石油化工控制室抗爆设计规范 在工程中的应用

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《石油化工控制室抗爆设计规范》

GB 50779-2012

在工程中的应用2013年7月

2中石化洛阳工程有限公司目录国标与行标相比的主要变化

抗爆结构设计

抗爆结构设计中的基本概念

爆炸荷载取值问题《石油化工控制室抗爆设计规范》的定位动力分析方法

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《石油化工控制室抗爆设计规范》的定位

《石油化工控制室抗爆设计规范》解决的是在主体专业提出建筑物的抗爆要求之后，建筑、结构、采通专业如何做抗爆设计，规定了总平面布置、建筑设计、结构设计、通风与空调等几方面的内容，是一本独立编制的建筑结构设计规范。

按照本规范进行设计的控制室，当遭受相当于设计取定的爆炸荷载作用时，可能局部损坏，但经一般修理应可以继续使用。

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《石油化工控制室抗爆设计规范》的定位

本规范编制中参考的主要文献：1）Design of Blast Resistant Buildings in Petrochemical Facilities 石油化工行业建筑抗爆设计，由美国土木工程师协会能源部石油化工委员会抗爆设计任务委员会编制, ASCE 美国土木工程师协会出版2）Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions （TM5-1300）抗偶然爆炸结构（设计手册）3）ASCE Manual 42美国抵抗核爆炸建筑物设计规范4）Siting and Construction of New Control Houses for Chemical Manufacturing Plants, (SG-22), Chemical Manufacturing Association.化工生产协会的《化工生产装置新建控制室的现场布置和施工》5）Code Requirments for Nuclear Safety Related Concrete Structures(ACI349-01)核安全相关混凝土结构规范6）Process Plant Harzard and Control Building Design （CIA 1992），Chemical Industries Association 化学工业协会出版的《工艺装置危险性分析及控制室设计,7）《人民防空工程设计规范》GB502258）《人民防空地下室设计规范》GB500389）一些国际知名工程公司的相关标准等。

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爆炸荷载取值问题

石油化工行业中的爆炸可分为四个基本形式：

1) 气云爆炸;

2) 压力容器爆炸;

3) 凝液相爆炸;

4) 粉尘爆炸。

尽管爆炸形式有各种各样，但是，气云爆炸在石油化工行

业中是需要首要考虑关注的。

对于抗爆设计，最为重要的爆炸特性是向大气中瞬间释放

的能量，导致压力瞬变，或导致爆炸冲击波。爆炸冲击波以超声波或声波速度由爆炸源沿所有方向向外传播。爆炸冲击波的量级和形态取决于能量释放的特性和距爆炸中心的距离。

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爆炸荷载取值问题

z 在国外，一般由业主提供爆炸冲击波荷载。该参数需由业主的保险提供者或相关专业咨询公司根据石油化工装置性质（包含的工艺方案、物料性质等）及平面布置等因素通过计算机程序模拟，进行综合评估确定。当前已建的很多合资项目也都进行了专项爆炸危险性评估。评估结论中冲击波荷载参数的确定，将直接涉及建筑工程成本并对建筑物的平面布置、结构形式和规模形成制约。

z 不管采用何种方法确定设计爆炸荷载，在详细设计前该数值都应该得到业主的确认。

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爆炸荷载取值问题

目前，国内尚无国家、行业层面强制性的法律、法规要求进行爆炸危险性评估。在本规范的编制过程中，对于抗爆建筑物设计输入最为关键性数据-爆炸荷载的取值，是否列入本规范一直争议很大。

但基于国内石油化工装置设计的现状，主要从规范的可操作性方面考虑，在定稿的《石油化工控制室抗爆设计规范》国标、行标中均给出了未进行评估时的荷载取值参考值，具体如下（参考ASCE manual 及SG-22）：

a.峰值超压3 psi (21kPa)，作用时间100ms;

它近似相当于直径60m ，高4 m 包含6%乙烷的气体爆炸，距中心距离75 m 处产生的冲击波超压。

b.峰值超压10 psi (69kPa)，作用时间20ms;

这大概相当于一个球体在自由空气中爆炸1US ton TNT 在距中心距离30.5m(100ft)处所产生的冲击波超压。

一般情况下，控制室抗爆只考虑气云爆炸，即第一种荷载的情况，而对于像压力设备爆炸、液体爆炸等的影响一般不予考虑。

随着国家法律法规制度的健全，人们安全意识的不断提高，在后续规范升版过程中，现行规范给出未进行评估时的荷载取值参考值的做法必将取消，而直接采用各项目爆炸危险性评估报告的结论。

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爆炸荷载取值问题

某石油化工项目，对应业主标准《

项目HSE 风险可接受标准》SDEP-

SPT-SH2006 中1X10-4/年累积概率的

灾难事故情况下，建筑物爆炸危险性

评估的结论如右表所示。从表中可以

看出，规范推荐的数值对有的建筑物

偏大（过于保守），对有的建筑物却

偏小（不安全）。

1bar=100kPa 140

xx 联合装置外操室12315

xx 联合装置外操室11105

xx 联合装置外操室10210

xx 联合装置外操室920

厂区仓库8140

xx 装置区分析小屋37315xx 装置区分析小屋26315xx 装置区分析小屋1520维修站470中心化验室及环保监测中心370中心控制室230综合办公楼1建筑物爆炸超压设计值不低于(mbar)建筑物名称序号