1、第一章 引 言 .3第二章 液化石油气性质及火灾爆炸危险性 .42.1 液化石油气的理化性质 .42.2 火灾爆炸危险性 .6第三章 总平面布置 .73.1 功能分区 .73.2 耐火等级的确定 .73.3 选址和布置 .73.3.1 选址 .73.3.2 布置 .73.3.3 防火间距 .8第四章 防爆电器设计 .104.1 爆炸和火灾危险场所的等级划分 .104.2 爆炸危险区域的范围确定 .124.3 爆炸性混合物的分类、分级和分组 .134.4 防爆电器的选择 .15第五章 LPG 罐区危险性分析 .175.1 危险性分析 .175.1.1 LPG 灌区的池火灾危险性 .175.1.2
2、 LPG 灌区的蒸气云爆炸危险性 .175.1.3 LPG 灌区的沸腾液体扩展蒸气爆炸危险性 .195.2 爆炸计算 .205.2.1 爆炸极限 .205.2.2 爆炸危险度 .215.2.3 爆炸温度 .215.2.4 爆炸压力 .22第六章 灭火器配置设计 .246.1 灭火器配置场所的火灾种类和危险等级 .246.1.1 火灾种类 .246.1.2 危险等级 .246.2 灭火器的选择 .256.2.1 一般规定 .256.2.2 灭火器的类型选择 .256.3 灭火器的设置 .266.3.1 一般规定 .266.3.2 灭火器的最大保护距离 .266.4 灭火器的配置 .276.4.1
3、 一般规定 .276.4.2 灭火器的最低配置基准 .276.5 灭火器配置设计计算 .286.5.1 确定各灭火器配置场所的火灾种类和危险等级 .2816.5.2 划分灭火器设置场所计算单元 .286.5.3 计算各计算单元的最小需配灭火级别 .296.5.4 确定各计算单元中的灭火器设置点的位置和数量 .306.5.5 计算每个灭火器设置点的最小需配灭火级别 .306.5.6 确定每个设置点灭火器的类型、规格与数量 .306.5.7 确定每具灭火器的设置方式和要求 .31第 7 章 液化气站的安全管理措施 .327.1 安全管理制度 .327.2 防雷措施 .327.3 防静电措施 .33
4、7.4 火灾控制措施 .34参考资料 .352第一章 引 言设计是工程建设的灵魂，对工程建设起着主导和决定性作用。防火防爆设计是以系统科学的分析为基础，定性定量地考虑工艺的合理性、装置的危险性，在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定设计项目的具体方案，并提出保证设计项目正常、安全运行所需要的手段和措施，同时以过去的事故等所提供的教训和资料来考虑更安全有效的措施，以防再次发生类似的事故。在进行液化石油气灌装加气站的设计时，必须同时进行消防设计。设计中应贯彻“以防为主，以消为辅，消防结合”的消防工作方针，在采取有效的防火设施的同时，根据设计规模、火灾危险性和相
5、邻单位消防协作的可能性，设置相应地先进灭火设施。随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。3第二章 液化石油气性质及火灾爆炸危险性2.1 液化石油气的理化性质液化石油气（Liquefied petroleum gas 简称 LPG）为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等轻烃组成的混合物，各组分的物理化学性质如下表，一般前两者为主要组分。常温
6、常压下为无色低毒气体。由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。当临界温度高达 90以上，510 个大气压下即能使之液化。LPG 各组分的物理化学性质项 目 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷 异丁烷分 子 式 CH4 C2H6 C3H8 n- C4H10 i- C4H10相 对 分 子 量 16.04 30.07 44.004 58.124 58.120 - 2.43 0.476 0.104 0.107蒸 气 压/Mpa20 - 3.75 0.8104 0.203 0.2990 0.7168 1.3562 2.020 2.5985 2.6726气 体 密 度/(kg
7、/m3) 15.5 0.677 1.269 1.860 2.452 2.452沸点(0.1013Mpa)/ -161.5 -88.63 -42.07 -0.5 -11.73汽化潜热(沸点及0.1013Mpa 下 )/(kJ/kg)569.4 489.9 427.1 386.0 367.6临 界 压 力/Mpa 4.64 4.88 4.25 3.8O 3.66临 界 密 度/(kg/L) 0.162 0.203 0.236 0.227 0.233临 界 温 度 -82.5 32.3 96.8 152.0 134.9液 态 - - 46099 45358 45375低热值（0，1013MPa,15
8、.6）(kJ/kg)气 态 34207 60753 88388 115561 1152684定 压 比热容2.21 1.72 1.63 1.66 1.62气态比热容（0，1013 Mpa,15.6）(kJ/kgk)定 容 比热容1.68 1.44 1.44 1.52 1.47上 限 5.3 3.2 2.37 1.86 1.80爆炸极限（体积分数）/% 下 限 14.0 12.5 9.50 8.41 8.44当空气中含量达到一定浓度范围时，LPG 遇明火即爆炸。故具有易燃易爆、低温、腐蚀等特性，添加恶臭剂后，有特殊臭味，低温或加压时为棕黄色液体。（一）比重LPG 是混合物，其比重随组成的变化而变
9、化，气态时比重比空气大 1.5-2.0 倍，在大气中扩散较慢，易向低洼处流动。 （二）饱和蒸汽压LPG 的饱和蒸汽压是指在一定的温度下，混合物气、液相平衡时的蒸汽压力也就是蒸汽分子的蒸发速度同凝聚速度相等时的压力。受温度、组成变化的影响，常温下约为 1.3-2.0MPa。（三）体积膨胀系数LPG 液态时和其他液体一样，受热膨胀，体积增大；温度越高，体积越大，同温下约为水的 11-17 倍。（四）溶解度溶解度是指液态时 LPG 的含水率。LPG 微溶于水。（五）爆炸极限窄，点火能量低，燃烧热值高LPG 爆炸极限较窄，约为 2-10%，而且爆炸下限比其他燃气低。着火温度约为430-460，比其他燃
10、气低燃烧热值高，约为 22000-29000 .燃烧所需要的3mKcal空气量大，约需 23-30 倍的空气量，而一般城市煤气只需 3-5 倍的空气量。（六）电阻率LPG 的电阻率为 10-10 ，LPG 从容器、设备、管道中喷出时产生的静电压cm达到 9000V。52.2 火灾爆炸危险性（1）易燃性。液化石油气,属甲类火灾危险物质。它只需极小的能量(0.2 一0.3mJ)即可引燃,并能在空气中迅猛燃烧。（2）易爆性。液化石油气在空气中的爆炸极限是 2%一 12%,爆炸的上下限范围比较宽,1m的液化石油气(液态)气化后与空气混合后浓度达到 2%时,可以形成 1.2 万m的爆炸性混合物,遇火即可
11、发生化学性爆炸。（3）易积性。液化石油气在气化后,密度比空气要大 1.5 一 2 倍,极易在厂房和房屋不通风或地面的坑、沟、下水道低洼处聚积,不易挥发飘散而形成爆炸性混合物，一遇明火很易燃烧。（4）易挥发性。LPG 是由多种低碳数的烃类组分组成的，其中有些轻组分物质的密度小于或接近空气。在空气中扩散的范围和空间极大，引燃一点即可造成大面积的化学性爆炸。（5）易产生静电。LPG 在机泵管线中输送、充装和移动的过程中，极易与输送管道、充装设备、LPG 钢瓶因摩擦产生高位静电。特别是 LPG 中含有其它因窒息造成死亡。（6）易冻伤。LPG 的沸点在6.3 47.70之间，在气化过程中，需要大量吸收热
12、量造成局部温度骤降，特别是在事故状态下，容易造成人员冻伤。（7）易膨胀性。LPG 的饱和蒸汽压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数也比较大。一般为水的 10 倍以上，气化后体积可急剧膨胀 250300 倍左右。（8）破坏性大。LPG 爆燃的速度可达 20003000 以上，其火焰的燃烧温度达2000以上。在标准情况下，1 LPG 完全燃烧其发热量高达 25000 。6第三章 总平面布置3.1 功能分区液化气站是一个接受储存和分配液化石油气的基地，是城镇或燃气企业把液化石油气从生产厂家转往用户的中间场所。根据功能，可将其分为：储罐区：（共 2 个 50 m3 /罐，和 1 个 5 m3 /罐的卧式储
13、罐。）生产区： （卸车点，泵房，灌瓶车间，气瓶间）辅助区： （消防泵房，空港瓶库，配电室，发电室，办公室，寝室，卫生间）3.2 耐火等级的确定根据厂房（仓库）的耐火等级与构件的耐火极限查得：生产区为一级耐火等级，辅助区为三级耐火等级。3.3 选址和布置3.3.1 选址液化石油气供应基地的布局应符合城市总体规划的要求，且就远离城市居住区、村镇、学校、剧院、体育馆等人员集中的地区和工业区。液化石油气供应基地的站址宜选择在所在地区全年最小频率风向的上风侧，且应是地势平开阔、不易积存液化石油气的地段。同时，应避开地震带、地基沉陷和废弃矿井等地区。3.3.2 布置（1）液化石油气供应基地的生产区和生产区
14、与辅助区之间设置高度不低于2m 的不燃烧体实体围墙。辅助区设置不燃烧体非实体围墙。（2）液化石油气供应基地的生产区设置环形消防车道。消防车通道宽度不小于4m。储罐总容积小于500m3 时，设置尽头式消防车通道和面积不小于12m12m 的回7车场。（3）液化石油气供应基地的生产区和辅助区至少各设置1 个对外出入口。对外出入口宽度不小于4m。（4）液化石油气供应基地的生产区内严禁设置地下和半地下建、构筑物（地下储罐和寒冷地区的地下式消火栓和储罐区的排水管、沟除外）。生产区内的地下管（缆）沟必须填满砂子。（5）全压力式液化石油气罐不应少于2 台（残液罐除外），地上储罐之间的净距不小于相邻较大罐的直径
15、；（6）地上储罐（卧式储罐组）设置联合钢梯平台。（7）储罐区四周应设置不燃烧体防火堤，防火堤内侧基脚线至卧式储罐的水平距离不小于3.0m，防火堤外坡基础脚线至消防车道的间距为5m，至其他建筑物不小于10m；防火堤的设计高度比计算高度高出0.2m，其高度应为1.02.2m，并在防火堤的适当位置设置灭火时便于消防队员进出防火堤的踏步。（8）液化石油气泵设置在储罐区泵房内，其外墙与储罐的间距不小于15m。当泵房面向储罐一侧的外墙采用无门、窗洞口的防火墙时，其间距可减少至6m。液态液化石油气泵的安装高度保证不使其发生气蚀，并采取防止振动的措施。（9）灌瓶间和瓶库内的气瓶应按实瓶区、空瓶区分组布置。3.
16、3.3 防火间距根据城镇燃气设计规范GB50028-2006、汽车加油加气站设计与施工规范查得：（1）储罐与周围设施的防火间距：储罐与围墙的防火间距要求15m，取16m；储罐与办公室、寝室的防火间距要求45m，取55m；储罐与灌瓶车间的防火间距要求20m，取23m；储罐与气瓶间的防火间距要求20m，取26m；储罐与卸车点的防火间距要求20m，取26m；储罐与泵房的防火间距要求20m，取24m；8储罐与配、发电间防火间距要求20m，取40m；储罐与消防泵房的防火间距要求40m，取48m；（2）建(构)筑物之间的防火间距：泵房与消防泵房的防火间距要求 8m，取 27m；泵房与配、发电间的防火间距要
17、求 7m，取 21m；灌瓶车间与办公室、寝室的防火间距要求 20m，取 25m；灌瓶车间与配、发电间的防火间距要求 15m，取 26m；灌瓶车间与消防泵房的防火间距要求 25m，取 31m；寝室与空钢瓶库防火间距要求 8m，取 10m。消防泵房与办公室、寝室防火间距要求 8m，取 17m.（3）储罐之间的防火间距：（液化石油气液化时属于甲类液体，储罐属于卧式储罐）50m3储罐与50m 3储罐防火间距要求不小于0.8m，取3m；50m3储罐与5m 3参残液罐的防火间距要求不0.8m，取3m。9第四章 防爆电器设计4.1 爆炸和火灾危险场所的等级划分爆炸和火灾危险场所的等级，按其物质状态的不同和发
18、生事故的可能性及危险程度划分为三类八级。根据发生事故的可能性和后果及危险程度，在电力装置设计规范中，将爆炸火灾危险场所划分三类八级，见表 4.1-1。表 4.1-1 爆炸火灾危险场所等级划分类别 分类场所 级别 分级场所O-1级在正常情况下能形成爆炸性混合物场所O-2级正常情况下不能形成，仅在不正常情况下才能形成爆炸性混合物场所第一类气体或蒸汽爆炸性混合物的场所 Q-3级在不正常情况下整个空间形成爆炸性混合物的可能性较小，爆炸后果较轻的场所G-1级正常情况下能形成爆炸性混合物(如镁粉、铝粉、煤粉等与空气的混合物)的场所第二类粉尘或纤维爆炸性混合物的场所 G-2级正常情况下不能形成，仅在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所H-1级在生产过程中产生，使用、加工储存或转运闪点高于场所环境温度的可燃物体，而它们的数量和配置能引起火灾危险的场所H-2级在生产过程中出现的悬浮状、堆积可燃粉尘或可燃纤维，它们虽然不会形成爆炸性混合物，但在数量上与配置上能引起火灾危险的场所第三类火灾危险场所H-3 有固体可燃物质，在数量上和配置上
