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浅谈甲、乙类化工厂房设计

 
作者:ag娱乐  来源:ag真人  时间:2020-08-02 02:18  点击:
 

  1 浅谈甲、乙类化工厂房设计 【摘 要】 甲、乙类化工厂房在生产过程中会使用或产生甲乙类化学品,就必然存在燃烧爆炸的风险。所以本文根据作者对甲乙类生产厂房的经验了解,在甲、乙类化工厂房设计主要已厂房建筑的防爆设计为主,介绍了化工厂房甲、乙的类别,讲解了矩形平面布置和泄压设施,及为了防止爆炸事故对甲、乙类化工厂房进行了防爆设计。 【关键词】 甲乙类厂房 爆炸设计 防爆墙 防爆窗 平面 泄压 前言 有爆炸危险的厂房,一旦发生爆炸,会造成房倒人亡,设备摧毁,生产停顿,甚至引起相邻厂房或设施连锁爆炸、次生火灾。因此,从厂房设计起,就应防...

  1 浅谈甲、乙类化工厂房设计 【摘 要】 甲、乙类化工厂房在生产过程中会使用或产生甲乙类化学品,就必然存在燃烧爆炸的风险。所以本文根据作者对甲乙类生产厂房的经验了解,在甲、乙类化工厂房设计主要已厂房建筑的防爆设计为主,介绍了化工厂房甲、乙的类别,讲解了矩形平面布置和泄压设施,及为了防止爆炸事故对甲、乙类化工厂房进行了防爆设计。 【关键词】 甲乙类厂房 爆炸设计 防爆墙 防爆窗 平面 泄压 前言 有爆炸危险的厂房,一旦发生爆炸,会造成房倒人亡,设备摧毁,生产停顿,甚至引起相邻厂房或设施连锁爆炸、次生火灾。因此,从厂房设计起,就应防爆抗爆进行设计,保障厂房安全为主,将隐患消灭在源头。 一、化工甲乙类厂房介绍 根据 2011 年《建筑设计防火规范》(整合版)3.1.2 3 除1、2 款外,当生产过程中使用或产生易燃、可燃物的量较少,不足以构成爆炸或火灾危险时,可按实际情况确定其生产的火灾危险性类别。下面就根据表 2(可不按物质火灾特性确定生产火灾危险性类别的最大允许量)来介绍甲、乙类别。 2 甲类: 1 闪点小于 28℃的液体 2 爆炸下限小于 10%的气体 3 常温下能自行分解导致迅速自燃的物质和在空气中氧化即导致迅速自燃的物质 4 常温下受到水或空气中水蒸汽的作用能产生可燃气体并能燃烧或爆炸的物质; 5 遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫磺等易燃的无机铂,能引起爆炸的强氧化剂和遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫磺等易分解引起燃烧的强氧化剂; 6 与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质; 7 受到水或空气中水蒸气的作用能产生爆炸下限小于10%的气体的固体物质 乙类: 1 闪点大于等于 28℃,但小于 60℃的液体 2 爆炸下限大于等于 10% 的气体 3 助燃气体和不属于甲类的氧化剂 4 不属于甲类的化学易燃危险固体 二、平面布置 1.1 应尽量将平面布置成矩形,在总图布置中与主导风向垂直或夹角不小于 45,以有效利用穿堂风,将爆炸性气 3 体吹散。如是多层厂房还应控制厂房的宽度在 18m 左右(如若宽度太大,会对后面长径比的计算造成困难)。另外在设备的布置时还应将有爆炸危险的设在单层厂房靠外墙或多层厂房的最上层靠外墙处;并且将矮小的有爆炸危险的设备靠近外墙,避免高大的设备在外侧影响空气的流通,造成可燃性气体的集聚从而引起爆炸。而对于敞开式厂房则应将易爆的生产设备布置在当地全年主导风向的下风侧并且使操作岗位处在上风侧,以保障工人的安全。 1.2 甲乙类生产厂房的耐火等级应不低于二级,且必须按照《建筑设计防火规范》的要求进行防火分区的分隔,若不同的防火分区间确需要有联系时应尽量在外墙上开门,利用外廊或阳台联系;亦或在防火墙上设置门斗,门斗上的两个门要错开设置(图 1)。 三、设置泄压设施 对于有爆炸危险的甲乙类工业厂房,设置必要的泄压面积可以在爆炸时降低室内压力、避免建筑物的主体结构遭受严重的破坏。在设计中泄压面积的计算主要是根据《建筑设计防火规范》第 3.6.3 条有爆炸危险的甲乙类厂房其泄压面积宜按公式A=10CV2/3 计算,但当厂房的长径比大于3 时,宜将该建筑划分为长径比小于等于 3 的多个计算段,各个计算段中的公共截面不得作为泄压面积(现举例说明见图 2,3)。 4 已知: 厂房跨度:A 段 18.0m,B 段 14.0m; 厂房长度:A 段28.0m,B 段 21.0m; 厂房平均高度:A 段 7.0m,B 段 6.0m; 解答: 查表3.6.3 得C=0.055 (假设该厂房的危险物质为甲烷) 计算该厂房的长径比 A 段:28×(18+7)×2/4×18×7=2.783 B 段:21×(14+6)×2/4×14×6=2.53 满足长径比的要求 根据公式计算 A 段需要的泄压面积:10CV2/3=10×0.055×(18×28×7)2/3=127.46m2 B 段需要的泄压面积:10CV2/3=10×0.055×(14×21×6)2/3=80.3m2 其中虚线部分不得做为泄压面积考虑。 对于防爆厂房来说,我们一般采用单位质量60kg/m2 的轻质屋面板和墙体泄压。以及易于泄压的门窗。这里易于泄压的门窗是指门窗上用的金属百页、插销等其五金断面应尽量小,并且在构造节点上易于摧毁、脱落。而且门窗应向外开启。这里需要重点强调的是门窗上的玻璃务必要用安全玻璃。因为普通的玻璃在爆炸时易形成尖锐的碎片四处喷 5 射,对人员造成二次伤害。 四、甲、乙类化工厂房防爆设计 为了防止爆炸事故的发生,减少事故造成的损失,就必须在设计中采取一定的措施。其措施主要有:增加建筑物本身的强度,提高承受压力的能力或用防爆墙将操作部分和其他部分隔开,避免损害、爆破;设立能够减轻爆炸事故危害的泄压设施,使不致形成整座建筑物的坍塌;排除能够引起爆炸危险性混合物的可能性,也就是我们通常所说的不使易燃易爆气体或粉尘在空气中的浓度达到爆炸极限。其中在此类建筑中设置的防爆墙是有其重要作用的。比如办公、休息等与甲乙类厂房贴临建造时应采用耐火极限不低于 3.0h 的不燃烧体防爆墙隔开并设置独立的安全出口。这里的防爆墙指的是在墙体任意一侧受到爆炸冲击波作用并达到设计的压力作用时,能够保持设计所要求的防护性能的墙体。防爆墙在这类设计中一般采用砖配筋的做法其中钢筋混凝土柱的间距不宜大于 6m,砖墙的高度不宜大于 6m,砖墙厚度不小于 240mm,砖的标号不低于 Mu7.5,砂浆标号不低于M5.0,沿砖墙每 0.5m 垂直高度配置不少于 3¢8 通长钢筋,两端与钢筋混凝土柱预埋伸出钢筋搭接焊牢。设置防爆墙时,还可以在防爆墙上安装防爆窗,以便发生爆炸时要求防爆窗坚而不碎,玻璃碎而不掉。防爆窗按玻璃不同可分为:1)安全玻璃防爆窗:采用 2、3、4 层夹层玻璃,用于一般 6 防爆厂房防爆墙上。2)防弹玻璃防爆窗:采用 5、6、7、8、9、10 层夹层玻璃,用于高压容器试压、高压化学反应、爆炸试验等特殊用途的耐爆小室。 在甲、乙类化工厂房的防爆设计中,还必须充分考虑到影响爆炸压力的各项因素。因为爆炸压力越大,爆炸造成的破坏或对人员的伤害就越重。针对易燃易爆物质的各方面的分析,对甲、乙类化工厂房的防爆设计主要应从四方面考虑。 (1)平面设计。有爆炸危险的甲、乙类化工厂房,在总平面布置和建筑的平面与空间布置时都要为有助于防止爆炸和减少爆炸损失创造有利的条件。 (2)建筑物的结构设计。防爆建筑不但要有较高的耐火等级,其构造也要防止事故的发生和减轻爆炸事故的危害。主要形式有:采用框架结构、砖墙承重结构、设防暴墙、设置排放气孔防止气体积聚、采用不发火地面。其中,散发较空气轻的可燃气体的厂房,应采用轻质屋盖作为泄压设施,顶棚要求平整,避免死角。并且厂房上部的空间应该做好通风设施,必要时在屋顶及厂房的上部墙体设置轴流风机以加强机械通风。另外对于多层厂房,楼板应尽量采用格栅楼板;散发较空气重的可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房,应采用细石混凝土、水泥石屑、水磨石(其骨料应为不发生火花的石灰石、白云石和大理石等)等面层做成不发火花楼地面,亦可采用不产生静电 7 作用的绝缘材料作成整体面层。而对于像炭黑类的会有沉积可燃粉尘的车间内墙面,还应进行抹灰或油漆,做成容易清洗的(可擦洗涂料)内表面,以防止可燃粉尘的集聚。 (3)防爆泄压的设计。爆炸能在瞬间释放出大量的气体和热量,使室内形成很高的压力。为了防止建筑物的承重构件因爆炸压力遭到破坏,而将一定面积的建筑构件做成轻体结构,并加大外窗面积等。步骤是:确定泄压面积、设置泄压位置、选择泄压用的建筑构件。 除上述防爆设计外,还应审核防爆电气设备的选择,主要根据其类别和等级,以排除产生电火花引起爆炸。还要注意避雷设施的设计与导除静电的装置等。另外,排除含有易燃可燃液体的下水道,其水封井的设置,管道是否单独设置等均应审核。 结语 综上所述工业厂房的防爆设计比较复杂,情况各异,有一定的难度。做为一名设计人员我们必须依据具体情况具体分析解决。在设计过程中要按照相关的现行规范精心设计,保证工程上的安全,以防患于未然。 参考文献 [1] 顾渭建,冯丽.建筑物防止突发爆炸袭击的对策[A].第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C].2002 [2] 华斯瓦夫,柴布尔斯基,郑伦金.煤尘爆炸的传播[J]. 8 矿业安全与环保.1980(1) [3] 王跃琴,田玉敏,李文莉.甲乙类厂房火灾风险指数评价方法研究[J].消防科学与技术.2009(12)

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