王振洲 / 中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司

新疆廣匯煤提質(zhì)項(xiàng)目煤氣鼓風(fēng)機(jī)廠房的建筑防爆設(shè)計(jì)

王振洲 / 中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司

介紹甲類(lèi)生產(chǎn)廠房的防爆、泄壓及相關(guān)措施。

建設(shè)；防爆；設(shè)計(jì)；措施

1.概述

本廠房按照工藝要求，考慮到廠房外泄飄逸氣體的介質(zhì)（一氧化碳、氫氣）類(lèi)別，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“規(guī)范”），確定該廠房發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)為甲類(lèi)，需要進(jìn)行建筑的防爆設(shè)計(jì)。本文旨在討論此類(lèi)廠房的防爆、泄壓和防爆墻的設(shè)計(jì)及采取的相應(yīng)措施。

2.采取防爆的目的

在甲類(lèi)生產(chǎn)廠房建筑防爆設(shè)計(jì)時(shí)，采取必要且有效的防爆及泄壓措施，可大大減少甚至杜絕建筑發(fā)生爆炸事故。即便在發(fā)生事故時(shí)，也可以起到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)和非爆炸區(qū)域的作用，最大限度的減少由于爆炸造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，達(dá)到安全和經(jīng)濟(jì)的目的。

3.總平面布置

3.1 主導(dǎo)風(fēng)向的因素根據(jù)全場(chǎng)總圖規(guī)劃安排和業(yè)主要求，進(jìn)行對(duì)當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向的查閱，將廠房的長(zhǎng)向與當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向夾角布置成90度。充分利用主導(dǎo)風(fēng)向，使廠房保持良好的自然通風(fēng)狀態(tài)，令可燃?xì)怏w及粉塵不易達(dá)到所需的爆炸下限的濃度，消除發(fā)生爆炸所具備的必要條件，減少發(fā)生爆炸的可能性。

3.2 對(duì)人員安全的考慮在爆炸產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)減少爆炸對(duì)人員的沖擊和傷害，整個(gè)廠房的選址選在人員非密集區(qū)域，周邊與總圖協(xié)調(diào)盡力避免重要的道路交通場(chǎng)所。

4.平面布置

4.1 結(jié)構(gòu)形式的選擇結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土預(yù)制柱鉸接三角形鋼屋架的排架結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用符合規(guī)范要求的輕質(zhì)墻體。此種結(jié)構(gòu)的廠房便于在建筑外墻面開(kāi)設(shè)大面積的門(mén)窗洞口，當(dāng)爆炸來(lái)臨時(shí)，洞口做為建筑的有效泄壓面積，為廠房按照規(guī)范的要求設(shè)計(jì)成敞開(kāi)或半敞開(kāi)的建筑形式提供有利的條件。

4.2 廠房平面及內(nèi)部布局廠房采用矩形平面布置，在滿(mǎn)足工藝要求及方便生產(chǎn)的條件下，把有爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備盡量集中的設(shè)置在廠房的靠外墻處。對(duì)于有高爆風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備，采用獨(dú)立的封閉防爆空間進(jìn)行分隔，減少爆炸沖擊對(duì)廠房結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不利影響，達(dá)到對(duì)非爆炸區(qū)域的屏蔽隔離，并在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，及早確定狀況發(fā)生部位，為搶險(xiǎn)救援爭(zhēng)取時(shí)間。

4.3 供輔建筑把為廠房服務(wù)的控制室、配電室、辦公及休息室等供輔建筑集中布置在廠房的一端，其供輔區(qū)域建筑的耐火等級(jí)設(shè)為一級(jí)，并設(shè)置獨(dú)立的安全出口便于人員的疏散逃生。廠房與供輔區(qū)域采用耐火極限為3h以上的防爆墻進(jìn)行分隔，為了操作人員便于觀察和了解廠房?jī)?nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀況，在防爆墻上設(shè)一扇鋼制防爆觀察窗。除此之外，此防爆墻不再另設(shè)任何門(mén)窗洞口，確保防爆墻的完整和獨(dú)立性。

4.4 疏散設(shè)計(jì)按照規(guī)范要求，廠房?jī)?nèi)每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置兩個(gè)疏散門(mén)，疏散門(mén)靠外墻分散設(shè)置，兩個(gè)門(mén)之間的距離大于5米，滿(mǎn)足疏散距離和疏散寬度指標(biāo)的要求，疏散門(mén)的開(kāi)啟方向?yàn)槿藛T疏散方向。在其安全出口處，設(shè)置用于抵消爆炸威力的門(mén)斗，門(mén)斗的寬度大于疏散寬度，耐火極限為2h。門(mén)斗的門(mén)與疏散門(mén)均為甲級(jí)防火門(mén)，并錯(cuò)位布置，有效控制沖擊力在安全出口處的釋放。

4.5 防火分區(qū)劃分根據(jù)規(guī)范中對(duì)甲類(lèi)廠房的要求，合理的劃分防火分區(qū)，有效分隔不同的危險(xiǎn)區(qū)域，阻止火災(zāi)蔓延。使爆炸即便發(fā)生，也能處在一個(gè)可控的范圍內(nèi)，不會(huì)造成整體空間范圍內(nèi)的混合爆炸和連續(xù)爆炸，降低爆炸對(duì)人員和設(shè)備產(chǎn)生的次生災(zāi)害。

5.防爆設(shè)計(jì)

5.1 廠房地面廠房采用滿(mǎn)足規(guī)范要求的不發(fā)火花地面，做到材質(zhì)均勻，設(shè)計(jì)無(wú)遺漏。根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)需要，采用絕緣材料做為整體面層。對(duì)面層采取防靜電措施，有效導(dǎo)除因設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等因素產(chǎn)生的危害性靜電。整個(gè)廠房不設(shè)除穿電纜的地溝，對(duì)于必要的電纜溝，溝內(nèi)要規(guī)整，采取防止可燃?xì)怏w聚集的措施，有特殊要求的要在溝內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器，溝上蓋板設(shè)計(jì)要嚴(yán)密，無(wú)遺漏的縫隙。整個(gè)廠房地面應(yīng)便于清掃，消除死角等爆炸隱患，這對(duì)于建筑防爆也是尤為必要的。

5.2 廠房?jī)?nèi)表面、屋面廠房?jī)?nèi)表面做到平整，光滑，杜絕不必要的突出建筑內(nèi)表面的設(shè)計(jì)。采用符合電氣專(zhuān)業(yè)要求的彩鋼夾心屋面板，使屋面板滿(mǎn)足做為接閃器的條件，通過(guò)屋面板進(jìn)行避雷網(wǎng)的措施要有效合理，減少甚至杜絕因雷電造成廠房的爆炸破壞。

5.3 大型風(fēng)機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)對(duì)于廠房?jī)?nèi)大型的風(fēng)機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)，考慮工人在操作時(shí)，會(huì)有工具掉落或因操作不慎，與設(shè)備基礎(chǔ)表面撞擊引起火花，采取設(shè)備基礎(chǔ)二次澆灌層表面進(jìn)行不發(fā)火花處理的措施，減少爆炸的幾率。

6.泄壓設(shè)計(jì)

6.1 泄壓面積的確定本廠房根據(jù)規(guī)范要求，計(jì)算長(zhǎng)徑比不大于3，可不進(jìn)行分段考慮。整體的泄壓面積，按規(guī)范3.6.4條公式進(jìn)行計(jì)算，來(lái)確定窗洞口和屋面的表面積。

6.2 泄壓面要求窗采用符合規(guī)定的泄壓窗，保證爆炸時(shí)，能迅速開(kāi)啟釋放壓力，并不會(huì)產(chǎn)生尖銳的玻璃碎片。在廠房屋面的選擇上，采用輕質(zhì)材質(zhì)屋面，頂棚確保平整無(wú)死角?？紤]到新疆冬天的積雪和冰凍時(shí)間漫長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)屋面時(shí)，采取活動(dòng)刮板和擋板來(lái)防止積雪。

6.3 泄壓點(diǎn)選擇泄壓點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)人員集中場(chǎng)所和主要交通道路，并宜靠近爆炸危險(xiǎn)裝置區(qū)域設(shè)置，確保爆炸壓力迅速有效釋放的同時(shí)，最大限度的降低爆炸對(duì)周?chē)鷧^(qū)域的破壞。

7.防爆墻設(shè)計(jì)

7.1 作用防爆墻除了具有抵抗爆炸沖擊波的能力，又具備良好的耐火性能。按照功能要求，合理的布置防爆墻，可在爆炸事故發(fā)生時(shí)，抵抗爆炸強(qiáng)大的破壞沖擊力，對(duì)人員和設(shè)備提供安全的屏障。

7.2 形式本廠房考慮到施工便捷和造價(jià)限制等因素，采用防爆磚墻。在滿(mǎn)足防爆要求的前提下，達(dá)到工期和造價(jià)的最優(yōu)組合。

7.3 構(gòu)造防爆墻柱間距設(shè)為6米，磚墻厚度為370毫米。沿防爆墻高每500毫米設(shè)兩根HPB300直徑為8毫米的貫通鋼筋，鋼筋兩端錨入防爆墻柱內(nèi)。

8.結(jié)語(yǔ)

綜上所訴，合理做好甲類(lèi)廠房的建筑防爆設(shè)計(jì)，并結(jié)合電氣，暖通，儀表自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的防爆措施，對(duì)此類(lèi)建筑的安全有著至關(guān)重要的作用。但考慮到在化工領(lǐng)域里，建筑的個(gè)體差異較大，相關(guān)的工藝要求也不盡相同，那么就要求設(shè)計(jì)者嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范，因地制宜的采取合適的措施來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)，盡最大的努力杜絕火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。

[1]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2014.

[2]石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50160-2008.

[3]消防安全技術(shù)實(shí)務(wù) 公安部消防局組織編寫(xiě) 2016.