某药厂建设项目安全设施设计

段庆微，王泽恒，陆 华

(1.吉林化工学院 资源与环境工程学院，吉林 吉林 132022；2.华北制药河北华民药业有限责任公司，河北 石家庄 052165；3.吉林汇康制药有限公司，吉林 吉林 132000)

近年来，制药厂火灾爆炸事故频发，如：2010年昆明制药厂发生火灾爆炸，导致多人受伤和死亡；2014年哈尔滨某制药企业厂区发生重大火灾，引起四周的居民小区内不正常断电、交通信号失灵、浓烟弥漫；2017年某一制药厂，生产车间的设备发生火灾，致使很多机器设备发生故障，不能正常使用，造成了严重的经济损失.医药行业发展迅速的同时，也伴随着很多危险事件的发生[1].因此，为了实现建设项目本质安全，针对药厂建设项目进行安全设施设计意义重大.

1 项目研究基础

1.1 项目基础材料

通过收集制药行业现行的法律法规和国家标准，其中包括法律法规共11条，国家标准17条，行业标准6条.在进行药厂设计的过程中，各项设计严格符合相关的标准和要求.

1.2 项目概况

某制药项目坐落于吉林市的经济技术开发区，项目所在地的自然环境是冬季气温偏低、夏季气温偏高.项目总平面为长方形，厂区占地约9.83万平方米.公司主要生产门冬氨酸鸟氨酸和盐酸纳美芬等药品，产品生产过程复杂，需要使用多种物料及经过多个步骤的化学反应制得.主要危险化学品有甲醇、二氯甲烷、氯化铵、丙酮和乙醚等.药厂内的建筑物有H101～H106六个车间、动力站、普通库房、危险品库等，详见表1.在药厂的厂区内和车间内均匀的布置室内外消火栓、灭火器和火灾自动报警系统等.各个车间都在避雷装置的保护下正常生产运行，避雷装置有避雷针和防雷接地线.建筑物和设施设备上有使用安全标志，以提醒从业人员安全作业.

表1 建设项目厂内建、构筑物一览表

2 危险有害因素分析

2.1 物料危险有害因素分析

门冬氨酸鸟氨酸和盐酸纳美芬等药品生产过程中，使用大量化学品，经与《危险化学品目录》比对[2]，其危险化学品主要有甲醇、二氯甲烷、氯化铵、丙酮和乙醚等，危险化学品主要危险特性如表2所示[3].

表2 危险化学品主要危险特性分析一览表

2.2 生产工艺危险有害因素分析

企业药品在生产过程中，使用易燃爆特性危险化学品以及高温高压设备[5].根据《企业职工伤亡事故分类标准》GB6441-86，项目可能发生的事故类型为：火灾、爆炸、灼烫、触电、中毒和窒息、机械伤害、其它伤害等[6].根据《生产过程危险和危害因素分类与代码》GB/T13861对生产过程中可能造成上述事故发生的危险、有害因素进行了分析，分析结果如表3所示.

表3 生产过程危险有害因素分析一览表

2.3 安全管理危险有害因素分析

安全管理，包括人的安全管理，也包括设备的安全管理.日常生产中的违规作业和不规范的安全制度管理，是造成事故的主要危险有害因素[8].生产过程中的违规作业包括：不按照规章制度进行动火作业、进入受限空间作业未进行风险辨识[9]、作业现场不走安全通道、用手代替工具进行作业、使用有安全隐患的各类设备和工具等.企业安全管理不规范，主要是因为日常安全管理内容不完善、不合理，对发现的问题没有及时解决.

3 安全设施设计

通过分析大量药厂项目事故案例，结合对项目物料、生产过程、安全管理等方面危险有害因素分析，可以得出药厂项目主要存在的事故类型是火灾爆炸.为了减少药厂建设项目火灾爆炸事故发生，实现建设项目本质安全，对消防水池、室内外消火栓、灭火器、防雷系统等安全设施进行设计[10].

3.1 消防水池设计

依据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)，消防给水一起火灾灭火用水量应按需要同时作用的室内、外消防给水用水量之和计算，两座及以上建筑合用时，应取最大者.结合项目实际，项目一次灭火用水量选取普通库房(丙类)的灭火用水量考虑，室内的灭火量最大为25 L/s，室外最大为35 L/s，火灾持续时间为3 h；自动喷水量最大为76 L/s，火灾持续时间为1 h；因此一次灭火用水量是921.6 m3.各消防系统用水量标准及一次灭火用水量具体情况如表4所示.

表4 各消防系统用水量标准及一次灭火用水量一览表

依据消防水池设计的原则：容量大于500 m3的消防水池，应分设成两个能独立使用的消防水池.因此，项目设置消防水池两个，消防水池一的储水量是500 m3,消防水池二的储水量是500 m3.

3.2 室内外消火栓设计

(1)室外消火栓

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)的要求,建筑室外消火栓的数量应根据室外消火栓设计流量和保护半径经计算确定，保护半径不应大于150 m，每个室外消火栓的出流量宜按10～15 L/s计算[11].结合厂区实际情况，共设置地下式的环状管网消防栓为15个.

(2)室内消火栓

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)的要求，室内消防栓保护建筑物的直径可由公式(1)计算：

R0=k3Ld+Ls，

(1)

式中：R0为消火栓保护半径(m)；k3为消防栓的水带可弯曲的系数，要依据消防水带可以弯曲的数量，取值0.8～0.9；Ld为消防水带长度，根据企业设计规划取值25(m)；Ls为水枪充实水柱在平面上的投影长度，按水枪倾斜角度为45°时计算，取0.71Sk(m)；Sk为水枪充实水柱长度，经查表充实水柱长度取值13 m.

代入公式(1)：R0=0.8×25+0.71×13=29.23 m.

消火栓保护半径为29.23 m，同时兼顾相邻两处消火栓间距不大于30 m的布置原则，经过计算共设置室内消火栓79处，详细消火栓设置情况如表5所示.

表5 厂区内各部分的室内消火栓数

3.3 灭火器设计

在配置灭火器的过程中,不仅需要根据反应物的物料及产物的着火性能，考虑各个车间中发生火灾的种类,还需要根据灭火器的特性，来进行灭火器的布置[12].

药厂内办公综合楼布置的单体灭火器最低灭火等级为2A，单位灭火等级最大防护面积为75 m2/A，其他建筑物单体灭火器最低灭火等级为55B，单位灭火等级最大防护面积为1.0 m2/B.

灭火器布置的标准和计算应以基本单元为基础.应根据规定的携带量，调整最低要求消防等级和最低要求灭火器数量的计算值.各灭火器设置点的灭火级别和灭火量不应小于所需最低灭火级别和灭火量的计算数值.灭火器设置点的位置和数量应根据灭火器的最大保护距离确定，并应保证最不利点至少在灭火器的保护范围内.

根据灭火器配置原则以及计算公式，厂区内需要手提式灭火器共323个，详细配置数量如表6所示.

表6 建筑物设置的灭火器个数

3.4 防雷设计

依据《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)进行分析比对，制药项目构建筑物属于第二类防雷建筑物.采用滚球法计算避雷针的保护范围，将所有受保护的建筑物设计在避雷针之下.根据项目的总平面布置图并结合厂区实际情况，厂区共设置5根避雷针可以覆盖全厂受保护区域，防雷系统如图1所示.

5根避雷针保护情况为：H101、H102、H103、H104、H105车间共用#1避雷针；普通库房用#2避雷针；危险品库、特殊危险品库、储罐区共用#3避雷针；H106车间、动力站共用#4避雷针；办公综合楼用#5避雷针.避雷针保护范围计算结果见表7.

图1 防雷系统图

表7 避雷针保护范围计算结果一览表

4 结 论

针对药厂建设项目危险物料、生产工艺流程和安全管理中可能产生的危险有害因素进行辨识分析，项目主要存在火灾爆炸、中毒和窒息、灼烫、触电、机械伤害、其它危险等事故类型.

结合项目火灾爆炸危害特点，对消防水池、室内外消火栓、灭火器、防雷系统等方面进行了安全设施设计.项目设置消防水池两个，消防水池一的储水量是500 m3,消防水池二的储水量是500 m3.室外消火栓系统采用常高压给水系统，厂区室外设置DN200的消火栓给水环状管网，在环网上设置15套地下式室外消火栓.结合厂区各类构建筑物实际情况，共设置室内消火栓79处.各建筑物内设置手提式灭火器，整个厂区的灭火器需要数量为323具，并根据要求布置在相应的位置.厂区共设置5根避雷针.