化工建设项目布局安全设计技术

一、化工过程本质安全化设计

（一）本质安全层次

本质安全可以分为3个层次，是一种洋葱结构，其核心层为工艺本质安全，中间层为设备仪表本质安全，最外层为安全防护措施及管理措施。

（二）实现工艺本质安全的策略

选用安全无毒的物料或减少危险物料的使用量
采用更加先进安全可靠的技术路线
考虑工艺设计中装置的安全性和可靠性措施

（三）设备仪表本质安全

就是设备仪表由于自身设计的特点带来的安全，即使由于操作者安全防护措施及管理措施出现失误或不安全行为，也能保证操作者、设备或系统的安全而不发生事故。

（四）安全防护措施及管理措施

主要包括地理位置选择、工厂总平面布置、防火防爆设施、安全环保消防措施、应急救援措施和安全管理制度建设等内容。

二、布局安全设计技术

（一）化工厂选址安全

为了预防和减缓危险化学品生产装置和储存设施潜在事故对厂外防护目标的影响，在装置和设施与防护目标之间设置的距离或风险控制线就是外部安全防护距离。

防护目标是指受危险化学品生产装置和储存设施事故影响，场外可能发生人员伤亡的设施或场所。

防护目标按设施或场所实际使用的主要性质，分为高敏感防护目标、重要防护目标、一般防护目标。

（1）高敏感防护目标包括下列设施或场所：

文化设施。包括:综合文化活动中心、文化馆、青少年宫、儿童活动中心、老年活动中心等设施。
教育设施。包括:高等院校、中等专业学校、体育训练基地、中学、小学、幼儿园、业余学校、民营培训机构及其附属设施，包括为学校配建的独立地段的学生生活场所。
医疗卫生场所。包括:医疗、保健、卫生、防疫、康复和急救场所;不包括:居住小区及小区级以下的卫生服务设施。
社会福利设施。包括:福利院、养老院、孤儿院等为社会提供福利和慈善服务的设施及其附属设施。
其他在事故场景下自我保护能力相对较低群体聚集的场所。

（2）重要防护目标包括下列设施或场所：

公共图书展览设施。包括：公共图书馆、博物馆、档案馆、科技馆、纪念馆、美术馆、展览馆、会展中心等设施。
文物保护单位。
宗教场所。包括:专门用于宗教活动的庙宇、寺院、道观、教堂等场所。
城市轨道交通设施。包括:独立地段的城市轨道交通地面以上部分的线路、站点。
军事、安保设施。包括:专门用于军事目的的设施，监狱、拘留所设施。
外事场所。包括:外国政府及国际组织驻华使领馆、办事处等。
其他具有保护价值的或事故场景下人员不便撤离的场所。

（3）一般防护目标根据其规模分为一类防护目标、二类防护目标和三类防护目标。

防护目标类型	一类防护目标	二类防护目标	三类防护目标
住宅及相应服务设施	居住户数30户以上，或居住人数100人以上	居住户数10户以上30户以下，或居住人数30人以上100人以下	居住户数10户以下，或居住人数30人以下
行政办公设施	县级以上党政机关办公楼，办公人数100人以上的行政办公建筑	办公人数100人以下的行政办公建筑	/
体育场馆	总建筑面积5000m²以上	总建筑面积5000m²以下	/
商业服务建筑	总建筑面积5000m²以上，或高峰时300人以上的露天场所	总建筑面积1500m²以上5000m²以下，或高峰时100人以上300人以下的露天场所	总建筑面积1500m²以下，或高峰时100人以下的露天场所
旅馆住宿建筑	床位数100张以上	床位数100张以下	/
商务办公建筑	总建筑面积5000m²以上	总建筑面积1500m²以上5000m²以下	总建筑面积1500m²以下
娱乐、康体类建筑	总建筑面积3000m²以上，或高峰时100人以上的露天场所	总建筑面积3000m²以下，或高峰时100人以下的露天场所	/
公共设施营业网点	/	其他公用设施营业网点	加油加气站营业网点
非危险化学品工业企业	/	当班人数100人以上的建筑	当班人数100人以下的建筑
交通枢纽设施	旅客最高聚集人数100人以上	旅客最高聚集人数100人以下	/
城镇公园广场	总建筑面积5000m²以上	总建筑面积1500m²以上5000m²以下	总建筑面积1500m²以下

（4）外部防护距离确定流程

装置或设施涉及爆炸物——事故后果法
装置或设施涉及毒性气体或易燃气体，且判定为重大危险源——定量风险评价法
其他装置或设施——执行相应标准规范有关距离的要求

事故后果法流程	定量风险评价法流程
1）基础资料收集 2）最严重事故情景确定 3）事故后果计算 4）空气冲击波超压阈值 5）外部安全防护距离	1）收集资料数据 2）确定评估单元 3）危险识别和泄漏场景辨识 4）分析事故概率 5）分析事故后果 6）定量风险计算 7）确定外部安全防护距离

（二）化工厂布局安全

（1）生产车间及生产工艺装置区

工艺装置区在厂区的中央部分，宜布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧；在山区或丘陵地区，并应避免布置在窝风地带。
要求洁净的工艺装置应布置在大气含尘浓度较低、环境清洁的地段，并应位于散发有害气体、烟、雾、粉尘的污染源全年最小频率风向的下风侧。例如，空气分离装置。

（2）库房、储罐区

储存甲、乙类物品的库房、罐区、液化烃储罐宜归类分区布置在厂区边缘地带。
成品、灌装站不得规划在通过生产区、罐区和其他危险区。
液化烃或可燃液体罐组，不应毗邻布置在高于装置、全厂性重要设施或人员集中场所的位置上，并且不宜紧靠排洪沟。

（3）公用设施及辅助生产区

公用设施区应远离工艺装置区、罐区和其他危险区。
锅炉设备、总配变电所和维修车间等，因有成为引火源的危险，所以要设置在处理可燃流体设备的上风向。
全厂性污水处理场及高架火炬等设施，宜布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小风频风向的上风侧。
采用架空电力线路进出厂区的总变配电所，应布置在厂区边缘，并位于全年最小风频风向的下风侧。
辅助生产设施的循环冷却水塔不宜布置在变配电所、露天生产装置和铁路冬季主导风向的上风侧和受水雾影响设施全年主导风向的上风侧。
事故存液池应靠近大型储罐区，位于地势相对低处，靠近污水处理厂。

（4）仓库及运输装卸区

在装卸台上可能会发生毒性或易燃物的溅洒，装卸设施应该设置在工厂的下风区域，最好是在边缘地区。

（5）管理区及生活区

管理区、生活区一般应布置在全年或夏季主导风向的上风侧或全年最小风频风向的下风向。
中心化验室宜布置在管理设施区内。
消防站宜位于生产、储存和装卸可燃液体、液化烃、易燃及易爆物品和有害气体设施的全年最小频率风向的下风侧。

（6）工艺装置区、液化烃储罐区、可燃液体的储罐区、装卸区及化学危险品仓库区按规定设置环形消防车道。消防车道的宽度要求≥3.5m。尽头式车道应设回车道或平面≥12mx12m的回车空地。

情况	风向
全厂性污水处理场、高架火炬、工艺装置区布置在人员集中场所、明火或散发火花地点	全年最小频率风向的上风侧
1）空气分离装置位于烃类气体、粉尘等场所 2）总变配电所位于厂区 3）管理区、生活区位于厂区	全年最小频率风向的下风侧

（三）装置设备布局安全

（1）塔的布置

塔布置时，应以塔为中心，与塔有关的设备如中间槽、冷凝器、回流泵、进料泵等就近布置，可在框架上与塔在一起联合布置。
塔的配管侧应靠近管廊，检维修侧布置在有人孔且靠近通道和吊装空地之处。
塔和管廊之间应留有宽度≥1.8m的安装检修通道。管廊柱中心与塔设备外壁的距离不应小于3m。塔基础与管廊柱基础间的净距离不应小于300mm。

（2）反应器的布置

成组的反应器应中心线对齐成排布置在同一构架内。
反应器支座或支耳与钢筋混凝土构件和基础接触的温度不得超过100℃，钢结构上不宜超过150℃，否则应做隔热处理。
反应器与提供反应热的加热炉之间的净距应尽量缩短，但不宜小于4.5m，并应满足管道应力计算的要求。
大型反应器维修侧应留有运输和装卸触媒的场地。
对于布置在厂房内的反应器，应设置吊车并在楼板上设置吊装孔，吊装孔应靠近厂房大门和运输通道。
对于内部装有搅拌或输送机械的反应器，应在顶部或侧面留出搅拌或输送机械的轴和电机的拆卸、起吊等检修所需的空间和场地。
操作压力超过3.5MPa的反应器集中布置在装置的一端或一侧；高压、超高压有爆炸危险的反应设备，宜布置在防爆构筑物内。

（3）换热设备的布置

物料温度超过自燃点的换热设备不宜布置在框架内的底层。重质油品或污染环境的物料的换热设备不宜布置在框架上。
对于两相介质或操作压力≥4MPa的换热器，为避免振动影响，不宜重叠布置。
壳体直径≥1.2m的不宜重叠布置。
换热设备重叠在一起布置时，除小换热器外，避免3层以上。

（4）泵的布置

罐区泵房和露天设置的泵一般设置在防火堤外，距防火堤外侧的距离不应大于5m。

（5）压缩机的布置

压缩机与分馏设备距离应>9m，其厂房外缘与道路边缘的距离应>5m。
压缩机在室内布置时，比空气轻的可燃气体压缩机厂房的顶部应采取通风措施，比空气重的可燃气体压缩机厂房的地面不应有地坑或地沟，若不能避免时应有防止气体积聚的措施，下部宜有通风措施。

（6）管系及管廊布置

管道及其桁架跨越厂内铁路线得净空高度不应小于5.5m，跨越厂内道路得净空高度不应小于5m。在跨越铁路或道路的可燃气体、液化烃和可燃液体的管道上，不应设置阀门及易发生泄漏的管道附件。
可燃气体、液化烃和可燃液体的金属管道除需要采用法兰连接外，均应采用焊接连接。
公称直径≤25mm的可燃气体、液化烃和可燃液体的金属管道和阀门采用锥管螺纹连接时，除能产生缝隙腐蚀的介质管道外，应在螺纹处采用密封焊。
距散发比空气重的可燃气体设备30m以内的管沟应采取防止可燃气体窜入和积聚的措施。