浅谈工业厂房的防爆设计

浅谈工业厂房的防爆设计浅谈工业厂房的防爆设计 项目实例 2009 年在设计南京 1 万吨 年羟乙基纤维素建设项目中 该 厂房由三个单元组成 分别为切割单体 包装单体及原料及成 品仓库 本工程总占地面积为 4427 26 平方米 总建筑面积为 5706 6 平方米 其中分为四个防火分区 切割单体 包装单体 原料及成品仓库 机修厂房及其办公区域 原料及成品仓库为 单层钢筋混凝土框架结构 轻钢屋面 建筑高度 11 8 米 占地 面积 2957 49 平方米 建筑面积 2625 平方米 储存类别为丙类 切割单体为单层钢筋混凝土框架结构 建筑高度 9 6 米 占地 面积 395 26 平方米 建筑面积 350 75 平方米 生产类别乙类 包装单体为 5 层钢筋混凝土框架结构 建筑高度 24 米 占地面 积 408 平方米 建筑面积 1928 3 平方米 生产类别乙类 机修 厂房及其办公区域占地面积 666 51 平方米 建筑面积 666 51 平 方米 该单体就是采用钢筋混凝土框架结构 由于具有粉尘爆 炸危险 因此我们在设计中房间隔墙采用抗爆墙体 局部采用 可拆卸的钢板与框架结构连接 门采用防爆门 包装和切割单 体的外墙采用链接钢板泄爆墙 通过对该厂房设计 总结爆炸 危险厂房设计时候应注意把握以下几个方面 1 设计防爆的基本技术措施 1 对整个厂区都存在有爆炸危险的工厂 在整体规划 设计时 要根据建筑物内危险品的生产工序 生产品种 生产 特征 危险程度等因素 确定建筑物的危险等级后进行分区规 划 危险品生产区内的建筑物与其周围村庄 公路 铁路 城 镇和本厂生活设施等的距离 都应分别根据建筑物的危险等级 和存药量计算后 按规范要求取其最大值 当相互间距离因厂 地限制不能满足要求时 要做防护屏障 如采用防护堤 钢筋 混凝土墙等形式 对 a 级建筑物必须设置防护屏障 要根据实 际情况 因地制宜 充分利用地形地貌 以达最佳合理布局 2 对于一般工业厂区内有生产和使用爆炸物品的厂房 和车间 应尽量集中布置在同一个区域内 与一般厂房 车间 的距离要满足安全距离的要求 这样便于对防火墙等防爆建筑 结构的统一处理 3 防爆厂房宜单独设置 如必须与非防爆厂房贴邻时 只能一面贴邻 并在两者之间用防火墙或防爆墙隔开 相邻两 厂之间不应直接有门相通 以避免爆炸冲击波的影响 4 在厂房中 危险性大的车间和危险性小的车间 同 样应该用坚固的防火墙隔开 砖墙或钢筋混凝土墙 宜在外 墙上开门 利用外廊或阳台进行车间相互间的工作联系 或在 防火墙上作双门斗 尽量使两个门错开 用门斗来减弱爆炸冲 击波的威力 缩小爆炸影响范围 5 对于易产生爆炸的设备 应尽量放在近外墙 靠窗 的位置或置于露天 使其破坏力减弱 6 凡不同性质的危险物品的生产 存放应分开设置 如乙炔与氧气必须分开 7 有爆炸危险的甲 乙类生产部位不得设在建筑物的 地下室或半地下室 以免发生事故影响上层 同时也不利于疏 散和扑救 这些部位应设在单层厂房靠外墙或多层厂房的最上 一层靠外墙处 如有可能 尽量设在敞开或半敞开式建筑物内 以利通风和防爆泄压 减少事故损失 2 要设置减压设施 对有爆炸危险的甲 乙类工业厂房建筑 设置必要的减压 面积是爆炸时降低室内压力 避免建筑物结构遭受严重破坏的 重要技术措施之一 至于哪一类爆炸混合物 需要用多大的泄 压面积是一个值得深入研究的问题 因为影响爆炸威力的因素 很多 如介质特性 混合浓度 爆炸地点 厂房容积和形状 温度等均有影响 因此理论上计算得十分准确是不容易的 目 前我们主要根据实践经验 并考虑到当前我国建筑结构发展的 水平 泄压面积与厂房容积之比一般取 0 5 0 1m2 m3 这个 比值对一般爆炸混合物比较适用 如谷物 皮革 铜 锌 合 成树脂 煤等粉尘和醋酸蒸气等 但对那种危险性较大的爆炸 混合物 上述的比值只适用于浓度超过爆炸下限 2 5 及以下的 情况 超过更多就有使厂房遭到破坏的 防爆厂房的泄压主要靠轻质屋盖 轻质外墙和泄压门窗等 来实现 这些泄压构件就建筑整体而言是人为设置的薄弱部位 当发生爆炸时 它们最先遭到破坏或开启 向外释放大量的气 体和热量 使室内爆炸产生的压力迅速下降 从而达到主要承 重结构不破坏 整座厂房不倒塌的目的 对泄压构件和泄压面 积及其设置的要求如下 1 泄压轻质屋盖 根据需要可分别由石棉水泥波形瓦 和加气混凝土等材料制成 并有保温层或防水层 无保温层或 无防水层之分 2 泄压轻质外墙分为有保温层 无保温层两种型式 常采用石棉水泥瓦作为无保温层的泄压轻质外墙 而有保温层 的轻质外墙则在是石棉水泥瓦外墙的内壁加装难燃木丝板作保 温层 用于要求采暖保温或隔热降温的防爆厂房 3 泄压窗可以多种型式 如轴心偏上中悬泄压窗 抛 物线型塑料板泄压窗等 窗户上通常安装厚度不超过 3mm 的普 通玻璃 要求泄压窗能在爆炸力递增稍大于室外风压时 能自 动向外开启泄压 4 泄压设施的泄压面积与厂房体积的比值 m2 m3 宜采用 0 05 0 22 爆炸介质威力较强或爆炸压力上升速度较快 的厂房 应尽量加大比值 体积超过 1000m3 的建筑 如采用 上述比值有困难时 可适当降低 但不宜小于 0 03 5 作为泄压面积的轻质屋盖和轻质墙体重量每平方米 不宜超过 120kg 6 散发较空气轻的可燃气体 可燃蒸气的甲类厂房宜 采用全部或局部轻质屋盖作为泄压设施 7 泄压面积的设置应避开人员集中的场所和主要交通 道路 并宜靠近容易发生爆炸的部位 8 当采用活动板 窗户 门或其他铰链装置作为泄压 设施时 必须注意防止打开的泄压孔由于在爆炸正压冲击波之 后出现负压而关闭 9 爆炸泄压孔不能受到其他物体的阻碍 也不允许冰 雪妨碍泄压孔和泄压窗的开启 需要经常检查和维护 10 当起爆点能确定时 泄压孔应设在距起爆起点 尽可能近的地方 当采用管道把爆炸产物引导到安全地点时 管道必须尽可能短而直 且应朝向陈放物少的方向设置 因为 任何管道泄压的有效性都随着管道的长度的增加而按比例减小 3 隔爆设施 1 防爆墙必须具有抵御爆炸冲击波的作用 同时具有一 定的耐火性能 防爆墙的构造设计 按照材料可分为防爆砖墙 防爆钢筋混凝土墙 防爆单层和双层钢板墙 防爆双层钢板中 间填混凝墙等 防爆墙上不得设置通风孔 不宜开门窗洞口 必须开设时 应加装防爆门窗 2 防爆门的骨架一般采用角钢和槽钢拼装焊接 门板 选用抗爆强度高的锅炉钢板或装甲钢板 故防爆门又称装甲门 门的铰链装配时 应衬有青铜套轴和垫圈 门扇四周边衬贴橡 皮带软垫 以防止防爆门启闭时因摩擦撞击而产生火花 3 防爆窗的窗框应用角钢板制作 窗玻璃应选用抗爆 强度高 爆炸时不易破碎的安全玻璃 如夹层内由两层或多层 窗用平板玻璃 以聚乙烯醇缩丁醛塑料作衬片 在高温下加压 粘合而成的安全玻璃 抗爆强度高 一旦被爆炸波击破能借中 塑料的粘合作用 不致使玻璃碎片抛出而引起伤害 4 防爆车间设计的一般要求 1 地面 内墙面 散发较空气重的可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘 纤维爆 炸危险的乙类厂房 应采用不发生火花的地面 如果采用绝缘 材料作整体面层时 应采取防静电措施 散发较空气重的可燃气体 可燃蒸气的甲类厂房以及有粉 尘 纤维的乙类厂房 其地面下不宜设地沟 如必须设置时 其盖应严密 并应采用非燃烧材料紧密填实 与相邻厂房连通 处应采用非燃烧材料密封 散发可燃粉尘 纤维的乙类厂房内表面应平整 光滑 并 易于清扫 2 办公室 休息室 为了人员的安全 在有爆炸危险的甲 乙类生产厂房中 不要设办公室或休息室等辅助房间 必要时这类房间可设在车 间外面 与本车间之间用耐火极限不低于 3 5h 的非燃烧墙体隔 开和设置直通室外的安全出口 3 电气设备 防爆车间内的电气设备 选用和安装均应根据不同情况采 用防爆型的 如防爆开关 防爆电机 防爆灯具等 杜绝选用 非防爆型的 4 防雷设施 在容易引起爆炸的厂房和车间 除在本建筑物上设置避雷 装置外 应在其建筑物周围按要求设置独立的避雷针 使该建 筑物能够处在整个避雷系统的保护范围内 防止雷击