化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全課件

1、化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全1 化工安全工程 Tel: Email: jingping. 教材：化工安全工程概論，許文、張毅民主編， 化學(xué)工業(yè)出版社 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全2 第三章 化工廠設(shè)計(jì)和操作安全 第一節(jié)第一節(jié) 工廠的定位、選址和布局工廠的定位、選址和布局 第二節(jié)第二節(jié) 化工工藝設(shè)計(jì)化工工藝設(shè)計(jì) 第三節(jié)第三節(jié) 化工單元區(qū)域規(guī)劃化工單元區(qū)域規(guī)劃 第四節(jié)第四節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn) 第五節(jié)第五節(jié) 化工裝置維護(hù)化工裝置維護(hù) 第六節(jié)第六節(jié) 公用工程設(shè)施安全公用工程設(shè)施安全 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全3 一、危險(xiǎn)和防護(hù)的一般考慮一、危險(xiǎn)和防護(hù)的一般考慮 在工廠的定位、選址和

2、布局中，會(huì)有各式各樣的危險(xiǎn)。 為便于討論，可以把它們劃分為潛在的和直接的兩種類型。 前者稱為一級(jí)危險(xiǎn)，后者稱為二級(jí)危險(xiǎn)。 對(duì)于一級(jí)危險(xiǎn)，在正常條件下不會(huì)造成人身或財(cái)產(chǎn)的損害， 只有觸發(fā)事故時(shí)才會(huì)引起損傷、火災(zāi)或爆炸。典型的一級(jí)危 險(xiǎn)有：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。 第一節(jié)第一節(jié) 工廠的定位、選址和布局工廠的定位、選址和布局 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全4 一級(jí)危險(xiǎn)失去控制就會(huì)發(fā)展成為二級(jí)危險(xiǎn)，造成對(duì) 人身或財(cái)產(chǎn)的直接損害。二級(jí)危險(xiǎn)為：火災(zāi)；爆炸； 游

3、離毒性物質(zhì)的釋放；跌傷；倒塌；碰撞。 對(duì)于所有上述兩級(jí)危險(xiǎn)，可以設(shè)置三道防護(hù)線。 第一道防護(hù)線是為了解決一級(jí)危險(xiǎn)，并防止二級(jí)危 險(xiǎn)的發(fā)生。第一道防護(hù)線的成功主要取決于所使用設(shè)備的 精細(xì)制造工藝，如無破損、無泄漏等。在工廠的布局和規(guī) 劃中也有有助于構(gòu)筑第一道防護(hù)線的內(nèi)容，如： (1) 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)； (2) 為人員、物料和車輛的流動(dòng)提供充分的通道。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全5 盡管做出以上努力，但仍時(shí)有二級(jí)危險(xiǎn)例如火災(zāi)發(fā) 生。對(duì)于二級(jí)危險(xiǎn)，為了把生命和財(cái)產(chǎn)的損失降至最小程 度，需要實(shí)施第二道防護(hù)線，在工廠的選址和規(guī)劃方面采 取一些步驟，如： (1) 把最

4、危險(xiǎn)的區(qū)域與人員最常在的區(qū)域隔離開（實(shí)驗(yàn)室 氣瓶） ； (2) 在關(guān)鍵部位安放滅火器材（不僅要有、還要會(huì)用） 。 不管預(yù)防措施如何完善，但仍時(shí)有人身傷害事故發(fā)生。 第三道防護(hù)線是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。最后一道防護(hù)線的意義是迅速救治 未能防止住的傷害。 考慮完成上述防護(hù)線的工具和方法，其中一些自然界 可以提供，一些則只能由人給出。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全6 讓我們先討論自然的方法。 地形是規(guī)劃安全時(shí)可以利用的一個(gè)因素。 巨大水量的水源滅火時(shí)極為重要，水供應(yīng)得充足與否往往 決定著滅火的成敗。 主導(dǎo)風(fēng)方向是另一個(gè)重要的自然因素。 超出自然方法之外，人工智能也可以提

5、供一些強(qiáng)化安全的要 素，隔開距離就是這樣的一種要素。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全7 兩種經(jīng)常結(jié)合應(yīng)用的方法是危險(xiǎn)的集中和危險(xiǎn)的標(biāo)識(shí)。 考慮壓力貯存容器的定位，最好是把這類裝置隔離在工廠的一 個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，使得危險(xiǎn)集中易于確定危險(xiǎn)區(qū)的界限。 好處： 首先是使值班人以外的人員都遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)； 其次是必須工作在或必須通過危險(xiǎn)區(qū)的人員完全熟悉存 在的危險(xiǎn)情況，可以相對(duì)安全。 壞處：一個(gè)容器起火或爆炸有可能波及相鄰的容器，造 成更大的損失。 經(jīng)驗(yàn)：集中的危險(xiǎn)會(huì)受到更密切的關(guān)注，有可能會(huì)減少 事故，把危險(xiǎn)分散至全廠而不為人所注意會(huì)更具危險(xiǎn)。 作為安全工具，可以設(shè)計(jì)和配置一些物理設(shè)施，如救火 水系統(tǒng)、安全噴射器、

6、急救站等，以備對(duì)付危險(xiǎn)之用。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全8 二、工廠的定位問題二、工廠的定位問題 考慮工廠定位，我們面對(duì)的是一個(gè)計(jì)劃中的工廠和一個(gè) 現(xiàn)實(shí)的環(huán)境解決的問題是把工廠建于何處。化工廠定位，一般 遵循以下基本原則： 1) 有原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售的良好的流通條件； 2) 有貯運(yùn)、公用工程和生活設(shè)施等方面良好的協(xié)作環(huán)境； 3) 靠近水量充足、水質(zhì)優(yōu)良的水源； 4) 有便利的交通條件； 5) 有良好的工程地質(zhì)和水文氣象條件。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全9 工廠應(yīng)避免定位在下列地區(qū)： (1) 發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度9度以上的地震區(qū)； (2) 厚度較大的級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū)； (3) 易遭受洪水、泥

7、石流、滑坡等危害的山區(qū)； (4) 有開采價(jià)值的礦藏地區(qū)； (5) 對(duì)機(jī)場(chǎng)、電臺(tái)等使用有影響的地區(qū)； (6) 國家規(guī)定的歷史文物、生物保護(hù)和風(fēng)景區(qū)； (7) 城鎮(zhèn)等人口密集的地區(qū)。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全10 三、工廠選址的安全問題三、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?；?工廠對(duì)其所在的社區(qū)可能會(huì)有多種危險(xiǎn)，如： 從工廠飄逸出的有毒或有害氣體會(huì)進(jìn)入居民區(qū)或其他人 口稠密的地區(qū)； 易燃?xì)怏w會(huì)飄過如其他工廠的煅燒爐之類的火源； 冷卻塔的煙霧會(huì)飄過交通繁忙的高速公路或道路等等。冷卻塔的煙霧會(huì)飄過交通繁忙的高速公路或道路等等。 隔開距離，把廠址選擇在一個(gè)孤立地區(qū)可以解決上

8、述問隔開距離，把廠址選擇在一個(gè)孤立地區(qū)可以解決上述問 題。如果客觀條件不允許實(shí)現(xiàn)以上舉措，可以依據(jù)主導(dǎo)風(fēng)，把題。如果客觀條件不允許實(shí)現(xiàn)以上舉措，可以依據(jù)主導(dǎo)風(fēng)，把 工廠置于社區(qū)的下風(fēng)區(qū)域。雖然風(fēng)并不總是沿著主導(dǎo)的方向吹，工廠置于社區(qū)的下風(fēng)區(qū)域。雖然風(fēng)并不總是沿著主導(dǎo)的方向吹， 但這至少可以部分改善上述危險(xiǎn)產(chǎn)生的困擾。但這至少可以部分改善上述危險(xiǎn)產(chǎn)生的困擾。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全11 工廠高構(gòu)筑物可能的坍塌 是對(duì)社區(qū)的另一種潛在的危險(xiǎn)。 在許多城市，建筑法規(guī)要求，高 建筑物或構(gòu)筑物都要留有一定的 間距，防止落體砸傷行人、汽車 司乘人員或砸壞鄰近的設(shè)施。 2009-06-03日本東京 板橋區(qū)一棟

9、公寓施工 現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生起重機(jī)倒塌 事故，造成2人受傷， 其中1名重傷。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全12 工廠會(huì)產(chǎn)生需要排除的廢液。應(yīng)該確保預(yù)期的排污方法 不會(huì)污染社區(qū)的飲用水。特別是對(duì)于漁業(yè)，對(duì)海洋生物的毒性 作用會(huì)成為嚴(yán)重問題。可能含有爆炸混合物的日常排污管道務(wù) 必不可穿越公共的或私人的地界。 對(duì)工廠的主要進(jìn)出口點(diǎn)要格外小心。上下班時(shí)進(jìn)出廠的 交通車量劇增，如果不適當(dāng)安排或疏散，會(huì)引起嚴(yán)重的交通事 故。如果工廠鄰近高速公路，會(huì)有車輛離開公路沖入工廠的危 險(xiǎn)。（學(xué)校、工廠） 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全13 毗鄰的工廠可能會(huì)釋放出毒性或易燃?xì)怏w飄入工廠，引 起人員中毒或由于火花或加熱面而起火。在這種情況下，

10、如果 可能，最好是把工廠建于上風(fēng)區(qū)，或是隔開一定的距離。 充足的水源會(huì)增強(qiáng)滅火能力。 地形也是一個(gè)要考慮的因素。 社區(qū)對(duì)工廠及其工作人員可能會(huì)構(gòu)成某些確定的危險(xiǎn)， 即使沒有危險(xiǎn)，也可能不具有強(qiáng)化工廠安全所必要的設(shè)施。從 這個(gè)意義上講，工廠選址在一個(gè)孤立地區(qū)有利于工廠安全。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全14 四、工廠布局的安全問題四、工廠布局的安全問題 工廠布局也是一種工廠內(nèi)部組件之間相對(duì)位置的定位問 題，其基本任務(wù)是結(jié)合廠區(qū)的內(nèi)外條件確定生產(chǎn)過程中各種機(jī) 器設(shè)備的空間位置，獲得最合理的物料和人員的流動(dòng)路線。為 保障安全，在總平面布置中應(yīng)遵循以下原則： 1從全面出發(fā)合理布局，正確處理生產(chǎn)與安全、局部

11、與整體、重點(diǎn)和一般、近期與遠(yuǎn)期的關(guān)系，把生產(chǎn)、安全、衛(wèi) 生、適用、技術(shù)、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和盡可能的美觀等因素作出 統(tǒng)籌安排。 2總平面布置應(yīng)符合防火、防爆的基本要求，體現(xiàn)以 防為主、以消為輔的方針，并有疏散和滅火的設(shè)施。 （防火 分隔、防煙分區(qū)） 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全15 3應(yīng)滿足安全、防火、衛(wèi)生等設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn) 的要求，合理布置間距、朝向及方位。 4合理布置交通運(yùn)輸和管網(wǎng)線路及進(jìn)行綠化布置和環(huán) 境保護(hù)。 5合理考慮發(fā)展和改建、擴(kuò)建的要求。（學(xué)校賣地） 化工廠布局普遍采用留有一定間距的區(qū)塊化的方法。 工廠廠區(qū)一般可劃分為以下六個(gè)區(qū)塊：工藝裝置區(qū)；罐區(qū)；運(yùn) 輸裝卸區(qū)（原料庫、成品庫、裝卸站

12、） ；輔助生產(chǎn)區(qū)（配電 室、化驗(yàn)室、維修車間、研究室）；公用設(shè)施區(qū)（宿舍、醫(yī) 院）；管理區(qū)（辦公樓）。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全16 1工藝裝置區(qū)工藝裝置區(qū) 加工單元可能是工廠中最危險(xiǎn)的區(qū)域。首先應(yīng)該匯集這 個(gè)區(qū)域的一級(jí)危險(xiǎn)，找出毒性成易燃物質(zhì)、高溫、高壓、火源 等，機(jī)械設(shè)備多，易發(fā)故障；有利之處是通常過程單元人員較 少。 加工單元應(yīng)該離開工廠邊界一定的距離，應(yīng)該是集中而 不是分散的分布。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全17 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。對(duì)于過程單元本身的安全評(píng)價(jià)，比較重要的因素有： 操作溫度（10、1000）； 操作壓力（100Pa、100MPa）； 單元

13、中物料的類型（H2 CH4（爆炸極限515） NH3）； 單元中物料的量 （H2 （4.175） ； 單元中設(shè)備的類型； 單元的相對(duì)投資額； 救火或其他緊急操作需要的空間。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全18 2罐區(qū)罐區(qū) 貯存容器，比如貯罐，是需要特別重視的裝置。每個(gè)這 樣的容器都是巨大的能量或毒性物質(zhì)的貯存器。在人員、操 作單元和貯罐之間保持盡可能遠(yuǎn)的距離是明智的。罐區(qū)的布 局有以下三個(gè)基本問題： (1)罐與罐之間的間距； (2) 罐與其他裝置的間距； (3)設(shè)置攔液堤所需要的面積。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全19 與以上三個(gè)問題有密切關(guān)系的是貯罐的兩個(gè)重要的危險(xiǎn)， 一個(gè)是罐殼可能破裂，很快釋放出全部?jī)?nèi)

14、容物；另一個(gè)是當(dāng)含有 水層的貯罐加熱高過水的沸點(diǎn)時(shí)會(huì)引起物料過沸。實(shí)際空間方面， 化學(xué)工業(yè)還沒有具體的依據(jù)。 罐區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮： 1）和辦公室、輔助生產(chǎn)區(qū)要保持足夠的安全距離。（蔓延） 2）和工藝裝置區(qū)、公路之間要留出有效的間距。（被波及） 3）設(shè)在比工藝裝置區(qū)略低的區(qū)域（高坡度，勢(shì)能大）。 4）通路問題：每一罐體至少可以在一邊由通路到達(dá)，最好是可 以在相反的兩邊由通路到達(dá)。（方便救災(zāi)、疏散） 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全20 3公用設(shè)施區(qū)公用設(shè)施區(qū) 應(yīng)遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)、罐區(qū)和其他危險(xiǎn)區(qū)，以保證水、 電、汽等的正常供應(yīng)。 管線配置的一個(gè)重要特點(diǎn)是在一些裝置中配置回路管線。 回路系統(tǒng)的任何一點(diǎn)出現(xiàn)故障即可

15、關(guān)閉閥門將其隔離開， 并把裝置與系統(tǒng)的其余部分接通。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)。為了 加強(qiáng)安全，特別是在緊急情況下，這些裝置的管線對(duì)于如 消防用水、電力或加熱用蒸汽等的傳輸必須是回路的。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全21 鍋爐設(shè)備和配電設(shè)備可能會(huì)成為引火源，應(yīng)該設(shè)置在 易燃液體設(shè)備的上風(fēng)區(qū)域。鍋爐房和泵站應(yīng)該設(shè)置在工廠中 其他設(shè)施的火災(zāi)或爆炸不會(huì)危及的地區(qū)。管線在道路上方穿 過要引起特別注意。高架的間隙應(yīng)留有如起重機(jī)等重型設(shè)備 的方便通路，減少碰撞的危險(xiǎn)。最后，管路一定不能穿過圍 堰區(qū)，圍堰區(qū)的火災(zāi)有可能毀壞管路。 冷卻塔釋放出的煙霧會(huì)影響人的視線，冷卻塔不宜

16、靠 近鐵路、公路或其他公用設(shè)施。大型冷卻塔會(huì)產(chǎn)生很大噪聲， 應(yīng)該與居民區(qū)有較大的距離。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全22 4運(yùn)輸裝卸區(qū)運(yùn)輸裝卸區(qū) 良好的工廠布局不允許鐵路支線通過廠區(qū)，可以把鐵路 支線規(guī)劃在工廠邊緣地區(qū)解決這個(gè)問題。對(duì)于罐車和罐車的裝 卸設(shè)施常做類似的考慮。在裝卸臺(tái)上可能會(huì)發(fā)生毒性或易燃物 的濺灑，裝卸設(shè)施應(yīng)該設(shè)置在工廠的下風(fēng)區(qū)域，最好是在邊緣 地區(qū)。 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。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全23 5輔助生產(chǎn)區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū) 維修車間和研究室要遠(yuǎn)離工藝裝置區(qū)和罐區(qū)。 廢水

17、處理裝置是工廠各處流出的毒性或易燃物匯集的終 點(diǎn)，應(yīng)該置于工廠的下風(fēng)遠(yuǎn)程區(qū)域。 高溫煅燒爐的安全考慮呈現(xiàn)出矛盾。作為火源作為火源，應(yīng)將其 置于工廠的上風(fēng)區(qū)，但是嚴(yán)重的操作失誤會(huì)使煅燒爐噴射出相 當(dāng)量的易燃物易燃物，對(duì)此則應(yīng)將其置于工廠的下風(fēng)區(qū)。作為折中方 案，可以把煅燒爐置于工廠的側(cè)面風(fēng)區(qū)域側(cè)面風(fēng)區(qū)域。與其他設(shè)施隔開一 定的距離也是可行的方案。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全24 6管理區(qū)管理區(qū) 出于安全考慮，主要辦事機(jī)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置在工廠的邊緣區(qū) 域，并盡可能與工廠的危險(xiǎn)區(qū)隔離。這樣做有以下理由： 首先，銷售和供應(yīng)人員以及必須到工廠辦理業(yè)務(wù)的其他 人員，沒有必要進(jìn)入廠區(qū)。 其次，辦公室人員的密度在全廠可

18、能是最大的，把這些 人員和危險(xiǎn)分開會(huì)改善工廠的安全狀況。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全25 在工廠布局中，并不總是有理想的平地，有時(shí)工廠不 得不建在丘陵地區(qū)。有幾點(diǎn)值得注意： 液體或蒸氣易燃物的源頭從火險(xiǎn)考慮不應(yīng)設(shè)置在坡上； 低洼地有可能注水，鍋爐房、變電站、泵站等應(yīng)該設(shè)置 在高地，在緊急狀態(tài)下，如泛洪期，這些裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)是必 不可少的； 貯罐在洪水中易受損壞，空罐在很低水位中就能漂浮， 從而使罐的連接管線斷裂，造成大量泄漏，進(jìn)一步加重危機(jī)。 甚至需要考慮設(shè)置物理屏障系統(tǒng)，阻止液體流動(dòng)或火險(xiǎn)從一 個(gè)廠區(qū)擴(kuò)散至另一個(gè)廠區(qū)。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全26 第二節(jié)第二節(jié) 化工工藝設(shè)計(jì)化工工藝設(shè)計(jì) 一、工藝流

19、程圖一、工藝流程圖 也稱帶也稱帶控制點(diǎn)流程圖控制點(diǎn)流程圖，圖樣以管道流程和儀表控制點(diǎn)為，圖樣以管道流程和儀表控制點(diǎn)為 重點(diǎn)繪制而成：設(shè)備以細(xì)線繪制，必要時(shí)增畫部分內(nèi)件示意結(jié)重點(diǎn)繪制而成：設(shè)備以細(xì)線繪制，必要時(shí)增畫部分內(nèi)件示意結(jié) 構(gòu)和基礎(chǔ)，設(shè)備大小和相對(duì)高度大致按比例；主要管道以粗線構(gòu)和基礎(chǔ)，設(shè)備大小和相對(duì)高度大致按比例；主要管道以粗線 全部畫出，次要管道以中粗線畫出與設(shè)備連接的一小段。管線全部畫出，次要管道以中粗線畫出與設(shè)備連接的一小段。管線 需標(biāo)注物料代號(hào)、管徑、壁厚、保溫等級(jí)、管道編號(hào)等；閥門、需標(biāo)注物料代號(hào)、管徑、壁厚、保溫等級(jí)、管道編號(hào)等；閥門、 管件、儀表控制點(diǎn)用細(xì)線在管道和設(shè)備的相

20、應(yīng)部位按規(guī)定畫出，管件、儀表控制點(diǎn)用細(xì)線在管道和設(shè)備的相應(yīng)部位按規(guī)定畫出， 并列圖例表于圖樣右側(cè)。并列圖例表于圖樣右側(cè)。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全27 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。從放大設(shè)計(jì)到滿負(fù)荷的工的有關(guān)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)是慣常的做法。從放大設(shè)計(jì)到滿負(fù)荷的工 廠，工藝設(shè)計(jì)者需要考慮已經(jīng)研討過的工藝過程和操作中的許廠，工藝設(shè)計(jì)者需要考慮已經(jīng)研討過的工藝過程和操作中的許 多多放大放大問題：?jiǎn)栴}： (1) 工業(yè)原料和不太純的化學(xué)品的應(yīng)用；工業(yè)原料和不太純的化學(xué)品的應(yīng)用； (2) 傳質(zhì)、傳熱和物質(zhì)傳遞方法

21、的放大效應(yīng)；傳質(zhì)、傳熱和物質(zhì)傳遞方法的放大效應(yīng)； (3) 不同停留時(shí)間的影響；不同停留時(shí)間的影響； (4) 原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品貯存量的影響；原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品貯存量的影響； (5) 連續(xù)操作對(duì)殘余物積累的影響；連續(xù)操作對(duì)殘余物積累的影響； (6) 結(jié)構(gòu)材料差異的影響；結(jié)構(gòu)材料差異的影響； (7) 操作監(jiān)控等級(jí)差異及較高程度自動(dòng)控制的應(yīng)用。操作監(jiān)控等級(jí)差異及較高程度自動(dòng)控制的應(yīng)用。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全28 繪制工藝生產(chǎn)流程圖的繪制工藝生產(chǎn)流程圖的要求要求： (1) 以車間或工段為單元，用細(xì)實(shí)線繪出各臺(tái)設(shè)備的簡(jiǎn)單以車間或工段為單元，用細(xì)實(shí)線繪出各臺(tái)設(shè)備的簡(jiǎn)單外外 形示意輪廓形示意輪廓，沒有

22、比例要求，但各設(shè)備的尺寸大小應(yīng)相對(duì)可比。，沒有比例要求，但各設(shè)備的尺寸大小應(yīng)相對(duì)可比。 (2) 從左向右按加工順序把各臺(tái)設(shè)備之間在平面和空間的從左向右按加工順序把各臺(tái)設(shè)備之間在平面和空間的大致大致 位置關(guān)系位置關(guān)系表示出來，并以標(biāo)明介質(zhì)代號(hào)的不同粗細(xì)實(shí)線和箭頭表示表示出來，并以標(biāo)明介質(zhì)代號(hào)的不同粗細(xì)實(shí)線和箭頭表示 物料的流向，其中主流程（以漿料為主流程）的流程線用最粗實(shí)線，物料的流向，其中主流程（以漿料為主流程）的流程線用最粗實(shí)線， 其余較細(xì)。其余較細(xì)。 (3) 在目前新設(shè)計(jì)的流程圖中，一般應(yīng)繪上在目前新設(shè)計(jì)的流程圖中，一般應(yīng)繪上控制閥門、自控儀控制閥門、自控儀 表及各控制點(diǎn)表及各控制點(diǎn)。 (

23、4) 在縱橫流程線在縱橫流程線交叉處交叉處，應(yīng)為縱線通過，橫斷（水平線）斷，應(yīng)為縱線通過，橫斷（水平線）斷 升。升。 (5) 流程圖中各設(shè)備應(yīng)按制圖要求，引出編號(hào)線編號(hào)，并在設(shè)流程圖中各設(shè)備應(yīng)按制圖要求，引出編號(hào)線編號(hào)，并在設(shè) 備表中備表中標(biāo)明設(shè)備名稱標(biāo)明設(shè)備名稱。也有在圖中引出線上同時(shí)標(biāo)明設(shè)備編號(hào)和設(shè)。也有在圖中引出線上同時(shí)標(biāo)明設(shè)備編號(hào)和設(shè) 備名稱的。備名稱的。 (6) 所采用的介質(zhì)代號(hào)，閥門符號(hào)和控制代號(hào)均需在流程上方所采用的介質(zhì)代號(hào)，閥門符號(hào)和控制代號(hào)均需在流程上方 列出圖例列出圖例，標(biāo)注在圖標(biāo)上方。，標(biāo)注在圖標(biāo)上方。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全29 過程是高度整體化的過程是高度整體化的，過

24、程的每一步驟都影響著其他步驟，過程的每一步驟都影響著其他步驟 的操作。所以，過程的操作。所以，過程可以劃分為若干個(gè)子區(qū)間可以劃分為若干個(gè)子區(qū)間，對(duì)每一于區(qū)間內(nèi)，對(duì)每一于區(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。方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。方 便的便的子區(qū)間劃分子區(qū)間劃分是：是： (1) 反應(yīng)反應(yīng)(決定整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)決定整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué))； (2) 分離，如蒸餾、吸收、吸附、過濾、干燥、粉碎等；分離，如蒸餾、吸收、吸附、過濾、干燥、粉碎等； (3) 貯存，如固體、液體和氣體物料的貯存。貯存，如固體、液體和氣體物料的貯存。 工藝流程圖工藝流程圖作用作用

25、： 1）是描述過程的主要文件，它表示出了主要設(shè)備、主）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)。要物流路線和控制點(diǎn)。 2）對(duì)于正常操作預(yù)期的主要溫度和壓力，物料的流動(dòng)）對(duì)于正常操作預(yù)期的主要溫度和壓力，物料的流動(dòng) 和組成以及主要設(shè)備的設(shè)計(jì)能力都做了說明。和組成以及主要設(shè)備的設(shè)計(jì)能力都做了說明。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全30 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全31 二、管線配置圖二、管線配置圖 管線配置圖管線配置圖是指管路和儀表的線路圖，又稱作工程線是指管路和儀表的線路圖，又稱作工程線 路圖，是設(shè)計(jì)和施工的基本工作文件，一般包括：路圖，是設(shè)計(jì)和施工的基本工作文件，一般包括： (1) 開

26、啟、關(guān)閉、緊急和普通操作需要的所有過程設(shè)開啟、關(guān)閉、緊急和普通操作需要的所有過程設(shè) 施，如閥門、盲板、可移動(dòng)的柱塞等；施，如閥門、盲板、可移動(dòng)的柱塞等； (2) 施工材料的鑒定序號(hào)和鑒定人，每條管路的直徑施工材料的鑒定序號(hào)和鑒定人，每條管路的直徑 和絕熱要求；和絕熱要求； (3) 物流的方向；物流的方向； (4) 主要過程和起始管路的識(shí)別；主要過程和起始管路的識(shí)別； (5) 所有儀表、控制點(diǎn)和有儀表失靈顯示功能的連鎖所有儀表、控制點(diǎn)和有儀表失靈顯示功能的連鎖 裝置；裝置； 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全32 (6) 所有設(shè)備的主要尺寸和負(fù)荷；所有設(shè)備的主要尺寸和負(fù)荷； (7) 容器、反應(yīng)器的操作和設(shè)計(jì)

27、溫度；容器、反應(yīng)器的操作和設(shè)計(jì)溫度； (8) 裝置的標(biāo)高；裝置的標(biāo)高； (9) 釋放鬧、安全膜等的設(shè)定壓力；釋放鬧、安全膜等的設(shè)定壓力； (10) 排水要求；排水要求； (11) 必要時(shí)要有管路配置的特殊備忘錄。必要時(shí)要有管路配置的特殊備忘錄。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全33 三、過程物料的安全評(píng)價(jià)三、過程物料的安全評(píng)價(jià) 過程物料的選擇，應(yīng)該就物料的物性和危險(xiǎn)性進(jìn)行詳細(xì)過程物料的選擇，應(yīng)該就物料的物性和危險(xiǎn)性進(jìn)行詳細(xì) 地評(píng)估，對(duì)一切可能的過程物料做總體考慮。地評(píng)估，對(duì)一切可能的過程物料做總體考慮。過程物料可以劃過程物料可以劃 分為過程內(nèi)物料和過程輔助物料兩大類型。過程內(nèi)物料分為過程內(nèi)物料和過程輔助

28、物料兩大類型。過程內(nèi)物料是指從是指從 原料到產(chǎn)品的整個(gè)工藝流程線上的物料，如原料、催化劑、中原料到產(chǎn)品的整個(gè)工藝流程線上的物料，如原料、催化劑、中 間體、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑、添加劑等。而間體、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑、添加劑等。而過程輔助物料過程輔助物料是指是指 實(shí)現(xiàn)過程條件所用的物料，如傳熱流體、重復(fù)循環(huán)物、冷凍劑、實(shí)現(xiàn)過程條件所用的物料，如傳熱流體、重復(fù)循環(huán)物、冷凍劑、 滅火劑等。滅火劑等。 在過程設(shè)計(jì)中，需要匯編出過程物料的目錄，記錄下過在過程設(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)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)

29、 評(píng)價(jià)和安全設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。過程物料所需的典型資料如下。評(píng)價(jià)和安全設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。過程物料所需的典型資料如下。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全34 (1) 一般性一般性說明資料說明資料 物料名稱和別名、分子結(jié)構(gòu)式和相對(duì)分子質(zhì)量、物理狀物料名稱和別名、分子結(jié)構(gòu)式和相對(duì)分子質(zhì)量、物理狀 態(tài)、純度觀、氣味或味道、腐蝕性、主要用途、危險(xiǎn)性和防護(hù)態(tài)、純度觀、氣味或味道、腐蝕性、主要用途、危險(xiǎn)性和防護(hù) 措施、污染因素等。措施、污染因素等。 (2) 基礎(chǔ)物性基礎(chǔ)物性資料資料 蒸氣密度、相對(duì)密度蒸氣密度、相對(duì)密度（H2，向下排空氣）、，向下排空氣）、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、 溶解度溶解度（難溶、排水法）（難溶、排水法

30、）和互溶性、膨脹系數(shù)、表面張力等。和互溶性、膨脹系數(shù)、表面張力等。 (3) 易燃性易燃性資料資料 閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、燃燒極限、自熱、蒸氣壓、介電常數(shù)、閃點(diǎn)、著火點(diǎn)、燃燒極限、自熱、蒸氣壓、介電常數(shù)、 電阻、粉塵爆炸性質(zhì)、火災(zāi)中的毒性熱分解產(chǎn)物等。電阻、粉塵爆炸性質(zhì)、火災(zāi)中的毒性熱分解產(chǎn)物等。 (4) 反應(yīng)性反應(yīng)性資料資料 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。驗(yàn)、爆燃引起的爆炸擴(kuò)散、自燃性等。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全35 (5) 毒性毒性資料資料 毒性危險(xiǎn)等級(jí)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、最大允許濃度、半致死濃度毒性危險(xiǎn)等

31、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?；虬胫滤绖┝康?。 （H2S： 5150mg/m3、12h 刺激呼吸道、眼睛；刺激呼吸道、眼睛； 300mg/m3 、1h 眼睛急性癥狀、肺水腫；眼睛急性癥狀、肺水腫； 760mg/m3 、1560min 肺水腫、支氣管炎、肺炎；肺水腫、支氣管炎、肺炎； 1000mg/m3 、數(shù)秒、急性中毒呼吸加快麻痹死亡）、數(shù)秒、急性中毒呼吸加快麻痹死亡） (6) 暴露作用暴露作用 吸入或食入危險(xiǎn)、呼吸刺激、皮膚刺激、眼睛刺激吸入或食入危險(xiǎn)、呼吸刺激、皮膚刺激、眼睛刺激（氨（氨 水）水）、皮肚或呼吸的敏感度等。、皮肚或呼吸的敏感度等。 (7) 放射性放射

32、性資料資料 放射性測(cè)試，放射性測(cè)試，、中子射線暴露及其危害等。、中子射線暴露及其危害等。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全36 四、工藝路線的選擇四、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。過程路線的安全過程路線的選擇是在工藝設(shè)計(jì)的最初階段完成的。過程路線的安全 評(píng)價(jià)，應(yīng)該考慮過程本身是否具有潛在危險(xiǎn)，以及為了特定目的把物料加評(píng)價(jià)，應(yīng)該考慮過程本身是否具有潛在危險(xiǎn)，以及為了特定目的把物料加 入過程，是否會(huì)增加危險(xiǎn)。入過程，是否會(huì)增加危險(xiǎn)。 1 1有潛在危險(xiǎn)的過程有潛在危險(xiǎn)的過程（火災(zāi)或毒性物質(zhì)的釋放等）。火災(zāi)或毒性物質(zhì)的釋放等）。 2 2反應(yīng)過程的安全分析反應(yīng)過程的安全分析 實(shí)現(xiàn)物質(zhì)

33、轉(zhuǎn)化是化工生產(chǎn)的基本任務(wù)。實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化是化工生產(chǎn)的基本任務(wù)。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)常因反應(yīng)條物質(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(xiǎn)性。充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(xiǎn)性。充 分分評(píng)估評(píng)估反應(yīng)過程的危險(xiǎn)性，有助于改善過程的安全。反應(yīng)過程的危險(xiǎn)性，有助于改善過程的安全。 3 3有潛在危險(xiǎn)的操作有潛在危險(xiǎn)的操作 (過程包含一些具體的操作，如易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴(kuò)散；過程包含一些具體的操作，如易燃或毒性液體或氣體的蒸發(fā)和擴(kuò)散； 易燃物質(zhì)或強(qiáng)氧化劑的霧化或混合；危險(xiǎn)化學(xué)品與惰性組分或稀釋劑的分易燃物質(zhì)或強(qiáng)氧化劑的霧化或混合；危險(xiǎn)化

34、學(xué)品與惰性組分或稀釋劑的分 離；離； ( Na、K保存在煤油中或液態(tài)烷烴中保存在煤油中或液態(tài)烷烴中 ) 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全37 4 4間歇過程和連續(xù)過程比較間歇過程和連續(xù)過程比較 (1) 間歇過程各操作單元之間間歇過程各操作單元之間易于隔絕易于隔絕，單元設(shè)備過程，單元設(shè)備過程 物料持有量較大。連續(xù)過程各操作物料持有量較大。連續(xù)過程各操作單元連通單元連通，過程物料持有量，過程物料持有量 較少。較少。 (2) 間歇過程間歇過程勞動(dòng)強(qiáng)度較大勞動(dòng)強(qiáng)度較大，緊急狀態(tài)下操作者有較多，緊急狀態(tài)下操作者有較多 的機(jī)會(huì)介入。連續(xù)過程更多地依靠的機(jī)會(huì)介入。連續(xù)過程更多地依靠自動(dòng)控制自動(dòng)控制。 (3) 間歇過程

35、產(chǎn)物純度容易控制，過程物料易于識(shí)別。連間歇過程產(chǎn)物純度容易控制，過程物料易于識(shí)別。連 續(xù)過程不穩(wěn)狀態(tài)或周期性波動(dòng)續(xù)過程不穩(wěn)狀態(tài)或周期性波動(dòng)(如開車或停車如開車或停車)較少。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。連續(xù)過程的容器或設(shè)備很少需要清洗，不穩(wěn)誤或設(shè)備的損壞。連續(xù)過程的容器或設(shè)備很少需要清洗，不穩(wěn) 態(tài)的物料輸入也較少。態(tài)的物料輸入也較少。 (5) 間歇過程間歇過程有較長(zhǎng)的暴露時(shí)間有較長(zhǎng)的暴露時(shí)間。在連續(xù)過程中，。在連續(xù)過程中，有潛在有潛在 危險(xiǎn)的中間體無需貯存直接加工危險(xiǎn)的中間體無需貯存直接加工。 化工

36、廠的設(shè)計(jì)和操作安全38 五、工藝設(shè)計(jì)安全校核五、工藝設(shè)計(jì)安全校核 工藝設(shè)計(jì)必須滿足安全要求。機(jī)械設(shè)計(jì)、過程和布局的工藝設(shè)計(jì)必須滿足安全要求。機(jī)械設(shè)計(jì)、過程和布局的 微小變化都有可能出現(xiàn)預(yù)想不到的問題。工廠和其中的各項(xiàng)設(shè)微小變化都有可能出現(xiàn)預(yù)想不到的問題。工廠和其中的各項(xiàng)設(shè) 備是為了維持操作參數(shù)允許范圍內(nèi)的正常操作設(shè)計(jì)的，備是為了維持操作參數(shù)允許范圍內(nèi)的正常操作設(shè)計(jì)的，在開車、在開車、 試車或停車操作中會(huì)有不同的條件（啟動(dòng)電流大、電壓高）試車或停車操作中會(huì)有不同的條件（啟動(dòng)電流大、電壓高） ， 因而會(huì)產(chǎn)生與正常操作的偏離。因而會(huì)產(chǎn)生與正常操作的偏離。為了確保過程安全，有必要對(duì)為了確保過程安全，有

37、必要對(duì) 設(shè)計(jì)和操作的每一細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和操作的每一細(xì)節(jié)逐一校核逐一校核。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全39 1 1物料和反應(yīng)的物料和反應(yīng)的安全校核安全校核 （鑒別過程物料、產(chǎn)物和副產(chǎn)物；查詢毒性；考察過程（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)系物料氣味和毒性之間的關(guān)系） 2 2過程安全的過程安全的總體規(guī)范總體規(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（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(huì)改善過程其他設(shè)計(jì)方案是否更符合安全；改變過程順序是否會(huì)改善過程 安全；過程的放大是否正確。）安全；過程的放大是否正確。

38、） 3 3非正常操作非正常操作的安全問題的安全問題 （偏離正常操作；處于開車、停車狀態(tài)時(shí)；在重要緊急狀（偏離正常操作；處于開車、停車狀態(tài)時(shí)；在重要緊急狀 態(tài)下；超出操作參數(shù)的極限值等等。）態(tài)下；超出操作參數(shù)的極限值等等。） 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全40 第三節(jié)第三節(jié) 化工單元區(qū)域規(guī)劃化工單元區(qū)域規(guī)劃 出于安全考慮，需要把危險(xiǎn)隔開，單元排列應(yīng)該比較分散，出于安全考慮，需要把危險(xiǎn)隔開，單元排列應(yīng)該比較分散， 同時(shí)也為救火或其他緊急操作留有充分的空間。綜合考慮表明，同時(shí)也為救火或其他緊急操作留有充分的空間。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。過分擁擠嚴(yán)留有自由活動(dòng)空間的開放的區(qū)

39、域規(guī)劃更合理一些。過分擁擠嚴(yán) 重影響施工和維修效率，會(huì)增加初始的和繼續(xù)的投資費(fèi)用。重影響施工和維修效率，會(huì)增加初始的和繼續(xù)的投資費(fèi)用。 單元區(qū)域規(guī)劃分為：?jiǎn)卧獏^(qū)域規(guī)劃分為： （1）流程線狀布置）流程線狀布置 （2）分組布置）分組布置 （3）架空布置）架空布置 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全41 一、加工單元區(qū)域的規(guī)劃一、加工單元區(qū)域的規(guī)劃 1 1設(shè)備配置的直線排列設(shè)備配置的直線排列 加工工業(yè)普遍接受的區(qū)域規(guī)劃方法：加工工業(yè)普遍接受的區(qū)域規(guī)劃方法：?jiǎn)卧写蠖鄶?shù)塔器、筒體、換單元中大多數(shù)塔器、筒體、換 熱器、泵和主要管線成直線狹長(zhǎng)排列。熱器、泵和主要管線成直線狹長(zhǎng)排列。這種設(shè)備排列方法的主要特征這種設(shè)備排

40、列方法的主要特征 是：是： (1) 設(shè)備配置直線的兩邊都與廠區(qū)道路連接。設(shè)備配置直線的兩邊都與廠區(qū)道路連接。 (2) 鋼制框架與道路鄰接。鋼制框架與道路鄰接。 (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。等裝置，一般采用框架結(jié)構(gòu)平坡式布局方式。 (4) 管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。管架也設(shè)置在設(shè)備配置直線上。 (5) 泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路鄰接。泵排設(shè)置在設(shè)備配置直線的旁邊，與道路鄰接。 (6) 筒體、泵、裝配有觀測(cè)平臺(tái)的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導(dǎo)筒體、泵、裝配有觀

41、測(cè)平臺(tái)的蒸餾塔以及需要橋式吊車鋼梁導(dǎo) 軌吊入的設(shè)備，按序定在設(shè)備配置線上，從而把相關(guān)的危險(xiǎn)操作集中軌吊入的設(shè)備，按序定在設(shè)備配置線上，從而把相關(guān)的危險(xiǎn)操作集中 在一起。在一起。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全42 設(shè)備以安裝在地平面上為宜。設(shè)備以安裝在地平面上為宜。重的設(shè)備應(yīng)盡量避免高位重的設(shè)備應(yīng)盡量避免高位 安裝安裝，最好和其他設(shè)備在同一水平線上或者有堅(jiān)實(shí)的基座。，最好和其他設(shè)備在同一水平線上或者有堅(jiān)實(shí)的基座。 把直線排列的原理用于集成化過程單元的規(guī)劃，可以把把直線排列的原理用于集成化過程單元的規(guī)劃，可以把 前述的區(qū)域規(guī)劃發(fā)展成為一系列前述的區(qū)域規(guī)劃發(fā)展成為一系列平行的、并排的平行的、并排的設(shè)備配置

42、直線。設(shè)備配置直線。 各過程單元的其余組件分布在這些直線簇相鄰的區(qū)域，沿著設(shè)各過程單元的其余組件分布在這些直線簇相鄰的區(qū)域，沿著設(shè) 備配置直線的端點(diǎn)向外延伸。管線配置也分成了兩部分：整個(gè)備配置直線的端點(diǎn)向外延伸。管線配置也分成了兩部分：整個(gè) 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。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。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全43 2 2非直線排列設(shè)施的配置非直線排列設(shè)施的配置 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，如件，如控制室、壓縮機(jī)、反應(yīng)器、溢流槽、加熱爐控制室、壓縮機(jī)、反應(yīng)

43、器、溢流槽、加熱爐等，可以設(shè)等，可以設(shè) 置在直線排列的兩邊。應(yīng)用這種方法一般可以達(dá)到近乎方形的置在直線排列的兩邊。應(yīng)用這種方法一般可以達(dá)到近乎方形的 最大面積規(guī)劃。最大面積規(guī)劃。 控制室控制室是單元的神經(jīng)中樞，是單元中最重要的部位。最是單元的神經(jīng)中樞，是單元中最重要的部位。最 好是把控制室設(shè)置在單元的好是把控制室設(shè)置在單元的周邊區(qū)域周邊區(qū)域。對(duì)于處理毒性物質(zhì)的單。對(duì)于處理毒性物質(zhì)的單 元，控制室應(yīng)該設(shè)置在單元的上風(fēng)區(qū)域。最后，控制室應(yīng)該和元，控制室應(yīng)該設(shè)置在單元的上風(fēng)區(qū)域。最后，控制室應(yīng)該和 高溫或高壓容器、盛有相當(dāng)量的易燃或毒性液體的容器隔離。高溫或高壓容器、盛有相當(dāng)量的易燃或毒性液體的容器

44、隔離。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全44 加熱爐加熱爐有兩個(gè)基本問題，作為明顯的火源，加熱爐應(yīng)有兩個(gè)基本問題，作為明顯的火源，加熱爐應(yīng) 該設(shè)置在單元其余部分的上風(fēng)區(qū)域，但是這會(huì)引起煙道氣飄過該設(shè)置在單元其余部分的上風(fēng)區(qū)域，但是這會(huì)引起煙道氣飄過 塔器的高架平臺(tái)或其他建筑物的問題。最好的解決辦法是采取塔器的高架平臺(tái)或其他建筑物的問題。最好的解決辦法是采取 折中方案，把加熱爐設(shè)置在折中方案，把加熱爐設(shè)置在側(cè)面風(fēng)區(qū)域側(cè)面風(fēng)區(qū)域。應(yīng)該盡量保持加熱爐。應(yīng)該盡量保持加熱爐 與其他危險(xiǎn)設(shè)備的適度分離。與其他危險(xiǎn)設(shè)備的適度分離。 壓縮機(jī)壓縮機(jī)劇烈運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該注意與其他危險(xiǎn)設(shè)備適當(dāng)隔離。劇烈運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該注意與其他危險(xiǎn)設(shè)備

45、適當(dāng)隔離。 壓縮機(jī)容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元的壓縮機(jī)容易泄漏氣體，應(yīng)該置于單元的下風(fēng)區(qū)下風(fēng)區(qū)域。域。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全45 對(duì)于對(duì)于反應(yīng)器反應(yīng)器，主要考慮的是提供充分的空間、，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。有些反應(yīng)器內(nèi)件安全操作的設(shè)施以及有關(guān)的催化劑。有些 高熱運(yùn)轉(zhuǎn)的反應(yīng)器，可以作為火源來處理。高熱運(yùn)轉(zhuǎn)的反應(yīng)器，可以作為火源來處理。 非直線排列設(shè)備的配置還包括諸多的公用工程非直線排列設(shè)備的配置還包括諸多的公用工程 設(shè)施。設(shè)施。 除非絕對(duì)必要，除非絕對(duì)必要，鐵路支線鐵路支線才引入單元區(qū)。才引入單元區(qū)。 在完成區(qū)域規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該充分考慮將來發(fā)展在完成區(qū)

46、域規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該充分考慮將來發(fā)展擴(kuò)擴(kuò) 建建添加設(shè)備的可能性。添加設(shè)備的可能性。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全46 3 3室內(nèi)裝置的配置室內(nèi)裝置的配置 對(duì)于需要對(duì)于需要精確的溫度控制精確的溫度控制或需要操作者或需要操作者經(jīng)常觀察經(jīng)常觀察的情形，的情形， 必須把加工單元的部分或全部置于必須把加工單元的部分或全部置于室內(nèi)室內(nèi)。 對(duì)于室內(nèi)裝置，主導(dǎo)風(fēng)和隔開距離這兩個(gè)工具的重要性對(duì)于室內(nèi)裝置，主導(dǎo)風(fēng)和隔開距離這兩個(gè)工具的重要性 大大降低?？梢圆捎闷渌恍┓椒ǎ缥锢砥琳系?，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)大大降低。可以采用其他一些方法，如物理屏障等，實(shí)現(xiàn)室內(nèi) 裝置的隔離。裝置的隔離。 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?nèi)?/p>

47、果火源和易燃物源兩者部必須設(shè)在室內(nèi)，最好把它們 分置在建筑物的分置在建筑物的分隔間分隔間內(nèi)。內(nèi)。 特別易于起火、爆炸或釋放毒物的設(shè)施，應(yīng)該與像控制中心特別易于起火、爆炸或釋放毒物的設(shè)施，應(yīng)該與像控制中心 這樣的經(jīng)常有人員的區(qū)域隔離開。這樣的經(jīng)常有人員的區(qū)域隔離開。 多層或階梯式建筑有本身特有的地勢(shì)問題。易燃或毒性液體多層或階梯式建筑有本身特有的地勢(shì)問題。易燃或毒性液體 源不應(yīng)該設(shè)置在火源或人員之上。源不應(yīng)該設(shè)置在火源或人員之上。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全47 如前所述，危險(xiǎn)的集中有助于確定特別危險(xiǎn)區(qū)的界限。如前所述，危險(xiǎn)的集中有助于確定特別危險(xiǎn)區(qū)的界限。 此外，危險(xiǎn)的集中會(huì)增進(jìn)提供具體安全設(shè)施的

48、可行性?？梢蕴岽送?，危險(xiǎn)的集中會(huì)增進(jìn)提供具體安全設(shè)施的可行性。可以提 供的供的安全設(shè)施安全設(shè)施有：有： (1)高容量的高容量的通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)，有助于保持空氣系統(tǒng)，有助于保持空氣蒸氣或空氣蒸氣或空氣 粉塵混合物在其爆炸極限之下；粉塵混合物在其爆炸極限之下； (2)高容量的高容量的排水排水系統(tǒng)；系統(tǒng)； (3)遙控遙控操作加工裝置；操作加工裝置； (4)自動(dòng)滅火裝置自動(dòng)滅火裝置，如水噴霧、泡沫或惰性氣體系統(tǒng)。，如水噴霧、泡沫或惰性氣體系統(tǒng)。 另外，還必須考慮它們復(fù)合的危險(xiǎn)作用。另外，還必須考慮它們復(fù)合的危險(xiǎn)作用。 與室外設(shè)備相比，需要更加嚴(yán)格地規(guī)范從室內(nèi)裝置撤離與室外設(shè)備相比，需要更加嚴(yán)格地規(guī)范從室內(nèi)

49、裝置撤離 的通路。的通路。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全48 06年1月12日，踩踏事故發(fā)生前，沙特軍警在通往 “射石”儀式地點(diǎn)的道路上維持秩序。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全49 二、單元區(qū)域的管線配置二、單元區(qū)域的管線配置 1 1管線配置的防泄漏設(shè)計(jì)管線配置的防泄漏設(shè)計(jì) 工廠化學(xué)品的主要工廠化學(xué)品的主要泄漏泄漏與以下各項(xiàng)成比例與以下各項(xiàng)成比例 (1)管線的長(zhǎng)度；管線的長(zhǎng)度； (2)排放口的數(shù)量；排放口的數(shù)量； (3)管線的復(fù)雜性。管線的復(fù)雜性。 設(shè)備間隙的增加和危險(xiǎn)組件的隔離都會(huì)強(qiáng)化安全，但這卻設(shè)備間隙的增加和危險(xiǎn)組件的隔離都會(huì)強(qiáng)化安全，但這卻 需要增加管件的總量或增加管線的長(zhǎng)度，從而也增加了泄漏的可

50、需要增加管件的總量或增加管線的長(zhǎng)度，從而也增加了泄漏的可 能性和工程建設(shè)費(fèi)用。能性和工程建設(shè)費(fèi)用。 上述幾方面之間需要建立恰當(dāng)?shù)钠胶怅P(guān)系。管線的復(fù)雜性，上述幾方面之間需要建立恰當(dāng)?shù)钠胶怅P(guān)系。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。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。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全50 減少管件泄漏減少管件泄漏的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)規(guī)則如下。的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)規(guī)則如下。 (1) 減少分支和死角的數(shù)量。減少分支和死角的數(shù)量。 (2) 減少小排放口的數(shù)量。管道配置應(yīng)該做到容易觀察減少小排放口的數(shù)量。管道配置應(yīng)該做到容易觀察 的位置排放。在少數(shù)幾處容易接近、容

51、易觀察的位置排放。的位置排放。在少數(shù)幾處容易接近、容易觀察的位置排放。 (3) 按照相同的規(guī)范設(shè)計(jì)小口徑的支管，和主管一樣進(jìn)按照相同的規(guī)范設(shè)計(jì)小口徑的支管，和主管一樣進(jìn) 行嚴(yán)格的檢驗(yàn)確保小的支管在交叉點(diǎn)得到加強(qiáng)，并有充分的支行嚴(yán)格的檢驗(yàn)確保小的支管在交叉點(diǎn)得到加強(qiáng)，并有充分的支 撐。撐。 (4) 考慮到管件或容器的熱膨脹，管線需要有一定的伸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管縮性架上，需要恰當(dāng)?shù)嘏渲貌y管（北京首都國際機(jī)場(chǎng)（北京首都國際機(jī)場(chǎng)3號(hào)航號(hào)航 站樓新型變形縫施工技術(shù)站樓新型變形縫施工技術(shù) ） 。這些波紋管應(yīng)該只是做軸向移。這些波紋管應(yīng)該只是做軸向

52、移 動(dòng)內(nèi)套管，還需要襯內(nèi)套管以免在波紋管的褶溝中充入固體沉動(dòng)內(nèi)套管，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。積物。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全51 (5) 直接卸料的排放口，應(yīng)該設(shè)在操作者能夠觀察到的地直接卸料的排放口，應(yīng)該設(shè)在操作者能夠觀察到的地 方。對(duì)這些排放口應(yīng)該進(jìn)行定期核查和報(bào)告。方。對(duì)這些排放口應(yīng)該進(jìn)行定期核查和報(bào)告。 (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?；ト荩谧畲髢?nèi)壓下也能夠緊縮密封。 (7) 減少真空管線減少真空管線(如真空蒸餾塔上的冷凝器如真空蒸餾塔上的冷凝器)上的法蘭

53、盤上的法蘭盤 數(shù)量。數(shù)量。 (8) 在閥式取樣點(diǎn)應(yīng)該配置可移動(dòng)的插頭。在閥式取樣點(diǎn)應(yīng)該配置可移動(dòng)的插頭。 (9) 要有充分的管道支撐，從放料或從安全閥檢驗(yàn)管道的要有充分的管道支撐，從放料或從安全閥檢驗(yàn)管道的 作用力。作用力。 (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。方。 (11) 應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。應(yīng)該有充分的通道、扶梯等，以免攀越管件。 (12) 緊固承受高溫的大法蘭盤，應(yīng)該采用高強(qiáng)度的螺栓。緊固承受高溫的大法蘭盤，應(yīng)該采用高強(qiáng)度的螺栓。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全52 2 2軟管系統(tǒng)的配置軟管系統(tǒng)的配置 對(duì)于

54、油船、罐車等的液體物料的裝卸，對(duì)于油船、罐車等的液體物料的裝卸，軟管的選擇和應(yīng)軟管的選擇和應(yīng) 用用需格外謹(jǐn)慎。應(yīng)考慮的是：需格外謹(jǐn)慎。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)。軟管的適用性，并結(jié)合有關(guān)軟管的標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 設(shè)置緊急狀態(tài)下迅速隔離的設(shè)施。設(shè)置緊急狀態(tài)下迅速隔離的設(shè)施。 (3) 應(yīng)該使用螺栓固定的軟管夾，不宜使用側(cè)卸式的軟應(yīng)該使用螺栓固定的軟管夾，不宜使用側(cè)卸式的軟 管夾。管夾。 (4) 軟管系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)要省充分的保護(hù)和支撐設(shè)施，不用軟管系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)要省充分的保護(hù)和支撐設(shè)施，不用 時(shí)要防止軟管的壓破或損壞。時(shí)要防止軟管的壓破或損壞。 (5) 所有高于大氣壓操作的可移動(dòng)軟

55、管，都應(yīng)設(shè)置排空所有高于大氣壓操作的可移動(dòng)軟管，都應(yīng)設(shè)置排空 閥，以便降壓時(shí)防止軟管的折斷。閥，以便降壓時(shí)防止軟管的折斷。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全53 3 3管線配置的安全考慮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。柱塞閥的鄰近也需心之下的水平連接法蘭需要用鋼性板支撐。柱塞閥的鄰近也需 要有支撐物。聚四氟乙烯波紋管不能用來連接不同心的管道。要有支撐物。聚四氟乙烯波紋管不能用來連接不同心的管道。 支撐板、墊片和管接頭的材料性能，制造說明書會(huì)有確切的說支撐板、墊片和管接頭的材料性能，

56、制造說明書會(huì)有確切的說 明。明。 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。對(duì)于不穩(wěn)定液體的傳遞，管件、閥門和控制儀表的配置因素。對(duì)于不穩(wěn)定液體的傳遞，管件、閥門和控制儀表的配置 應(yīng)該防止液體靜止在運(yùn)轉(zhuǎn)的泵中。應(yīng)該防止液體靜止在運(yùn)轉(zhuǎn)的泵中。 對(duì)于對(duì)于氣體和液體氣體和液體，其設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮沿與設(shè)定相反方向流，其設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮沿與設(shè)定相反方向流 動(dòng)的可能性。動(dòng)的可能性。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全54 在化工案例中，有大量在化工案例中，有大量回流回流的情形，如：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；從貯罐或下游管線回流進(jìn)入

57、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；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；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。反應(yīng)物沿副反應(yīng)物的物料管線回流。 對(duì)于常設(shè)的設(shè)備管線，如果設(shè)備壓力降低至過程正常壓力之下，對(duì)于常設(shè)的設(shè)備管線，如果設(shè)備壓力降低至過程正常壓力之下， 管線應(yīng)該有管線應(yīng)該有低壓報(bào)警低壓報(bào)警；如果設(shè)備壓力升高至過程正常壓力之上，；如果設(shè)備壓力升高至過程正常壓力之上， 則應(yīng)該有則應(yīng)該有高壓報(bào)警高壓報(bào)警。在設(shè)備管線上應(yīng)該安裝止逆閥，以防止管線。在設(shè)備管線上應(yīng)該安裝止逆閥，以防止管線 中流體的回流。如果回流的結(jié)果導(dǎo)致

58、劇烈的反應(yīng)或設(shè)備的過壓，中流體的回流。如果回流的結(jié)果導(dǎo)致劇烈的反應(yīng)或設(shè)備的過壓， 止逆閥不足以提供可靠的保證，這時(shí)需要高度可靠的止逆閥不足以提供可靠的保證，這時(shí)需要高度可靠的斷開或關(guān)閉斷開或關(guān)閉 系統(tǒng)系統(tǒng)。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全55 三、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計(jì)三、單元裝置和設(shè)施的安全設(shè)計(jì) 1 1裝置的安全設(shè)計(jì)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(gè)完整的制造單元。元操作的，組合在一起構(gòu)成了一個(gè)完整的制造單元。 在設(shè)計(jì)階段廣泛采用的兩個(gè)重要概念是在設(shè)計(jì)階段廣泛采用的兩個(gè)重要概念是“故障自動(dòng)保故

59、障自動(dòng)保 險(xiǎn)險(xiǎn)”和和“二次概率設(shè)計(jì)二次概率設(shè)計(jì)”。 故障自動(dòng)保險(xiǎn)：故障自動(dòng)保險(xiǎn)：當(dāng)裝置、儀表或過程控制回路出現(xiàn)故當(dāng)裝置、儀表或過程控制回路出現(xiàn)故 障時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到最小危險(xiǎn)狀態(tài)。障時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到最小危險(xiǎn)狀態(tài)。 二次概率設(shè)計(jì)：二次概率設(shè)計(jì)：當(dāng)操作失誤或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)啟動(dòng)當(dāng)操作失誤或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)啟動(dòng) 備用設(shè)備，預(yù)防危險(xiǎn)出現(xiàn)或降低危險(xiǎn)的作用。備用設(shè)備，預(yù)防危險(xiǎn)出現(xiàn)或降低危險(xiǎn)的作用。 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全56 這方面的典型例子有：這方面的典型例子有： (1) 容器的容器的壓力釋放壓力釋放裝置裝置； （高壓鍋泄壓閥：正常嚴(yán)密、超壓泄壓；）（高壓鍋泄壓閥：正常嚴(yán)密、超壓泄壓；） (2) 設(shè)備或建筑物

60、的爆炸卸荷設(shè)施；設(shè)備或建筑物的爆炸卸荷設(shè)施； （爆破片：（爆破片：612個(gè)月、系統(tǒng)超壓未破裂或正常運(yùn)行有明顯變形）個(gè)月、系統(tǒng)超壓未破裂或正常運(yùn)行有明顯變形） (3) 貯罐周圍的貯罐周圍的圍墻防護(hù)圍墻防護(hù)； (4) 緊急關(guān)閉緊急關(guān)閉系統(tǒng)；系統(tǒng)； （閉鎖系統(tǒng)）（閉鎖系統(tǒng)） (5) 過程參數(shù)高限或低限啟動(dòng)的關(guān)閉裝置；過程參數(shù)高限或低限啟動(dòng)的關(guān)閉裝置；（保險(xiǎn)絲、電飯（保險(xiǎn)絲、電飯 鍋）鍋） (6) 報(bào)警裝置，例如報(bào)警裝置，例如火險(xiǎn)火險(xiǎn)、過程參數(shù)高限或低限的報(bào)警。、過程參數(shù)高限或低限的報(bào)警。 （感煙、感溫探頭）（感煙、感溫探頭） 化工廠的設(shè)計(jì)和操作安全57 2 2輔助工程設(shè)施安全輔助工程設(shè)施安全 電氣設(shè)