油田企业工业建筑防爆设计浅论

油田企业工业建筑防爆设计浅论

摘要:

以螺杆泵产能扩建项目定子后序厂房设计为例,阐述油田企业工业建筑的防爆设计,重点介绍严寒地区建筑防爆在通风、隔热、防止积雪等方面的处理方式。

关键词:

严寒地区;工业建筑;防爆设计

由于油田企业生产工艺要求,原材料、中间产品、最终成品的易燃易爆物料特性要求,多数工业建筑都需要进行防爆设计。大庆油田位于我国气候分区的严寒地区,其特别的地理气候因素又对建筑的防爆设计提出了特殊要求。现以大庆油田螺杆泵产能扩建项目的定子后序厂房设计为例,阐述严寒地区油田企业工业建筑的防爆设计要点,希望能对类似工程起到借鉴作用。

1.建筑防爆的常规设计

建筑防爆设计可以从两个角度去考虑:首先是阻止爆炸的形成,然后是减轻爆炸的危害。本工程中甲类厂房阻止爆炸形成的措施包括:①确定总平面布局,该厂房位于生产区的一端,主导风向的上风向,远离锅炉房、食堂等有明火的地方。②选用防爆型工艺设备、电气设备、灯具、开关等,控制电火源的产生。③设置导除静电接地装置和采取建筑防雷措施,避免静电、雷击等意外火源的形成。④采用NFJ抗爆地面,该地面抗压、耐磨损、不发火,可排除与地面发生摩擦、撞击产生火花而形成的爆炸。⑤调整工艺布置,将喷胶工艺设备摆放至靠外墙外窗部位保障良好的通风,避免丁酮挥发气体达到爆炸极限。该厂房减轻爆炸危害的措施包括:①合理布置建筑位置。该厂房与周边建筑的距离满足相关规范、标准的安全要求,爆炸不会波及其他建筑。②准确确定建筑形式。该厂房采用单层建筑形式,万一发生爆炸,建筑倒塌破坏的影响范围小;同时便于设置较多的安全出口,利于人员疏散和消防救援。③选用恰当结构选型。该厂房采用钢筋混凝土排架结构型式,保证爆炸发生时主体结构不倒,不造成二次坍塌危害。④配置泄压措施。该厂房的屋盖为纤维增强水泥屋盖,该屋盖保证泄压效能的同时,还能破碎成小块,不产生尖锐碎片,避免二次伤害。该厂房还配有泄压门窗,配合屋盖增强泄压能力,减低爆炸破坏程度。⑤设置保温型纤维水泥复合钢板抗爆墙,把甲类车间与其他工艺车间划分不同区域,缩小爆炸范围,减少爆炸损失。

2.严寒地区建筑防爆设计的特殊处理

2.1通风处理

一般防爆建筑都采用开敞式或半开敞式建筑,这样的厂房形式自然通风最好,不容易形成爆炸混合物,即使爆炸不可避免的发生时,开敞式或半开敞式建筑泄压面积大,很快释放大量气体和热量,使厂房破坏损失大大减轻。但是,这种建筑形式不适用于处在严寒地区的大庆油田。大庆油田最冷月平均气温-18.5℃,极端最低气温-39.2℃,必须采用完全密闭保温的建筑才能实现冬季正常生产运营。因此,该厂房首先保证使用功能,采用围合密闭的建筑形式,其次也考虑建筑的通风要求,采用调整建筑摆放方位的方式来解决。该厂房的平面纵轴垂直于大庆全年主导风向,利用窗户的穿堂风,实现建筑良好的自然通风,降低爆炸发生的概率。

2.2隔热处理

防爆建筑要求采取隔热降温措施,防止生产或储存的物质在受热升温时引起爆炸。本工程中该厂房为适应严寒气候,设有屋面保温系统,维护墙体采用290mm页岩陶粒混凝土小型空心砌块,冬季实现保温外,夏季可以有效地阻隔太阳辐射和传导热,减轻室内形成温室效应,杜绝高温引起爆炸的可能。建筑西面外墙外窗选用磨砂玻璃,经过磨砂加工的平板玻璃能起扩散阳光的作用,以避免强烈西晒的阳光聚焦引发爆炸。

2.3积雪处理

防爆建筑的泄压措施方式,首选是设置泄压屋盖。本工程厂房的泄压屋盖由于建设地点在严寒地区,为避免冰雪积聚增加屋盖的荷载,需要处理屋盖的积雪问题。严寒地区厂房处理积雪的通常做法有屋面板底增置供热管线和在屋面上喷洒盐或者融雪剂两种方式,前者用于爆炸环境会增加热源,添加爆炸隐患,后者也存在增加屋面荷载的可能,不能保证泄爆效果,两者都不适用于本工程厂房。本工程厂房采用增加屋面坡度的方式处理积雪。依据积雪自重实现脱落,安全可靠。这种处理方式既方便施工,也没有新增安全隐患,是比较合理的方式。工业建筑设计没有复杂的功能组合,也没有较高的形象要求,它受制于工艺流程,可是易燃易爆的物料特性令建筑设计人员必须作出周密的安排,而且要选择适合本地本企业的切实可行的技术措施,保障建筑防爆的最佳效果。

作者:孙立业 单位:大庆油田天宇工程设计有限责任公司