深度:面向具有火灾、爆炸危险性装置的控制室机柜间,到底应该怎么整改?


 

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2020年4月1日,国务院安全生产委员会发布3号文《全国安全生产专项整治三年行动计划》,开始了对全国各个行业的安全生产专项整治行动,其中的附件三《危险化学品安全专项整治三年行动实施方案》成了全国石油化工企业关注的重点,附件三的内容对化工企业的安全生产和改造提出了新的要求,尤其是其中关于控制室的抗爆强制要求,最近成了化工圈里热议的话题,今天我们就来盘点一下关于控制室的抗爆问题。
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控制室的抗爆问题主要集中在以下几个方面:
(1)到底哪些控制室应该进行抗爆设计;
(2)已建成的控制室抗爆改造到底该怎么进行;
 
再没有对上述几个问题进行探讨之前,先来明确几个概念:防火,防爆和抗爆。

防火:防止火的产生和防止被火影响和波及,其主要的控制设计措施就是防火间距。
 
防爆:防止可燃性气体爆炸以及防止电气设备产生火花引燃爆炸性气体,防爆的控制措施就是爆炸性危险分区和防爆设备选用。
 
抗爆:抵御附近爆炸产生的冲击波或者将爆炸对目标建筑物的破坏限制在一定程度范围内。抗爆设计的重点就是对所保护的目标建筑物按照附近爆炸源的冲击波能量、距离等参数,结合目标建筑物的保护程度要求而进行的一个综合设计计算。
由于本篇文章主要讨论抗爆问题,所以对于标准规范中关于建筑物的平面布置防火间距要求,以及防爆要求等,将不再赘述。下面我们开始按照顺序依次来进行探讨:
 
到底哪些控制室应该进行抗爆设计?

 

我们先来看标准规范怎么说:

 

(1)《SH/T 3006-2012 石油化工控制室设计规范》

 

4.4.1 对于有爆炸危险的石油化工装置,控制室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析结果设计;
 
5.9 对于有爆炸危险的石油化工装置,中心控制室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析结果设计。
 
7.8 对于有爆炸危险的石油化工装置,现场机柜室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析结果设计;
 
(2)《HG/T 20508-2014 控制室设计规范》
 
3.4.1 对于有爆炸危险的化工工厂,中心控制室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析结果设计;
 
3.4.2 对于有爆炸危险的化工装置,控制室、现场控制室应采用抗爆结构设计;
 
4.0.7 对于有爆炸危险的化工装置,现场机柜室应采用抗爆结构设计;
 
(3)《GB 50160-2018 石油化工企业设计防火标准》
 
5.7.1A 中央控制室应根据爆炸风险评估确定是否需要抗爆设计。布置在装置区的控制室、有人值守的机柜间宜进行抗爆设计,抗爆设计应按现行国家标准《GB 50779 石油化工控制室抗爆设计规范》的规定执行;
 
(4)安监总管三〔2017〕121号 《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准》官方解读“十三、控制室或机柜间面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧不满足国家标准关于防火防爆的要求。
 
(一)其面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧的安全防护距离应符合《石油化工设计防火规范》(GB50160-2018)表4.2.12等标准规范条款提出的防火间距要求,且控制室、机柜间的建筑、结构满足《石油化工控制室设计规范》(SH/T3006-2012)第4.4.1条等提出的抗爆强度要求;
 
(5)安委办〔2020〕3号 国务院安委会办公室关于印发《全国安全生产专项整治三年行动计划》的通知
 
涉及爆炸危险性化学品的生产装置控制室、交接班室不得布置在装置区内,已建成投用的必须于2020年底前完成整改;
 
涉及甲乙类火灾危险性的生产装置控制室、交接班室原则上不得布置在装置区,确需布置的应满足《GB 50160-2018 石油化工企业设计防火标准》的相关要求,需要抗爆改造的应按照《GB 50779 石油化工控制室抗爆设计规范》实施抗爆设计、建设和加固;

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综上所述,我们按照最严格的条款来梳理的话,那么结论如下:
 
(1)涉及爆炸危险性化学品的生产装置控制室、交接班室不得布置在装置区内,已建成的必须搬迁(强制条款必须执行,抗爆加固也不行);
 
(2)中央控制室应进行爆炸风险评估,根据评估结果来确定是否进行抗爆设计;
 
(3)布置在装置区的控制室、有人值守的机柜间宜进行抗爆设计(详细分析参考 GB 50160 第5.7.1A条文解释);
 
(4)布置在装置区的无人值守的机柜间应进行抗爆设计(参考HG-T 20508-2014 控制室设计规范 第4.0.7条的条文解释);
 

 

有圈友不知道该怎么区分爆炸危险性化学品,按照应急管理部在2020年8月份官方回复给出了答案:即爆炸危险性化学品是指《危险化学品目录(2015版)实施指南(试行)》中,《危险化学品分类信息表》里面“危险性类别”为“爆炸物”的危险化学品。

 

 

通过上述内容,我们基本上确定了需要进行抗爆设计的建筑物的适用范围,那么在新项目的设计过程中,只需要按照上述要求对建筑物进行抗爆设计即可,目前建筑物的抗爆设计规范主要比较单一,主要就是《GB 50779-2012 石油化工控制室抗爆设计规范》,且该标准已于2020年完成了报批稿,最新版本GB/T50779-2022《石油化工建筑物抗爆设计标准》将于2022年12月1日起实施(原国家标准《石油化工控制室抗爆设计规范》(GB50779-2012)同时废止)。还有两个标准可以作为抗爆设计的参考,即《GB 50089-2018 民用爆炸物品工程设计安全标准》和《GB 50367-2013 混凝土结构加固设计规范》。     

 

不过真正困扰我们的,不是新项目的抗爆设计,而是已建成投用的控制室到底该怎么按照标准条文进行改造,这不仅关系到标准实施的技术性问题,更是牵涉到数以万计的化工企业的安全隐患问题。

 

已建成的控制室建筑物到底该怎么进行抗爆改造?

 

按照安委办3号文的要求:“需要抗爆改造的应按照《GB 50779 石油化工控制室抗爆设计规范》实施抗爆设计、建设和加固”,那么我们先来分析一下GB 50779对控制室的抗爆设计是怎么规定的,只有明确了这些要求后,我们才能进一步判断我们的建筑物抗爆设计改造的可行性。

 

我们依然拿现行有效版本GB 50779-2012来进行说明,其内容中关于建筑物的抗爆设计必须满足以下几点:

 

(1)抗爆控制室宜布置在工艺装置的一侧,四周不应同时布置甲、乙类装置;

 

(2)抗爆控制室应独立设置,不得与非抗爆建筑物合并建造;

 

(3)抗爆控制室建筑平面宜为矩形,层数宜为一层;

 

(4)抗爆控制室宜采用现浇钢筋混凝土结构;

 

(5)建筑物外墙不应设置雨篷、挑檐等附属结构;

 

(6)建筑物不得设置变形缝;

 

(7)面向甲、乙类工艺装置的外墙应采用抗爆实体墙。

 

(8)在人员通道外门的室内侧,应设置隔离前室;

 

(9)建筑门窗应采用抗爆防护门和抗爆防护窗(外门和外窗);

 

(10)建筑物的结构设计和基础设计应满足抗爆计算要求;

 

举个实例,由韩国GS公司设计的国内某公司中央控制室采用抗爆结构,基本完全满足上述10条标准,其采用的是300mm厚的钢筋混凝土实体墙(标准要求≥250mm)现场照片如下:

 

 

 上面只是摘选出的十个要点,不是全部。我们来分析一下,如果我们厂区的建筑物不满足上述的第(1)(2)(3)(4)(6)(7)(10)条的话,那么基本上没有改造的可行性,那么是不是意味着只能拆了重建呢?虽然3号文要求是按照GB 50779来实施抗爆设计、建设和加固,那么很显然改造后的建筑必须得至少符合上述10条规定。另外GB 50779只是一个关于抗爆设计的标准,且该标准只适用于新建有抗爆要求的石油化工控制室的抗爆设计,对于已有建筑物的抗爆改造或者加固,标准中没有提及。所以即使简单的加固,我们也无标准可依。

 

GB/T50779-2022《石油化工建筑物抗爆设计标准》的报批稿已经出来了,但是在没有正式发布及实施的情况下,为了严谨,本文依然以现行的2012版为基础,待发布后,可能会再继续修改该文章。

 

针对上面提出的问题,如果无法改造成满足GB 50779的各项规定的话,是不是只能拆了重建呢?显然不太现实,标准的制定不仅要考虑标准制定的科学性,更应该考虑现实的可行性。那么现实中有没有一种彼此都能接受的方案呢,这个我们只能在实践中寻找案例了。

 

我们以业界标杆中石化为例,中石化安全监管部在2020年6月份下发了一个41号文《中国石化既有建筑物抗爆治理指导意见》,中石化的改造原则是:“分批治理,经济可行”,即中石化也不可能一下子全部彻底整改,并且必须控制改造费用,按最经济的方式实施。另外,中石化的具体改造策略是分三步走的,第一步就是撤出建筑物内的人员,将有人值守变成无人值守,保证本质安全。第二步,确需有人值守的建筑物,进行抗爆治理(具体怎么治理,文章有详细说明),第三步,如果治理也无法满足要求的,将该建筑物拆除,异地迁建。
 
中石化41号文发布后,实际有没有运用呢,目前我从网上查到的资料得知,在2020年下半年初,南京金陵石化在青岛安工院的技术支持下,采用新技术、新材料,合力攻关,并以金陵石化炼油厂的两个装置控制室进行了试验改造,具体改造方案就是依靠安工院研发的抗爆涂层材料和抗爆板,改造后的建筑物抗爆能力有显著提升。2020年9月,由国务院安委办牵头并邀请了包括江苏省应急管理厅在内的十家单位的专家对南京金陵石化的控制室抗爆改造进行了现场考察并做了一个技术鉴定,鉴定结果是:“该技术为国内化工企业安全距离不足的控制室、外操室、机柜间等重要建筑物的抗爆能力提升改造提供了一种新的解决方案,可为《全国安全生产专项整治三年行动计划》提供技术支撑,并建议在石化行业内大力推广应用。”                  
 
上面一段文字,摘抄自官方网站。如果该技术能确实经得起考验的话,那么不失为广大石油化工企业可以借鉴的一个案例。
 
最后,想说的是既有建筑物的抗爆改造的前提必须先进行爆炸风险评估,遗憾的是爆炸风险评估缺乏必要的标准支撑和统一的判定标准,目前处于各自为战的状态,且三年行动计划的出台,并没有提出一个在标准更替的空窗期的可行性方案,中石化方案的出台虽然内容详实,但毕竟属于企业标准,先天不足,不具有权威性。还是期盼GB 50779新标准的尽快落地,以及官方能出台一个针对危化品三年行动计划的释义解读!为广大石油化工企业的隐患整改提供一个明确的方向和道路!

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