Ⅰ 淺談化工企業防火分隔及防爆設計
淺談化工企業防火分隔及防爆設計
化工企業由於存在大量易燃易爆液體、氣體，其生產車間必須達到區域防爆要求，往往要進行防火分隔及電氣防爆處理，在工作實踐中，有許多經驗和誤區值得大家注意和警惕：
一、防火防爆分隔問題。
甲、乙類化工企業與非防爆車間、庫、室，往往要進行防火防爆分隔：許多企業在分隔時，使用防火板分隔。這是誤區之一，防火板分隔在民用建築及丙類廠房內是可行的，只要分隔到位，耐火極限達到規范要求是完全合理的;但是，在甲、乙類化工企業中易燃液體蒸汽、考試通可燃氣體仍可以通過縫隙進入非防爆區域，長期積累易達到爆炸極限，尤其是在車間內附設的非防爆的配電，控制系統的房間，特別危險。因此筆者建議，化工企業防火分隔必須使用獨立基礎實體牆，牆上不得有任何門窗洞口。在車間內附設的配電，操作控制室、休息室(非防爆)，在使用實用牆分隔時，往往在牆上開設門窗，以便於觀察、出入。一般使用固定密封窗，甲級防火門，實際上，密封窗 玻 璃的強度及耐火極限往往無法達到規范要求，使用甲級防火門作分隔也極不合理，往往形同虛設，門經常開著或者關閉不嚴，無法達到防爆要求，筆者就親自參與調查處理過，化工企業沖料後，破壞固定窗，可燃蒸汽進入控制室，引起爆燃的火災事故。還處理過由於化工車間內附設的控制室門未關，造成的爆燃事故。
因此，筆者建議應設置“門斗”系統(類似高層建築防煙樓梯間)，配電室原則上必須與車間分開設置，車間內附設的控制室不得設置在車間中央，應設置在車間一側，並設置“門斗”系統，且為了操作人員的安全，控制室宜有門、走道直通封閉樓梯間，所謂“門斗”系統，就是使用二道防火分隔和加設有外窗的走道。
二、線性顯示器問題。
甲乙類車間內一般的電動機、照明燈具等是防爆的，一些溫度、壓力等顯示裝置(使用交、直流電源)，卻往往是非防爆型的'，針對此類線性顯示器，最好選用防爆型，或者使用 玻 璃，嚴格密封， 玻 璃罩密封的基礎上，外面再加一層小操作室保護，便於維修等操作時的安全。
三、電氣線路敷設。
甲、乙類化工企業的電氣線路敷設經常使用穿鋼管保護或者使用電纜橋架，使用電纜橋架時，必須使用密封型的，以防止腐蝕氣體對電纜的腐蝕而造成線路損壞，發生事故，穿鋼管保護的，須將鋼管與電器之間連接部分處理好，可以直接在鋼管上開螺紋、擰入電器介面部分，也可以使用密封的金屬(或強度較高的非金屬)軟管連接;在電器上未接線路的開口部分應使用防火堵料進行封堵。
四、化工生產車間應盡量使用敞開式建築， 敞開式建築不但可以增大防爆泄壓面積，關鍵是在最大限度地增加生產車間內外的空氣流通，減少可燃氣體、蒸汽積聚的可能性，在車間內盡量使用自然通風，因為機械強制通風往往存在人為因素及機械故障的問題，不能確保空氣流通。因此，敞開式生產在大量使用、產生易燃液體、可燃氣體的化工生產企業中，是防止火災爆炸最根本的措施之一。
當然，化工企業還有很多的防爆措施如：防止靜電積聚、管道、容器等應設置防靜電裝置，並定期檢測，液體在管道內輸送過程中，應盡量降低流速，以減少靜電產生等。還有如：反應釜的攪拌，冷動系統的應保持正常運行。加強操作人員的培訓、教育，嚴格按照操作規程操作，嚴防誤操作，在發現異常情況時，能採取正常措施及時處理等等。
;Ⅱ 如何解讀 石油化工控制室設計規范SH/T 3006-2012中的抗爆控制室的設計如題 謝謝了
SH/T 3006-2012 石油化制工控制室設計規范 【標准編號】 SH/T 3006-2012 【標准名稱】 石油化工控制室設計規范 【英文名稱】 Specification for design of control room in petrochemical instry 【出版單位】 中國石化出版社 【中標分類】 P 工程建設 > P70/79 原材料工業及通信、廣播工程 > P72 石化、化工工程 【ICS 分類】 25.040 【代替標准】 SH 3006-1999 【發布部門】 中華人民共和國工業和信息化部 【歸口單位】 中國石油化工集團公司 【起草人】 王同堯 等 【起草單位】 中石化寧波工程有限公司 【參編單位】 中國石化工程建設有限公司 等 【發布日期】 2012年11月7日 【實施日期】 2013年3月1日 【出版日期】 【開本頁數】 16 開 / 25 頁 【標準定價】 25.00 元
Ⅲ 漫談LNG裝置中控室抗爆改造問題
近些年隨石化、化工裝置安全事故頻發引發了人們對安全問題的關注，其中石油化工裝置中控制室抗爆問題近年來格外引人注目。如《危險化學品安全專項整治三年行動實施方案》中提出「涉及甲乙類火災危險性的生產裝置控制室、交接班室原則上不得布置在裝置區內，確需布置的，應按照《石油化工控制室抗爆設計規范》（GB50779-2012），在2020年底前完成抗爆設計、建設和加固」。由於LNG裝置中的烴類等可燃物質具有爆炸風險，因而這一規定也適用於LNG裝置。本文結合作者服務過的LNG裝置控制室改造的實際案例就相關標准、規范對LNG控制室抗爆設計的要求及對已建成的LNG裝置如何進行抗爆改造等進行簡單匯總，希望可以幫助行業從業人員加深對控制室抗爆要求的理解，理清整改及新建中控室的抗爆設計的工作思路。
一、LNG中控室抗爆設計的必要性
縱觀國內LNG廠站設施，目前新建裝置的中控室一般布置在裝置區外（是否需要抗爆應根據爆炸風險評估結果確定）；而前些年建設的小型LNG工廠項目，有大量的工廠中控室是建在裝置區內的，作為全廠重要設施及人員集中場所，且其距離火災危險設備相對較近，按照《危險化學品安全專項整治三年行動實施方案》的條文要求，該類裝置的中控室抗爆設計建設整改將成為必然面對的課題。具體說來，實施方案對抗爆控制室的整改要求如下：
（1）涉及爆炸危險性化學品的生產裝置控制室、交接班室不得布置在裝置區內，已建成投用的必須於2020年底前完成整改。
（2）涉及甲乙類火災危險性的生產裝置控制室、交接班室原則上不得布置在裝置區內，確需布置的應按照《石油化工控制室抗爆設計規范》（GB50779-2012），在2020年底前完成抗爆設計、建設和加固。
（3）具有甲乙類火災危險性、粉塵爆炸危險性、中毒危險性的廠房（含裝置或車間）和倉庫內的辦公室、休息室、外操室、巡檢室，2020年8月前必須予以拆除。
對照上述條文（2），LNG工廠內的中控室應參照GB50779（注意該規范目前正在修訂升版，修訂後的標准GB/T 50779預計將在今年頒布，與2012版比較，GB修訂為GB/T，名稱由《石油化工控制室抗爆設計規范》修訂為《石油化工建築物抗爆設計標准》）。此外，除中控室之外，一些LNG工廠同時還有現場機櫃間，上述三條要求中並未提及現場機櫃間，尤其是無人值守的現場機櫃間問題，對此可以參照SH/T 3006-2012《石油化工控制室設計規范》及HG/T20508-2014《控制室設計規范》等相關標准。概括的說，建築物是否需要考慮抗爆性能主要取決於建築物是否位於爆炸風險的區域內和建築物內是否有人員長期停留。目前新建的中央控制室等重要建築一般布置在遠離裝置區的位置，其是否需要抗爆應根據爆炸風險評估確定。LNG工藝裝置區內的控制室、有人值守的機櫃間等建築物是重要設施，同時還是人員集中場所，距離火災危險設備相對較近，為防止裝置區發生火災、爆炸等事故時對其造成損害，故規定其宜進行抗爆設計。
二、新建LNG裝置中控室的抗爆設計
抗爆控制室的設計需要在布置、建築結構及暖通空調等三方面的加以注意。對此稍許展開說明如下。
應符合現行國標《石油化工企業設計防火規范》GB50160的有關規定，應布置在非爆炸危險區域內，並可根據安全分析（評估）報告的結果進行調整，同時應符合下列要求：
1）抗爆控制室宜布置在工藝裝置的一側，四周不應同時布置甲、乙類裝置，且布置控制室的場地不應低於相鄰裝置區的地坪。（基於防止可燃氣體在控制室周圍聚集的考慮）
2）抗爆控制室應獨立設置，不得與非抗爆建築物合並建造。（基於避免在裝置爆炸狀態下，非抗爆建築物可能產生的碎塊阻塞控制室內人員疏散通道的考慮）
3）抗爆控制室應至少在兩個方向設置人員的安全出口，且不得直接面向甲、乙類工藝裝置。（現行國家標准《建築設計防火規范》GB50016-2014（2018年版）的要求；基於提高人員疏散可能性的考慮，要求在建築物不同的方向設置疏散口）
（1）建築設計
1）抗爆控制室的建築層面不得採用裝配式架空隔熱構造，女兒牆高度應在滿足屋面防水構造要求的情況下取最小值，並宜採用鋼筋混凝土結構。
2）建築物外牆不應設置雨篷、挑檐等附屬結構。
3）建築物不得設置變形縫。
4）面向甲、乙類工藝裝置的外牆應採用抗爆實體牆。需在該牆體上開洞時，應經過抗爆驗算。
5）在人員通道外門的室內側，應設置隔離前室。（設置隔離前室主要是為了有效地保持室內的正壓（防爆措施）環境；同時，當外門在爆炸荷載的作用下損壞時，成為第二道防護體系。）
6）活動地板下底面以上的外牆上不得開設電纜進線洞口。基礎牆體洞口應採取封堵措施，並滿足抗爆要求。（主要是為了防止裝置爆炸產生的超壓通過電纜槽盒及建築外牆上的開洞進入室內。）
7）操作室內、外地面高差不應小於600mm，其中活動地板下地面與室外地面的高度差不應小於300mm。空氣調節設備機房室內、外高差不應小於300mm。
（2）建築門窗
控制室外門、隔離前室內門、計算荷載、開啟方向、自動閉門器、配置逃生門鎖及抗爆門鏡、密封要求、聯鎖要求、內外窗選型等均有明確要求。
（3）結構設計
混凝土的強度等級、鋼筋的抗拉強度、屈服強度、最大拉力下的總伸長率及抗爆結構件的鋼筋強度等級以及配筋面積等都作了明確規定。
抗爆控制室的重要房間、一般房間的空調系統、通風空調設備聯鎖、新風及回風過濾要求、備用空調機要求、抗爆控制室的排煙系統要求等均有明確規定，具體可以查閱上述的規范。
三、已有LNG裝置中控室改造思路
為了提升爆炸沖擊波危險區域內不滿足抗爆要求的工廠內部既有建築物的抗爆能力，防止重大人員傷害，宜對其進行抗爆治理，現根據以上所列的現行規范對相關治理原則要求整理如下：
1）當建築物受到的爆炸沖擊波超壓≥6.9kPa或沖量≥207kPa•ms，且未進行抗爆設計時，建築物宜進行抗爆治理。
2）建築物抗爆治理應優先考慮撤出建築物內人員的方案。無法實現無人值守時，應對建築物進行抗爆治理。抗爆加固的工程成本過高或抗爆加固改造後建築物難以滿足GB50016、GB50160及其他現行國家標准要求的，應考慮將建築物遷至爆炸沖擊危險等級為低級的區域。
3）對於其他抗爆能力不足的既有建築物，應根據建築物內的人員數量、建築物的重要性、建築物結構類型、爆炸沖擊波大小及建築物損壞程度等，分批進行抗爆治理。
4）當既有建築物的一部分需要抗爆加固時，應對建築物整體進行結構安全核算，核算時應考慮非抗爆部分在爆炸中破壞後對抗爆加固部分的作用和影響。
5）應根據建築物結構安全性核算結果、生產操作環節的制約、建築物的現狀及場地狀況，綜合權衡適用性、可實施性及經濟性等因素，制定全面完整的抗爆治理方案。可選擇新建抗爆建築物或對既有建築物進行抗爆加固。
6）對既有建築物進行抗爆加固時，可採用直接加固法（例如各類結構加固法、抗爆塗層法等）或間接加固法（例如增設支點加固法、抗爆庇護罩法等），加固方法的相關要求應滿足GB/T50779（最新）的規定。
7）當建築物鋼筋混凝土構件（鋼筋混凝土柱、梁、板）不滿足抗爆安全要求時，可採用各類結構加固法或間接加固法，例如增設支點加固法、加大截面加固法、外包型鋼加固法、粘貼符合材料加固法和增設剪力牆法等。
8）對既有建築物的牆體進行抗爆加固時，宜選擇抗爆塗層法。抗爆塗層法加固時，宜在建築物內側噴塗抗爆塗層，噴塗厚度應根據計算結果確定。
9）抗爆塗層動態性能應通過其他爆炸沖擊波測試的驗證（作用在抗爆塗層上的峰值反射壓力不得低於300kPa，正壓作用時間不得低於150ms），並提供爆炸沖擊波測試報告。未通過氣體爆炸沖擊測試驗證的抗爆塗層不得用於石油化工建築物的抗爆治理。
10）對於採用直接加固方法無法滿足抗爆要求的建築物，可採用抗爆庇護罩法。普通的磚混結構建築物宜採用抗爆庇護罩法進行抗爆加固。
11）對於面積較小、改造難度大的建築物，可選用模塊化的可移動式抗爆庇護設施。
12）謹慎使用在建築物與爆炸源之間增設抗爆牆的抗爆加固方法。如果確需使用該方法，應通過CFD方法詳細模擬爆炸沖擊波傳播過程，並進行專項論證。
四、已有LNG工廠中控室改造實例
華北某LNG工程於2008年建成投產，並於2010年進行技術改造，增加二期液化裝置的設計和施工，二期裝置於2012年建成投產。結合《全國安全專項整治三年行動計劃》（國務院安委【2020】3號）、二級標准化復查及安全生產經營許可證換證對控制室的相關要求，需將該LNG工廠原控制室改造為抗爆控制室。
結合安委辦3號文的要求，改造前該中控室存在的問題有（見上圖1所示平面圖）：
（1）原控制室與電容室、配電室為合並建築，未獨立設置；
（2）原控制室採用鋼結構，且朝向危險區域方向存在非防爆窗；
（3）原控制室在生產區內且牆體不是抗爆實體牆、未設置隔離前室、且門上部設有挑檐，為非防爆建築。
經過討論，改造的備選方案有：
（1）在原中控室與危險區域之間增設抗爆牆；
（2）選址重建抗爆控制室；
（3）在原址上改建抗爆控制室。
當地應急管理廳不認可增設抗爆牆的做法，故而方案1無法實施。因場內其他位置無法滿足新抗爆控制室的大小及位置要求，所以方案2也無法實施。最終僅有原址改建的方案可行。
1）將控制室與配電室分離成單獨的建築；
2）將控制室結構由鋼結構改為鋼筋混凝土結構；
3）將控制室牆體由岩棉板改為鋼筋混凝土實體牆；
4）在門口增加隔離前室；
5）將控制室門改為防爆門，未設置窗戶；
6）增加冗餘的空調、新風、消防排煙等系統。
控制室改造工期較長，需考慮在工廠正常運行的情況下進行改造。因而提前建立了臨時中控室，改造前將系統搬遷至臨時中控室（年度停機檢修時進行）；且在改造前對控制櫃及相關控制電纜做硬性防護（臨時隔離間），並安裝臨時空調以保證控制櫃處於恆溫恆濕的狀態；對涉及到的控制櫃及相關控制迴路逐個進行工藝安全性分析，確定每一個控制迴路出問題時所造成的影響及應對措施，制訂《工藝防控方案》，並在改造正式開始前對所有人員進行培訓。又通過對各系統的控制邏輯及通訊中斷對現場的影響進行分析後，制定了不停機回遷方案，保證了整個改造期間LNG工廠的正常運行。
五、結語
當前國家高度重視石化等行業的安全生產問題。本文作者結合服務過的LNG裝置控制室改造的實際案例就相關規范對LNG控制室抗爆設計的要求及對已建成的現有LNG裝置如何進行抗爆改造等進行了匯總，文中引用的案例來自於團隊真實的整改案例，考慮到各地LNG裝置實際運行的差異性，這些匯總難以面面俱到，目的在於拋磚引玉，引起行業同仁們的探討交流及重視，不當之處還請指正。