浅析石油化工企业建筑防爆设计

林振强

【摘要】随着我国经济的快速发展，国家对于石油化工产业的要求也越来越严格。石油化工产品与人们日常生活息息相关，是社会经济建设发展的重要基础。2012年我国石油化工产业产值同比增长9.9%，其中化工行业同比增长11.6%。石油化工厂房多生产和存储汽油、柴油、原油、天然气等易燃易爆产品，这些产品的混合气体在达到爆炸极限时极易发生爆炸，对人们的生命财产安全构成了极大威胁。因此为了保证石油化工企业的安全生产，必须做好石油化工企业建筑防爆的设计工作。本文先从论述了石油化工企业建筑防爆的必要性，然后分析了其爆炸产生的机理，最后介绍了建筑防爆设计时需要注意的几项问题。

【关键词】石油化工；建筑；防爆设计

1.石油化工企业建筑防爆的必要性

建筑物的防爆设计对保证石油化工企业安全生产有重要作用。石油化工产品与人们日常生活息息相关，对农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等有重要作用，是国民经济的重要组成部分。石油化工企业是以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业，主要产品包括各种燃料油、润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。由于全球经济增速的继续放缓，加上欧债危机的影响，导致国际油价持续走高。虽然我国加大了石油资源开发力度，但是由于我国的石油和天然气资源稀缺，导致我国石油原油对外的依存度很大。面对如此严峻的形势，要想保证国家经济的稳步发展，就必须做好石油化工企业的安全生产工作，其中重要的就是做好建筑的防爆设计工作。

2.爆炸产生的机理分析

石油化工企业生产过程中会产生大量的危险气体，如汽油、柴油、天然气等的混合气体，当混合气体达到爆炸极限时，就有可能发生爆炸。化学爆炸的特点是，反应速度和放热速率快，爆炸时周围温度会急剧升高，同时产生巨大的压力，具有非常强的破坏力。一般爆炸有三要素：火源、爆炸物、氧化剂。综合分析各类厂房和仓库等建筑物内发生爆炸的情况发现，建筑物爆炸大多由于生产设备、储存容器、阀门等制造安装不严密，或者由于生产管理和保护维修不到位，存在跑、冒、滴、漏等现象。在建筑内自然通风和隔热降温不良的条件下，可燃性气体、蒸气和粉尘等物质与空气（氧化剂）混合，形成浓度达到爆炸极限的混合物，遇到火源引起爆炸。

3.石油化工企业建筑防爆设计要点

石油化工企业建筑防爆设计可分为两个层面，一是最大可能避免爆炸发生，即避免性措施；二是要尽量减少爆炸造成的损失。

3.1避免性措施

从石油化工生产时发生爆炸的机理分析，要想从根源上避免爆炸的发生，必须在建筑设计时充分杜绝爆炸的条件，做好通风、降温、防火等方面的措施。

（1）采取自然通风措施

厂房在工艺操作许可的条件下，最好是采用开敞建筑或半开敞建筑，这样生产过程中可燃物质很快稀释扩散，浓度很难达到爆炸极限，不容易形成爆炸混合物，有效地排除爆炸的发生。仓库可设通风用门和在勒脚处设置进风窗。对物品互相接触能起化学变化引起爆炸的，要采取分类分车间生产和分仓库储存的措施。当生产规模和储存量小时，可设防爆墙分隔生产车间和储存仓库。

（2）采取隔热降温措施隔绝爆炸发生的条件

通过屋面保温隔热降温，保温隔热能隔绝大部分的太阳光辐射和传导热量，减轻室内形成温室效应，从而极大的降低室内温度。具体方法有：在屋面上做保温层、在屋面板上喷高效的隔热反光涂料、设架空隔热层等。采用通风式屋顶和强制降温措施等。防止日光曝晒可设置遮阳板、百叶窗等设施，排除阳光直射使易燃化学物质受热升温自然引起爆炸。

（3）设计采取隔离明火措施

总平面布置中有爆炸危险的厂房和仓库要远离有明火的厂房、露天生产设备、煤气发生炉、锅炉、烟囱、火炬、变电所、食堂厨房等设施。当受条件限制时，有爆炸危险的建筑与周围建筑物、构筑物应保持一定的防火间距，并符合有关设计技术规范的规定。在有爆炸危险的厂房和仓库内需要设置电动机、照明灯具、开关等电气设备时，应按照爆炸危险场所类别和等级，分别选用防爆型、防爆充气型、防爆充油型、安全火花型等电气设备，以排除产生电火花引起爆炸事故。

（4）采用不发火地面措施

不发火地面可以排除与地面发生摩擦、撞击产生火花而引起的爆炸。不发火地面按材料的性质可分为金属地面和非金属地面。不发火金属地面一般常用铜板、铝板、铅板等有色金属材料，根据使用要求采取局部铺设在水泥砂浆地面上，以节约材料降低造价。不发火非金属地面可分为有机材料地面和无机材料地面。不发火有机材料地面一般是在钢筋混凝土楼板或混凝土垫层上铺设不发火有机材料面层，面层材料常用沥青、木材、塑料、 橡胶等，此类材料大部分具有绝缘性能，必须设置导出静电接地装置。不发火无机材料地面一般采用不发火水泥石砂、细石混凝土、水磨石等。

3.2减少爆炸产生的危害

（1）合理布置总平面

对于有爆炸危险的厂房和仓库，应尽可能集中分区布置，并布置在场区边缘，界区内建、构筑物之间应留有足够的防火间距，有爆炸危险的厂房和仓库，根据当地全年主导风向，宜布置有明火或散发火花地点以及其他建筑物的下风向，有爆炸危险的厂房和仓库的平面主轴线宜与当地全年主导风向垂直，或夹角小于45°，有利于自然排风，排除可燃气体。

（2）建筑形式和結构选型

有爆炸危险的厂房和仓库尽量采用单层建筑。另外屋顶可采用泄压轻质易碎屋盖，加大泄压面积，有利于尽快释放爆炸时产生大量气体和热量，以降低室内爆炸压力。厂房的形式尽量采用开敞或半开敞式建筑。这样的厂房形式自然通风良好，生产过程中可燃物质很快稀释扩散，浓度很难达到爆炸极限，不容易形成爆炸混合物，有效地排除爆炸的发生。爆炸发生时，开敞或半开敞式建筑泄压面积大，很快释放大量气体和热量，使厂房破坏损失大大减轻。有爆炸危险的甲、乙类厂房，应采用钢筋混凝土框、排架结构。钢结构厂房施工速度快的特点，但受热后由于钢材的强度大大下降，在高温时将失去载荷能力。钢结构的厂房则应根据不同的耐火等级选用防火涂料，也可以在钢构件上外包上非燃烧材的覆盖层，其厚度应保证构件的耐火时间。

（3）设置泄压措施

有爆炸危险的厂房，应设置轻质屋盖泄压、门窗泄压及轻质外墙泄压。彩钢板复合的墙板和屋面板重量轻，但在一定长度内应断开搭接，才能达到泄压目的。布置泄压面，应尽可能靠近爆炸部位；侧面泄压应尽量避开室外设备、人员集中场所、主要道路。其泄压比值应达到《建筑设计防火规范》的要求。作为泄压构件在材料上要求容重轻和易破碎成碎块的特点。在《建筑设计防火规范》GB 50016-2006中规定作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2。在泄压措施中宜优先采用轻质屋盖，泄压轻质屋盖可采用石棉水泥波形瓦；泄压窗可采用木材制作，配置3mm 厚平板玻璃。

4.总结

石油化工产品与人们日常生活息息相关，是社会经济建设发展的重要基础。因此为了保证石油化工企业的安全生产，必须做好石油化工企业建筑防爆的设计工作。本文先从论述了石油化工企业建筑防爆的必要性，然后分析了其爆炸产生的机理，最后介绍了建筑防爆设计时需要注意的几项问题，对石油化工企业建筑防爆设计有一定的参考价值和指导意义。

参考文献

[1] 石油化工企业设计防火规范.（GB50160-2008）

[2] 闻莉，化工建筑防爆设计简析，化工设计[M].天津，科学出版社，2007.

[3] 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB 50058-92），1992-12-01.