【正文】 第 2章 化工過程安全原理 化工工藝過程表述 兩類危險(xiǎn)源理論及流變 —— 突變理論 化工物料危險(xiǎn)特性及危險(xiǎn)能量 化工過程裝置失效分析 化工過程事故機(jī)理 化工工藝圖 化工過程表述 化工工藝圖 ? 化工工藝圖包括 : 工藝流程圖、設(shè)備布置圖和管路布置圖。 ? 工藝流程圖是用于表達(dá)生產(chǎn)過程中物料的流動(dòng)次序和生產(chǎn)操作順序的圖樣。 ? 化工工藝流程圖是用來表達(dá)整個(gè)工廠或車間生產(chǎn)流程的圖樣。通過圖解的方式體現(xiàn)出如何由原料變成化工產(chǎn)品的全部過程。化工工藝流程圖的設(shè)計(jì)過程可以分為如下三個(gè)階段： ① 生產(chǎn)工藝流程示意圖； ② 生產(chǎn)工藝流程草圖； ③ 生產(chǎn)工藝流程圖。 ? 工藝流程圖的分類 ? 較規(guī)范的工藝圖流程圖一般有以下 3種。 ? 一、總工藝流程圖 ? 也稱全廠物料平衡圖，用于表達(dá)全廠各生產(chǎn)單位（車間或工段）之間主要物流的流動(dòng)路線及物料衡算結(jié)果。 ? 二、物料流程圖 ? 也稱方案流程圖，是在總工藝流程圖的基礎(chǔ)上，分別表達(dá)各車間內(nèi)部工藝物料流程的圖樣。 ? 三、帶控制點(diǎn)工藝流程圖（ PID圖） ? 也稱生產(chǎn)控制流程圖或施工工藝流程圖，它是以物料流程圖為依據(jù)，內(nèi)容較為詳細(xì)的一種工藝流程圖，見圖 1210。 ? 工藝流程圖的繪制要求 ? 工藝流程圖以形象的圖形、符號(hào)、代號(hào)，表示出工藝過程選用的化工設(shè)備、管路、附件和儀表等的排列及連接，借以表達(dá)在一個(gè)化工生產(chǎn)中物量和能量的變化過程。 ? 工藝流程圖一般分三個(gè)階段進(jìn)行繪制，即： 生產(chǎn)工藝流程草圖的繪制、物料流程圖的繪制、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖的繪制。 ? 一、生產(chǎn)工藝流程草圖 ? 生產(chǎn)方法確定后，可進(jìn)行生產(chǎn)工藝流程草圖的繪制，繪制依據(jù)是可行性研究報(bào)告中提出的工藝路線，繪制主要精力用在工藝技術(shù)問題上，它只是定性地標(biāo)出由原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的變化、流向順序以及采用的各種化工過程及設(shè)備，生產(chǎn)工藝流程草圖一般由物料流程、圖例、標(biāo)題欄三部分組成．其中物料流程包括如下。 ? ①設(shè)備示意圖 ? 可按設(shè)備大致幾何形狀畫出 (或用方塊圖表示 )，設(shè)備位置的相對(duì)高低不要求準(zhǔn)確，但要標(biāo)出設(shè)備名稱及位號(hào)。 ? ②物流管線及流向箭頭 ? 包括全部物料管線和部分輔助管線，如：水、氣、壓縮空氣冷凍鹽水，真空等。 ? ③必要的文字注釋，包括設(shè)備名稱、物料名稱、物料流向等。 圖例只要標(biāo)出管線圖例，閥門、儀表等不必標(biāo)出，標(biāo)題欄包括圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)階段等內(nèi)容。全圖采用由左至右展開式繪制，先物料流程，再圖例，最后設(shè)備一覽表。設(shè)備一覽表一般在圖例下面。所用線條遵循設(shè)備輪廓線用細(xì)實(shí)線、物料管線用粗實(shí)線、輔助管線用中實(shí)線的基本原則，繪制技術(shù)不要求十分精確。 ? 二、物料流程圖 ? 物料流程圖是在生產(chǎn)工藝流程草圖的基礎(chǔ)上，完成物料衡算和熱量衡算后繪制的流程圖。它是一種以圖形與表格相結(jié)合的形式反映設(shè)計(jì)計(jì)算某些結(jié)果圖樣；它既可用作提供審查的資料，又可作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)的依據(jù)。物料流程圖一般包括下列內(nèi)容：物料流程圖例圖 ? 1212 生產(chǎn)工藝流程草圖布局情況圖 ? 1213 物料列表說明示意圖 ? ①圖形 ? 包括設(shè)備示意圖形、各種儀表示意圖形及各種管線示意圖形。 ? ②標(biāo)注內(nèi)容 ? 主要標(biāo)注設(shè)備的位號(hào)、名稱及特性數(shù)據(jù)，如流程中物料的組分、流量等。 ? ③標(biāo)題欄 ? 包括圖名，圖號(hào)、設(shè)計(jì)階段等。 ? 圖樣采用展開式，按工藝流程的次序從左至右繪出一系列圖形，并配以物料流程線和必要的標(biāo)注，物料流程圖一般以車間為單位進(jìn)行繪制。通常用加長(zhǎng) A2或 A3幅面的長(zhǎng)邊而得，圖面過長(zhǎng)也可分張繪制。圖中一般只畫出工藝物料的流程，物料線用粗實(shí)線，流動(dòng)方向在流程線上以箭頭表示。 ? 三、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 ? 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一般分為 初步設(shè)計(jì)階段的帶控制點(diǎn)工藝流程圖和施工設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖， 而 施工設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖也稱管道及儀表流程圖 (PID圖 )。 初步設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖是在物料流程圖、設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及控制方案確定完成之后進(jìn)行的，所繪制的圖樣往往只對(duì)過程中的主要和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行稍為詳細(xì)的設(shè)計(jì)，次要設(shè)備及儀表控制點(diǎn)等考慮得比較粗略。 ?3 工藝流程圖繪制內(nèi)容及表示方法 ? 一、流程圖的設(shè)計(jì)及繪制內(nèi)容 ①圖形 ? 將全部工藝設(shè)備按簡(jiǎn)單形式展開在同一平面上，再配以連接的主、輔管線及管件，閥門、儀表控制點(diǎn)等符號(hào)。 ? ②標(biāo)注 ? 主要注寫設(shè)備位號(hào)及名稱、管段編號(hào)、控制點(diǎn)代號(hào)、必要的尺寸數(shù)據(jù)等。 ? ③圖例 ? 為代號(hào)、符號(hào)及其他標(biāo)注說明。 ? ④標(biāo)題欄 ? 注寫圖名、圖號(hào)、設(shè)計(jì)階段等。 一）設(shè)備的表示方法 ? 在流程圖上化工設(shè)備按大致比例用細(xì)實(shí)線繪制．要求畫出能顯示形狀特征的主要輪廓，有時(shí)也畫出顯示工藝特征的內(nèi)部示意結(jié)構(gòu)，也可將設(shè)備畫成剖視形式表示，設(shè)備的傳動(dòng)裝置也應(yīng)簡(jiǎn)單示意出。設(shè)備示意畫法見圖 1214。 ? 對(duì)安裝高度有要求的設(shè)備須標(biāo)出設(shè)備要求的最低標(biāo)高。塔和立式器，須標(biāo)明自地面到塔和容器下切線的實(shí)際距離或標(biāo)高，臥式容器應(yīng)標(biāo)明容器底部到地面的實(shí)際距離或標(biāo)高。 ? 工藝流程圖中一般應(yīng)繪出全部工藝設(shè)備及附件，兩組或兩組以上相同系統(tǒng)或設(shè)備，可只繪出 — 組設(shè)備，并用細(xì)實(shí)線框定，其它幾組以細(xì)雙點(diǎn)劃線方框表示，方框內(nèi)標(biāo)注設(shè)備位號(hào)和名稱。 ? 流程圖上的設(shè)備必須標(biāo)注設(shè)備位號(hào)和名稱，其它所有圖紙和表格上的設(shè)備位號(hào)和名稱必須與流程圖保持 — 致。設(shè)備位號(hào) — 般標(biāo)注在兩個(gè)地方。第一是在圖的上方或下方，要求排列整齊，并盡可能正對(duì)設(shè)備，在位號(hào)線的下方標(biāo)注設(shè)備名稱；第二是在設(shè)備內(nèi)或其近旁，此處僅注位號(hào)，不注名稱。當(dāng)幾個(gè)設(shè)備或機(jī)器為垂直排列時(shí)，它們的位號(hào)和名稱可以由上而下按順序標(biāo)注，也可水平標(biāo)注。） 工藝設(shè)備位號(hào)的編法： 每個(gè)工藝設(shè)備均應(yīng)編一個(gè)位號(hào)，在流程圖、設(shè)備布置圖和管道布置圖上標(biāo)注位號(hào)時(shí)，應(yīng)在位號(hào)下方畫一條粗實(shí)線，圖線寬度為~，位號(hào)的組成如圖所示。 ? 主項(xiàng)代號(hào)一般用兩位數(shù)字組成，前一位數(shù)字表示裝置 (或車間 )代號(hào)。后一位數(shù)字表示主項(xiàng)代號(hào)，在一般工程設(shè)計(jì)中，只用主項(xiàng)代號(hào)即可。裝置或車間代號(hào)和主項(xiàng)代號(hào)由設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人在開工報(bào)告中給定；設(shè)備順序號(hào)用兩位數(shù)字 0 02… 、 11… 表示；相同設(shè)備的尾號(hào)用于區(qū)別同一位號(hào)的相同設(shè)備，用英文字母 A、 B、 C、 …… 尾號(hào)表示。常用的設(shè)備分類代號(hào)見表 121，一般用設(shè)備英文名稱的首字母作代號(hào)。 ? 對(duì)于需隔熱的設(shè)備和機(jī)器要，在其相應(yīng)部位面出一段隔熱層圖例．必要時(shí)注出其隔熱等級(jí)；有伴熱者也要在相應(yīng)部位畫出 — 段伴熱管，必要時(shí)可注出伴熱類型和介質(zhì)代號(hào)，如下圖所示。 ? ? 二）管道的表示方法 ①一般應(yīng)畫出所有工藝材料和輔助物料的管道，當(dāng)輔助管道比較簡(jiǎn)單時(shí)，可將總管繪制在流程圖的上方，向下引支管至有關(guān)設(shè)備。當(dāng)輔助管道系統(tǒng)比較復(fù)雜時(shí)，需另繪制輔助管道系統(tǒng)圖予以補(bǔ)充。 ②主工藝物料管道用粗實(shí)線繪制，輔助管線用中實(shí)線繪制，儀表及信號(hào)傳輸管線用細(xì)實(shí)線或細(xì)虛線繪制。管道圖例 ? 及圖線寬按 —— 92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，見表 122。 ? ③管線排布應(yīng)做到橫平豎直，盡量避免穿過設(shè)備或交叉，必須交叉時(shí)，一般采用橫斷豎不斷的畫法，也可豎斷，管道轉(zhuǎn)彎應(yīng)畫成直角，如圖 1215所示。管道上的放空口、排液管、取樣口、液封管等應(yīng)全部畫出。若管道與其它圖紙有關(guān)時(shí)，應(yīng)將管道畫到近圖框線左方或右方，用空心箭頭表示物料出（或入）方向，空心箭頭畫法如圖 1216所示，箭頭為粗實(shí)線，箭頭內(nèi)寫連接的圖紙圖號(hào)，箭頭附近注明來（或去）的設(shè)備位號(hào)或管道號(hào)，見圖 1217。 ? ④工藝管道用管道組合號(hào)標(biāo)注，管道組合號(hào)由四部分組成，即管道號(hào) (或管段號(hào)，由三個(gè)單元組成 )、管徑、管道等級(jí)和隔熱或隔聲。 ? 管道壓力等級(jí)代號(hào)具體含義參見表 83；第二部分為順序號(hào)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，由 1開始；第三部分為管道材質(zhì)類別，用大寫英文字母表示，其含義如下： A — 鑄鐵； B— 碳鋼； C — 普通低合金鋼； D — 合金鋼； E — 不銹鋼； F — 有色金屬；G — 非金屬； H — 襯里及內(nèi)防腐。 ? 三） 閥門與管件的表示方法 ? 在管道上用細(xì)實(shí)線畫出全部閥門和各種管路附件 （化工部 —— 92）， 如補(bǔ)償器，軟管、永久 (臨時(shí) )過濾器、盲板、疏水器、視鏡、阻火器、異徑接頭、下水漏斗及非標(biāo)準(zhǔn)管件等都要在圖上表示出來，并用圖例示出閥門的形狀。工藝流程圖中豎管上閥門的高低位置應(yīng)大致符合實(shí)際高度，當(dāng)閥門的壓力等級(jí)與管道的壓力等級(jí)不一致時(shí)，要標(biāo)注清楚，如果壓力等級(jí)相同，但法蘭面的形式不同，也要標(biāo)明，以免安裝設(shè)計(jì)時(shí)配錯(cuò)法蘭，導(dǎo)致無法安裝，見表 126。 ? 四）儀表控制及分析取樣點(diǎn)表示方法 ? 工藝流程圖中應(yīng)給出和標(biāo)注全部與工藝有關(guān)的檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、分析取樣點(diǎn)和取樣閥。其符號(hào)、代號(hào)規(guī)定見表127。儀表控制點(diǎn)的符號(hào)圖形一般用細(xì)實(shí)線繪制，常見的符號(hào)圖形見表 128。各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥的符號(hào)也用細(xì)實(shí)線繪制，具體表示方法見圖 1220和圖 1221。 兩類危險(xiǎn)源理論 （ 1）第一類危險(xiǎn)源 ? 根據(jù)能量意外釋放論，事故是能量或危險(xiǎn)物質(zhì)的意外釋放，作用于人體的 過量的能量 或 干擾 人體與外界能量交換 的危險(xiǎn)物質(zhì)是造成人員傷害的直接原因。系統(tǒng)中存在的、可能發(fā)生意外釋放的 能量或危險(xiǎn)物質(zhì) 稱作第一類危險(xiǎn)源。 ? 一般地，能量被解釋為物體做功的本領(lǐng)。做功的本領(lǐng)是無形的，只有在做功時(shí)才顯現(xiàn)出來。因此，實(shí)際工作中往往把產(chǎn)生能量的能量源或擁有能量的 能量載體 作為第一類危險(xiǎn)源來處理。 （ 2）第二類危險(xiǎn)源 在生產(chǎn)中，為了利用能量，讓能量按照人們的意圖在系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)換和做功，必須采取措施約束、限制能量，即必須控制危險(xiǎn)源。約束、限制能量的屏蔽應(yīng)該可靠地控制能量，防止能量意外釋放。實(shí)際上，絕對(duì)可靠的控制措施并不存在，在許多因素的復(fù)雜作用下約束、限制能量的控制措施可能失效，能量屏蔽可能被破壞而發(fā)生事故。導(dǎo)致 約束、限制能量措施失效或破壞的各種不安全因素 稱作第二類危險(xiǎn)源。 ? 根源危險(xiǎn)源，即能量物質(zhì)或載體，第一類危險(xiǎn)源； ? 狀態(tài)對(duì)象的危險(xiǎn)源，即指使能量物質(zhì)或載體的約束、限制措施失效、破壞的原因因素，第二類危險(xiǎn)源。 兩類危險(xiǎn)源的關(guān)系 ? 事故的發(fā)生是兩類危險(xiǎn)源共同作用的結(jié)果。 ? 根源危險(xiǎn)源的存在 是事故發(fā)生的前提； 狀態(tài)危險(xiǎn)源的出現(xiàn) 是根源危險(xiǎn)源導(dǎo)致事故的必要條件。 ? 在事故發(fā)生、發(fā)展過程中，兩類危險(xiǎn)源相互依存，相輔相成。根源危險(xiǎn)源在事故發(fā)生時(shí)釋放出的能量是導(dǎo)致人員傷害的能量主體，決定事故后果的嚴(yán)重程度，根源危險(xiǎn)源具有的能量越多，一旦發(fā)生事故，其后果越嚴(yán)重。狀態(tài)危險(xiǎn)源往往是一些圍繞根源危險(xiǎn)源隨機(jī)發(fā)生的現(xiàn)象，它們出現(xiàn)的難易決定事故發(fā)生的可能性大小。兩類危險(xiǎn)源共同決定危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)程度。 兩類危險(xiǎn)源危險(xiǎn)性