《精細化工企業工程設計防火標準》重點解析-下
工藝系統及生產設施
在基于GB 50160對工藝系統安全要求的基礎上,充分考慮到精細化工的生產特點,規定了切實可行的措施來管控風險。主要體現在:
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。尤其是反應釜、受料槽、離心機等設備采用密閉操作,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。
關注可燃粉塵的危險性
石化企業涉及粉塵的場所不多,而精細化工企業則比較常見。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。
確保氮氣系統的供給正常
精細化工生產過程中,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的。如5.1.1條。
尾氣處理系統風險不容忽視
化工企業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條規定了“嚴禁將可能發生化學反應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氣體混合過程中的風險。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的氣體與保溫釜尾氣管道相連,致使酸液回流入反應釜內促進反應放熱失控。2011年發生的內蒙古烏海化工公司“1·18”爆燃事故就是在鹽酸生產過程中少量溶解、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爆炸。
重視反應風險評估工作
《關于加強精細化工反應安全風險評估工作的指導意見》(安監總管三〔2017〕1號)規定了符合條件的精細化工項目必須開展反應風險評估工作,對其生產過程中的熱風險進行分析,確定工藝危險度等級,并在HAZOP分析的基礎上,確定自動化控制方案。GB 51283中5.5.9條規定了“高危險度等級的反應工藝過程,其反應器應采用防爆墻與其它區域隔離,并設置超壓泄爆設施,反應器系統必須設置遠程操作設施。”《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》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,強調了“在發生事故會有相互影響的硝化釜與硝化釜、硝化物貯槽等設施之間,應增設應急自動隔斷閥(隔離措施),防止事故擴大化”和“硝化車間應設置有效的防火防爆隔離措施,減少車間內不同工藝間的相互影響”等要求。
未按照規定開展反應風險評估工作,將被判定為構成重大生產安全事故隱患。
強化對危險工藝的管理
精細化工生產大多涉及危險工藝,如染料行業涉及硝化、氧化、重氮化,農藥行業涉及氯化、光化等。對危險工藝采取的自動化控制措施應根據安監總管三〔2009〕116號文和安監總管三〔2013〕3號要求,并結合反應風險評估結論和HAZOP分析結果,配備滿足安全要求的控制設施。
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、緊急冷卻系統、緊急泄放系統、緊急中止系統以及氣體檢測報警等,這些功能均需要通過安全儀表系統來實現。
GB 51283中5.2.1條規定了“較高危險度等級的反應工藝過程應配置獨立的安全儀表系統,其安全完整性等級應在過程危險分析的基礎上,通過風險分析確定。”
導熱油系統的風險不容忽視
導熱油作為精細化工常用的熱能交換媒介,在常規的石化工廠內使用不多。導熱油的火災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。因此一旦出現高溫的導熱油泄漏,極易引起火災事故。2012年河北克爾化工“2?28”重大爆炸事故就是因為導熱油發生泄漏著火而引發的嚴重后果。
導熱油系統的熱源一般由燃煤或燃氣供給,因此導熱油爐房的設置就應根據燃料不同而采取不同的安全措施。GB 51283中5.4節從導熱油爐廠房、高位油槽、可燃氣體檢測、緊急切斷等方面對導熱油系統提出了管理要求。
完善工藝泄壓設施的配備
工藝系統的緊急泄放是防止工藝失控后的應急處置措施,GB 51283中5.7.1條對獨立壓力系統提出了設置安全泄放裝置的要求,對可能存在超壓的管道及設備均要求設置泄放裝置。同時,5.7.5條還明確了泄放出口物料的去向,如接至焚燒、吸收等設施,對需要直接排放的情況,也按照GB 50160要求規定了排放口的設置要求。在阻火器的配置方面,5.7.7條明確了在爆炸性環境的非電氣設備應設置阻火器的要求,對規定的設備及管道部位設置阻火器,確保泄放系統的安全。
規定了設備布置和管道布置方面的要求
對于生產設施在廠房內的布置以及易燃易爆、有毒危險化學品的輸送管道、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備安裝、管道敷設的要求一致。如7.2.1條“可燃介質不應采用非金屬管道輸送,當局部確需采用軟管輸送可燃介質時,應采用金屬軟管;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的配置方面均按照GB 50160及相應標準規范要求進行了明確并保持一致。如5.5節、5.8節。
罐區安全 精細化工企業危險化學品罐區的儲存及裝卸要求主要按照GB 50160和《石油化工儲運系統罐區設計規范》(SH/T 3007)制定,如罐型的選用、儲罐間布置、防火堤、專用泵的設計要求及氮封的使用等,但又有所區別。GB 51283中6.2.3條對罐區內儲罐的布置,提出了“儲存極度危害和高度危害毒性液體的儲罐不應與其它易燃和可燃液體儲罐布置在同一防火堤內”。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、液氨等危險化學品的種類特點,考慮到一旦罐區儲罐發生泄漏引發火災,容易導致同一防火堤內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對精細化工企業生產廠房及倉庫的建設要求,在參照GB 50016分區、耐火要求的基礎上,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“應急擊碎玻璃應采用厚度不大于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,其玻璃厚度不應大于4mm”。 在人員疏散及設備操作及檢修平臺的疏散通道方面,GB 51283中8.5.1條規定了具體的設計要求。目的就是針對精細化工企業廠房存在人員作業的現象,提出的疏散要求。 在消防設施的配備方面,廠房部分按照GB 50016要求確定,罐區部分參照GB 50160要求確定,這是符合行業實際情況的。 通風及電氣安全 GB 51283對廠房及倉庫內的通風系統設計,在基于GB 50016要求的基礎上,針對生產企業特點,作了進一步補充要求。 要求 GB 51283 GB 50016 通風場所 燃油或燃氣鍋爐房、導熱油爐房、直燃式溴化鋰機房、柴油泵房、柴油發電機房 燃油或燃氣鍋爐房 風機選型 燃氣鍋爐房、燃氣導熱油爐房、燃氣直燃式溴化鋰機房選用防爆型事故排風機 燃氣鍋爐房選用防爆型的事故排風機 通風次數 燃油鍋爐房、燃油導熱油爐房、燃油直燃式溴化鋰機房、柴油泵房、柴油發電機房正常通風量按換氣次數不少于3次/h確定,事故排風量按換氣次數不少于6次/h確定; 燃油鍋爐房的正常通風量按換氣次數不少于3次/h確定,事故排風量按換氣次數不少于6次/h確定; 燃氣鍋爐房、燃氣導熱油爐房、燃氣直燃式溴化鋰機房正常通風量按換氣次數不少于6次/h確定,事故排風量按換氣次數不少于12次/h確定。 燃氣鍋爐房的正常通風量按換氣次數不少于6次/h確定,事故排風量按換氣次數不少于12次/h確定。 除了廠房及倉庫要求采取自然通風和事故通風外,GB 51283還規定了在某些場所需要采用正壓通風。在GB 50016中沒有規定正壓通風要求,在《化工采暖通風與空氣調節設計規范》(HG/T 20698)中規定了“設置在爆炸危險場所的非防爆類型的電控設備、專用建筑(如分析器室)或直接安裝在爆炸危險車間內的正壓式電氣設備應設計正壓通風”。GB 51283同時還提出了正壓通風的風壓、風量等相關要求。 在消防供電方面,GB 51283結合GB 50016和GB 50160做出了規定。 要求 GB 51283 GB 50016 GB 50160 供電負荷等級 下列建構筑物、儲罐(區)和堆場除消防泵以外的其它消防用電應按二級負荷供電: 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的露天生產設施區、可燃物質堆場、可燃氣體儲罐(區)和甲、乙類液體儲罐(區)。 下列建筑物、儲罐(區)和堆場的消防用電應按二級負荷供電: 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)和甲、乙類液體儲罐(區); - 消防泵用電等級 一級負荷。 - 大中型石油化工企業消防水泵房用電負荷應為一級負荷。 消防用應急照明 連續供電時間不少于3h。 建筑高度超過100m的民用建筑,應急照明連續供電時間不少于1.5h。 連續供電時間不少于3h。