段慶微，王澤恒，陸 華

(1.吉林化工學院 資源與環(huán)境工程學院，吉林 吉林 132022；2.華北制藥河北華民藥業(yè)有限責任公司，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，制藥廠火災爆炸事故頻發(fā)，如：2010年昆明制藥廠發(fā)生火災爆炸，導致多人受傷和死亡；2014年哈爾濱某制藥企業(yè)廠區(qū)發(fā)生重大火災，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)車間的設備發(fā)生火災，致使很多機器設備發(fā)生故障，不能正常使用，造成了嚴重的經(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)建設項目本質安全，針對藥廠建設項目進行安全設施設計意義重大.

1 項目研究基礎

1.1 項目基礎材料

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

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)過程復雜，需要使用多種物料及經(jīng)過多個步驟的化學反應制得.主要危險化學品有甲醇、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.建筑物和設施設備上有使用安全標志，以提醒從業(yè)人員安全作業(yè).

表1 建設項目廠內(nèi)建、構筑物一覽表

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，使用大量化學品，經(jīng)與《危險化學品目錄》比對[2]，其危險化學品主要有甲醇、二氯甲烷、氯化銨、丙酮和乙醚等，危險化學品主要危險特性如表2所示[3].

表2 危險化學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品以及高溫高壓設備[5].根據(jù)《企業(yè)職工傷亡事故分類標準》GB6441-86，項目可能發(fā)生的事故類型為：火災、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 安全設施設計

通過分析大量藥廠項目事故案例，結合對項目物料、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爆炸.為了減少藥廠建設項目火災爆炸事故發(fā)生，實現(xiàn)建設項目本質安全，對消防水池、室內(nèi)外消火栓、滅火器、防雷系統(tǒng)等安全設施進行設計[10].

3.1 消防水池設計

依據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》(GB50974-2014)，消防給水一起火災滅火用水量應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，應取最大者.結合項目實際，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，火災持續(xù)時間為3 h；自動噴水量最大為76 L/s，火災持續(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)用水量標準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)用水量標準及一次滅火用水量一覽表

依據(jù)消防水池設計的原則：容量大于500 m3的消防水池，應分設成兩個能獨立使用的消防水池.因此，項目設置消防水池兩個，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)外消火栓設計

(1)室外消火栓

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》(GB50974-2014)的要求,建筑室外消火栓的數(shù)量應根據(jù)室外消火栓設計流量和保護半徑經(jīng)計算確定，保護半徑不應大于150 m，每個室外消火栓的出流量宜按10～15 L/s計算[11].結合廠區(qū)實際情況，共設置地下式的環(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)過計算共設置室內(nèi)消火栓79處，詳細消火栓設置情況如表5所示.

表5 廠區(qū)內(nèi)各部分的室內(nèi)消火栓數(shù)

3.3 滅火器設計

在配置滅火器的過程中,不僅需要根據(jù)反應物的物料及產(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.

滅火器布置的標準和計算應以基本單元為基礎.應根據(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.各滅火器設置點的滅火級別和滅火量不應小于所需最低滅火級別和滅火量的計算數(shù)值.滅火器設置點的位置和數(shù)量應根據(jù)滅火器的最大保護距離確定，并應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，詳細配置數(shù)量如表6所示.

表6 建筑物設置的滅火器個數(shù)

3.4 防雷設計

依據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB 50057-2010)進行分析比對，制藥項目構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計在避雷針之下.根據(jù)項目的總平面布置圖并結合廠區(qū)實際情況，廠區(qū)共設置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果見表7.

圖1 防雷系統(tǒng)圖

表7 避雷針保護范圍計算結果一覽表

4 結 論

針對藥廠建設項目危險物料、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.

結合項目火災爆炸危害特點，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施設計.項目設置消防水池兩個，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)室外設置DN200的消火栓給水環(huán)狀管網(wǎng)，在環(huán)網(wǎng)上設置15套地下式室外消火栓.結合廠區(qū)各類構建筑物實際情況，共設置室內(nèi)消火栓79處.各建筑物內(nèi)設置手提式滅火器，整個廠區(qū)的滅火器需要數(shù)量為323具，并根據(jù)要求布置在相應的位置.廠區(qū)共設置5根避雷針.