精細化工企業(yè)工程設計防火標準 重點解析

1、精選精細化工企業(yè)工程設計防火標準重點解析近日，精細化工企業(yè)工程設計防火標準（GB 51283-2020）正式發(fā)布并將于10月1日開頭實施的消息，在業(yè)內引發(fā)廣泛關注。該標準與建筑設計防火規(guī)范GB 50016、石油化工企業(yè)設計防火標準GB 50160有哪些區(qū)分？精細化工企業(yè)應當關注哪些重點？出臺背景精細化工企業(yè)本質平安水平偏低、事故多發(fā)和我國在精細化工領域平安管理方面沒有特地適用的法規(guī)標準有關。在工程設計過程中，大多參照建筑設計防火規(guī)范GB 50016（以下簡稱GB 50016）和石油化工企業(yè)設計防火標準GB 50160（以下簡稱GB 50160）來設計。長期以來，精細化工項目是接受GB 5001

2、6還是GB 50160，社會上始終存有模糊不清的現象，設計采標比較混亂，從而造成很多建設項目防火間距不足，給生產平安帶來隱患。精細化工企業(yè)工程設計防火標準（GB 51283-2020）（以下簡稱GB 51283）的頒布，使精細化工企業(yè)工程防火設計過程中的采標有了可依據的標準。它將進一步規(guī)范精細化工企業(yè)的工程設計，確保人身和財產平安，促進產業(yè)健康持續(xù)進展。標準關注的重點01規(guī)定了防火間距的設定原則精細化工企業(yè)生產裝置大多接受封閉式、半封閉式廠房或框架式裝置進行生產，而原料的儲存又大多以儲罐形式接受露天方式儲存，產品也大多為桶裝或袋裝在倉庫內儲存。因此，GB 51283在防火間距的設定上，本著既要

3、遵從GB 50016的要求，又要考慮GB 50160的規(guī)定，并在此基礎上形成了統(tǒng)一標準要求。02細化了工藝過程的平安要求精細化工生產工藝多樣，風險特點不一，把握方式不同，簡潔地沿用GB 50160的通用要求是無法滿足工藝平安共性化要求的。因此，GB 51283在工藝設施的本質平安方面，從泄壓、防爆、阻火、緊急冷卻等措施提出了具體的設計要求。03強調了非電氣設備帶來的風險精細化工企業(yè)生產車間大多空間比較狹窄，物料泄漏后不易集中，可燃蒸氣遇到火花極易引發(fā)爆炸事故。引發(fā)爆炸的火花除了來自電氣設施外，還有可能來自泵、風機、管道的機械摩擦或晃動接觸產生的火花。非電氣設備產生火花的風險往往被人們所忽視。0

4、4引入了不同危急度等級的管理要求對精細化工工藝危急度等級進行確定是關于加強精細化工反應平安風險評估工作的指導意見（安監(jiān)總管三20171號文）指出的“精細化工企業(yè)必需進行反應風險評估”的要求，通過反應風險評估確定生產工藝的危急度等級，并依據工藝危急度等級確定平安儀表系統(tǒng)的設計要求。05融合了平安儀表平安完整性等級的內容化工企業(yè)對平安儀表系統(tǒng)的配置及平安性評定，主要在石油化工平安儀表系統(tǒng)設計規(guī)范（GB/T 50770）和過程工業(yè)領域平安儀表系統(tǒng)的功能平安（GB/T 21109）中進行規(guī)定，在GB 51283中融合了相關規(guī)定，明確了設計階段必需對配備的平安儀表的平安完整性等級進行驗證，并依據驗證結果

5、判定平安牢靠性的要求。適用范圍GB 51283規(guī)定了標準的適用條件，僅適用于不超過規(guī)定儲存設施規(guī)模的精細化工企業(yè)。超過規(guī)定儲存規(guī)模的則不能適用本標準。這樣既能滿足精細化工企業(yè)的正常生產，又能有效把握風險，避開事故波及的范圍擴大。術語1.GB 51283中2.0.4條對“全廠性重要設施”進行了定義。對比GB 50160中的全廠性重要設施，其區(qū)分在于GB 51283中的“全廠性重要設施”統(tǒng)一劃歸為一個級別，而GB 50160中細分為2個級別，分別為一類重要設施和二類重要設施，并對不同級別的設施提出了各自的防火間距要求。2.GB 51283中2.0.52.0.7條對“封閉式廠房、半放開式廠房和放開式

6、廠房”進行了定義，對比GB 50160中的定義，兩者存在不同。這主要考慮到精細化工企業(yè)廠房結構多樣，封閉方式不一，難以進一步細分之故。定義對比狀況見下表。術語GB 51283GB 50160封閉式廠房設有屋頂，建筑全部或局部接受均勻分布的封閉墻體（含門、窗）外圍護結構，所占面積超過該建筑外圍護體表面面積的1/2（不含屋頂的面積）或所占周長超過該建筑外圍護體周長的1/4，或任意一層局部設有封閉式圍護結構的功能房間所占面積超過該樓層面積的1/2的生產性建筑物。設有屋頂，建筑外圍護結構全部接受封閉式墻體（含門、窗）構造的生產性（儲存性）建筑物。半放開式廠房設有屋頂，建筑局部接受均勻分布的封閉墻體（含

7、門、窗）外圍護結構，所占面積不超過該建筑外圍護體表面面積的1/2（不含屋頂的面積）或所占周長不超過該建筑外圍護體周長的1/4，或任意一層局部設有封閉式圍護結構的功能房間所占面積不超過該樓層面積的1/2的且不小于該樓層面積的5%的生產性建筑物。設有屋頂，建筑外圍護結構局部接受封閉式墻體，所占面積不超過該建筑外圍護體表面面積的1/2（不含屋頂的面積）的生產性建筑物。放開式廠房設有屋頂，不設建筑外圍護結構或任意一層局部設有封閉式圍護結構的功能房間，所占面積不超過該樓層面積的5%的生產性建筑物。設有屋頂，不設建筑外圍護結構的生產性建筑物。3. GB 51283中2.0.8條新增了“聯合廠房”

8、的定義。規(guī)定了“依據工藝生產的特性需求，由生產、儲存、公用和幫助等使用功能場所相鄰布置的聯合體建筑?！睂儆诼摵蠌S房。這是在GB 50016和GB 50160中所沒有的名詞，是基于精細化工企業(yè)的建筑物特點，允許在一座廠房內完成多種功能?！奥摵蠌S房”既類似于GB 50160的聯合裝置，但又有所不同。4. GB 51283中2.0.10條規(guī)定了“非電氣設備”的定義范疇，確定了在生產過程中存在引起爆炸的火花來源不僅僅是電氣設施，還有可能是金屬物體的撞擊或靜電。廠址及總平面布置精細化工企業(yè)的廠址選擇遵從于常規(guī)的化工企業(yè)廠址選擇要求，并保持全都。如在GB 50160、工業(yè)企業(yè)平面設計規(guī)范（GB5

9、0187）和化工企業(yè)總圖運輸設計規(guī)范（GB50489）中均有相同要求。在與相鄰工廠或設施的防火間距方面，GB 51283的4.1.5條作為強制性條款，要求企業(yè)選址時必需滿足規(guī)定的距離。精細化工企業(yè)的總平面布置同樣遵從于常規(guī)的化工企業(yè)的總圖布置要求，并保持全都。如在GB 50160、工業(yè)企業(yè)平面設計規(guī)范（GB50187）和化工企業(yè)總圖運輸設計規(guī)范（GB50489）中對生產區(qū)域、公輔設施、倉儲、罐區(qū)、行政辦公的布局均有相同要求。當然，在原國家平安監(jiān)管總局關于進一步加強危急化學品建設項目平安設計管理的通知（安監(jiān)總管三201376號）仍在有效實施的狀況下，精細化工企業(yè)的總平面布置設計時仍需要考慮生產過

10、程中的物料爆炸風險。廠內道路GB 51283中4.3.3條在強調廠區(qū)內道路設置要滿足GB 50016要求的同時，又強調了主要消防道路的設置要嚴于GB 50016，凈空高度和GB 50160相當。見下表。統(tǒng)方面進行解析，敬請關工藝系統(tǒng)及生產設施在基于GB 50160對工藝系統(tǒng)平安要求的基礎上，充分考慮到精細化工的生產特點，規(guī)定了切實可行的措施來管控風險。主要體現在：01避開易燃易爆物料與空氣接觸精細化工接受的物料大多為易燃易爆，密閉操作是防止物料泄漏、避開與空氣直接接觸的有效措施。尤其是反應釜、受料槽、離心機等設備接受密閉操作，可大大降低物料的逸出；接受氮氣愛護下的液下進料也可以避開易燃易爆物料

11、直接與空氣接觸。如5.1.1和5.1.2條。02關注可燃粉塵的危急性石化企業(yè)涉及粉塵的場所不多，而精細化工企業(yè)則比較常見?？扇挤蹓m在輸送過程中簡潔引起爆燃，因此要求必需接受氮氣或其他惰性氣體輸送，在接受空氣輸送時，必需保持空氣中氧氣濃度不超限。如5.1.4條。03確保氮氣系統(tǒng)的供應正常精細化工生產過程中，氮氣的愛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(fā)的。如5.1.1條。04尾氣處理系統(tǒng)風險不容忽視化工企業(yè)的尾氣處理往

12、往被人們所忽視，作為GB 51283中的強制性條款，5.1.6條規(guī)定了“嚴禁將可能發(fā)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(fā)生的內蒙古烏?；す尽?·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，在修理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

13、酸儲罐氣相管道相連，造成三個鹽酸儲罐連續(xù)爆炸。05重視反應風險評估工作關于加強精細化工反應平安風險評估工作的指導意見（安監(jiān)總管三20171號）規(guī)定了符合條件的精細化工項目必需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，確定工藝危急度等級，并在HAZOP分析的基礎上，確定自動化把握方案。GB 51283中5.5.9條規(guī)定了“高危急度等級的反應工藝過程，其反應器應接受防爆墻與其它區(qū)域隔離，并設置超壓泄爆設施，反應器系統(tǒng)必需設置遠程操作設施。”危急化學品企業(yè)平安風險隱患排查治理導則則將硝化工藝列入特殊管控的危急工藝并提出具體要求措施，強調了“在發(fā)生事故會有相互影響的硝化釜與硝化釜、硝化物貯

14、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，削減車間內不同工藝間的相互影響”等要求。未依據規(guī)定開展反應風險評估工作，將被判定為構成重大生產平安事故隱患。06強化對危急工藝的管理精細化工生產大多涉及危急工藝，如染料行業(yè)涉及硝化、氧化、重氮化，農藥行業(yè)涉及氯化、光化等。對危急工藝實行的自動化把握措施應依據安監(jiān)總管三2009116號文和安監(jiān)總管三20133號要求，并結合反應風險評估結論和HAZOP分析結果，配備滿足平安要求的把握設施。一般來講，對危急工藝的平安把握措施主要包括緊急斷料系統(tǒng)、緊急冷卻系統(tǒng)、緊急泄放系統(tǒng)、緊急中止系統(tǒng)以及氣體檢

15、測報警等，這些功能均需要通過平安儀表系統(tǒng)來實現。GB 51283中5.2.1條規(guī)定了“較高危急度等級的反應工藝過程應配置獨立的平安儀表系統(tǒng)，其平安完整性等級應在過程危急分析的基礎上，通過風險分析確定?！?7導熱油系統(tǒng)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(guī)的石化工廠內使用不多。導熱油的火災危急性雖然被列為丙類，但由于工作溫度大多超過其自身燃點，在工作溫度下其危急性和甲、乙類液體相當。因此一旦消滅高溫的導熱油泄漏，極易引起火災事故。2012年河北克爾化工“228”重大爆炸事故就是由于導熱油發(fā)生泄漏著火而引發(fā)的嚴峻后果。導熱油系統(tǒng)的熱源一般由燃煤或燃氣供應，因此導熱油爐房的設置就

16、應依據燃料不同而實行不同的平安措施。GB 51283中5.4節(jié)從導熱油爐廠房、高位油槽、可燃氣體檢測、緊急迫斷等方面對導熱油系統(tǒng)提出了管理要求。08完善工藝泄壓設施的配備工藝系統(tǒng)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(tǒng)提出了設置平安泄放裝置的要求，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、吸取等設施，對需要直接排放的狀況，也依據GB 50160要求規(guī)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(huán)境的非電氣設備應設置阻火器的要求，對規(guī)定的設備及管道部位設置阻火器，確

17、保泄放系統(tǒng)的平安。09規(guī)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、有毒危急化學品的輸送管道、下水管道的管理，GB 51283提出的平安要求基本與GB 50160等其他化工標準對設備安裝、管道敷設的要求全都。如7.2.1條“可燃介質不應接受非金屬管道輸送，當局部確需接受軟管輸送可燃介質時，應接受金屬軟管；液化烴、液氨、液氯不得接受軟管輸送”。這與之前的GB 50160等其他標準要求是全都的。除此以外，GB 51283在防爆電氣選用及平安儀表系統(tǒng)的配置方面均依據GB 50160及相應標準規(guī)范要求進行了明確并保持全都。如5.5節(jié)、5.8節(jié)。罐區(qū)平安精細化工企業(yè)危急化學品

18、罐區(qū)的儲存及裝卸要求主要依據GB 50160和石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)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(qū)分。GB 51283中6.2.3條對罐區(qū)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、液氨等危急化學品的種類特點，考慮到一旦罐區(qū)儲罐發(fā)生泄漏引發(fā)火災，簡潔導致同一防火堤內極度危害和高度危害毒性的液體?；沸孤?，加重事故后果。消防平安GB 51283對精細化工企業(yè)生產廠房及倉庫的建設要求

19、，在參照GB 50016分區(qū)、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“應急擊碎玻璃應接受厚度不大于8mm的單片鋼化玻璃，有爆炸危急的廠房（倉庫）接受鋼化玻璃門窗時，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(guī)定了具體的設計要求。目的就是針對精細化工企業(yè)廠房存在人員作業(yè)的現象，提出的疏散要求。在消防設施的配備方面，廠房部分依據GB 50016要求確定，罐區(qū)部分參照GB 50160要求確定，這是符合行業(yè)實際狀況的。通風及電氣平安GB 51283對廠房及倉庫內的通風系統(tǒng)設計，在基于GB 5

20、0016要求的基礎上，針對生產企業(yè)特點，作了進一步補充要求。要求GB 51283GB 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(fā)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(fā)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