某藥廠建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計

段慶微，王澤恒，陸 華

(1.吉林化工學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，吉林 吉林 132022；2.華北制藥河北華民藥業(yè)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 052165；3.吉林匯康制藥有限公司，吉林 吉林 132000)

近年來，制藥廠火災(zāi)爆炸事故頻發(fā)，如：2010年昆明制藥廠發(fā)生火災(zāi)爆炸，導(dǎo)致多人受傷和死亡；2014年哈爾濱某制藥企業(yè)廠區(qū)發(fā)生重大火災(zāi)，引起四周的居民小區(qū)內(nèi)不正常斷電、交通信號失靈、濃煙彌漫；2017年某一制藥廠，生產(chǎn)車間的設(shè)備發(fā)生火災(zāi)，致使很多機器設(shè)備發(fā)生故障，不能正常使用，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失.醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展迅速的同時，也伴隨著很多危險事件的發(fā)生[1].因此，為了實現(xiàn)建設(shè)項目本質(zhì)安全，針對藥廠建設(shè)項目進行安全設(shè)施設(shè)計意義重大.

1 項目研究基礎(chǔ)

1.1 項目基礎(chǔ)材料

通過收集制藥行業(yè)現(xiàn)行的法律法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)，其中包括法律法規(guī)共11條，國家標(biāo)準(zhǔn)17條，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6條.在進行藥廠設(shè)計的過程中，各項設(shè)計嚴(yán)格符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求.

1.2 項目概況

某制藥項目坐落于吉林市的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，項目所在地的自然環(huán)境是冬季氣溫偏低、夏季氣溫偏高.項目總平面為長方形，廠區(qū)占地約9.83萬平方米.公司主要生產(chǎn)門冬氨酸鳥氨酸和鹽酸納美芬等藥品，產(chǎn)品生產(chǎn)過程復(fù)雜，需要使用多種物料及經(jīng)過多個步驟的化學(xué)反應(yīng)制得.主要危險化學(xué)品有甲醇、二氯甲烷、氯化銨、丙酮和乙醚等.藥廠內(nèi)的建筑物有H101～H106六個車間、動力站、普通庫房、危險品庫等，詳見表1.在藥廠的廠區(qū)內(nèi)和車間內(nèi)均勻的布置室內(nèi)外消火栓、滅火器和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等.各個車間都在避雷裝置的保護下正常生產(chǎn)運行，避雷裝置有避雷針和防雷接地線.建筑物和設(shè)施設(shè)備上有使用安全標(biāo)志，以提醒從業(yè)人員安全作業(yè).

表1 建設(shè)項目廠內(nèi)建、構(gòu)筑物一覽表

2 危險有害因素分析

2.1 物料危險有害因素分析

門冬氨酸鳥氨酸和鹽酸納美芬等藥品生產(chǎn)過程中，使用大量化學(xué)品，經(jīng)與《危險化學(xué)品目錄》比對[2]，其危險化學(xué)品主要有甲醇、二氯甲烷、氯化銨、丙酮和乙醚等，危險化學(xué)品主要危險特性如表2所示[3].

表2 危險化學(xué)品主要危險特性分析一覽表

2.2 生產(chǎn)工藝危險有害因素分析

企業(yè)藥品在生產(chǎn)過程中，使用易燃爆特性危險化學(xué)品以及高溫高壓設(shè)備[5].根據(jù)《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》GB6441-86，項目可能發(fā)生的事故類型為：火災(zāi)、爆炸、灼燙、觸電、中毒和窒息、機械傷害、其它傷害等[6].根據(jù)《生產(chǎn)過程危險和危害因素分類與代碼》GB/T13861對生產(chǎn)過程中可能造成上述事故發(fā)生的危險、有害因素進行了分析，分析結(jié)果如表3所示.

表3 生產(chǎn)過程危險有害因素分析一覽表

2.3 安全管理危險有害因素分析

安全管理，包括人的安全管理，也包括設(shè)備的安全管理.日常生產(chǎn)中的違規(guī)作業(yè)和不規(guī)范的安全制度管理，是造成事故的主要危險有害因素[8].生產(chǎn)過程中的違規(guī)作業(yè)包括：不按照規(guī)章制度進行動火作業(yè)、進入受限空間作業(yè)未進行風(fēng)險辨識[9]、作業(yè)現(xiàn)場不走安全通道、用手代替工具進行作業(yè)、使用有安全隱患的各類設(shè)備和工具等.企業(yè)安全管理不規(guī)范，主要是因為日常安全管理內(nèi)容不完善、不合理，對發(fā)現(xiàn)的問題沒有及時解決.

3 安全設(shè)施設(shè)計

通過分析大量藥廠項目事故案例，結(jié)合對項目物料、生產(chǎn)過程、安全管理等方面危險有害因素分析，可以得出藥廠項目主要存在的事故類型是火災(zāi)爆炸.為了減少藥廠建設(shè)項目火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，實現(xiàn)建設(shè)項目本質(zhì)安全，對消防水池、室內(nèi)外消火栓、滅火器、防雷系統(tǒng)等安全設(shè)施進行設(shè)計[10].

3.1 消防水池設(shè)計

依據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB50974-2014)，消防給水一起火災(zāi)滅火用水量應(yīng)按需要同時作用的室內(nèi)、外消防給水用水量之和計算，兩座及以上建筑合用時，應(yīng)取最大者.結(jié)合項目實際，項目一次滅火用水量選取普通庫房(丙類)的滅火用水量考慮，室內(nèi)的滅火量最大為25 L/s，室外最大為35 L/s，火災(zāi)持續(xù)時間為3 h；自動噴水量最大為76 L/s，火災(zāi)持續(xù)時間為1 h；因此一次滅火用水量是921.6 m3.各消防系統(tǒng)用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量具體情況如表4所示.

表4 各消防系統(tǒng)用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量一覽表

依據(jù)消防水池設(shè)計的原則：容量大于500 m3的消防水池，應(yīng)分設(shè)成兩個能獨立使用的消防水池.因此，項目設(shè)置消防水池兩個，消防水池一的儲水量是500 m3,消防水池二的儲水量是500 m3.

3.2 室內(nèi)外消火栓設(shè)計

(1)室外消火栓

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB50974-2014)的要求,建筑室外消火栓的數(shù)量應(yīng)根據(jù)室外消火栓設(shè)計流量和保護半徑經(jīng)計算確定，保護半徑不應(yīng)大于150 m，每個室外消火栓的出流量宜按10～15 L/s計算[11].結(jié)合廠區(qū)實際情況，共設(shè)置地下式的環(huán)狀管網(wǎng)消防栓為15個.

(2)室內(nèi)消火栓

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB 50974-2014)的要求，室內(nèi)消防栓保護建筑物的直徑可由公式(1)計算：

R0=k3Ld+Ls，

(1)

式中：R0為消火栓保護半徑(m)；k3為消防栓的水帶可彎曲的系數(shù)，要依據(jù)消防水帶可以彎曲的數(shù)量，取值0.8～0.9；Ld為消防水帶長度，根據(jù)企業(yè)設(shè)計規(guī)劃取值25(m)；Ls為水槍充實水柱在平面上的投影長度，按水槍傾斜角度為45°時計算，取0.71Sk(m)；Sk為水槍充實水柱長度，經(jīng)查表充實水柱長度取值13 m.

代入公式(1)：R0=0.8×25+0.71×13=29.23 m.

消火栓保護半徑為29.23 m，同時兼顧相鄰兩處消火栓間距不大于30 m的布置原則，經(jīng)過計算共設(shè)置室內(nèi)消火栓79處，詳細(xì)消火栓設(shè)置情況如表5所示.

表5 廠區(qū)內(nèi)各部分的室內(nèi)消火栓數(shù)

3.3 滅火器設(shè)計

在配置滅火器的過程中,不僅需要根據(jù)反應(yīng)物的物料及產(chǎn)物的著火性能，考慮各個車間中發(fā)生火災(zāi)的種類,還需要根據(jù)滅火器的特性，來進行滅火器的布置[12].

藥廠內(nèi)辦公綜合樓布置的單體滅火器最低滅火等級為2A，單位滅火等級最大防護面積為75 m2/A，其他建筑物單體滅火器最低滅火等級為55B，單位滅火等級最大防護面積為1.0 m2/B.

滅火器布置的標(biāo)準(zhǔn)和計算應(yīng)以基本單元為基礎(chǔ).應(yīng)根據(jù)規(guī)定的攜帶量，調(diào)整最低要求消防等級和最低要求滅火器數(shù)量的計算值.各滅火器設(shè)置點的滅火級別和滅火量不應(yīng)小于所需最低滅火級別和滅火量的計算數(shù)值.滅火器設(shè)置點的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)滅火器的最大保護距離確定，并應(yīng)保證最不利點至少在滅火器的保護范圍內(nèi).

根據(jù)滅火器配置原則以及計算公式，廠區(qū)內(nèi)需要手提式滅火器共323個，詳細(xì)配置數(shù)量如表6所示.

表6 建筑物設(shè)置的滅火器個數(shù)

3.4 防雷設(shè)計

依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB 50057-2010)進行分析比對，制藥項目構(gòu)建筑物屬于第二類防雷建筑物.采用滾球法計算避雷針的保護范圍，將所有受保護的建筑物設(shè)計在避雷針之下.根據(jù)項目的總平面布置圖并結(jié)合廠區(qū)實際情況，廠區(qū)共設(shè)置5根避雷針可以覆蓋全廠受保護區(qū)域，防雷系統(tǒng)如圖1所示.

5根避雷針保護情況為：H101、H102、H103、H104、H105車間共用#1避雷針；普通庫房用#2避雷針；危險品庫、特殊危險品庫、儲罐區(qū)共用#3避雷針；H106車間、動力站共用#4避雷針；辦公綜合樓用#5避雷針.避雷針保護范圍計算結(jié)果見表7.

圖1 防雷系統(tǒng)圖

表7 避雷針保護范圍計算結(jié)果一覽表

4 結(jié) 論

針對藥廠建設(shè)項目危險物料、生產(chǎn)工藝流程和安全管理中可能產(chǎn)生的危險有害因素進行辨識分析，項目主要存在火災(zāi)爆炸、中毒和窒息、灼燙、觸電、機械傷害、其它危險等事故類型.

結(jié)合項目火災(zāi)爆炸危害特點，對消防水池、室內(nèi)外消火栓、滅火器、防雷系統(tǒng)等方面進行了安全設(shè)施設(shè)計.項目設(shè)置消防水池兩個，消防水池一的儲水量是500 m3,消防水池二的儲水量是500 m3.室外消火栓系統(tǒng)采用常高壓給水系統(tǒng)，廠區(qū)室外設(shè)置DN200的消火栓給水環(huán)狀管網(wǎng)，在環(huán)網(wǎng)上設(shè)置15套地下式室外消火栓.結(jié)合廠區(qū)各類構(gòu)建筑物實際情況，共設(shè)置室內(nèi)消火栓79處.各建筑物內(nèi)設(shè)置手提式滅火器，整個廠區(qū)的滅火器需要數(shù)量為323具，并根據(jù)要求布置在相應(yīng)的位置.廠區(qū)共設(shè)置5根避雷針.