m沥青储罐区安全设计说明.docx
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m沥青储罐区安全设计说明
课程设计任务书
课题名称
化工安全课程设计
50000m3沥青储罐区安全设计
院
〔系〕
城市建设与安全工程学院
专
业
安全工程
姓
名
学
号
起讫日期
2021.6.24~
指导教师
2021年7月10日
第1章绪论---------------------------------------------------------
2
设计工程归纳-------------------------------------------------
2
课程设计的目的和要求-----------------------------------
3
课程设计内容-----------------------------------------
3
沥青的归纳及储蓄工艺条件------------------------------------
3
沥青的归纳---------------------------------------------
3
沥青的储蓄工艺条件-------------------------------------
4
第2章
沥青储罐的选型及安全设计------------------------------------
5
沥青储罐的选择-----------------------------------------------
5
钢材的选择---------------------------------------------
5
壁厚的计算---------------------------------------------
6
2.1.35000m3拱顶罐液压顶升倒装施工--------------------------
8
油罐附件-----------------------------------------------
9
安全附件----------------------------------------------
11
加热及保温措施----------------------------------------------
12
搅拌器------------------------------------------------
12
保温加热系统------------------------------------------
14
第3章沥青储罐区平面部署------------------------------------------
17
沥青储罐区防火间距-----------------------------------------
18
防火堤及隔堤的安全设计--------------------------------------
18
防火堤的选型与构造------------------------------------
19
防火堤参数设计----------------------------------------
21
消防设计----------------------------------------------------
23
消防车道设计------------------------------------------
23
消防用水标准要求--------------------------------------
24
消防用水计算内容--------------------------------------
25
消防水池----------------------------------------------
27
消防给水管道及消防栓设计------------------------------
28
灭火器材的选择----------------------------------------
29
罐区防雷、防静电设计----------------------------------------
30
罐区防雷设计------------------------------------------
30
静电防范措施------------------------------------------
30
第4章危险有害要素解析--------------------------------------------
33
沥青储罐区物质危险性解析------------------------------------
33
物料固有危险性解析------------------------------------
34
储运过程危险性解析------------------------------------
35
自然灾害要素解析--------------------------------------
39
其他危险有害要素解析----------------------------------
39
沥青储罐区危险有害要素鉴识汇总------------------------
40
罐区事故树解析----------------------------------------------
44
罐区事故树解析步骤------------------------------------
44
事故树定性解析----------------------------------------
45
第5章
安全对策与管理---------------------------------------------
48
5.1安全技术对策------------------------------------------------
48
设施选型控制------------------------------------------
48
工艺安全条件控制--------------------------------------
48
建筑消防措施------------------------------------------
48
职业卫生及劳动防范------------------------------------
49
地区地址及总平面部署安全对策措施----------------------
49
工艺设施安全对策措施----------------------------------
51
5.2安全管理对策------------------------------------------------
58
安全管理----------------------------------------------
58
员工培训----------------------------------------------
58
作业班次及劳动定员------------------------------------
59
参照文件----------------------------------------------------
59
第1章绪论
1.1设计工程归纳
化工安全设计课程设计是安全工程专业基础课程授课的综合性和实践性较
强的授课环节,是理论联系实践的桥梁,是使学生领悟工程实责问题复杂性的重
要试一试。
经过化工安全设计的课程设计,要修业生能够运用相关课程的根本知识,
独立思虑、活学活用,在规定的时间内达成给定的化工安全设计任务,进而加强
对化学工业企业安全生产过程的深入和整体认识。
经过课程设计,要修业生认识
工程设计的根本内容,掌握化工安全设计的主要程序和方法,培养学生解析和解
决工程实责问题的能力。
同时,经过课程设计,还可以够使学生成立正确的设计思
想,培养脚扎实地、严肃认真、积极主动和高度负责的学习和工作作风。
课程设计的要求高于平时的作业,是对整个课程及相关知识的一个综合运用。
设计要修业生自己查取相关资料、确定设计方案、经过计算选择工艺,并对自己的选择做出论证和校核,经过解析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以,课程设计是培养提升学生独立思虑和工作能力的有益实践。
经过课程设计,应该训练学生提升以下几个方面的能力:
〔1〕依照课程设计的题目,熟悉物料,设计系统;查阅文件资料、收集相关数据、正确采用公式。
当缺乏必要数据时,尚需自己经过实验测定或到生产现场进行实质查证。
〔2〕在兼顾技术上先进性、可行性,经济上合理性的前提下,综合解析设计任务要求,确定设计方案,进行选择、部署,并提出保证过程正常、安全运行所需要的手段和措施,同时还要考虑火灾爆炸事故发生后的有效办理措施?
。
〔3〕用精髓的语言、简洁的文字、清楚的图表来表达自己的设计思想和计算结果。
〔4〕绘制相关图纸。
相关图形的绘制必定采用CAD绘制;图表插入要合适、清楚。
〔5〕标准撰写设计报告。
课程设计的目的和要求
1.工程名称
3
5000m×10沥青储罐区防安全设计
2.设计内容
1)依照国家相关标准,结合罐区的防火间距,合理确定罐区的形状、大小、面积等客观情况,进行总平面部署的设计;
2)依照储蓄的条件,对储罐进行选材、型号、安装方式及安全附件〔安全阀、避雷针、静电接地等〕的设计;
3)防火堤的安全设计;
4)针对沥青储罐的特点,精心储罐保温加热系统级储罐搅拌器的设计;
5)进行罐区消防系统的设计;
6)进行储罐区物质危险性解析及储运过程危险性解析,划分火灾危险等级;
7)安全管理对策措施。
课程设计内容
1)熟悉相关设计标准;
2)查阅相关书籍、手册、文件资料,认识目前沥青储蓄的情况,比较各种储蓄方
式的利害,选择合适的储蓄方式和容器;
3)确定总平面部署及防火间距,绘制总平面部署图;
4)依照所选的储蓄容器的种类,进行罐体的根本设计,查阅相关的手册确定罐体的材
料、构造、型号及安全附件的选型;
5)针对设计出来的罐区,进行消防系统的设计,包括消防通道、消防等级确实定、灭火剂〔灭火器材〕的选型、防雷电静电措施设计等;
6)达成工程的安全技术及管理制度设计。
沥青的归纳及储蓄工艺条件
沥青的归纳
沥青以完好溶于二硫化碳的天然的或火成的或天然的与火成的烃类混杂物
为主要成分的黑色液体、半固体或固体物质。
不溶于水。
主要成分是沥青质
和树脂。
沥青质不溶于低沸点烷烃,却能被低沸点烷烃积淀。
关于其理化特点可
见下表。
表1-1理化特点
pH值:
无资料
沸点(℃):
<470
相对蒸气密度(空气=1):
无资料
辛醇/水分配系数:
无资料
引燃温度(℃):
485
最小点火能(mJ):
20
溶解性:
不溶于水,溶于溶于二硫化碳、四氯化碳、氢氧化钠等
熔点(℃):
无资料
相对密度(水=1):
临界压力(MPa):
无资料
闪点(℃)
爆炸下限[%(V/V)]:
30(g/m3)
最大爆炸压力(MPa):
导电性能:
绝缘体(常温下)
沥青主要能够分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种,在其应用方面,在矿质资料中掺入路用沥青资料铺筑的各种种类的路面。
沥青结合料提升了铺路用粒料抵挡行车和自然要素对路面损害的能力,使路面平坦少尘、不透水、长远耐用。
依照?
建筑设计防火标准?
GB50016-2006[1]和?
石油化工企业设计防火规
范?
GB50160-20008[2],可确定沥青分别为丙1类和丙B类。
1.2.2沥青的储蓄工艺条件
依照沥青的理化性质,关于5000㎡×10的沥青罐区中沥青储蓄,可选定路
面沥青储蓄进行安全设计。
道路石油沥青根本不拥有挥发性,高温下〔150℃以
上〕与空气中的氧气反响,180℃以上与元素硫反响迅速,会与卤素发生取代反
应。
闪点180℃以上,相对密度1.04左右。
沥青的储蓄条件:
除长远不使用的沥青可放在自然温度下存贮外,沥青在混
合料拌合场所贮罐中的储藏温度不宜低于130℃,其实不得高于170℃。
本次设计采用路面沥青为储蓄物质,储蓄温度设定为150℃。
由于沥青根本
无挥发性,闪点较高,在常压下即可保存,且化学性质坚固,腐化性很低,拥有
很高的安全性,所以可采用固定拱顶罐,并采用导热油加热保温在150℃,常压
下储蓄。
第2章沥青储罐的选型及安全设计
2.1沥青储罐的选择
由于沥青根本无挥发性,闪点较高,在常压下即可保存,且化学性质坚固,
腐化性很低,拥有很高的安全性。
应采用固定拱顶罐采用中石化北京某设计院立
式拱顶油罐[11]。
参数以下
表2-1中石化北京某设计院立式拱顶油罐参数
钢材总
壁板内
拱顶曲
公称容
计算容
用量/
直径/
壁板总
罐总高
包边角
参数
积/m3
积/m3
率内半
高/㎜
/㎜
㎏
㎜
径/㎜
钢规格
5000
5500
110280
23700
23296
12530
15143
∠100
尺寸
×10
图2-1储罐表示图〔单位m〕
2.1.1钢材的选择
选择原那么是在满足强度要求的前提下,应保证有优异的成型性、优异的焊接
性能,以及好的经济性。
低碳钢价格廉价,经济型好,是压力容器中使用最多的钢材,尤以
20钢制
作的钢板及钢管使用最为广泛,钢材采用
20钢[12]。
表2-220
钢的化学成分
元素
C
Si
Mn
P
S
含量/%
≤
≤
表2-320
钢的力学性能
板厚/mm
b/MPa
s/%
Akv〔横〕
冷弯试验
/J
〔180℃〕
4~20
≥410
≥28
≥27
d=a
2.1.2壁厚的计算
由上节可知,壁板总高12530mm,壁板从上至下分九层,每层约1392mm,采
用双面焊,采用100%无损探伤。
表2-4钢板厚度钢板厚度/㎜
第一圈第二圈第三圈第四圈第五圈第六圈第七圈第八圈第九圈
p1Di
0.1152
23700
1
]
p1
2
126
10.839mm
2[
p2
Di
23700
2
]
p2
2
126
12.176mm
2[
p3Di
23700
3
]
p3
2
126
13.513mm
2[
p4
Di
23700
4
]
p4
2
126
14.850mm
2[
p5
Di
23700
5
]
p5
2
126
16.187mm
2[
p6Di
23700
6
]
p6
2
126
17.524mm
2[
p7
Di
23700
7
]
p7
2
126
18.862mm
2[
p8Di
23700
8
]
p8
2
126
20.200mm
2[
p9
Di
23700
9
]
p9
2
126
21.538mm
2[
(2-1)
2.1.35000m3拱顶罐液压顶升倒装施工
液压提升系统作为提升动力系统,拥有安全可靠,改进劳动环境降低噪音的优点。
其原理是:
经过液压油传输管路系统将动力传至各液压缸,驱动活塞杆上升,带动起升臂将储罐壁板高升至组队地址。
该施工方法是采用专用的液压顶升装置和配套的液压系统,由控制台操作将已制备好的储罐上部匀速平稳地提升到预定高度,与其下部的一圈壁板进行组队焊接,尔后将他们一起顶升到所需的高度,进行与其相联的再下面一圈壁板的组焊,依次提升组队基层壁板,直至罐体最下一圈壁板组焊工达成,再进行基层壁板与储罐底板间的大角缝组焊。
一、其施工序次:
1.板材预制及基础查收2.底板组焊3.第一圈壁板组焊4.顶板组焊5.
液压系统就位安装、调整6.胀圈安装、支撑板、杆安装7.组焊、顶升第二圈
壁板8.胀圈下落并胀紧支撑板杆再安装、固定9.顶升、组焊第三圈壁板10.
组焊最下一圈壁板11.液压系统撤掉12.大角缝焊接13.罐整体试验14.
防腐、保温15.交工查收
二、液压顶升系统:
液压顶升系统由液压泵站、液压顶升装置、控制台、供回油环管等组成。
液
压泵站的作用是向各个顶升装置供给并保持拥有必然压力的液压油;操作人员通
过控制台控制动力元件〔电机、油泵〕、控制元件〔调压阀、换向阀、液控单向
阀等〕,使执行元件〔液压缸〕处于受控运动状态;液压顶升装置的作用是顶起
已安装达成的罐体上部,并能满足其下部安装施工要求;供回油环管的作用是输
送和分配不相同流向、不相同压力的液压油。
液压顶升系统的主要性能指标;适用范
围50000m3及以下金属拱顶或浮顶罐;顶升速度2m/4min~2m/10min;保压时间
2~12h;适用介质N32、N46液压油或机油〔洁度10级〕;系统压力调治范围≤16MPa,
作业现场赞同最暴风力5级,环境温度-40~+80℃.液压缸缸体赞同垂直误差
3mm/2m。
2.1.4油罐附件
一、开孔
油库设计其他相关标准中规定,金属油罐主要附件装备数量及规格,应吻合
下表规定。
表2-5金属油罐主要附件装备数量及规格
罐顶人孔个罐壁人孔个排污槽〔或清排水管个数
油罐直径/mm量油口个数
数数扫口〕个数×公称直径
D≤1211或21或211×80
1×80〔或
12<D≤151221
100〕
15<D≤3012或3211×100
2×100〔或
D>301322
150〕
表2-6
金属油罐开孔规格
名称
轻油罐、重油罐
附件
带放水管排污孔
透光孔
罐顶带梯子人孔
放水管直
数量/个直径/mm数量/个直径/mm数量/个
径/mm
容积/m3
3000
100
1
800
3
800
1
5000
100
1
800
4
800
1
10000~15000
100
1
800
4
800
1
关于本储罐,设置量油口一个,罐顶人孔两个〔800mm〕,罐壁人孔两个〔直
径400mm圆孔〕,打扫口一个〔81mm〕,100mm直径排水管一个。
透光孔一个〔500mm〕。
二、接合管
结合管采用尺寸以下
表2-7结合管采用尺寸
直径/mm
325
377
426
480
530
630
壁厚/mm
10
11
11
12
14
14
安装在第一圈壁板上,管径630mm。
一、压力表
压力表是用来测量压力容器内介质压力的一种计量仪表。
本储罐设计在常压
下储蓄沥青,使用量程较小的液柱式压力表即可。
三、液面计
液面计是显示容器内液面地址变化情况的装置。
沥青有略微毒性,且不是透
明液体,应采用反射式玻璃板液面计。
四、温度计
压力容器为控制壁温或为生产工艺需要控制容器的工作温度时,必定装设测
温仪表。
本储罐在150℃下储蓄沥青,应采用测量范围0至300℃的压力式温度
计即可。
五、盘梯
梯子是为操作人员上罐进行量油、取样等操作而设置的目前最广泛的有罐壁盘梯和立式斜梯。
其中盘梯占地面积少、节约钢材,所以获取广泛应用。
斜梯多
用于小容积油罐组,占地面积达,钢材耗量多。
所以我们采用盘梯。
5000m3储
罐盘梯包角应为62°,梯宽。
六、支座
在直立状态下工作的容器称为立式容器。
其支座主要有悬挂式、支撑式及裙
式三类。
其中悬挂式支座适用于中小型容器,支撑式支座适用于高度较低的储罐,
裙式支座是高大的塔设施广泛采用的一种支座。
裙座的形式,依照形状不相同分为
圆筒形和圆锥形两种。
圆筒形裙座制造方便,应用广泛,但对高而细的塔,为防
止风载荷或地震载荷使设施倾翻,需装备数量很多的地脚螺栓,此时可用圆锥形
裙座。
采用圆锥形裙式支座以防范风载荷或地震载荷使储罐倾翻。
2.1.4安全附件
一、呼吸阀
呼吸阀分为机械呼吸和液压安全阀两类,依照呼吸阀的构造和工作原理每类
分假设干种。
重力式机械呼吸阀主要用于地上油罐和半地下油罐,弹簧式机械呼吸阀主要
用在卧式油罐和油罐车,重力弹簧组合式机械呼吸阀适用于洞室油罐呼吸系统,
全天候机械呼吸阀适用于寒冷地区油罐,多功能呼吸阀用于地上、半地下油罐。
综上采用重力式机械呼吸阀或多功能呼吸阀[17],但多功能呼吸阀是总结油
罐系统存在问题,研究设计的一种新式呼吸阀,解决了油罐呼吸系统存在的呼吸
阀在下,阻火器在上,以及呼吸排气朝下的不合理、不科学问题,实现了呼吸阀
和阻火器的有机结合,减少了石油储罐的附件,便于
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