克拉玛依氧气充装站设计及安全风险评价

时间：2024-05-20

杨雅仙,谢辉（中石油克拉玛依石化有限责任公司,新疆克拉玛依 834003）

克拉玛依氧气充装站设计及安全风险评价

杨雅仙,谢辉
（中石油克拉玛依石化有限责任公司,新疆克拉玛依 834003）

近年来，随着克拉玛依市工业的快速发展，石化工业园区企业的陆续开工建设，工业氧气需求量在成倍的增加，气体产品呈现出供不应求的局面。根据《氧气站设计规范》，对克拉玛依某氧气充装站进行设计。本文结合克拉玛依氧气充装站的实际情况，根据《氧气充装站规范》，对其进行设计和安全风险评价。

氧气充装站；设计；风险评价

1 氧气充装站设计要求

1.1 站场选址

氧气充装站的设计应符合防火、安全、环保及城乡规划等相关要求。氧气站应选择在环境空气洁净的地区，并布置在有害气体和固体尘粒散发源的全年最小频率风向的下风侧。

1.2 间距要求

氧气充装站与其他建筑物、构筑物的安全防火距离是根据现行国家标准GB50016《建筑设计防火规范》和GB16912《氧气及相关气体安全技术规程》，结合国内氧气充装站建设、运行经验确定。氧气站与各类建筑物、构筑物之间的防火距离，距离一、二级建筑物、构筑物≥10m，距离民用建筑、明火或散发火花地点≥25m，距离室外变、配电站≥25m，距离厂外道路（路边）≥15m。

2 氧气充装站设计方案

2.1 安全规范

氧气站与各类建筑物、构筑物之间的防火间距应满足GB50016《建筑设计防火规范》的要求、《氧气及相关气体安全技术规程》、消防设施应按GB50140-2005《建筑灭火器配置设计规范》设计；电力设施按照GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》设计。

2.2 工艺流程

氧气通过供气车间自压至气囊中缓存，再经过氧气压缩机压缩至15MPa，压缩后的氧气充入相应的钢瓶，供用户使用。

2.3 设备选择

设备的选择应满足结构合理，性能可靠，操作方便，使用安全，节能显著，通用性强。

氧气压缩机：采用氧气专用活塞式压缩机，型号为2Z2-3/165-I，型式为立式、双列、五级、无润滑，排气量为180m³/h（按吸入状态），出口压力为15MPa，气缸采用循环水冷却，设有专门的供水系统，并设置温度高高联锁停车装置。

贮气囊：起缓冲作用，应选用耐老化、抗腐蚀、气密性高的，具有阻燃防火、抗静电、防紫外线、耐酸碱腐蚀等特点。

水封罐：防止贮气囊抽瘪变形，保持在正常操作压力。

抽真空泵：真空泵选用WLW系列往复式真空泵。抽气速率150L/s，极限真空度为2.6KPa，排气压力为0.01MPa。WLW系类泵比相同规格的W系类泵节电33%、节水50%，节省占地面积70%，噪音低2～5分贝，降低了横波劣行振动，延长了主机使用寿命，提高真空清洁度等优点。

2.4 电气设计

所有电气设备及照明防护等级不低于IP54。照度值按照房间功能和场所不同的照度要求和环境特征，选用不同型式的灯具，以高效节能灯荧光灯电光源为主。照明箱墙上固定安装，空瓶间、实瓶间、氧压缩机间照明导线穿钢管保护，沿柱敷设。

2.5 防雷与接地设计

该建筑物氧气站压缩机间为21区火灾危险环境，氧气灌瓶间、氧气贮罐间、氧气贮气间为22区火灾危险环境，按《建筑物防雷设计规范》要求，属第二类防雷建筑物。屋顶采用接闪带防直击雷，网格不大于12×8m。接闪带（ψ10圆钢）支架固定间距不大于1000mm，转弯处不大于500mm，支架采用-25×4镀锌扁钢。屋顶上所有凸起的金属构筑物等均应与接闪带连接。防雷装置引下线（ψ10圆钢）在地面上1.7m至地面下0.3m段用镀锌角钢保护，在地面上0.3m处设断接卡子，引下线的冲击接地电阻不大于10Ω。

2.6 消防设计

新建氧气充装站是利用已建库房进行的改造而建。已建库房平面尺寸为32m×17m，高7.8m，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006规定，氧气充装站厂房一次灭火的室外消火栓用水量25L/s，室内的消火栓用水量为10L/s，故新建氧气充装站的消防水量为35L/ s，灭火时间为2h，消防水储量为252m3。根据计算，室外需要新建DN150的消防管线，室内需要建设DN100的消防管。

3 安全风险评价

本项目生产过程中所涉及的物料为氧气，根据《危险化学品名录》（2002版）、《危险货物品名表》（GB12268-2012），氧气为危险化学品物质。其危险性主要体现在以下几个方面。

（1）生产过程中。氧气具有强烈的助燃作用，遇火源可迅速助燃。输送氧气的管道中，铁锈、焊渣、粉末等杂质与管道内壁或配件摩擦冲撞，均易产生火花、高温而导致燃烧。其危险性与杂质的种类、粒度和氧气流速有直接关系；氧气生产操作、检修时带入油污，在与高压高氧含量的氧气接触时极易起火燃烧，进而引发火灾爆炸事故；若机械设备防护设施不全或检修时工人违规操作，搬运钢瓶时倒瓶易发生伤害事故；（2）氧气充装。充装时气瓶温度过高、充气压力过大或遇到高热会导致气瓶爆炸危险，并使运输和使用过程的危险性大大增加；氧气瓶充装前未经检验或对钢印、颜色标记不符合要求，瓶内介质不稳定、附件不合格、超过检验期、有外观缺陷，沾有油污、首次充装未经置换或抽真空处理的气瓶进行充装，可能使应报废或维修的钢瓶投入使用，导致在充装、运输和使用过程中产生泄漏、爆炸等危险；（3）氧气储存。由于保管不善，瓶体收到严重腐蚀或受阳光暴晒，明火热辐射等作用，致使气瓶承压下降，瓶温过高，瓶内压力剧增，有爆炸危险；（4）气瓶装卸运输。搬运装卸时，气瓶从高处坠落，倾倒或滚动，发生剧烈碰撞冲击和倒置现象，可引起燃烧、爆炸，并对人员产生机械伤害；由于瓶帽受振动或无瓶帽，以及使用方法不当等，造成密封不严、泄漏甚至瓶阀损坏，高压气体冲出等（5）其它危险因素。氧气站还存在噪声、静电、雷电、触电、坠落及机械伤害等危险