淺談三大防火標(biāo)準(zhǔn)在化工設(shè)計過程中的選取和應(yīng)用

覃新艷,韓麗,曹守凱

(山東天力科技工程有限公司,山東 濟(jì)南 250000)

化學(xué)工業(yè)是我國的基礎(chǔ)行業(yè),化學(xué)生產(chǎn)和我們的生活息息相關(guān)。中國的化學(xué)工業(yè)蓬勃發(fā)展至今,下游產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善,產(chǎn)品種類繁多。在化學(xué)工業(yè)中所有門類的化工產(chǎn)品,也包括了化學(xué)工業(yè)本身所包含的所有原輔材料中,70%的化學(xué)介質(zhì)都存在著易燃易爆、毒性危害和腐蝕的危險特性。

化學(xué)產(chǎn)品及原輔材料常以液態(tài)、氣態(tài)的相態(tài)出現(xiàn),化工產(chǎn)品的使用環(huán)境常是高溫和高壓,在此工作環(huán)境下如果發(fā)生介質(zhì)泄露,易燃介質(zhì)和氣體混入、遭遇點(diǎn)火源均會引起起火爆炸事故,不但會導(dǎo)致企業(yè)財產(chǎn)損失、人員傷亡事故,還會對周邊其他設(shè)備設(shè)施、周圍環(huán)境造成巨大影響。在化工裝置間保持恰當(dāng)?shù)陌踩嚯x可有效減少發(fā)生事故時的相互影響,因此在化工設(shè)計之初,選擇適用的防火標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行相應(yīng)的防火間距設(shè)計尤其重要。

在中國現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中,《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[1](在本文中以“建規(guī)”指代)、《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》[2](在本文中以“石化規(guī)”指代)、《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》[3](在本文中以“精化規(guī)”指代)都是中國化工工業(yè)設(shè)計使用的主要防火標(biāo)準(zhǔn)。此三大防火標(biāo)準(zhǔn)部分內(nèi)容重合,對裝置設(shè)施間的距離要求有所區(qū)分,因此在實(shí)際應(yīng)用上各地的監(jiān)管尺度不一,建設(shè)方與設(shè)計方在三大標(biāo)準(zhǔn)的選取應(yīng)用上也存在著爭議。

而在實(shí)際應(yīng)用中,防火規(guī)范的選擇主要取決于以下幾個因素:1)項目本身的性質(zhì);2)項目所涉裝置的結(jié)構(gòu)形式;3)項目罐區(qū)介質(zhì)的火災(zāi)危險性及儲罐容積;4)項目是否涉及“兩重點(diǎn)一重大”;5)項目所涉介質(zhì)是否具有爆炸危險性;6)項目所在廠區(qū)原本的企業(yè)性質(zhì);7)當(dāng)?shù)匕脖O(jiān)部門的執(zhí)法慣例。

本文對三大防火標(biāo)準(zhǔn)的定義條文及適用范圍、相關(guān)政策、工程設(shè)計舉例做探討分析。

1 適用范圍

1.1 建規(guī)

根據(jù)現(xiàn)行版本建規(guī)總則中1.0.2條目的規(guī)定,建規(guī)主要適用于以下新建、擴(kuò)建和改建的建筑工程:廠房與倉庫;民用建筑;甲、乙、丙類液體儲罐及儲罐區(qū);可燃、助燃?xì)怏w儲罐及儲罐區(qū);可燃材料堆場;城市交通隧道。

由以上條目的可知,建規(guī)的適用范圍為“建筑物”,即有屋頂門窗、四面維護(hù)的建筑形式。露天生產(chǎn)、無屋頂門窗、四周無圍擋的化工生產(chǎn)框架為構(gòu)筑物,通常不歸入建規(guī)所定義的廠房范圍內(nèi);在實(shí)際應(yīng)用中,唯有火災(zāi)危險等級較低(丁、戊類框架),在其他標(biāo)準(zhǔn)中無明確距離要求的,才按建規(guī),以丁戊類廠房間的距離要求取彼此間的安全距離。

另外,按建規(guī)3.4.1條目的解釋說明,建規(guī)中的“民用建筑”指在廠區(qū)內(nèi)獨(dú)立建造的辦公室和實(shí)驗(yàn)研究樓,餐廳和衛(wèi)生間,以及洗浴室等不具有生產(chǎn)或倉儲功能的建筑物,因此化工廠區(qū)內(nèi)的此類建筑除需滿足行業(yè)專項防火規(guī)范外,還需執(zhí)行建規(guī),滿足建規(guī)中的距離要求。

1.2 石化規(guī)

根據(jù)現(xiàn)行版本石化規(guī)總則中1.0.2條目的規(guī)定,石化規(guī)的適用范圍包括石油化工企業(yè)新建、改建或擴(kuò)建項目的防火設(shè)計。而按該標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語2.0.1中的定義,所謂“石油化工企業(yè)”即是以石油和天然氣及其產(chǎn)品為原料,生產(chǎn)各種石油化工產(chǎn)品、儲運(yùn)各種石油化工產(chǎn)品的煉油廠、石油化工廠、石油化纖廠或其聯(lián)合組成的企業(yè)。

石化規(guī)為石油化工行業(yè)專項防火標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 精化規(guī)

根據(jù)現(xiàn)行版本精化規(guī)總則中1.0.2條目的規(guī)定,精化規(guī)適用的范圍是:建設(shè)范圍涉及總?cè)莘e不超過300 m3且單罐容積不超過100 m3的液化烴儲罐罐區(qū),總?cè)莘e不超過5 000 m3且單罐容積不超過1 000 m3的甲B和乙類液體儲罐罐區(qū),總?cè)莘e不超過25 000 m3且單罐容積不超過5 000 m3的丙類液體儲罐,總?cè)莘e不超過5 000 m3且單罐容積不超過100 m3可燃?xì)怏w儲罐的精細(xì)化工企業(yè)新建、擴(kuò)建或改建工程的防火設(shè)計。按以上定義所釋,如精細(xì)化工企業(yè)內(nèi)部可燃液體介質(zhì)的儲存量較大,超出了總則中1.0.2條目所規(guī)定的儲存范圍,該企業(yè)的防火設(shè)計則不再適用于精化規(guī)。

而對精細(xì)化工企業(yè)的定義,精化規(guī)在術(shù)語2.0.1的條文解釋中列舉了21項分類(表1),并對每一門類做了詳細(xì)的產(chǎn)品類別舉例說明。在實(shí)際應(yīng)用中,可按上述分類和產(chǎn)品類別舉例確定待建項目是否可劃入精細(xì)化工建設(shè)項目。

精化規(guī)為精細(xì)化工行業(yè)專項防火標(biāo)準(zhǔn)。

由上述1.1、1.2、1.3條目可知,三大防火標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍存在一定程度的重疊與分歧,尤其是三大防火標(biāo)準(zhǔn)中,建規(guī)、精化規(guī)在某些條目上的防火間距要求低于石化規(guī),一些建設(shè)方出于節(jié)省用地的目的,與設(shè)計方就標(biāo)準(zhǔn)的選取上存在爭議。

那么對于三大主要防火標(biāo)準(zhǔn)的交叉地區(qū),到底應(yīng)該怎么選擇還應(yīng)參考或參照原國家安監(jiān)總局(現(xiàn)應(yīng)急管理部)頒發(fā)的一系列政策文件,而其中最為關(guān)鍵的一項即為原安監(jiān)總局76號文。

2 標(biāo)準(zhǔn)及政策文件

2.1 76號文

原安監(jiān)總局文件安監(jiān)總管三〔2013〕76號(簡稱76號文)[4],其“四、安全設(shè)計實(shí)施要點(diǎn)”的第(十四)條目對防火標(biāo)準(zhǔn)的選用做嚴(yán)格規(guī)定,即凡是涉及“兩重點(diǎn)一重大”的建設(shè)項目,應(yīng)至少滿足包括現(xiàn)行建規(guī)、石化規(guī)在內(nèi)的八項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,并以最嚴(yán)格的安全條款為準(zhǔn);第(十五)條目規(guī)定,對于具有爆炸危險性的建設(shè)項目,其防火間距應(yīng)至少滿足現(xiàn)行石化規(guī)的要求。

2.2 相關(guān)定義

2.2.1 兩重點(diǎn)一重大

76號文中所涉及的“兩重點(diǎn)一重大”即為重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品、重點(diǎn)監(jiān)管的危險化工工藝、重大危險源。

其中,重點(diǎn)監(jiān)管的危險化工工藝名錄可從安監(jiān)總管三〔2009〕116號[5]、安監(jiān)總管三〔2013〕3號[6]等文件中查詢。

重點(diǎn)監(jiān)管的危險化工品名錄可從安監(jiān)總管三〔2011〕95號[7]、安監(jiān)總管三〔2013〕12號[8]等文件中查詢。我國現(xiàn)行《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB 18218—2018)[9]對重大危險源的定義、臨界量、辨識與計算、分級標(biāo)準(zhǔn)等做詳細(xì)說明。

因此,在項目設(shè)計之初,應(yīng)根據(jù)上述政策條文、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷說明,分析待建項目是否涉及“兩重點(diǎn)一重大”,凡涉及的,應(yīng)按76號文,執(zhí)行(十四)條目中所列標(biāo)準(zhǔn),并以最嚴(yán)格的安全條款為準(zhǔn)。

2.2.2 具有爆炸危險性的建設(shè)項目

76號文頒布之后,全國各地普遍針對(十五)條目的“具備爆破風(fēng)險的項目”的定義進(jìn)行了探討。原國家安監(jiān)總局即通過安監(jiān)總廳管三函(2014)5號[10],對具有爆炸危險新建設(shè)項目的界定標(biāo)準(zhǔn)做出了說明。根據(jù)該文件的說明,危險化學(xué)品建設(shè)項目凡涉及的物料(原料、中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、產(chǎn)品)有下列情形之一的,均認(rèn)定為具有爆炸危險性的建設(shè)項目:是爆炸品或本身具有爆炸危險性,或者在遇濕、受熱、接觸明火、受到摩擦、震動撞擊時可發(fā)生爆炸;在生產(chǎn)過程中具有爆炸危險性,包括可燃?xì)怏w、可燃液體泄漏后與空氣形成爆炸性混合物的情況。

根據(jù)安監(jiān)總廳管三函(2014)5號及建規(guī)3.1.1條目定義,甲類介質(zhì)第3、4、5、6項介質(zhì),以及乙類第6項介質(zhì),均具有是爆炸品或本身具有爆炸危險性,或者在遇濕、受熱、接觸明火、受到摩擦、震動撞擊時可發(fā)生爆炸的性質(zhì)。

根據(jù)石化規(guī)3.0.1、3.0.2條目,參照《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50493—2019)2.0.1條目:可燃?xì)怏w又稱易燃?xì)怏w,甲類氣體或甲、乙A類可燃液體氣化后形成的可燃?xì)怏w或可燃蒸汽,甲、乙類氣體,以及甲、乙A類可燃液體泄漏后均可與空氣形成爆炸性混合物。

即凡項目涉及甲類介質(zhì)第3、4、5、6項介質(zhì),乙類第6項介質(zhì),以及甲、乙類氣體,甲、乙A類可燃液體的,均認(rèn)定為具有爆炸危險性的建設(shè)項目,其防火間距應(yīng)至少滿足現(xiàn)行GB 50160的要求。

結(jié)合上述條文定義,下文對典型防火間距設(shè)計進(jìn)行舉例。

3 典型工程防火間距設(shè)計舉例

3.1 項目概況

某項目在廠區(qū)預(yù)留地塊新建一條產(chǎn)品A生產(chǎn)裝置,A生產(chǎn)裝置由框架1、2、3組成;項目界區(qū)內(nèi)新建罐區(qū)1及附屬泵組,罐區(qū)1除暫儲A生產(chǎn)裝置的原料與退料外,還設(shè)置廢水罐,用于暫存新建A生產(chǎn)裝置和附近另一新建項目B生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)廢水。項目不新建中央控制室、變配電站、循環(huán)水站等公輔設(shè)施,上述設(shè)施均依托廠區(qū)原有。項目界區(qū)南側(cè)為廠區(qū)原有循環(huán)水裝置,該循環(huán)水站為全廠提供生產(chǎn)用循環(huán)水。生產(chǎn)裝置A周圍以及新建罐區(qū)周圍設(shè)置環(huán)形消防通道,本項目與南側(cè)循環(huán)水站之間為廠區(qū)原有消防通道。

A生產(chǎn)裝置原料涉及苯與環(huán)己烷,裝置內(nèi)苯與環(huán)己烷儲罐的總?cè)莘e為120 m3,苯與環(huán)己烷的裝置內(nèi)系統(tǒng)存量均大于50 t;框架1、2、3均為敞開式鋼結(jié)構(gòu),涂刷防火涂料使其耐火等級達(dá)到二級。A生產(chǎn)裝置內(nèi)各框架的操作溫度均低于所涉介質(zhì)的自燃點(diǎn)。

罐區(qū)1包含1臺苯進(jìn)料儲罐,1臺不合格環(huán)己烷儲罐,1臺廢水罐,1臺平常為空、預(yù)備緊急狀態(tài)倒料的備用罐。其中,儲罐區(qū)的儲罐均為內(nèi)浮頂式鋼制儲罐,規(guī)格為8 000×8 000、400 m3,均設(shè)置氮?dú)饷芊?不合格環(huán)己烷罐、廢水罐中均含有一定比例的苯。生產(chǎn)框架的耐火等級均為二級。

該項目的總平面布局示意如圖1所示。

3.2 項目標(biāo)準(zhǔn)適用性分析

該項目涉及苯和環(huán)己烷,其中苯屬于首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險化學(xué)品(序號9)。苯的閃點(diǎn)為-11 ℃,環(huán)己烷閃點(diǎn)為-16.5 ℃,根據(jù)建規(guī)3.1.1條目,它們均屬于甲類可燃液體。甲類可燃液體如發(fā)生泄漏,其蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物。因此該項目涉及 “兩重點(diǎn)一重大”,生產(chǎn)過程中具有爆炸危險性,根據(jù)76號文第十四、十五條目要求,該項目的防火間距至少應(yīng)滿足GB 50160 的要求。

3.3 防火間距選擇

根據(jù)項目資料,A生產(chǎn)裝置火災(zāi)危險性為甲類,該項目按石化規(guī)進(jìn)行防火間距設(shè)計。其中,生產(chǎn)框架1、2、3為聯(lián)合裝置,罐區(qū)1因包括兼供其他裝置使用的廢水罐,視為獨(dú)立罐區(qū)。項目南側(cè)循環(huán)水站因供給全廠生產(chǎn)循環(huán)用水,發(fā)生火災(zāi)時會影響全廠生產(chǎn),因此該循環(huán)水站歸類為全廠重要設(shè)施(二類)。

因此,A生產(chǎn)裝置內(nèi)部(框架1、2、3)之間的防火間距按石化規(guī)5.2“裝置內(nèi)布置”的相關(guān)條文選取防火間距,A生產(chǎn)裝置、罐區(qū)、廠區(qū)原有循環(huán)水站距離按石化規(guī)4.2.12選取防火間距,罐區(qū)內(nèi)部按石化規(guī)6.2“可燃液體的地上儲罐”部分條文選取防火間距。

項目總圖的防火間距設(shè)計如表1所示。

裝置內(nèi)部的防火間距設(shè)計如表2、3所示。

表3 罐區(qū)內(nèi)部防火間距一覽表

由表1～3可知,擬建項目的防火距離選取符合建規(guī)、石化規(guī)的要求。

4 結(jié)束語

化工行業(yè)是我國的重要產(chǎn)業(yè),由于其涉及介質(zhì)的危險屬性和生產(chǎn)操作條件多為高溫高壓,一旦發(fā)生事故就會造成巨大影響和嚴(yán)重?fù)p失,因此在設(shè)計之初選擇合適的防火間距十分重要。只有充分理解各防火標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容區(qū)別,結(jié)合工程實(shí)際與政策條文,才能合理運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)項目的平穩(wěn)運(yùn)行。