氯化苦廠房的防爆設(shè)計探討

蒲云香陳華明 大連大化工程設(shè)計有限公司 大連 116031

氯化苦廠房的防爆設(shè)計探討

蒲云香＊陳華明 大連大化工程設(shè)計有限公司 大連 116031

簡要闡述氯化苦廠房的平面布置,并探討防爆設(shè)計的有關(guān)問題。

氯化苦 廠房 防爆 設(shè)計

為響應(yīng)中央提出的振興東北老工業(yè)基地的戰(zhàn)略決策,遼寧省政府為落實國家 “東北老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略”提出的遼寧省的“五點一線”發(fā)展戰(zhàn)略,符合大連市政府提出的建設(shè) “一個中心,四個基地”的總體目標(biāo),包括年產(chǎn) 7kt氯化苦裝置的大連染化集團將整體搬遷至大連松木島化工園區(qū)。

1 氯化苦

1.1 特性

氯化苦為無色或微黃色油狀液體,有催淚性。不溶于水,溶于乙醇、苯等多數(shù)有機溶劑。其蒸氣沿地面擴散,有毒。遇發(fā)煙硫酸可分解產(chǎn)生光氣,屬高毒類。蒸氣強烈刺激眼和肺,具有全身毒作用,損害中、小支氣管,導(dǎo)致中毒性肺炎和肺水腫。氯化苦急性中毒:出現(xiàn)眼與咽喉部刺激癥狀,有頭痛、惡心、嘔吐、腹痛、呼吸困難、心悸、氣促、胸部緊束感等,嚴(yán)重者發(fā)生肺水腫,其肺水腫的發(fā)生較光氣快,往往由肺水腫而致死。

1.2 用途

氯化苦主要用途:

(1)用于除蟲、殺菌、滅鼠,是糧食的熏蒸劑。

(2)用于木材、藥材防腐,還可用于房屋、船舶和種籽消毒。

(3)國外用于土壤的熏蒸、殺菌、滅蟲,以提高糧食作物的產(chǎn)量,也可用于合成染料和藥物的原料。

1.3 生產(chǎn)過程

生產(chǎn)過程是以氫氧化鈉、氯氣、硝基甲烷為原料,經(jīng)氯化、水洗、蒸餾精制等工藝過程制得氯化苦成品。

2 廠房的防爆設(shè)計

2.1 火災(zāi)危險性分類

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016-2006(以下簡稱《建規(guī)》)中關(guān)于廠房生產(chǎn)火災(zāi)危險性分類規(guī)定,由于氯化苦的主要生產(chǎn)原料為硝基甲烷,屬高毒類,所以將氯化苦廠房的生產(chǎn)火災(zāi)危險性分類為甲類。

2.2 平面布置

根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,氯化苦廠房分為生產(chǎn)裝置區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū),它包括配電室、操作室、辦公室、衛(wèi)生間等,廠房共四層。根據(jù)《建規(guī)》中 3.3.8條的規(guī)定 “辦公室、休息室等不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房內(nèi),當(dāng)必須與本廠房貼鄰建造時,其耐火等級不應(yīng)低于二級,并應(yīng)采用耐火極限不低于 3.0h的不燃燒體防爆墻隔開和設(shè)置獨立的安全出口”,故在甲類生產(chǎn)裝置區(qū)和生產(chǎn)輔助部分之間設(shè)置 250mm厚鋼筋混凝土防爆墻,且廠房的承重結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),平面布置見圖1。

圖1 平面布置圖

2.3 廠房耐火等級

由于氯化苦廠房的生產(chǎn)火災(zāi)危險性分類為甲類,故根據(jù)《建規(guī)》3.3.1條中,關(guān)于廠房耐火等級的規(guī)定以及廠房的大小、層數(shù)、高度,確定廠房的耐火等級為二級,廠房采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),墻體采用粉煤灰磚,可以滿足二級耐火等級對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的要求。

2.4 防火分區(qū)的劃分

廠房內(nèi)設(shè)置封閉樓梯間,使廠房的每層為獨立的防火分區(qū),各層的面積為 594m2均小于2000m2,滿足《建規(guī)》要求,生產(chǎn)輔助區(qū)為單獨的防火分區(qū)。

2.5 安全出口

按照《建規(guī)》3.7.2條中 “廠房的每個防火分區(qū)、一個防火分區(qū)的每個樓層,其安全出口的數(shù)量應(yīng)經(jīng)計算確定,且不應(yīng)少于 2個”的規(guī)定,由于廠房的甲類生產(chǎn)裝置區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū)各是四層,且各為一個防火分區(qū),故每個防火分區(qū)安全出口的數(shù)量為兩個。

2.6 樓梯間

廠房設(shè)置兩個封閉樓梯間和一個室外樓梯,樓梯間的位置見圖 1。

《建規(guī)》3.7.4條所規(guī)定,在生產(chǎn)火災(zāi)危險性為甲類的多層廠房任意位置距疏散出口的距離均小于 25m,以保證安全疏散。1#樓梯主要服務(wù)于廠房;2#樓梯主要服務(wù)于生產(chǎn)輔助部分,同時兼顧廠房的疏散;室外樓梯主要服務(wù)于生產(chǎn)輔助區(qū)。兩個封閉樓梯間通過樓梯與廠房的入口處相連,并在入口處設(shè)置防爆門斗,防爆門斗采用耐火極限為 3.5h以上的鋼筋混凝土墻體;與廠房相通的門為能自行關(guān)閉的甲級防爆門,這樣可避免爆炸時強大的爆炸力直接進入樓梯間,保證人員能迅速從封閉樓梯間安全疏散。

3 廠房的泄壓面積

《建規(guī)》中 3.6.2條規(guī)定 “有爆炸危險的甲、乙類廠房應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施”,故氯化苦廠房需采取泄壓措施。泄壓面積宜按下式計算:

A=10CV2/3

式中,A為泄壓面積,m2;V為廠房的容積,m3;C為廠房容積為 1000 m3時的泄壓比。

廠房的生產(chǎn)裝置區(qū)根據(jù)廠房內(nèi)的實際情況分為三個部分:①一層層高為 5.7m,南側(cè)和東側(cè)為敞開式,北側(cè)設(shè)置墻體,故不需要按規(guī)范的公式計算其泄壓面積;②二層與三層相通為一個計算單元,層高 7.8m為封閉式,在北、東、南側(cè)設(shè)置塑鋼平開窗 (玻璃為夾絲玻璃);③四層層高7.5m為封閉式,北、東、南側(cè)設(shè)置塑鋼平開窗(玻璃為夾絲玻璃),在頂層設(shè)置天窗以增加泄壓面積。由于每層的生產(chǎn)裝置的布置靠近北側(cè),故在滿足泄壓面積的情況下,盡量在北側(cè)設(shè)置窗戶。

第二層、第三層和第四層的泄壓面積計算如下:

(1)查《建規(guī)》表 3.6.3得:

C=0.110

(2)計算廠房的長徑比:

33×(18+7.8)×2/(18×7.8×4)=3.0

故滿足廠房的長徑比小于等于 3的要求。

(3)計算廠房的容積:

V第二層、第三層=18×7.8×33=4633.2 m3

V第四層=18×7.5×33=4455 m3

(4)計算廠房的泄壓面積:

A(計第二層、第三層)=10 ×0.110 ×4633.22/3=305.7 m2

A(計第四層)=10 ×0.110 ×44552/3=297.82 m2

廠 房 實 際 泄 壓 面 積: A(實第二層、第三層)為310.64m2、A(實第四層)為 303.20m2, 計算后生產(chǎn)裝置區(qū)的泄壓面積均滿足《建規(guī)》的要求。

4 鋼平臺和鋼梯

《建規(guī)》中 3.6.6條規(guī)定 “散發(fā)較空氣重的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房,應(yīng)采用不發(fā)火花的地面”。由于硝基甲烷氣體比空氣重,故樓面采用不發(fā)火花的面層;廠房內(nèi)為了工藝生產(chǎn)的要求需設(shè)置鋼平臺,但在生產(chǎn)中生產(chǎn)工具與鋼平臺碰撞極易產(chǎn)生火花形成危險源,故在鋼平臺和鋼梯上鋪橡膠板,這樣可以防止廠房內(nèi)產(chǎn)生危險源,保證安全。

5 結(jié)語

綜上所述對有爆炸危險的廠房等建筑物,在設(shè)計時必須嚴(yán)格按照國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,首先找到發(fā)生爆炸事故的根源,然后采取必要的安全措施,以便在一旦發(fā)生爆炸事故時能最大限度地減輕危害和損失。

1 GB 50016-2006,建筑設(shè)計防火規(guī)范 [S].

2 GB 50045-95(2005年版),高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].

3 王學(xué)謙,劉萬臣.建筑設(shè)計防火設(shè)計手冊 [M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.

(修改回稿 2010-07-16)

＊蒲云香:工程師。2001年畢業(yè)于大連大學(xué)土木工程專業(yè)。一直從事建筑設(shè)計。聯(lián)系電話:(0411)62612288-8332。