3.3.1 材料选用
应熟知工艺过程、外部环境、故障模式、材料加工性能。
腐蚀是导致设备破坏和火灾的重要因素,应合理选用耐蚀材料和腐蚀裕量。
3.3.2 机械设计
应能满足苛刻温度压力条件下对设备产生的应力要求。特别注意容器上的动力装置产生的振动荷载和由于温度压力的周期性改变产生的交变荷载。高温高压热壁反应器的应力分折。大型往复压缩机的管道采用(API618。3.3)节规范压力脉动声学摸似计算及分折、采用故障诊断技术等。
3.3.3设备制造
设计中最重要的是对设备材料质量控制程序和制造过程的质量程序作出判断,证实制造符合设计要求。
设计中应注意下列安全问题。
(1)压力容器
应严格执行《压力容器安全技术监察规程》,设置容器清洗通风设施;设置防冲蚀和防静电设施;内件应防止积液;容器内应避免物流死区;立式容器支承结构应设置耐火保护。
(2)转动设备
处理易燃、有毒介质的转动设备应采用双端密封或性能更好的密封;不得使用铸铁材料与能和介质(和/或润滑剂)起反应的零配件;压缩机各级入口应有分液设施;大型泵和压缩机应设置抗振动设施。采用先进的干气密封技术、浮环密封技术。
(3)明火设备
炉膛应有空气、氮气或水蒸气吹扫口;燃气炉应设常明灯;大型明火加热设备应设置火焰监测器。
3.4 电气设计
电力是装置生产的主要动力源,连续可靠的电力供给是装置安全生产的重要保证。
(1)关键性连续生产过程,应采用双电源供电;
(2)突然停电会引发爆炸、火灾、中毒和人员伤亡的关键设备,必须设置保安电源。
(3)大功率电机启动,应核算启动电流不超过供电系统允许的峰值电流或应用软启动设施。(变频技术)。
(4)爆炸危险环境电气设备的结构、分级和分组应符合GB50058。
(5)火灾危险环境架空敷设的电缆及电缆构电缆,均应采用阻燃型。
(6)建筑和设备,应有可能的防雷接地措施;可能产生静电的设备、管道应有防止静电积聚的措施。
(7)安全设施如火灾报警、事故照明、疏散照明等应设置保安电源。
3.5 装置布置设计
装置布置包括设备、建构筑物和通道布置,确保过程顺利实施,安全间距符合规范,方便操作维修和消防作业,有利人员疏散。
3.5.1 设备布置
应满足工艺对设备布置的要求(如泵灌注头、设备间位差);设备间及设备与建筑物间的防火间距应符合GB50160的规定;应避免连续引燃源(明火加热设备)和危险的释放源邻近布置;高危险设备与一般危险设备应尽量分开布置;设备应尽量采用露天或半露天布置,尽量缩小爆炸危险区域范围;除非工艺要求,设备多层布置时,应不超过三层;操作温度等于或大于介质自燃点设备上方一般不布置空冷器;对人体可能造成意外伤害的介质设备附近,应设置安全喷淋洗眼器。如甲醇装置。
3.5.2 建构筑物布置
可能散发火花和使用明火的建筑物(如控制室、变配电室、化验和维修间、办公楼)应布置在非爆炸危险区域,若在附加二区范围内,应高出室外地坪0.6m;
装置竖向处理应有利于泄漏物和消防洒物的排放,缩短其在装置区的滞留时间。如国外控制室的防爆设施。
3.5.3 通道设置
装置四周应设环形通道;装置的消防通道应贯通装置区,并有不少于两个的路口与四周道路连接;装置用道路分隔的区块,应能使消防作业不出现死角;设备联合平台和框架相邻疏散通道之间不应超过50 m。
3.6 管道设计
管道设计包括管道布置、管道器材和管道机械三部分。设计不当和错误都会给安全生产带来隐患,甚至酿成灾害。
3.6.1 管道布置
管道连接除必要的法兰连接外,应尽量采用焊接;管道上的小口径分支管应采用加强管接头与主管连接;管桥上输送液化烃、腐蚀介质的管道应布置在下层;氧气管道应避开油品管道布置。
跨越道路的危险介质管道,除净高应满足要求外,其上方不得安装阀门、法兰、波纹管;处理事故用的各种阀门,如紧急放空、事故隔离、消防蒸汽、消防竖管等,应布置在安全、明显、易于开启的地点。