論氣化裝置廠房封閉的必要性和采取的安全措施

摘 要：作者根據(jù)親身參與過的多個(gè)氣化裝置廠房設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，簡要論述氣化裝置廠房封閉的必要性和采取的安全措施。

關(guān)鍵詞：氣化裝置；封閉；安全措施

1 概述

作者根據(jù)親身參與過的多個(gè)氣化裝置廠房設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，簡要論述氣化裝置廠房封閉的必要性和采取的安全措施。

《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50160-2008第5.2.8條規(guī)定“設(shè)備宜露天或半露天布置……受工藝特點(diǎn)或自然條件限制的設(shè)備，可布置在建筑物內(nèi)”。

如：某項(xiàng)目氣化裝置除渣水處理工段的設(shè)備沉降槽和灰水槽布置在室外，其余的工藝裝置均為全封閉的廠房結(jié)構(gòu)，作者認(rèn)為這種設(shè)計(jì)方案是有一定的必要性的，并且從安全角度來講，也是可行的。

2 采用封閉式廠房的必要性

（1）部分氣化裝置采用水煤漿氣化裝置，由于水煤漿氣化裝置生產(chǎn)具有一定的特殊性，由于受氣化爐耐火磚、工藝燒嘴和部分減壓角閥的連續(xù)運(yùn)行周期的限制，單系列氣化裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為30～45天左右，因此整個(gè)氣化裝置共有3個(gè)系列的氣化單元，（2開1備，還有一個(gè)預(yù)留系列），氣化爐開停車的頻率是很高的，即使在生產(chǎn)穩(wěn)定后，每15～20天左右就會(huì)有一套氣化單元開/停車。氣化裝置的工藝管線和設(shè)備中帶有固體顆粒或垢片，為防止堵塞，每次停車時(shí)需要用水將設(shè)備和管道沖洗干凈，并將剩余的存水排凈，因此裝置的樓層和地面上難免會(huì)有積水。如：鄂爾多斯地區(qū)近年的月平均最低氣溫值為-34.5℃，最冷月平均氣溫（一月）：-11.4℃，屬于寒冷地區(qū)，此種情況在冬季若不設(shè)置全封閉采暖廠房，勢必會(huì)導(dǎo)致設(shè)備、管道和廠房地面結(jié)冰，無法即時(shí)完成設(shè)備和管道的沖洗，影響工藝裝置的正常生產(chǎn)和倒?fàn)t，從而降低整個(gè)氣化裝置的操作彈性和全廠的生產(chǎn)連續(xù)性、穩(wěn)定性。

（2）若某項(xiàng)目建設(shè)地處于半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，全年有風(fēng)的時(shí)間多，氣化裝置的生產(chǎn)物料中有粒煤和水煤漿，廠區(qū)環(huán)境較差，采用封閉式廠房，有利于改善裝置區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境；氣化框架的廠房高度較高，當(dāng)風(fēng)速較大，敞開式廠房是難以確保在高層廠房上的檢維修人員的人身安全，所以采用封閉式的廠房還是很有必要的。

3 針對(duì)封閉式廠房采取的安全措施

（1）由于氣化爐等設(shè)備內(nèi)有氫氣和一氧化碳等危險(xiǎn)介質(zhì)，對(duì)于采用封閉式廠房的氣化框架工段和渣水處理工段，生產(chǎn)類別為甲類，整個(gè)廠房都屬于防爆區(qū)（二級(jí)釋放源），廠房內(nèi)的用電設(shè)備和儀表均按規(guī)范要求，選用防爆型、隔爆或本安型產(chǎn)品，其中用電設(shè)備的防爆等級(jí)為dⅡCT1。

（2）對(duì)屬于甲類廠房的氣化框架工段和渣水處理工段，生產(chǎn)類別為甲類，防爆等級(jí)為dIICT1；事故狀態(tài)下，裝置內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氫氣、硫化氫、一氧化碳?xì)怏w。

（3）建筑物防火設(shè)計(jì)：現(xiàn)以某項(xiàng)目為例，對(duì)耐火等級(jí)、防火分區(qū)、建筑防爆措施、建筑泄爆面積計(jì)算等做一詳細(xì)論述，某項(xiàng)目氣化裝置廠房分為兩個(gè)工段：氣化框架和渣水處理，論述如下：

耐火等級(jí)確定：考慮到氣化框架和渣水處理這兩個(gè)工段火災(zāi)危險(xiǎn)性均為甲類，兩工段的耐火等級(jí)均按一級(jí)耐火等級(jí)設(shè)計(jì)。建筑物各部構(gòu)件均按一級(jí)耐火等級(jí)進(jìn)行防護(hù)，建筑主體鋼構(gòu)件均刷滿足一級(jí)耐火極限的防火涂料進(jìn)行保護(hù)。

防火分區(qū)劃分：a.氣化框架建筑內(nèi)有兩個(gè)工段——?dú)饣蚣芎图貜S房，生產(chǎn)類別分別為甲類和戊類。氣化部分1層和2層間因有連通兩層的孔洞，合為1個(gè)防火分區(qū)，面積為2600m2，滿足《建規(guī)》第3.3.1條“甲類一級(jí)多層廠房一個(gè)防火分區(qū)3000m2”的規(guī)定。3、4、5、6、7、8、9、10層各為1個(gè)防火分區(qū)，每層面積最大為1200m2；均滿足《建規(guī)》第3.3.1條“甲類一級(jí)多層廠房一個(gè)防火分區(qū)3000m2”的規(guī)定。集渣池廠房位于建筑物的西側(cè)，為單層鋼結(jié)構(gòu)。整個(gè)建筑被分為1個(gè)防火分區(qū)，建筑面積為288m2；滿足《建規(guī)》第3.3.1條“戊類單層廠房每個(gè)防火分區(qū)面積不限”的規(guī)定。b.渣水處理有兩個(gè)工段——渣水處理1區(qū)和渣水處理2區(qū)，生產(chǎn)類別分別為戊類和甲類。渣水處理1區(qū)為雙層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1層和2層間因有吊裝孔洞，合為1個(gè)防火分區(qū)，面積為1300m2；滿足《建規(guī)》第3.3.1條“戊類多層廠房每個(gè)防火分區(qū)面積不限”的規(guī)定。渣水處理2區(qū)為一個(gè)甲類建筑物，1層建筑面積為1800m2，2～6層各為1個(gè)防火分區(qū)，每層建筑面積為1400m2，均滿足《建規(guī)》第3.3.1條“甲類一級(jí)多層廠房一個(gè)防火分區(qū)3000m2”的規(guī)定。

（4）建筑防爆措施：氣化框架和渣水處理的生產(chǎn)類別為甲類的部分，其樓地面均采用不發(fā)火花樓地面，避免火花的產(chǎn)生，從而避免爆炸發(fā)生，滿足《建規(guī)》第3.6.6項(xiàng)要求。

（5）建筑泄爆面積計(jì)算：廠房內(nèi)有氫氣、一氧化碳?xì)怏w等易燃易爆氣體存在。本項(xiàng)目中按防護(hù)等級(jí)最高的氫氣取泄壓比C值-0.25，以確保廠房的泄爆設(shè)計(jì)滿足最不利狀態(tài)的泄爆要求。具體計(jì)算如下：

氣化框架：大部分外墻體和部分屋面采用巖棉夾芯彩鋼板圍

護(hù)，其重量不大于60kg/m2，巖棉夾芯彩鋼板與墻梁之間采用泄爆螺栓固定，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，為了不使夾芯彩鋼板亂飛，在巖棉夾芯彩鋼板與墻梁之間采用索引絞索控制，形成綜合的泄壓體系。每個(gè)建筑長徑比均不超過3。經(jīng)計(jì)算，兩建筑物泄壓面積均滿足《建規(guī)》第3.6.3、3.6.4條規(guī)定。

渣水處理：渣水處理廠房2區(qū)外墻盡量加大開窗面積，作為泄壓構(gòu)造。廠房2區(qū)被分為67.4m和18m兩個(gè)計(jì)算段，其長徑比均不超過3的計(jì)算段。

經(jīng)計(jì)算，各段泄壓面積均滿足《建規(guī)》第3.6.3、3.6.4條規(guī)定。

（6）氣化框架廠房主框架部分按照甲類一級(jí)多層建筑采取安全措施。經(jīng)采用防火墻和設(shè)置防火分隔水幕帶，使甲類一級(jí)多層建筑一個(gè)防火分區(qū)的面積滿足《建規(guī)》第3.3.1條的要求。防火分隔水幕帶的設(shè)置，符合《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50084-2001（2005年版）的有關(guān)規(guī)定。

4 結(jié)束語

基于上面所論述的“氣化裝置廠房封閉的必要性和采取的安全措施”，以及幾個(gè)已經(jīng)投產(chǎn)的項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況，可以認(rèn)為：在采用了必要的安全措施的前提下，在西北和東北的寒冷地區(qū)，采用封閉式廠房的水煤漿氣化裝置，其安全性是能夠得到保證的，這種設(shè)備布置方式是符合《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求；所采取相應(yīng)的措施，滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的相關(guān)要求，能夠保障整個(gè)裝置安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

綜上所述，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行氣化裝置廠房設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及業(yè)主統(tǒng)一規(guī)定的要求，在滿足國家現(xiàn)行規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等的前提下，結(jié)合主導(dǎo)專業(yè)的布置，從平面布置、防火分區(qū)、疏散、建筑泄爆等方面進(jìn)行充分考慮，做出布置合理、經(jīng)濟(jì)適用的氣化裝置廠房。

參考文獻(xiàn)

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[3]GB 50084-2001.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國計(jì)劃出版社，2005.