關(guān)于對金屬冶煉建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計編寫的思考

李四梅，劉 麗

(昆明有色冶金設(shè)計研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第二十八條明確規(guī)定生產(chǎn)經(jīng)營單位新建、改建、擴建工程項目(以下統(tǒng)稱建設(shè)項目)的安全設(shè)施，必須與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用，安全設(shè)施投資應(yīng)當(dāng)納入建設(shè)項目概算。《建設(shè)項目安全設(shè)施“三同時”監(jiān)督管理辦法》第十條規(guī)定生產(chǎn)經(jīng)營單位在建設(shè)項目初步設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的初步設(shè)計單位對建設(shè)項目安全設(shè)施同時進行設(shè)計，編制安全設(shè)施設(shè)計?？梢?，安全設(shè)施設(shè)計是建設(shè)項目“三同時”重要組成部分，是建設(shè)項目順利實施的保證。該文以作者近幾年工作中接觸的項目為例，對金屬冶煉項目安全設(shè)施設(shè)計編寫中幾個需要注意的問題進行總結(jié)和思考。

1 前期準備工作

1.1 項目背景分析

項目背景主要包括建設(shè)項目的性質(zhì)、規(guī)模、工藝流程、產(chǎn)品方案、選址、總平面布置、項目配套、公輔設(shè)施以及項目投資和技術(shù)經(jīng)濟指標等。對于項目背景的分析，以下三個方面值得關(guān)注。

1)建設(shè)項目的性質(zhì)是改建或擴建的項目，需要單獨分析建設(shè)項目對原有設(shè)備設(shè)施的利用情況和原有設(shè)備設(shè)施對建設(shè)項目的滿足(符合)程度以及新增設(shè)備設(shè)施平面布設(shè)的安全距離是否滿足相關(guān)標準。

2)建設(shè)規(guī)模除了說明原料的年處理量(或產(chǎn)物的生產(chǎn)量)，還要說明生產(chǎn)產(chǎn)品的執(zhí)行標準以及原料的來源，特別是對于進口原料，要對其毒性、腐蝕性、放射性等做出詳細說明并進行存儲、使用過程的安全設(shè)施設(shè)計。

3)建設(shè)項目選址需要相應(yīng)的地勘報告作為補充，并符合《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》和《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》的要求?？偲矫娌贾茫孩偈侵攸c說明項目與周邊環(huán)境的相互影響情況，列出安全距離符合性檢查對照表，標明安全衛(wèi)生防護距離、防火間距、風(fēng)向以及常駐人口數(shù)；②是項目建構(gòu)筑物、消防通道、設(shè)備設(shè)施之間的安全距離是否滿足相關(guān)規(guī)范要求。

除此之外，對整個工藝流程和設(shè)備工作原理的掌握、生產(chǎn)設(shè)備性能的了解、市場前景的預(yù)測和政策走向的把控也是十分重要的。

1.2 設(shè)計依據(jù)的標準和規(guī)范

安全設(shè)施設(shè)計的編制依據(jù)主要包括4部分內(nèi)容：①建設(shè)項目的批準文件和相關(guān)合法性證明，如投資備案證、項目批復(fù)、審查意見等；②項目建議書、設(shè)計任務(wù)書、可行性研究報告、地勘報告等；③國家和地方有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)、部門規(guī)章以及行業(yè)的相關(guān)標準和規(guī)范；④建設(shè)項目的安全預(yù)評價報告。

根據(jù)建設(shè)項目的性質(zhì)、類別和特點，歸納收集項目涉及的法律法規(guī)、標準和規(guī)范。同時，判斷標準和規(guī)范的時效性、適用性和可靠性，參照最新版本的規(guī)范進行安全設(shè)施設(shè)計，且優(yōu)先參照使用行業(yè)標準。

近年來，國家、行業(yè)標準更新替換較為頻繁，及時掌握最新標準動態(tài)對我們提高安全設(shè)施設(shè)計的質(zhì)量是必不可少的。對于金屬冶煉項目而言，常用的《中華人民共和國消防法》(主席令第二十九號，第二次修訂，2019年4月23日實施)、《冶金企業(yè)和有色金屬企業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)定》(安監(jiān)總局91號令)、GB 18218—2018《危險化學(xué)品重大危險源辨識》、《金屬冶煉企業(yè)禁止使用的設(shè)備及工藝目錄(第一批)》(安監(jiān)總管四〔2017〕142號)、《工貿(mào)行業(yè)重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標準(2017版)》(安監(jiān)總管四〔2017〕129號)、GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火標準(2018版)》、GB/T 8196—2018《機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設(shè)計與制造一般要求》、GB/T50046—2018《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計標準》等文件和標準都已更新并實施。

1.3 專業(yè)配合

金屬冶煉建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計專篇的編制需要多個專業(yè)的配合，除了主體工藝專業(yè)，還需要總圖專業(yè)、土建專業(yè)、給排水專業(yè)、電氣專業(yè)、暖通專業(yè)、熱工儀表專業(yè)、收塵專業(yè)、機修專業(yè)、環(huán)保專業(yè)以及技經(jīng)概算專業(yè)等多個專業(yè)的參與。

安全設(shè)施設(shè)計編制過程中，堅持“工藝專業(yè)主編，輔助專業(yè)支撐，項目總師協(xié)調(diào)”的原則，不應(yīng)單依靠一個專業(yè)就完成整個專篇的編制工作。對建設(shè)項目中涉及到的某一具體專業(yè)的潛在危險因素和重大危險源，應(yīng)由該專業(yè)人員提出防范措施，并進行安全設(shè)施設(shè)計。

2 安全設(shè)施設(shè)計編寫重點

2.1 危險源、危險場所及設(shè)備設(shè)施危險辨識

根據(jù)GB 18218—2018《危險化學(xué)品目錄(2015版)》《危險化學(xué)品重大危險源辨識》對項目中涉及到的危險化學(xué)品的實際貯存量和相對臨界量進行危險源辨識，判斷項目中所涉及的危險化學(xué)品的數(shù)量是否構(gòu)成重大危險源。注意區(qū)分生產(chǎn)(儲存)單元中的危險化學(xué)品是單一品種還是多品種。若危險化學(xué)品實際數(shù)量已超過相應(yīng)的臨界量，還需進一步進行重大危險源分級指標的計算，從而確定重大危險源級別。

對危險場所和設(shè)備設(shè)施危險辨識需要對整個生產(chǎn)工藝流程充分的掌握，按照工藝流程開展系統(tǒng)性辨識，這是編寫安全設(shè)施設(shè)計的關(guān)鍵所在，包括投入和產(chǎn)出物料的分析、燃料的性質(zhì)、三廢的處理、每一道工序之間的銜接、設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理等。參照《工貿(mào)行業(yè)重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標準(2017版)》(安監(jiān)總管四〔2017〕129號)，通過對整個工藝流程的掌握，進一步辨識項目中存在的危險設(shè)備、危險場所和由此引起的安全事故隱患。

同時，列表說明重點危險場所和設(shè)備設(shè)施的位置以及與其他設(shè)施的安全距離和采取的相應(yīng)安全防護措施，并對重大危險源、重點危險場所及設(shè)備設(shè)施采取檢測與監(jiān)控措施，對其進行重點防范和監(jiān)控。

2.2 安全設(shè)施設(shè)計采取的防范措施

安全設(shè)施設(shè)計采取的防范措施是整個專篇的核心章節(jié)，主要包括以下幾部分的內(nèi)容。

1)危險物料安全措施。對于金屬冶煉項目而言，常常涉及到高溫熔融金屬、高溫金屬熔渣、高溫氣體等，這亦成為金屬冶煉類項目的一大顯著特點。高溫爐料極易引發(fā)遇水(潮)噴濺、燙傷、灼傷，甚至引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。常用的安全防護措施有：在熔融金屬儲存、運輸區(qū)域保持干燥，不得有積水，防止上方管線、設(shè)備存在“跑冒滴漏”隱患；在易產(chǎn)生高溫熔融金屬泄漏的生產(chǎn)區(qū)域設(shè)置警示標識、警示欄或者安全圍堰，實施有效的安全距離防護措施；在有高溫氣體流經(jīng)的區(qū)域須要設(shè)施相應(yīng)的隔熱措施。

在危險物料中，還需要對有毒有害、易燃易爆氣體進行濃度檢測、區(qū)間泄漏等監(jiān)測預(yù)警。常見的此類氣體有：煤氣、天然氣、氧氣、氫氣、氮氣、二氧化硫、一氧化碳以及設(shè)備檢修中用到的乙炔瓶和氧氣瓶。以煤氣為例：在可能發(fā)生煤氣泄漏、聚集的場所設(shè)置固定煤氣檢測報警儀和安全警告標志，并嚴格執(zhí)行GB6222《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》。進入煤氣區(qū)域作業(yè)的人員，應(yīng)當(dāng)攜帶便攜式一氧化碳檢測報警儀，配備空氣呼吸器，并由企業(yè)安排專門人進行安全管理。

2)工藝流程及設(shè)備設(shè)施。工藝流程中，需對每一個反應(yīng)工段容易引發(fā)的危險事故進行分析并提出相關(guān)防范措施，特別是濕法冶金工藝浸出、凈化、電解工段中無組織廢氣的排放和處理。項目生產(chǎn)設(shè)備本身應(yīng)具備必要的防護、凈化、減振、消音、保險、聯(lián)鎖、信號、監(jiān)測等可靠的安全、衛(wèi)生裝置。對有突然超壓或瞬間爆炸危險的設(shè)備，設(shè)置符合標準要求的泄壓、防爆等安全裝置。

根據(jù)《工貿(mào)行業(yè)重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標準(2017版)》(安監(jiān)總管四〔2017〕129號)和《金屬冶煉企業(yè)禁止使用的設(shè)備及工藝目錄(第一批)》(安監(jiān)總管四〔2017〕142號》的規(guī)定和要求，存在粉塵爆炸危險的行業(yè)領(lǐng)域，其除塵系統(tǒng)應(yīng)規(guī)范采用泄爆、隔爆、惰化、抑爆等任一控爆措施。

冶金爐冷卻水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置溫度、流量、壓力檢測報警裝置；同時應(yīng)有應(yīng)急冷卻水源或有應(yīng)急水泵備用電源等應(yīng)急保護裝置。若冷卻系統(tǒng)發(fā)生漏水進入爐子內(nèi)部，會引發(fā)惡性爆炸事故；冷卻系統(tǒng)若斷水，易引發(fā)爐子燒穿事故，導(dǎo)致爐內(nèi)高溫熔融金屬及熔渣泄漏，繼而引發(fā)火災(zāi)、爆炸等惡性事故。

3)公用和輔助設(shè)施。公用和輔助設(shè)施主要涉及電氣安全、消防、能源介質(zhì)及動力安全、給水與排水、采暖通風(fēng)以及自動控制設(shè)施等。

電氣安全措施中需根據(jù)GB50058—2014《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》以及AQ3009—2007《危險場所電氣安全防爆規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合項目各生產(chǎn)工藝及儲存設(shè)施的設(shè)置情況，確定爆炸性危險區(qū)域。金屬冶煉項目通常涉及到的爆炸危險區(qū)域通常為2區(qū)(爆炸性氣體危險場所)、22區(qū)(爆炸性粉塵危險場所)。

消防措施，首先要明確項目生產(chǎn)過程中可能引發(fā)的火災(zāi)種類，對于金屬冶煉項目而言，A類、B類、C類、D類、E類5類火災(zāi)均有可能發(fā)生，通過火災(zāi)類型選用配置滅火器類型，例如：鋅粉引發(fā)的火災(zāi)事故，可采用干粉、干砂滅火，禁止使用水基型滅火器和泡沫型滅火器，并詳細計算最小需配滅火級別和滅火器設(shè)置點數(shù)(數(shù)量)。

同時，明確室內(nèi)外消防用水量，核算新建(原有)高位消防水池、消防水箱存儲的水量以及消防管網(wǎng)的水壓能否滿足消防需求。消防措施嚴格按照GB50016《建筑設(shè)計防火標準》、GB50630《有色金屬工程設(shè)計防火規(guī)范》、GB50140《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》等標準執(zhí)行。

2.3 安全設(shè)施設(shè)計主要附件及圖表

金屬冶煉建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計主要附件有：安全設(shè)施設(shè)計委托書、項目立項(批復(fù))文件、安全預(yù)評價報告等。

附圖部分是安全設(shè)施設(shè)計最直觀的表現(xiàn)形式，主要附圖依次為：建設(shè)項目區(qū)域位置圖、廠區(qū)總平面布置圖、主要生產(chǎn)工藝布置圖、工藝設(shè)備平面布置圖、管道布置圖等。項目區(qū)域位置圖要標明項目與周邊單位、社區(qū)的距離，考慮項目所在地周邊是否有敏感因素以及周邊環(huán)境的安全防護距離?？偲矫娌贾脠D標明重大危險源以及重大傷亡半徑、重點危險場所及設(shè)備設(shè)施的位置，并畫出風(fēng)玫瑰圖。工藝設(shè)備平面配置圖標明主要危險、有害因素、設(shè)備設(shè)施之間的安全間距和預(yù)留檢修場地的情況。

附表包括主要設(shè)備表、特種設(shè)備表、安全設(shè)施一覽表等。主要設(shè)備表中除了新增設(shè)備，還要考慮項目對原有設(shè)備的利用情況以及原有設(shè)備設(shè)施的安全性能是否滿足現(xiàn)有要求，對其進行安全

性能檢測。特種設(shè)備表需標明特種設(shè)備的安全附件或安全保護裝置，如起重機械的超載保護裝置、極限位置限制器、緩沖器等，壓力容器、壓力設(shè)備的安全閥、壓力表、流量計等，氣瓶的瓶帽、安全泄壓閥、液位計、防震圈、充裝限位裝置等安全防護措施。

3 結(jié) 語

金屬冶煉項目與其他工貿(mào)行業(yè)相比而言，工藝復(fù)雜、流程冗繁、中間產(chǎn)物多、危險因素多、管理難度大。安全設(shè)施設(shè)計從源頭上減少和防止安全事故的發(fā)生，借助安全設(shè)施設(shè)計開展危險源辨識、風(fēng)險評估，采取安全對策措施以及相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案措施，可以推動設(shè)計過程中風(fēng)險管理活動的開展，為實現(xiàn)建設(shè)項目全生命周期的安全平穩(wěn)運行打下了堅實基礎(chǔ)，實現(xiàn)冶金企業(yè)的安全生產(chǎn)。