化工行业钢结构防火.pdf

2 0 0 4年第 4期 川 化 3 9 化工行业钢结构 防火 设 计 院 陈 纲 尤 静 1 概 述 化学工业的出现为人类社会提供了新的能源 和材料， 化工产品在人们的吃、 穿、 住、 行中无所不 在， 息息相关， 在人类社会生活中， 化工产品已是 不可缺也不可替代的了。 化工生产泛指化学工业生产 ， 主要指石油化 工提炼及其衍生化合生产， 生产条件不乏高温、 高 压， 操作单元不乏蒸馏、 裂解等， 具有相当大的危 险性， 加之其原料及产品又大都属于易燃、 易爆、 有毒的危险品， 因此， 整个化工行业的生产过程、 运输、 储存都是各种危险防范的重点， 特别是火灾 危险性的防范， 以天然气为原料的化肥行业， 装置 庞大、 管道交错， 生产过程中高温高压、 化合催化 反应多。根据 石油化工企业设计防火规范 G B 5 0 1 6 0 - 9 2 1 9 9 9年版 [ 以下简称 石化规 ] 及 建筑设计防火规范 G B J 1 6 8 7 2 0 0 1年版 [ 以 下简称 防火规范 ] 中的规定 合成氨及氨加工 产品中的烃类蒸汽转化火灾危险性属于甲类； 合 成氨装置氨冷冻吸收单元、 液氨储罐、 尿素装置的 氨储罐及尿素合成 、 分解 、 吸收、 液氨泵、 甲铵泵等 单元属火灾危险性 乙类 ； 尿素的蒸发、 造粒、 包装 及储运单元属火灾危险性丙类。可见化工行业火 灾危险性不仅处处存在， 且形式多样 包括燃烧、 自燃、 爆炸等 。 化工装置一方面设备框架、 管道支架、 操作平 台、 管线支架多 ， 另一方面厂房布置又要求轻型 化、 露天化。而钢结构 由于具有抗拉、 抗压 、 抗剪 强度高； 物件结构断面小、 自重轻； 延展性良好， 抗 震性能好； 施工速度快， 建设周期短； 质量容易保 证， 构件一般都在工厂制造、 加工， 工地就位安装 及用工省等诸多优点。因此， 化工行业中越来越 多地开始使用钢结构厂房。在化工行业中使用钢 结构最显著的优点就是易于改造、 加固， 方便管道 安装 ， 变动比较容易、 灵活。当然 ， 钢结构也有一 定的缺点及局限性 ， 主要是其防火性能较差 ， 因 此 ， 在化工装置中运用时必须做好防火处理。 2 化工行业钢结构防火的主要措施 化工行业钢结构防火主要从以下几个方面来 采取措施。 1 根据 石化规 及 防火规范 ， 工厂的总 平面布置要根据工艺流程及各组成部分的特点和 火灾危险性， 结合地形、 风向条件， 按功能分区布 置， 并按规范要求保证防火间距。 2 根据 石化规 第 4 ． 5 ． 1条， 下列承重钢 框架、 裙座、 管架， 应覆盖耐火层。 ①单个容积等于或大于5 In 的甲、 乙 类液 体设备的承重钢框架、 支架、 裙座。 ②介质温度等于或高于自燃点的单个容积等 于或大于5 In 的乙 丙类液体设备承重钢框架、 支架 、 裙座。 ③加热炉的钢支架。 ④在爆炸危险区范围内的主管廊的钢管架。 ⑤在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于 8 ， 且总重量等于或大于 2 5 t 的非可燃介质设备的 承重钢框架、 支架和裙座。 3 根据 石化规 第 4 ． 5 ． 2条， 承重钢框 架、 支架、 裙座、 管架的下列部位， 应覆盖耐火层。 ①设备承重钢框架 单层框架的梁、 柱； 多层 框架的楼板为透空的算子板时， 地面以上 1 0 n l 范 围的梁、 柱； 多层框架的楼板为封闭式楼板时， 该 层楼板面以上的梁、 柱。 ②设备承重钢支架或加热炉钢支架的全部 梁 、 柱。 ③钢裙座外侧未保温部分及直径大于 1 ． 2 In 的裙座内侧。 ④钢管架 底层主管带的梁、 柱， 且这些梁柱 维普资讯 川 化 2 0 0 4年第4期 不宜低于 4 ． 5 m； 上部设有空气冷却器的管架之 全部梁柱及斜撑。 4 根据 石化规 第4 ． 5 ． 3条， 涂有耐火层 的构件 ， 其耐火极限不应低于 1 ． 5 h 。当耐火层选 用防火涂料时， 应采用厚型无机并能适用于烃类 火灾的防火涂料。 根据笔者的经验， 目前用于化工钢结构 的防 火涂料主要有以下两类。 ①厚涂性钢结构防火涂料。该涂料由无机粘 剂、 有机树脂、 耐火绝热材料组成。喷涂于钢结构 表面， 形成耐火隔热屏障， 由于其容量轻、 热导率 低 ， 能在火灾时阻止热量迅速传向钢基材， 从而可 有效提高钢材的耐火极限。该防火涂料涂层粘结 力强， 耐腐蚀性、 耐曝性好。一般耐火时间与涂层 厚度对应关系见表 1 。 ②超薄型钢结构膨胀防火涂料。该涂层在高 温时可发生吸热化学反应， 一方面使防火涂层发 泡膨胀， 在钢结构表面形成一层致密绝热碳化保 护层， 另一方面吸热也降低了钢结构的表面温度， 从而可大大提高其耐火极 限。而且该涂料可调 色， 外观比较美观， 并具有很高的耐化学性、 抗机 ．址 械外力性。一般耐火时间与涂层干膜厚度对应关 系见表 2 。 ． 表 1 厚涂性钢结构防火涂料的 耐火时间与涂层厚度 耐火n ．I 阀／ h 涂层厚度／ m m 1 ． O 1． 5 2． O 3． O 1 O 1 5 2 O 2 5 表 2 超薄型钢结构防火涂料 的耐火时间与涂层厚度 耐火时问／ h 涂层干膜厚度／ ra m O． 5 1 ． O 1 ． 5 2． O 不小于 0 ． 4 不小于0 ． 9 不小于 1 ． 5 不小于 2 ． 1 收稿 日期 2 0 0 4 - 1 0 - 2 5 jl L儿 - - - - - 消除硝酸“ 红烟“ 的新工艺 硝酸的工业生产基于经典的氨氧化， 再用水吸收 ， 其主要工序为 氨与空气在铂一铑网上于 8 5 0℃ 下氧化 ； N O氧化为 N O ； N O 用水吸收生成硝酸； 含 N O及 N O 的尾气加热和膨胀。每生产 1 t 硝酸将 排放含有 N O x的尾气 3 2 0 0 m 。 为了降低尾气中 N O x的含量 ， 意大利开发了硝酸尾气的 M O N T A L N O A碱消除法 ， 即在吸收的下游 和尾气的加热及膨胀的上游， 插人消除 N O x的工序， 在与吸收相同的工作压力 61 0 P a 下进行。离 开吸收塔的气体与吸收效率为 8 5 ％ ～ 9 0 ％的硝酸钠和苏打 或硝酸钾和碳酸钾 配置的溶液逆流接触 ， 净化后的气体中N O x的含量保证值低于0 ． 0 2 ％， 相当于吨硝酸N O x的排放量为0 ． 6 8 k g ， 而常规技术为 4 ． 8 k g ； 同时该工艺可得到硝酸钠或硝酸钾副产品。 该技术早已产业化， 特别适用于有硝酸盐需求的老厂进行环保改造。该工艺投资略高于常规技术 4 ． 3 ％ ； 在 回收的副产品有销路时， 其运行费用与常规技术相当。 维普资讯