一、防火要求
在装置内,可燃物质按生产过程的要求或输入、输出于设备机泵之中或流动于管道之内,设备或管道一旦泄漏,就会释放出可燃物质,遇到火源就会发生火灾或爆炸。所以装置设计的任务是要处理好可燃物质与火源的关系,以防止火灾的发生。
防止火灾的发生大致有两种办法。首先是工艺安全。例如加强设备的强度和密闭性能,设置防护设备和消火设备等。另一种办法是保持安全距离,使发生火灾的设备不影响未发生火灾的设备或其他设施。
安全距离究竟定多少为最恰当?这是一个很难确定的问题。单从安全角度出发,当然距离越远越安全。然而,发生火灾和爆炸的原因是多方面的,从过去发生火灾事故原因分析中知道多数原因是误操作或违反防火规范造成的。即使保持了一定的安全距离也不一定绝对可靠,再者,一旦火灾或爆炸发生又有很多影响因素,不是靠加大距离就能避免受其影响的。
所以安全距离只能是相对的。在国外的标准、规范中没有一个统一的标准。由于各国技术水平和消防设施不同,以及国情等多方面因素的影响,因而制定的防火间距也不尽相同。例如,有些国家,国土不大地皮昂贵,偏重于采用较高程度的安全设备而较少占用土地,因而制定的防火间距较小,而另些国家则相反。
防火间距的确是要考虑诸多因素,除了前面所述的防止火灾发生的两个办法之外,还要具体研究可燃物质散发的可能最大距离;火灾蔓延的影响范围;建筑物的耐火等级和耐火保护的耐火极限;防火对象的重要性、火灾发生几率及其影响等等。新的防火规范就是考虑了上述各种因素,参照旧的防火规定的执行经验,总结过去火灾爆炸事故的教训,吸取国外标准规范中的有益部分,并与爆炸危险区域的划分协调而制定出来的。在装置布置设计中,必须严格遵守〈石油化工企业设计防火规范》(GB 50160-2008)防火间距规定。工艺装置内设备、建筑物平面布置的防火间距见表5-2-1。
二、防爆要求
由于可燃、易爆物质的泄漏,可能与空气混合而形成爆炸混合物。装置内又有许多电气设备及电气仪表。如果电气设备发生火花,则将引起已形成的爆炸混合物爆炸。此外,装置内还有明火加热炉和温度很高的炽热设备。温度超过易燃介质自燃点的炽热设备也可作为明火考虑。这些明火也可成为引起爆炸的火源。在装置设计中一般由电气专业绘制爆炸危险区城划分图。在爆炸危险区域内的电气设备和电气仪表照明灯具、电气开关和电气线路均应满足防爆要求。
在装置的平面布置设计中除应考虑防火的设计要求之外,尚应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB 50058-2014)的规定。正确处理易燃物质释放源与装置内的变配电所、仪表室、明火设备之间的关系,作到协调合理。
由于生产装置的规模不同、生产特点不同、易爆物质释放源的物理、化学性质不同,释放量不同,其周围环境也不同,因此规范的规定不可能完全一致,也不可能对于所有可能发生的情况规定得清清楚楚。例如美国石油学会的防爆规范就有3个。其中API RP 500A适用于炼油厂,RP500B 适用于油田,RP500C适用于储运系统。即使如此划分,在规范中仍然要求设计人员在使用规范中所给的典型示例时,还要根据实践经验加以分析判断,正确地给以划分。
在装置布置设计中应考虑以下各点:
(1)将不同等级的爆炸危险介质和非爆炸危险区、明火设备分别布置在各自的界区内,以减少爆炸危险区域。
(2)设备尽可能采用露天或半露天式布置,对于必须布置在厂房内的设备,应采用通风设施,使厂房内空气流通,以便将释放出的爆炸危险物质迅速稀释到爆炸下限以下。
(3)对于可能释放和容易积聚爆炸性气体或蒸气的地点,设置测量和报警装置,当气体浓度接近爆炸下限的一半时,能可靠地发出报警信号,以便及时处理。
(4)由于新的防火规范与防爆规范中爆炸危险区域的划分协调一致,因而一般情况下设备和建筑物等的间距,能够满足防火间距要求的也能够满足防爆要求。防爆规范中附加2区在可燃物质可能大量释放处才考虑。一般在装置内建筑物室内地面高出室外地面600mm情况下,即可认为在装置边界线内已经考虑了附加2区的影响。
三、工程要求
设备、建筑物的间距要求,除防火、防爆要求外,还应按照操作、维修以及施工、安装所需的最小距离确定。如两座并排布置的塔,其净距一般不小于2.5m,以便敷设管道和设置平台。但是高大的塔,可能净距2.5m基础仍然相碰,如果采用联合基础,净距还可以小于2.5m。又如塔与管廊立柱中心线间距,不宜小于3m,以便在其间设置排水管道、排水井和调节阀组。