化工建筑防火防爆设计

化工建筑防火防爆设计（通用3篇）

化工建筑防火防爆设计 篇1

1 引言

化工厂生产过程中由于物料及产品本身所具备的特性, 在一定条件下会引起火灾或爆炸, 在爆炸过程中, 由于瞬时巨大能量的释放会形成强大的冲击波, 从而造成生命与财产的极大损失。

为此《建筑设计防火规范》对生产的火灾危险性有所分类, 并对其中危险性较大的甲、乙类物品的生产与建筑安全相关的内容作了很多原则上的规定, 本文希望通过对于若干方面的叙述, 并结合对执行规范中对某些条款的理解, 谈谈这类建筑的设计体会, 以供化工建筑设计同仁参考。

2 建筑物的“内爆”与“外爆”

爆炸是物质发生的变化不断急剧增速, 并在极短时间内放出大量能的现象, 并由一种状态迅速转变成另一种状态, 爆炸发生时, 温度和压力突然升高, 产生爆破作用和推动作用, 爆炸是由于瞬间要向外释放大量气体和能量, 因而产生很高的压力, 所以, 爆炸是具有威力强大的破坏和杀伤作用。

从爆炸发生的位置和建筑物相对的关系来说有下列两种情况:

内爆:指爆炸在建筑物内部发生, 也称“有爆炸危险”的建筑。在现行《建筑设计防火规范》中, 称之为有爆炸危险的甲、乙类厂房。

外爆:指爆炸在建筑物外部发生, 也称“有爆炸危险环境”的建筑。

爆炸危险环境按现行《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的分法, 一般可分为三类, 8区。

第一类为爆炸性气体危险环境, 一般分为3区; (1) 连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境; (2) 在正常运行时可能出现爆炸性气体, 混合物的环境; (3) 在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境, 或即使出现也不仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

第二类为爆炸性粉尘危险环境可分为2区 (1) 连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境; (2) 有时会将积留下粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。

第三类为火灾危险环境又可分为3区; (1) 具有闪点高于环境温度的可燃液体, 在数量和配置上能引起火灾危险的环境; (2) 具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维, 虽不可能形成爆炸混合物, 但在数量和配置上能引起火灾危险的环境; (3) 具有固体状可燃物质, 在数量和配置上能引起火灾危险的环境。

3 建筑防爆设计

3.1 名词定义

3.1.1 防火墙

为了防止火灾的蔓延或扩大而设置的, 符合《建筑设计防火规范》规定的具有一定耐火极限要求的起分隔及保护作用的实体墙。

3.1.2 非燃烧体防护墙

具有一定耐火极限要求, 同时具有一定抗冲击性的实体墙。一般至少能抵抗超过泄压构造所承受的压力极限, 如规范规定的60kg/m2。

3.1.3 抗 (防) 爆墙

为了满足防爆安全的要求而设的、能抵抗爆炸释放的相当荷载的墙体。

3.2 防爆设计的目的

对于有爆炸危险的厂房或仓库, 在建筑设计中采取防爆措施, 可以防止和减少爆炸事故的发生 (防爆) , 或者当发生爆炸事故时, 最大限度地减轻甚至完全避免其危害和造成的损失 (抗爆和泄爆) 。

根据爆炸机理, 预防爆炸应从减少爆炸三要素的发生入手: (1) 杜绝跑、冒、滴、漏现象的发生, 从源头上减少爆炸危险; (2) 利用各种手段保证建筑物内通风良好, 使爆炸危险物料即使泄漏也能很快稀释扩散, 不至达到爆炸极限; (3) 严格控制火源, 避免火花的产生。

建筑抗爆泄爆是在爆炸发生后, 尽量减少或避免爆炸引起的损失, 最大限度地保护人员和设施的手段。

3.3 建筑平面及空间设计原则

3.3.1 宜采用单层建筑

有爆炸危险的厂房在生产工艺允许的条件下宜采用单层建筑, 对有爆炸危险的仓库则应采用单层建筑, 以利泄爆和人员疏散。

3.3.2 采用敞开或半敞开式建筑

有爆炸危险的厂房宜采用敞开或半敞开式建筑, 通过良好的自然通风, 使可燃气体、蒸气、粉尘等很快稀释扩散, 不易形成爆炸混合物, 有效地排除形成爆炸的条件。而且生产设备内部发生爆炸时, 敞开或半敞开式建筑可很快释放大量气体和热量, 使厂房破坏损失大大减轻。

3.3.3 合理选择平面布置形式

对有爆炸危险的单层厂房应合理选择平面布置形式: (1) 采用简单矩形的单层厂房和仓库, 将有爆炸危险的生产设备集中布置在靠边地带, 以利泄爆和疏散。 (2) 剖面设计要注意通风和利用屋顶泄压。

除应利用屋顶设置泄压轻质屋盖外, 还应合理组织自然通风。大跨度的厂房屋顶应设置天窗或通风帽等, 以排除室内的可燃有害物质。如有比空气重的可燃气体和可燃蒸气等存在, 还应采取下部百叶窗等手段进行通风。

(3) 将有火源的配电室、化验室、分析室、办公室等房间集中布置在厂房一端, 设非燃烧体防护墙与生产车间分隔布置。

3.3.4 有爆炸危险多层厂房

有爆炸危险多层厂房平、剖面设计应注意以下问题:

(1) 多层防爆厂房的平面宽度应适当限制。

一般不宜大于18m。否则不仅影响自然通风和采光, 泄压面积可能也达不到要求。

(2) 应根据生产工艺过程的要求, 尽可能将有、无爆炸危险生产设备分别集中, 设非燃烧体防护墙分隔布置。

(3) 安全出口不应少于2个, 并应布置在厂房周边, 采用封闭楼梯间。

(4) 剖面设计中, 应将有爆炸危险生产部位集中布置在顶层或厂房一端各楼层靠外墙处。顶层可作泄压屋顶和天窗。

4 防爆结构形式的选择

对于有爆炸危险的厂房和库房, 选择正确的结构形式, 可以在发生火灾爆炸事故时, 有效地防止建筑结构发生倒塌破坏, 减轻甚至避免造成的危害和损失。

(1) 钢筋混凝土框架结构或有防火保护的钢框架结构用作有爆炸危险厂房和库房的主体结构最为合适。此外, 钢筋混凝土柱、有防火保护的钢柱承重的排架结构也可以用作有爆炸危险厂房和仓库的主体结构。

(2) 装配式钢筋混凝土框架结构由于梁柱等节点处的刚性较差, 抗爆能力不如现浇钢筋混凝土结构;砌体结构由于其整体稳定性差、抗爆能力差, 墙体不能设置较大的泄压面积, 随着建筑设计与施工的不断进步, 此两种形式现在已很少作为防爆建筑。

5 结语

化工建筑设计没有复杂的功能组合, 也没有较高的形象要求, 它受制于工艺流程, 可是易燃易爆的物料特性令建筑师必须作出周密的安排。笔者结合多年的设计实践, 对易燃易爆的化工建筑设计谈点体会, 以供读者参考, 特别是某些对于规范方面的不同理解更是可以商酌。本人不揣浅陋以期抛砖引玉, 希望诸多同行、专家批评指教。

参考文献

[1]建筑设计防火规范?GB500162006 (S) 北京:中国计划出版社, 2006?

[2]石油化工企业设计防火规范?GB50160-92 (S) 北京:中国计划出版社, 1999?

化工建筑防火防爆设计 篇2

【摘要】：作为我国现代化建设的一个支柱产业，石油化工行业对国民经济的发展起着举足轻重的作用。然而石化企业原料和产品大多有毒、易爆、易燃，并且随着石化行业的发展，企业规模越来越大型化，生产过程也复杂化，由此存在的隐患也越来越大。本文从介绍石油化工生产工艺的特点和火灾特点出发，分析了预防石油化工生产火灾的对策，为新时期防控石油化工企业火灾提供了理论依据。【关键词】：石油化工；火灾；防爆

正文

近年来，我国经济建设中石油化工工业越来越占有了核心地位，石油化工企业规模渐渐壮大，化工产品几乎渗透到社会生活的每一个领域。由于石油化工企业生产过程连续性强，生产工艺复杂，不论是产品还是原料往往都有毒、易爆、易燃，所以有效防控石油化工火灾 发生频率迫在眉睫，这对石化行业消防工作也是一大挑战。防患于未然才能保护人民生命，维社会稳定，减少经济损失，继而有利于构建和谐社会。本文主要谈谈石油化工生产的火灾危险性及其对策。

一、石化生产工艺火灾特点

（一）石化生产工艺特点

以天然气或石油为原料是石油化工最显著的特点，其产品一般有：各种燃料油、有机化工原料、合成纤维、合成树脂、化学制品、合成橡胶等。石油化工产品和原料易爆、易燃，生产中间环节物质往往有毒，并且相当多的生产环节会用到强酸或强碱等强腐蚀性物质（如酸性气碱洗），一旦发生泄漏会发生严重的后果。由于以石油为原料，石化行业处理的轻烃（如乙烯）闪点低，爆炸下限低，泄漏在环境中遇火星或明火极易发生火灾，同时发生爆炸。炼油厂建筑物的孔洞和沟道较多，生产的工艺操作复杂，高温高压设备多，生产高度连续化、密封化、自动化，操作要求十分严格，容易导致火灾事故。

（二）、石化生产工艺火灾特点

1、造成人员伤亡

除了造成巨大的经济损失外，石油化工生产工艺火灾对社会稳定也会造成大的影响，一旦火灾扑救不及时，伤亡情况可能会进一步恶化。不仅如此，生产工艺过程如果有起火爆炸发生，将威胁所处区域人员的生命安全，致使石化工作人员的日常生产生活安全指数下降。

2、火场温度高，蔓延速度快 与普通建筑火灾的燃烧速度比，石油化工生产工艺的火灾燃烧区的温度一般高500℃以上，且燃烧速度能快一倍多。这样热量和火焰在火灾中迅速传播，很快让着火装置升温，相邻装置及可燃物也快速加热，会造成引燃、爆炸的危险，从而加速火势蔓延。

3、爆炸性火灾多

石油化工生产工艺火灾的最显著特点就是火灾中发生爆炸与爆炸引起火灾，最为常见的是先爆炸后燃烧的火灾。石化生产流程中各个设备相互连通，生产工艺连续性操作强，如果发生爆炸就容易迅速波及旁边的设备，造成连锁性爆炸。

石油化工生产工艺中生产工艺装置多为密闭性压力容器，且生产产物和原料多为易爆易燃化学品，一旦易燃液体挥发形成爆炸性混合气体，或者生产过程中易燃气体泄漏，爆炸就会发生在遇到明火时，进而引起火灾。

4、对立体火灾扑救难度大

建筑孔洞的连通与生产工艺装置布置的立体性是火灾严重的隐患因素。火灾初期，这些方面不易控制。一但火灾发生，建筑孔洞的连通极易使得大量的易燃液体随意流淌，形成立体火灾或者大面积火灾，就不容易扑灭大火。若火势发展迅速并产生了各种有毒物质，火灾严重到猛烈燃烧阶段，更是为扑救工作增加了很大的难度。

二、分析石油化工生产工艺的火灾危险性

石油化工企业大部分分布在农村、市郊，具有分布偏远、消防设施跟不上的特点，已成为石油化工行业发展中不可忽视的问题。所以分析石油化工生产工艺的火灾危险性有一定必要。

（一）火灾危险性之原料

石油化工生产过程中有火灾爆炸危险特性及相应的理化特性，各种中间体、原料、废弃物和产品等固态、气、液形式存在。根据科学分类标准现有的常用危险化学品分为易燃液体、爆炸品、有毒品、腐蚀品等八种。在石油化工生产中，这八类危险化学品被大量储存、生产和使用，它们都易发生喷溅，易爆炸、燃烧，易流动扩散，易产生静电，为火灾埋下安全隐患。石油化工原料在生产、运输、使用等环节大量涉及易爆易燃物质，丙烷、芳烃、醛类等处处可见，这些物质如果有一点处理不当，就能造成火灾爆炸事故。

（二）火灾危险性之生产装置

石油化工管道内的物料和生产工艺设备易泄露形成爆炸性混合物，其中工艺装置存在工艺管线纵横交错、装置与装置间种类繁多的问题，工艺装置可分为炉、罐、塔、器、泵、机等。物料处理量大、设备高低不

一、动态设备与静态设备并存、操作控制难等，是石油化工生产工艺装置与其他生产工艺装置相比的突出特点。各类装置由于内装物料性质不同、装置结构不一，火灾危险性也不尽相同。石化生产工艺装置导致可燃物泄漏的因素有很多，如：生产原料的腐蚀、设计不合理、焊接质量差、操作失误等，都易引起泄漏及爆炸安全事故。

（三）火灾危险性之生产操作

每一套生产工艺装置都有相应的操纵规程，为了减少或消除火灾隐患，必须严格按照操作规程作业。但违反操控规程操作时有发生，导致火灾或爆炸事故所占比例相对较大。原因可能是操作人员业生产责任心不强，业务素质低，消防安全意识淡薄等，这些造成火灾爆炸隐患时有发生。因此要落实安全责任岗位制，注重提高操控人员的处理突发事件的能力和业务素质，防止更多的人为操作失误。

（四）火灾危险性之工艺控制条件

温度和压力是石油化工生产中的主要控制参数。石油化工工艺过程的火灾危险性还由其生产工艺参数是高压、高温、高流速、负压特点决定。若温度控制不好，会因超温造成反应物发生分解，使气体或液体蒸气的爆炸极限范围加宽；出现堵塞管道造成管道破裂、装置损坏现象的，应该是跑出可燃物料着火，原因是温度下降导致物料凝结；如果是热化学反应的化工生产冷却不及时，则是导致跑料，继而引起燃烧爆炸。若操作压力过高，会引起密闭容器装置的爆炸及造成跑料，一种情况是负压在正压系统内形成，负压操作易导致设备、管线倒吸入空气与可燃气体形成爆炸性混合物。此外，有可能酿成爆炸事故的工艺条件还有：雷击排空管放电、摩擦撞击火星、明火加热、高速喷出产生的静电、等因素，我们也不可忽略。

三、石油化工生产工艺防火防爆措施

（一）从设计源头消除爆炸条件

要做好石油化工生产工艺安全防火防爆工作，首先设计要符合规范，设计图纸及时报公安机关消防机构审核批准。设计过程中尽量选择技术成熟、生产先进、的工艺和防火防爆措施；不用或少用可燃、易爆物质，采用自动控制和排除故障的先进装置；生产厂内的布局有足够的防火间距，防止连锁性爆炸；配备齐全消防设施，加强设备维护的配备，保证不发生跑、冒、漏现象。

（二）加强施工阶段控制和管理

除生产过程本身具有的加热炉火、反应热、电火药、动火作业等以外，易燃易爆物遇见这些常见的火源也非常容易引起爆炸，所以控制这类火源的使用范围。

在施工阶段，做好消防设施施工质量、进度的监督检查，严格用火管理，确保防火设计内容得到落实，若发现不符合安全设计的地方，及时解决问题，不能把问题留到工程完工后。施工阶段有可能遇到机械摩擦热、维修用火、撞击火星等，这就要做好作业的防火工作，配备防火安全员和消防器材，这些对于防火防爆十分重要。

（三）做好日常检查和人员培训

石油化工生产工艺防火工作的重点是预防，这就要从日常检查把好管理关。消防机构要及时督查整改进度与完成情况，指导解决查出的问题，确保企业采取有效的措施及时整改，消除火灾隐患。此外，石油化工防火工作的另一个重要内容就是防火安全培训。每个从业人员必须掌握事故处理技能、易爆易燃化学品的特性、正常操作方法；坚持持证上岗制度；在培训过程中，提高人员的遵章守纪自觉性和安全技术素质。

【结束语 】：综上所述，从石油化工生产工艺火灾特点就可以看出，要对石油化工火灾危险性进行全面、准确、科学的评价和分析，做好对火灾的防控这项复杂系统工程的工作，这样才能对石油化工生产工艺火灾提出合理的对策，对火灾隐患进行有效的防控。

化工建筑防火防爆设计 篇3

化学工业的发展事关全国人民的生活质量, 是重要的基础工业和原料工业。化工产业不仅支撑着整个工业技术的发展, 而且还为人们的日常生活提供所需的产品。正如大家所熟知的, 化工生产具有易燃易爆、有毒有害等显著特点。工作中一点细节的疏忽就有可能导致十分严重的事故产生。随着化工的发展, 越来越多的化学工厂建立起来, 随之而来的安全事故也越来越多。例如南京化工园区接连发生了两起火灾爆炸事故。这些化工安全生产事故, 提醒我们化工安全的重要性, 应充分利用防火防爆技术来降低安全风险, 采取合理的应对措施。

二、化工企业防火防爆措施分析

(一) 控制火灾爆炸危险性物质和能量的技术措施。

大多数的化工产品都属于易燃易爆的物种, 为了从根源上消除危险的发生, 一般工厂都会尽量选择不会燃烧或者难以燃烧的物质作为化工产品的容器及包装, 尽量减少强氧化剂的使用。尽量避免可能发生反应堆两种物质的直接接触。其次, 应该注意工作厂区的合理布局, 适当增加建筑物之间的距离。建筑物的耐火等级、层数、防火分区、防火间距、泄爆面积、安全疏散等防火防爆条件, 应符合《建筑防火设计规范》 (2014年修订版) 的规定。在生产过程中不可避免地要接触易于燃烧或者具有强氧化性质的物品, 所以, 必须保证生产、贮存、运输过程中的密封性, 不能允许发生泄漏的可能, 并进行定期的检漏、检修。可是, 在生产中保持绝对的密封性是不可能的或者难度相当大的, 所以必须要有适当的通风设施来降低环境中可燃物的浓度。

(二) 点火源控制技术措施。

点火源的控制是防火防爆的重要组成部分。在化工行业生产中, 我们将可能接触的点火源按照能量来源的不同划分成四个类型:由化学反应释放热量形成的火源, 即化学火源;由于热量传导而形成的热火源;通过物理做功产生热量所形成的火源, 即机械火源;还有以电火花为主要型态的电火源。相关数据表明, 在由于点火源而引起的化工厂火灾事故中, 明火是最常见也是危害性最大的点火源, 其次是电火源。其中, 对于明火, 通常是指在化工厂生产活动用于原料加热、设备维护修缮以及其他用途的火焰形式火源。在生产区域划定之前, 对于可能发生火灾风险的生产活动进行合理的评估, 以此作为禁火区域的划分依据。禁火区域尤其禁止明火火源的存在, 对于必须采取明火作业的活动应当即时进行安全防护, 例如清扫附近区域内存在的易燃易爆的物质、使用隔离带进行隔离等。

(三) 安全保护装置

1. 自动化装置。

进行化学生产作业时, 很多的危险信号仅凭人的肉眼是很难辨别的, 所以会在可能的危险区域设置自动化装置进行安全监督。出现危险状态时, 利用手动或自动信号报警装置, 通过对人进行强烈的视觉、听觉刺激以示警告, 提醒相关人员对安全警示区域进行处理。对于保险装置, 比如, 锅炉、压力容器上装设的安全阀, 突然停电时可自动投运的备用电源等。

2. 防火防爆安全装置。

经过历史上发生的化工厂火灾事故的教训, 我们已经发明出许多安全装置并广泛应用于生产活动中。常见的阻火装置有阻火器、安全液封、水封井、单向阀和防火冒, 主要是针对外来明火可能进入装有易燃易爆物质的设备内的情况, 并同时能够起到制止火焰通过管道蔓延的作用。

三、消防灭火安全技术措施

化工企业不仅仅要在生产活动之前对火灾事故的发生进行有效地预防, 还要能够针对火灾发生之后的事故现场进行高效地消防灭火, 尽可能降低人员伤害和财产损失, 并且认真贯彻“预防为主、防消结合”的方针。

(一) 灭火的基本原理和方法。

燃烧的发生是建立在三个基础条件之上的, 灭火即是通过不同的手段阻止燃烧条件成立的方式, 由此我们可以将其划分为四种方式:冷却灭火法、窒息灭火法、隔离灭火法和化学抑制灭火法。为便于消防灭火, 特别是指导选用扑救火灾的灭火器, 国家标准GB 4968-2008《火灾分类》根据物质燃烧特性, 把火灾划分为A、B、C、D四类 (电气火灾不作单独类型列入该标准) 。不同的灭火方法的选择, 取决于产生火源的种类, 那么灭火的机理也存在着物理或化学作用的差异。前面三种方法均为物理作用, 是将火源进行隔离;而化学抑制灭火法是直接参与燃烧反应, 并在过程中可以减少自由基的产生, 生成性质稳定的物质或者低活性的游离基, 进而中断反应链, 终止燃烧过程。

(二) 消防设施。

针对不同的火灾类型以及设施的功能, 在化工厂区也分别设置了不同的消防设施, 有火灾监测报警系统、消防给水系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统和二氧化碳灭火系统、消防站。其中, 在化工厂区内, 消防给水系统的设置比较复杂。对于工艺装置区等作业活动较为密集的区域, 可以将消防栓布设在区域周围, 但是相邻消防栓之间的距离不得大于60m。对工艺装置内距地面高度为20~40m的甲类工艺设备, 需要在其较近位置安放消防水炮, 并且不能在两者之间放置可能对消防水流产生阻碍的物体。当无法设置消防水炮或者在消防水炮防护范围之外的设备, 可以设置消防给水竖管。对高度40m以上, 并且受热后不易冷却的设备, 使用机动消防设备防护效果不明显, 可设固定式、半固定式的水喷雾或水喷淋冷却系统。

四、结语

化工生产活动极易发生火灾等意外事故, 所以将防火防爆技术措施作为企业工作的中心十分必要。预防策略的制定应当针对具体情况进行制定, 并且严格把控人员培训, 注重注意安全细节的检查以及安全理念的贯彻。只有在一个安全的环境中, 化工企业才能够创造出较高的生产效率。

参考文献

[1]GB50016-2014, 建筑防火设计规范[S].

[2]万贤斌, 论化工企业化工设备防火安全问题[J], 化学工程与装备, 2012, 7, 174-176.

[3]孙晓琳, 石油化工防火技术措施研究[J], 科技创新导报, 2014, 6, 15.