精细化工企业工程设计防火标准 GB51283-2020（2020年版）
5.1 一般规定
5.1.1 使用或生产甲、乙类物质的工艺系统设计，应符合下列规定：
1 宜采用密闭设备；当不具备密闭条件时，应采取有效的安全环保措施。
2 对于间歇操作且存在易燃易爆危险的工艺系统宜采取氮气保护措施。
5.1.2 顶部可能存在空气时，可燃液体容器或储罐的进料管道应从容器或储罐下部接入；若必须从上部接入，宜延伸至距容器或储罐底200mm处。
5.1.3 对于忌水物质的反应或储存设备，应采取防止该类物质与水接触的安全措施。
5.1.4 可能被点燃引爆的可燃粉尘（粒）采用气力输送时，输送气体应采用氮气、惰性气体或充入这些气体的空气，其氧气浓度应根据可燃粉尘（粒）的极限氧浓度（LOC）确定，并应符合下列规定：
1 具有氧气浓度连续监控和安全联锁的场合，当LOC不小于5%（体积）时，安全余量不应小于2%（体积）；当LOC小于5%（体积）时，氧气浓度不应大于LOC的60%。
2 无氧气浓度连续监控和安全联锁的场合，当LOC不小于7.5%（体积）时，安全余量不应小于4.5%（体积）；当LOC小于7.5%（体积）时，氧气浓度不应大于LOC的40%。
5.1.5 采用热氧化炉等废气处理设施处理含挥发性有机物的废气时，应设置燃烧室高温联锁保护系统和燃烧室超压泄爆装置，宜设置进气浓度监控与高浓度联锁系统、废气管路阻火器和泄爆装置。
5.1.6 严禁将可能发生化学反应并形成爆炸性混合物的气体混合排放。
5.1.7 下列设备应设置防静电接地：
1 使用或生产可燃气体、液化烃、可燃液体的设备；
2 使用或生产可燃粉尘或粉体的设备。
5.1.8 加工或处理可燃粉尘或粉体的场所，设备之间连接和接地应采用金属或其他导体材料。
5.1.9 采取导体之间连接和接地措施，仍不能防止分散的粉尘或粉体产生静电荷的场所，应安装静电消除器。
5.1.10 工艺设备本体（不含衬里）及其基础，管道（不含衬里）及其支、吊架和基础，设备和管道的保温层应采用不燃材料。
5.1.11 除本标准另有规定外，承重钢结构的耐火保护应按现行国家标准《石油化工企业设计防火标准》GB50160执行，其耐火极限尚应符合下列规定：
1 露天生产设施支承设备的钢构（支）架及球罐的钢支架的耐火极限不应低于2.00h；
2 主管廊钢构架跨越进出生产设施、罐区消防车道和扑救场地处，其立柱和底层托梁的耐火极限不应低于2.00h。
条文说明
5.1.1 采用密闭生产设备与系统、限制液体暴露面积，既是安全生产的要求，也是环境卫生和环保的要求。
目前涂料生产中还有使用非封闭式过滤机的情况，操作中伴有如二甲苯、丙酮等易燃易爆溶剂蒸气挥发，有火灾爆炸危险，宜改用封闭式过滤机，并采用氮气保护。当不具备密闭条件时，应采取设置可燃气体报警仪，采取局部通风、限值暴露表面积等安全措施。
5.1.3 一些精细化工企业使用遇水会产生剧烈反应甚至爆炸的物质（如三氯化磷等）参加反应，或储存遇水会产生剧烈反应甚至爆炸的物质（如双乙烯酮）时，为防止泄漏或防止这些物质与水接触，反应器或储罐的设备设计通常采用分段外夹套且夹套内的罐（釜）筒体无焊缝的方式；在反应器工艺设计时可以使用导热油等与反应物不会产生反应的介质进行加热或冷却；实际生产中通常会采用对反应器夹套每批进行泄漏检查的方法以减低泄漏风险。
5.1.4 静电放电是可燃粉尘气力输送主要点燃源。刷状放电（brush discharge）和粉仓堆表面锥形放电（conical pile discharge）的能量可达3mJ和10mJ。考虑适当的安全余量，一般认为粉尘云最小点燃能（Minimum Ignition Energy，MIE）不大于30mJ的可燃粉尘可能被点燃。因此，萘粉尘（小于1mJ）、不饱和树脂纽扣粉尘（4mJ~10mJ）、环氧树脂粉尘（9mJ~15mJ）、聚乙烯粉尘（10mJ~30mJ）、聚丙烯粉尘（10mJ~25mJ）、硫黄粉尘（15mJ）、乳糖粉（14mJ）、亚麻粉尘（6mJ~9mJ）、铝粉（2mJ~10mJ）、错粉（5mU）等粉尘的气力输送都需要氮气或惰性气体保护；而聚氯乙烯粉尘（1000mJ~2000mJ）、面粉（50mJ~540mJ）、米粉（100mJ）、果糖（180mJ）、纤维素（35mJ~250mJ）等粉尘的气力输送不需要氮气或惰性气体保护。可燃粉尘的ME与粉尘粒度分布、湿度、可燃蒸汽或气体含量以及测试仪器和条件等诸多因素有关，对于缺乏可靠爆炸性数据和生产实践经验的可燃粉尘，需要测定MIE。
极限氧浓度（Limiting Oxygen Concentration，LOC）是指在给定的条件下，可燃粉尘（粒）、氧气和惰性混合气体中不会发生燃爆的最大氧气浓度（体积百分数）。
气力输送可能被点燃引爆的可燃粉尘（粒）时，输送气体在最坏可信工况下的操作氧气浓度应与LOC之间保持一定的安全余量。条文中的安全余量是根据美国《防爆系统标准》NFPA69的有关规定制定的。
氮气或惰性气体保护的气力输送应确保风送系统的气密性和可靠性，防止因空气进入而使得输送气体的氧气含量升高。通常设置氮气或惰性气体自动补给、连续监测氧浓度等保护措施，增加系统的可靠性。
气力输送管道流速应设计合理，管道应采用大曲率半径弯头，减少管内死角和管壁积灰，避免二次爆炸。初始粉尘爆炸产生的冲击波会扬起管壁积尘，导致破坏性大得多的二次爆炸，因此气力输送管道为防止管内积尘，应根据粉尘特性保证输送气体有较高的流速；但过高的流速会导致粉尘之间及粉尘对管壁的碰撞和摩擦，产生静电，因此应根据物料特性选择合理的管道流速，并采取有效的防静电措施。
5.1.5 含挥发性有机物的废气处理系统，若发生爆炸事件，将对生产设施和人员造成严重的伤害。为此，废气输送通常会采取一些安全措施：
（1）对产生高浓度有机废气的反应罐、贮罐、过滤器等设备，为避免与氧气形成爆炸性混合物，采用氮封系统保护，并以正压输送方式输送到废气总管。
（2）在每个管路上设置泄爆口，泄爆口朝向需避免泄爆时对周围人、物产生二次伤害；管道低位设置排液口。
废气热氧化炉本身就是一个点燃源，如果热氧化炉系统设置不合理，则危害性极大。热氧化炉系统爆炸的原因有：进口浓度超过爆炸下限；设备异常时，紧急放空阀未能打开，进料切断阀未能关闭；联锁系统设计不周全。
根据其特点，可设置相应的防火防爆措施：
（1）可在热氧化炉进风口一定距离外，设置挥发性有机物在线监测仪表，实时检测管内废气的浓度，给予热氧化炉控制系统足够的时间做出安全保护动作。
（2）当进气浓度高于设定值时，系统应自动做出保护动作，如打开新风阀，将进气浓度降低。
（3）当燃烧室内温度高、能量大时，可以通过余热放出阀将能量释放出。余热放出阀不能解决能量释放时，应将紧急放空阀打开，进料切断阀关闭。
（4）燃烧室顶部应设置泄爆口，用于事故下安全防护，并用铁链固定，防止盖板弹飞后造成二次事故。
（5）热氧化炉系统控制阀应在失气（电）时处于安全位置。系统中关键阀门或设备故障时应做出相应报警或联锁动作等。
5.1.6 本条为强制性条文。单独排放的一种气体与空气可能形不成爆炸性混合物，但两种及以上气体混合后发生化学反应有可能形成爆炸性混合物，故规定可能发生化学反应，并形成爆炸性混合物的几种气体不能混合排放。
5.1.7~5.1.9 2011年3月17日，某涂料公司油性车间员工在溶剂分配站将新原料Y83（醋酸甲酯）灌入200L铁桶的过程中，发生静电火花引发的火灾事故。原因为该溶剂在灌装高速流动下，出口处发生剧烈摩擦产生静电、聚积在铁桶内部空间悬浮飘动并达到了一定程度，同时，当桶内的溶剂挥发、蒸气浓度超过爆炸下限，造成静电放电引起燃爆。因此为了企业生产安全，应加强静电防护设施，有效防止因静电而导致的火灾事故。
目前涂料生产中还有使用非封闭式过滤机的情况，操作中伴有如二甲苯、丙酮等易燃易爆溶剂蒸气挥发，有火灾爆炸危险，宜改用封闭式过滤机，并采用氮气保护。当不具备密闭条件时，应采取设置可燃气体报警仪，采取局部通风、限值暴露表面积等安全措施。
5.1.3 一些精细化工企业使用遇水会产生剧烈反应甚至爆炸的物质（如三氯化磷等）参加反应，或储存遇水会产生剧烈反应甚至爆炸的物质（如双乙烯酮）时，为防止泄漏或防止这些物质与水接触，反应器或储罐的设备设计通常采用分段外夹套且夹套内的罐（釜）筒体无焊缝的方式；在反应器工艺设计时可以使用导热油等与反应物不会产生反应的介质进行加热或冷却；实际生产中通常会采用对反应器夹套每批进行泄漏检查的方法以减低泄漏风险。
5.1.4 静电放电是可燃粉尘气力输送主要点燃源。刷状放电（brush discharge）和粉仓堆表面锥形放电（conical pile discharge）的能量可达3mJ和10mJ。考虑适当的安全余量，一般认为粉尘云最小点燃能（Minimum Ignition Energy，MIE）不大于30mJ的可燃粉尘可能被点燃。因此，萘粉尘（小于1mJ）、不饱和树脂纽扣粉尘（4mJ~10mJ）、环氧树脂粉尘（9mJ~15mJ）、聚乙烯粉尘（10mJ~30mJ）、聚丙烯粉尘（10mJ~25mJ）、硫黄粉尘（15mJ）、乳糖粉（14mJ）、亚麻粉尘（6mJ~9mJ）、铝粉（2mJ~10mJ）、错粉（5mU）等粉尘的气力输送都需要氮气或惰性气体保护；而聚氯乙烯粉尘（1000mJ~2000mJ）、面粉（50mJ~540mJ）、米粉（100mJ）、果糖（180mJ）、纤维素（35mJ~250mJ）等粉尘的气力输送不需要氮气或惰性气体保护。可燃粉尘的ME与粉尘粒度分布、湿度、可燃蒸汽或气体含量以及测试仪器和条件等诸多因素有关，对于缺乏可靠爆炸性数据和生产实践经验的可燃粉尘，需要测定MIE。
极限氧浓度（Limiting Oxygen Concentration，LOC）是指在给定的条件下，可燃粉尘（粒）、氧气和惰性混合气体中不会发生燃爆的最大氧气浓度（体积百分数）。
气力输送可能被点燃引爆的可燃粉尘（粒）时，输送气体在最坏可信工况下的操作氧气浓度应与LOC之间保持一定的安全余量。条文中的安全余量是根据美国《防爆系统标准》NFPA69的有关规定制定的。
氮气或惰性气体保护的气力输送应确保风送系统的气密性和可靠性，防止因空气进入而使得输送气体的氧气含量升高。通常设置氮气或惰性气体自动补给、连续监测氧浓度等保护措施，增加系统的可靠性。
气力输送管道流速应设计合理，管道应采用大曲率半径弯头，减少管内死角和管壁积灰，避免二次爆炸。初始粉尘爆炸产生的冲击波会扬起管壁积尘，导致破坏性大得多的二次爆炸，因此气力输送管道为防止管内积尘，应根据粉尘特性保证输送气体有较高的流速；但过高的流速会导致粉尘之间及粉尘对管壁的碰撞和摩擦，产生静电，因此应根据物料特性选择合理的管道流速，并采取有效的防静电措施。
5.1.5 含挥发性有机物的废气处理系统，若发生爆炸事件，将对生产设施和人员造成严重的伤害。为此，废气输送通常会采取一些安全措施：
（1）对产生高浓度有机废气的反应罐、贮罐、过滤器等设备，为避免与氧气形成爆炸性混合物，采用氮封系统保护，并以正压输送方式输送到废气总管。
（2）在每个管路上设置泄爆口，泄爆口朝向需避免泄爆时对周围人、物产生二次伤害；管道低位设置排液口。
废气热氧化炉本身就是一个点燃源，如果热氧化炉系统设置不合理，则危害性极大。热氧化炉系统爆炸的原因有：进口浓度超过爆炸下限；设备异常时，紧急放空阀未能打开，进料切断阀未能关闭；联锁系统设计不周全。
根据其特点，可设置相应的防火防爆措施：
（1）可在热氧化炉进风口一定距离外，设置挥发性有机物在线监测仪表，实时检测管内废气的浓度，给予热氧化炉控制系统足够的时间做出安全保护动作。
（2）当进气浓度高于设定值时，系统应自动做出保护动作，如打开新风阀，将进气浓度降低。
（3）当燃烧室内温度高、能量大时，可以通过余热放出阀将能量释放出。余热放出阀不能解决能量释放时，应将紧急放空阀打开，进料切断阀关闭。
（4）燃烧室顶部应设置泄爆口，用于事故下安全防护，并用铁链固定，防止盖板弹飞后造成二次事故。
（5）热氧化炉系统控制阀应在失气（电）时处于安全位置。系统中关键阀门或设备故障时应做出相应报警或联锁动作等。
5.1.6 本条为强制性条文。单独排放的一种气体与空气可能形不成爆炸性混合物，但两种及以上气体混合后发生化学反应有可能形成爆炸性混合物，故规定可能发生化学反应，并形成爆炸性混合物的几种气体不能混合排放。
5.1.7~5.1.9 2011年3月17日，某涂料公司油性车间员工在溶剂分配站将新原料Y83（醋酸甲酯）灌入200L铁桶的过程中，发生静电火花引发的火灾事故。原因为该溶剂在灌装高速流动下，出口处发生剧烈摩擦产生静电、聚积在铁桶内部空间悬浮飘动并达到了一定程度，同时，当桶内的溶剂挥发、蒸气浓度超过爆炸下限，造成静电放电引起燃爆。因此为了企业生产安全，应加强静电防护设施，有效防止因静电而导致的火灾事故。
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