安全评价技术 乙醇储罐

一储罐设计步骤及说明：（1） 乙醇分子式：C2H5OH；相对分子质量：46.07；闪点13，属于甲类液体，其在15时的蒸汽压力0.1MPa，所以属于甲B类液体。应采用金属浮舱式的浮顶或内浮顶罐（钢罐）：（2） 单罐容积小于10000m3的储罐个数不应多于16个，所以布置为1个罐组：罐体参数依据储罐系列技术规格查得：储罐的防火间距为0.4D。(D=17m, 罐壁高度 14.8m)，罐组内的储罐不应超过两排。（3） 根据乙醇物性选择罐体材料，乙醇几乎没有腐蚀性，且有属于低压灌，可以考虑20R和16MnR这两种钢材。(本设计以16MnR钢为标准) 二储罐区平面设计；见附图1（因当地常年主导风向为东南风，所以配套建设、办公用房、发配电间、门卫、压缩机房、消防泵房、及备用配件库，都设于储罐的东面或者南面，事故收集池设于储罐西面）。三防火堤设计；防火堤相关要求和规定（即石油化工企业设计防火规范规6.2.1）：6.2.12 防火堤及隔堤内的有效容积应符合下列规定：1. 防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐的容积，当浮顶、内浮顶罐组不能满足此要求时，应设置事故存液池储存剩余部分，但罐组防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐容积的一半；2. 隔堤内有效容积不应小于隔堤内1个最大储罐容积的10%。6.2.13 立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半，卧式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于3m。6.2.14 相邻罐组防火堤的外堤脚线之间应留有宽度不小于7m的消防空地。6.2.15 设有防火堤的罐组内应按下列要求设置隔堤：1. 单罐容积小于或等于5000m3时，隔堤所分隔的储罐容积之和不应大于20000m3；2. 单罐容积大于5000m3至20000m3时，隔堤内的储罐不应超过4个；3. 单罐容积大于20000m3至50000m3时，隔堤内的储罐不应超过2个；4. 单罐容积大于50000m3时，应每1个一隔；6.2.17：2. 立式储罐防火堤的高度应为计算高度加0.2m，但不应低于1.0m（以堤内设计地坪标高为准），且不宜高于2.2m（以堤外3m范围内设计地坪标高为准）；卧式储罐防火堤的高度不应低于0.5m（以堤内设计地坪标高为准）计算：h=3000/（55*41）+0.2=1.55 所以防火堤高度为1.55m防火堤具体尺寸及平面设计见附图。四消防用水量计算一、根据GB50160-2008石油化工企业设计防火规范8.4.4， 8.4.5，8.7.2应符合下列规定：1.应按火灾时消防用水量最大的罐组计算，其水量应为配置泡沫混合液用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和；2.着火罐为立式储罐，距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的相邻罐应进行冷却;3.容积等于或大于2000m3低压储罐应设置固定式消防冷却水系统；4.控制阀应设在防火堤外，并距被保护罐壁不宜小于15m。控制阀后及储罐上设置的消防冷却水管道应采用镀锌钢管。消防冷却水的供水范围和供水强度：固定式冷却着火罐浮顶罐罐壁表面积2.0L/minm2邻近罐罐壁表面积的1/22.0L/min m25.可燃液体储罐消防冷却用水的延续时间：直径大于20m的固定顶罐和直径大于20m浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐应为6h；其他储罐可为4h。本罐组直径取17m，所以冷却用水的延续时间为4h。综上，（管壁表面积为：3.14*17*14.8=790 m2截面积：3.14*8.5*8.5=227 m2）着火罐的冷却用水量：2.0*4*60*790=379200L邻近罐的冷却用水量：3*2.0*4*60*790/2=568800L（邻近罐取3只）冷却用水量之和：379200+568800=948000L=948 m3二、根据GB5015192(2000年版)低倍数泡沫灭火系统设计规范2.2.2，3.1，3.2应符合下列规定：1. 总储量大于、等于200 m3水溶性甲、乙、丙类液体立式储罐区，宜选用固定式泡沫灭火系统;2. 储罐区泡沫灭火系统设计，其泡沫混合液量，应满足扑救储罐区内泡沫混合液最大用量的单罐火灾和扑救该储罐流散液体火灾所设辅助泡沫枪混合液用量之和的要求；3. 泡沫混合液供给强度为12 L/minm2,持续时间为25min; 4. 储罐直径为17m，所以配备PQ8型泡沫枪数为1支，流量为8L/s,持续时间10min;综上，泡沫混合液用水量:12*25*227=68100L泡沫枪用水量：8*10*60=4800L；所以，总消防用水量为948000+68100+4800=1020900L=1020.9 m3五消火栓的布置依据GB50160-2008石油化工企业设计防火规范8.5.5，8.5.6的规定， 消火栓的设计如下：1.消火栓类型：地上式消火栓；2.消火栓管径：150mm;出水量为30L/s；3.消火栓数量：已知消防用水量为1020900L10209000/(30*4*3600)=2个所以总共可设置2*6=12个消火栓；4. 消火栓应设置在防火堤或防护墙外；5保护半径不大于120m，消火栓间距不大于120m；具体位置见CAD图。六危险区域的划分1、区域划分的定义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，按下列规定进行分区：一、0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；二、1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境三、2区：在正常运行时不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2、根据上述定义进行如下分区：（1）爆炸危险环境区域划分乙醇储存常采用浮顶罐和拱顶罐两类罐型，但其储罐区爆炸危险区域等级是不同的。若采用浮顶罐，在正常操作时无或几乎无任何“呼吸”损失，不可能出现乙醇蒸气的爆炸性气体混合物，故罐区的爆炸危险环境区域等级为2区；若采用拱顶罐，在正常操作时，存在“呼吸”损失（如2.0时乙醇的饱和蒸气压为12.8）可能出现乙醇蒸气的爆炸性气体混合物，故罐区的爆炸危险环境区域等级为1区。（2）爆炸危险区域的范围确定爆炸危险区域的范围确定应综合考虑释放源的级别和位置，易燃物质的性质，空气流通状况，障碍物及生产条件，运行经验，技经比较等诸多因素。正常操作时，乙醇这种甲类易燃液体，其蒸气的扩散范围约3m；泄漏后其蒸气的扩散范围在1015m。因此，乙醇罐区爆炸危险区域的范围取15m为宜。七乙醇储罐的防雷措施1.乙醇：第3类 易燃液体（中闪点液体）危险货物编号：32061UN号：1170CAS号：64-17-5危险特性：1、本品蒸汽与空气易形成爆炸性混合物。2、与氧化剂会发生强烈反应，遇明火、高热会引起燃烧爆炸。参考资料：危险化学品名录（2002版）常用危险化学品的分类及标志（GB 13690-92）。而雷电在短时间内会产生巨大的能量，乙醇罐区内域如果遭受雷击，就容易造成火灾、爆炸事故。为抑制和减少雷电的危害，应设置防雷装置，常见的有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器。 根据GB50057-2010建筑物防雷设计规范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 .具有爆炸危险场所的建筑物。 3 .具有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.第一类防雷措施设计 浮顶油罐或内浮顶油罐不应装设避雷针，但应将浮顶与罐体用两根导线做电气连接。浮顶油罐连接导线应选用横截面积不小于25mm的软铜复绞线。对于内浮顶油罐，钢质浮盘油罐连接导线应选用横截面积不小于16mm的软铜复绞线；铝质浮盘油罐连接导线应选用直径不小于1.8mm的不锈钢丝绳。根据建筑物防雷设计规范规定，专设引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置，其间距沿周长计算不宜大于 18 m。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设引下线，应在跨距两端设引下线并减小其他引下线的间距，专设引下线的平均间距不应大于 18 m。 因此应对储罐防雷接地，接地点不应少于两处，且接地点沿油罐周长的间距不宜大于30m，接地电阻不宜大于20。 因为本设计中储罐直径为14.5m，即储罐的底面周长为45.5m。所以：在每个储罐设计防雷接地线3根，均匀布置，接地电阻10，冲击接地电阻20 3.单针折线法罐区设置2个接闪器。这里简要说明一下，接闪器距离地面的深度是0.8米1.0米即可。每个接地模块单挖一个坑，坑的大小是0.5米宽，0.8米深；因为接地模块是0.12*0.6大小所以其余缝隙夯实降阻剂即可。用几块地模块挖几个这样的坑即可。每个模块之间用镀锌扁铁连接，镀锌扁铁也要用降阻剂夯实护好。单避雷针保护范围，从针的顶点向下作45的斜线，构成椎形保护空间的上部，45的斜线在h/2处转折，与地面上距针底各方向1.5h处相连接，图1表示则其转折点以下的斜线，即构成保护空间的下半部。如果用公式表达，则避雷针在地面上的保护半径r =1.5h米。在储油罐保护高度的水平面上的保护半径按下式计算：（1）当时，米（2）当时，米，式中 P-高度影响系数。h30米， 30米h120米P=5.5/。储罐直径D为 17m储罐体积V为 3000m储罐高度H为 3000（3.14*8.5*8.5）=13.22m罐与罐间距为 0.4*D =0.4*17=6.8m罐与防火堤间距为 3.7m保护半径为 46.42m避雷针高度： h=60.84m4.安放注意事项对直击雷防护，当雷击于避雷针，很大的雷电流通过接地引下线至接地装置泄入大地时，在避雷针上将形成极高的电位，放电过成可能产生反击电压或跨步电压，对于反击的防止是降低接地电阻和保证避雷针与设备之间有足够的距离，不发生避雷针向被保护物反击的空间距离不应小于5米。避雷针安装在罐区周边比罐2倍高，远距罐30米至40米范围是防雷主要可行措施。从雷击储油罐分析，主要原因是没有足够的避雷针做保护罐区。避雷针的作用，是它能对雷电场产生一个附加电场（这附加电场是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的），使雷电场畸变，而将雷云放电的道路吸引到本身，并由它及与它相联的引下线和接地装置，将雷电流泄放到大地中去，隔离雷电进入罐区，使储油罐免受直接雷击。八报警仪布置乙醇易燃，具刺激性。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。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。1：探测点的确定根据GB50493-2009 4.1.1可燃和有毒气体探测器的探测点，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、操作巡检路线等条件，并选择气体易于积累和便于采样检测之处布置。4.1.2 下列可能泄漏可燃气体、有毒气体的主要释放源，应布置探测点：4.4.3控制室、变配电所的空调引风口、电缆沟、电缆桥架进入建筑物的洞口处，且可燃气体和有毒气体可能进入时，宜设置检（探）测器：1：乙醇罐区2：压缩机房 3：发配电间2：探测点的位置根据GB50493-2009 4.3.1 液化烃、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，并符合下列规定：1 当检探测点位于释放源的最小频率风向的上风侧时，可燃气体探测点与释放源的距离不宜大于15m。2 当检测点位于释放源的最小频率风向的下风侧时，可燃气体探测点与释放源的距离不宜大于5m。具体位置见图1可燃气体探测器设置在储罐下风方向1m，在压缩机房外2m。3：探测器的选型根据GB50493-2009 检测组分单一的可燃气体，宜选用可燃气体探测器；4：探测器的安装因为乙醇气体的密度大于空气，根据GB50493-2009 6.1.1 检测比重大于空气的可燃气体的探测器，其安装高度应距地坪（或楼地板）0.3m0.6m。检测比重大于空气的有毒气体的探测器，应靠近泄漏点，其安装高度应距地坪（或楼地板）0.3m0.6m。6.1.3 检（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，安装探头的地点与周边管线或设备之间应留有不小于0.5m的净空和出入通道。6.1.4 检（探）测器的安装与接线技术要求应符合制造厂的规定，并应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058的有关规定。5： 指示报警设备和现场报警器的安装根据GB50493-20096.2.1指示报警设备应安装在有人值守的控制室、现场操作室等内部。6.2.2 现场报警器应有就近安装在探测器所在的区域。6：报警仪种类根据GB50493-20095.1.1火灾自动报警系统应设有自动和手动两种触发装置。