【正文】 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱化工安全課程設(shè)計(jì)50000瀝青儲(chǔ)罐區(qū)安全設(shè)計(jì)院 （系）城市建設(shè)與安全工程學(xué)院專 業(yè)安全工程姓 名學(xué) 號起訖日期～指導(dǎo)教師 2013 年 7 月 10 日目錄第1章 緒論 3 3 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 4 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 瀝青的概述及儲(chǔ)存工藝條件 5 瀝青的概述 5 5第2章 瀝青儲(chǔ)罐的選型及安全設(shè)計(jì) 6 6 7 7 5000m179。拱頂罐液壓頂升倒裝施工 9 10 13 13 攪拌器 13 14第3章 瀝青儲(chǔ)罐區(qū)平面布置 17 瀝青儲(chǔ)罐區(qū)防火間距 18 19 19 21 23 23 消防用水規(guī)范要求 24 消防用水計(jì)算內(nèi)容 25 27 28 滅火器材的選擇 2防靜電設(shè)計(jì) 30 30 30第4章 危險(xiǎn)有害因素分析 33 33 33 35 38 39 40 44 44 4463沁人心扉國防生1第5章 安全對策與管理 47 47 47 47 47 48 49 50 57 57 57 58參考文獻(xiàn) 58南京工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)第1章 緒論化工安全設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是安全工程專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)的綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁，是使學(xué)生體會(huì)工程實(shí)際問題復(fù)雜性的重要嘗試。通過化工安全設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能夠運(yùn)用相關(guān)課程的基本知識(shí)，獨(dú)立思考、活學(xué)活用，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成給定的化工安全設(shè)計(jì)任務(wù)，從而加強(qiáng)對化學(xué)工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)過程的深化和整體認(rèn)識(shí)。通過課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工安全設(shè)計(jì)的主要程序和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、積極主動(dòng)和高度負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)和工作作風(fēng)。課程設(shè)計(jì)的要求高于平時(shí)的作業(yè)，是對整個(gè)課程及相關(guān)知識(shí)的一個(gè)綜合運(yùn)用。設(shè)計(jì)要求學(xué)生自己查取相關(guān)資料、確定設(shè)計(jì)方案、通過計(jì)算選擇工藝，并對自己的選擇做出論證和校核，經(jīng)過分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。所以，課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)提高學(xué)生獨(dú)立思考和工作能力的有益實(shí)踐。通過課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該訓(xùn)練學(xué)生提高以下幾個(gè)方面的能力：（1）根據(jù)課程設(shè)計(jì)的題目，熟悉物料，設(shè)計(jì)系統(tǒng)；查閱文獻(xiàn)資料、收集有關(guān)數(shù)據(jù)、正確選用公式。當(dāng)缺乏必要數(shù)據(jù)時(shí)，尚需自己通過實(shí)驗(yàn)測定或到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際查證。（2）在兼顧技術(shù)上先進(jìn)性、可行性，經(jīng)濟(jì)上合理性的前提下，綜合分析設(shè)計(jì)任務(wù)要求，確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行選擇、布置，并提出保證過程正常、安全運(yùn)行所需要的手段和措施，同時(shí)還要考慮火災(zāi)爆炸事故發(fā)生后的有效處理措施？。（3）用精煉的語言、簡潔的文字、清晰的圖表來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果。（4）繪制相關(guān)圖紙。有關(guān)圖形的繪制必須采用CAD繪制；圖表插入要合適、清晰。（5）規(guī)范撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。 課程設(shè)計(jì)的目的和要求5000m310瀝青儲(chǔ)罐區(qū)防安全設(shè)計(jì)2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范，結(jié)合罐區(qū)的防火間距，合理確定罐區(qū)的形狀、大小、面積等客觀情況，進(jìn)行總平面布置的設(shè)計(jì)；2) 根據(jù)儲(chǔ)存的條件，對儲(chǔ)罐進(jìn)行選材、型號、安裝方式及安全附件（安全閥、避雷針、靜電接地等）的設(shè)計(jì)；3) 防火堤的安全設(shè)計(jì)；4) 針對瀝青儲(chǔ)罐的特點(diǎn)，精心儲(chǔ)罐保溫加熱系統(tǒng)級儲(chǔ)罐攪拌器的設(shè)計(jì)；5) 進(jìn)行罐區(qū)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；6) 進(jìn)行儲(chǔ)罐區(qū)物質(zhì)危險(xiǎn)性分析及儲(chǔ)運(yùn)過程危險(xiǎn)性分析，劃分火災(zāi)危險(xiǎn)等級；7) 安全管理對策措施。 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范；2) 查閱有關(guān)書籍、手冊、文獻(xiàn)資料，了解目前瀝青儲(chǔ)存的狀況，比較各種儲(chǔ)存方式的優(yōu)劣，選擇合適的儲(chǔ)存方式和容器；3) 確定總平面布置及防火間距，繪制總平面布置圖；4) 根據(jù)所選的儲(chǔ)存容器的種類，進(jìn)行罐體的基本設(shè)計(jì)，查閱相關(guān)的手冊確定罐體的材料、結(jié)構(gòu)、型號及安全附件的選型；5) 針對設(shè)計(jì)出來的罐區(qū)，進(jìn)行消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括消防通道、消防等級的確定、滅火劑（滅火器材）的選型、防雷電靜電措施設(shè)計(jì)等；6) 完成工程的安全技術(shù)及管理制度設(shè)計(jì)。 瀝青的概述及儲(chǔ)存工藝條件 瀝青的概述瀝青以完全溶于二硫化碳的天然的或火成的或天然的與火成的烴類混合物南京工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)為主要成分的黑色液體、半固體或固體物質(zhì)。不溶于水。主要成分是瀝青質(zhì)和樹脂。瀝青質(zhì)不溶于低沸點(diǎn)烷烴，卻能被低沸點(diǎn)烷烴沉淀。關(guān)于其理化特性可見下表。表11 理化特性pH值:無資料熔點(diǎn)(℃):無資料沸點(diǎn)(℃):470相對密度(水=1):相對蒸氣密度(空氣=1):無資料臨界壓力(MPa):無資料辛醇/水分配系數(shù):無資料閃點(diǎn)(℃):引燃溫度(℃):485爆炸下限[％(V/V)]:30(g/m3)最小點(diǎn)火能(mJ):20最大爆炸壓力(MPa):溶解性：不溶于水，溶于溶于二硫化碳、四氯化碳、氫氧化鈉等導(dǎo)電性能：絕緣體(常溫下)瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種，在其應(yīng)用方面，在礦質(zhì)材料中摻入路用瀝青材料鋪筑的各種類型的路面。瀝青結(jié)合料提高了鋪路用粒料抵抗行車和自然因素對路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB500162006和《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB5016020008，可確定瀝青分別為丙1類和丙B類。根據(jù)瀝青的理化性質(zhì)，對于5000㎡10的瀝青罐區(qū)中瀝青儲(chǔ)存，可選定路面瀝青儲(chǔ)存進(jìn)行安全設(shè)計(jì)。道路石油瀝青基本不具有揮發(fā)性，高溫下（150℃以上）與空氣中的氧氣反應(yīng)，180℃以上與元素硫反應(yīng)迅速，會(huì)與鹵素發(fā)生取代反應(yīng)。閃點(diǎn)180℃以上。瀝青的儲(chǔ)存條件：除長期不使用的瀝青可放在自然溫度下存貯外，瀝青在混合料拌合場地貯罐中的貯存溫度不宜低于130℃，并不得高于170℃。本次設(shè)計(jì)選取路面瀝青為儲(chǔ)存物質(zhì)，儲(chǔ)存溫度設(shè)定為150℃。因?yàn)闉r青基本無揮發(fā)性，閃點(diǎn)較高，在常壓下即可保存，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，腐蝕性很低，具有很高的安全性，所以可選用固定拱頂罐，并采用導(dǎo)熱油加熱保溫在150℃，常壓下儲(chǔ)存。南京工業(yè)大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)第2章 瀝青儲(chǔ)罐的選型及安全設(shè)計(jì)由于瀝青基本無揮發(fā)性，閃點(diǎn)較高，在常壓下即可保存，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，腐蝕性很低，具有很高的安全性。故選用固定拱頂罐選取中石化北京某設(shè)計(jì)院立式拱頂油罐。參數(shù)如下表21 中石化北京某設(shè)計(jì)院立式拱頂油罐參數(shù) 參數(shù)公稱容積/m179。計(jì)算容積/m179。鋼材總用量/㎏壁板內(nèi)直徑/㎜拱頂曲率內(nèi)半徑/㎜壁板總高/㎜罐總高/㎜包邊角鋼規(guī)格尺寸5000550011028023700232961253015143∠10010 圖21 儲(chǔ)罐示意圖（單位 m）選擇原則是在滿足強(qiáng)度要求的前提下，應(yīng)保證有良好的成型性、優(yōu)良的焊接性能，以及好的經(jīng)濟(jì)性。低碳鋼價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)型好，是壓力容器中使用最多的鋼材，尤以20鋼制作的鋼板及鋼管使用最為廣泛，鋼材選用20鋼。表22 20鋼的化學(xué)成分元素CSiMnPS含量/％~~~≤≤表23 20鋼的力學(xué)性能板厚/mm/MPa/%（橫）/J冷彎試驗(yàn)（180℃）4~20≥410≥28≥27d=a由上節(jié)可知，壁板總高12530mm，壁板從上至下分九層，每層約1392mm，采用雙面焊，采用100%無損探傷。表24 鋼板厚度鋼板厚度/㎜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(21) 5000m179。拱頂罐液壓頂升倒裝施工液壓提升系統(tǒng)作為提升動(dòng)力系統(tǒng)，具有安全可靠，改善勞動(dòng)環(huán)境降低噪音的優(yōu)點(diǎn)。其原理是：通過液壓油傳輸管路系統(tǒng)將動(dòng)力傳至各液壓缸，驅(qū)動(dòng)活塞桿上升，帶動(dòng)起升臂將儲(chǔ)罐壁板升高至組隊(duì)位置。該施工方法是采用專用的液壓頂升裝置和配套的液壓系統(tǒng)，由控制臺(tái)操作將已制備好的儲(chǔ)罐上部勻速平穩(wěn)地提升到預(yù)定高度，與其下部的一圈壁板進(jìn)行組隊(duì)焊接，然后將他們一起頂升到所需的高度，進(jìn)行與其相聯(lián)的再下面一圈壁板的組焊，依次提升組隊(duì)下層壁板，直至罐體最下一圈壁板組焊工完畢，再進(jìn)行底層壁板與儲(chǔ)罐底板間的大角縫組焊。一、其施工順序：1. 板材預(yù)制及基礎(chǔ)驗(yàn)收 、調(diào)整 、支撐板、桿安裝 、頂升第二圈壁板 、固定 、組焊第三圈壁板 、保溫 二、液壓頂升系統(tǒng)： 液壓頂升系統(tǒng)由液壓泵站、液壓頂升裝置、控制臺(tái)、供回油環(huán)管等組成。液壓泵站的作用是向各個(gè)頂升裝置提供并保持具有一定壓力的液壓油；操作人員通過控制臺(tái)操縱動(dòng)力元件（電機(jī)、油泵）、控制元件（調(diào)壓閥、換向閥、液控單向閥等），使執(zhí)行元件（液壓缸）處于受控運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；液壓頂升裝置的作用是頂起已安裝完畢的罐體上部，并能滿足其下部安裝施工要求；供回油環(huán)管的作用是輸送和分配不同流向、不同壓力的液壓油。液壓頂升系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。適用范圍50000m179。及以下金屬拱頂或浮頂罐；頂升速度2m/4min~2m/10min；保壓時(shí)間2~12h。適用介質(zhì)N3N46液壓油或機(jī)油（潔度10級）；系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)范圍≤16MPa，作業(yè)現(xiàn)場允許最大風(fēng)力5級，環(huán)境溫度40~+80℃.液壓缸缸體允許垂直偏差3mm/2m。一、開孔油庫設(shè)計(jì)其他相關(guān)規(guī)范中規(guī)定，金屬油罐主要附件配備數(shù)量及規(guī)格，應(yīng)符合下表規(guī)定。表25 金屬油罐主要附件配備數(shù)量及規(guī)格油罐直徑/mm量油口個(gè)數(shù)罐頂人孔個(gè)數(shù)罐壁人孔個(gè)數(shù)排污槽（或清掃口）個(gè)數(shù)排水管個(gè)數(shù)公稱直徑D≤1211或21或2118012＜D≤151221180（或100）15＜D≤3012或3211100D＞3013222100（或150）表26 金屬油罐開孔規(guī)格名稱輕油罐、重油罐 附件容積/m179。帶放水管排污孔透光孔罐頂帶梯子人孔放水管直徑/mm數(shù)量/個(gè)直徑/mm數(shù)量/個(gè)直徑/mm數(shù)量/個(gè)3000100180038001500010018004800110000~15000100180048001對于本儲(chǔ)罐，設(shè)置量油口一個(gè)，罐頂人孔兩個(gè)（800mm），罐壁人孔兩個(gè)（直徑400mm圓孔），清掃口一個(gè)（81mm），100mm直徑排水管一個(gè)。 透光孔一個(gè)（500mm）。二、接合管結(jié)合管選用尺寸如下表27 結(jié)合管選用尺寸直徑/mm325377426480530630壁厚/mm101111121414安裝在第一圈壁板上，管徑630mm。一、壓力表壓力表是用來測量壓力容器內(nèi)介質(zhì)壓力的一種計(jì)量儀表。本儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)在常壓下儲(chǔ)存瀝青，使用量程較小的液柱式壓力表即可。三、液面計(jì)液面計(jì)是顯示容器內(nèi)液面位置變化情況的裝置。瀝青有輕微毒性，且不是透明液體，故選用反射式玻璃板液面計(jì)。四、溫度計(jì)壓力容器為控制壁溫或?yàn)樯a(chǎn)工藝需要控制容器的工作溫度時(shí)，必須裝設(shè)測溫儀表。本儲(chǔ)罐在150℃下儲(chǔ)存瀝青，故選用測量范圍0至300℃的壓力式溫度計(jì)即可。五、盤梯梯子是為操作人員上罐進(jìn)行量油、取樣等操作而設(shè)置的目前最廣泛的有罐壁盤梯和立式斜梯。其中盤梯占地面積少、節(jié)省鋼材，因而得到廣泛應(yīng)用。斜梯多用于小容積油罐組，占地面積達(dá)，鋼材耗量多。所以我們選用盤梯。5000m179。儲(chǔ)罐盤梯包角應(yīng)為62176。六、支座在直立狀態(tài)下工作的容器稱為立式容器。其支座主要有懸掛式、支撐式及裙式三類。其中懸掛式支座適用于中小型容器，支撐式支座適用于高度較低的儲(chǔ)罐，裙式支座是高大的塔設(shè)備廣泛采用的一種支座。裙座的形式，按照形狀不同分為圓筒形和圓錐形兩種。圓筒形裙座制造方便，應(yīng)用廣泛，但對高而細(xì)的塔，為防止風(fēng)載荷或地震載荷使設(shè)備傾翻，需配備數(shù)量較多的地腳螺栓，此時(shí)可用圓錐形裙座。采用圓錐形裙式支座以防止風(fēng)載荷或地震載荷使儲(chǔ)罐傾翻。一、呼吸閥呼吸閥分為機(jī)械呼吸和液壓安全閥兩類，根據(jù)呼吸閥的結(jié)構(gòu)和工作原理每類分若干種。重力式機(jī)械呼吸閥主要用于地上油罐和半地下油罐，彈簧式機(jī)械呼吸閥主要用在臥式油罐和油罐車，重力彈簧組合式機(jī)械呼吸閥適用于洞室油罐呼吸系統(tǒng)，全天候機(jī)械呼吸閥適用于寒冷地區(qū)油罐，多功能呼吸閥用于地上、半地下油罐。綜上選用重力式機(jī)械呼吸閥或多功能呼吸閥，但多功能呼吸閥是總結(jié)油罐系統(tǒng)存在問題，研究設(shè)計(jì)的一種新型呼吸閥，解決了油罐呼吸系統(tǒng)存在的呼吸閥在下，阻火器在上，以及呼吸排氣朝下的不合理、不科學(xué)問題，實(shí)現(xiàn)了呼吸閥和阻火器的有機(jī)結(jié)合，減少了石油儲(chǔ)罐的附件，便于管理。所以選擇多功能呼吸閥作為我們5000m179。瀝青儲(chǔ)罐的呼吸閥。圖22 多功能呼吸閥示意圖 1 內(nèi)外殼體；2 壓力閥組件；3 真空閥組件；4 內(nèi)殼體蓋；5 阻火芯組件；6 防塵罩二、防雷根據(jù)《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50074—2002中規(guī)定油庫防雷有關(guān)數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存可燃油品的鋼油罐，不應(yīng)裝設(shè)避雷針（線），但必須做防雷接地。接地點(diǎn)2處，接地點(diǎn)延油罐周長的間距，不大于3