【正文】 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 49/105 三、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計(jì) 考慮設(shè)施的可靠性，以及關(guān)閉時(shí)備用設(shè)備或緊急貯存器的提供。 管件和閥門配置的簡(jiǎn)單和易于識(shí)別 ，是安全操作的重要因素。 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)。 (6) 保證密封墊與管內(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。 (2)減少小排放口的數(shù)量。 永久平臺(tái)應(yīng)該供作單元中所有無法拾階而上的操作點(diǎn)的進(jìn)出口 ， 所有操作平臺(tái) (塔器平臺(tái)可能例外 )都應(yīng)該有兩種下行方法 ， 防止緊急狀態(tài)時(shí)截流操作人員 。并與像控制中心這樣的經(jīng)常有人員的區(qū)域隔離開。水龍帶拖車或安全噴射器也作類似的配置。壓縮機(jī)或泵一般安裝在室外。最好是把 控制室設(shè)置在單元的周邊區(qū)域。泵排上面不得有任 何障礙物，使得泵和傳動(dòng)裝置維修時(shí)便于移動(dòng)。吊車可以方便地駛?cè)?，安全裝運(yùn)熱交換器的管束、管件和較重的 組件。綜合考慮表明，留有自由活動(dòng)空間的開放的區(qū)域 規(guī)劃更合理一些。 2．過程安全的總體規(guī)范。連續(xù)過程不穩(wěn)狀態(tài)或周期性波動(dòng)（如開車或停車）較少； (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。 (1)易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴(kuò)散； (2)可燃或毒性固體的粉碎和分散； (3)易燃物質(zhì)或強(qiáng)氧化劑的霧化； (4)易燃物質(zhì)和強(qiáng)氧化劑的混合； (5)危險(xiǎn)化學(xué)品與惰性組分或稀釋劑的分離 (6)不穩(wěn)定液體的溫度或壓力的升高。 (4)考察物料是否吸收空氣中的水分變潮，表面粘附形成毒性或腐蝕性 液體或氣體。 α、 β、 γ、 中子射線暴露及其危害等‘ 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 24/105 四、過程路線的選擇 過程路線的選擇是在工藝設(shè)計(jì)的最初階段完成的。 在過程設(shè)計(jì)中，需要匯編出過程物料的目錄，記錄下過程物料在全部過 程條件范圍內(nèi)的有關(guān)性質(zhì)資料，作為過程危險(xiǎn)評(píng)價(jià)和安全設(shè)計(jì)的重要依據(jù) 。所以，過程可以劃分為若干個(gè)子區(qū)間，對(duì)每一子區(qū) 間內(nèi)部的安全操作及其對(duì)其他子區(qū)間安全的影響都要進(jìn)行分析。因?yàn)檫@些人員不熟悉工廠危險(xiǎn)的性質(zhì)和區(qū)域，而他們的普通習(xí)慣如在危 險(xiǎn)區(qū)無意中吸煙，就有可能危及工廠的安全。 ?研究室與其他管理 機(jī)構(gòu)，直接連接是不恰當(dāng)?shù)摹? ?冷卻塔釋放出的煙霧會(huì)影響人的視線，冷卻塔不宜靠近鐵路、公路或 其他公用設(shè)施。要做到這一點(diǎn)，就必須保證這些裝置至少 能從兩個(gè)方向接近工廠的關(guān)節(jié)點(diǎn)。 ? 罐區(qū)應(yīng)設(shè)在地勢(shì)比工藝裝置區(qū)略低的區(qū) 域，決不能設(shè)在高坡上。 ?目前在化學(xué)工業(yè)中，過程單元間的間距仍然是安全評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。 后者有助于加工單元作為危險(xiǎn)區(qū)的識(shí)別，杜絕或減少無關(guān)車輛的通過。 化工廠布局普遍采用留有一定間距的區(qū)塊化的 方法。 ? 工廠的高建、構(gòu)筑物要留有一定的間距，防止物體砸傷行人、汽車司乘人員或臨近的設(shè)施。 (3)第三道防護(hù)線：發(fā)生人身傷害事故時(shí)，提供有效的急救和醫(yī)療設(shè)施，使受到傷害的人員得到迅速救治。 ： ? 有易燃物質(zhì)存在 ? 有熱源存在 ? 有火源存在 ? 有富氧存在 ? 有壓縮物質(zhì)存在 ? 有毒性物質(zhì)存在 ? 人員失誤的可能性 ? 機(jī)械故障的可能性 ? 人員、物料和車輛在廠區(qū)的流動(dòng) ? 由于蒸氣云降低能見度等。 在工廠的布局和規(guī)劃中可考慮： ?根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)的風(fēng)向，把火源置于易燃物質(zhì)可能釋放點(diǎn)的上風(fēng)側(cè)； ?為人員、物料和車輛的流動(dòng)提供充分的通道等。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 7/105 三、工廠選址的安全問題 工廠選址仍然是一種工廠相對(duì)于其環(huán)境的定位問題。最好附近有河流、湖泊，至少保證有消防管網(wǎng)。這些地方有很多機(jī)械設(shè) 備，容易發(fā)生故障，加上人員可能的失誤而使其充滿危險(xiǎn)。過程單元間要隔開一定的距離。 ? 貯罐應(yīng)該安置在工廠中的專 用區(qū)域，加強(qiáng)其作為危險(xiǎn)區(qū)的標(biāo)識(shí)，使通過該區(qū)域的無關(guān)車輛降至最低限 度。 ? 工廠布局應(yīng)該盡量減少地面管線穿越道路 。 ?管線在道路上方穿過要引起特別注意。 ?原料庫、成品庫和裝卸站 等機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)出頻繁的設(shè)施， 不得設(shè)在必須通 過工藝裝置區(qū)和罐區(qū)的地帶，與居民區(qū)、公路和鐵路要保持一定的安全 距離。 與其他設(shè)施隔開一定的距離也是可行的方案。 在設(shè)計(jì)程序中，憑借文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和中試工廠模試的有關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)是慣常的做法。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。 (5)毒性資料 毒性危險(xiǎn)等級(jí)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、最大允許濃度、半致死濃度或半致死劑量等。 (1)對(duì)潛在的不穩(wěn)定的反應(yīng)和副反應(yīng)，如自燃或聚合等進(jìn)行考察，考慮 改變反應(yīng)物的相對(duì)濃度或其他操作條件是否會(huì)使反應(yīng)的危險(xiǎn)程度減小。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 27/105 3．有潛在危險(xiǎn)的操作 有些操作本身具有潛在危險(xiǎn)。連續(xù)過程各操作單元連通，過程物料持有量較少。為了確保過程安全，有必要對(duì)設(shè)計(jì)和操作的每一 細(xì)節(jié)逐一枚核。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 31/105 第三節(jié) 化工單元區(qū)域規(guī)劃 化工單元區(qū)域規(guī)劃是定出各單元邊界內(nèi)不同設(shè)備的相對(duì)物理位置。連接道路可以作為阻火堤，把設(shè)備配置線與廠區(qū)其余部分隔離。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 34/105 (4)管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 36/105 直線排列的設(shè)備構(gòu)成了單元區(qū)域的骨架， 單元的其他組件， 如控制室、壓縮機(jī)、反應(yīng)器、溢流槽、加熱爐等，可以 設(shè)置在直線排列的兩邊。應(yīng)該盡量保持加熱爐與其他危險(xiǎn)設(shè)備的適度分離 。如果單元裝配有緊急釋放閥或煙氣管線，這些設(shè)施應(yīng)靠近控制室．遠(yuǎn)離火險(xiǎn)或其他危險(xiǎn)區(qū)域。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 40/105 3．室內(nèi)裝置的配置 對(duì)于需要精確的溫度控制或需要操作者經(jīng)常觀察的情形，必須把加工單元的部分或全部置于室內(nèi)。如果包含蒸氣，火源或人員的位置則取決于蒸氣的密度比空氣大還是比空氣小。 管線的復(fù)雜性，一般反映在連接的 泵的數(shù)量以及再循環(huán)物流的數(shù)量?jī)蓚€(gè) 方 面。這些波紋管應(yīng)該只是做軸向移動(dòng)，還需要襯內(nèi)套管．以免在波紋管的褶溝中充入固體沉積物。 (11)應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 47/105 3．管線配置的安全考慮 通常用于管道工程的橡膠支撐物不能用于設(shè)備，設(shè)備重心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支撐 。 對(duì)于泵體或設(shè)備極有可能泄漏以及大量物料從設(shè)備無限制流出的情形，應(yīng)該考慮安裝遠(yuǎn)程操作的 緊急隔離閥。壓縮空氣的過程污染可以應(yīng)用物理隔離的方法避免。這些血的教訓(xùn)使人們對(duì)壓力容器制造和安裝的規(guī)范化有了更清醒的認(rèn)識(shí)。 (1)反應(yīng)容器：主要用來完成物料的化學(xué)轉(zhuǎn)化。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 53/105 ?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(gè)類型。 (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。屈強(qiáng)比是表征材料機(jī)械性能的特征參數(shù)。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 57/105 (3)韌性：又稱沖擊韌性，是指材料抵抗沖擊載荷的能力。 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)。受壓殼體的幾何形狀突變或其他結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)．都會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力。無折邊球形封頭 使筒體產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，因而只適用于直徑較小、壓力較低、無毒非易燃流體的容器。 選用的鋼材要有良好的機(jī)械性能，即強(qiáng)度高、塑性和韌性好、冷脆傾向較低、缺口和時(shí)效敏感性不明顯。選用的鋼材要有對(duì)介質(zhì)的耐腐蝕性。設(shè)計(jì)溫度通常要高出不會(huì)引起規(guī)范許可應(yīng)力減少的最高溫度 30℃ 。 一些材料，如銅、鋁、它們的合金和鑄鐵都有具體的溫度限度。 大型臥式容器常用三個(gè)或更多的鞍形托架支撐。 與凸面形和碟形封頭一樣，橢球形封頭的大小也是由其內(nèi)徑而不是由其外徑來決定。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 71/105 三、壓力容器的制造和安裝 1．壓力容器制造 為了確保壓力容器的制造質(zhì)量，國家規(guī)定 凡制造鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，須經(jīng)主管部門和勞動(dòng)部門的審查、批準(zhǔn) ， 發(fā)給制造許可證書， 無證單位不準(zhǔn)制造承壓設(shè)備。 1．檢驗(yàn)周期 壓力容器的定期檢驗(yàn)周期，可分為外部檢查、內(nèi)外部檢驗(yàn)和全面檢驗(yàn)三個(gè)類型的周期。需要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)的壓力容器，要在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 78/105 五、壓力容器安全附件 安全附件是承壓設(shè)備安全運(yùn)行的重要組成部分?；瘜W(xué)工業(yè)中的一些問題，如高腐蝕速率、易燃液體、毒性或有害物料是典型的、特有的。確定中位時(shí)間的量值比較困難，但可以應(yīng)用類似操作已有的 經(jīng)驗(yàn)、損壞速率的研究成果以及其他分析方法。由于人員無外界幫助無法脫離容器以及難于與外界聯(lián)系，進(jìn)入容器提出了一個(gè)特殊的問題。 (5)操作和維護(hù)監(jiān)察簽發(fā)容器進(jìn)入許可證，證明上述步驟已經(jīng)圓滿完成，并在容器邊貼上標(biāo)志。但是，應(yīng)該避免無撤退設(shè)施時(shí)進(jìn)入容器。 緊急維護(hù)遵循的一個(gè)原則是，如果通常維護(hù)的某個(gè)方法是不安全的，在 緊急條件下應(yīng)用這個(gè)方法會(huì)加倍的不安全 。過熱工件必須進(jìn)行分析，提供充分的防護(hù)，防止火星落下。如果水與容器的應(yīng)用互相排斥，可以應(yīng)用其他無危險(xiǎn)情性液體，但是應(yīng)該盡量避免應(yīng)用空氣成其他氣體。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 91/105 ? 應(yīng)該特別注意預(yù)防管道和閥門排出夾在其中的物料，這可能會(huì)成為危險(xiǎn)的爆炸源。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 92/105 3．設(shè)備作業(yè)維護(hù) 事先關(guān)閉或切斷動(dòng)力源后，人員才能在電力或機(jī)械驅(qū)動(dòng)的設(shè)備上作業(yè)。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。松軟接地最好與大的水管道連接，打入地內(nèi)或嵌入接地鋼板，但務(wù)必不得與電纜管線、噴水支路管道，氣體、蒸汽或過程管線連接。熱水加熱器不僅應(yīng)該有過壓壓力釋放閥，而且還應(yīng)該省過熱釋放熔斷塞。 不能單純依靠止逆閩，還必須應(yīng)用附加的設(shè)施，防止供應(yīng)管線壓力損失時(shí)水的虹吸回流。 ?人員與沒有保溫的蒸汽管線、散熱器接觸會(huì)引起嚴(yán)重的燙傷。粉塵或粒狀物應(yīng)用過濾器濾掉。這些氣體的管線一般是在 1MPa或略低的壓力下操作，主要的安全問題是 氣體的鑒別 。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。一種類型通過普通的生物降解就可以消除其現(xiàn)存的和潛在的危險(xiǎn)，而另一種類型不會(huì)發(fā)生降解，在地窖中水不消失。加工易燃揮發(fā)性物料，應(yīng)用地下管道系統(tǒng)輸出廢液，在管道內(nèi)空氣的間隙中會(huì)形成爆炸性混合物。輔助氣體的所有出 u和閥門都應(yīng)該標(biāo)示出氣體的名稱。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 102/105 ? 供氧空氣在輸送過程中保證不被污染 。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 101/105 三、供氧空氣和輔助氣體設(shè)施 空氣一般是經(jīng)壓縮由管道輸送至各個(gè)區(qū)域，供過程、動(dòng)力或儀表應(yīng)用，有時(shí)與空氣面罩連通，供人員呼吸。 ?非飲用水。 以撲滅身體上的火焰。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 97/105 ?為了避免控制儀表和設(shè)備的使用失誤，被控制設(shè)備的電壓、名稱和序號(hào)應(yīng)該明顯標(biāo)示在開關(guān)盒、補(bǔ)償器和啟動(dòng)器上。 ? 電氣線路、設(shè)備和照明設(shè)施的配置，必須滿足易燃液體或氣體泄漏形成爆炸性混合物的防護(hù)要求。 任何例外，如調(diào)節(jié)壓蓋和密封墊等，都要獲得監(jiān)察的批準(zhǔn)。排放前務(wù)必要打開閥門。 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) 。 2023年 1月 17日 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 88/105 四、設(shè)備的維護(hù) 1．設(shè)備的試壓 有多種儀表可以用來精確測(cè)定容器選定區(qū)域的壁厚，但這并不能保證未測(cè)定的區(qū)域沒有薄弱環(huán)節(jié)。因此，有必要建立減少由于熱加工和動(dòng)火作業(yè)引起的火險(xiǎn)的特殊程序。標(biāo)準(zhǔn)開口的直徑為 。 (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。這些措施如下。 預(yù)防維護(hù)對(duì)保護(hù)人身安全也有重要的作用?；な鹿拾咐涗洷砻?，許多嚴(yán)重的傷亡事故都與失誤有關(guān)。 鍋爐：安全閥、壓力表和水位計(jì) (以上必不可少 )、高低