化工安全课程设计

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4 建设项目厂址的选择可行性分析

4.1 自然条件的研究分析 4.1.1 地质、地貌

南京位于北纬31o13′—32o36′，东经118o19′—119o24′。滨临长江，东距出海口360公里，该地区地形以低山山陵为主，占全市总面积的64.52%。此外，水面占全市总面积11.4%，平原、洼地占24.08%。地下水深3米，地震烈度为6度，地理环境较为优越

4.1.2 气候

南京地区主导风向为东南风，属亚热带季风气候，雨量充沛，年降水1200毫米，年平均温度15.4°C，年极端气温最高39.7°C，最低-13.1°C，年平均降水量1106毫米。南京春秋短、冬夏长，冬夏温差显著，四季分明，无特殊冷热气象和自然灾害，年平均降雨量1000mm，无霜期230天左右。适宜建厂以及居住。 4.1.3 水源

南京境内共有大小河道120条，分属两江（长江、青弋江—水阳江）、两湖（固城湖、石臼湖）、两河（滁河、秦淮河），以跨省、市的流域划分水系，可划分为长江南京段、滁河、秦淮河、青弋江—水阳江四大水系。

南京本地水资源:多年平均降水量1073.8mm。年平均水资源总量25.6亿立方米，其中地表水资源18.6亿立方米，地下水资源7亿立方米。

南京过境水资源。年平均水资源总量可达9222亿立方米，是南京市本地区水资源总量的360倍，其中从长江过境的水资源总量年平均9200亿立方米，从水阳江过境的水资源总量年平均12亿立方米，从滁河过境的水资源总量年平均10亿立方米。

南京化工厂位于地处南京市域北部、长江北岸的南京化学工业园区内，水源条件充足

4.2 生产条件的研究分析 4.2.1 资源

南京化工厂区位优势突出。在南京化工厂附近，分布着以下几个大型化学工业企业：中国石化扬子石油化工有限公司、空气化工产品（南京）有限公司、雅保化工（南京）研发中心、扬子石化－巴斯夫有限责任公司以及欧德油储（南京）有限公司。其中，扬子石化主要从事石油炼制及烃类衍生物的生产加工和销售，是目前国内最大的纯苯、对二甲苯、邻二甲苯、PTA、乙二醇、丁二烯和环氧乙烷生产供应商之一，因而，南京化工厂的主要生产原料苯原料供应充足。空气化工产品公司是中国最大的工业气体产品公司之一，可以为南京化工厂的生产提供各种工业气体，包括普通气体，特种气体以及其他的一些化工产品。而反应过程中的各种添加剂和催化剂也可以从雅保化工那里购得。与这些大型中外石油化工企业毗邻，一方面,南京化工厂的生产所需原料充足,供应方便,

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另一方面,与众多实力强的企业相互交流经营管理方面的经验,有利于搞好本厂的安全生产,提高企业生产效率,提升企业竞争力。

4.2.2 交通

南京化工厂所在的南京化工园区位于南京市域北部，长江北岸，依托长江深水岸线而建，水陆交通四通八达，自然地理条件优越，区位交通优势突出，便于原料的运入以及产品的集散。

4.3 安全条件的研究分析：

本厂的生产原料苯、氯气以及产品氯苯均为易燃易爆品，且对人体有毒，因此厂址选择远离居民区以及人口稠密的市区和城镇。

据有关资料统计，该地区地下水深3m，地震烈度6度，在建设厂房时，要考虑采取一定的抗震措施。对重要的建筑设施、存放危险有害物料的储罐的结构、选材等要符合强度标准。并进行相关加固。

该地区年平均气温为15.4摄氏度，最热月平均气温为28.2摄氏度。也曾有过43摄氏度的极端高温天气以及-14摄氏度的极端低温天气。本厂的主要生产原料苯的闭杯闪点为28摄氏度，产品氯苯的闪点为28度因此要注意控制厂区重要生产车间以及罐区的温度。一方面,在炎热的夏季，要做好降温工作。另一方面，要注意对生产装置及储罐的维护保养，防止各种极端天气对其造成破坏，导致有毒有害气体的泄露。 该地区年雷电日数为34.4d/a，在雷电高发的天气要作好对相关生产设备及储运设施的防雷工作。例如，要设计防雷避雷设施，并做好静电接地工作。

5 建设项目总平面布置可行性分析及设计

5.1 功能分区的研究与分析

厂区大致呈长方形，东西长约115米，南北长约185米，厂区面积达21275平方米。各类建筑物以一条南北走向的中轴线，由北向南对称分布。规划中的南京化工厂厂区主要包括生产区、辅助生产区、储罐区、公用工程区、办公生活区等五大区域。 5.1.1 生产区

化工厂的生产区,即本设计中的甲类生产车间,应该属于厂区中最为危险地区域之一。依据相关规定，它应该离开工厂边界一定的距离，应该是集中而不是分散的分布。在生产区域内以及周边地区，应该严防火种的出现。由于生产区域往往会不可避免地向外释放一些易燃易爆或者有毒有害的气体，因而因将其置于临近城镇以及居民区全年最小频率风向的上风侧。

在本设计中，建设项目的所在地为南京，该地区的主导风向为东南风，因而将本厂的主要生产区——甲类生产车间置于包括办公生活区在内的厂内其他功能区的下风向，也就是本厂的东北部。

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5.1.2 辅助生产区

依据相关规范，辅助生产区往往存在重要的火源，并且往往是人员密集的场所，应置于生产区的上风向。

本厂中，辅助生产区主要包括控制室、机修室、化验室、泵房以及污水处理站等，针对以上所提到的隐患，本设计中，这些建筑物分别位于甲类生产车间、甲类储罐区的上风向以及侧风向，并且保持足够的间距。这样一来，一方面，辅助生产区，特别是机修室产生的火源，在飘落到甲类生产车间之前，就已经熄灭。另一方面，甲类生产车间释放出来的易燃易爆、有毒有害气体也不至于大量飘到辅助生产区，从而在预防了火灾爆炸事故的同时，保护了员工们的身心健康。 5.1.3 储罐区

储存容器，比如储罐，是需要特别注意的装置。这样的容器都是巨大的能量或毒性物质的存储器。在人员、操作单元和罐区之间应尽可能保持足够远的安全距离。容器可能释放出大量的剧毒、易燃易爆的物质，因而必须将其置于工厂的下风向。

在本设计中，危险性较大的甲类储罐区，用于存放生产所需的原料苯、氯气储罐以及产品氯苯等危险物质。将该罐区置于甲类生产车间的侧风向，全厂其他功能区的下风向。并且保持足够的间距。危险性较小的丙类储罐区，主要用于存放生产过程中用到的酸碱液以及一些废水罐，位于甲类生产车间的上风向并保持合理的间距。 5.1.4 公用工程区

公用工程区应该远离生产区域、罐区以及其他危险区域，以便遇到紧急情况时仍能够保证水、电、气等的正常供应。由厂外进入厂区的公用工程干管，也不应该通过危险区，如果难以避免，则应该采取相应的保护措施。

在本设计中，厂内的公用设施包括锅炉房，配电室，依据相关规定，将其置于甲类生产车间、甲类罐区的上风向，并且间隔足够远的距离。由厂外进入的输油、输气管道，避开了生产区和储罐区。 5.1.5 办公生活区

出于安全考虑，办公生活区应该置于工厂的边缘区域，尽量与工厂的危险区隔离，并且出于生产区域和罐区的上风向。

在本设计中，办公生活区主要包括占地面积200平方米的车库、占地面积200平方米的办公楼、占地面积200平方米的职工食堂、占地面积200平方米的浴室以及占地面积为175平方米的职工宿舍等建筑物，远离生产区域以及罐区，位于它们的上风向，也就是厂的南部，这样，办公生活区与生产区域相隔离，厂区员工的生活环境质量得到保障，厂内的安全管理也较为方便。

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5.2 建筑物耐火等级、面积、层数等的研究分析

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）要求，本厂建筑物耐火等级、面积、层数如下表：

表5.2.1本厂建筑物耐火等级、层数

名称 占地面积/m 2建筑面积/m 2耐火等级 火灾危险性 甲类生产车间 控制室 丙类储罐区 废水处理站 化验室 循环池 甲类储罐区 闲置空房 机修室 配电室 锅炉房 泵房 停车场 员工餐厅 办公楼 职工宿舍 浴室 240 90 144 240 100 79 600 130 130 220 200 150 200 200 200 175 200 960 90 144 240 100 79 600 130 130 220 200 150 200 200 200 350 200 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 二级 甲类 丁类 丙类 甲类 甲类 甲类 甲类 戊类 丁类 丁类 丁类 丁类 普通场所 普通场所 普通场所 普通场所 普通场所 其中，甲类生产车间四层，职工宿舍两层，其余建筑物均为一层，均符合相关规范。

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5．3 建筑物相对位置的研究分析

由于该地区的主导风向为东南风，依据设计规范，该企业的主要生产区（甲类生产车间）应置于厂区的东北部，甲类罐区置于厂区的西北角，丙类罐区以及各类辅助设施、公用设施置于厂区的中部,办公生活区置于厂区的南部，且间隔足够的距离。这样布局，一方面，生活办公区偶尔出现的明火，在飘落到生产区以及罐区前便已经熄灭，从而不至于引爆生产区域释放出的易燃易爆气体，进而导致大面积的严重的火灾爆炸事故。另一方面，生产区释放的易燃易爆以及有毒气体，不会扩散到办公生活区，办公生活区的空气清新，环境宜人。

5.4 建筑物防火间距的研究分析

除本规范另有规定者外，厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距不应小于表5.4.1 的规定。

表5.4.1 厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距

（m）

单层、多层丙、丁、 民用建筑 单层、多戊类厂房（仓库） 层 高层厂甲类 乙类厂房（仓耐火等级 耐火等级 厂房 房 库） 一、二三一、二（仓库） 四级 三级 四级 级 级 级 12 12 12 10 10 12 14 10 12 14 13 名称 甲类厂房 单层、多层乙类厂房 12 10 10 12 14 10 12 14 13 14 16 12 14 12 14 14 16 16 18 12 14 14 16 16 18 15 17 13 13 13 15 17 13 15 17 13 25 25 10 12 14 6 7 9 13 一、二级 12 单层、多层丙、 三级 14 丁类厂房 耐 四级 16 火 等 一、二级 12 级 单层、多层 三级 14 戊类厂房 四级 高层厂房 16 13 12 14 16 7 8 10 15 14 16 18 9 10 12 17 室外变、配≥5，≤10 25 25 12 15 20 12 15 20 25

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电站变压＞10，≤50 器总油量 （t） ＞50 15 20 20 25 25 30 15 20 20 25 25 30 30 35 表5.4.2甲类仓库之间及其与其它建筑、明火或散发火花地点、铁路等的防火间距（m）

甲类仓库之间及其与其它建筑、明火或散发火花地点、铁路、道路等的防火间距不应小于表5.4.2的规定，与架空电力线的最小水平距离应符合规范的规定。厂内铁路装卸线与设置装卸站台的甲类仓库的防火间距，可不受表5.4.2 规定的限制。 名称 重要公共建筑 甲类仓库 民用建筑、明火或散发火花地点 一、二级耐火等级 其它建筑 三级耐火等级 四级耐火等级 电力系统电压为 35 ～ 500kV 且每台变压器容量在10MV·A 以上的室外变、配电站工业企业的变压器总油量大于 5t 的室外降压变电站 厂外铁路线中心线 厂内铁路线中心线 厂外道路路边 主要 厂内道路路边 次要 5 30 15 20 25 40 20 25 30 50 20 25 12 15 20 30 15 20 25 ≤ 5 ＞ 5 ≤ 10 ＞ 10 甲类仓库及其储量（ t ） 甲类储存物品 第 3 、 4 项 甲类储存物品第 1 、 2 、 5 、 6 项 30 40 25 30 40 30 20 10 注：甲类仓库之间的防火间距，当第3、4项物5.4.3 除本规范另有规定者外，乙、丙、丁、戊类仓库之间及其与民用建筑之间的防火间距，不应小于表5.4.3 的规定。

表5.4.3 乙、丙、丁、戊类仓库之间及其与民用建筑之间的防火间距（m） 建筑类型

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高层仓甲类厂常州大学课程设计

单层、多层乙、丙、丁类单层、多层戊类仓库 仓库 耐火等级 一、二级 三级 单层、多层乙、一、二级 丙、丁、戊类仓库 三级 四级 高层仓库 一、二级 一、二级 民用建筑 三级 四级 10 12 14 13 10 12 14 12 14 16 15 12 14 16 四级 一、二级 三级 四级 14 16 18 17 14 16 18 10 12 14 13 6 7 9 12 14 16 15 7 8 10 14 16 18 17 9 10 12 库 房 一、二一、二级 级 13 15 17 13 13 15 17 25 12 14 16 13 注：1 单层、多层戊类仓库之间的防火间距，可按本表减少2m；

2 两座仓库相邻较高一面外墙为防火墙，且总占地面积小于等于本规范第3.3.2条1座仓库的最大允许占地面积规定时，其防火间距不限；

3 除乙类第6项物品外的乙类仓库，与民用建筑之间的防火间距不宜小于25m，与重要公共建筑之间的防火间距不宜小于30m，与铁路、道路等的防火间距不宜小于表5.5.2中甲类仓库与铁路、道路等的防火间距。

依据以上规范，在本设计中，厂区内各建筑物间的防火间距如表5.4.4所示

表5.4.4 本厂实际防火间距

建筑物名称 控制室 废水处理站 化验室 循环池 闲置空房 机修室 配电室 锅炉房 甲类生产车间 10.0m 42.0m 20.0m 20.0m 64.0m 58.3m 64.7m 71.4m 甲类储罐区 50.3m 67.0m 20.0m 20.0m 30.0m 30.0m 41.0m 51.0m 丙类储罐区 15.0m 10.0m 63.7m 54.9m 50.0m 40.0m 51.0m 61.0m

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泵房 停车场 员工餐厅 办公楼 28.3m >100m >100m >100m 28.3m >100m >100m >100m 20.0m >100m >100m >100m 除此以外，锅炉房与配电室、机修室相隔10m，都符合相关设计规范。 5.5 甲类罐区内部平面设置

甲类罐区内的布置要符合《石油化工企业设计防火规范》中的相关规定。如表 5.3.1

表5.5.1罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距 储罐型式 类别 ≤1000m 甲B、乙类 丙A类 丙B类 2m 0.75D 0.4D 5m 3

3固定顶罐 >1000m 0.6D 3浮顶、内浮顶罐 卧罐 0.4D 0.8m 注：1. 表中D为相邻较大罐的直径，单罐容积大于1000m的储罐取直径或高度的较大值；

2. 储存不同类别液体的或不同型式的相邻储罐的防火间距应采用本表规定的较大值； 3. 现有浅盘式内浮顶罐的防火间距同固定顶罐； 4. 可燃液体的低压储罐，其防火间距按固定顶罐考虑；

5. 储存丙B类可燃液体的浮顶、内浮顶罐，其防火间距大于15m时，可取15m。

在本设计中,甲类罐区长约20米，宽约30米，存放甲类液化烃的储罐均采用内浮顶罐,立式罐与立式罐之间的最小间距按0.4D计算，与卧式罐间距0.8。储罐与罐区边缘的防火墙的距离按0.5H计算。万一罐体破裂，料液泄漏，为使料液不至于漫出罐区外，将罐区边缘的防火墙高度设计为1.5。从经济、技术、环保、安全等多方面进行考虑，本设计中，罐区防火墙、防火堤的材料以钢筋混凝土为宜。

丙类储罐区用于存放一些盐酸储罐、碱液储罐以及废水罐，长宽均为12米。 5.6 建筑物泄压防爆分析

在本设计中容易产生爆炸性混合气体的区域主要为甲类车间以及甲类储罐区，故将其定为一级爆炸危险区域。 5.6.1 甲类车间的泄压防爆

对于甲类生产车间，其体积为5760立方米，依据公式A?10CV2/3 式中A为泄压面积（m2），V为厂房容积（m3），C为厂房为1000m3时的泄压比系数，

表5.6.1各类厂房的泄压比系数表

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厂房内爆炸性危险物质的类别 氨以及粮食、纸、皮革、铅、铬、铜等K尘<10Mpa*m/s的粉尘 木屑、炭屑、煤粉等10Mpa*m/s30Mpa*m/s的粉尘的粉尘 乙烯 乙炔 氢

C的取值 >0.030 >0.055 >=0.110 >=0.160 >=0.20 >=0.25 依据本厂实际情况，此处C取0.11.这样求得的泄压面积为353.461m2，则泄压半径为10.61m。而本厂甲类厂房厂20米，宽12米，采用钢结构，四周通风性能良好，满足泄压防爆的要求。

5.6.2 甲类罐区的泄压防爆

对于甲类储罐区，在储罐破裂，物料泄漏时，物料汽化，形成蒸气云，其挥发扩散过程的模型的建立，需要考虑诸如存储溶液的压力、高度、物料理化性质、地面渗透性、风速、温度等一系列的因素。在不同的环境条件下，爆炸性混合气体扩散的范围也不同，爆炸的范围也不同。

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