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石油化工控制室常见设计问题探讨王同尧，汉建德（中国石化集团宁波工程有限公司，浙江 宁波 ）摘要：探讨分析了石油化工控制室常见设计问题，如控制室设置模式、位置选择、布 置 与 面 积、抗 爆 设 计 理 念、设 计 现 状、国 内外相关标准规范、电缆进线方式、室内外装修与绿化、现场机柜室的外操间和卫生间的设置等，并结合工程实践阐述了石油化工 控制室设计的原则和建议。关键词：中心控制室 现场机柜室 抗爆设计 电缆进线方式 外操间中图分类号：文献标志码：文章编号：（） ，（，） ： ， ， ， ， ， ：；随着技术的发展，石油化工企业向着大型化、一体化、智能化方向转变，传统的过程控制和生产 管理模 式 也 在 发 生 改 变。 从 企业的生产操作、管 理、维护的角度出发，要求生产操作自动化、经营管 理信息 化、生 产 管 理 与 过 程 控 制 管 控 一 体 化。 由 此，对控制室的设计要求随之提高，企业对控制室 设计的关注和重视程度也越来越高。在新建、扩建或改建的石化装置中，控 制 室 设 计的好坏直接关系到业主对设计单位的满意程度， 也是工程设计单位整体设计水平的具体体现。 由 于项目建设区域、业主习惯等的多样性，在控制室 设计的过程中，设计人员会遇到各种问题，如是否 与规范有偏差、是否需要抗爆设计、控制室内房间 的设 置、进 线 方 式 等。 笔 者 根 据 石油化工控制室和自动分析器室设计规范修订过程中调研遇到的问题，结合实际工程现状对控制 室设计过程 中 的 常 见 问 题 进 行 探 讨，供 相 关 人 员 参考。控制室”改为“中心控制室”。）虽然“中央”和“中心”两个词的中文意义相 近，但是有细微差别。根据中文词汇的语义和控制 室的作用及位置的确切含义，“中心”比“中央”更能 表现“集中控制”和“统一管理”功能。）中心 控 制 室、控制中心与英文的 “”和 “”对应。）中 心控制室并不强调地理位置 和 行 政 意 义，而“中央”隐含有惟一的意思。）虽然中 央 控 制 室 命 名 先 入 为 主，且 沿 用 多 年，但经过众多技术专家的讨论，认为在规范修订中予以更正是必要的。 其他标准规范中使用中央 控制室的命名将会在以后的修订过程中逐步修改。控制室的分类石油化工控制室 （）是指“位 于石油化工装置或联合装置内，具有生产操作、过稿件收到日期：。作者简介：王同尧（），男，年毕业于山东化工学院化工 自动化及仪表专业，一直从事石油化工自动化设计工作，现任中国石化集团宁波工程有限公司专业副总工程师，高级工程师。控制室的设置模式中心控制室的命名该规范在修订过程中，鉴于以下原因将“中央石油化工自动化第卷程控制、安全保护、仪表维护等功能的建筑物”。根据 的功能和所控制的装置区域， 又 可 分 为 “中心控制室”（）、“现场 控制室”（）和 “现 场 机 柜 室”（）。） 是指在石油化工工厂内除了具有 的功能以外，还具有先进控制与优化、仿真培训、生 产管理及信息管理等功能的综合性建筑物。） 是 指 位 于 石 油 化 工 工 厂 内 的 公 用 工 程、储运系统、辅助单元、成套设备的现场，具有生产操作、过程控制、安全保护等功能的建筑物。） 是指位于石油化工厂现场，用于安装 仪表、控制系统机柜及其他设备的建筑物。厂改造或其生产操作模式适合于分车间 （或装置）操作的，宜采用该模式，该模式在很多石化企业都 有应用。以上 的几种设置模式在石油化工企业中 都存在。由于不同的业主对工厂生产操作和管理 模式有不同的见解，故不同的工厂关于 设置的 模式也不尽相同。 从减少占地节省投资的角度考 虑，一个 加多个 的模式更具有优势。 的设置模式在可研阶段就确定了，这不但 关系到总图位置和投资，更重要的是关系到业主的工厂管理模式。因此， 设置模式的选择以业主 的意见为主导。 的位置世纪 年代之前，当时的 设 计 理 念 是 尽量靠近所控制装置或宜靠近操作较频繁和控制 点较集中的主要操作区。 在朝向装置侧的墙体上 留有大面积玻璃窗户，以便室内操作人员观察装置 的运行情况。 这 种 设计理 念基于两方面原因：当 时装置自动化程度不高，在装置运行阶段需要更多 的现场人员操作干预；从生产管理和缩短线路角度 来考虑， 尽可能和操作频 繁 的 生 产 装 置 靠 近， 并有宽敞的通道或场地装置相连，以利于操作人员 往返于现场和 。世纪年代之后，随着石油化工项目大型 化、一体化的 发 展， 的 位 置 选 择 也 发 生 了 较 大变化。在石 油 化 工 项 目 设 计 中，要 求 本 质 安 全 和 的设计理念贯穿于设计的全过程。 为了保护 人员和控制系统的安全， 的设计应从集中控制 和统一管理 的 理 念 出 发，提 倡 全 厂 或 区 域 统 一 考 虑， 宜 布 置 在 生 产 管 理 区。 生产管理区是指 在工厂围墙或边界内除生产区、公用和辅助生产设 施区以 外 的 区 域，俗 称“厂 前 区”。石油化工企业设计防火规范中第， 条 对 ， 位 置 的 确 定 已 做 出 明 确 规 定，本次新修订的规范中也有具体要求。需要说明的是，在设计过程中，尽管 ， 的位置不是由 自控专业人员直接确定的，但自控专业人员需重点关注以下几点：）合 理 布 线。 的进出线主要是与各 的通信光缆，采用“一天一地”方式敷设，即一 组架空沿管廊在电缆桥架中敷设，另一组在电缆沟 中敷设。 在总图定位时，自控专业人员需分析 规划光缆和电缆的最佳敷设路径，研究装置管廊延 伸至 架空管架的可行性和合理性，电缆沟最近 路径的可行性等因素。 如果电缆敷设缺乏可行性 或合理性，则有必要提出优化 总 图 位 置 的 建控制室模式世纪 年代之前， 的设 置 模 式 分 为 全 厂级（联合装置） 和装置（车间）级 ，而且大 多为每套装置配备一个 ，这种设置模式是由当 时不高的自动化水平以及生产和管理模式决定的。世纪 年 代 中 后 期，随 着 大 型 联 合 装 置 的 出 现，自动化水平的日益提高，先进 的大面积应 用， 的设置模式也发生了变化。 大型联合装置 合建 一 个 的 设 置 模 式 得 到 了 应 用。中明 确 规 定：“联合 装置或同一界区 的多个 工 艺 装 置，应 合 建 控 制 室。 具 备 条 件 的 工厂，全厂设一个中央控制室”。进入世纪以来，按照国家对石油化 工 行 业 发展规划中关于“石油化工装置炼油化工一体化、 装置 集 约 化 布 置”的 要 求， 的 设 置 模 式 有 了 新 的变化。新建及改扩建的石油化工装置中， 的 设计已由原先单一的 更 新 为“ 加 ， ”的模 式。 根 据 新 建 及 改 扩 建 石 油 化 工 装 置 的规 模、总 图 布 置，并 结 合生产 操作和管理模式， 的设计可以归纳为以下三种：）一个 加多个 模式。新建大型联 合装置或同一界区的多个工艺装置，其生产操作和管理模式适合于全厂集中操作、统一管理的，宜采用一个 加多个 模式。 该模式在中石化 近几年新建的项目中有所应用，如 的乙烯 项目、福建炼油化工一体化项目等。）多个 加多个 模式。新建大型联 合装置或同一界区的多个工艺装置，其生产操作和 管理模式适合于全厂分区域操作和管理的，宜采用 该模式。如中石化镇海分公司的乙烯工程 共设置个 ，个 。）仅有 模式。规模较小的新建工厂、各 装置距 的距离适中（通常不大于 ）、老第期王同尧等石油化工控制室常见设计问题探讨议。 位于各 装 置 界 区 内，其 位 置 也 应 考 虑 装置电缆的合理布线，尽可能减少电缆长度，并便于 工程实施、维护及管理，节省工程费用等。）建筑 物 形 式。 总 图 位 置 的 确 定 与 建筑物形式有关。发布之前，由于 传统习惯的延续，石化系统各工厂中较多采用综合楼的模式，即 ，分 析 化 验 室，机 电 仪 维 修，管 理 办公等采用同一建筑物，原因在于 大都不采用 抗爆结构设计。发布之后，形成了 独立抗爆结构 ，防爆结构 （如面向工艺装置 一侧的墙采用防爆墙），独立非抗爆 ，综合楼型 非抗爆 共 存 的 局 面。 随着全社会安全意 识 的 不断加强，抗爆结构 越来越得到普及。 在石化系统新建或改扩建的项目中，已基本不再采用综合楼模式。如果业主为了节省投资或凭经验决定采 用综合楼模式或独立非抗爆 形式，自控专业人 员有责任提出由安全专业进行计算评估，或设计评 审决定 结构形式的建议。）周 边 环 境。 在 确 定 总 图 位 置 的 过 程 中，除了总图专业参照文献的要求以外，还应关注对控制系统有影响的其他因素。 如控制室应远离高噪声源、远离振动源和存在较大电磁干扰的场 所；不应与危险化学品库、变配电所相邻布置；不应 靠近运输物 料 的 主 干 道； 不 宜与变配电所共 用同一 建 筑 等。 另 外，如 果 能 够 关 注 竖 向 设 计 时 周边的 绿 地 面 积 则 更 好。 作为厂区的一 个 亮 点， 周边 的 空 地 宜 多 采 用 绿 化 装 饰，少 采 用 水 泥地面，以减少生硬单调的压迫感觉。 的布置和面积布置和面积是 设计的重点，也是业主最为 关注的。它不仅涉及内部区域的划分，而且关系到 建筑物的外部造型。 因涉及工程经验、审美水平、 对规范的理解等因素，同样条件下 的设计会因 人而异。因个人发挥的空间比较大，也是最能体现 设计水平的地方。）辅助功能。包括交接班室、办公室、来宾会议室、会议室、培训室、资料阅览室、休息室餐厅、茶水 室、更衣室、保洁室、储藏室、卫生间等，其中办公室的 数量根据不同专业和不同管理人员的需要考虑。随着大型 功能的增加和“绿色数据中心”设计理念的引入，体现人性化设计，科学合理的空间布局和 布置是考虑的主要内容，需与业主多 次研究确定。面 积操作室的面积关系到 的空间布局及面积。 操作室的主要功能是生产操作和管理，其设计重在 实用，应便于操作人员工作、便于运行和维护、便于 清洁，适当整 齐 实 用，“办 公 室”化，应 考 虑 操 作 人 员、管理人员的联络和视觉效果。营造“尊重个人” 的工作环境，不应片面追求华丽美观，既要避免拥 挤造成 的 “压 抑 感”，又要避免太大产生的 “空 洞 感”。操作室的面积根据操作台的数量及布置形式 确定，从人性化设计考虑，操作台宜采用弧形结构 及花瓣形布置，既可最大限度地降低各操作组之间 的相互干扰，又可避免直形、小弧形布置易产生的 “空洞感”。笔者参与新修订的石油化工控制室设计规范中给出了“对具有两个操作站的操 作 室，面 积 宜 为；每增加一个操作站，面积可增加” 的原则。但在具体项目设计中，建议操作区域的纵 向净距离（如操作台距后墙净距离）不大于。 的建筑和结构设计在现 代 大 型 炼 化 一 体 化 项 目 中 设 置 的 ， 已不是单一对生产装置进行监控和安全保护，还将 完成生产管理、信息管理、仿真培训等工作，是企业 的“绿色数据中 心”。 可 以 说 石 油 化 工 是 企 业 技术 水 平、管 理 水 平、员工综合 素质的集中体现。 石油化工装置的 特 征 决 定 了 石 油 化 工 的 建 筑 结构设计应将其安全性予 以 重 点 关 注。 的 安 全性设计是随着石油化工行业的发展，全社会安全 意识的不断加深逐步改进的。 国内 抗爆设计理念的引入世纪年代之前，国内的 设计理念中 没有提及“抗爆设计”的内容，而同期国外的工程公 司和国际企业标 准 中 对 抗 爆 设 计 已 经 有 了 较 为明晰的规定。 随着国内设计单位与国外工程公 司合作的加深， 的抗爆设计理念逐渐体现在工 程设计中，并在国内的具体项目中得到应用。之后 石化系统的一次装置爆炸事故加深了对 “抗爆 设计”的认 识。 世 纪 年 代 中 期，中 石 化 某 炼 厂的催化裂化装置建成投产，该工程的设计方在与布 置通常业主的共同要求是“大而全，豪华气派”。 内部的空间布局（房间设置）与工厂的管理和 生产模式密切相关。 常见的房间设置如下：）常 规 功 能。 包 括 操 作 室、机 柜 室、工 程 师 室、空调 机 室、 室、过 程 计 算 机 室、电 信 设 备室、打印机复印室、备件室等，仪表维修间根据业主的需要确定是否设置。）相 关 管 理 功 能。 消 防 监 控，生 产 调 度，安 全消防设备，电 信，有的企业将电 气 监 控中心也集中在 。石油化工自动化第卷国外工程公 司 的 合 作 中 对 “抗 爆 设 计”已 积 累了相关经验。因此，将该装置的 设计为抗爆结 构。该装置在 年发生了一次爆炸事 故，造 成 与 相邻的综合楼（非抗爆结构）严重受损，面向装置侧的窗户框架严重变形，窗户玻璃全部破碎，室内人员受到不同程度的外伤，设备有所损坏。由 于 采用了抗爆结构设计， 外墙 结 构 并 未 受 到损坏，室内人员和设备安全得到了保障。此次爆炸事故的教训是惨痛的，但 的设计 经验得到了大家一致的肯定和赞誉，中石化工程部 也专门组织下属的各家设计院相关专家到现场进 行调研，并 在 随 后 颁 布 实 施 的 中 对于 “抗爆设计”予以了明确规定。 因此，国内 的“抗爆 设 计”理 念 是 在 吸 收 国 外 设 计 标 准 和工程经验的基础上，结合国内的工程应用实践逐步 形成的。 国内对抗爆 的不同看法设计抗爆 的 目 的：保 护内部人员的 生 命 安全；保护内部设备在爆炸危险发生后不受损坏， 能够实现有序的安全停车操作，可保留事件记录。 发布后，石化行业联合装置的 都采用了抗爆结构设计，单一装置的 也采取了防爆措施。至今各方人员对此仍有不同的看法，也 是项目审查 中 多 有 争 议 的 焦 点，主 要 集 中 在 以 下 两点：）抗爆 保护了内部操作 人 员的 生命 安 全，而与 相邻或附 近的 综合办公楼是非抗爆 结构，内部 人 员 更 多，他 们 的 生 命 安 全 为 什 么 不予以保护？）抗 爆 保 护 了 内 部 设 备 不 受 损 坏，而 与 （或 ）相邻或附近的配电室是非抗爆结构。 如果爆炸破坏了配电室中的设备并造成全厂或装 置失电，那抗爆 ， 中的控制系统还有 多 大 作用，抗爆的必要性还有多大？上述问题应该这样理解，不能因为综合办公楼 是非抗爆结构来推断相邻或附近的 ， 也可 以采用非抗爆结构。 尽管目前尚没有相关标准来 规定办公楼应距爆炸装置（爆炸源）多远，且因历史 原因，现有工厂中存在很多综合办公楼布置在装置 区的现象，但 根 据 本 质 安 全 和 的 要 求，综 合 办公楼布置在装置区是不合适的，新建工厂宜尽可 能把综合办公楼布置在生产管理区。 配电室是否 要求抗爆目 前 没 有 规 范 依 据，但在执行国外 项 目 中，项目管理方也要求对配电室进行安全评估以确 定建筑物的结构形式。 如果爆炸破坏了配电室中 的设备，造成全厂或装置失电，抗爆 ， 中的控制系统还是有作用的。的备用电池可以供电，足以实现有序 的 安 全 停 车 操 作。 这 也 正是要求把 放置在 或 的 原 因。 有 的企业的 属电气专业管理，会提出把 放置在配电室的要求。这时，管理习惯要服从本质安全的需要。国外标准对控制中心安全防护的规定关于石油化工 安全防护设计的相关内容， 下列标准可提供借鉴： 炼油厂仪表及 调节系统安 装 手 册 第 部 分 “控 制 中 心”， ， ， （ ）， （）。 第部分“控制中心”第款对外部爆炸的防护有以下论述：“由统一操作而 产生的大型控制中心也会引起危险的集中。 含 有 操作整个 炼 厂 或 者 大 量 工 艺 单 元 所 需 的 全 部 控 制系统的建筑物 一 旦 损 坏，将 造 成 大 量 设 备 的 停 工，成本十分 昂 贵。 因 而 在 构 筑 控 制 中 心 时，使 其具有 适 当程度的抵御爆炸的能力 是 必 要 的 ”。条对建筑上的考 虑：“抗爆结构的实际设 计标准取 决 于 存 在 的 潜 在 条 件 和 需 要 保 护 的 程度。 这种结构的 定 义 是建筑物能承受在 以外装置的爆炸（爆 炸 的 能 量 相 当 于 的 炸药），发 生中 等程度的结构 损 坏，但 没 有 倒 塌。 其目的是遭受这 样 的 爆 炸 时，仍 能 保 证 人 身 的 安 全和工厂的操作”。 第款“ ”指出了来自工艺装置或储罐区的爆炸 危险，对于防冲击波和碎片的考虑如下：）中等 程 度 爆 炸。 外 墙 和 屋顶应设计能抵 御过 压 近 似 在的 静 荷 载 或 者 的动荷载。 单独支撑的屋顶应使用防护 墙。如果在爆炸面需要设防爆窗或可视板，应使用不碎材料，并且不大于。内墙应 能抵御的过压静荷载。）严重的爆炸。外墙和屋顶应设计能抵御过压近似在的静荷载或者 的动荷载。增加负荷 时 应 考 虑 一 个 大 的 潜 在 的 爆 炸或者装置至爆炸源的近距离要求，通常要求采用第期王同尧等石油化工控制室常见设计问题探讨钢筋或者同等结构，不应有窗。外门的设计和位置应予以特殊的考虑。 第 章 “控 制 中 心”中 描 述：“控制 中 心 应 位 于区 域划 分等级为非危险区 域；控制中心可能需要采用抗爆结构设计，以便在 事故发生时能够保证人身安全，保护控制系统计算 机设备，保证操作人员仍能有序地进行紧急停车操作；详细信息参见 ”。 中描述“石化装置抗爆 建筑物设计中普遍遇到的问题是确定抗爆设计压力，即压力达到多少时需要采用抗爆设计。很多公 司采用的侧向超压作为抗爆设计压 力，该压力可以对普通建筑物造成表面损坏或中度损坏，需 维 修 后 方 可 继 续 使 用 ”。中描述 “抗 爆 建 筑 物 应 首 选 单 层 箱 型 结 构，高 度，两层结 构 在 绝 对 需 要 （如 总图布置不允 许 单 层设置）时也可以采用”。 中描述“业 主 应 按 照 数 据 表指定爆炸荷载数据，至少需提供建筑物位置的侧 向超压；通常有三种途径指定爆炸荷载数据：采用现 有规范如中的数值；权威公司的一般经验值； 依据危险分析评估报告”。 壳牌（）的 第 节“爆炸荷载设计考虑 及 信 息”中 有 如 下 描 述：爆 炸荷载（侧面过压）和碎片撞击将决定 和 建 筑物的结构及位置。爆炸、碎片撞击和热辐射荷载 信息应来自危险评估或项目负责人。下列共同的 要求适用于 及 ：）爆炸荷 载 （顶侧 过 压）小 于 或 一 个 脉冲冲击力小于时，无附加的防爆要 求，应采用夹层安全玻璃。）爆炸荷载（顶侧过压）在 （持续 时间）时，应采取 防 爆 结 构、夹 层 安 全 玻璃和防爆门。）爆炸荷载（顶侧过压）在（持续 时间）时，应采用 增 强 防 爆 结 构、夹 层 安全玻璃和增强防爆门。）爆炸荷载（顶侧过压）在（持续 时间）时，应采用 抗 爆 结 构 设 计、夹 层 安全玻璃和防护栏杆（护栏方格小于），并增强防爆门。）爆炸荷载（顶侧 过 压）大 于 时，需请示项目负责人。）如果会遭受到碎片撞击（爆炸引起）的潜在 影响，且在距离小于 的范围内，则外墙和屋 顶需建成钢筋混凝土结构。国内相关标准石油化工控制室设计规范修订 稿 已 于 年 完 成，目前等待发布实施。其中第节“建筑、结构”中规 定：“对于有爆 炸 危 险 的 石 油 化 工 装 置，控 制 室 建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、根据分析 结果设计”。该规范在修订过程中，希望能够提出量化指标以确定 在什么情况下需要抗爆结构设计，什么 情况下不需要。由于缺少依据，从距离上量化，即 控制室距 离 装 置 多 少 米 时 可 以 采 用 非 抗 爆 结 构？ 该问题一直是相关专业（安全专业、建筑专业、结构 专业）无法量化解决的问题。装置的爆炸力与装置 的规模大小、物料特性、操作条件等诸多因素有关， 需要安全专业进行抗爆强度计算，距离相同时，不 同装置所产生的爆炸力不同。因此采用距离区分 是否抗爆缺乏依据。对于爆炸力的量化，即装置的 爆炸力小于 多 少 时 可 以 采 用 非 抗 爆 结 构，由 于目前建筑专业无从验证不同量值的爆炸力与建 筑物不同破坏程度之间的对应关系，亦无法确定抗 爆结构的爆炸力限值。对于有爆炸危险的石油化工装置，安全专业对 建筑物 的 抗爆强度计算分析和评估 一 般 采 用 专业软件进行。如中石化几家工程公司采用 公司的 （流程工艺安全分析）软件；中石化青岛安工院采用 公司的 软件。表是安全专业对某项目计算评估后提出的评估表。表项目装置爆炸对 建筑物影响评估峰值入持续时 爆炸危险源 射超压建筑物建筑物名称间类型 中央控制室煤气化装置 现场机柜间空分装置现 场机柜间循环水场现 场机柜间煤气化装置抗爆抗爆单层单层煤气化装置、变换装置煤气化装置、甲烷化装置抗爆单层变换装置非抗爆 单层对于没有安全专业或安全专业尚不能提出“装置爆炸对 建筑物评估表”的设计单位，石油化工自动化第卷“ 是否抗爆”会是自控专业需要面对的问题，主要原因有两方面：）自控专业代替不了安全专业。 因安全专业 的缺乏，相当一些人认为“ 是否抗爆”由自控专 业决定，但该问题已超出了自控专业的范围。）如何解决 这 一 问 题，笔者提出一个参 考 办 法：建筑或自控 专 业 提 出 一 个 项 目 级 的 设 计 评 审 申请，由 项 目 经 理 组 织 安 全、总 图、工 艺、建 筑、结 构、暖通、自控等专业进行评审，最终的评审结论作 为设计条件的依据。 设计评审是质量管理体系中 的一个重要环节，也是设计质量检查的主要内容之 一。“ 是 否 抗 爆”方 案 进 行 设 计 评 审 虽 然 满 足 了设计质量的控制要求，但这种“集体拍板，定性抗 爆”的结果 会 造 成 建 筑 物 设 计 与 实 际 需 要 存 有 偏 差。例如，按照安全专业提出的量化数据设计的建 筑物墙厚可能是，而定性不定量要求抗爆 后，建筑结构专业按规范中推荐数据设计的建筑物 墙厚可能 是 。 正 确 的 办 法 是 强 化 安 全 专 业的力量，实 事 求 是，用 数 据 说 话。 标 准 对 此 具有灵活性和可操作性，该标准规定爆炸荷载数据 的提供由业主负责。该标准的影响力日趋扩大，许 多国际大型石化企业和工程承包商已加入 团 体。国内目前 还 没 有 企 业 加 入 团 体，还 做 不 到按 要求由业主提供爆炸荷载数据。 ， 中相同。根据该指南定义，抗爆建筑物要足以抵抗外部装置爆炸所 产 生 的 冲 击 波 超 压 为 ，作 用 时间为 。 这 大 概 相 当 于 一 个 球 体 在 自 由 空 气中爆炸 （ 在 距 中 心 距 离 处）所产生的冲击波超压。 为抵抗这种爆炸，结构 允许产生中 度 损 坏 而 不 倒 塌。 在 这 种 情 况 下， 内人员可保证安全，设施保证具有可操作性。对于 蒸汽 云 爆 炸，设计计算时不用 ，作 用 时 间的 爆 炸 冲 击 波，而 采 用 冲 击 波 超 压 为，持续时间 为 的 冲 击 波。 它 近 似 相 当于直径，高达 乙烷体积分数为的气 体爆炸，距中心距离 处产生的冲击波超压。该规范统一了抗爆建筑物的结构设计要求，建筑物单面墙（面向工艺装置一侧的墙采用防爆墙）的防爆措施已不再适用，建筑物必须五面抗爆。 是否抗爆 位于或靠 近 所 属 的 工 艺 装 置 区 域，应 位 于爆炸危 险 区 域 外。 规 范 要 求 是 否 设 计 为 抗爆结构仍需要安全专业进行抗爆强度计算、分析 后确定。从石油化工行业的实际经验看，抗爆结构 的 具有如下优点：） 内不仅在开车 及 试运行阶段 有 较 多 人员，而且在正常生产阶段也会有少量人员，抗爆结构的 更有利于保护人身安全，更加符合本 质安全设计理念。）内的控制系统、安全系统设备承担所属 装置的控制和安全联锁，抗爆结构的 在遭遇爆炸冲击波的情况下，仍可实现装置有序的安全停车。） 内 的 控 制 系 统、安 全 系 统 设 备 昂 贵， 并且毁坏后的恢复时间很长，需要重新采购、集成、 组态、安装及回路联调等，特别是有些装置带有专 利控制系统，需通过专利商采购，恢复时间更长，对 重新恢复生产很不利。）抗爆结构的 在危险情况下可作为紧 急避难场所。石油化工控制室抗爆设计规范石 油 化 工 控 制 室 抗 爆 设 计 规 范 是建筑结构专业为设计 抗 爆 结 构 而 制 定 的。是否抗爆的定性需要经过爆炸危险的量化 计算与评估，而国内的部分设计单位尚未购买相关 软件，或者缺乏专业人员。因此，在 的抗爆设计 中对“爆炸的冲击波参数”的确定相对困难。建筑结 构专业为解决上游专业提不出量化数据的问题，参 考国外标 准 对 “爆 炸 的 冲 击 波 参 数”的 取 值 在 中做出了规定。 如果上游专业提不出 峰值入射超压和持续时间，他们将按照规范中的数据进行设计。该规范第节“爆炸的冲击波参数”中规定：“控制室抗爆设计采用的峰值入射超压及 相应的正压作用时间应根据石油化工装置性质以及 平面布置等因素综合评估确定。若没有进 行 评 估 时，也可按照下列规定确定，并在设计文件中说明：冲击波峰值入射超压，正压作用时间；或冲 击 波 峰 值 入 射 超 压，正 压 作 用 时 间；爆炸 冲 击 波 形：时间 为零 时至正压作用时 间，峰值入射超压从最大值到零的三角形分布”。规范中 采 用 的 两 种 冲 击 波 参 数 与 控制室的进线方式 发 布 之 前， 的 室 外 进线有架空穿墙进线、在室外地面上开洞或埋管进 线、墙外附设抗爆电缆间进线、地下开洞或埋管电 缆沟进线等多种方式。从抗爆安全考虑，为了防止 装置爆炸产生的超压通过电缆槽盒及建筑物外墙 上的开洞进入室内，对抗爆结构的 或 的 进 线 方 式 做 了 严 格 规 定，其 中 第条“室外电缆进入室内应采用电缆沟进线方 式，基础墙体洞口采用防火材料封闭，沟 内 充 砂。第期王同尧等石油化工控制室常见设计问题探讨不得在 室 内 地 面 以 上 的外墙上开设电 缆 进线 洞口”；第 条 “室 内、外 地 面 高 差 不 应 小 于，其中活动 地 板 下 基 础 地 面 与 室 外 地 面 的 高差不应小于”。 该规范不再允许采用架空穿墙进线和墙外附设抗爆电缆间进线方式。根据工程项目的实践经验，地下进线的防水问 题很难解决，电缆泡水现象在南方较为普遍，不但 增加了电缆维护工作，而且会影响电缆的性能及寿 命，对控制系统的安全可靠性形成潜在威胁。而架 空地面上进线有利于防水、防污和防鼠，便于施工 维护、费用低。因此，新修订的石油化工控制室设 计规范推荐采用架空进线方式。当受条件限制或 需要时，可采用电缆沟进线方式。两个标准对于 进线方式看起来互相矛盾，实际上可以统一（参见图）。结合工程项目的应用经验，下面列举几种抗 爆 ，的进线方式供参考。外地面的 高 差 不 应 小 于 。 该 方 案 人 为 地将机柜间的室内基础地面抬高，以便留出进线口需 要的空间。为了局部进线的需要，将整个建筑物的高度提高会带来建筑费用的增加，如图所示。图 多 列 双 层 槽 盒 进 线 方 式注： ； 由工程实际确定 ；架空敷设室外地面下进线架空敷设室外地面下进线也是工程设计中常架空敷设室外地面上进线理想的进线口位置是在室外地面以上，既便于 施工又解决了防水问题。 从 要求 的“不得在室内地面以上的外墙上开设电缆进线洞 口”和“活动地板下地面与室外地面的高差不应小 于 ”两 点 可 以 看 出，在 活 动 地 板 下 地 面 与 室外地面之间的“高差”中进线是规范允许的，也是 可行的。采用这种方式时，每个电缆进线口的面积 宜不大于。用的一种进线方式。根据已实施的工程项目经验，该方式在电缆进口工作面（电缆入口池）处的电缆 防水问题应是设计人员关注的重点。 具体应注意 以下几点：在地下条件允许的前提下，地下电缆进线口的 位置要尽可能靠上。通常结构专业为了减小力矩， 地下 基 础 梁 底 距 室 外 地 面 左 右，梁 高 左右，则室外地面下与基础梁上方之间有 左右的空间可以 进 入 电 缆。 当 要 求 电 缆 入口高度大于 时，通常建筑专业会将电缆入口设在基础梁下。电缆入口池中设置排水井。 由于坡度 及 施 工 误差等原因，实际排水效果可能并不理想，需要给 予特别关注。电缆进 线 口 洞 底 标 高应高于室外池底 标 高 以上，并采取防水密封措施。 电缆进线口的 室外地面区域（电缆入口池区域）建议设置保护围 堰。围堰的作用是防止地面上的雨水流入到电缆 进口池中，围堰的高度建议在 以下。装置开车 后，建 议 围 堰 上 部 采用水泥盖板密 封，达到防水要求。 有的企业采用水泥现浇密封，防水效果好，但再次打开不方便。多列单层槽盒进线方式对于中 小 规 模 的 机 柜 间，一 般 当 电缆槽盒数量不大于 个时，建议 采 用 单 层槽盒进线方式。 该方式建议活动地板下地面与室外地面的高差不应小于，如图所示。图 多列单层槽盒进 线 方式 采用电缆入口池进线方式注：； 由工程实际确定；电缆槽盒架空敷设至机柜间地下电缆进线口上方距机柜间外墙约 处下至电缆入口池中，电缆 槽盒 可 以 与 池 底 接 触 固 定，也 可 以 下 至 距 池 底 左右与池壁固定。地下电缆进线洞口的设置数 量和大小根据电缆的数量和规格确定，如图所示。多列双层槽盒进线方式对于大 中 规 模 的 机 柜 间，一 般 当 电缆槽盒数量大于 个时，建议采用双层 槽盒进线方式。 该方式建议活动地板下地面与室石油化工自动化第卷电缆沟进线方式尽管电缆沟进线是工程中通用的一种方式，但 在南方多雨地区建议谨慎采用。 在已实施的工程 项目中，电缆沟内积水现象较难避免，这与排水井 处的设计坡度、施工质量、沟盖板密封形式等有关。 在电缆数量较多，需要通过多个电缆入口进入室内 时，建议在 电 缆 入 口 的 工 作 面 也 设 置 电 缆 入 口 池（横沟），宽度不小于 ，长度根据进口的电缆数 量确定，如图所示。图 电 缆 入 口 池 进 线 方 式注：； 由工程实际确定；采用预制电缆隧道进线方式建筑专业在室外地面下沿电缆入口（高度通常大于 ，洞口设在基础梁下）外 沿 预 制 方 形 水 泥 电 缆 隧 道 至 室 外 地 面 上，底 部 高 于 地 面，电缆入 口 的 密 封 面 在 室 外 地 面 上。 该 方 案适用于仪表电缆数量很多的场合，考虑到内部拆装 模 具 的 施 工 需 要，通 常 电 缆 隧 道 内 径 不 小 于。预埋多根钢管的方案在实际工程中也被采 用，但钢管穿墙处的建筑处理较为复杂（既要确保 密封，又要允许钢管活动），如图所示。图 电缆沟进线方式 注：； 由工程实际确定； 由工程实际确定不论采用哪种进线方式，电缆进线口底标高应高于室外沟（池）底标高 以上；电缆进线口与 建筑物防雷引下线的距离应不小于；电缆进线 口建议采用满足防爆、防火、防水、防鼠要求的专用 电缆密封模块进行密封；现场浇注发泡密封形式也 有所应用。设计中关注的其他问题 设计中还会遇到一些与业主要求有关，设 计标准难统一或写入规范尚不成熟的问题，在具体 设计中应予以重视。装 修随着 在工厂中地位的提升， 的装修问 题越来越凸显，传统的装修水平已不适应各方对 装修效果的期望。 因此，有必要提高 建筑物内 部的整体装修要求。 现在的 装修中，吊顶和地 面已基本到位，需要改进的主要是建筑物内各立面 装修用材的选择。常规的乳胶漆或墙纸墙面材质使 用寿命短，造成以后多次装修是不可避免的，应谨慎 采用。近几年新建的大型 中，如抛光砖等各种 新型墙面材料的应用取得了很好的效果。设计中， 在可研阶段就要与业主和建筑专业沟通，确定整体图 预制电缆隧道进 线 方式 注：； 由工程实际确定； 由工程实际确定第期王同尧等石油化工控制室常见设计问题探讨装修水平，选择合适的墙面材料，做出相应概算。因装修涉及到多方面因素，写入设计规范尚不成熟。 是否设置外操间 是否设置外操间不是自控专业自行决定