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关于石油化工控制室相关标准的探讨

2019-02-27黄俊华

仪器仪表用户 2019年7期
关键词:抗爆控制室设计规范

黄俊华

(北京华福工程有限公司,北京 100016)

本文将围绕SH 3006-1999石油化工控制室和自动分析器室设计规范的更新版SHT 3006-2012石油化工控制室设计规范,对其中部分新要求、新提法进行浅析。

1 规范内容的拆分

SH 3006-1999石油化工控制室和自动分析器室设计规范新规中被拆分为SHT 3006-2012 石油化工控制室设计规范和SH-T 3174-2013石油化工在线分析仪系统设计规范。

随着科技的进步,现代工厂里用到的分析仪表越来越多,种类也越来越丰富,应用的环境也越来越复杂。尤其在习主席倡导的绿水青山就是金山银山的全民共识下,分析仪表在越来越多的项目环保设计中得到了长足的发展,它们的精密和复杂程度也越来越高。原规范中3页的内容现在已经扩充到了30页。可以说旧规范一分为二顺应了时代的发展,符合现阶段生产、设计实际的需求。

2 控制室的名称

HGT20508-2000[1]中对控制室仅仅按中央控制室和常规仪表控制室进行了分类,且其设置要求基本一致。新规范中将控制室分为中心控制室、控制室、现场控制室及现场机柜间几类。

其中原“中央控制室”更改为“中心控制室”,一字之差却引发了一线设计人员的热烈讨论。

首先“中央控制室”一名已经沿用多年,具有普遍的使用与认知习惯。

其次,《韩非子·扬权》有言“事在四方,要在中央”。正好与仪表集散控制系统的控制理念相吻合。而中心一词往往体现着地理位置上的核心部分,比如“市中心”“党中央”。中心控制室,更强调其所处位置位于工厂地理位置的中心,而中央控制室则强调其工厂控制层面的核心地位,可能更为契合。

3 控制室的位置

最大的区别在于旧标准允许将控制室设置于危险区域,而新标准则严格强调应位于爆炸危险区域外。

旧标准SH3006-1999[2]与HGT20508-2000都规定:“特定情况下,当中央控制室位于危险区,并含有一般用途的电气设备或其他潜在点燃源时,应防止可燃蒸汽、气体或者灰尘的进入,可采用清洁空气的正压通风系统。室内压力不应低于25Pa”。而SH3006-2012[3]石油化工控制室设计规范则做出了新的描述。“4.2.1控制室位置应符合GB50160-2008中5.2节有关规定;4.2.2不同装置的控制室其总图位置应符合以下规定:a)联合装置的控制室位于联合装置内,应位于爆炸危险区外;b)装置的控制室宜位于装置内,应位于爆炸危险区域外。”

从全厂总图布置的角度,新的规范现在已经不允许将控制室设置于爆炸危险区内。从工程设计的角度,需要在前期规划阶段尽量去避免这类问题,如果按旧规范设计出来的全厂布置,极有可能难以通过设计审查。

2016年8月11日15时20分许,湖北当阳市马店矸石发电有限责任公司发生爆管事故,已确认死亡22人、受伤4人,其中3人重伤。据湖北宜昌当阳市政府消息,有关方面初步调查显示,发生在马店矸石发电有限责任公司爆管事故原因为该公司热电项目在建调试过程中,高压蒸汽管道破裂,蒸汽外泄所致。究其原因除了施工及产品质量的原因外,高压蒸汽管道从控制室窗口布置也是导致此次事故的主要原因,可见控制室的设置位置是多么重要。如果控制室远离高压管道或者主装置区,或许可以挽救22条性命。

GB50160-2008石油化工企业设计防火规范中5.2.16条明确要求:“装置的控制室、机柜间、变配电室、化验室、办公室等不得与设有甲、乙A类设备的房间布置在同一建筑物内,装置的控制室与其它建筑物合建时,应设置独立的防火分区。”虽然这样的要求增加了工厂投资成本,但是对于工厂系统稳定,特别是发生安全事故时仍然能都独立运行,保障工厂设备财产安全、人身安全,起着至关重要的作用。

4 控制室的防爆

新标准要求所有为有爆炸危险装置设置的控制室都应按抗暴结构独立设置,规范中没有明文要求,那如何得出这样的推论,下文将结合实际设计情况逐步解析。

SH3006-2012[3]石油化工控制室设计规范细则中4.1.1要求“有爆炸危险的石油化工装置的控制室设计应符合SH/T3160”;第4.4.1条中要求“对于有爆炸危险的石油化工装置,控制室建筑物的建筑、结构应根据抗暴强度计算分析结果设计。”对4.4.4规范有条文说明描述如下:

1)从距离上量化爆炸力,因影响因素多而缺乏依据。

2)建筑专业验证不同值爆炸力与破坏程度的对应关系,无法确定。

SHT3160-2009[4]石油化工控制室抗爆设计规范与GB50779-2012[5]石油化工控制室抗爆设计规范要求:新建石化工厂宜将控制室布置在生产管理区。

设在厂区的或生产装置区域内的抗爆控制室应满足:

① 应布置在非爆炸危险区内。

② 宜布置在工艺装置一侧,四周不应同时布置甲、乙类装置,且地坪不应低于相邻装置。

③ 应独立设置,不得与非抗爆建筑合并建造。

④ 宜位于甲类设备全年最小风频下风侧。

⑤ 至少应在两个方向设置人员的安全出口,且不得直接面向甲、乙类工艺装置。

由上面的条款分析,可以看出,只要为有爆炸危险的装置设置的控制室就需要考虑并计算其爆炸当量,以便确认其抗爆强度,而现阶段,在国内的工程设计中,各大、中、小型设计院均没有能力提出爆炸危险装置的爆炸当量的条件,直接导致有规范而实际工作中无法操作。对此,大家的做法只能就高不就低,简单处理,全部采用抗爆结构。

对此,建议相关规范对安全专业在当量计算方面给出更加细致可行的计算方法,或者针对不同项目给出更多参照。这样有利于规范的细化和执行,进而在满足安全的前提下降低工程的造价。

关于抗爆的设置还有一条要求也是与以往有了明显区别。SH3006-1999中明确要求联合装置应采用抗爆结构控制室,单一工艺装置根据爆炸程度采取相应抗爆措施,比如面向爆炸危险区设置一面防爆墙。相较而言,新规SH3006-2012则要求按整体抗爆考虑。

安全和造价是一组矛盾,在无法找到一个最佳的平衡点的时候,安全应该是设计最重要的考量,设计人员笔下的一道屏障可能就是工人兄弟一线生的希望。响水爆炸事件就能更深刻地反应出安全的重要,控制室设计的重要性。

5 分析小屋的防爆问题

SH/T3174-2013[6]石油化工在线分析仪系统设计规范中7.1.5条要求“样品含可燃性气体时,分析小屋内的分析仪和电气设备应按1区爆炸危险场所设计。”而更新的HG/T20516-2014中则未对这方面做出强制要求,只要分析小屋控制爆炸浓度在爆炸下限以下,并采取相应的可燃有毒报警检测即可。而GB29812-2013工业过程控制分析小屋的安全中6.2.1条“安装在分析小屋内的电气设备应满足分析小屋内部区域分类对应的防爆要求”。

近年,随着各类工厂安全事故的频发,涉及爆炸危险区的规范要求都做了全面的提升。GB 50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范也做了全面更新。其中很大一部分是围绕粉尘爆炸危险区的规范要求[7]。但在这个更新的过程中,也出现了规范要求和产品的脱节。在几个项目中,都遇到要求粉尘防爆的产品,但是在市场上却很难找到符合规范要求的产品。一边是违规,一边是无货,出现尴尬两难的局面。

6 控制室的进线

SH/T3160-2009石油化工控制室抗爆设计规范中5.1.8“室外电缆进线进入室内应采用电缆沟进线方式,基础墙体洞口应采用防火材料封闭,沟内充沙。不得在室内地面以上的外墙上开设电缆进线洞口。”5.1.9要求“室内外地面高差不应小于600mm,其中活动地板下基础地面与室外地面高差不应小于300mm。”

GB50779-2012石油化工控制室抗爆设计规范中4.1.6要求“活动地板下地面以上的外墙上不得开设电缆进线洞口,基础墙体洞口应采用封堵措施,并满足抗爆要求。”

SH/T3006-2012石油化工控制室设计规范中4.7.1要求“控制室采用架空进线方式。电缆穿墙入口处宜采用专用的电缆穿墙密封模块,并满足抗爆、防水、防尘要求。”4.7.2要求“当受到条件限制或需要时,可采用电缆沟进线方式,并列有要求。”

虽然各个规范间的要求有些差异,有的要求用电缆沟,有的要求用架空方式,但在生产实际中都有实施。针对电缆防水、防污、防动物等角度不同的规范采用了不同的方式,各有利弊。设计人员应根据现场的实际情况选择最适合现场的方式,不应太过拘泥于形式。

7 控制室的静电地板的设置

SH/T3006-2012石油化工控制室设计规范4.4.5中要求“操作室,工程室地面宜采用不易起灰的防滑建筑材料,也可采用防静电活动地板;机柜室应采用防静电活动地板。防静电活动地板应符合以下规定:1)应采用普通型或重型活动地板;2)活动地板设计均布荷载不应小于23000N/m2;”而原规范中要求的描述为“活动地板平均负荷,操作室和机柜室不应小于5000N/m2”。

新旧规范对比,对于一个仪表专业的人来说,“均布荷载”这样的名词显得很陌生。通过相关资料的查询,新规范是通过把SJ/T 10796-2001防静电活动地板通用规范中的相关条款要求摘录过来,变成了仪表控制室静电地板设计的要求。目的在于为了提高防静电地板的质量。

SH/T3006-2012中虽然没有列明型号,但是已经通过其定义将其框定为B普通型和Z重型两种型号。而项目实际执行中,建议静电地板的选用宜由土建相关专业来选型。

8 现场机柜室是否设置卫生间

SH/T3006-2012石油化工控制室设计规范7.1.2中要求“现场机柜室不宜设置卫生间”。虽然现场设置卫生间对于卫生、通风以及异味等诸多问题存在,但是不能以此为理由不推荐设置卫生间。飞机、高铁的卫生间不仅空间小,还在高速的移动中,但是他的相关问题都得到了妥善的解决。

有人说一个城市的文明不在于高楼大厦的多寡,而是比如下水道的建设好坏,亦或是公共厕所体系建立的好坏。对于一个工厂,这不仅仅是人文的关怀,也可能关系着装置的安全运行。毕竟一个良好的身体状态和工作环境更有利于工作的开展。

所以应该想方设法去克服设计、施工和安全问题,建议规范进行强制性要求并明确做法。

9 结束语

本文对石油化工控制室的相关规范,尤其是SHT3006-2009石油化工控制室设计规范的相关条款进行了一些解读,结合自身工作中遇到的实际问题与思考,对其进行了一些浅析。由于所处的角度、经历的局限,考量的角度也可能存在着差异。但是,目的只有一个,那就是让项目更安全,让成本更低廉,让冰冷的钢铁机器也能包含一丝人性的关怀。希望每一部规范的修订,都能更好地去适应当下的项目建设和生产,为中国梦的描绘添光加彩。

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