提供安全操作之工程技术-成大化工系-成功大学.ppt

1、提供安全操作之工程技術,國立成功大學 化學工程學系兼任專家 李明遠2006/3/3,一、引言製程安全取決於三個主要因素：1.如何設計2.如何建造3.如何操作,某一個煉油工場在開車期間，當空氣意外地進入單元，與循環的惰性氣體和輕油蒸氣形成一個混合爆炸性氣體時，造成內部爆炸而被燬壞，這個爆炸將一塊重達65噸的鋼件射到1200呎遠的地方。如此無法認知與消除危害狀況已經導致人員嚴重的傷害與主要設備的損壞圖1。,二、操作實務與要求,1.避免共通的危害 1)空氣或氧氣與碳氫化物混合 2)碳氫化物與反應的化學品混合 3)水與熱油接觸 4)儲槽內的水 5)廢氣的處置 6)毒性或反應性 7)氧氣與處置氧之系統

2、2.輕沸物之處置3.適當的公用與輔助的聯結4.操作程序,提供周詳的操作教導（清楚而簡明的步驟與教導）。界定製程單元的安全操作範圍,許多操作實務是在異常或參與操作狀況期間所得到的經驗發展出來的。因此，資訊的連續流通必須維持在操作員與工程師之間，以使這個經驗能夠確保有效地使用在其他單元的操作與未來專案的設計。操作手冊，特別是開車與停車程序，必須經常地審查與更新。如此，最新的資訊經常是可用的圖2。,1.避免共通的危害 1)空氣或氧氣與碳氫化物混合,在某些情況下，大部份石油產品的蒸氣會燃燒甚至於可能爆炸。這個燃燒程序經常利用圖3的著火三角形來說明。三個邊代表燃料蒸氣、氧氣與著火源。只有當所有三個要素都

3、存在時，著火才能發生。在煉油工場內三角形的燃料蒸氣邊經常被假設是存在的，當然從煉油工場內消除所有空氣氧或所有著火源是不實際的。例如圖4表示大氣條件下丙烷蒸氣在所有氧氣與空氣的燃燒範圍，很容易地被看出，丙烷蒸氣在工業用的氧氣中比在空氣中有較廣的燃燒範圍。也就是說任何丙烷與空氣混合氣體，其氧氣濃度增加，燃燒範圍就增加。,不可混合空氣或氧氣與碳氫化合物接觸，除非在非常嚴格地控制條件下。,作為火炬油的重油經常被利用來喷射入流動觸媒裂解單元的再生器的流動床，以幫助維持這個單元的熱量平衡。這是一個狀況，作為製程系統整體的一部份的密閉容器內，碳氫化物於空氣存在下燃燒，透過立即點燃與連續地燃燒以確保安全操作。

4、除非喷射嘴浸在已被加熱至華氏700度的觸媒至少4呎以下，火炬油不被允許進入。判定火炬油是否在燃燒的熱偶測溫體必須裝置在喷射嘴的對角，如此，點火能夠立即被檢知。圖5說明安全的火炬油喷射要求特別注意，觸媒床必須足夠的熱以確使立即點燃與連續燃燒。,空氣氧能夠進入製程設備有許多路徑,最常見的：停車期間透過開放或有缺陷的管線、閥與設備。不適當排稀或管線沖吹期間。洩漏進入在小於大氣壓力操作的設備。使用在沖洗與製程清洗的水中溶解的空氣。碳氫化物入料中溶解的空氣。碳氫化物製程之攪拌或氧化期間。,不可混合空氣或氧氣與碳氫化合物接觸，除非在非常嚴格地控制條件下。,圖6是一個嚴重被破壞的烷化工場，由於三個丙烷儲存筒

5、內的氧丙烷混合氣爆炸，點燃源可能是硫化鐵所引起的。因為未被認知之氧氣進入工場之某個丙烷儲存筒而造成非常的燬壞。這個個案，氧氣是溶入在入料的丙烷內，而慢慢地釋出與增濃在儲存筒之蒸氣空間，形成爆炸混合氣而引起破壞性的爆炸。,不可混合空氣或氧氣與碳氫化合物接觸，除非在非常嚴格地控制條件下。,圖7這些爆炸脺片5.5吋厚是操作壓力所需厚度八倍以上，筒體可能需要30至50倍的厚度也可能無法抵抗爆炸，說明設計與建造足以承受爆炸的設備是不實際與不可能的。爆炸混合氣之意外形成與點燃之可能性必須事先被認知，然後在設計階段被消除。,1.避免共通的危害2)碳氫化物與反應的化學品混合不可混合反應性化學物質與碳氫化合物。

6、,有些碳氫化物-化學品混合物如同碳氫化物-空氣混合物一樣危險。例如氯-碳氫化物混合物的爆炸，發生在一個利用次氯酸溶液來處理輕油的傳統的混合-安定器內，幸運地，破壞較小。如圖8所示輕油處理製程流程圖。調查指出當液氯批次地射入以加強次氯酸溶液後，液氯接觸輕油時可能發生液相爆炸。這是一個激烈氯化反應；沒有空氣或氧氣介入。,1.避免共通的危害 3)水與熱油接觸小心分析現有製程設備內所有物理性的改變。,大氣壓力下一體積的水閃變為水蒸汽時膨脹大約1600倍。圖9說明當壓力小於大氣時膨脹更大。逐漸地加熱水通常是無害的，因為蒸汽產生速率很慢。可是，如果大量的水快速地加熱，正如當水射入熱油或熱設備時，全部的水立

7、刻閃變為水蒸汽。在製程內大量的水蒸汽瞬間形成-特別是在真空系統內-造成壓力激變通常對設備有很大的破壞。這是為什麼要避免水與熱油接觸的理由。,不容許無控制數量的水與熱油混合。,一個真空塔內的層板在開車期間被嚴重地損壞，縱使塔在油進料時已經排稀與排洩。當油循環的溫度已經慢慢地提昇至大約華氏500度後，在塔底的一個閥被打開以準備啟動正常油流動。突然地，壓力向上激盪塔槽而顛覆了層板。調查指出有一個追加的隔離閥利用停止期間安裝在入料管線上如圖10的B閥為提供維護工作之安全的雙重隔離閥。可是，無人了解第二閥也造成一個無排出的水袋。被積聚在這袋中的水當它與從塔底來的熱油混合時，突然地蒸發造成壓力激變。,1.

8、避免共通的危害 4)儲槽內的水 避免熱油貯在（高於90） 對於使用於熱油的貯槽加熱器的蒸汽供應管線，考慮設置 自動高溫遮斷閥。,在儲槽的底下發現有水是非常普遍的。可是，在熱油底部的水是一個嚴重的潛伏危害。縱使儲槽正常地良好操作在水的蒸發溫度以下，常常由於儲槽入料溫度控制失能或冷卻不足而有意外受熱之可能性。水蒸發造成激烈起泡作用，可導致類似圖11所示的沸溢(boilovers)現象。,1.避免共通的危害5)廢氣的處置對於廢氣之燃燒提供適當的設施。,廢氣不應直接排入加熱爐之爐腔。因為在加熱爐停車後廢氣可能繼續流入。圖12 說明小心的遵守，是能安全地燃燒： 在廢氣管線提供液體密封或相當 的火焰阻止設

9、備。廢氣必須通過設有高液位警報的緩 衝槽，以防止液渣進入加熱爐。廢氣配管、緩衝槽下游必須設有連 續的蒸汽或惰性氣體排稀以防止回 火。廢氣必須以專用於廢氣處置的獨立 的燃燒器引入。每個廢氣燃燒器必須提供獨立的點 火器與點火氣體系統，有別於正規 的加熱爐點火氣體系統。當加熱爐停車時，廢氣必須要有一 個替代處置方法。,1.避免共通的危害 6)毒性或反應性 處理毒性或反應性化學物質時，採用特別的預防措施。,適當的人員安全裝備如安全淋浴器、洗眼器如圖13與氣體口罩必須提供在所有使用毒性化學品的區域。使用於淋浴器之沖洗劑如柴油用來移除四乙基鉛可能是必需的，因為有些化學品能夠透過皮膚被吸收而不能用水沖洗掉的

10、。,1.避免共通的危害7)氧氣與處置氧之系統不可在建築物內配管或貯存液態氧。,氧處置系統開始設計前，工程師應該審視目前的文獻與對安全處置必要的注意事項作徹底的研究，如下列：小心選擇材料。碳鋼，不銹鋼、銅與其他通常的配管材料在非常高溫有氧存在之下縱使沒有正常燃料來源將會燃燒。在450磅/平方吋以上的壓力下使用銅與不銹鋼較佳，因為它們有較小的摩擦阻力而在點燃前熔融。選擇低摩擦阻力的閥與管件。在碳鋼配管-特別是閥與管件-內的速度必須小心地控制，因為快速移動的雜質，正如泥土與殘渣，可引起火花而點燃。消除所有油、酯、泥土、砂、殘渣與其他系統來的外物。,2.輕沸物之處置不可混合空氣或氧氣與碳氫化合物接觸，

11、除非在非 常嚴格地控制條件下。,大部份輕沸物在室溫與壓力下會急速地蒸發。因為這個理由，它們比較重的碳氫化合物更困難於控制，且如果容許漏出則更具有危害。輕沸物的低粘度(如圖14)也使洩漏與密封問題更惡化。高溫的重質碳氫化合物也遭遇類似問題，因為它們與輕沸物一樣地作用(如圖15)。處置輕沸物於液體狀態，需要在壓力下、降低溫度或兩者同時。如液態輕沸物從容器洩漏，將很快地蒸發，與空氣混合而幾乎確定地形成易燃性混合物。這是一個嚴重的爆炸與火災危害，因大部份輕沸物比空氣重而會沿著有許多點火源的地面上(如圖16)擴散。,3.適當的公用與輔助的聯結 提供適當及正確位置的公用及補助設施之連結，排氣、 排液、排稀

12、、蒸汽排放、液體排放及水洗等）,當一支6吋臨時水洗管線要被配接至正在操作中的觸媒裂解單元蒸餾塔，作為即將停車使用時，有兩人死亡與造成嚴重火災。圖17是蒸餾塔底與相關連設備的簡單圖。確定的是蒸餾塔底管頭的6吋水洗閥是關閉著，工人曾經檢查好幾次且打開1吋流出閥兩次以檢查油的洩漏。當固定盲板法蘭的螺栓被鬆動時，有一些油從盲板而不是從流出閥滴下來。當不再看到油時，拆離盲板。起初只有一些小小的喷出油，接著狂湧的熱油立刻地蒸發與閃開。,在低點設置排液，在高點設置排氣。,為防止產生非想要的滯袋，在管線、容器與設備之低點必須設置排液。容器排液與所有其他聯結至密閉的排液系統必須設置雙重隔離，即為兩個隔離閥其間附

13、有流出閥或(telltale洩漏顯示)。為確定適當地消除空氣與氣體，在高點或所有其他蒸氣可能積聚的地方必須設有排氣。排液、排氣與流出閥於不用時應該盲板或以塞子塞住。,當設備排洩輕沸物時，宜考慮其冷凍效應。,防漏,由輕沸物的容器排水將更複雜，由於所積蓄的輕質碳氫化合物在大氣之下蒸發的冷凍效應。圖19顯示由於這個冷凍效應而形成結冰堵塞，如何能阻礙閥的關閉。當然，於冰融化時如果閥沒有堵塞，危害的蒸氣將釋放出來。,預防計劃,4.操作程序考慮提供重要連鎖閥於緊要系統。,在重要的閥、馬達與特殊的設備的操作順序上，目視的順序布告或類似的裝置提供較好的控制常常是需要的。如圖20說明，重要的連鎖裝置有時使用於進

14、料、釋放、排泄與排氣系統的重要閥，以確保適當地操作順序。所有重要的連鎖組件應清楚地標示。備用的鑰匙一定不可使用，或者系統確實不被不適當地操作。連鎖裝置使用的操作順序程序應以簡單、容易被了解的方式，小心地準備； 否則，當發生時操作員可能不注意地不適當地操作這個系統造成不幸的結果。,工程安全檢核表(一般1),提供周詳的操作教導（清楚而簡明的步驟與教導）。(2)界定製程單元的安全操作範圍（Safe Operating Limit）(2)小心分析現有製程設備內所有物理性的改變。(6)提供適當及正確位置的公用及補助設施之連結，排氣、排液、排稀、蒸汽排放、液體排放及水洗等）(11,45)在低點設置排液，在

15、高點設置排氣。(12)處理毒性或反應性化學物質時，採用特別的預防措施。(8)認知惰性氣體如果受到碳氫化物或氧氫污染時，可能不再是惰性的。(5)當設備排洩輕沸物時，宜考慮其冷凍效應。(13)考慮提供冷卻水的替代來源。(45)考慮提供重要連鎖閥於緊要系統。(13),工程安全檢核表(一般2),對於有可能的詭雷檢核其自動開車及停車的設備與步驟。()避免大量的蒸汽排放至大氣或排水溝。(45,67)消防設備內的氣滯袋，可能由於溶解的空氣（氧氣）被釋放而聚集造成的。(3)消防水可能聚積的滯袋。(6,44)防止空氣洩漏進入真空的設備與系統。(3,44,66)不可混合空氣或氧氣與碳氫化合物接觸，除非在非常嚴格地

16、控制條件下。(3)不可使用純氧與碳氫化合物接觸，除非在非常嚴格地控制條件下。(3)不可在建築物內配管或貯存液態氧。(9)不可混合反應性化學物質與碳氫化合物。(5)不容許無控制數量的水與熱油混合。(5)不可將有危害量的毒性氣體排放至大氣。(8,58,67),三、腐蝕與侵蝕,避免共通的危害內襯與耐久的表面配管與設備之盲端部份使用螺絲的合金管塞頭腐蝕抑制劑配管之守護孔腐蝕保護的適當性,防漏,使用在含有磨損物質之流體，侵蝕可能造成如圖21所說明的嚴重的問題。這是特別地真實的使用於觸媒或泥漿的設備。在高速或方向改變的地方侵蝕是最厲害的，適當的系統配置可使侵蝕問題減至最小。在預期會侵蝕的地方使用耐高溫內襯

17、或表面硬化，來提供耐久表面。,提供適當的腐蝕保護。 考慮保護塗層及襯裡。,防漏,使用合金的塞頭（plugs）。,在所有沒有焊封的栓塞開口端，應使用適用的合金材質的實心螺紋管塞頭(如圖22)。如配管試驗用的排氣，碳鋼管塞頭應加以碳鋼焊封聯結使用，因為很少有焊接龜裂的可能與不需要焊後熱處理。一般，在設備與特別是含有氫的管線上，栓塞開口端之使用應盡可能減至最少。,防漏,防火防爆,使用合金的塞頭（plugs）。,極度地腐蝕的塞頭之毀壞已造成一些嚴重的火災與事故。圖23顯示一個幫浦殼體的栓塞開口端上，碳鋼塞頭被吹掉了而引起嚴重的火災。塞頭螺紋的腐蝕減弱螺絲的聯結而內部的壓力把塞頭吹掉。,考慮配管守護孔（

18、Sentry holes）的設置。,防火防爆,防漏,守護孔應被考慮在高腐蝕率的環境。真空管線不可以鑽孔，因為洩漏會引起空氣污染，可能導致系統形成爆炸混合體。釋放閥排氣總管、潤滑油配管、公用配管與對於製程系統非重要的小的次要配管，通常不需要守護孔。圖24顯示一個配管彎頭由於過度腐蝕毀壞與導致圖25所示的火災損毀。如果曾經鑽有守護孔，它們可以事先提出警告而使操作員能夠防止這個意外事故。,防漏,考慮使用鋼材於氫氣流體的操作界限。,圖26與26A表示碳鋼與合金鋼曝露在氫氣時其使用限制範圍。當選擇材料以抵抗氫氣在高溫與壓力下之破壞時，這些曲線提供優良的參考。這些曲線是從實際操作經驗發展出來的。因此，設計

19、者當使用時，應該用良好的判斷以及安全因素。,防漏,工程安全檢核表(腐蝕、磨蝕),提供適當的腐蝕保護。(15)使用合金的塞頭（plugs）。(18)考慮配管守護孔（Sentry holes）的設置。(17)保護地下物件免於填士中的腐蝕物之腐蝕。(18)考慮腐蝕探針的設置。(18)考慮腐蝕抑制劑的使用。(16)考慮維持抑制劑於水溶液的狀態。(16)考慮使用鋼材於氫氣流體的操作界限。(18)考慮陰極防蝕保護使用於連散電流腐蝕（stray-current corrosion）的控制。(23)考慮保護塗層及襯裡。(15) 11. 避免配管與設備有死角末端。(15) 12. 提供適當的磨蝕保護。(15,6

20、9)13. 考慮保護襯裡。(15)14. 避免使用濕蒸汽。(15),四、電氣,危險區域劃分靜電迷散電流閃電安裝緊急電力,防火防爆,考慮靜電的保護。,靜電主要的危害是火花放電引起的點火。汽油、柴油、喷射燃料、燃料油與類似蒸餾產品，如圖27所示由於幫浦輸送、流體經過管道、過濾、激濺填充或水分離產生靜電而帶電荷。,防火防爆,考慮靜電的保護。,煉油產品之裝料，提供裝料喷口在填充期間將停留在間隔底部。喷口應有類似如圖28所示的轉向器，以將激濺與浪花減至最小，且幫助抵抗反作用力。瀝青，包括過量迴流，沒有靜電問題，以短的喷口裝料。提供如圖29所示空氣喷射器、蒸汽喷射器或其他抽引設備，以防止轉換裝料之意外事故

21、。這個設備是在填充高閃火點的產品前，用來抽空含有濃厚的低閃火點蒸氣的儲槽隔間。轉換裝料被懷疑要對裝料架台之槽車火災負起十之九的責任，因為(a) 高閃火點的產品會吸收一些濃厚的低閃火點蒸氣，而在隔間內形成一個爆炸混合體；與(b)高閃火點的產品是一個優良的靜電產生者。,防火防爆,由於迷散電流（stray currents）產生的火花及電弧減到最小。,迷散電流流經配管、連接的容器或其它與地接觸的金屬物件。這些電流是由電力線洩漏或不同土壤與金屬產生電池作用所造成的。迷散電流可能導致(1)如圖30所示地下金屬物件的腐蝕與生俱來(2)當法蘭分開時由於電弧的景象或爆炸。,防火防爆,提供接地的設施。,閃電對於

22、電力線、結構體與易燃性液體儲槽是個經常的危害。典型的閃電的聲音在百萬分之幾秒間可釋放十億馬力的能量。如圖31說明的，物體能被地下網、桿或桅所建立保護範圍，籠罩包圍著防止閃電。,工程安全檢核表(電氣),提供適當的防爆設備。(21,25)提供接地的設施。(21,25)提供適當的間隙在線管與熱管線或設備之間。(25)提供緊急電源。(25)提供12伏特的輸出電力供使用在金屬圍籬內的延長燈具120伏特漏電斷流器電路也可提供相等的人身保護。(25)使用經認可型式的裝填嘴管轉向器（Loading-spout deflectors）。(22)認知線管密封的限制。(25)考慮使用抽引器以排空裝載容器的有害蒸氣。

23、(22)考慮靜電的保護。(24)在危險的地區內靜電產生減到最小。(21)由於迷散電流（stray currents）產生的火花及電弧減到最小。(23)在危險的地區消防火花及電弧。(21)在危險的地區，不可使用皮帶驅動的設備。(23) 14. 主要的電氣線路，不可經過易起火的地區。(43),五、消防與安全設備,砲塔消防管嘴、消防栓與其他保護設備疏散路線噪音設備防護遙控的停車裝置 自動水啟放系統 幫浦組群區域,預防計劃,提供替代的逃生路線。,樓梯與爬梯應該盡可能地全部位於鋼構架台(如圖32)的外側。樓梯設計要求疏散通路，從一個樓梯的末端到另外一個樓梯的開始，要通過一個設備的鋼構架台必須避免。類似圖

24、33所示，應使用轉向的駐腳台。所有建築物與密閉空間，除了人員很少進入的小儲槽或設備區域，必須至少有兩個出口。,預防計劃,提供馬達啟動停止按鈕的保護安全裝置提供適當的鐵路軌道末端的隆起柱（bumping Posts）。,電氣的啟動-停止按鈕站應設有類似圖34所示的機械的防護以防止意外的操作。當一個油漆工意外地碰撞到沒有防護的按鈕而將一個11000馬力的馬達停掉，造成全部製程單元停車。圖35說明大的設備也需要保護。在這個案子，當一個鐵路槽車意外地被推過一個不適當的碰撞保護時，在鐵路支線軌道的末端之配管被破壞。導致小火災，但這個結果可能會是嚴重的。為防止像這樣的事故，所有鐵路鐵軌的末端必須設置有適當

25、的鐵路碰撞桿。重要的製程設備與配管，不應配置於容易被跑離或脫軌的鐵路槽車、重動力設備、卡車或甚至於汽車所破壞的地方。,防火防爆,考慮自動洒水系統（automatic water-deluge Systems）。,類似圖36所說明的，自動水啟放系統應考慮在遙遠位置無耐火的壓力容器上。在這個例子，在球槽表面上的熱驅動的裝置檢知任何突然溫度上昇，而打開遙控啟放閥。在球槽下之有斜度的堤面使任何洩漏的碳氫化合物排液離開，而因此防止火焰包圍。為減少液體碳氫化合物溢流至鄰近區域的可能性，防液堤區域應可容納至少球槽的容積。,工程安全檢核表(安全及火災保護),提供適當的火災保護裝置與設備。(26)提供適當的人員

26、保護設備，如消防衣（Fire blankets）、安全淋浴器（Safety Showers）及呼吸器（respiratory equipment）。(26)提供替代的逃生路線。(9,26)提供人員及易碎設備的保護安全裝置。(26)提供馬達啟動停止按鈕的保護安全裝置。(27,49)提供適當的鐵路軌道末端的隆起柱（bumping Posts）。(27)考慮自動洒水系統（automatic water-deluge Systems）。(27)考慮遙控的停車裝置。(28)考慮在有燃火的設備上，靠近的高塔之間架橋連通。(28)避免樓梯到達的地方要通過製程單元的鋼構架而造成逃生的通行問題。(26)避免會產

27、生過量噪音的設備。(27),六、基礎、建築物、鋼構架與煙囪,土壤與基礎建築物構架煙囪,預防計劃,提供所有可能的負荷條件下的隱定基礎。,基礎設計必須在所有負荷下是穩定的(圖37)，包括風(可能發生颶風的地方) 、振動、試驗情況、架台、配管與捆綁拉力。正常地，容器基礎應設計可被充滿水的負載。,預防計劃,提供所有負荷下安全的設計。,構架設計必須遇估所有負載，包括風、振動與試驗情況。特別要注意重要支撐與支架的組件與接頭，以及高構架傾覆之安全因子。圖38顯示觸媒裂解單元的反應-再生構架(圖39)在加水作負荷試驗期間倒塌，有一個接頭毀壞。,防火防爆,燃燒塔與排氣煙囪位置時，必須考慮自危害設備之距離、 優勢

28、風向與地勢。,當決定安全燃燒塔與排氣煙囪位置(圖40)時，必須考慮自危害設備之距離、優勢風向與地勢。燃燒塔必須足夠高，以防止火焰作為任何在燃燒塔區域內其他可能易燃混合物的點火源。一般，緩衝槽應被安裝在所有排放煙囪與燃燒塔的前面。,工程安全檢核表(營建),基礎(30)調查土壤的條件。(30)提供所有可能的負荷條件下的隱定基礎。(30)主要基礎的底部設置於結冰線之下。(30)建築物(30)提供安全通風裝置。(30)提供可熔鏈環自動關門裝置（fusible-link door-closig devices）(30)避免只有一個出口的圍牆空間。(30)控制室內不可安裝開放的排液口。(30)鋼構架(31

29、)提供所有負荷下安全的設計。(31)高架平台上提供有腳趾板（toe plate）。(31)避免在構架構件上有無法排水的滯袋。(31)煙囪(31)提供對於所有風力負荷下穩定的煙囪。(32)考慮鋼鐵煙囪設置有噴水系統。(32)避免採用以支索撐住的煙囪。(32)避免使用螺栓接合在加熱爐之煙囪上。(32)避免在廢氣排放管內有積水的滯袋。(34),七、裂解爐與空氣預熱器、燃火再沸 器、熱交換器與冷卻水塔,裂解爐安全裂解爐空氣預熱器系統安全燃火再沸器空氣加熱器熱交換器冷卻水塔,防火防爆,考慮對於燃料氣體管線蒸汽保溫。避免有液體滯流至氣體燃燒器。,燃料氣體系統必須有足以防止液體殘渣進入燃燒器的凝縮槽(圖41

30、)。在緩衝槽下游燃料氣體管線加以蒸汽追蹤與保溫以防止在寒冷氣候時冷凝與水合物生成，它是值得的。燃料氣體系統應設有足夠的雙重的警報與控制-如低壓警報、高液位警報與停車裝置-以確保一個安全燃料供應。,防火防爆,避免火焰衝擊管子。,雖然防止火焰侵害是操作員的主要責任，燃燒器必須設計與配置，在從開車到設計熱釋放值之125%的正常操作期間，不會侵害到管子、支撐或耐火磚。圖42說明火焰侵害的破壞影響。,提供正確點火的點火器。,防火防爆,有些製程如流動床促觸媒裂解，使用遇熱的空氣作為開車用。因為這需要引進易燃混合物進入空氣加熱，特別注意事項與設備是必要的。點火器必須設計能確實地點燃著，因為點火失誤可能在加熱

31、器內甚至於製程內產生爆炸混合體。圖43顯示一個可靠的點火器設計。如果點火器之產生火花的機構會被火損壞時，必須可被收回的。,預防計劃,消除不能排液的滯袋。,熱交換器內所有區域必須可排液的。如果可能的話，要避免有對角管側緩衝板的交換器，因為這樣安排通常會讓水積聚在某些管子內 (圖44) 。在所有不能排液的部位，必須提供排液或滲出孔(滲出孔不是經常有效的)。,預防計劃,避免雙金屬管子崩塌現象發生。,因為大部份煉油工場的冷卻水會造成結垢，有低結垢係數的管子材質，如抑制型海軍銅或黃銅通常被使用在冷卻用途上。對海軍銅有腐蝕的流體，可使用雙金屬管如鋼鐵覆在海軍銅上。如果曾經有氫脆經驗或因腐蝕而產生氫原子之懷

32、疑時，雙金屬管必須要有排氣。否則，氫原子將滲透管子的碳鋼部份，而積蓄在管壁之間，在那裡形成氫分子而造成內管的崩塌(圖45)。雙金屬管的崩塌的原因也可能是，(1)末端韌化處理，(2)製作期間外物積存在管壁間，或(3)如圖46說明洩漏至管壁間的空間。,預防計劃,儘量減小冷卻水霧所造成的危害。,在寒冷氣候時，從開放排水、排氣總管頭或冷卻水塔的水汽可產生濃霧，擴散到很大的區域。冷卻水塔的位置應小心配置，使優勢風向不致將霧吹蓋製程單元或使高速公路朦霧(圖47)。如果溫度低於凝結點，霧會使馬路、走道與樓梯因冰的積聚變成表面光滑的。,工程安全檢核表(加熱爐及空氣預熱器),提供油外洩的圍堵設施。(33)提供防

33、止逆火的燃燒器。(33) 出口溫度檢測設備儘可能安裝靠近出口管路。(34)對於廢氣之燃燒提供適當的設施。(8)考慮對於燃料氣體管線蒸汽保溫。(33)考慮對於每個燃燒器分開設置氣體火種。(33)避免有液體滯流至氣體燃燒器。(33)避免火焰衝擊管子。(33)避免使用機械式的防焰器。(8)不可直接將廢氣配管至加熱爐爐腔。(8)自然通風轉換訊號單獨接至其製程接點。(34)廢氣輸送管必須能抵抗稀硫酸之浸蝕。(34),工程安全檢核表(熱交換器),燃火空氣加熱器(34)提供玻璃視窗。(34)提供正確點火的點火器。(34)提供每個燃料氣供氣有常設的盲板。(34)考慮可伸縮的點火器。(34)熱交換器(35)儘量

34、減少使用管側單流路的熱交換器。(35)儘量減少使用燃火再沸器。(35)對於重物質流體儘量減少使用空氣冷卻器及雙套管冷卻器。(36)避免管子過分的結垢。(35)消除不能排液的滯袋。(35)避免雙金屬管子崩塌現象發生。(35)冷卻水塔(36)提供適當防火設施。(36)考慮於危險地區設置灑水系統。(36)考慮於冷卻水回流管線設置氣體偵測器或氣體分離器。(36)儘量減小冷卻水霧所造成的危害。(36),八、儀器,一般儀器引導氧氣與可燃性分析警報流孔板壓力儀器玻璃崁入物取樣,不可將有直接壓力的易燃性或有毒氣體的管線連接到控制室儀器。,預防計劃,碳氫化合物或其他易燃性或毒性流體或蒸氣必定不可配管進入控制室作

35、為儀器使用(圖48)。一般，應使用空氣或電氣訊號。管束、儀器管與線管必須設有蒸氣密封與排氣，以防止製程區域的蒸氣進入控制室與儀器箱。,預防計劃,避免在流孔板有氣體或液體滯袋。,圖49顯示在水平管線上同心的流孔板如何造成水袋現象。在流孔板的下面應鑽一個滲出孔以消除這些滯袋，而如果蒸氣或非凝縮氣體積聚在那裡時，則在上面。髒的流體，需要安裝各別有閥的排液或使用可容許排液的偏心流孔板，因為滲出孔可能堵塞。但是，必須記住偏心流孔板準確性較少。所有壓力的儀器在箱子內應有吹出背部(圖50)或吹出索環。有吹出保護之儀器必定不可被裝設或位於釋放機構被阻礙的地方。,工程安全檢核表(儀器 1),提供安全裝置的儀器。

36、(37)提供每個危險點單獨的指示計。(37)提供重要的製程設備適當的控制室警報。(38)提供可聽見的警報。(37)提供對於導管、管子與線管內蒸氣的阻斷密封。(37)提供緊急儀器空氣的供應。(46)提供壓力儀器防爆裂保護。(38)提供防凍保護。(41)提供安全材質的玻璃組件。(38)考慮氧氣與可燃性氣體之分析儀。(37),工程安全檢核表(儀器 2),考慮隋性氣體系統內可燃性範圍的警報。(37)考慮可見的順序指示器。(13,37)考慮儀器空系統設有空氣之乾燥器。(46)避免在流孔板有氣體或液體滯袋。(38)避免在液體測量儀器的導線上有蒸發現象。(41)避免危險取樣的檢驗。(39)如果會造成操作者的

37、混淆時，不要使用多用途的儀器。(37)不可將有直接壓力的易燃性或有毒氣體的管線連接到控制室儀器。(37)主要儀器遠離有著火傾向的地區。(42),九、保溫、補助加熱與防火,保溫補助加熱防火保溫,對於在正常溫和氣候下的重要設備考慮防凍保護。,預防計劃,在接近包圍的溫度下含有或會集聚水的配管或設備的地方，外部加熱應被使用於凍結保護(圖52)。凍結溫度必定不被容許使設備操作中斷。重要設備的凍結保護即使在凍結溫度罕見的地方也是必要的。在南部煉油工場有些製程單元，當正常以下的溫度的延續期間，造成儀器與其他重要設備內的凍結，而要被停車。,預防計劃,提供適當的防凍保護。,所有能被結凍影響的儀器要被保護，使用加

38、熱的框架(圖53)或補助加熱(圖54),防火防爆,提供適當的防火所有在主管路的製程單元配管支撐架,適當配置的防火保溫(非燃性保護被覆，如輕質混凝土或保溫材)將減少因火災的人員危害與設備損失。一般，防火保溫限制火災最重要的地方是保護鄰接的燃料源如填充著碳氫化合物的容器或配管。支撐架的防火保溫可防止過熱與隨後的強度減弱，如圖55說明。,提供適當的防火所有在主管路的製程單元配管支撐架,防火防爆,所有在主管路的製程單元配管支撐架(圖56) 與所有配管如控制閥的油壓管線的其他支撐架，如果火災時是極重要的。為防止管子的腐蝕發生在接觸的點，裸露配管不應直接支撐在混凝防火材或其他混凝土表面。,工程安全檢核表(

39、保溫),提供適當的防凍保護。(40)提供人員防止燒傷保護。(40)保護奧斯田不鏽鋼管路免受可溶性氯化物沈積。(40)對於在正常溫和氣候下的重要設備考慮防凍保護。(40)對於冷的配管與設備，考慮抗濕氣的保溫。(40)對於溫度可能降至流動點或凝固點以下之流體考慮補助的加熱。(40)避免在氫氣管路有保溫的法蘭。(40),工程安全檢核表(防火),1.對於下列各項提供適當的防火 加熱爐、煙囪及高架設備支撐。(41) 容器。(42) 管子支撐。(42) 重要儀器導線、控制設備與線管。(42) 遙控停車裝置的導線。(42) 釋壓閥及排放管線。(43) 放射性源。(43)2.不可使用低耐火保溫材料作為防火用。

40、(41)3.不可使用鋁皮作為防火之夾套材料。(41),十、配管,正常，所有運送碳氫化合物的製程管線位於地面上，為(1)減少初期安裝費用，(2)減少外部腐蝕，與生俱來3)方便檢查與維護。下水道、排液與抽送系統通常位於地下。水滯袋補助配管設施配管材質配管系統 振動閥管接頭水鎚現象,預防計劃,儘量減少使用閥在垂直的配管。,避免閥在垂直配管可能的地方。圖57顯示在通蒸汽、水洗或水試壓期間，水如何積聚在一個閥的上面。,預防計劃,避免在配管中，有不能排液的滯袋。,配管設計必須在開車與正常操作期間容易排水。在操作期間必須提供適當的方法檢查水的積聚，如低點與積聚槽的低窪部有閥的排水。特別要注意連接到熱的容器與

41、設備的配管系統，像圖58內的說明。,預防計劃,對於蒸汽袪水器考慮冷凝水收集回收系統。,當製程單元安裝有幾個蒸汽袪水器時應使用凝水收集系統(圖59)。大量的蒸汽袪水器排放到大氣中會造成水霧與結冰。,預防計劃,不可使用鑄造、鍜造、可展性及結狀的鐵材在碳氫化合物或毒性流體。,雖然碳鋼是最普遍地使用的配管材質，使用於每個特殊流體的正確材質必須取決於正常與緊急兩者的條件(圖60)。特別的合金、襯裡或被覆可能需要在(1)腐蝕或侵蝕流體，(2)認為有非常高或低溫度的地方，或(3)預先考慮不尋常操作條件時。可鍛的、結節的與鑄鐵的材質不可使用於碳氫化合物或毒性流體的配管與部件。這些材料，脆的與低熔點，在火災期間

42、由於過熱或接觸水常常會毀壞。一般，銅、鋁與他們的合金不應使用在碳氫化合物流體之配管。,預防計劃,對於配管與支撐之膨脹收縮有準備措施。,圖61說明不適當地設計的滑動支撐也造成問題。在這個案子，當附著在被支撐的配管的熱的容器於停車期間冷卻時，在管子支撐上的滑動接頭沒能允許移動。明顯地，當容器被加熱時滑動接頭適當地工作，但是之後被固著在熱的位置。,預防計劃,排放至大氣的配管固定支撐。,配管系統應有足夠的管支撐、穩定錨、導架與彈簧懸吊器(圖62)容許無麻煩的操作。除了要設計所有正常負載外，配管支撐-如大的空中的蒸氣管線-應設計允許以水溢流清除連結的容器與筒槽。,預防計劃,使用有指示開、關位置的閥。適當

43、的確定閥手把的方向。,所有柱塞閥、蝶閥或球閥必須裝設有可見的確實位置指示(圖63)，其不能被錯誤組合而給予閥位置不正確的指示。這些閥一定不能有與關著的閘閥混淆的外觀。非升桿閘閥一定不可用在碳氫化合物的流體。,預防計劃,使用升桿式閥以指示閥的開度位置。,外螺紋與軛狀閘閥之延伸桿應設計使操作員能藉著閥桿位置確定閥是開著或關著(圖64)。通常可將閥桿延伸導入細長的孔槽，如此可看見閥桿。可是延伸通過牆壁時則需要更仔細地做好。,預防計劃,不可使用鏈條僺作小的螺絲閥。,閥手輪應可任何可能的時候從地面上或便利的平台操作。不能接近或高於操作區域6呎以上的閥手輪應利用鏈條操作器、齒輪操作器或延伸桿。閥操作鏈條如

44、果無法存放在路外應避免懸掛在接近的通路上。鏈條操作器不可使用於螺絲閥或小於2吋的閥上。有延伸桿之地下閥必須位於手輪不致造成拌倒的危害(圖65)。,防漏,儘量減少使用螺紋配管。不可以背焊螺紋接頭取代套焊配管。,下列情況必須使用焊接施工1)所有氫氣配管2)單元中所有首次製程配管3)單元外所有首次碳氫化合物配管及4)大部份鹼、酸及蒸汽配管。即使螺絲配管可接受的地方，焊接施工一般上較佳，因為螺絲接頭與閥曝露在火場時更可能毀壞(圖66)。補焊之螺絲聯結應維持最少，一般不應用來替代套焊接頭。,防漏,避免水鎚現象發生。,所有配管系統應設計避免水鎚現象，因為當流體之速度或壓力有突然的改變時，這種現象能發生在所

45、有壓力下的液體管線(圖67)。正如快速地關閉一個柱塞閥、球閥或蝶閥，使流體完全停止是不需要的，因為任何流體條件突然的改變可能產生某程度的水鎚現象。任何情況下，衝擊波可能是正常壓力的好幾倍，將傳送到管線末端，再反彈回來。這個循環一直重複到所有能量消失或釋放為止。,工程安全檢核表(配管 1),碳氫化合物配管在地面上。(44)壓縮機吸入管及燃燒塔管線向緩衝槽傾斜配管。(45)對於重質油管線提供蒸汽吹出接頭。(46)提供停車期間分開的公用流體來源（若於此間正常供應中斷時）。(45)排放至大氣的配管固定支撐。(47)使用有指示開、關位置的閥。(48)使用升桿式閥以指示閥的開度位置。(49)適當的確定閥手

46、把的方向。(49)對於配管與支撐之膨脹收縮有準備措施。(47)對於振動的控制與消防有準備措施。(47)對於使用於氧氣的配管採取特別的預防措施。(9)對於使用於化學物質的配管採取特別的預防措施。(9,47)對於使用於鹽水的小配管，考慮銅或銅合金材質。(46)對於大部份連接到容器與設備的公用流體考慮裝設逆止閥。(12)對於蒸汽袪水器考慮冷凝水收集回收系統。(45),工程安全檢核表(配管2 ),儘量減少在真空配管上設置排氣與排液。(44)儘量減少使用閥在垂直的配管。(44)儘量減少使用螺紋配管。(50)避免在配管中，有不能排液的滯袋。(44)避免排氣方向朝向操作或通行區域。(48)避免超過的閥壓降。

47、(48)避免使用以螺栓鎖緊不能密封的墊片。(51)避免水鎚現象發生。(51)不可使用鑄造、鍜造、可展性及結狀的鐵材在碳氫化合物或毒性流體。(46)不可使用能錯誤組合開展位置指示的閥。(48)不可使用鏈條僺作小的螺絲閥。(49)不可以背焊螺紋接頭取代套焊配管。(50)在溫度高於230下，不可使用Teflon墊圈、閥座及墊料。(50)不可使用非升桿式閘閥於碳氫化合物流體。(48),十一、釋放閥與壓力釋放系統,熱膨脹釋放閥釋放閥配管減壓系統,預防計劃,提供熱膨脹解除適當的設施。,液體碳氫化合物的熱膨脹會造成危險的高壓，幾乎高到足以破壞沒有壓力釋放裝置的任何設備-當一個封鎖的容器、熱交換器或其他充滿液體的設備被加熱時。如果液體是水或輕質碳氫化合物溫度在其大氣壓力下沸點以上時，破壞力是相當地大(圖68)。,防火防爆,圖69說明典型充滿水的容器當被加熱時壓力上昇。溫度上昇只高於常溫華氏50度，造成2500psi的壓力或平均每一度溫度上昇50psi壓力。較高溫度每度上昇壓力速率是更大的，因為水的膨脹較大。,提供熱膨脹解除適當的設施。,