆因素及爆炸传播的条件,并采取相应的措施,以控制和消除形成爆炸性的条件,以及防止爆炸波的冲击。

(3)有效地控制化学反应中的超温、超压和爆聚等不正常情况,在设计中应预先分析反应过程中的各种动态特性,并采取相应的控制措施。

(4)对使用物料的毒害性进行全面的分析,并采取有效的密闭、隔离、遥控以及通风排毒等措施,以预防工业中毒和职业病的发生。

(5)对于有潜在的危险,可能使大量设备和装置遭受毁坏或有可能泄放出大量有毒物料而造成多人中毒死亡的工艺过程和生产装置,必须采取可靠的安全防护系统,以消除和防止这些特殊危险因素。

工艺过程和装置设备的安全是构成化工生产过程中安全的重要部分。工艺过程安全是指在化工单元过程中,所进行的氧化、还原、硝化、裂化、聚合等过程,以及化工单元操作蒸馏、冷凝、干燥、粉碎等操作过程的安全。生产装置的安全是指构成装置的各种机器的设备、塔、罐、槽、泵等的耐腐蚀、耐疲劳性等有关材质和强度等方面的安全。

在设计阶段,首先对工艺过程危险性、设备的危险性及人的危险因素进行全面的分析,在此基础上分别对装置的总的危险性,各个机器设备输送过程和维修中的危险性,采取综合的技术预防设施和手段。在进行有关安全方面的设计时,可按下列步骤考虑:

(1)保障工艺过程的安全。主要是为了防止火灾爆炸事故,对工艺参数尤其是温度、压力流量、组分进行控制,以及设置隔断火源及安全检测与控制系统。

(2)考虑在发生异常情况时,设置防止事故及机器设备破坏的装置,如安全泄压装置和抑制爆炸装置等。

(3)考虑当不能有效阻止事故发生的情况下,设置防止事故扩大的局限设施,如防火墙、防爆墙、防护堤等。

(4)考虑当发生次生灾害,或次生灾害引起二次或三次灾害时,设置如安全距离、疏散出口及人身保护等设施。

(二)厂址选择与总平面布置

1.厂址选择

正确选择厂址是保障危险化学品生产经营单位安全的重要前提。危险化学品生产经营单位的建设应根据城市规划和工业区规划的要求,按经批准的设计计划任务书指定的地理位置选择厂址。选择厂址应综合分析与权衡厂址的地形条件以及有关的自然和经济资料,进行多方案的技术经济、安全可行性的比较,合理选择,做到安全可靠。选择厂址的基本安全要求是:

(1)有良好的工程地质条件。厂址不应该设置在有滑坡、断层、泥石流、严重流沙、淤泥溶洞地下水位过高,以及地基承载力低于1kg/cm2的地表上。

(2)在沿江河、海岸布置时,应位于临江河、城镇和重要桥梁、港区、船厂、水源地等重要建筑物的下游。

(3)避开爆破危险区、采矿崩落区及有洪水威胁的地域。在位于坝址下游方向时,不应设在当水坝发生意外事故时有受水冲毁危险的地段。

(4)有良好的卫生气象条件,避开窝风积雪的地段和饮用水源区,并考虑季节风向、台风强度、雷击及地震的影响和危害。

(5)与邻近企业的关系,要趋利避害,既要利用已有的设施进行最大限度的协作,又要避开可能招致的危害。厂址布置应在火源的下风侧,毒性和可燃物质的上风侧。

(6)便于合理配置供水、排水、供电、运输系统及其他共用设施。

2.总平面布置的基本原则

在厂址确定之后,必须在已确定用地范围内,有计划、合理地进行建筑物、构筑物及其他工程设施的平面布置,交通运输线路的布置,管线综合布置,绿化布置以及环境保护措施布置等。为保障安全,在总平面布置中应遵循以下基本原则:

(1)从全面出发合理布局,正确处理生产与安全、局部与整体、重点和一般、近期与远期的关系,把生产、安全、卫生、适用、技术先进、经济合理和尽可能的美观等因素做出统筹安排。

(2)总平面布置应符合防火、防爆的基本要求,体现“防火为主,防消结合”的方针,并有疏散和灭火的设施。

(3)应满足安全、防火、卫生等设计规范、规定和标准的要求,合理布置间距、朝向及方位。

(4)合理布置交通运输和管网线路及进行绿地环境保护。

(5)合理考虑发展和改建、扩建的要求。(www.xing528.com)

3.总平面布置的要求

危险化学品生产经营单位总平面布置根据以上基本原则,从安全的观点出发,要求对总平面按照使用功能要求进行分区布置。危险化学品生产经营单位总平面布置应根据工厂各组成部分的性质、使用、功能、交通运输联系、防火和卫生要求等因素,将性质相同、功能相近、联系密切、对环境要求一致的建筑物、构建物及设施分成若干组,并结合用地的具体条件进行功能分区。危险化学品生产经营单位的功能分区,通常可分为五部分。

(1)生产车间及工艺装置区。包括各种工艺装置、设备、建筑物、构筑物、输送管线、中间储槽及其泵房。

(2)原料和成品储存区。包括储槽、储罐、液体装卸设备、原料和成品气柜及库房等。

(3)辅助设施区。包括检修、锻压及热处理车间、化验室、10kW以上的变电和配电装置等。

(4)工厂管理区。包括办公楼、汽车库、食堂和浴室等。

(5)生活区。包括宿舍、托儿所、医院等。

4.主要生产工艺装置的布置要求

危险化学品生产经营单位的生产工艺装置区及储存区是主要的潜在危险区,必须慎重考虑合理布置,以保证安全。对主要装置、建筑物、构筑物和储罐的要求如下:

(1)散发可燃气体和可燃蒸气的生产工艺装置,易燃和可燃液体、液化石油气的储罐区及装卸区,以及散发可燃气体的全厂性污水处理设施等,都应布置在人员集中区域及明火或散发火花地点的侧风向或下风向,并在飞火烟囱的侧风向。

(2)经常使用铁路和汽车运输物品的工艺生产装置、储罐区、仓库、堆场及装卸站台,应布置在厂区边缘。

(3)生产工艺装置呈阶梯式布置时,台阶间应有防止易燃、可燃液体流散的截流措施。易燃、可燃液体与液化石油气的储罐区,不应布置在排洪沟上游或高于相邻工艺生产装置及人员集中场所的地段,如果在特殊情况下,必须布置在上游或较高的地段时,应采取防止易燃、可燃液体流散的有效措施。

(4)空气分离装置应布置在空气清洁的地段,位于乙炔生产装置和散发碳氢化合物等有害气体及粉尘装置的侧风向或上风向。

(5)自备电站、全厂性锅炉房(均无飞火)和总配电所,应位于散发可燃气体和可燃蒸气的生产装置、易燃和可燃液体及液化石油气的储罐区、装卸区的侧风向或上风向。总变电所、配电所的室内地坪,应高出散发可燃气体和可燃蒸气(相对密度大于0.7)相邻生产装置室外地坪不小于0.6m;35kW以上的总变配电所,应布置在厂区边缘。

(6)桶装电石仓库布置在散发大量水雾设施附近时,应位于侧风向或上风向;当布置在冷却塔的上风向时,与其间距不应小于50m;布置在下风向时,其间距不应小于100m。

(7)全厂性高架火炬,应布置在生产工艺装置、易燃和可燃液体与液化石油气的储罐区及装卸区,全厂性重要辅助生产设施及人员集中场所的侧风向。

5.建筑物的组合安排

建筑物的组合安排,涉及建筑体型、朝向、间距、布置方式所在地段的地形、道路、管线的协调等。建筑物的建筑层次应根据土壤承载能力来确定,有地下室设施的建、构筑物应布置在地下水位较低的地方。

对于会散发毒害物质的生产工艺装置及其有关建筑物,应布置在厂区的下风向。为了防止厂区内有害气体的弥漫和影响,并能迅速予以排除,应使厂区的纵轴与主导风向平行或不大于45°交角。对危险化学品生产经营单位中需加速气流扩散的部分建筑物,应将长轴与主导风向垂直或不小于45°交角。这样可以有效地利用人为的穿堂风,以加速气流的扩散。

建筑物的方位应保证室内有良好自然采光和自然通风,但应防止过度的日晒。最适宜的朝向根据不同纬度的方位来确定。为了有利于自然采光,各建筑物之间的间距应不小于相对两建筑中最高屋檐的高度。

根据化工各类不同生产性质和可能,在厂区内主要干道的两侧,有计划地种植行道树灌木绿化丛,不但有美化环境的作用,也有利于减弱生产中散发的有害气体和压抑粉尘,有助于净化空气而改善厂区气候环境,盛夏季节可以大量减少太阳的辐射热,寒冬季节时可以起到防风保暖作用。

厂区总平面图布置必须结合地方、地质情况,以及选用竖向布置来进行设计。如利用平坦的地面排除雨水时,场地主要面的坡度不宜小于0.5%,以利排水。

6.合理组织交通路线

为了避免各种车辆进出厂区过于频繁,并由此产生的振动、噪声和排出的有害气体影响生产及过往行人和生活的安静,主要生产车间应按工艺流程合理安排,以使生产线衔接通顺而短捷,尽量减少不合理的交叉和往返行输。原料和成品仓库要就近交通线,并在保持一定安全距离的条件下,尽可能靠近生产车间,如有可能应用管道输送。辅助车间也应尽可能地接近生产车间。厂区主要的交通网布置应结合生产,使厂内外运输经常保持畅通,合理分散人流和货流。

工厂道路出入口至少应设两处,且应设于不同的方位。要使主要人流和货流分开,主要人行道货运道路应尽可能避免交叉。在不可避免时,尽可能设置栈桥隧道,使其在不同空间行驶,以防交通事故的发生。在厂内道路交叉处,应有足够的会车视距,即在车辆的弯道口处,驾驶员能够清楚地预先看清另一侧的情况。在此视距范围内,不应设置临时建筑、堆物等有碍交通的遮挡物。厂内道路口视距一般不少于70m。

厂内道路应尽量做环形布置,对火灾危险性大的工艺生产装置、储罐区、仓储区及桶装易燃、可燃流体堆场,在其四周应设道路。当受地形条件限制时,可采用尽头式道路,并在尽头设置回车道或回车场地。消防专用道路不应兼作储罐区的防护堤,并应考虑错车要求。在公路型单车道路面边1m宽的路基内,不应布置地面消防栓及地面任何管道。

在厂内运输易燃、可燃液体和液化石油气以及其他危险化学物质的铁路装卸线,应为平直段,当条件受限制时,可设在半径不小于500m的曲线上,但其纵坡应为零。如该装卸线设计为尽头时.延伸终端距装卸站台应不小于20m。

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