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2004年第4期
化
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化工行业钢结构防火设计院陈纲尤静
1概述
安装,变动比较容易、灵活。当然,钢结构也有
化学工业的出现为人类社会提供了新的能源定的缺点及局限性,主要是其防火性能较差,因
和材料,化工产品在人们的吃、穿住、行中无所不此,在化工装置中运用时必须做好防火处理。
在,息息相关,在人类社会生活中,化工产品已是2化工行业钢结构防火的主要措施
不可缺也不可替代的了。
化工行业钢结构防火主要从以下几个方面来
化工生产泛指化学工业生产,主要指石油化采取措施。
工提炼及其衍生化合生产,生产条件不乏高温、高
(1)根据《石化规》及《防火规范》,工厂的总
压,操作单元不乏蒸馏、裂解等,具有相当大的危平面布置要根据工艺流程及
险性,加之其原料及产品又大都属于易燃、易爆、火灾危险性,结合地形、风向条件,按功能分区布
有毒的危险品,因此,整个化工行业的生产过程、置,并按规范要求保证防火间距。
运输、储存都是各种危险防范的重点,特别是火灾
(2)根据《石化规》第4.5.1条,下列承重钢
危险性的防范,以天然气为原料的化肥行业,装置框架、裙座、管架,应覆盖耐火层。
庞大、管道交错,生产过程中高温高压、化合催化
①单个容积等于或大于5m2的甲、乙:类液
反应多。根据《石油化工企业设计防火规范》体设备的承重钢框架、支架、裙座。
CB50160-92(1999年版)[以下简称《石化规》]及
②介质温度等于或高于自燃点的单个容积等
建筑设计防火规范》CBn687(200年版)[以于或大于5m的乙。、丙类液体设备承重钢框架
下简称《防火规范》]中的规定:合成氨及氨加工支架、裙座。
产品中的烃类蒸汽转化火灾危险性属于甲类;合
③加热炉的钢支架。
成氨装置氨冷冻吸收单元、液氨储罐、尿素装置的
④在爆炸危险区范围内的主管廊的钢管架。
氨储罐及尿素合成、分解、吸收、液氨泵、甲铵泵等
⑤在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于
单元属火灾危险性乙类;尿素的蒸发、造粒、包装8,且总重量等于或大于25t的非可燃介质设备的
及储运单元属火灾危险性丙类。可见化工行业火承重钢框架、支架和裙座。
灾危险性不仅处处存在,且形式多样(包括燃烧、
(3)根据《石化规》第4.5.2条,承重钢框
自燃、爆炸等)。
架、支架、裙座、管架的下列部位,应覆盖耐火层。
化工装置一方面设备框架、管道支架、操作平
①设备承重钢框架:单层框架的梁、柱;多层
台、管线支架多,另一方面厂房布置又要求轻型框架的楼板为透空的算子板时,地面以上10m范
化、露天化。而钢结构由于具有抗拉、抗压、抗剪围的梁、柱;多层框架的楼板为封闭式楼板时,该
强度高;物件结构断面小、自重轻;延展性良好,抗层楼板面以上的梁、柱。
震性能好;施工速度快,建设周期短;质量容易保
②设备承重钢支架或加热炉钢支架的全部
证,构件一般都在工厂制造、加工,工地就位安装梁、柱。
及用工省等诸多优点。因此,化工行业中越来越
③钢裙座外侧未保温部分及直径大于1.2m
多地开始使用钢结构厂房。在化工行业中使用钢的裙座内侧。
结构最显著的优点就是易于改造、加固,方便管道
④钢管架:底层主管带的梁、桂,且这些梁柱
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不宜低于4.5m;上部设有空气冷却器的管架之械外力性。一般耐火时间与涂层干膜厚度对应关
全部梁柱及斜撑。
系见表2。
(4)根据《石化规》第4.5.3条,涂有耐火层
表1厚涂性
钢结构防火涂料的
的构件,其耐火极限不应低于1.5h。当耐火层选
时火时间与涂层厚度
用防火涂料时,应釆用厚型无机并能适用于烃类
耐火时闻/h
涂层厚度/mm
火灾的防火涂料。
1.0
10
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
3.0
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
表2超薄型钢结构防火涂料
的耐火时间与涂层厚度
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
耐火时间同/h
涂层干膜厚度/mm
厚度对应关系见表1。
0.5
不小于0.4
②超薄型钢结构膨胀防火涂料。该涂层在高
不小于0.9
温时可发生吸热化学反应,一方面使防火涂层发
不小于1.5
泡膨胀,在钢结构表面形成一层致密绝热碳化保
2.0
不小于2.1
护层,另亠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
(收稿日期2004-0-25
色,外观比较美观,并具有很高的耐化学性、抗机
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850℃
下氧化;NO氧化为NO2;NO2用水吸收生成硝酸;含NO及NO2的尾气加热和膨胀。每生产1t硝酸将
排放含有NOx的尾气3200m3。
为了降低尾气中NOx的含量,意大利开发了硝酸尾气的 MONTAL NOA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NOx的工序,在与吸收相同的工作压力(6x10Pa)下进行。离
开吸收塔的气体与吸收效率为85%-90%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NOx的含量保证值低于0.02%,相当于吨硝酸NOx的排放量为0.68kg,而常规技术为
4.8kg: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。