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特种气体系统工程技术规范 - - 硅烷站和特种气体管道输送系统

2020-07-30 22:00:25 来源：米勒科技

1.1　硅烷工艺系统

5.1.1  硅烷站工艺系统应根据下列因素确定
1 硅烷的危险性质
2 硅烷站的规模
3 用户对硅烷纯度及压力要求
4 用户对硅烷负荷变化情况的要求
5.1.2  硅烷站应根据工艺要求、当地气候状况、硅烷设备状况选择采用封闭式、开敞式或露天形式进行布置。
5.1.3  硅烷输送工艺系统应包括硅烷容器、气体面板、阀门箱以及相应的连接管道。
5.1.4  典型的硅烷气体面板应包括减压过滤、吹扫/排气、安全控制等功能。
5.1.5  硅烷应采用独立的惰性气体钢瓶进行吹扫，不得采用公用管道氮气吹扫。
5.1.6  阀门箱应配置惰性气体吹扫系统、泄漏侦测和火焰侦测。
5.1.7  硅烷的放空不得排入局部排风系统，应直接排到大气，或燃烧式尾气处理器。放空管道应使用氮气连续吹扫。放空管道吹扫氮气流速不应低于0.3m/s。
5.1.8  钢瓶出口应设置常闭式紧急切断阀。硅烷站的各安全出口应设置手动紧急切断按钮，至少有一个手动紧急切断按钮与输送系统的距离应大于4.6米。
5.1.9  硅烷输送系统应采用金属膜片的波纹管阀、隔膜阀、调压阀。气源应配置直径小于3.175mm的限流孔板。输送系统应配置过流开关。

1.2　硅烷站的布置
5.2.1  硅烷站的布置，应按下列要求综合比较确定：
1 应布置在工厂常年*小频率风向的上风侧，并应远离有明火或散发火花的地点；
2 不应布置在人员密集地段和主要交通要道邻近处；
3 硅烷站应采用单层钢筋混凝土或钢框架、排架结构。钢框架、排架结构应采用防火保护措施。
4 硅烷站应设置不燃烧体的围墙，其高度不应小于2.5m；
5 大宗硅烷站必须布置为独立的开敞式建筑物或空旷区域，不得有地下室。当采用开敞式建筑结构形式时，硅烷站墙面遮挡部分面积不大于建筑外围面积的25%。如果有障碍物，距离应保证大于障碍物高度的2倍。
6 硅烷站的选址应方便运输和消防车辆的进出。
5.2.2  硅烷站与工厂建筑物、构筑物的防火间距，不应小于表5.2.2的规定。
表5.2.2硅烷站与其他建筑物、构筑物、道路的防火间距（m）

名称		硅烷站储量（t）
		≤5	>5
重要公共建筑		50
甲类仓库		20
民用建筑、明火或散发火花地点		30	40
其他建筑	一、二级耐火建筑	15	20
	三级耐火建筑	20	25
	四级耐火建筑	25	30
电力系统电压为 35 ～ 500kV 且每台变压器容量在10MV·A 以上的室外变、配电站工业企业的变压器总油量大于 5t 的室外降压变电站		30	40
厂外铁路线中心线		40
厂内铁路线中心线		30
厂外道路路边		20
厂内道路路边	主要	10
	次要	5

注：1 防火间距应按相邻建筑物、构筑物的外墙、凸出部分外缘、气瓶集装格外缘的*近距离计算。
2  固定容积的硅烷气罐，总容积按其水容量（m3）和工作压力（绝对压力）的乘积计算。
3 与高层厂房的防火间距，应按本表相应增加3m。
5.2.3  硅烷站的建筑设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定。
5.2.4  硅烷站可采用有坡度的屋顶，屋顶*低点宜大于4.5米。硅烷站的面积大于19m2时，必须有两个安全出口。
5.2.5  站内任何地点到*近安全出口的距离不得大于23m。
5.2.6  硅烷站应采用快开式推杆锁，不得采用其它形式的锁具，疏散门应采用平开门，朝向为疏散方向。
5.2.7  露天布置的硅烷站内大宗容器之间以及容器与工艺面板之间应距离9米，当距离不到9米时，应采用2小时防火隔断。防火隔断的设置不应影响自然通风。

1.3　安全技术措施
5.3.1  硅烷站的电气控制室应设置在单独的房间内，并用无门窗洞口的防爆墙与硅烷气瓶库隔开。供硅烷站专用的10kV及以下变配电所，不应设置在硅烷站厂房内或贴邻建造。
5.3.2  硅烷大宗钢瓶应进行防静电接地。
5.3.3  对于抽风管道的泄漏探测器，设定值不应小于0.34%（V/V）(25% LEL)，报警并自动关闭输送系统。环境监测点设定值不应小于5ppm，报警但不需要切断输送系统。
5.3.4  开放式输送系统大宗钢瓶区域必须设置紫外/红外火焰探测器。封闭式输送系统应采用高温探测器。火焰或感温探测器应与报警系统和紧急切断系统联动。

1.4　采暖通风与空气调节
5.4.1  采用开放式布置的硅烷站，应采取有效的措施，保证自然通风，防止硅烷气体积聚。若不能满足开放式的条件时，应设置强制通风系统。
5.4.2  封闭式硅烷站严禁采用循环空气调节系统。
5.4.3  封闭式的硅烷站室内温度、湿度设计参数应满足气柜的要求。当气柜无具体要求时，室内设计参数宜满足25±3℃。
5.4.4  封闭的硅烷站应设置独立的连续排风系统。
5.4.5  气柜排风量应按照硅烷的*大储存压力下限流孔板（RFO）的硅烷连续流量计算气柜内的硅烷浓度，应保证气柜内的硅烷体积浓度小于0.4%，并保证流经气瓶颈部和管道机械连接处的气流速度不小于1m/s来确定。
5.4.6  气瓶组直接安装在封闭的硅烷站内，房间排风量应按照硅烷的*大储存压力下限流孔板（RFO）的硅烷连续流量计算房间内的硅烷浓度，应保证气柜内的硅烷体积浓度小于0.4%来确定。
5.4.7  硅烷阀门箱的排风量应按照硅烷的*大储存压力下限流孔板（RFO）的硅烷连续流量计算气柜内的硅烷浓度，应保证气柜内的硅烷体积浓度小于0.4%来确定。
5.4.8  封闭的硅烷站应设置事故通风，事故通风量根据事故泄漏量计算确定，但换气次数不应小于每小时12次。硅烷站外应设置紧急按钮。
5.4.9  硅烷站排风系统应设置备用机组。
5.4.10  硅烷站空调系统应采用适当措施保证在空调机组维护或故障时，硅烷站能取得足够的补风。
5.4.11  硅烷站排风系统、空调系统电源应设置应急电源。
5.4.12  空调系统、排风系统风管应采用不燃材料制作。排风风管应采用刚性风管，不得使用柔性风管。空调系统风管保温应采用不燃或难燃保温材料。
5.4.13  排风管路严禁穿越防火分区防火墙。排风管路上不应设置溶片式防火阀。
5.4.14  排风系统不应与火灾报警系统连动控制，严禁关闭排风系统。

1.5　消防系统
5.5.1硅烷站的消防应符合下列规定
1．在发生硅烷火灾时，在没有关闭泄漏钢瓶之前，严禁扑灭硅烷火焰。
2．在发生火灾时，硅烷钢瓶和使用到硅烷的相关的设备，应有冷却措施。
3．硅烷站严禁使用“哈龙”灭火器。
4．硅烷站的消火栓系统设计应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006中的有关规定。
5.5.2室外硅烷站的消防应符合下列规定
1．设置在室外的硅烷站，应设置雨淋系统来冷却硅烷的输送系统。保护部位包括硅烷钢瓶、大宗硅烷储罐及相关的工艺气柜。
2．雨淋系统的设计喷水强度不小于12L/min.m2，火灾持续时间不小于2小时。
3．消防系统的管道应采用金属管材，接口采用丝扣、焊接管件。在站内15m范围内的管道不应采用以橡胶为密封材料的沟槽式连接方式。
4 雨淋系统启动时，应同时切断硅烷的供应。
5 当室外硅烷站设有屋顶等防雨措施时，在此处可以设置湿式自动喷水灭火系统。设计喷水强度按照严重危险系II级考虑。设计喷水强度16L/min.m2，保护面积260m2。
6 室外硅烷站的附近应设置室外消火栓，室外消火栓应设置在距大宗钢瓶30m之外且46m之内。
5.5.3室内硅烷房间的消防应符合下列规定
1．存储和使用硅烷的房间应设置自动喷水灭火系统。设计喷水强度不低于严重危险级I级，设计喷水强度12L/min.m2，保护面积260m2。
2．硅烷气柜应自带冷却用的自动喷水灭火喷头，该喷头为快速反应喷头。

2　特种气体管道输送系统

2.1　一般规定
6.1.1  特种气体输送系统包括特气管道系统、阀门分配系统、工艺设备和尾气处理系统的管道、管件、阀门、过滤器、减压装置、卸压装置、压力表（传感器）等所有部件。
6.1.2  生产厂房内特种气体管道的干管，应敷设在技术夹层或技术夹道内，当与水电管线共架时，当相对密度小于或等于0.75的气体管道宜设在水、电管线下部；相对密度大于0.75的特气管道宜设在水、电管线上部。
6.1.3  生产车间内的可燃和有毒特气体管道应明敷，穿过生产区墙壁与楼板处的管段应设置套管，套管内的管道不得有焊缝，套管与管道之间应采用密封措施。可燃、毒性、腐蚀性气体管道的机械连接处，应置于抽风罩内。
6.1.4  可燃特气体与毒性特气体管道不得穿过不使用此类气体的房间，当必须穿过时应设套管或双层管。特气管道严禁穿过生活间、办公室。
6.1.5  特气管道不得出现不易吹除的盲管等死区，避免U型弯。
6.1.6  易燃性特气体与氧化性特气管道，应设置导出静电的接地设施。
6.1.7  室外布置的特种气体管道应架空布置。

2.2　材料选型
6.2.1  工艺和吹扫气体的管道和管件应采用奥氏体不锈钢无缝钢管，内表面应进行洁净和钝化处理。
6.2.2  腐蚀性气体管道，宜采用二次真空电弧熔炼的奥氏体不锈钢或镍基合金材料的无缝钢管。内表面应进行洁净和钝化处理。
6.2.3  用于接触工艺气体的阀门的密封座，应尽量减少塑料材质的使用量和表面接触面积，且材质应与气体性质匹配。
6.2.4  双层管的外层管道宜选择经过退火处理和酸洗处理的不锈钢管道。
6.2.5  排气和尾气真空管道宜采用不锈钢管道，并经过严格的脱脂处理。
6.2.6  氧化性气体应采用专用禁油阀门、附件和管材，所有管件按规定进行脱脂处理。

2.3　管道设计
6.3.1  管道的压力等级应根据工艺气体的输送压力确定。管道设计应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316的要求。
6.3.2  管道设计应充分考虑用气设备对流量和压力的要求。应参照现行国家标准《工艺系统工程设计技术规定》HG/T20570.7进行计算。
6.3.3  管材的壁厚应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976的规定，小尺寸管道管壁厚度应满足下述要求:
表6.3.3小尺寸轨道壁厚要求

管道外径	壁厚要求
6mm(1/4")--10mm(3/8")	0.89mm(0.035")
15mm (1/2")	1.24mm（0.049"）
20mm(3/4")—25mm (1”)	1.65mm（0.065"）

6.3.4  液态特气水平管道应有不小于0.3%的坡度，坡向供液设备或收集器。
6.3.5  对于强腐蚀性、自燃性和剧毒性危险性气体，宜采用双套管设计，内管走工艺气体。套管间可采用封闭或开放形式。
6.3.6  对于输送低蒸汽压气体，需要对管道设置伴热和保温措施。加热温度不宜超过50℃。
6.3.7  特气管道应采用全自动轨道焊接。阀件或管件处应采用面密封连接，不应采用螺纹或法兰连接。
6.3.8  特气阀门应采用隔膜阀或波纹管阀，不应采用球阀、旋塞阀等阀门。
6.3.9 特气管道连接用密封垫片宜选用不锈钢垫片，垫片与特气的性质必须相容。
6.3.10  产生颗粒的阀件下游宜安装过滤器。
6.3.11  特气管道系统安装完成后，应根据工艺的要求进行压力测试、密封性测试和不纯物测试。详见特种气体系统验收章节。
6.4　管道标签
6.4.1  特种气体管道必须进行管道标示，标示方法应按本节规定或企业内部管道标示执行。
6.4.2  特种气体管路标识应包括气体名称、主要危险特性和流向箭头，并通过各种颜色来表示管道内介质的危险特性。

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