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摘要:《石油化工企業設計防火規范》的制定旨在提高石油化工企業的安全防范意識,防止因為火災而造成巨大損失,這一規范確切地說明了石油化工企業的設計,同時對相應的量化標準進行了規定。然而在實際運用時還存在一定的問題,所以加強對《石油化工企業設計防火規范》運用的研究十分必要。
關鍵詞:石油化工企業;運用;防火規范
在進行石油化工企業相關設計時,必須嚴格遵守《石油化工企業設計防火規范》(以下,簡稱:《石化規》),這一規定頒布之后經過了兩次較大的修訂,能夠在很大程度減少石油化工企業發生火災,避免人民生命財產遭受迫害。然而在實際運用過程中怎樣真正發揮出其積極作用是值得人們關注和探討的。
1相關術語的定義
1.1閃點
閃點是指規定的實驗條件下,當可燃液體或固體表面的蒸汽與空氣相結合形成混合物,遇到火源出現閃燃,這種情況下液體或固體的最低溫度。
1.2裝置區
裝置區指一個或多個獨立石油化工裝置或者聯合裝置共同組成的區域。
1.3爆炸下限
爆炸下限指那些可燃的蒸汽、氣體成分在空氣中形成的混合物,在與火源相遇后產生爆炸的最低濃度。其中可燃蒸汽、氣體的爆炸下限是其在與空氣形成的混合物中的比重。
2相關設備的火災危險性類別
2.1物質
2.1.1可燃氣體
在《石化規》中以可燃氣體與空氣混合物的爆炸下限為分類指標,把可燃氣體劃分成甲類和乙類。甲類爆炸下限<10%,乙類爆炸下限≥10%。
2.1.2液化烴及可燃液體
在《石化規》中明確規定了液化烴及可燃液體的火災危險性類別。其中液化烴呈液態并具有可燃性。在這一規定中把液化烴與其他可燃液體合到一起,對其火災危險性統一分類。蒸氣壓是判定可燃液體火災危險性最有效的指標,當蒸氣壓較高時它的火災危險性也越高。與其他可燃液體相比,液化烴的蒸氣壓相對較大,在《石化規》中通過蒸氣壓來判定它的火災危險性,同時通過液化烴這一名稱將其與其他可燃液體進行有效區分,它在火災危險性中為甲A類。液化烴之外的可燃性液體的蒸汽壓都相對較低,測量存在一定難度,因此大多國家都通過閃點來判定其火災危險性,他們的閃點越低表明火災危險性也越大。我國對可燃性液體的火災危險性予以統一分類。其中乙、丙類可燃性液體的火災危險性類別要受到操作溫度的影響。這是由于這兩類可燃性液體的操作溫度比閃點高時,它們的氣體揮發量較多,與此相應的火災危險性也就增加。
2.1.3可燃固體
《石化規》規定要根據《建筑設計防火規范》的相關標準對固體的火災危險性分類,其中依據的是《建筑設計防火規范》的分類原則。
2.2設備
《石化規》中規定對于設備的火災危險類別要根據他們的處理、存儲、輸送介質的火災危險性類別予以進行。例如把汽油及汽油泵的火災危險性類別都規定為甲B類。
3混合物的火災危險性類別
3.1物質
對于那些在石油化工企業中經常見到的而且自身的火災危險性類別已經有確切規定的物質,可以在《石化規》中有效查詢自身的火災危險性類別。例如液化丙烯為甲A類,而原油則為甲B類。
3.2混合物
石油化工企業在實際生產過程中,常常需要有明確火災危險性類別物質相結合成的混合物,例如甲、乙兩類可燃氣體等共同組成的混合物,其中各個可燃性氣體在混合物中所占的比例在不同的生產工序中是不同的,當前這些混合物的火災危險性類別在《石化規》中的相關規定仍未確切標出。
4裝置區內部道路
相關參數設置廠內道路與裝置內道路是裝置區內部道路的重要組成部分,其中獨立裝置之間、聯合裝置之間以及這兩者之間的道路為廠內道路,而獨立裝置與聯合裝置這兩者內部的道路則是裝置內道路。
4.1廠內道路
《石化規》中明確規定,應該在不同裝置或者聯合裝置之間設置環形消防車道,其路面寬度應該≥6m,路面內緣轉彎處的半徑要≥12m,而路面上凈空高度要≥5m,這些規定只有一個層次。在對這一規范進行實際運用的時候,應該按照工程經驗,裝置或者聯合裝置的火災危險性、占地面積、石油化工企業消防車輛的型號、外形尺寸等,在大于等于相關規定的前提下,對廠內道路的參數進行分層。
4.2裝置內道路
相關參數設置《石化規》把聯合裝置視為同一裝置,所以應該將聯合裝置與獨立裝置進行同等對待,明確規定對于裝置內消防道路的設置,其路面寬度應該≥4m,路面上凈空高度應該大于等于4.5m,而路面內緣轉彎處半徑應該≥6m。對于那些占地面積在10000m2到20000m2范圍內的設備及建筑物,它們周圍的環形道路寬度應該≥6m,它們自身的寬度應該≤120m,彼此之間也應該>15m。
5《石油化工企業設計防火規范》的運用及建議
要想有效運用《石化規》必須對這一規范的內容進行確切理解,并與項目特點、風險評估、模擬計算等相結合運用。
5.1混合物
對于那些由已有明確火災危險性類別的物質共同構成的混合物的火災危險性類別的判定,可以先進行相關實驗獲取有關數據,在此基礎上再進行判定。然而在石油化工企業的生產過程中,要想在實驗中獲取相關的數據具有一定的困難,所以當前在混合物的火災危險性類別判定上還需要不斷探索。對此可以有效參考《道化學公司火災、爆炸危險指數評價方法》中混合物的物質系數被明確規定的做法,如果獲取數據存在一定困難時,可依據混合物中濃度≥5%同時火災危險性等級最高的成分對混合物的火災危險性類別進行有效確定。
5.2分層次設置
裝置區道路相關參數消防、設備安裝、檢修主要通過裝置區內部道路展開。當前石油化工企業的重大火災事故時有發生,在公安部消防部門對其進行救援過程中,發現廠內道路路面應當拓寬,同時要在裝置的周圍把適當的消防作業場地留出來,因為如果沒有足夠的場地就可能會阻礙滅火救援陣地的設置以及大型消防車的工作。所以在運用《石化規》的過程中,如裝置區內存在很大火災危險或者占地面積很大的大型獨立裝置或者聯合裝置,應該以消防撲救的難度、以道路分割的設備、建筑物區塊占地面積為依據,對裝置區道路的相關參數進行分層次設置。例如不能統一把裝置區道路寬度規定為6m,而應該設置為<4、6、8、10m等多個等級。
6結語
當前能源安全已經提升到國家戰略的高度,石油在能源中占有重要地位,因此其安全性尤為重要。有效防護石油化工企業的火災對企業的生產發展與人員的生命安全都有著積極地作用。大家在遵守《石化規》的過程中,要不斷地對其進行完善和創新,只有這樣才能真正增強防火設計質量。
參考文獻
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[2]張晉峰.《石油化工企業設計防火規范》的靈活應用及建議(Ⅰ)[J].煉油技術與工程,2016(8):61-64.
(昊華工程有限公司,北京100143)
[摘要]在化工設計中《建筑設計防火規范》和《石油化工企業設計防火規范》是常用的設計規范,在設計中合理選用至關重要。本文針對如何正確使用兩種規范,提出了應從八個方面作統籌考慮的建議,以期做到合理使用規范。
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關鍵詞 ]建規;石化規:化工設計[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.35.193
1引言
《建筑設計防火規范》和《石油化工企業設計防火規范》是在化工設計中常用的設計規范,《建筑設計防火規范》(GB50016)簡稱“建規”,《石油化工企業設計防火規范》(GB50160)簡稱“石化規”。“建規”和“石化規”在設計中合理選用至關重要。
2如何正確使用兩種規范
化工設計中正確應用規范的責任重于泰山,化工企業新建、改建、擴建項目設計如何正確應用兩種規范一直以來備受關注。兩種規范使用一直以來有如下幾種說法:一是根據規范條文的嚴格程度選用規范,即哪個規范嚴格就按哪個規范設計;二是根據設計中的介質是否屬于石化企業的原料、中間產品、副產品、產品,屬于的就按“石化規”設計,不屬于的就按“建規”設計;三是相當多的時候,設計院經常按哪個規范的不嚴格就用哪個規范進行設計;四是按項目所在地用哪本規范驗收,就用哪個規范設計。到底如何正確使用兩種規范,我們需從以下幾點全面考慮。
(1)根據國家安監總管三〔2013〕76號文的第十五條要求:“具有爆炸危險性的建設項目,其防火間距應至少滿足《石油化工企業設計防火規范》(GB50160)的要求,當國家標準規范沒有明確要求時,可根據相關標準采用定量風險分析計算并確定裝置或設施之間的安全距離。”隨后在國家安監總廳管三函〔2014〕5號文中對爆炸危險性的建設項目進行定義說明,“危險化學品建設項目所涉及的物料(原料、中間產品、副產品、產品)有下列情形之一的,該建設項目應當認定為《國家安全監管總局 住房城鄉建設部關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知》(安監總管三〔2013〕76號)第十五條中的“具有爆炸危險性的建設項目”:一是爆炸品或本身具有爆炸危險性,或者在遇濕、受熱、接觸明火、受到摩擦、震動撞擊時可發生爆炸;二是在生產過程中具有爆炸危險性,包括可燃氣體、可燃液體泄漏后與空氣形成爆炸性混合物的情況”。因此具有爆炸危險性的建設項目的設計必須采用“石化規”。
(2)適用范圍。“建規”總則第1.0.2條規定:“本規范適用于下列新建、擴建和改建的建筑:廠房;倉庫;民用建筑;甲、乙、丙類液體儲罐(區);可燃、助燃氣體儲罐(區);可燃材料堆場;城市交通隧道。人民防空工程、石油和天然氣工程、石油化工工程和火力發電廠與變電站等的建筑防火設計,當有專門標準時,宜從其規定。”第1.0.3條規定:“本規范不適用于火藥、炸藥及其制品廠房(倉庫)、花炮廠房(倉庫)的建筑防火設計。”“石化規”總則第1.0.2條規定:“本規范適用于石油化工企業新建、擴建,或改建工程的防火設計。”雖然兩個規范中適用范圍劃定的很清楚,但是根據國家安監總管三〔2013〕76號文的第十五條的要求,“石化規”的適用范圍明顯比規定的范圍要大得多。只有對于不具有爆炸危險性的建設項目,根據兩個規范的適用范圍進行合理選用才是有效的。
(3)火災危險性分類。“建規”與“石化規”在火災危險性分類方面共同點是都是以物質的安全特性為主要依據進行分類的。“建規”火災危險性分類分為生產的火災危險性分類和儲存物品的火災危險性分類兩大類,并分別分為甲、乙、丙、丁、戊5類。“石化規”火災危險性分類分為甲、乙、丙3類。其中可燃氣體分為甲、乙2類,在甲、乙、丙3類中又細分為甲A、甲B、乙A、乙B、丙A、丙B六類。這里可以明顯看到“建規”火災危險性分類涉及的危險物質范圍類型廣一些,而“石化規”涉及的危險物質范圍小一些,僅限于石油化工企業常見物質范圍內,一般化工生產企業許多物質在“石化規”里是找不到分類標準的,毫無疑問,在火災危險性分類問題上一般化工生產企業應參照“建規”執行,石油化工生產企業應參照“石化規”執行。
(4)根據“安全第一,預防為主,防消結合”的安全生產方針,預防事故發生的措施是最重要的。“建規”側重的是“消”而非“防”,基本是事故發生后防止事故蔓延擴大和事故后果加重的措施(如耐火等級、防火分區、防火間距、防爆泄壓、安全疏散、消防等),主要偏重火災時怎么“保護建筑物”,幾乎沒有預防事故發生的規定。而“石化規”是綜合性的防火規范,既有“消”也有“防”,既有預防事故發生的規定(即“工藝”上怎么預防火災),也有防止事故蔓延擴大和事故后果加重的規定。
(5)“建規”只規定了建筑物(如廠房、倉庫)和構筑物(如堆場、罐區)應采取的防火措施,而對于建構筑物內的生產、儲存、輔助設備設施本身及生產工藝過程應該采取什么安全措施則基本無規定。“石化規”是綜合性的規范,既有對建構筑物的規定,又有對生產、儲存、輔助設備設施本身及生產工藝過程應該采取的安全措施的規定。“建規”僅僅是一個建筑防火規范,建設項目中涉及的許多其他防火安全問題,諸如規劃設計、平面布置、工藝設置、管道布置、倉庫管理、清污分流、環境綠化等內容在“建規”中是沒有具體要求的,但在“石化規”中卻有比較具體明確的要求,而這些內容應該或者可以作為一般化工生產企業建設過程作為安全設施設計的依據。
(6)在防火間距經過對比,除罐區外,其他方面的防火間距,“石化規”比“建規”要大得多(如:“石化規”甲類裝置間防火間距要求30m,“建規”甲類廠房間防火間距要求12m等)。“建規”規定的一個罐區的容量較小(甲、乙類5000m3,丙類25000m3),如果要儲存的物料數量超過一個罐區的規定容量,則應布置成兩個罐區,兩個罐區之間的防火間距要求很大。“石化規”在一個罐區的容量方面無規定,只規定了一個罐組的容量,而多個罐組可以布置在一起構成一個罐區,這方面“石化規”在防火間距方面低于“建規”。且“石化規”對于裝置儲罐(中間儲罐)與裝置的間距要求較低。
(7)對于規模為中、大型的企業,如果生產裝置是露天框架布置的,不管其是否屬石化、煉油、化纖企業,也不管其是否在“石化規”4.2.12條文解釋表5、表6、表7中出現,防火間距均應執行石化規,因為建規沒有規定這種露天裝置之間的間距,而且對露天框架裝置的安全疏散、消防等方面,建規也沒有規定,只能執行“石化規”。
(8)在一個企業或項目中,防火間距必須執行同一個規范,不能這個區塊執行“建規”而另一個區塊執行“石化規”。規范之間是有關聯的,是相互引用的,例如,防火間距執行“石化規”的企業,在涉及建筑物間(如倉庫之間、辦公樓等民用建筑之間、空壓機房等輔助廠房之間)的防火間距時,因“石化規”無規定或指明執行相應規范,這部分防火間距就要執行“建規”了。這種情況仍然符合一個企業在防火間距方面只能執行一個規范的原則——統一執行的是“石化規”,只不過“石化規”在建筑物防火間距方面指明引用其他規范,而未列出具體數據,我們按其他規范規定的數據要求,也是遵從“石化規”的要求。但對于“兩重點一重大(重點監管的危險化工工藝、重點監管的危險化學品和重大危險源的監管)”的建設項目應注意,根據國家安監總管三〔2013〕76號文第14條規定,至少還應滿足下列現行標準規范的要求,并以最嚴格的安全條款為準:《工業企業總平面設計規范》(GB 50187);《化工企業總圖運輸設計規范》(GB 50489);《石油化工企業設計防火規范》(GB 50160);《石油天然氣工程設計防火規范》(GB 50183);《建筑設計防火規范》(GB 50016);《石油庫設計規范》(GB 50074);《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》(GB 50493);《化工建設項目安全設計管理導則》(AQ/T 3033)。
3結論
綜上所述,根據以上幾條統籌考慮,應能很好地解決“建規”和“石化規”在化工設計中的選用問題,做到合理使用規范。
參考文獻:
上面提到過變配電室包括高壓配電室、低壓配電室、發電站、總變電所等。確定變配電室的火災危險性類別是給建筑物定性,為進行下一步設計提供重要的依據。《石油化工生產建筑設計規范》SH3017-1999(以下簡稱《油規》)附錄A中高低壓配電室、變電站火災危險性分類為丁、戊類,總變電所火災危險性分類為丙類,如何根據電氣專業提出的具體要求認定其變配電室的火災危險性類別,關鍵要看該建筑物自身的使用功能。根據《火力發電廠與變電站設計防火規范》GB50229-2006表11.1.1建(構)筑物的火災危險性分類及耐火極限(見附表1)可看出,如單一功能房間的建筑物,無論大小都可在表中對號入座確定其火災危險性類別和耐火極限。但一個建筑物內含有多個功能房間時,如何認定呢?
實例一:某單個裝置變電所,一層為電纜夾層以及配件庫等輔助用房,二層為高低壓配電室(無含油電氣設備,含四臺干式變壓器)、干式電容器室等。該變電所主角是配電室,所以查附表一高低壓配電室(無含油電氣設備)火災危險性類別為戊類,干式變壓器室、干式電容器室為丁類,有人認為即便按危險性較大的設計,此變電所火災危險性類別也只能定為丁類,認定為丁類在建筑設計上會省掉很多麻煩,這樣的圖紙我也看到過,但他忘了電纜夾層可是丙類,而且一般變電所電纜夾層上方或下方即是配電室,《建筑設計防火規范》GB50016-2006(以下簡稱《建規》)第3.1.2條1規定“火災危險性較大的生產部分占本層或防火分區面積的比例小于5%且發生火災事故時不足以蔓延到其他部位或火災危險性較大的生產部分采取了有效的防火措施,才能按火災危險性較小的部分確定”,顯然電纜夾層沒采取任何有效的防火措施,且所占防火分區面積的比例也遠遠大于5%,所以該變電所火災危險性類別應定為丙類而不是丁類。實例二:某罐區配電室,包括兩個油浸變壓器室、一個配電室含十臺配電柜(每臺配電柜油量均在60kg以下)、一個電容器室及輔助用房,帶十臺配電柜的配電室查附表一火災危險性類別為丁類,油浸變壓器室為丙類,所以電容器室無論有無可燃介質,該整體配電室應定為丙類,但事實還是有把它定為丁類的,原因也與例一類似。
從上面兩個例子可以看出變配電室火災危險性分類是經常遇到并容易混淆的。我給大家一個簡單判定的方法,如果遇到變配電室內含電纜夾層或油浸變壓器室的多功能建筑如無特殊情況或前提條件與上述例子比較相似可判定該變配電室為丙類,其他可視具體情況定為丁類或戊類。
2防火分區的劃分
防火分區的劃分在石油化工建筑設計中是常見而棘手的問題,也是非常容易混淆的問題。有的建筑只因設計人對規范的理解不到位或曲解了規范的用意而做了錯誤判定,不是采取了多余的措施造成不必要的浪費,就是考慮不夠周全,沒有滿足規范的要求。下面舉個常見的實例說明一下:某酮苯真空過濾機廠房,生產類別為甲類,底層建筑面積為1546m2,二層建筑面積為1513m2,總建筑面積合計為3059m2,建筑總高度為23.6m。本建筑物適用于《建規》,故查該規范表3.3.1(見附表2)確定其防火分區。因為二層,所以按多層廠房查表可得“廠房的耐火等級為一級時每個防火分區的最大允許建筑面積3000m2,廠房的耐火等級為二級時每個防火分區的最大允許建筑面積2000m2”。
正確的做法是把廠房的耐火等級定為一級,要么將一層與二層中間的耐火極限不小于1.5h不燃燒體的鋼筋混凝土樓板上必須設的吊裝孔在平時不生產時封閉形成兩個防火分區;要么將其中一個62m2的室內樓梯封閉在生產區和封閉樓梯間形成兩個防火分區,吊裝孔不用封閉,從樓梯間每層進入生產區的防火墻上應設甲級防火門。上述兩種做法均可滿足《建規》防火分區劃分的要求,后者對面積超限不多更經濟實惠、方便操作。但我看到過真實的錯誤做法,設計人或將每個防火分區的最大允許面積理解為每層防火的最大允許面積(按多層考慮)或認為有吊裝孔而按單層廠房考慮,但無論如何他把將該廠房的耐火等級定為二級是錯誤的,故石化綜合大檢查時該建筑沒有通過消防檢查。況且二層鋼筋混凝土樓板僅開了一個很小的吊裝孔,不足以認定為單層建筑。
3廠房或泵房在何種情況下不能設地溝或地坑
廠房或泵房能否設地溝或地坑,這個問題一直是石油化工建筑設計糾結的問題,工藝安裝或儲運等上序專業經常為了這個問題與接委托的建筑專業設計人員產生分歧,為什么有的廠房或泵房能設,有的廠房或泵房不能設,什么原因不能設等等,下面就詳細地論述一下。設地溝或地坑的目的是為了平時方便清理地面或開停工、檢修時清洗設備或泵以及排空設備、泵、管道中的殘液或進線用。那么什么樣的廠房或泵房不能設地溝或地坑,《石油化工企業設計防火規范》GB50160-2008第5.3.1條6規定“比空氣重的可燃氣體壓縮機廠房的地面不宜設地坑或地溝;廠房內應有防止可燃氣體積聚的措施”和第5.3.3條3規定“甲、乙A類液體泵房地面不宜設地坑或地溝,泵房內應有防止可燃氣體積聚的措施”。《油規》第2.4.25條規定“散發較空氣重的可燃氣體的甲、乙類壓縮機廠房,其物料管線和電纜宜架空敷設,當設地溝時,溝內應用非燃燒體材料填塞密封,溝蓋板應固定密閉,地溝應密封至本廠房外出口1m處”和第2.6.9條規定“甲、乙A類泵房的地面不應設地坑或地溝,并宜在側墻下部采取通風措施”、第2.8.9條2規定“散發較空氣重的易燃、易爆氣體的甲類廠房,應采用不發火花樓地面。地下不宜設地溝,當必須設置時,其蓋板應嚴密,并用非燃燒體材料填塞緊密填實。《建規》第3.6.6條規定“廠房內不宜設置地溝,必須設置時,其蓋板應嚴密,地溝應采取防止可燃氣體、可燃蒸汽及粉塵、纖維在地溝積聚的有效措施,且與相鄰廠房連通處應采用防火材料密封”。什么原因不能設地溝或地坑呢?其主要原因就是防止可燃氣體、可燃蒸汽及粉塵、纖維在地溝或地坑中積聚,避免爆炸危險。
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