《精細化工企業(yè)工程設(shè)計防火標準》重點解析-下
工藝系統(tǒng)及生產(chǎn)設(shè)施
在基于GB 50160對工藝系統(tǒng)安全要求的基礎(chǔ)上,充分考慮到精細化工的生產(chǎn)特點,規(guī)定了切實可行的措施來管控風(fēng)險。主要體現(xiàn)在:
避免易燃易爆物料與空氣接觸
精細化工采用的物料大多為易燃易爆,密閉操作是防止物料泄漏、避免與空氣直接接觸的有效措施。尤其是反應(yīng)釜、受料槽、離心機等設(shè)備采用密閉操作,可大大降低物料的逸出;采用氮氣保護下的液下進料也可以避免易燃易爆物料直接與空氣接觸。如5.1.1和5.1.2條。
關(guān)注可燃粉塵的危險性
石化企業(yè)涉及粉塵的場所不多,而精細化工企業(yè)則比較常見。可燃粉塵在輸送過程中容易引起爆燃,因此要求必須采用氮氣或其他惰性氣體輸送,在采用空氣輸送時,必須保持空氣中氧氣濃度不超限。如5.1.4條。
確保氮氣系統(tǒng)的供給正常
精細化工生產(chǎn)過程中,氮氣的保護和吹掃置換功能不容忽視。它既可以隔絕易燃易爆物料與空氣相互接觸,又能保證阻隔可燃液體蒸氣的大量逸出。氮氣是不能被壓縮空氣所替代的,2017年江蘇連云港聚鑫生物公司“12·9”事故就是用空氣代替氮氣壓料所引發(fā)的。如5.1.1條。
尾氣處理系統(tǒng)風(fēng)險不容忽視
化工企業(yè)的尾氣處理往往被人們所忽視,作為GB 51283中的強制性條款,5.1.6條規(guī)定了“嚴禁將可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成爆炸性混合物的氣體混合排放。”就是考慮到不同性質(zhì)氣體混合過程中的風(fēng)險。如2017年江蘇連云港聚鑫生物公司“12·9”事故就是含有酸性介質(zhì)的氣體與保溫釜尾氣管道相連,致使酸液回流入反應(yīng)釜內(nèi)促進反應(yīng)放熱失控。2011年發(fā)生的內(nèi)蒙古烏海化工公司“1·18”爆燃事故就是在鹽酸生產(chǎn)過程中少量溶解、夾帶的氫氣隨鹽酸進入高純鹽酸中間罐,由于壓力降低,溶解、夾帶的氫氣逐步從液相鹽酸中析出,在維修人員處理廢氣排空管漏點過程中,使用手提角磨機(不防爆)打磨開口,引起氫氣大量泄漏造成爆炸。由于各鹽酸儲罐氣相管道相連,造成三個鹽酸儲罐連續(xù)爆炸。
重視反應(yīng)風(fēng)險評估工作
《關(guān)于加強精細化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估工作的指導(dǎo)意見》(安監(jiān)總管三〔2017〕1號)規(guī)定了符合條件的精細化工項目必須開展反應(yīng)風(fēng)險評估工作,對其生產(chǎn)過程中的熱風(fēng)險進行分析,確定工藝危險度等級,并在HAZOP分析的基礎(chǔ)上,確定自動化控制方案。GB 51283中5.5.9條規(guī)定了“高危險度等級的反應(yīng)工藝過程,其反應(yīng)器應(yīng)采用防爆墻與其它區(qū)域隔離,并設(shè)置超壓泄爆設(shè)施,反應(yīng)器系統(tǒng)必須設(shè)置遠程操作設(shè)施。”《危險化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險隱患排查治理導(dǎo)則》則將硝化工藝列入特殊管控的危險工藝并提出具體要求措施,強調(diào)了“在發(fā)生事故會有相互影響的硝化釜與硝化釜、硝化物貯槽等設(shè)施之間,應(yīng)增設(shè)應(yīng)急自動隔斷閥(隔離措施),防止事故擴大化”和“硝化車間應(yīng)設(shè)置有效的防火防爆隔離措施,減少車間內(nèi)不同工藝間的相互影響”等要求。
未按照規(guī)定開展反應(yīng)風(fēng)險評估工作,將被判定為構(gòu)成重大生產(chǎn)安全事故隱患。
強化對危險工藝的管理
精細化工生產(chǎn)大多涉及危險工藝,如染料行業(yè)涉及硝化、氧化、重氮化,農(nóng)藥行業(yè)涉及氯化、光化等。對危險工藝采取的自動化控制措施應(yīng)根據(jù)安監(jiān)總管三〔2009〕116號文和安監(jiān)總管三〔2013〕3號要求,并結(jié)合反應(yīng)風(fēng)險評估結(jié)論和HAZOP分析結(jié)果,配備滿足安全要求的控制設(shè)施。
一般來講,對危險工藝的安全控制措施主要包括緊急斷料系統(tǒng)、緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)、緊急中止系統(tǒng)以及氣體檢測報警等,這些功能均需要通過安全儀表系統(tǒng)來實現(xiàn)。
GB 51283中5.2.1條規(guī)定了“較高危險度等級的反應(yīng)工藝過程應(yīng)配置獨立的安全儀表系統(tǒng),其安全完整性等級應(yīng)在過程危險分析的基礎(chǔ)上,通過風(fēng)險分析確定。”
導(dǎo)熱油系統(tǒng)的風(fēng)險不容忽視
導(dǎo)熱油作為精細化工常用的熱能交換媒介,在常規(guī)的石化工廠內(nèi)使用不多。導(dǎo)熱油的火災(zāi)危險性雖然被列為丙類,但由于工作溫度大多超過其自身燃點,在工作溫度下其危險性和甲、乙類液體相當(dāng)。因此一旦出現(xiàn)高溫的導(dǎo)熱油泄漏,極易引起火災(zāi)事故。2012年河北克爾化工“2?28”重大爆炸事故就是因為導(dǎo)熱油發(fā)生泄漏著火而引發(fā)的嚴重后果。
導(dǎo)熱油系統(tǒng)的熱源一般由燃煤或燃氣供給,因此導(dǎo)熱油爐房的設(shè)置就應(yīng)根據(jù)燃料不同而采取不同的安全措施。GB 51283中5.4節(jié)從導(dǎo)熱油爐廠房、高位油槽、可燃氣體檢測、緊急切斷等方面對導(dǎo)熱油系統(tǒng)提出了管理要求。
完善工藝泄壓設(shè)施的配備
工藝系統(tǒng)的緊急泄放是防止工藝失控后的應(yīng)急處置措施,GB 51283中5.7.1條對獨立壓力系統(tǒng)提出了設(shè)置安全泄放裝置的要求,對可能存在超壓的管道及設(shè)備均要求設(shè)置泄放裝置。同時,5.7.5條還明確了泄放出口物料的去向,如接至焚燒、吸收等設(shè)施,對需要直接排放的情況,也按照GB 50160要求規(guī)定了排放口的設(shè)置要求。在阻火器的配置方面,5.7.7條明確了在爆炸性環(huán)境的非電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)置阻火器的要求,對規(guī)定的設(shè)備及管道部位設(shè)置阻火器,確保泄放系統(tǒng)的安全。
規(guī)定了設(shè)備布置和管道布置方面的要求
對于生產(chǎn)設(shè)施在廠房內(nèi)的布置以及易燃易爆、有毒危險化學(xué)品的輸送管道、下水管道的管理,GB 51283提出的安全要求基本與GB 50160等其他化工標準對設(shè)備安裝、管道敷設(shè)的要求一致。如7.2.1條“可燃介質(zhì)不應(yīng)采用非金屬管道輸送,當(dāng)局部確需采用軟管輸送可燃介質(zhì)時,應(yīng)采用金屬軟管;液化烴、液氨、液氯不得采用軟管輸送”。這與之前的GB 50160等其他標準要求是一致的。
除此以外,GB 51283在防爆電氣選用及安全儀表系統(tǒng)的配置方面均按照GB 50160及相應(yīng)標準規(guī)范要求進行了明確并保持一致。如5.5節(jié)、5.8節(jié)。
罐區(qū)安全 精細化工企業(yè)危險化學(xué)品罐區(qū)的儲存及裝卸要求主要按照GB 50160和《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》(SH/T 3007)制定,如罐型的選用、儲罐間布置、防火堤、專用泵的設(shè)計要求及氮封的使用等,但又有所區(qū)別。GB 51283中6.2.3條對罐區(qū)內(nèi)儲罐的布置,提出了“儲存極度危害和高度危害毒性液體的儲罐不應(yīng)與其它易燃和可燃液體儲罐布置在同一防火堤內(nèi)”。這在涉及石油化工的其他標準里是沒有要求的。這主要是針對精細化工使用如液氯、液氨等危險化學(xué)品的種類特點,考慮到一旦罐區(qū)儲罐發(fā)生泄漏引發(fā)火災(zāi),容易導(dǎo)致同一防火堤內(nèi)極度危害和高度危害毒性的液體危化品泄漏,加重事故后果。 消防安全 GB 51283對精細化工企業(yè)生產(chǎn)廠房及倉庫的建設(shè)要求,在參照GB 50016分區(qū)、耐火要求的基礎(chǔ)上,又進一步明確了廠房、倉庫玻璃的選擇要求,8.3.2條明確了“應(yīng)急擊碎玻璃應(yīng)采用厚度不大于8mm的單片鋼化玻璃,有爆炸危險的廠房(倉庫)采用鋼化玻璃門窗時,其玻璃厚度不應(yīng)大于4mm”。 在人員疏散及設(shè)備操作及檢修平臺的疏散通道方面,GB 51283中8.5.1條規(guī)定了具體的設(shè)計要求。目的就是針對精細化工企業(yè)廠房存在人員作業(yè)的現(xiàn)象,提出的疏散要求。 在消防設(shè)施的配備方面,廠房部分按照GB 50016要求確定,罐區(qū)部分參照GB 50160要求確定,這是符合行業(yè)實際情況的。 通風(fēng)及電氣安全 GB 51283對廠房及倉庫內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計,在基于GB 50016要求的基礎(chǔ)上,針對生產(chǎn)企業(yè)特點,作了進一步補充要求。 要求 GB 51283 GB 50016 通風(fēng)場所 燃油或燃氣鍋爐房、導(dǎo)熱油爐房、直燃式溴化鋰機房、柴油泵房、柴油發(fā)電機房 燃油或燃氣鍋爐房 風(fēng)機選型 燃氣鍋爐房、燃氣導(dǎo)熱油爐房、燃氣直燃式溴化鋰機房選用防爆型事故排風(fēng)機 燃氣鍋爐房選用防爆型的事故排風(fēng)機 通風(fēng)次數(shù) 燃油鍋爐房、燃油導(dǎo)熱油爐房、燃油直燃式溴化鋰機房、柴油泵房、柴油發(fā)電機房正常通風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于3次/h確定,事故排風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于6次/h確定; 燃油鍋爐房的正常通風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于3次/h確定,事故排風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于6次/h確定; 燃氣鍋爐房、燃氣導(dǎo)熱油爐房、燃氣直燃式溴化鋰機房正常通風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于6次/h確定,事故排風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于12次/h確定。 燃氣鍋爐房的正常通風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于6次/h確定,事故排風(fēng)量按換氣次數(shù)不少于12次/h確定。 除了廠房及倉庫要求采取自然通風(fēng)和事故通風(fēng)外,GB 51283還規(guī)定了在某些場所需要采用正壓通風(fēng)。在GB 50016中沒有規(guī)定正壓通風(fēng)要求,在《化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(HG/T 20698)中規(guī)定了“設(shè)置在爆炸危險場所的非防爆類型的電控設(shè)備、專用建筑(如分析器室)或直接安裝在爆炸危險車間內(nèi)的正壓式電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)計正壓通風(fēng)”。GB 51283同時還提出了正壓通風(fēng)的風(fēng)壓、風(fēng)量等相關(guān)要求。 在消防供電方面,GB 51283結(jié)合GB 50016和GB 50160做出了規(guī)定。 要求 GB 51283 GB 50016 GB 50160 供電負荷等級 下列建構(gòu)筑物、儲罐(區(qū))和堆場除消防泵以外的其它消防用電應(yīng)按二級負荷供電: 1)室外消防用水量大于30L/s的廠房、倉庫; 2)室外消防用水量大于35L/s的露天生產(chǎn)設(shè)施區(qū)、可燃物質(zhì)堆場、可燃氣體儲罐(區(qū))和甲、乙類液體儲罐(區(qū))。 下列建筑物、儲罐(區(qū))和堆場的消防用電應(yīng)按二級負荷供電: 1 室外消防用水量大于30L/s的廠房(倉庫); 2 室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆場、可燃氣體儲罐(區(qū))和甲、乙類液體儲罐(區(qū)); - 消防泵用電等級 一級負荷。 - 大中型石油化工企業(yè)消防水泵房用電負荷應(yīng)為一級負荷。 消防用應(yīng)急照明 連續(xù)供電時間不少于3h。 建筑高度超過100m的民用建筑,應(yīng)急照明連續(xù)供電時間不少于1.5h。 連續(xù)供電時間不少于3h。