劉 云 ,王巧玲
(1.湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計院,湖北 武漢 430073;2.中南民族大學(xué),湖北 武漢 430073)
保險粉,一個不起眼的小產(chǎn)品,由于其不穩(wěn)定性的特性在生產(chǎn)運(yùn)輸和儲存中,引發(fā)的爆炸事故層出不窮,并引起二次危害,引起了公眾和安監(jiān)部門的重視。本文中引用的某工程保險粉倉庫按目前新的要求和規(guī)范下進(jìn)行設(shè)計,以期對行業(yè)內(nèi)其他類似工程設(shè)計提供一定的幫助。
保險粉(化學(xué)名稱為:連二亞硫酸鈉) 為遇濕易燃的物品,白色或灰白色粉末,具有強(qiáng)還原性。溫度到75℃以上分解,放熱并伴隨產(chǎn)生毒性氣體二氧化硫。自燃溫度250℃,遇明火或加熱會燃燒,與空氣接觸會氧化,形成硫酸氫鈉或酸性硫酸鈉。遇酸類或與有機(jī)物、水、氧化劑等類別物質(zhì),都能引起劇烈燃燒并伴隨大量熱,產(chǎn)生二氧化硫氣體,即使熄滅后還有可能復(fù)燃。保險粉對皮膚和眼睛有刺激作用,接觸后可引起頭痛、惡心、嘔吐等癥狀。對照2015版《危險化學(xué)品名錄》,保險粉(化學(xué)名稱為:連二亞硫酸鈉)為危險化學(xué)品,不屬于劇毒化學(xué)品。
保險粉的安全防火等級有一個發(fā)展變化的過程。在2001年修訂版的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)附錄四《貯存物品的火災(zāi)危險性分類舉例》中,明確列出了保險粉的防火等級為乙類[1],但從《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)開始,保險粉已經(jīng)沒有列在防火等級乙類中。因此,在2006年以前的保險粉倉庫設(shè)計中,設(shè)計單位均是按乙類防火等級設(shè)計保險粉倉庫,鑒于保險粉的性質(zhì)2006年后,設(shè)計單位均按甲4類防火等級設(shè)計保險粉倉庫。
該項目共設(shè)計三個保險粉甲類倉庫。保險粉倉庫最主要和關(guān)鍵的安全設(shè)施設(shè)計,可從以下5個方面著手進(jìn)行。
在總平面布置的設(shè)計中,嚴(yán)格執(zhí)行《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計規(guī)范》(GB50489-2009)以及《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2014)的要求。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中關(guān)于甲類倉庫與其他建筑物的防火間距要求,該項目保險粉甲類倉庫與保險粉甲類倉庫之間設(shè)計的間距均大于20m,保險粉甲類倉庫與辦公樓等民用建筑之間設(shè)計的間距大于40m; 項目界區(qū)周圍設(shè)計環(huán)形消防通道,設(shè)計6m的消防通道,其轉(zhuǎn)彎半徑為12m,均滿足規(guī)范要求。
本項目在現(xiàn)有廠區(qū)預(yù)留用地進(jìn)行建設(shè),利用廠區(qū)的現(xiàn)有的2個出入口,便于對外聯(lián)系、員工就近進(jìn)入廠房及對外貨物運(yùn)輸方便快捷,對廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)安全沒有影響,人車分流便于生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)慕煌ńM織。
(1)本項目保險粉若發(fā)生泄露,現(xiàn)場通風(fēng)不佳,保險粉有可能與空氣形成爆炸性粉塵云,遇靜電、明火、火花或雷擊等點火源,可引發(fā)粉塵閃爆事故。該倉庫整個環(huán)境按爆炸性粉塵環(huán)境設(shè)計,電氣設(shè)備防爆等級不得低于Exd ⅢBT4。對各庫房劃分“危險區(qū)域劃分圖”,在爆炸區(qū)域內(nèi)的電氣,如叉車采用防爆型、照明采用防爆燈等。電氣電線電纜選用阻燃電纜且電纜引向電氣設(shè)備接頭部件前的保護(hù)鋼管處做好隔離密封。
(2)本工程為甲類工業(yè)倉庫,屬具有22區(qū)爆炸危險場所的建筑物,按第二類防雷建筑物設(shè)防。
(3)凡正常情況不帶電但是當(dāng)絕緣破壞后有可能對地呈現(xiàn)電壓的所有電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)設(shè)計可靠接地。內(nèi)部防雷裝置、外部防雷裝置的接地和防閃電感應(yīng)、電子和電氣系統(tǒng)等接地共同使用接地裝置,等電位連接使用引入的金屬管線?,F(xiàn)場金屬管道、儀表橋架、金屬設(shè)備、電氣設(shè)備正常不帶電的金屬外殼均與接地系統(tǒng)可靠連接。排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)與接地裝置可靠靜電接地。項目建成后,防雷防靜電接地設(shè)施定期檢測,接地電阻每年至少檢測一次,對爆炸危險環(huán)境場所的防雷裝置宜每半年檢測一次。
(1)倉庫存儲的物料保險粉遇水會產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫,設(shè)置有毒氣體探測器(探測器型號D610,自帶聲光報警器)。高出該層地坪0.3~0.6m,安裝位置盡可能靠近釋放源。當(dāng)二氧化硫氣體達(dá)到5ppm濃度時,報警系統(tǒng)提供聲光報警,提示操作人員及時前往現(xiàn)場巡檢;當(dāng)二氧化硫氣體達(dá)到10ppm濃度時,報警系統(tǒng)在提供聲光報警的同時提示操作人員采取緊急措施(如聲光警報緊急疏散現(xiàn)場操作人員等)防止造成事故,氣體報警控制器繼電器端口輸出開關(guān)量信號,通過儀表電纜去風(fēng)機(jī)控制盤啟動事故風(fēng)機(jī)。同時氣體報警控制器可通過RS-485通訊接口及總線,將探測器信號接入保險粉車間控制室,在控制室人機(jī)交互界面上顯示有毒氣體報警系統(tǒng)狀態(tài)信號。
(2)倉庫設(shè)置工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)視。攝像機(jī)采用一體化球形數(shù)字式攝像機(jī)(包括安裝支架、攝像頭全天候防護(hù)罩和電纜等),攝像機(jī)要求本安防爆型(ExiaIICT6,5倍光學(xué)變焦高清監(jiān)控)。工業(yè)電視攝像機(jī)的安裝高度應(yīng)確??梢匀轿槐O(jiān)控倉庫各區(qū)域及出入口。
(3)在疏散通道旁設(shè)置手動報警按鈕(每個倉庫1個共計3個,報警覆蓋半徑30m,且其間距不大于100m),發(fā)生火災(zāi)時可以啟動電鈴及時報警并疏散周邊人員。每個存儲區(qū)域設(shè)置1個廣播揚(yáng)聲器,作為應(yīng)急廣播系統(tǒng)發(fā)出安全警示及緊急疏散警報。
(1)倉庫建筑為單層框架結(jié)構(gòu),耐火等級為一級,建筑占地面積為162.94m2,建筑面積為162.94m2,室內(nèi)地面高于室
外地面0.6m。建筑整體設(shè)計為三個防火分區(qū),每個防火分區(qū)的面積小于60m2,每個防火分區(qū)設(shè)計有兩個大門,滿足安全疏散要求,兩個窗戶,滿足平時通風(fēng)要求。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為輕質(zhì)泄爆墻體及加氣混凝土砌塊墻體,為滿足防爆泄壓對泄爆面積的要求設(shè)置泄爆墻,建筑屋面設(shè)計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土卷材防水屋面,采取有組織排水。建筑地面使用不發(fā)火花地面,窗戶玻璃使用安全玻璃,門設(shè)計為鋼木大門。
(2)倉庫室內(nèi)設(shè)置軸流風(fēng)機(jī),且與房內(nèi)氣體報警器聯(lián)鎖,將風(fēng)機(jī)接風(fēng)管引到屋面以上,進(jìn)行高空排出。該風(fēng)機(jī)僅用于平時通風(fēng)和事故時的初期排風(fēng)(在事故初期時,由于保險粉量少而且均在表面燃燒,開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng),利用干粉、干砂等滅火劑進(jìn)行撲救,同時迅速轉(zhuǎn)移燃燒的保險粉;但保險粉燃燒面積較大時,室內(nèi)已聚集了大量有害氣體,此時建議關(guān)閉風(fēng)機(jī),防止有害氣體的擴(kuò)散,同時采用“堵截、冷卻、隔離”等辦法,將火勢控制在燃燒區(qū)域內(nèi),采用添加了脫硫劑的直流或噴霧水流對燃燒保險粉進(jìn)行撲救)。倉庫內(nèi)設(shè)置的所有通風(fēng)機(jī)在室內(nèi)及靠近外門的外墻上分別設(shè)置電氣開關(guān)。
根據(jù)相關(guān)資料,保險粉遇少量水和潮濕空氣易分解,大量放熱和產(chǎn)生煙霧、有毒氣體(二氧化硫、硫化氫),分解過程中產(chǎn)生少量的硫磺遇高熱燃燒,但燃燒火勢較小,不易蔓延,對于專用保險粉倉庫火災(zāi)目前行業(yè)內(nèi)還是主要采用大量水滅火的滅火方式。因此本項目倉庫不設(shè)置室內(nèi)消火栓,僅設(shè)置室外消火栓[2]。
本項目甲類倉庫室外均設(shè)置有消防干砂池一座,用于倉庫滅火。在甲類倉庫1~3內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。
另外在倉庫室外設(shè)置淋洗器、洗眼器等衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施。根據(jù)接觸物品特點和《勞動防護(hù)用品管理規(guī)定》、《個體防護(hù)裝備選用規(guī)范》等法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求配備必要的個體防護(hù)用品。
在保險粉儲運(yùn)過程中,各單位嚴(yán)格執(zhí)行和檢查保險粉包裝是否按照《連二亞硫酸鈉包裝安全要求》(AQ 3011-007)所規(guī)定的包裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝,從根源上防范保險粉分解及自燃事故的發(fā)生,在儲運(yùn)過程中杜絕與酸性物質(zhì)混儲,任何時刻都需要做好防水以及防雨的安保措施,以此來保證保險粉的生產(chǎn)以及儲運(yùn)本質(zhì)安全。