面向具有火灾、爆炸危险性装置的控制室机柜间,到底应该怎么整改?

原创 闫长岭

最近两年来关于控制室抗爆的话题一直争论不休,在我去年写的第一篇关于控制室抗爆的文章《安全生产专项整治三年计划的困惑:控制室的抗爆改造到底该怎么进行》中,对控制室的抗爆改造做了一番抛砖引玉的论述,因为主要针对的是装置区内控制室的抗爆改造,所以并不是很全面,本篇文章呢,也算是控制室抗爆文章的姊妹篇,主要想延伸拓展一下,对一些未布置在装置区内的控制室/机柜间,但是其面向具有火灾、爆炸危险性的装置,那么其面向侧的墙体又该怎么设计和改造呢。


另外,由于都是涉及到控制室结构的,所以这两个问题不可避免会有一些交叉,为了能清晰地表达我的观点,以及让大家能更好地读懂条文规范,我会尽最大努力去写的更细化一些。由于牵涉到控制室/机柜间抗爆要求的标准和条文很多(尤其是近几年),所以我想以时间线的方式来论述这个问题,这样便于大家清晰地了解整个问题的脉络。


******2017年******

关于这个问题的起源,是源自安监总局在2017年11月13日发布的令人谈之色变121号文《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准》,其中第十三条:“控制室或机柜间面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧不满足国家标准关于防火防爆的要求”,注意条文中的控制室或机柜间,其前面并没有加任何定语,也就是说,无论是装置内的控制室/机柜间,还是装置外的控制室/机柜间,只要有一面墙面向具有火灾、爆炸危险性装置的,那么该侧墙体就必须满足国家标准关于防火防爆的要求。


           

单纯分析第十三条的文本描述,基本上主体比较好界定,只要是控制室和机柜间,不管有没有改造的必要(对于机柜间),都是要满足防火防爆的要求的。那么关键还是第二句话,防火防爆的要求到底是怎么规定的。这才是困惑广大企业和工程公司人员的关键之处,然而文中并没有提及。所以包括工程设计单位、甚至一些专家也是一脸茫然,不知所措。


******2018年******

时间到了2018年,为了消除大家心中的茫然,安监总局监管三司在2018年2月份,专门在官网上公开发布了对121号文《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准》的逐条解读,其目的在于“为准确判定、及时整改化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患····为进一步明确《判定标准》每一种情形的内涵和依据”(红色字体摘抄自原文)。针对第十三条,该解读文件专门列举了控制室/机柜间应满足的要求,原文如下:

“(一)其面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧的安全防护距离应符合《石油化工设计防火规范》(GB50160-2008)表4.2.12等标准规范条款提出的防火间距要求,且控制室、机柜间的建筑、结构满足《石油化工控制室设计规范》(SH/T3006-2012)第4.4.1条等提出的抗爆强度要求;

(二)面向具有火灾、爆炸危险性装置一侧的外墙应为无门窗洞口、耐火极限不低于3小时的不燃烧材料实体墙。 

2007年河北沧州大化“5•11”爆炸事故和2017年山东临沂“6•5”爆炸事故均暴露出控制室不满足防火防爆要求的问题。”


上面的解读条文(一),关于防火间距不再赘述,其控制室/机柜间要满足SH/T 3006第4.4.1条等的要求,那么我们来看一下SH/T 3006第4.4.1条等是怎么要求的:

“4.4.1 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、分析结果设计;

7.8 对于有爆炸危险的石油化工装置,现场机柜室建筑物的建筑、结构应根据抗爆强度计算、分析结果设计”

参考SH/T 3006第4.4.1条和7.8条的条文说明,由于装置的爆炸力无法量化,且建筑物在不同的爆炸力作用下破坏程度也不一样,所以找不到一个可以量化的抗爆设计标准,只能由设计院的相关专业(安全/建筑/结构等)采用软件分析模拟得出一个计算值。然后根据计算出来的冲击波参数进行设计。


结合上面的解读条文(二),我总结如下:

如果控制室或者机柜间一旦有一面墙朝着具有火灾、爆炸危险性装置的话,那么必须同时满足以下两点:第一,控制室和机柜间的建筑结构要按照其朝向装置的爆炸力进行抗爆计算和设计(此处的抗爆计算和设计是指进行根据装置的爆炸力进行计算,然后按照二者之间的距离算出冲击波峰值,根据该冲击波峰值,验证现有建筑物的破坏程度,如果建筑物在该冲击波峰值下只有轻微破坏,如墙体裂缝,玻璃裂而不碎等,那么就不需要对现有建筑物进行抗爆结构改造,也就是说目前的建筑物是满足抗爆要求的);第二,在满足抗爆要求的前提下,同时该控制室其朝向火灾、爆炸危险性装置的一侧墙应为无门窗洞口,且采用耐火极限不低于3小时的不燃烧材料实体墙。也就是说,如果企业现有的控制室根据爆炸冲击波验证,不需要再进行抗爆改造的话,但是其面向火灾爆炸装置一侧的墙体有门窗洞口或者不是耐火材料的话,仍然需要按照要求改造。


还有一点,在解读文件中,还重点介绍了两个事故案例,根据对标准起草的常识理解,如果一个条文解释插入了案例的话,那么多半这个条文就是根据这个案例来修订的,《GB 50074 石油库设计规范》在2014版修订的时候,增加的很多条款就是根据大连“7.16”事故来修订的。所以,解读文件中的这两个案例,我还是想多说两句,对这两个事故梳理一下。

 

2007年5月11日13时28分,河北沧州大化TDI车间硝化装置发生爆炸事故,造成5人死亡,80人受伤。以下是事故现场的照片:

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从第一张照片明显看出来事故的地方离建筑物确实很近,第二张照片,建筑物的窗户玻璃已经完全震碎,金属防盗窗骨架严重变形。从照片来看,应该说当时爆炸的冲击波还是比较大的。然而从安监总局事后发布的事故通报中(安监总危化〔2007〕119号《关于中国化工集团公司沧州大化TDI有限责任公司“5.11”爆炸事故的通报》),只是讲述了硝化装置发生事故的原因,却并未提及事故对建筑物的破坏程度,以及人员伤亡的场所分布。


201765日临沂市金誉石化有限公司储运部装卸区的一辆液化石油气运输罐车在卸车作业过程中发生液化气泄漏,引起重大爆炸着火事故,造成10人死亡,9人受伤,直接经济损失4468万元。事故现场照片如下:

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通过现场的事故照片,可以明显看出来爆炸冲击波对控制室和建筑物造成的破坏,且事后官方的调查报告中,也提到了这一点,原文如下:

“未严格按照石油化工控制室房屋建筑结构设计相关规范对控制室进行设计,建设单位聘用的非法施工队伍又未严格按照设计进行施工,导致控制室墙体在爆炸事故中倒塌,造成控制室内一名员工死亡。


这两个事故的时间跨度整整十年,可见解读文件列举的这两个案例也是费尽了一番周折的。


******2019年******

时间到了2019年,一个最大的影响就是《GB 50160 石油化工企业设计防火标准》2018修订版发布实施,另外一个影响因素,就是应急管理部在2019年8月12日发布的78号文《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》,其中涉及到控制室/机柜间的要求如下:

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大家注意一下,到了这里,关于控制室/机柜间的防火防爆要求悄然发生了一些细微的变化,首先,78号文里面不再提机柜间了,只要求控制室面向火灾、爆炸危险性装置一侧应满足防火防爆要求。机柜间没有这个要求了吗?从文本来看是这样的。其次,排查依据也变了,不再拿《SH/T3006-2012 石油化工控制室设计规范》来说事了,而是改成《GB50779-2012 石油化工控制室抗爆设计规范》了,且增加了《GB 50160-2018 石油化工企业设计防火标准》其中三个条款。我们先把涉及到的条款摘抄如下:

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如果大家仔细看条文的话,就会有点迷茫,感觉78号文里面的要求和依据无法契合,首先50160石化规的第5.2.18条针对的是装置内的控制室/机柜间,对于装置外的控制室没有要求。那么78号文的要求,是不是也是针对装置内的控制室来说的呢?这个并没有讲明白。其次,根据GB50779第4.1.4条,在抗爆实体墙上是可以开孔洞的,前提是只要经过抗爆验算即可。然而78号文的要求是不能有门窗和孔洞。所以,78号文的排查内容和排查依据存在一定的矛盾,此时需要进一步明确,包括是否装置内和装置外的控制室都需要满足要求,还有面向火灾爆炸危险性的侧墙,到底可不可以开孔洞。


******2020年******

2020年4月1日,影响深远的《全国安全生产专项整治三年行动计划》正式出台,其中附件3《危险化学品安全专项整治三年行动实施方案》涉及到控制室的要求,原文如下:

“涉及爆炸危险性化学品的生产装置控制室、交接班室不得布置在装置区内,已建成投用的必须于2020年底前完成整改;涉及甲乙类火灾危险性的生产装置控制室、交接班室原则上不得布置在装置区,确需布置的,应按照《石油化工控制室抗爆设计规范》(GB50779-2012),在2020年底前完成抗爆设计、建设和加固”


从三年行动计划的要求来看,并未提及机柜间。主要是控制室的搬迁整改,至于搬迁之后的控制室应满足哪些要求,没有说。另外仅仅涉及到甲乙类火灾危险性的装置,其现有控制室只要能按照GB50779的标准进行改造的话,那么就不用搬迁了。深入一下,也就是说,涉及甲乙类火灾危险性装置的现有控制室,如果改造的话,至少也要满足GB50779第4.1.4条的要求的(面向甲、乙类工艺装置的外墙应采用抗爆实体墙。需在该墙体上开洞时,应经过抗爆验算。


*****2021年******

2021年9月,国务院安委办发布了《危险化学品重点县专家指导服务手册》,在手册的附件-检查表中,涉及到控制室/机柜间的内容如下:

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这个指导服务手册几乎和78号文完全一致,包括排查内容和排查依据。所以对这个我就不再解读了,大家可以直接参考上文2019年的片段。


2021年11月13日,国务院安委办再次下发了7号文《危险化学品产业转移项目和化工园区安全风险防控专项整治工作方案》,这份文件很特别,适用范围并未包括全国,而是仅仅下发给了中西部的20个省份和新疆生产建设兵团。

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但是仍然有一定的代表性,在这份方案的附件-安全设计诊断检查表中,涉及到控制室的要求截图如下:

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大家注意一下,这个方案和9月份发布的指导手册,有点细微的差异,这里把控制室的侧墙要求单独作为一项,而把控制室/机柜间的防火间距单独作为另一项了。并且控制室侧墙的抗爆要求,其依据只有GB50779这一个了,没有GB50160石化规了。什么意思呢,也就是说,关于控制室面向具有火灾爆炸危险性装置的侧墙,只需要满足GB50779的要求就行了。这样的话,适用范围可能就广了,因为GB50779也并没有区分装置内或装置外的控制室。所以,实际上把GB50160石化规第5.2.18条的疑惑消除了。也就是说,只要是控制室,无论装置内或装置外,其面向具有火灾爆炸危险性装置的侧墙都要满足要求,无疑适用范围明显扩大了。


2021年发布的7号文,是截止到目前,公开的文件里涉及到控制室/机柜间的最新要求,但是从2017年以来发布的上述全部条文和标准并没有作废,目前仍然处于有效执行状态,所以综合以上的所有条文要求,大家就会发现,基本上都没有逃出2017年121号文的手掌心,121号文的范围涵盖了装置内外的控制室和机柜间,其面向具有火灾爆炸危险性装置的侧墙都需要满足抗爆要求。而此后的一系列条文,不知是有意还是无意,慢慢地把机柜间淡化了,对机柜间的要求只需要满足防火间距就可以了。这也是困惑我的地方,如果对机柜间,其面向具有火灾爆炸危险性装置的侧墙不需要满足抗爆的话,那么121号文是需要修正的,毕竟牵涉到重大隐患,不是闹着玩的。如果对机柜间确实要求和控制室一样的话,那么为什么后来的一系列条文都没有明确写上呢?


******总结******

最后总结一下,由于2017年121号文并没有宣布作废或者修订,所以控制室和机柜间(不区分装置内和装置外),其面向火灾爆炸危险性装置的侧墙还是要满足防爆要求的,即满足GB 50779第4.1.4条的要求,并且需要开洞的话,还是可以开的,但一定要抗爆验算通过才可以。