30m3×6二丁醚卧式储罐防火防爆课程设计论文.doc

防火与防爆工程课程设计防火与防爆工程课程设计30m3×6二丁醚卧式储罐防火防爆设计目 录第一章 前 言1第二章 项目简介2第三章 二丁醚主要参数及工艺过程危险性分析33.1二丁醚主要参数33.1.1二丁醚的物理性质33.1.2二丁醚的危险性33.2工艺过程危险性分析43.2.1二丁醚储罐区常用工艺设备43.2.2二丁醚储罐区基本功能43.2.3工艺过程火灾爆炸危险性认识4第四章 二丁醚储罐选型与设计64.1储罐选型64.2储罐设计6第五章 总体规划与布局75.1工厂区域规划75.1.1工厂位置选择75.1.2工厂防火距离选择85.2二丁醚储罐区位置选择115.3分区布置125.3.1生产区125.3.2存储区125.3.3生活区135.3.4附属设施区145.4管道布置16第六章 防火堤设计186.1防火堤布置186.2防火堤选型196.3防火堤构造196.3.1防火堤基本构造196.4.1防火堤具体计算20第七章 消防设计277.1消防车道设计277.2消火栓设计277.2.1室外消防用水量277.2.2室外消防给水管道287.2.3消火栓的布置297.3消防站设计307.4消防水源及泵房317.4.1消防水源317.4.2消防水泵房317.5 灭火器布置327.5.1火灾种类确定327.5.2危险等级确定337.5.3灭火器选择337.5.4灭火器设置337.5.5灭火器的最低配置及计算337.6消防水炮、水喷雾系统设计367.6.1消防水炮设计367.6.2水喷雾设计377.7 低倍数泡沫灭火系统设计387.8二丁醚气体检测报警系统设计397.9 火灾自动报警系统设计407.9.1系统设计407.9.2火灾探测器设计42第八章 防爆电气的设计438.1 爆炸危险区域划分438.2爆炸性混合物分级、分组438.3 防爆电气的选择448.3.1电气设备防爆结构选型448.3.2电气线路设计和安装448.3.3电缆及钢管配线技术要求458.3.4电气设备接地设计47第九章 防雷防静电设计489.1 防雷设计489.1.1接闪器489.1.2引下线489.1.3接地装置489.2 防静电设计499.2.1泄漏法499.2.2中和法509.2.3工艺控制法50第十章 安全管理措施52致 谢54参考文献55附 录56附表1 生产的火灾危险性分类56附表2 储存物品的火灾危险性分类举例57附表3 民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积58附表4 各种消防车的满载总重量（kg）59附表5 旋转电气防爆结构的选型60附表6 低压变压器类防爆结构的造型60附表7 低压开关和控制器类防爆结构的选型61附表8 灯具类防爆结构的选型62附表9 信号、报警装置等电气设备防爆结构的选型62iv防火与防爆工程课程设计第一章 前 言在现代生产和生活中，火灾和爆炸已经成为威胁公共安全和危害人身安全的重要灾害之一。火灾具有突发性、多变性和严重性的特征，而爆炸又增加了瞬时性这一特征使得爆炸造成的损害更为迅速，更为惨重。随着科技的发展，生产产品的新工艺，新技术，新原料，新流程的出现为发生火灾、爆炸事故增添了许多的安全隐患，也对安全人员提出了更高的要求和标准。为了减少火灾、爆炸事故的发生，保证人员的生命安全与身心健康，使国家财产免遭损失，需要安全人员必须掌握火灾和爆炸事故的发生、发展和蔓延规律，以及灾害的预防、控制技术及方法。 化工企业生产过程中涉及到的原料、半成品和成品种类繁多且绝大多数属于易燃、易爆、有毒性、有氧化性的化学危险品，如若在生产、加工、装卸、运输的过程中稍操作不当就极有可能造成火灾、爆炸事故，给企业安全生产和经济效益带来重大影响，尤其是爆炸事故。例如今年11月22日，青岛黄岛地区中石化东黄输油管道发生原油泄漏爆炸事故，不仅致使原油入海破坏生态环境，还造成62人遇难、100余人伤亡和巨额的经济损失的悲剧。事故的直接原因是输油管线与排水暗渠交汇处的管线腐蚀严重，引起原油泄漏，流入暗渠，空气和原油在密闭空间里混合，在原油泄漏后，救援处置中违规操作触发了爆炸。这条从1986年就开始使用的输油管线年久失修造成原油泄漏，前六次事故汇报均未提及疏散人群，在维修过程中违规使用非防爆电器，由于安全管理制度的不完善和施工人员安全意识的淡薄最终酿成这起惨剧。由此可见，在化工企业生产过程中必须综合放火、防爆、防毒、防腐蚀等特殊要求，注重杜绝危险危害发生的必要条件，降低事故率，降低伤亡率，实现企业生产本质安全化。 基于对上述情况的认识，针对30m3×6二丁醚卧式储罐可能发生爆炸的潜在危险，本人根据所学习的防火与防爆工程课堂知识结合国家规范，通过小组讨论、查阅资料等方式对30m3×6二丁醚卧式储罐的储存装置的防火防爆和安全使用提出了行之有效的设计方案，在安全管理方面制定了必要的制度以实现安全生产。由于时间仓促，本人水平有限，本课程设计难免存在疏漏错误与不足，恳请老师批评指正！第二章 项目简介本课程设计需要对6座30m3二丁醚卧式储罐的放置地点及周围环境、设施条件等情况进行设计，主要包括：二丁醚主要参数及工艺过程危险性分析、火灾危险类别确定、储罐区地址选择、总平面的布置设计、防火堤设计、储罐选型与设计、消防设计、储罐区的安全管理对策设计等部分。希望能尽量完善储罐区的防火防爆设计，将发生火灾、爆炸事故的危险性降到最低。第三章 二丁醚主要参数及工艺过程危险性分析3.1二丁醚主要参数3.1.1二丁醚的物理性质二丁醚又称为丁醚、正丁醚、二正丁醚、丁基醚、氧化二丁烷等，是一种无色液体, 微有乙醚气味。二丁醚作为一种重要的化工原料，应用广泛，由于其具有良好的溶解力，通常作为树脂、油脂、有机酸、酯、蜡、生物碱、激素等的萃取剂和精制剂；与磷酸丁酯的混合溶液可用作分离稀土元素的溶剂；由于丁醚是惰性溶剂，还可用作格氏试剂、橡胶、农药等的有机合成反应溶剂。二丁醚在常温常压下性质稳定，对金属无腐蚀性。与氧化剂能发生强烈反应。在20水中的溶解度为0.03%，几乎不溶于水，能与乙醇和乙醚混溶，易溶于丙酮。贮存中容易产生具有爆炸性的过氧化物，光照能促进过氧化物的生成，因此，二丁醚在装卸、储存的过程中易发生火灾、爆炸事故，需要设计阶段特别注意，在生产过程中严格遵守安全操作规程。3.1.1二丁醚的物理性质分子式：（C4H9）2O 分子量：130.23 CAS编号：142-96-1 爆炸极限：1.5%7.6% 闪点（闭口）：25 燃点：194.4 熔点：-97.9 沸点（101.3 kPa）：142.2 相对密度（g/mL，水=1）：0.77 饱和蒸气压（29.7）：1.93kPa相对蒸汽密度（g/mL，空气=1）：4.483.1.2二丁醚的危险性易燃爆炸（危险类别码R10）：闪点为25（闭口），在常温下易发生闪燃。爆炸下限为1.5%，稍有气体泄漏就到达爆炸极限，与空气混合形成爆炸性混合气体，遇明火、高热极易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。与氧化剂能发生强烈反应。有毒性（危险类别码R36/37/38）：属低毒类，毒性较小，但是吸入二丁醚可致咳嗽、呼吸困难、头痛、头晕、恶心、疲乏和四肢无力，眼和皮肤接触可致灼伤。因此，长期接触不利于工作人员身体健康。危害生态环境（危险类别码R52/53）：尤其对水生生物有害，可能在水生环境中造成长期不利影响，因此要避免释放到环境中，应对水体应给予特别注意（安全说明S61）。3.2工艺过程危险性分析3.2.1二丁醚储罐区常用工艺设备（1） 储罐：用于储存二丁醚的压力容器，储罐区共有6座储罐，采用30m3卧式储罐。（2） 汽车储罐：用于运输二丁醚的专用车辆上的储存容器。（3） 可燃液体泵：用于二丁醚卸车、装车、倒灌、抽残等工艺的动力设备。根据二丁醚的基本性质，可选择蒸汽往复泵作为工艺过程中的使用设备。3.2.2二丁醚储罐区基本功能（1） 卸车功能：将二丁醚从汽车储罐装于储罐，其工艺路线为：汽车储罐-可燃液体 泵-储罐。（2） 装车功能：将储罐内的二丁醚装入汽车储罐，其工艺路线为：储罐-可燃液体泵-汽车储罐。（3） 倒灌功能：将二丁醚从一个储罐转移到另一个储罐（常用于检修或事故中），其工艺路线为：储罐-可燃液体泵-储罐。（4） 抽残功能：去除二丁醚储罐内的残留液体，其工艺路线为：储罐-可燃液体泵-残液罐。3.2.3工艺过程火灾爆炸危险性认识易燃烧：泵送二丁醚时，泵体连接处，泵轴与泵壳之间以及泵体与管道连接处均是二丁醚易泄漏的地方，即使正确使用泵和泵在正常运转时，二丁醚也可能发生渗漏。二丁醚具有可燃性，则漏出的二丁醚流淌到泵房四处，遇火源即会发生燃烧。当泵送二丁醚时，泵出现故障和损坏，可能造成大量二丁醚喷出、泄漏，引起火灾。二丁醚输送设备停工检验期间，其内残留的二丁醚易外泄，可能引起燃烧。易爆炸：从设备中泄漏出来的二丁醚蒸发，与空气混合会形成爆炸性混合物而发生爆炸。二丁醚属于闪点为25，属于低闪点易燃液体，危险性更大。明火引起火灾爆炸：明火作为着火源引起的火灾占较大比例。其来源比较复杂，如用火、用电、明火吸烟、机动车排气管火星，尤其是设备检验时临时性作业的焊接切割火花，温度高达15002000，飞溅间隔可达20多米。摩擦、撞击火花引起火灾爆炸：主要来源于泵轴摩擦、泵轴和金属相互撞击，引燃二丁醚。泵轴轴线不正，运转时部件摩擦产生高热；滚珠轴承安装不标准或润滑不足，摩擦产生高热；盘根安装过紧，振动过热，泵空转造成泵壳变热；泵导管充气引起导管剧烈跳动，甚至折断，泄漏，发生事故。设备故障引起的火灾爆炸：储罐安全附件失效等故障极有可能导致事故发生。电动机负荷运行、电动机接地不良、电动机匝间或相间短路或碰壳等故障都有可能导致火灾。泵长时间缺水使泵轴烧坏引起火灾、冷却水中断，引起轴承烧坏等故障都有可能诱发火灾爆炸事故的发生。雷击（电）引起火灾爆炸：二丁醚输送过程中易产生静电，若静电消除不力，会产生静电火花，其次人员行走、穿脱衣服、其他物体摩擦也能产生静电火花。当避雷保护装置不起作用时易遭雷击引起火灾。违章操作：操纵失误，错开阀门造成泄漏二丁醚事故；违反安全操作规程、违章作业、维修不当造成设备短路，电机烧坏，尽缘下降，引发电气火灾。控火和灭火不力，火势扩大：不会使用灭火用具；灭火设备未按时检验，导致失效；未能够安装合适灭火设备，灭火能力不够，是导致二丁醚储罐区火灾迅速蔓延的主要因素之一。第四章 二丁醚储罐选型与设计4.1储罐选型本项目已经规定储罐类型为30m3卧式储罐。可知30m3卧式储罐的尺寸分为两类。根据节约用地和经济原则，选择筒径直径2400mm，壁厚8mm，长度6000mm，封头厚度8mm的30m3卧式储罐为存储二丁醚的压力容器。储罐应采用钢罐，造价低，施工快，检修方便，寿命长。4.2储罐设计（1） 二丁醚储罐宜设自动脱水器，并应设液位计和高液位报警器，必要时可设自动联锁切断进料设施。（2） 二丁醚储罐的进料管应从罐体下部接入。若必须从上部接入，宜延伸至距罐底200mm 处。储罐进料管要求从储罐下部接入主要是为了安全和减少损耗。二丁醚从上部进入储罐，如不采取有效措施，会使二丁醚喷溅，这样除增加物料损耗外，同时增加了液流和空气摩擦，产生大量静电，达到一定电位，便会放电而发生爆炸起火。（3） 储罐的进出口管道应采用柔性连接，防止储罐与管道之间产生不均匀沉降引起破坏。（4） 储罐井口内应装有二丁醚蒸汽浓度探测仪,对罐内时刻进行二丁醚气体的泄漏检测,当发生泄漏报警时,进料阀与输料阀同时关闭,此时应立即采取措施进行紧急处理。（5） 储罐内层液面上应充注氮气进行保护，首次加注二丁醚前,必须用氮气对罐内的空气进行置换。（6） 气体探测系统一般采用独立电源供电,并配备有备用电源,保证气体探测系统始终处于正常工作状态。（7） 储罐应设置2个人孔。（8） 进、出装置的二丁醚管道，在装置的边界处应设隔断阀和8字盲板，在隔断阀处应设平台，长度等于或大于8m的平台应在两个方向设梯子。 第五章 总体规划与布局5.1工厂区域规划5.1.1工厂位置选择（1） 根据石油化工企业设计防火规范，在进行总体规划与布局时，应根据二丁醚储罐区及其相邻的工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形，风向等条件，合理布置。（2） 由于二丁醚具有发散出可燃蒸气的性质，其储罐区宜布置在邻近城镇或居民区的全年最小频率的上风侧，以便发散出的可燃蒸气可在最短时间内扩散，减小火灾、爆炸事故发生的可能性。（3） 如位于山区或丘陵地区，二丁醚的储罐区应避免布置在窝风地带，避免因通风不良导致可燃蒸气集聚，增加火灾、爆炸危险性。（4） 二丁醚的储罐区如需沿江河布置时，宜位于邻近江河的城镇、重要桥梁、大型锚地、船厂等重要建筑物或构筑物的下游，以免二丁醚泄漏流入水域与明火接触而发生火灾爆炸事故，从而可能对下游的重要设施或建筑物、构筑物带来威胁。由于二丁醚的燃烧爆炸性和毒性，所以应尽量避免将二丁醚的储罐区沿江河布置。（5） 二丁醚的储罐区应采取防止泄漏的二丁醚和受污染的消防水排除厂外的措施。泄漏的二丁醚一旦流出厂区，有可能与明火接触而引发火灾爆炸事故，造成人员伤亡和财产损失；泄漏的二丁醚和受污染的消防水未经处理直接排放，会对居住区、水域及土壤造成重大环境污染。为了防止泄漏的二丁醚和受污染的消防水直接流出厂区，需另外增设有效设施,如设置事故存液池、受污染的消防水池、雨水监控池、排水总出口设置切断阀等设施，确保泄漏的二丁醚和受污染的消防水不直接排至厂外。（6） 二丁醚的储罐区不宜布置在区域排洪沟附近。如受到地形限制，区域排洪沟不得不穿过储罐区，必须采取防止泄漏的二丁醚和受污染的消防水流入区域排洪沟的措施，以减小发生排洪沟发生火灾爆炸事故的可能性和对下游水体、建筑物、人员的威胁。（7） 与二丁醚生产无关的输油管道、输气管道不应穿越厂区。此类管道若穿越厂区，其生产管理与二丁醚的储存相互影响，且一旦泄漏或发生火灾会对二丁醚的储存造成威胁。同样，二丁醚的储罐区发生火灾爆炸事故也会对输油、输气管道造成影响。（8） 国家、地区、城市以及除厂内道路以外的公用道路和地区架空电力线路严禁穿越二丁醚的储罐区。这些公用道路上行驶的车辆如若不加防患措施，会给防火、安全管理和保卫工作带来很大隐患。地区架空电力线一旦发生倒杆、断线或导线打火等意外事故，便有可能影响二丁醚的储存并引发火灾造成人员伤亡和财产损失。反之，二丁醚的储罐区内一旦发生火灾或爆炸事故，对架空电力线也有威胁。（9） 当相邻设施为港区陆域、重要物品仓库和堆场、军事设施、机场等，对二丁醚的储罐区的安全距离有特殊要求时，应按有关规定执行。5.1.2工厂防火距离选择二丁醚的储罐区与同类企业及油库的防火间距应不小于表1的规定。 二丁醚的储罐区与相邻工厂或设施的防火间距应不小于表2的规定。对可能携带二丁醚的高架火炬与相邻工厂或设施的防火间距应不小于表3的规定。表1 二丁醚的储罐区与同类企业及油库的防火间距同类企业及油库二丁醚液体储罐区（罐外壁）(米)液化烃储罐区（罐外壁）60可燃液体储罐区（罐外壁）1.5D（见注释）可能携带可燃液体的高架火炬（火炬筒中心）90甲、乙类工艺装置或设施（最外侧设备外缘或建筑物的最外轴线）50全厂性或区域性重要设施（最外侧设备外缘或建筑物的最外轴线）60明火地点40注： 表中D为较大罐的直径。当1.5D小于30m 时，取30m；当1.5D大于60m 时，可取60m；当丙类可燃液体罐相邻布置时，防火间距可取30m。表2 二丁醚的储罐区与相邻工厂或设施的防火间距相邻工厂或设施二丁醚液体储罐区（罐外壁）(米)居民区、公共福利设施、村庄100相邻工厂（围墙或用地边界线）75厂外铁路国家铁路线（中心线）45厂外企业铁路线（中心线）35国家或工业区铁路编组站（铁路中心线或建筑物）45厂外公路高速公路、一级公路（路边）30其他公路（路边）20变配电站（围墙）50架空电力线路（中心线）1.5 倍塔杆高度、国家架空通信线路（中心线）40通航江、河、海岸边25地区埋地输油管道原油及成品油（管道中心）30液化烃（管道中心）60地区埋地输气管道（管道中心）30装卸油品码头（码头前沿）60表3 可能携带二丁醚的高架火炬与相邻工厂或设施的防火间距相邻工厂或设施可能携带可燃液体的高架火炬（火炬中心）防火间距(米)居民区、公共福利设施、村庄120相邻工厂（围墙或用地边界线）120厂外铁路国家铁路线（中心线）80厂外企业铁路线（中心线）80国家或工业区铁路编组站（铁路中心线或建筑物）80厂外公路高速公路、一级公路（路边）80其他公路（路边）60变配电站（围墙）120架空电力线路（中心线）80、国家架空通信线路（中心线）80通航江、河、海岸边80地区埋地输油管道原油及成品油（管道中心）60液化烃（管道中心）80地区埋地输气管道（管道中心）60装卸油品码头（码头前沿）1205.2二丁醚储罐区位置选择二丁醚属于易燃液体，泄漏后易造成火灾、爆炸事故，且对人体及生态环境具有破坏性作用。由于二丁醚的储罐区占地面积较大、总量较多，可燃蒸汽散发也较多，因此是全局防火防爆的重点。为了安全生产，满足各类设施的不同要求，防止或减少火灾的发生及相互间的影响，在总平面布置时，应结合地形、风向等条件，将全局等划分为不同的功能区，既有利于安全防火防爆，也便于操作和管理。因此，需要根据相关法律法规进行合理规划与布局。（1） 二丁醚的储罐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。（2） 二丁醚的储罐区不应毗邻布置在高于工艺装置、全厂性重要设施或人员集中场所的阶梯上，但受条件限制或有工艺要求时，二丁醚的储罐区可毗邻布置在高于工艺装置的阶梯上，但应采取防止泄漏的可燃液体流入工艺装置、全厂性重要设施或人员集中场所的措施。（3） 二丁醚的储罐区不宜紧靠排洪沟布置，若将二丁醚的储罐区紧靠排洪沟布置，二丁醚一旦泄漏，泄漏的二丁醚易进入排洪沟，而排洪沟顺厂区延伸，难免会因明火或火花落入沟内，引起火灾、爆炸等事故。（4） 空分站应布置在空气清洁地段，并宜位于散发二丁醚可燃蒸气的储罐区的全年最小频率风向的下风侧。二丁醚的挥发的可燃蒸气一旦被吸入空分装置，有可能引起设备爆炸等事故。（5） 全厂性的高架火炬宜位于二丁醚储罐区全年最小频率风向的上风侧。全厂性高架火炬在事故排放时可能产生“火雨”，且在燃烧过程中还会产生大量的热、烟雾、噪声和有害气体等，尤其在风的作用下，如吹向储罐区，对储罐区的安全有很大威胁。（6） 二丁醚储罐区泡沫站应布置在储罐区防火堤外的非防爆区，与二丁醚储罐的防火间距不宜小于20m。（7） 消防站的位置应符合下列规定：1 消防站的服务范围应按行车路程计，行车路程不宜大于2.5km，并且接火警后消防车到达火场的时间不宜超过5min。对丁、戊类的局部场所，消防站的服务范围可加大到4km。2 应便于消防车迅速通往二丁醚储罐区。3 宜避开工厂主要人流道路。4 宜远离噪声场所。5 宜位于储罐区全年最小频率风向的下风侧。（8） 二丁醚储罐区的绿化应符合下列规定：1 储罐区不应种植含油脂较多的树木，宜选择含水分较多的树种。2 储罐区与周围消防车道之间不宜种植绿篱或茂密的灌木丛。3 在二丁醚储罐区防火堤内可种植生长高度不超过15cm、含水分多的四季常青的草皮。4 储罐区的绿化不应妨碍消防操作。5 在二丁醚储罐区的周围地段，不得种植绿篱或茂密的连续式的绿化带，以免二丁醚挥发的气体积聚，且不利于消防。6 由于储罐区内植草皮，有利于降低环境温度，减少二丁醚挥发损失，有利于防火，因此可在二丁醚储罐区内植草皮。但生长高度不得超过 15cm，而且应能保持四季常绿，否则，冬季枯黄反而对防火不利。5.3分区布置根据二丁醚的生产过程及储存要求，对二丁醚工厂内的建筑位置进行规范和设计，分为四个区：生产区、存储区、生活区和附属设施区。5.3.1生产区生产区火灾危险性应根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素，分为甲、乙、丙、丁、戊类，并应符合附录1的规定。二丁醚闪点为25，低于28，因此属于甲类火灾危险性。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）中3.3.1的规定，二丁醚生产区厂房选择占地面积为3000 m2（长为100m，宽为30m）的单层厂房。厂房至厂内主要道路路边不得少于10m，到厂内次要道路路边不应小于5米由于本项目主要针对二丁醚储罐区的设计，因此对于生产区不做过多设计。5.3.2存储区存储区可分为储罐区与装卸区。根据常见储存物品的火灾危险性分类表（附表2），二丁醚储罐区属于乙类储存物品火灾危险性。本项目储罐区总容积为180m3，根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）中4.2的规定，二丁醚储罐区与建筑物的防火间距大于表4中的距离。二丁醚储罐区与厂内主要道路路边距离应大于15m，与次要厂内道路路边距离应大于10m。表4 二丁醚储罐区与建筑物的防火间距（m）项目总储量（m3）建筑物的耐火等级室外变、配电站一、二级三级四级二丁醚储罐区18015202535根据二丁醚储罐之间的防火间距应大于0.8m且两排卧式储罐之间的防火间距应大于3m，储罐的布置不应超过两排的规定，将二丁醚储罐在储罐区布置成2X3的形式，因为选择的储罐筒径直径为2.4m，长度为6m，所以选择长为25m，宽为20m，面积共500m2的地域为二丁醚储罐区，具体布置见图1。二丁醚储罐区应与装卸区、辅助生产区及办公区分开布置，设计装卸区占地面积为250m2（长为25m，宽为10m）。还需注意，装卸区车鹤位与集中布置的泵的距离应大于8m；在距装卸车鹤位10m 以外的装卸管道上应设便于操作的紧急切断阀；装卸区的进、出口应分开设置。图1二丁醚储罐区布置图5.3.3生活区生活区包括员工宿舍区、食堂、门卫室、办公楼、休闲娱乐区、停车场。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）中5.1关于民用建筑的耐火等级、层数、长度和建筑面积的规定（附表3），对生活区的建筑进行耐火等级的确定：食堂、办公楼、员工宿舍耐火等级均为一、二级，面积分别为600 m2、600 m2与1000m2；门卫室耐火等级为三级，面积为25 m2。其具体占地面积见表5。表5 生活区建筑占地面积表名称长（m）宽（m）层数面积（m2）门卫室55125食堂30203600办公楼30206600停车场5020-1000休闲娱乐区3020-600员工宿舍502031000根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）中5.2的规定民用建筑之间的防火间距应大于表6中的规定，因此得出生活区各建筑之间的最小距离，如表7所示。表6 民用建筑之间的防火间距(m)耐火等级一、二级三级四级一、二级679三级7810四级91012表7 生活区各建筑之间的最小距离（m）门卫室食堂办公楼员工宿舍门卫室777食堂766办公楼766员工宿舍7665.3.4附属设施区附属设施区包括污水处理站、锅炉房、配电站、消防水池、消防站、事故存液池。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）中3.3的相关规定，对锅炉房、配电站、污水处理站的建筑进行耐火等级确定均为一、二级，面积均为200 m2、200 m2、400 m2；消防站、消防控制室耐火等级为四级，面积分别为200 m2，300 m2。其具体占地面积见表8。表8 附属设施区建筑占地面积表名称长（m）宽（m）层数面积（m2）污水处理站30101300锅炉房20101200配电站20101200消防水池2020-400消防站20101200事故存液池2020-400消防控制室30101300附属设施区各建筑物之间的防火间距的设计主要依据石油化工企业设计防火规范（GB501602008）中4.1.9的规定进行附属设施区建筑物的防火间距确定。由于锅炉房、变电站、消防水池、消防站、事故存液池都属于全厂重要性设施，因此污水处理站与它们之间的防火间距至少为15m，取15米。锅炉房可以看作丙类设施，它与变电站之间的防火间距应符合丙类设施与全厂重要性设施之间的防火间距，取为15m。综上所述，首先确定生产区、存储区火灾危险类别，生活区、附属设施区各建筑物的耐火等级以及厂内所有建筑物的面积及它们之间的防火间距，再综合考虑总体布置及甲类生产区和乙类存储区与厂区围墙和厂内主要、次要道路之间的距离，对工厂总平面大致布置见图2。图2 工厂总平面布置图5.4管道布置（1） 在跨越道路二丁醚管道上不应设置阀门及易发生泄漏的管道附件。（2） 二丁醚的管道横穿铁路线或道路时应敷设在管涵或套管内。（3） 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；在跨越罐区泵房的二丁醚管道上不应设置阀门及易发生泄漏的管道附件（包括金属波纹管或套筒补偿器、法兰和螺纹连接等）。（4） 含二丁醚的污水管道不应沿道路敷设在路面下或路肩上下。（5） 二丁醚的金属管道除需要采用法兰连接外，均应采用焊接连接。公称直径等于或小于25mm的二丁醚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。（6） 二丁醚的管道不得穿过与其无关的建筑物。（7） 二丁醚的采样管道不能引入化验室。（8） 二丁醚的管道应架空或沿地敷设。必须采用管沟敷设时，应采取防止二丁醚在管沟内积聚的措施，并在进、出装置及厂房处密封隔断；管沟内的污水应经水封井排入生产污水管道。（9） 氧气管道与二丁醚的管道共架敷设时应布置在一侧，且平行布置时净距应大于500mm，交叉布置时净距应大于250mm。当管道采用焊接连接结构并无阀门时，其平行布置的净距可取上述净距的50%，即250mm。氧气管道与二丁醚管道之间宜用公用工程管道隔开。（10） 公用工程管道与二丁醚的管道或设备连接时应符合下列规定：1 连续使用的公用工程管道上应设止回阀，并在其根部设切断阀；2 在间歇使用的公用工程管道上应设止回阀和一道切断阀或设两道切断阀，并在两切断阀间设检查阀； 3 仅在设备停用时使用的公用工程管道应设盲板或断开。（11） 二丁醚管道应有惰性气体置换设施，管道停工时应用惰性气体置换，以防检修动火时发生火灾爆炸事故。（12） 二丁醚的可燃液体泵应在其出口管道上安装止回阀。（13） 含二丁醚的污水及被严重污染的雨水应排入生产污水管道（严重污染的雨水指工艺装置内的塔、泵、冷换设备围堰内及可燃液体装卸栈台区等的初期雨水）。（14） 生产污水排放应采用暗管或覆土厚度不小于200mm的暗沟。（15） 生产污水管道的下列部位应设水封，水封高度不得小于 250mm：1 工艺装置内的塔、加热炉、泵、冷换设备等区围堰的排水出口；2 工艺装置、罐组或其他设施及建筑物、构筑物、管沟等的排水出口；3 全厂性的支干管与干管交汇处的支干管上；4 全厂性支干管、干管的管段长度超过 300m 时，应用水封井隔开。（16） 重力流循环回水管道在工艺装置总出口处应设水封。（17） 二丁醚储罐区内的生产污水管道应有独立的排出口，且应在防火堤外设置水封，并应在防火堤与水封之间的管道上设置易开关的隔断阀。（18） 接纳消防废水的排水系统应按最大消防水量校核排水系统能力，并应设有防止受污染的消防水排出厂外的措施。第六章 防火堤设计6.1防火堤布置防火堤的主要作用是在储罐发生跑、冒、漏、开裂或因火灾爆炸等事故时，使可燃液体不至流淌到防火堤所围的范围以外扩大火势范围。防火堤应在满足耐燃烧性、密闭性和抗震等基本要求下，综合考虑安全、占地面积、地形、气候、投资的条件，还应考虑施工及生产管理、维修工作、材料来源等因素，因地制宜、合理设置，使防火堤到达坚固耐用、经济安全的效果。由于二丁醚储罐单罐容量小于 5000m3，隔堤内储罐数量为6座，不须布置隔堤。所以，将二丁醚储罐区的防火堤进行以下布置：（1） 防火堤采用不燃烧材料建造.且必须密实、闭合。（2） 严禁在防火堤上开洞。（3） 进出储罐组的各类管线、电缆宜从防火堤顶部跨越或从地面以下穿过。当必须穿过防火堤时，应设置套管并应采取有效的密封措施;也可采用固定短管且两端采用软管密封连接的形式。工艺管、泡沫管、冷却给水管管线在穿过防火堤时，埋地，从地坪下面穿过防火堤，以确保防火堤的严密性。（4） 二丁醚储罐区的防火堤内的地面坡度宜为0.5%，可在防火堤内种植高度不超过 150mm的常绿草皮，既可降低地面温度，又可美化环境。（5） 二丁醚储罐泄漏时，二丁醚可污染地下水或周围环境，因此须在防火堤内地面采取防渗漏措施。（6） 二丁醚储罐区的防火堤内应设置集水设施。连接集水设施的雨水排放管道应从防火堤内设计地面以下通出堤外，并应设置安全可靠的截二丁醚排水装置和水封装置。因二丁醚存在环境污染的可能，因此须设置雨水排除设施。（7） 二丁醚储罐区的防火堤内设计地面应低于堤外消防道路路面或地面。这种做法不但加强了防火堤的结构稳定，而且还使防火堤外的消防道路也构成第二道防火堤，进一步增加储罐区的安全系数。（8） 二丁醚储罐区的防火堤顶面应比计算液面高出0.2m，由于防火堤高度下限规定为1.0m，根据实际尺寸要求，将防火堤的高度设计为1.6m，这时计算高度Hj=1.6-0.2=1.4m。（9） 考虑尽量减少占地的原则，将防火堤设计为无培土形式。防火堤 内侧排水沟沟壁的外侧与防火堤内堤脚线的距离应大于0.5m。（10） 防火堤上设计2 处越堤人行踏步或坡道，并设置在不同方位上。防火堤内侧高度大于等于1.5m 时，应在两个人行踏步或坡道之间增设踏步或逃逸爬梯。（11） 二丁醚储罐的罐壁至防火堤内堤脚线的距离应大于3m。（12） 在发生火灾时，二丁醚储罐区的一些阀门是必须操纵的，例如开启、封闭某些输入二丁醚管线阀门、泡沫管线阀门、冷却管线阀门、同时封闭排出雨水的管道阀门等。这些阀门是不应受到大火的威胁。这些阀门不应设置在防火堤内，而应在防火堤外，否则在火灾下救援人员难以接近。其次，应局部增加阀门组四周的防火堤高度，使防火堤在着火区与阀门组之间构成一道屏障。6.2防火堤选型从技术、经济、环保和安全角度分析，钢筋混凝土防火堤整体性好、密封性好、强度高、抗震性能好。虽然自身造价略高，但占地面积小，在考虑土地征用费等因素后，钢筋混凝土防火堤就体现出其特有的经济优势。钢筋混凝土防火堤少占土地、保护资源、安全性能良好。因此，选用钢筋混凝土堤作为二丁醚储罐区的防火堤。由于防火堤内培土需要使用大量的粘性土且占地较多，还会减少防火堤的有效容积，因此二丁醚储罐区的防火堤采取在堤内侧喷涂高温隔热防火涂料，以提高防火堤的密闭性。6.3防火堤构造6.3.1防火堤基本构造（1） 二丁醚储罐区的防火堤堤身必须密实、不渗漏。（2） 二丁醚储罐区的防火堤的基础埋深应大于 0.5m，若基础埋深过浅，小动物容易从基础下打洞从而破坏防火堤的密封性。（3） 二丁醚储罐区的防火堤变形缝的设置应符合下列规定:1 变形缝的间距应根据建筑材料、气候特点和地质条件按有关结构设计规范确定。2 变形缝缝宽宜为 3050mm，采用非燃烧的柔性材料填充或采取可靠的构造措施。3 变形缝不应设在防火堤的交叉处或转角处。（4） 二丁醚储罐区的防火堤内侧喷涂隔热防火涂料应符合下列规定:1 防火涂层的抗压强度不应低于1.5MPa，与混凝土的粘结强度不应小于0.15MPa，耐火极限不应小于2h，冻融实验15次强度无变化。2 防火涂层应耐雨水冲刷并能适应潮湿工作环境。（5） 二丁醚储罐区的钢筋混凝土防火堤的构造应符合下列规定:1堤身及基础底板的厚度应由强度及稳定性计算确定且不应小于200mm。2 受力钢筋应由强度计算确定并满足下列要求:1) 钢筋混凝土防火堤应双向双面配筋；竖向钢筋直径不宜小于12mm，水平钢筋直径不宜小于l0mm；钢筋间距不宜大于200mm。2) 竖向钢筋的保护层厚度不应小于30mm；基础底板受力钢筋的保护层采取无垫层形式，此时基础底板受力钢筋的保护层厚度应大于70mm。3) 堤身的最小配筋率和耐久性要求应按现行国家标准混凝土结构设计规范(GB50010-2010)执行。（6） 二丁醚储罐区的钢筋混凝土防火堤的水平地震作用标准值应按储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）中5.2.4的规定进行计算。6.4.1防火堤具体计算（1） 二丁醚储罐区的防火堤有效容积应按下式计算：V = AHj一(V1+ V2+ V3十V4)式中 V防火堤有效容积(m3)；A由防火堤中心线围成的水平投影面积(m3)；Hj设计液面高度(m)；V1防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积 (m3)；V2防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计液面高度内的液体体积和油罐基础体积之和（m3）；V3防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积之和(m3)；V4防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构筑物体积之和(m2)。1 设计防火堤顶面中心线长为22m，宽为16m，则防火堤水平投影面积A=22X 16=352m2。2 取V1