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化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全-預(yù)覽頁

2025-02-11 09:26 上一頁面

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【正文】 (6) 所采用的介質(zhì)代號,閥門符號和控制代號均需在流程上方 列出圖例 ,標(biāo)注在圖標(biāo)上方。 ? 工藝流程圖 作用 : ? 1)是描述過程的主要文件,它表示出了主要設(shè)備、主要物流路線和控制點(diǎn)。 過程物料可以劃分為過程內(nèi)物料和過程輔助物料兩大類型。過程物料所需的典型資料如下。 ? (4) 反應(yīng)性 資料 ? 高速量熱、差熱分析、撞擊實(shí)驗(yàn)、熱穩(wěn)定性、熱分解試驗(yàn)、爆燃引起的爆炸擴(kuò)散、自燃性等。 36 ? 四、工藝路線的選擇 ? 過程路線的選擇是在工藝設(shè)計(jì)的最初階段完成的。 物質(zhì)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)常因反應(yīng)條件的微小變化而偏離預(yù)期的反應(yīng)途徑,化學(xué)反應(yīng)過程有較多的危險性。 ? (2) 間歇過程 勞動強(qiáng)度較大 ,緊急狀態(tài)下操作者有較多的機(jī)會介入。 ? (4) 間歇過程有詳盡的指令和操作規(guī)程,可以減少操作失誤或設(shè)備的損壞。 38 ? 五、工藝設(shè)計(jì)安全校核 ? 工藝設(shè)計(jì)必須滿足安全要求。 39 ? 1.物料和反應(yīng)的 安全校核 ? (鑒別過程物料、產(chǎn)物和副產(chǎn)物;查詢毒性;考察過程物料氣味和毒性之間的關(guān)系 …… ) ? 2.過程安全的 總體規(guī)范 ? (規(guī)模、類型和整體性是否恰當(dāng);選擇特殊過程路線或其他設(shè)計(jì)方案是否更符合安全;改變過程順序是否會改善過程安全;過程的放大是否正確。過分擁擠嚴(yán)重影響施工和維修效率,會增加初始的和繼續(xù)的投資費(fèi)用。 ? (3) 設(shè)備配置直線上的精餾塔、熱交換器、餾出液接受器、回流筒等裝置,一般采用框架結(jié)構(gòu)平坡式布局方式。 42 ? 設(shè)備以安裝在地平面上為宜。管線配置也分成了兩部分:整個過程區(qū)的主管線以及由主管線引出的各條設(shè)備配置線的支管線。最好是把控制室設(shè)置在單元的 周邊區(qū)域 。最好的解決辦法是采取折中方案,把加熱爐設(shè)置在 側(cè)面風(fēng)區(qū)域 。 45 ? 對于 反應(yīng)器 ,主要考慮的是提供充分的空間、反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑。 ? 在完成區(qū)域規(guī)劃時,應(yīng)該充分考慮將來發(fā)展 擴(kuò)建添加設(shè)備的可能性。 ? 如果火源和易燃物源兩者部必須設(shè)在室內(nèi),最好把它們分置在建筑物的 分隔間 內(nèi)。 47 ? 如前所述,危險的集中有助于確定特別危險區(qū)的界限。 ? 與室外設(shè)備相比,需要更加嚴(yán)格地規(guī)范從室內(nèi)裝置撤離的通路。 ? 上述幾方面之間需要建立恰當(dāng)?shù)钠胶怅P(guān)系。 ? (2) 減少小排放口的數(shù)量。 ? (4) 考慮到管件或容器的熱膨脹,管線需要有一定的伸縮性架上,需要恰當(dāng)?shù)嘏渲貌y管 (北京首都國際機(jī)場 3號航站樓新型變形縫施工技術(shù) ) 。 ? (6) 保證密封邊與管內(nèi)流體在最大可能的操作溫度下完全互容,在最大內(nèi)壓下也能夠緊縮密封。 ? (10) 設(shè)置管道應(yīng)該避免通過可能使其受到機(jī)械損傷的地方。應(yīng)考慮的是: ? (1) 軟管的適用性,并結(jié)合有關(guān)軟管的標(biāo)準(zhǔn)。 ? (5) 所有高于大氣壓操作的可移動軟管,都應(yīng)設(shè)置排空閥,以便降壓時防止軟管的折斷。支撐板、墊片和管接頭的材料性能,制造說明書會有確切的說明。 54 ? 在化工案例中,有大量 回流 的情形,如: ? (1) 從貯罐或下游管線回流進(jìn)入已關(guān)閉的設(shè)備; ? (2) 從設(shè)備回流進(jìn)入有壓力降的輔助設(shè)備的管線; ? (3) 泵的故障引起回流; ? (4) 反應(yīng)物沿副反應(yīng)物的物料管線回流。 55 ? 三、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計(jì) ? 1.裝置的安全設(shè)計(jì) ? 裝置、儀表和輔助設(shè)施是用來完成各種化學(xué)過程或單元操作的,組合在一起構(gòu)成了一個完整的制造單元。 56 ? 這方面的典型例子有: ? (1) 容器的 壓力釋放 裝置 ; ? (高壓鍋泄壓閥:正常-嚴(yán)密、超壓-泄壓;) ? (2) 設(shè)備或建筑物的爆炸卸荷設(shè)施; ? (爆破片: 6- 12個月、系統(tǒng)超壓未破裂或正常運(yùn)行有明顯變形) ? (3) 貯罐周圍的 圍墻防護(hù) ; ? (4) 緊急關(guān)閉 系統(tǒng); (閉鎖系統(tǒng)) ? (5) 過程參數(shù)高限或低限啟動的關(guān)閉裝置; (保險絲、電飯鍋) ? (6) 報警裝置,例如 火險 、過程參數(shù)高限或低限的報警。 ? 排水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì) 是必要的。壓縮空氣的過程污染可以應(yīng)用物理隔離的方法避免。這既可以有助于氣體或蒸氣泄漏物的擴(kuò)散 通風(fēng) ,又可以提供最大可能的 爆炸排放面積 ,而且還有利于 救火 。這些血的教訓(xùn)使人們對壓力容器制造和安裝的規(guī)范化有了更清醒的認(rèn)識。 ? 在我國,原國家勞動總局 1979年頒布了《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》 ; 1980年頒布了《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》;1981年頒布了《壓力容 器安全監(jiān)察規(guī)程》。 ? (1)反應(yīng)壓力容器: 主要用來完成物料的化學(xué)轉(zhuǎn)化。 ? (3)分離壓力容器: 主要用來完成物料基于熱力學(xué)或流體力學(xué)的組元或相的分離。 臥式過濾分離器 管殼式換熱器 62 ? 壓力容器按照其設(shè)計(jì)壓力 p的大小,可以劃分為低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器四個類型。易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓貯運(yùn)容器;內(nèi)徑< 1m的低壓廢熱鍋爐;一般介質(zhì)的中壓容器。 ? (1)強(qiáng)度 :常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞極限和屈強(qiáng)比。一般作校核數(shù)據(jù)。 ? (3)韌性 :又稱沖擊韌性,是指材料抵抗沖擊載荷的能力。 ? (5)安全系數(shù) :安全系數(shù)是承壓設(shè)備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本因素,是為了在設(shè)備使用期間對可能損害設(shè)備安全的各種閑素提供適當(dāng)?shù)陌踩6取? ? 壓力容器設(shè)計(jì),應(yīng)由設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。 67 (2)壓力容器結(jié)構(gòu) ? 壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能避免應(yīng)力的集中或局部受力狀況的惡化。 能夠引起應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)應(yīng)該互相錯開。 69 ? 在封頭半徑與高度的比值相同的情況下,碟形封頭比橢圓形封頭存在較大的彎曲應(yīng)力,故應(yīng) 盡量少采用碟形封頭。 70 ? 壓力容器殼體上的開孔 , 如人孔、手孔和檢查孔等,一般應(yīng)為圓形、橢圓形或長圓形。 71 (3)材料的選用 ? 材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)該符合國標(biāo)、部標(biāo)和有關(guān)的技術(shù)要求。 ? 選用的鋼材要有良好的工藝性能, 即軋制、成型、鍛造、焊接等冷熱加工件能。 沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼 72 2.設(shè)計(jì)基礎(chǔ) (1)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度 ? 對于非旋轉(zhuǎn)容器,設(shè)計(jì)壓力一般要高出操作壓力 10%;而旋轉(zhuǎn)容器的設(shè)計(jì)壓力則要高出預(yù)期的最高壓力的 5% 10%。在應(yīng)用這項(xiàng)規(guī)范時,應(yīng)該充分考慮到各種可能的后果 , 如罐體破裂時的人員危險,更換容器的費(fèi)用,內(nèi)容物泄出的財產(chǎn)損失和危險等。 74 (6)支架 ? 立式容器一般用立柱和耳柄支撐,有時還會用到環(huán)形槽鋼或折邊。在材料、直徑和壓力負(fù)荷都相同的條件下,前四種類型封頭的壁厚按序增加,而平板形封頭的壁厚還沒有簡單的計(jì)算關(guān)系。但至少每年作一次外部檢查,每三年作一次內(nèi)外部檢驗(yàn),每六年作一次全面檢驗(yàn)。但是,引起生產(chǎn)損失的制造操作中的破損、 工作人員的低效 配置 (低素質(zhì)鍋爐工)、 超期運(yùn)轉(zhuǎn) 增加的維修費(fèi)用和其他意外損失,這些方面的消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有計(jì)劃的預(yù)防維護(hù)程序的投資。 79 ? 故障發(fā)生概率規(guī)律是什么? ? 設(shè)備運(yùn)行初期出現(xiàn)故障的概率很小,隨著中位時間的接近,故障概率迅速上升,之后,故障概率呈下降趨勢。這樣就能夠保證在絕大多數(shù)情況下,事故發(fā)生之前就已采取了維護(hù)措施。 ? 毫無疑問, 最佳維護(hù)日程和時間 應(yīng)該與設(shè)備的 利用率、材料的利用率、應(yīng)用的維護(hù)設(shè)施 `和人力匹配 。 ? (1) 區(qū)域維護(hù)工程師和操作部門管理人員共同確定泵的 檢驗(yàn)頻率 、拆卸大修及安裝備用泵的時間。月維護(hù)進(jìn)度表也要登記有日期和時間。 ? (6) 開展工作, 結(jié)果記錄 于泵的設(shè)備維護(hù)卡上。 ? (1) 預(yù)防操作人員遭受由維護(hù)工作引起的意外的環(huán)境危險 。 ? (2) 預(yù)防維護(hù)人員遭受由操作條件引起的危險 。 ? (3) 預(yù)防維護(hù)人員遭受自己工作引起的危險 。運(yùn)行設(shè)備的停車應(yīng)該由操作組而非維護(hù)或其他輔助組負(fù)責(zé) (分工越來越細(xì)、隔行如隔山)。對于用氮?dú)饣蚱渌舷⑿詺怏w吹洗過的容器要進(jìn)行檢驗(yàn)并貼上標(biāo)志。 ? 如果管道沒有充分的加載防護(hù),不管是排放還是任何其他作業(yè),人員都不允許穿越管線。上述原因、再加上意外化學(xué)品的可能暴露,進(jìn)入容器需要采取嚴(yán)格的防護(hù)措施。 ? (3) 所有電力驅(qū)動設(shè)施 (如攪拌器等 )必須在斷路開關(guān)處 切斷電源 。( 全副武裝) ? (7) 在絕大多數(shù)情況下,進(jìn)入容器的工人和觀察者都需要空氣面罩 和新鮮空氣的供應(yīng),還需要身體隔離的化學(xué)品防護(hù)服裝。一個工人不得單獨(dú)進(jìn)入容器。標(biāo)準(zhǔn)開口直徑為 。意外事故維護(hù)的關(guān)鍵是,事先決定好誰應(yīng)該做什么、用什么去做,將其排成序列,一旦事故發(fā)生就按部就班地執(zhí)行和完成。 ? 電線斷路也應(yīng)該有事前準(zhǔn)備。 90 4.切割、焊接和其他動火作業(yè) ? 由于化學(xué)工業(yè)加工如此多的易燃或揮發(fā)性物料,由于物料加工迅速變化的工藝,為了防火防爆,火源控制成為頭等重要的問題。 ? (3) 所有氣割和焊接人員應(yīng)該能在 自身 工作中防火 急救 。所以,儀表測定無法完全取代定期的液壓試驗(yàn)。 ? 除非容易破損使人員遭受傷害,從安全的觀點(diǎn)出發(fā),管道和非極需維護(hù)的設(shè)備無需進(jìn)行液壓試驗(yàn)。 ? 在許多情況下,設(shè)備拆卸之前就清除設(shè)備的污染是不現(xiàn)實(shí)的。所有閥門都應(yīng)該是清潔的,閥帽應(yīng)該是松開的。玻璃制品和其他廢料必須分別處理。 為實(shí)現(xiàn)上述要求,可以鎖定電開關(guān)于“關(guān)”的位置;切斷電力或機(jī)械馬達(dá);拆卸皮帶傳動裝置;鎖定主推進(jìn)器的料閥于“關(guān)”的位置;停止活塞、曲柄或飛輪的運(yùn)動。 ? (1) 首先, 操作監(jiān)察 必須檢查設(shè)備和設(shè)備控制系統(tǒng)。 需要注意的是,當(dāng)電力馬達(dá)切斷時,上鎖的開關(guān)盒中,開關(guān)有可能置于“開”的位置。在所有電氣設(shè)施的裝配中,都應(yīng)該考慮至少是最低安全限度的防護(hù)措施。為此,應(yīng)該盡量安裝和使用防爆電話??拷┠茈妼?dǎo)線或設(shè)備的區(qū)域,應(yīng)該避免使用金屬尺、金屬安全帽、金屬扶梯或其他金屬物件。 ? 水供應(yīng)的飲用安全,無論是飲用要求足夠純度水的安全供應(yīng),還是防止污染供應(yīng)源,都起著重要的作用。由于所需空氣質(zhì)量的差異,任何供氧空氣都應(yīng)該由各自的系統(tǒng)供應(yīng)。 ? 供氧空氣在輸送過程中仍然需要不被污染。 102 ? 四、廢料處理設(shè)施 ? 空氣污染,無論是從公共關(guān)系的觀點(diǎn)還是從個人安全的角度,都是備受關(guān)注的課題。有時為了清除或減少排放,要對過程本身進(jìn)行修改。分液器和捕集器常用來清除油品或其他非水溶性物質(zhì),沉降池可以有效地清除夾帶的固體。 ? 只有兩種類型的危險廢料適于放置在 化學(xué)地窖 中。 104 本章復(fù)習(xí)題 105 106 1. 危險和防護(hù)的一般考慮 ? 危險劃分為 潛在的和直接的 兩種類型。 ? 工廠的選址和規(guī)劃方面采取措施 : ( 1)把最危險的區(qū)域與人員最常在的區(qū)域隔離開。 ? 設(shè)備配置直線上的精餾塔、熱交換器、流出液接受器、回流筒等裝置,一般采用框架結(jié)構(gòu)平坡式布局方式。 112 6. 裝置的安全設(shè)計(jì)典型例子 ? 容器的壓力釋放裝置 ? 設(shè)備或建筑物的爆炸卸荷設(shè)施 ? 貯罐周圍的圍墻防護(hù) ? 緊急關(guān)閉系統(tǒng) ? 過程參數(shù)高限或低限啟動的關(guān)閉裝置 ? 報警裝置 113 7. 壓力容器按照其工藝功能可以劃分為 ? ? 反應(yīng)壓力容器 ? 換熱壓力容器 ? 分離壓力容器 ? 儲存壓力容器 114 8. 壓力容器按照其設(shè)計(jì)壓力大小可劃分為 ? ? 低壓容器( ) ? 中壓容器( ) ? 高壓容器( 10Mpa100MPa) ? 超高壓容器 (P100MPa) 115 9. 結(jié)構(gòu)材料的常規(guī)力學(xué)性能有? ? 強(qiáng)度 ? 塑性 ? 韌性 ? 硬度 ? 安全系數(shù) 116 10. 壓力容器最常用的幾種安全附件 ? 安全閥 ? 爆破片 ? 壓力表 ? 液位計(jì) ? 泄壓裝置 117 11. 設(shè)備的維護(hù)包括哪幾個方面? ? 設(shè)備的試壓 ? 化學(xué)污染設(shè)備的處理 ? 設(shè)備作業(yè)維護(hù)
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