石油化工控制室设计

邱 鹏

（新疆寰球工程公司，乌鲁木齐 830000）

石油化工控制室设计

邱 鹏

（新疆寰球工程公司，乌鲁木齐 830000）

探讨分析石油化工控制室设计中常见的问题。结合相关规范及资料，探讨控制室平面布局，位置选择，抗爆设计的理念及设计。

石油化工；控制室；抗爆；设计

随着技术的发展，石油化工企业正步向大型化，一体化，智能化方向的转变，传统的过程控制和生产管理模式也在发生改变。

炼油及化工厂生产中生产装置区域内均具有易燃、易爆的特性。

在石油加工的过程中，控制系统是非常重要的，随着控制系统的不断的研发，集散控制系统DCS在石油化工行业得普遍的应用。中央控制室在现在的炼油中起到核心的作用，对石油化工生产进行管理、控制。所以对一套装置或一个工厂而言，控制室至关重要。石油化工装置如若产生爆炸，通常是可爆炸性气体在一定的浓度、比例下在区域内形成不确定性的爆炸源。

控制室需根据所建区域、使用周期内是否产生爆炸，以及爆炸的类型及破坏形式做相应的抗爆措施。

控制室布置应具备常规功能，包括操作室，机柜间，工程师室，空调机房，UPS室，过程计算机室，电信设备室，更衣室等，根据业主要求，对室内空间进行布置。控制室应布置在非防爆区内，如若场地等因素限制其与爆炸危险性装置的安全距离，则需要计算控制室所受爆炸力冲击波荷载，并对整体建筑进行抗爆计算。

控制室的设计原则是按照承载力的极限状态进行设计，在爆炸力荷载作用下确保控制室内重要的控制系统不受损坏，在建筑物受损较小的情况下，可以修复继续使用。抗爆控制室根据现场的爆炸力荷载对应在建筑物上各位置进行荷载计算，结构体系宜采用钢筋混凝土框架 -抗爆墙（剪力墙）结构。

石油化工装置产生的气体爆炸中，粉尘爆炸所产生的破坏力无法量估，在根据《石油化工控制室抗爆设计规范》的有关条例，可对爆炸荷载及作用时间有量的估值。

抗爆控制室屋面采用钢筋混凝土现浇板，外墙采用钢筋混凝土抗爆墙。基础根据竖向荷载大小，进行地基验算。根据水平荷载对基础进行抗滑移，抗倾覆验算来确定大小。

1 爆炸压力的确定

建筑物遭受爆炸冲击波的反应主要取决于爆炸波自由压力峰值 ps0和正压阶段的持续时间 td。爆炸波自由压力峰值和正压的持续时间一般有业主委托专门的有资质的第三方风险评估机构提供。若业主不能提供时，可以按照如下荷载近似取值：

自由入射压：ps0=21 kPa，入射压持续时间：td=100ms。

2 爆炸荷载

3 前墙荷载

一般假定跨度为从屋顶到基础，设计时一般取单位墙宽进行计算。

式中：

Cd阻力系数，对前墙取 Cd=1.0

S 为最小净距，取 H 和 B/2 的小值

H 为建筑物的高度

B 为建筑物的宽度。

4 侧墙荷载

一般假定跨度为从屋顶到基础，由于最大荷载作用于前墙，对侧墙仅考虑平面内和平面外共同作用时的剪力效应。设计时一般取单位墙宽进行计算，L1=1.0m。

式中：

Cd阻力系数，对侧墙取 Cd=-0.4

Ce为等效荷载系数，可根据 L1/Lw的值查图 1。

图1 有效压力曲线 （摘自 TM 5-1300）

5 屋顶荷载

一般假定跨度为次梁中心之间的距离。设计时一般取单位板宽进行计算，这里 L1为板的跨度。

这里：

Cd阻力系数，对侧墙取 Cd=-0.4

Ce为等效荷载系数，可根据 L1/Lw的值查图 1。

6 后墙荷载

一般不起控制作用，这里忽略其作用，计算略。

抗爆构件变形控制准则：

钢筋混凝土结构构件，宜按照弹塑性工作阶段设计。对于受弯构件，其抗剪承载力应比抗弯承载力高20%。

7 结束语抗爆墙体结构设计原则就是在爆炸荷载作用下要确定建筑物的变形，其延性比，支座转角都防止过早发生受弯裂缝和钢筋屈服，抗爆墙的变形、延性比均按照等效静荷载通过规范来进行设计。在工业设计中，经常会有防爆问题，但防爆设计中通常又会涉及到不同的设计专业，工艺、仪电、总图、建筑、结构、给排水等。因此，在抗爆设计工程中，各专业分工需明确，总图、建筑专业从全局考虑，包括后期的留洞，抗爆阀的位置，安装均需细致的考虑。根据不同的爆炸危险源，进行相应的防爆设计，确保控制室建成后安全使用。

[1] 中国石油化工集团公司.GB50779-2012 石油化工控制室抗爆设计规范[S].

Design of Petrochemical Control Room

Qiu Peng

This paper discusses the common problems in the design of petrochemical control room.Combined with the relevant norms and information to explore the control room layout，location selection，anti-explosive design concept and design.

petrochemical industry；control room；anti-explosion；design

TQ08

B

1003-6490（2017）06-0131-02

2017-05-15

邱鹏（1989—），男，新疆乌鲁木齐人，工程师，主要从事设计工作。