- 相關推薦
研究碳氫化合物冰箱工程設計中的消防安全成果總結
CFC12和CFC11作為冰箱生產(chǎn)行業(yè)中的制冷劑和發(fā)泡劑已經(jīng)使用了幾十年，盡管這兩種氟里昂(CFCs)有其非常優(yōu)越的性能，但由于其存在非常顯著的大氣層臭氧破壞效應和溫室效應，因此造成了南極上空的臭氧空洞和大氣層臭氧濃度下降等環(huán)境問題。為此，國際社會簽署了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，規(guī)定了氟里昂逐年遞減和最后替代的時限，我國于1990年在此議定書上簽字。
目前，國內越來越多的冰箱生產(chǎn)廠家已經(jīng)認識到發(fā)展新一代環(huán)保冰箱勢在必行，紛紛開始了CFCs替代技術的開發(fā)與研究。廣東XX公司于1995年在國內首家研制出了以環(huán)戊烷為發(fā)泡劑，異丁烷為制冷劑的全無氟節(jié)能冰箱，實現(xiàn)了對大氣臭氧層破壞系數(shù)和溫室效應為零。為了進一步推廣這一成果并擴大公司產(chǎn)能，該公司擬投資在華東地區(qū)新建一個年產(chǎn)各型全無氟節(jié)能冰箱260萬臺的生產(chǎn)基地，并委托我院進行該項目的工程設計。
由于作為CFCs替代物的碳氫化合物屬易燃氣體或液體，因此在工程設計中不可避免的帶來了消防安全設計問題。本文正是從工藝專業(yè)的角度對該項目消防安全設計的一個總結。
一. 環(huán)戊烷、異丁烷的理化及危險特性
1. 環(huán)戊烷的理化及危險特性
(1) 理化性質：
環(huán)戊烷(五亞甲基)是一種無色透明的液體，有苯樣氣味。其分子式為C5H10，分子量為70.08；熔點-93.7℃；沸點49.3℃。氣態(tài)時相對密度為2.42（空氣為1）；與水的相對密度為0.75(水為1)。不溶于水，但溶于醇、醚、苯、四氯化碳、丙酮等有機溶劑。
(2) 燃燒爆炸危險性：
閃點：
-25℃；自燃溫度：361℃；燃燒性：易燃；
環(huán)戊烷蒸汽與空氣易形成爆炸性混合物，爆炸下限1.4%，爆炸上限8%，遇火花、明火產(chǎn)生燃燒爆炸。由于其蒸氣比空氣重，容易積聚于地面300mm左右。并能從低處擴散到相當遠的地方，遇火點燃引著回燒；貯罐遇高熱時容器內壓力增大，有開裂和爆炸危險。
滅火方法：
泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水無效，但可以降低燃燒溫度。
(3) 毒性及健康危害
環(huán)戊烷屬于低毒類，侵入途徑的有吸入、食入、經(jīng)皮膚吸收三種。吸入后可引起頭痛、頭暈、定向力障礙、興奮、倦睡、共濟失調和麻醉作用。呼吸系統(tǒng)和心臟可受到影響。對眼有輕度剌激作用�？诜轮袠猩窠�(jīng)系統(tǒng)抑制、粘膜出血和腹瀉等。本品對皮膚有脫脂作用，引起皮膚干燥、發(fā)紅等。
2. 異丁烷的理化及危險特性
(1) 理化性質：
異丁烷(2-甲基丙烷)是一種無色稍有氣味的氣體。分子式C4H10，分子量58.12；熔點-159.6℃；沸點-11.8℃。與空氣相對密度2.01(空氣為1)，液態(tài)與水相對密度為0.56（水為1）。微溶于水，溶解于乙醚。
(2) 燃燒爆炸危險特性：
閃點：
-82.8℃；自燃溫度：460℃。
異丁烷與空氣混合能形成爆炸性混合物，爆炸下限1.8%，爆炸上限8.57%，其蒸氣比空氣重，易積聚于地面300mm高度，并能在低處擴散到相當遠的地方，遇火花、火源引燃回燃爆炸。貯罐遇到高熱時容器內壓力增大，有開裂和燃燒爆炸的危險。
滅火方法：
泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。并可用霧狀水滅火和冷卻、降溫。
(3) 毒性及健康危害
異丁烷屬于低毒類，侵入途徑主要是吸入。吸入后主要作用是麻醉和弱剌激。急性中毒主要表現(xiàn)為頭痛、頭暈、嗜睡、惡心、酒醉狀態(tài)，嚴重者可出現(xiàn)昏迷。慢性影響：出現(xiàn)頭痛、頭暈、睡眠不佳、易疲倦等癥狀。
二. 生產(chǎn)廠房的安全技術條件及設計要求
1. 危險區(qū)域的劃分
為預防用于生產(chǎn)的易燃碳氫化合物的燃燒和爆炸，所有可能引燃源均應予以鑒別和盡可能消除。如果不可能消除引燃源，則應采取其他措施消除危險。
0區(qū)：爆炸危險氣體持續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)的區(qū)域，如環(huán)戊烷罐內和供應罐內。
1區(qū)：爆炸危險氣體在正常操作時可能出現(xiàn)的區(qū)域，如發(fā)泡工位附近100mm、環(huán)戊烷貯罐開口周圍1.5m半徑的范圍、通風管內等。
2區(qū)：爆炸危險氣體在正常操作時不大可能出現(xiàn)或僅存留很短時間的區(qū)域，如環(huán)戊烷發(fā)泡區(qū)、異丁烷灌注站，環(huán)戊烷預混(發(fā)泡)站、環(huán)戊烷貯罐區(qū)等除1區(qū)外的區(qū)域。
2. 工藝對土建的要求
環(huán)戊烷發(fā)泡生產(chǎn)線或發(fā)泡工位(包括預混站)、異丁烷灌注生產(chǎn)線不得設在建筑物的地下室或半地下室，宜設在單層廠房靠外墻或多層廠房的最上一層靠外墻處。
環(huán)戊烷發(fā)泡線或發(fā)泡工位(包括預混站)、異丁烷灌注站應盡量避開廠房的梁、柱等承重構件布置，地面宜采用不發(fā)火地面。地面不得設地溝。
3. 工藝對給排水的要求
給排水應按丙類廠房設計消防給水。
環(huán)戊烷貯罐區(qū)應配備:
2--4個手提式滅火器(系指6升高效化學泡沫或8kg干粉滅火器)；
2部100升高效化學泡沫或70kg干粉推車；
滅火砂2立方；
消火栓（僅用于給火場降溫）和自來水龍頭（人員沖洗）。
4. 工藝對通風的要求
通風的主要目的是使生產(chǎn)過程中的可燃氣體濃度盡可能的低，一般低于爆炸下限的20%。
通風包括排風和送風。在爆炸危險區(qū)域內，空氣不應循環(huán)使用。排風設備不應和送風設備布置在同一通風機房內。送風宜采用頂部方式。
環(huán)戊烷發(fā)泡區(qū)及發(fā)泡預混站、異丁烷灌注站及灌注工位、環(huán)戊烷和異丁烷的存儲區(qū)必須安裝有排風系統(tǒng)。排風系統(tǒng)的排風量應大于送風量，能保證正常生產(chǎn)情況環(huán)戊烷或異丁烷的氣體濃度不超過氣體爆炸下限濃度的20%，且區(qū)域內為負壓，氣體不會向其他區(qū)域擴散。在正常生產(chǎn)的情況下，抽排風量一般不應小于10次/小時，緊急情況下應能達到20次/小時以上。排風系統(tǒng)應有兩級抽風能力，應采用雙速風機、變速風機或雙風機。正常生產(chǎn)情況下使用一級排風（或單臺風機排風），在可燃氣體的濃度超過在爆炸下限的20%時，通過風機調速或啟動備用風機來加大一級抽風量。
排風系統(tǒng)必須與生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)鎖，在排風系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，該區(qū)域的生產(chǎn)應不能進行。排風系統(tǒng)應有故障指示。
排風系統(tǒng)的風機應為防爆風機，應選用無火花型。排風系統(tǒng)供電電源應與設備用電電源分開，由獨立的可靠電源供電，以保證穩(wěn)定供電。
由于環(huán)戊烷和異丁烷相對空氣的比重分別為2.42和2.01。因此在布置抽風口時，抽風口(最下沿)距地面高度不宜超過30cm，但應高于最低面。
5. 工藝對電氣及接地的要求
在危險區(qū)域內，電氣設備應是防爆的和在失靈時能自動關閉的。環(huán)戊烷發(fā)泡區(qū)、異丁烷灌注站、環(huán)戊烷預混站、環(huán)戊烷及異丁烷貯存罐(區(qū))等爆炸危險區(qū)域中電氣設備及設施必須符合國標GB50058-92《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》中的要求。
(1) 電氣設備
爆炸危險區(qū)內的電氣設備在運行過程中必須具備不引燃周圍爆炸性混合物的性能。應根據(jù)爆炸危險區(qū)域的分區(qū)、電氣設備的種類和防爆結構的要求，選擇相應的電氣設備。
在爆炸危險區(qū)域0區(qū)應選用本質安全型或特為0區(qū)設計的特殊型電氣設備；
爆炸危險1區(qū)內一般以選用本質安全型和隔爆型的電氣設備為主；
在爆炸危險區(qū)域2區(qū)，除適合1區(qū)的防爆類型外，還宜選用正壓型、增安型等電氣設備。
(2) 線路
環(huán)戊烷發(fā)泡、異丁烷灌注工位(站房)、環(huán)戊烷貯罐區(qū)等爆炸危險區(qū)域內1區(qū)、2區(qū)電壓為1000V以下的電氣線路配線必須采用鋼管配線，嚴禁明敷絕緣導線。
由于環(huán)戊烷和異丁烷的比重比空氣重，因此電氣線路應在較高處敷設或直接埋地敷設，宜在易燃易爆介質輸送管道的上方。
(3) 電氣及防靜電接地
環(huán)戊烷發(fā)泡、異丁烷站及灌注工位、環(huán)戊烷貯罐區(qū)等爆炸危險環(huán)境內固定安裝與移動使用的電氣設備和線路正常不帶電的金屬外殼、金屬機座、金屬管線、電纜金屬護套等均應安設牢靠的保護接地線，接地電阻應不大于4歐。
為防止因靜電火花而造成事故，在冰箱生產(chǎn)爆炸危險區(qū)域內，除電氣設備保護接地外，發(fā)泡模具、輸送環(huán)戊烷、異丁烷等易燃易爆介質的管道、機組、貯罐等可能產(chǎn)生靜電危害的物體均需防靜電接地。管道在進出車間處應設接地，每隔80m-100m應重復接地一次。防靜電接地電阻一般不大于10歐。
(4) 防雷
一般情況下, 生產(chǎn)碳氫化合物冰箱的主體生產(chǎn)車間應劃為第二類防雷建筑，而其他生產(chǎn)廠房(氣體站房、鍋爐房等除外)應劃為第三類防雷建筑。
環(huán)戊烷貯罐區(qū)應設置獨立的避雷針，避雷針與被保護物及與被保護物有聯(lián)系的金屬物之間的間距不少于3m。
防雷接地沖擊接地電阻不大于10歐。如與其它接地系統(tǒng)共用接地極，則取最小值4歐。
6、工藝對氣體探測及火災報警的要求
(1) 可燃氣體檢測系統(tǒng)
碳氫化合物冰箱生產(chǎn)中火災爆炸事故是在具備一定的可燃氣體、助燃物和火源等三個要素的條件下發(fā)生的。因此，可以通過對這三個要素的監(jiān)測，預報火災爆炸事故，以便采取相應的技術措施。其中，可燃氣體的泄漏和積聚程度是現(xiàn)場火災爆炸危險性的主要指標，相應的可燃氣體檢測系統(tǒng)便是監(jiān)測現(xiàn)場可燃氣體泄漏危險程度的重要工具。
一個可然氣體監(jiān)測系統(tǒng)包含氣體探測器(傳感器)、控制和監(jiān)視板、連接線�？刂瓢蹇梢詥痈鞣N預防的功能，如增加通風、聲響報警、關閉安全閥、切斷動力供應和停止生產(chǎn)。
環(huán)戊烷發(fā)泡生產(chǎn)區(qū)及預混站、異丁烷灌注站及灌注工位、存儲區(qū)必須裝有可燃氣體探測系統(tǒng)。
可燃氣體探測系統(tǒng)應能在可燃氣體濃度達到爆炸下限濃度的20%時報警，并加大一級排風量。當可燃氣體濃度達到爆炸下限濃度的40%時應能發(fā)出聲光報警信號，切斷泄漏區(qū)域的(或事故區(qū)域)的動力供應，使該區(qū)域的生產(chǎn)停止運作。
當氣體監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)故障或關閉時，應有信號指示。
可燃氣體探測器應安裝在泄漏點附近和有可能引起聚集的地點，其一般距地面高不宜超過30cm。
可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)應有獨立的供電電源和備用電源，以保證其24小時不間斷工作。生產(chǎn)結束后，氣體監(jiān)測系統(tǒng)不應關閉，應處于工作狀態(tài)。
(2) 火災報警措施
環(huán)戊烷發(fā)泡區(qū)及站房、異丁烷灌注區(qū)及站房、環(huán)戊烷貯罐區(qū)等爆炸危險區(qū)，應設聲光報警裝置，主體車間內還應安裝報警電鈴，報警聲音水平要求至少達到80分貝，或至少比背景響聲高20分貝。
在以上危險區(qū)應設緊急停止按鈕，緊急停止按鈕應具有監(jiān)測可燃氣體濃度達到爆炸下限濃度40%時的功能。
氣體監(jiān)測系統(tǒng)應與火警系統(tǒng)相連，當某區(qū)域安全系統(tǒng)動作時(40%時的功能)，火警監(jiān)測系統(tǒng)應能指示該區(qū)域，同時在控制室發(fā)出警報。另外，當發(fā)生火警時，相應區(qū)域內的火警系統(tǒng)應能使安全系統(tǒng)動作，執(zhí)行如切斷區(qū)域內動力電源，起動報警等功能，但不要求和排風系統(tǒng)鎖。
使用環(huán)戊烷發(fā)泡及異丁烷灌注的主體車間應有事故照明和疏散指示標志。疏散用的事故照明最低照度不低于0.5lx；事故照明和疏散指示標志應設玻璃或其他非燃燒材料制作的保護罩。疏散標志宜布置在環(huán)戊烷發(fā)泡、異丁烷灌注工位或附近和車間主通道及其轉角處的墻上，間距不宜大于20m。
【研究碳氫化合物冰箱工程設計中的消防安全成果總結】相關文章：
軍訓成果總結大學06-09
工程設計總結02-14
校本研修成果總結02-17
工程設計實習總結11-16
冰箱的作文03-19
工程設計工作總結07-02
工程設計工作總結04-17
公司銷售業(yè)績成果工作總結04-27
班主任育人成果經(jīng)驗總結范文06-27