托县蒙丰60万吨特种无缝钢管工程配套项目氧气站消防报建说明.doc
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1、60万吨特种无缝钢管工程配套项目氧气站消防报建图纸工程代号: 总 经 理:x h总工程师:项目经理: 批准:1 设计依据1.1编制依据1、化工厂初步设计文件内容深度规定(HG/T20688-2000)2、某公司60万吨特种无缝钢管工程配套项目可行性研究报告3、某公司60万吨特种无缝钢管工程配套项目氧气站安全预评价报告4、某公司提供的有关基础资料和支持性文件相关的其他材料说明:本消防报建说明及消防报建图纸仅供消防报建使用。1.2 设计执行的主要标准、规范氧气站设计规范 (GB500301991)火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98)建筑设计防火规范(GB50016-2006)建筑灭火器
2、配置设计规范(GB50140-2005)建筑抗震设计规范(GB50011-2001)建筑物防雷设计规范(GB50057-94,2000年版)工业企业总平面设计规范(GB50187-1993)供配电系统设计规范(GB50054-1995)工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)化工企业静电接地设计规程(HG/T20675-1990)化工企业总图运输设计规范 ( HG/T20649-1998)化工企业照明设计技术规定(HG/T20586-1996)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-92)化工装置自控工程设计规定(HG/T20507-20512-2000)石油化工企业可
3、燃气和有毒气体检测报警设计规范(SH3063-1999)采暖通风和空气调节设计规范(GB50019-2003)化工企业安全卫生设计规定(HG20571-95)建筑内部装修设计防火规范(GB50222-95)钢结构防火涂料(GB149-07-2002)1 2工程概况2.1 企业概况某公司位于内蒙古呼和浩特市的托克托工业园区,是由无锡希姆莱斯石油专用管制造有限公司投资兴建,项目最终规模为年产60万吨特种无缝钢管。4500Nm3/h氧气站为某公司年产60万吨特种无缝钢管配套项目。无锡希姆莱斯石油专用管制造有限公司是一家现代化、专业化的大型石油专用管制造企业,是美国纽约上市公司。公司具有年炼铁110万
4、吨,炼钢140万吨,轧管80万吨,热处理钢管30,油井管深加工50万吨的综合生产能力,产品主要为石油套管、油管、钻杆等,是中国现代化的油井管生产基地之一。2.2工厂组成、产品方案和生产规模 2.2.1工厂组成及建设地点建设项目为某公司60万吨特种无缝钢管工程配套项目氧气站。项目建设地点:本项目位于呼和浩特市托克托县工业园区东区某公司站区内北侧中段。2.2.2产品方案和生产规模建设项目生产规模:制氧站为60万吨/年特种无缝钢管工程配套设施,选用4500Nm3/h型变压吸附空分设备一套。制氧站主要原辅材料和产品品种名称、数量:原料:空气。产品:氧气、氮气、液氩。空分设备主要参数及性能指标见下表。空
5、分设备主要参数及性能指标序号项目纯度%产量Nm3/h压力1)加工空气量250000.55MPa(A)2)产品氧气99.64500氧压机出口3.0 MPa氮气4500液氩1003)产品输送氧气4500氮气4)起动时间36小时5)运转周期2年(两次加热间隔时间)6)加热解冻时间36小时7)运行工况范围75105%8)制氧电耗0.44kW/m3.O22.3生产方法及工艺流程2.3.1生产工艺原料空气在空气过滤器中去除了灰尘和机械杂质后,进入空气透平压缩机组中,借助中间冷却器进行中间冷却,将空气压缩至约0.65MPa,然后进入空气冷却塔中冷却。空气在直接接触式空气冷却塔中与水进行热质交换,降温至810
6、,然后进入交替使用的分子筛吸附器。用于冷却空气的水有两部分:一部分为循环水,由泵加压后进入空冷塔中部;另一部分称为冷冻水的则是来自循环水网,先进入水冷却塔中,利用分馏塔来的废气(包括污氮和富余氮气)的含水不饱和性初步降低水温,而后经过水泵加压进入冷水机组,进一步降温后进入空冷塔的顶部。出空冷塔空气进入分子筛吸附器,清除空气中的水分、二氧化碳和一些碳氢化合物,从而获得干净、干燥的空气。两台吸附器交替使用,即一台吸附器吸附杂质,另一台吸附器则由污氮气进行再生。净化后的加工空气(1214)分成两路:一路为增压膨胀空气,首先经过一个精细过滤器滤去机械杂质,而后进入增压机中增压,增压的空气首先在增压机后
7、冷却器中被冷冻水冷却至15后进入主换热器中的膨胀气通道,被相邻通道中的返流气冷却后,再从主换热器中部抽出,进入透平膨胀机中,膨胀后的空气进入上塔中部参加精馏,另一路空气直接进入主换热器被冷却至露点温度进入下塔。 已冷却的空气进入下塔初步分离。进入下塔的空气通过板上的筛孔使塔板上的液体蒸发,由于氧、氮、氩的沸点间的差异,使更多的氮气从液体中蒸发出来,同时经过塔板的空气中更多的氧组分被冷凝下来。最终在下塔底部获得含氧38%的富氧液空,而在下塔顶部获得高纯氮。下塔顶部的氮气经过冷凝蒸发器,与来自上塔底部的液氧进行热交换,液氧被蒸发,而氮气被冷凝,部分冷凝液氮再回到下塔作回流液。另一部分液氮,在过冷器
8、中进行过冷,然后送入上塔顶部作为上塔的回流液。其中一小部分作为精氩塔冷凝器的冷源。从下塔的上部抽出部分氮气,送至精氩塔蒸发器作为热源,维持精氩塔精馏。从下塔底部抽出富氧液空,在过冷器中过冷,其中一部分富氧液空提供给粗氩塔冷凝器作为冷源,另一部分送入上塔中部参加精馏。以不同状态进入上塔的各物料:液空、液氮、来自粗氩塔冷凝器的液空蒸汽,通过上塔的进一步分离,在上塔底部获得纯度为99.6%的氧气,经主换热器复热至12后出冷箱,经压氧系统加压至3.0MPa进入氧气管网。从上塔的上部抽出污氮气,经过冷器、主换热器复热后去纯化系统作再生气。从上塔的上部抽出的氮气,经过冷器、主换热器复热后送入预冷系统的水冷
9、塔冷却水回收冷量。 工艺流程见附图。2.3.2装置主要性能参数1)装置的技术参数空压机流量: 25000Nm3/h空压机排压: 0.55MPa(G)运转周期(两次大加温间隔期):两年装置启动时间(从膨胀启动到氧产品达到纯度指标):36小时解冻时间:36小时2)装置主要性能参数装置的主要性能参数产品产量(m3/h)纯度出冷箱压力氧气450099.6%0.027MPa氮气450099.99%0.018 MPa液氩1003)主要装置(设备)和设施及主要特种设备 设备和设施及主要特种设备一览表序号设备名称规格型号数量单位介质温度压力备注1离心式空压机DA400-611套空气350.55MPa(G)2氧
10、压机ZW-37.5/303台氧气403.0 MPa3氮压机在W-11/101台氮气1.0 MPa4空气冷却塔1510.0001个水、空气8-100.55 MPa压力容器5水冷塔1613A.0001个水18-226分子筛吸附器HXK-25000/5.52个空气200.6 MPa压力容器7水分离器1台空气8-100.8 MPa压力容器8分馏塔FON-4500/4500-31座氧气、氮气、氩气-1920.55 MPa压力容器9膨胀机PLPK-67/8.40.52台空气-1800.94 MPa10循环水泵YZ-280S-43台水11离心式清水泵1880-30-2501台水12单级单吸离心水泵IS80-
11、50-2502台水13单级单吸离心水泵ISR80-50-2002台水14氧气罐BM- 200m31台氧气503.06 MPa压力容器15氮气罐4120.0100A 50m33台干燥氮气201.0 MPa压力容器16液氩罐10m31个液氩0.8MPa压力容器17汽化器QQ200-30 200m3/h1台2.4火灾危险性定类根据氧气站设计规范 (GB500301991)第1.0.4条 规定:制氧站房的火灾危险性类别为“乙”类;加工处理、贮存或输送氮、氩等惰性气体的各类站房的火灾危险性为“戊”类。根据危险化学品名录(2002版) 和危险化学品安全技术全书,建设项目主要危险为氧气(含液氧)、氮气(含液
12、氮)氩气(含液氩)。主 要 危 险 物 质 表序号名称危险性类别爆炸极限V%闪点化学类别1氧第2.2类不燃气体无意义无意义空气(氧气)2氮第2.2类不燃气体无意义无意义非金属单质3氩第2.2类不燃气体无意义无意义非金属氧化物2.5工厂占地面积及全厂定员建设项目氧气站占地面积:9600m2。建设项目氧气站定员:10人2.6水源及供水现状建设项目氧气站生产、生活及消防用水由园区供水管网供给。供水能力满足项目用水量要求。生产用水主要供氧气站压缩机冷却循环补充水等,总用水量为680m3/h,消耗补水3 m3/h。消防水管道与生产水管道合并,管道设计在满足消防用水的同时又能满足生产用水,当火灾发生时,由
13、消防车临时加压灭火。2.7工厂位置及周围消防设施的设置现状本项目厂址距托克托县消防大队25km;托克托县工业园区设消防中队,距某公司8km.3火灾危险性及防火措施3.1工艺过程火灾危险性及防火措施3.1.1 生产工艺简述及原料、成品火灾危险特征该项目原料为空气,空气经过滤、压缩、吸附获得干净、干燥的空气。净化后的加工空气经增压膨胀冷却至露点温度后进入空分塔利用氧、氮、氩的沸点间的差异,使更多的氮气从液体中蒸发出来,同时经过塔板的空气中更多的氧组分被冷凝下来。最终在下塔底部获得含氧38%的富氧液空,而在下塔顶部获得高纯氮。上塔底部获得纯度为99.6%的氧气,经压氧系统加压至3.0MPa进入氧气管
14、网。本项目涉及的化学品为氧气(含液氧)、氮气(含液氮)和氩气(含液氩)。氢气和氯酸钠危险特性如下:序号品名燃点闪点爆炸极限比 重用量t储量t沸点水溶性备注下限%上限%固体与水比气体与空气比1氧气无意义无意义无意义无意义1.14(-183)1.434500m3/h氧气罐2003-183溶于水3.1.2 工艺过程火灾和爆炸危险性分析氧气是不燃气体,但属于助燃物,是可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。与易燃物(如甲烷等)形成有爆炸性的混合物。由于氧本身的氧化性很强,接触油脂即能引起自燃,沾满氧的工作服一旦碰到火星就会迅速燃烧;当液氧中混入乙醚或其他碳氢化合物时,即使没有明火作用,也能
15、自行着火或爆炸;液氧排放不当,气化后窜入其他有着火危险的部位时,也可能引起火灾。氧气的易燃易爆的危险特性决定了装置具有较大的火灾爆炸危险。装置内生产、输送、压缩和处理氧气的各种设施、生产厂房都是火灾爆炸重点控制的危险源。生产过程存在的发生火灾爆炸的因素,可概括为以下几个方面:1)工艺过程中氧气的易燃易爆性当操作或使用不当发生外泄,或者空气混入氧气系统中,遇火源则发生燃烧爆炸的可能性大。2)生产过程中使用的火源带来的危险性生产中能引起氧气着火的火源种类很多,分布也很广。有明火、高温物质、电气火花及静电放电产生的火花等。企业明火如检修中电、气焊作业,使用喷灯,塑料焊接的焊枪的明火;此外,烟囱的飞火
16、,站区内行驶的车辆等的排气管喷火等,都可能引起可燃气体燃烧爆炸。生产车间使用的电器、仪表,当使用非防爆的电气设备时,因接触不良或绝缘老化产生电弧、电火花或电气设备表面温度过高时,都能引起氧气的燃烧或爆炸。3)设备、仪表缺陷要确保设备和仪表完好,法兰安装密封可靠无泄漏,才能避免因设备、仪表缺陷造成的事故。例如温度检测系统、压力检测系统、计量系统、报警系统等与仪表的性能、使用及维护密切相关。系统误差过大,会造成误判断泄漏而切断输送,造成不必要的经济损失;同样,变配电或通讯系统故障,也可能对生产运营带来威胁。4)电器设施火灾事故电气火灾事故的原因包括电器设备缺陷或导线过载、电器设备安装或使用不当等,
17、从而造成温度升高至危险温度,引起设备本身或周围物体燃烧、爆炸。在生产过程中易燃、爆炸危险环境中,设置有防爆电机、仪器仪表、照明装置及连接电器设施的供电、控制线路等。这些设施连接一旦发生火灾或故障,将引起安全事故。5)防雷、防静电装置失效防雷、防静电设施存在质量问题或管理不善,从而造成安全事故。其主要危险有害因素有:(1)系统所设置的防雷、防静电装置的位置、连接方法不正确,造成防雷、防静电效果达不到设计要求。(2)避雷装置发生故障或消除静电装置失灵。(3)防雷、防静电装置采用非良性导体材料制造,造成接地电阻过大,难以起到消除雷电或静电作用。6)压力容器和压力管道爆炸引发火灾事故本工程使用的压力容
18、器,如氧气罐、氮气罐、氩气罐、空气冷却器、分子筛吸附器、水分离器等均为压力容器。压力容器会因为超压、运行时间长、腐蚀减薄等原因发生爆炸,引发火灾。3.1.3 工艺过程防火措施1)车间生产装置的平面布置,既考虑工艺流程设计的要求,同时还考虑符合防火、防爆的要求。2)工艺布置中各类机械设备、建筑物的分布间距,符合防火、防爆距离及安全疏散通道的要求,且有足够的道路及空间满足作业人员操作和检修。3)有爆炸危险的制氧车间主厂房内不设办公室、会议室等管理设施。4)离心式空压机、氧压机等工艺设备温度、压力、进排气流量、组分等参数采用集中监视、控制及工艺连锁保护;控制系统设置工艺连锁保护紧急切断、紧急停车、仪
19、表联锁;氧气、氮气、污氮放空等设施。5)氧压机采用无油润滑压缩机。6)工艺管线在抗震、防震、防破裂(如脆性破裂、腐蚀破裂)、防密封泄漏、防雷电、防静电等方面采取相应的安全技术措施。7) 空分系统采用用于泄压的弹簧封闭全启式安全阀、放空管;用于止逆的截止阀、旋启式止回阀等设施。8) 废液及废气排放设施安全可靠,并实现达标排放。9)氧气管道管内氧气流速,符合下列规定:(1)氧气工作压力为10MPa或以上时,不应大于6m/s;(2)氧气工作压力大于0.1MPa至3MPa或以下时,不应大于15m/s;10)氧气管道管材选用无缝钢管;工作压力大于0.1MPa的阀门,严禁采用闸阀;11)本项目氧气罐、氮气
20、罐、氩气罐、空气冷却器、分子筛吸附器、水分离器等均为压力容器,其设计、制造均遵照执行压力容器安全技术监察规程的规定,工艺设备温度、压力、液位以及安全泄压等附属设施均按规范和工艺要求进行设置,安全阀的设置按石油化工企业设计防火规范的要求进行,以避免引起二次事故。 (2)仪表的供电应有事故电源,供气应有贮气罐,容量应能保证停电、停气后维持30min的用量。(3)与氧气接触的仪表必须无油脂。3.2总图防火措施1)制氧站布置在托克托县蒙丰特钢有限公司全年最小频率风向的下风侧(北侧),周围没有民用建筑,制氧站相邻两侧为公司生产管理设施和生活设施。根据拟建站区的自然条件,综合办公楼、食堂、澡堂等生活设施和
21、制氧站、水处理站等清净设施安排在上风向位置,炼钢车间、除尘系统安排在下风向位置。2) 氧气站制氧车间距其他各类生产建筑物、设施安全距离符合氧气站设计规范 (GB5003091)有关要求:(1)氧气站距公司办公室(重要公共建筑)距离大于50m,为160m;(2)氧气站距公司宿舍、食堂距离大于25m,为50m;(3)氧气站距公司厂外道路 (路边) 距离大于15m,为30m;(4)氧气站等的二级耐火等级的乙类生产建筑物(制氧车间主厂房、制氧车间副楼、空冷及水冷塔室)距水泵房(其他各类生产建筑物)的防火间距为10m。3)氧气站周边没有液化石油气储罐,没有民用建筑。4)本项目站区生产区域全部采用混凝土硬
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