第十一章防火防爆与安全卫生

1 第十一章防火防爆与安全卫生第一节防火防爆一、生产的火灾危险性分类生产的火灾危险性不仅取决于可燃物质的种类、性质和数量，而且与厂房空间的大小、生产装置的技术水平、通风设备和换气条件、以及装置破损泄漏和误操作的可能性等密切相关。按照生产过程中使用、产生及贮存的原料、半成品和成品的种类、数量、性质，并结合生产过程的性质、特点等具体情况，生产的火灾危险性可分为甲、乙、丙、丁、戊五类，如表11­1所示。表11­1 生产的火灾危险性分类生产类别火灾危险性特征甲使用或产生下列物质： 1. 闪点28 0 C 的易燃液体； 2. 爆炸下限10%的可燃气体； 3. 常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质； 4. 常温下受水或空气中水蒸汽的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的强氧化剂； 5. 遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂； 6. 受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质； 7. 在压力容器内本身温度超过自燃点的物质。乙使用或产生下列物质： 1. 闪点³28 0 C 至60 0 C 的易燃、可燃液体； 2. 爆炸下限³10%的可燃气体； 3. 助燃气体和不属于甲类的氧化剂； 4. 不属于甲类的化学易燃危险固体； 5. 生产中排出浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸性混合物的物质。丙使用或产生下列物质： 1. 闪点³60 0 C 的可燃液体； 2. 可燃固体。丁具有下列情况的生产： 1. 对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花或火焰的生产； 2. 利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产； 3. 常温下使用或加工难燃烧物质的生产。戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产。生产过程中，若使用或产生的易燃、可燃物质的量较少，不足以购成爆炸或火灾危险时，可按照实际情况确定其火灾危险性类别。同一厂房或防火分区内，若存在不同性质的生产，应按火灾危险性较大的部分分类。但火灾危险性较大的部分占本层或本防火分区面积的比例小于 5%(丁、戊类生产厂房的油漆工段小于10%)，且发生事故时火灾不会蔓延，则可按火灾危险性较小的部分分类。对于有火灾危险性的厂房，尤其是甲、乙类厂房，必须采取相应的防火防爆措施，以最大限度地提高生产的安全程度，并在一旦发生火灾或爆炸时，将灾害损失减少至最低限度。2 二、厂房的耐火等级厂房的耐火等级对防止发生火灾、限制火灾蔓延、减少火灾损失等，都具有重要的意义。例如，将火灾危险性较大的生产过程置于耐火等级较低的易燃厂房内，那么一旦发生火灾，全部装置和设施将很快被烧毁；反之，若置于耐火等级较高的厂房内，就可以限制灾情的扩展，减少灾害所造成的损失。为便于灭火抢救，减少火灾损失，我国的《建筑设计防火规范》对厂房的耐火等级、层数和面积作了适当的规定和限制，如表11­2所示。表11­2 厂房的耐火等级、层数和面积防火墙间最大允许占地面积/m 2 生产类别耐火等级最多允许层数单层厂房多层厂房高层厂房厂房的地下室或半地下室一级 4000 3000 ——甲二级除生产必须采用多层外，宜采用单层 3000 2000 ——一级不限 5000 4000 2000 —乙二级 6 4000 3000 1500 —一级不限不限 6000 3000 500 二级不限 7000 4000 2000 500 丙三级 2 3000 2000 ——一、二级不限不限不限 4000 1000 三级 3 4000 2000 ——丁四级 1 1000 ———一、二级不限不限不限 6000 1000 三级 3 5000 3000 ——戊四级 1 1500 ———厂房的构筑材料应与厂房的耐火等级相适应。一般情况下，一级耐火等级的厂房，由钢筋混凝土结构的楼板、屋顶和砌体墙组成；二级耐火等级的厂房和一级相似，但所用材料的耐火极限可适当降低；三级耐火等级的厂房，可采用钢筋混凝土楼板、砖墙和木屋顶组成的砖木结构；四级耐火等级的厂房，可采用木屋顶、难燃烧体楼板和墙组成的可燃结构。中、小型企业中，面积不超过300m 2 的独立的甲、乙类生产厂房，在投资有限和估计火灾损失不大的情况下，可采用三级耐火等级的单层厂房。若生产的火灾危险性较小，但厂房内存在特殊贵重的机器、仪器或仪表，则厂房的耐火等级应达到一级。三、防火防爆技术“安全为了生产，生产必须安全”，这是处理生产和安全之间关系的基本准则。盲目追求经济效益，而置安全隐患于不顾，极有可能发生火灾、爆炸和人身伤亡等事故。为保证生产安全，设计人员应按照有关设计规范和规定的要求，首先从厂房结构上下功夫。其次是采取措施杜绝各种火源，如杜绝各种明火、选用防爆电气设备、设置防雷和抗静电装置(参见本章第二节)、防止摩擦撞击火花等。最后，应设置完善的消防设施。从而为工程项目的试产和正常生产创造必要的安全条件，并设置万一发生事故时所需要的应急设施。 1.厂房防爆设计3 有爆炸危险的厂房，一旦发生爆炸，往往会造成严重的人员伤亡和财产损失，如果处理不当，还会影响到相邻厂房的安全。因此，做好厂房的防爆设计，对预防爆炸和减少爆炸时的人员伤亡及财产损失，具有非常重要的意义。 (1) 合理选型和布置有爆炸危险的厂房宜采用矩形，并与当地的常年主导风向垂直布置，以充分利用穿堂风吹散爆炸性气体或粉尘。有爆炸危险的厂房宜采用单层，必须采用多层时应置于最上层。有爆炸危险的生产设备应布置在外墙门窗附近，有火源的配电间、化验室、办公室等应集中布置在厂房的一端，并用防火墙与生产区分隔开来。 (2) 采用防爆结构有爆炸危险的厂房，其结构选型是非常重要的。选用耐火性能好、抗爆能力强的结构型式，在万一发生爆炸时，可避免厂房的倒塌破坏。虽然钢结构的耐爆强度很高，但其耐火极限较差。当发生火灾爆炸时，钢结构会因高温变形而倒塌。实践证明，采用现浇钢筋混凝土框架防爆结构的厂房，在爆炸时可避免发生倒塌破坏；而采用承重墙结构的厂房，在爆炸时大多发生倒塌破坏。因此，为避免爆炸时发生倒塌破坏，有爆炸危险的厂房宜采用钢筋混凝土框架防爆结构。 (3) 设置泄压面积有爆炸危险的厂房，应设置必要的泄压面积。设置的泄压面积越大，爆炸时的室内压力就越小，建筑结构遭受破坏的程度就越轻。我国的设计规范规定，对有爆炸危险的厂房，泄压面积与厂房体积的比值采用0.05~0.10m 2×m ­3 。有爆炸危险的厂房，应尽可能采用敞开式或半敞开式结构，这样既能防止爆炸性气体或粉尘的积聚，又能保证有足够的泄压面积。当有爆炸危险的厂房必须采用封闭式结构时，应在靠近可能爆炸的部位设置轻质屋顶、轻质墙体和门窗等泄压设施。由于泄压设施的耐压能力较差，因此，爆炸时将首先爆破而向外释放出大量的气体和热量，使室内的爆炸压力迅速下降，从而使承重结构免遭倒塌破坏。泄压面积的布置要合理，泄压方向宜向上空，并尽量避免朝向人员集中的地方或交通要道。当泄压设施有可能影响到邻近车间或建筑物的安全时，应在泄压设施外设置保护挡板。 (4) 设置安全出口厂房在发生爆炸前，一般都会有一些不正常现象，如化学反应加剧、冒浓烟和发出异常声响等，过一会儿才发生爆炸，即在爆炸发生前存在一定的“允许疏散时间”。虽然允许疏散时间很短，一般只有几分钟，但若厂房有足够数量的符合要求的安全出口，工作人员就有可能在爆炸发生前跑出厂房。厂房外墙上设置的外开门、封闭式楼梯间、以及有防火墙或防爆墙分隔的室外楼梯，均可作为安全出口。工作人员能否在允许疏散时间内撤出厂房，主要取决于安全出口的数量、宽度以及工作地点距安全出口的距离。有爆炸危险的厂房，其安全出口的数量应不少于两个。这是因为当一个出口被火或浓烟封死后，至少还有一个出口可供人员疏散，从而可避免更严重的伤亡。为满足允许疏散时间的要求，应规定安全出口的宽度。如果安全出口的宽度不足，必4 然会延长疏散时间，对安全疏散不利。我国的《建筑设计防火规范》规定，厂房每层疏散楼梯、走道口和门的各自总宽度，可根据该层或该层以上各层中人数最多的一层，按不小于表11­3中的规定计算。表11­3 厂房疏散楼梯、走道和门的宽度指标层数 1~2 层 3 层³4 层宽度/m×百人 ­1 0.6 0.8 1.0 疏散门的宽度不宜小于 0.8m，疏散楼梯的宽度不宜小于 1.1m，疏散走道的宽度不宜小于1.4m。若人数少于50人，疏散门、楼梯及走道的宽度也可适当减小。为满足允许疏散时间的要求，除要规定安全出口的数量和宽度外，还要规定工作地点到厂房安全出口的距离。距离越小，越有利于安全疏散。厂房的安全疏散距离不应大于表 11­4中的规定。表11­4 厂房的安全疏散距离生产类别耐火等级单层厂房 m 多层厂房 m 甲一级、二级 30 25 乙一级、二级 75 50 一级、二级 75 50 丙三级 60 40 一、二级不限不限三级 60 50 丁四级 50 —一、二级不限不限三级 100 75 戊四级 60 — 2.杜绝各种明火生产过程中的明火主要是指生产过程中的加热用火、维修用火和其它火源。有火灾或爆炸危险的厂房内，不得使用电炉、煤气炉等明火加热。任何人都不得携带火柴、打火机等火种进入有火灾或爆炸危险的厂房，更不得在其中吸烟。应尽量避免在有火灾或爆炸危险的厂房内进行割焊操作，需检修的设备或管段应尽可能拆卸至安全地点修理，必须在现场进行割焊修理的要严格执行动火安全规定。此外，汽车、拖拉机、柴油机等的排气管喷火，也有可能引起火灾或爆炸。因此，出入有火灾或爆炸危险区域的汽车、拖拉机、柴油机等必须采取相应的安全措施。 3.选用防爆电气设备电气设备所引起的火灾或爆炸事故，一般由电弧、电火花、电热或漏电所引起。设计人员应根据电气设备产生的电弧、电火花、以及电气设备表面的发热温度等情况，选择适宜的防爆型电气设备。 (1) 爆炸性气体环境电气设备的选型根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，爆炸性气体环境可分为 0 区、1 区和2区。其中0区是指爆炸性气体混合物连续出现或长期出现的环境，该环境除封闭空间外很少出现；1 区是指正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2 区是指正常运5 行时不可能出现或即使出现也是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。爆炸性气体环境的电气设备选型应符合表11­5~11­7中的规定，表中“—”号表示不用或结构上不现实。表11­5 爆炸性气体环境灯具的选型爆炸性气体环境危险区域 1 区 2 区类型隔爆型增安型隔爆型增安型固定式灯适用不适用适用适用移动式灯慎用—适用—携带式电池灯适用—适用—指示灯类适用不适用适用适用镇流器适用慎用适用适用表11­6 爆炸性气体环境电机的选型爆炸性气体环境危险区域 1 区 2 区类型隔爆型正压型增安型隔爆型正压型增安型无火花型鼠笼式感应电动机适用适用慎用适用适用适用适用绕线型感应电动机慎用慎用—适用适用适用不适用同步电动机适用适用不适用适用适用适用—直流电动机慎用慎用—适用适用——注：1.绕线型感应电动机及同步电动机采用增安型时，其主体是增安型防爆结构，产生电火花的部分采用隔爆型或正压型防爆结构。 2.无火花型电动机在通风不良及室内具有比空气重的易燃物质的区域内慎用。表11­7 爆炸性气体环境信号、报警装置等的选型爆炸性气体环境危险区域 0 区 1 区 2 区类型本安型①本安型隔爆型②正压型③增安型④本安型隔爆型正压型增安型信号、报警装置适用适用适用适用不适用适用适用适用适用插接装置——适用———适用——接线箱(盒) ——适用—慎用—适用—适用注：①在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物，又称本质安全型。②将能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个隔爆外壳内，该外壳可承受内部爆炸性混合物的爆炸压力，并能阻止其向周围的爆炸性混合物传爆。③向外壳内通入新鲜空气或充入惰性气体，并使其保持正压，以防外部爆炸性混合物进入外壳。④在正常运行条件下不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和规定的过载条件下出现点燃现象。 (2) 爆炸性