罐区火灾爆炸危险区域划分图见附图1。
第五章 罐区可燃气体(蒸汽)报警仪布置
乙苯是可燃气体,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。设置可燃气体报警仪可以保障工业企业的生产安全和员工的人身安全。
根据《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》可知,乙苯储罐区应设置可燃气体报警仪,采用一级报警。
5.1 报警仪选型
报警仪由检测器和报警器两部分组成。系统具体组成部分的情况见2.3.1火灾自动报警系统。
检测器选用催化燃烧型,采样方式为扩散式,防爆类型为隔爆型。 报警器选用一级报警,一级报警(高限)设定值小于或等于25%LEL,即体积分数为0.25%;指示范围为0~100%LEL时,指示误差为±5%LEL,即体积分数为±0.05%;报警误差为±25%设定值以内。
检测报警响应时间应小于30s。 使用普通仪表电源供电。
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5.2报警仪布置
5.2.1检测器布置
根据《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》4.1.2条,可燃气体释放源处于露天或半露天布置的设备区内,当检测点位于释放源的最小频率风向的上风侧时,可燃气体检测点与释放源的距离不宜大于15m;当检测点位于释放源的最小频率风向的下风侧时,可燃气体检测点与释放源的距离不宜大于5m。
4.2.1条,在甲
B
类液体储罐的防火堤内,应设检测器,且储罐的排水口、
采样口或底(侧)部接管法兰、阀门等与检测器的距离不应大于15m。
此次设计中,风向不明,故全部按照监测点与释放源的距离不大于15m设计。
由于气态乙苯储罐位于露天场所,密度比空气大,会沿地表扩散,所以并不需要检测器有效覆盖防火堤内全部范围,故设置3个可燃气体检测器。
检测器沿防火堤四周布置,三个检测器的位置如“附图2:罐区可燃气体报警仪布置图”所示,分别为:
1号检测器位于东侧防火堤轴心处,覆盖半径为15m;
2号检测器位于北侧防火堤,过储罐圆心与防火堤垂直相交处; 3号检测器位于南侧防火堤,过储罐圆心与防火堤垂直相交处。
布置后可保证检测器与储罐的排水口、采样口或底(侧)部接管法兰、阀门等与检测器的距离不应大于15m。
检测器安装高度距地坪0.3m,周围留有0.3m的净空。 5.2.2报警器布置
设有中心控制室时,报警器安装在中心控制室内;当设有中心控制室以外的其他控制室或操作室时,其操作管辖区内设置的可燃气体报警器,宜安装在该控制室或操作室内,需要时,其报警信号再转送至中心控制室。
第六章 避雷针设计
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6.1设计依据
根据文献[15]《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2000)第二章第2.0.3条,遇到下列情况之一时,应划为第二类防雷建筑物。其中第七项,工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。综合考虑应把乙苯罐区划为第二类防雷建筑物。
第5.2.1条,第二类防雷建筑物滚球半径hr为45m。 参考电气安全等相关专业书籍本设计采用滚球法计算设计。
滚球法是利用电气几何理论,设想直径hr的球体沿需要防直击雷的部位滚动,如该球体只触及接闪器或其引下线,或只触及接闪器和地面,而不触及被保护的部位时,则该设施在接闪器保护范围之内,球面线即保护范围的轮廓线。
6.2避雷针的选用
根据储罐区的布置,考虑到安全性和合理性采用2个避雷针对罐区进行保护,分别设置在储罐两侧,紧贴储罐处。
避雷针在罐区的分布如“附图3:避雷针设计”所示。 以下为避雷针选型的计算:
1)若采用一个避雷针,该保护范围是一个圆锥体。单支避雷针保护范围示意图:
图6-1 单支避雷针保护范围示意图
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在hx高度上的保护范围公式如下:
rx?h(2hr?h)?hx(2hr?hx) (6-1)
其中rx=11+5/2=13.5m
hx为罐高,即罐高11m hr=45m
将数据代入上式解得h1=31.66m,h2=58.335m。 由于避雷针过高采用一个避雷针不是很合理。 2)现采用2个等高的避雷针。 双支避雷针保护范围示意图:
图6-2 双支避雷针保护范围示意图
双支避雷针保护范围:
当D?2h(2hr?h)时,分别按两支单针计算其保护范围; 当D?2h(2hr?h)时,按下列方法计算其保护范围: ACBE外侧保护范围按单支避雷针计算
A、B连线垂直面上的保护高度线为圆心O',高度为hr、半径为
(hr?h)?(D/2)22的居中圆弧,圆弧高度为
hx?hr?(hr?h)?(D/2)?x222 (6-2)
式中 x-距两针中心点的水平距离。 计算过程如下:
式(6-2)中 hx=11m,hr=45m,x=2.5m,D=27m,将数据带入,得
h1=13.69m,h2=76.30m
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所以取h=14m。 对避雷针高度的验证:
由双支避雷针保护范围:当D?2h(2hr?h)时,分别按两支单针计算其保护范围,则D=27m,2h(2hr?h)?82.48。
则D?2h(2hr?h)。
由式(6-2),其中x=2.5,将有关数据带入,得hx=11.28m。 因为hx大于罐高的11m,所以避雷针高度选择是正确的。
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参考文献
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