碳氢化合物冰箱工程设计中的消防安全总结

CFC12和CFC11作为冰箱生产行业中的制冷剂和发泡剂已经使用了几十年，尽管这两种氟里昂(CFCs)有其非常优越的性能，但由于其存在非常显著的大气层臭氧破坏效应和温室效应，因此造成了南极上空的臭氧空洞和大气层臭氧浓度下降等环境问题。为此，国际社会签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，规定了氟里昂逐年递减和最后替代的时限，我国于1990年在此议定书上签字。
目前，国内越来越多的冰箱生产厂家已经认识到发展新一代环保冰箱势在必行，纷纷开始了CFCs替代技术的开发与研究。广东XX公司于1995年在国内首家研制出了以环戊烷为发泡剂，异丁烷为制冷剂的全无氟节能冰箱，实现了对大气臭氧层破坏系数和温室效应为零。为了进一步推广这一成果并扩大公司产能，该公司拟投资在华东地区新建一个年产各型全无氟节能冰箱260万台的生产基地，并委托我院进行该项目的工程设计。
由于作为CFCs替代物的碳氢化合物属易燃气体或液体，因此在工程设计中不可避免的带来了消防安全设计问题。本文正是从工艺专业的角度对该项目消防安全设计的一个总结。
一. 环戊烷、异丁烷的理化及危险特性
1. 环戊烷的理化及危险特性
(1) 理化性质：
环戊烷(五亚甲基)是一种无色透明的液体，有苯样气味。其分子式为C5H10，分子量为70.08；熔点-93.7℃；沸点49.3℃。气态时相对密度为2.42（空气为1）；与水的相对密度为0.75(水为1)。不溶于水，但溶于醇、醚、苯、四氯化碳、丙酮等有机溶剂。
(2) 燃烧爆炸危险性：
闪点：-25℃；自燃温度：361℃；燃烧性：易燃；
环戊烷蒸汽与空气易形成爆炸性混合物，爆炸下限1.4%，爆炸上限8%，遇火花、明火产生燃烧爆炸。由于其蒸气比空气重，容易积聚于地面300mm左右。并能从低处扩散到相当远的地方，遇火点燃引着回烧；贮罐遇高热时容器内压力增大，有开裂和爆炸危险。
灭火方法：泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水无效，但可以降低燃烧温度。
(3) 毒性及健康危害
环戊烷属于低毒类，侵入途径的有吸入、食入、经皮肤吸收三种。吸入后可引起头痛、头晕、定向力障碍、兴奋、倦睡、共济失调和麻醉作用。呼吸系统和心脏可受到影响。对眼有轻度剌激作用。口服致中枢神经系统抑制、粘膜出血和腹泻等。本品对皮肤有脱脂作用，引起皮肤干燥、发红等。
2. 异丁烷的理化及危险特性
(1) 理化性质：
异丁烷(2-甲基丙烷)是一种无色稍有气味的气体。分子式C4H10，分子量58.12；熔点-159.6℃；沸点-11.8℃。与空气相对密度2.01(空气为1)，液态与水相对密度为0.56（水为1）。微溶于水，溶解于乙醚。
(2) 燃烧爆炸危险特性：
闪点：-82.8℃；自燃温度：460℃。
异丁烷与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸下限1.8%，爆炸上限8.57%，其蒸气比空气重，易积聚于地面300mm高度，并能在低处扩散到相当远的地方，遇火花、火源引燃回燃爆炸。贮罐遇到高热时容器内压力增大，有开裂和燃烧爆炸的危险。
灭火方法：泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。并可用雾状水灭火和冷却、降温。
(3) 毒性及健康危害
异丁烷属于低毒类，侵入途径主要是吸入。吸入后主要作用是麻醉和弱剌激。急性中毒主要表现为头痛、头晕、嗜睡、恶心、酒醉状态，严重者可出现昏迷。慢性影响：出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲倦等症状。
二. 生产厂房的安全技术条件及设计要求
1. 危险区域的划分
为预防用于生产的易燃碳氢化合物的燃烧和爆炸，所有可能引燃源均应予以鉴别和尽可能消除。如果不可能消除引燃源，则应采取其他措施消除危险。
* ０区：爆炸危险气体持续出现或长期出现的区域，如环戊烷罐内和供应罐内。
* １区：爆炸危险气体在正常操作时可能出现的区域，如发泡工位附近100mm、环戊烷贮罐开口周围1.5m半径的范围、通风管内等。
* ２区：爆炸危险气体在正常操作时不大可能出现或仅存留很短时间的区域，如环戊烷发泡区、异丁烷灌注站，环戊烷预混(发泡)站、环戊烷贮罐区等除1区外的区域。
2. 工艺对土建的要求
环戊烷发泡生产线或发泡工位(包括预混站)、异丁烷灌注生产线不得设在建筑物的地下室或半地下室，宜设在单层厂房靠外墙或多层厂房的最上一层靠外墙处。
环戊烷发泡线或发泡工位(包括预混站)、异丁烷灌注站应尽量避开厂房的梁、柱等承重构件布置，地面宜采用不发火地面。地面不得设地沟。
3. 工艺对给排水的要求
给排水应按丙类厂房设计消防给水。
环戊烷贮罐区应配备:
* 2--4个手提式灭火器(系指6升高效化学泡沫或8kg干粉灭火器)；
* 2部100升高效化学泡沫或70kg干粉推车；
* 灭火砂2立方；
* 消火栓（仅用于给火场降温）和自来水龙头（人员冲洗）。