关于抗暴控制室的讲义.docx
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关于抗暴控制室的讲义
一、概述
1、《石油化工控制室抗爆设计规范》，原来的名字是《石油化工抗爆控制室设计规范》，由于后者的内涵较大，除了建筑、结构、暖通三个主要专业外，还应包括消防、安全等专业。
鉴于本规范由中石化建筑中心站负责，而中心站只包括建筑、结构、暖通三个专业，故暂时编写上述三个专业的内容。
规范改名后，实际上控制室的抗爆设计涉及暖通的内容就变少了。
但考虑到石油化工行业控制室有关暖通专业设计的规范，如《石油化工控制室和自动分析室设计规范》、《石油化工采暖通风与空气调节设计规范》，《化工采暖通风与空气调节设计规范》，有关控制室的暖通设计条文很少，所以《石油化工控制室抗爆设计规范》中暖通的条文除了一部分和抗爆有关外，将一部分与抗爆关系不大的条文也列于其中，使得暖通方面的内容更完整。
2、本规范只解决了控制室的抗爆问题，至于控制室是否需要抗爆，应由安全专业根据控制室所处位置的危险性确定。
3、将控制室设计成抗爆建筑物，到底是为了保护人还是保护仪表设备？
这个问题目前大家的看法还不统一。
由于欧美等发达国家的管理水平较高，人员少，工厂的所有管理人员均可在抗爆控制室内上班，所以他们的抗爆控制室既保护设备也保护人。
而在中国，由于管理水平低下，员工很多，让所有管理人员全部进入抗爆控制室，控制室的规模就太大了，所以中国的抗爆控制室主要是保护设备的，否则无法解释抗爆控制室旁边的中心化验室、办公楼不是抗爆建筑。
4、抗爆控制室暖通专业的最最主要的设计要点包括：
新风和排风在在建筑外围护结构上的开洞如何抗爆？
新风如何引入？
发生火灾后如何排烟？
二、新风和排风在建筑外围护结构上的开洞如何抗爆
美国土木工程协会（ASCE）《DesignofBlastResistantBuildingsinPetrochemicalFacilities》中对开洞的规定如下：
“BlastDampers”是抗爆阀，目前主要是进口品牌。
“BlastAttenuators”是爆炸衰减器，未见过实物。
美国流体工业实践学会（ProcessIndustryPractices）：
PIPSTC01018中对开洞的规定如下：
注：
一般受力为：
三、新风如何引入
1、俄罗斯的做法：
2、壳牌公司的做法：
3、为了适应中国国情，降低结构专业的设计减少难度，本规范对新风的引入提供了三种方法。
第一种：
设置专门的进、排风小室。
国外做法。
见俄罗斯、壳牌做法。
第二种：
将抗爆阀安装在外墙上；（图略）
第三种：
将抗爆阀安装在屋顶上。
四、发生火灾后如何排烟
抗爆控制室属于丁类建筑，但没有外窗，如果按《建筑防火设计规范》设置机械排烟，排烟量非常大，需要大量的抗爆阀，投资太大。
而《石油化工企业防火设计规范》又没有这方面的规定。
实际上，抗爆控制室和公共建筑不一样，没有必要按装公共建筑设计防排烟系统，所以本规范对排烟设计进行了规定。
五、规范条文详解
通风与空调设计
6.1一般规定
6.1.1抗爆控制室的重要房间、一般房间的空调系统宜分开设置。
注：
控制室、机柜间、工程师站、UPS室、电信室等为重要房间；交接班室、资料室、办公室、会议室等房间为一般房间。
重要房间对空气温度、湿度、洁净度以及空气品质要求较高；一般房间对空气的上述要求较低，属于舒适性空调。
将空调系统分开设置，有利于节省投资。
6.1.2重要房间的通风空调系统的供电可靠性应与生产装置一致。
控制室是全厂的“神经中枢”，应保证在任何情况下都能正常运行。
对于抗爆控制室来说更是如此。
6.1.3通风空调设备宜与建筑物的火灾报警系统联锁，火灾发生时自动关闭防火阀及空调系统的电源。
引自《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019。
6.1.4新风及回风应过滤，并应设化学过滤器。
新风过滤器宜采用C3级粗效过滤器和Z2级中效过滤器，回风应采用C3级粗效过滤器。
《石油化工控制室和自动分析室设计规范》SH3006-1999给出的DCS控制室的含尘浓度标准为粒径小于10μm的灰尘的含尘浓度小于0.2mg/m3。
《环境空气质量标准》GB3095-96中三级大气质量标准规定粒径小于10μm的灰尘的可吸入颗粒物的浓度值为0.25mg/m3。
按此计算，采用C3级粗效过滤器完全可以满足要求。
考虑到新风机组配有活性炭吸附器，为了保护吸附器，活性炭吸附器前的过滤器采用Z2级中效过滤器比较合理。
为了保护中效过滤器，宜前置粗效过滤器。
6.1.5运行空调机与备用空调机之间宜设置故障自动切换、定时自动切换。
控制室一般不设专门的人员负责空调设备的运行管理，设置故障自动切换可增加空调系统运行的可靠性。
设置定时自动切换是为了均衡所有空调机的运行时间，延长空调机的使用寿命。
6.1.6抗爆控制室的排烟系统设计，应遵循下列原则：
1对于总层数为一层，且两个相邻疏散外门的间距大于等于40m的内走道，设置机械排烟系统；
2对于总层数为二层的抗爆控制室，两个相邻疏散外门的间距大于等于40m的一层内走道设置机械排烟系统；二层走道最远点距最近疏散外门的距离大于20m时，二层内走道设置机械排烟系统。
3吊顶与地板之间的高度大于4m的操作室，宜设置火灾后的排风系统。
排风量可根据具体情况按换气次数不小于2次/h确定。
抗爆控制室建筑比较特殊，既不属于可燃物较多的生产厂房，又不属于人员较多的公共建筑。
《石油化工生产建筑设计规范》SH/T3017将控制室、电子计算机房的火灾危险性等级划分为丁类。
因此，除了内走道可能需要设置机械排烟外，各个房间均不需设置机械排烟。
但由于控制室是石油化工厂的控制中心，发生火灾后必须尽快灭火，并彻底排除火灾后的烟气和毒气，让工作人员尽快进入室内处理事故，以便尽早恢复生产，所以有必要设置火灾后的排烟系统。
火灾发生后，开启新风系统，将烟气通过房门压至内走廊，利用内走廊的排烟风机排烟。
但是由于操作大厅一般层高较高，房门与顶棚之间的间距达2m以上，采用上述方法很难将烟气排除干净。
有必要在操作大厅设置机械排风。
6.2室内空气计算参数
6.2.1一般房间的室内空气计算参数应执行《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的有关规定。
6.2.2重要房间的室内空气计算参数应符合表6.2.2的规定。
表6.2.2重要房间的室内空气计算参数
夏季
冬季
噪声不
宜大于
dB（A）
噪声不
得大于
dB（A）
温度℃
相对湿度
%
温度
℃
相对湿度
%
操作室
26±2
50±10
20±2
50±10
55
65
机柜室
26±2
50±10
20±2
50±10
65
75
工程师
26±2
50±10
20±2
50±10
55
65
电信室
26±2
50±10
20±2
50±10
55
65
UPS室
26±2
50±10
20±2
50±10
65
75
注：
1重要房间的含尘浓度应小于0.2mg/m3；
2重要房间的H2S的浓度应小于0.015mg/m3；SO2的浓度应小于0.15mg/m3；
3重要房间的温度变化率应小于5℃/h;相对湿度变化率应小于6%/h。
机柜室、UPS室一般自身带有风扇，故噪声较大，且上述房间无人值班，故噪声标准适当放宽。
6.3空调系统
6.3.1重要房间的空调系统应采用全空气空调系统。
重要房间的空调系统要求恒温恒湿，所以应采用全空气空调系统。
一般房间的空调系统虽然为舒适性空调，但由于房间无外窗，空气无法通过外窗缝隙对流；如果采用风机盘管、VRV等系统，由于循环风量较小，房间的通风死角多。
采用全空气系统，在新风量不变的情况下，可明显提高舒适度，因此一般房间也应尽可能采用全空气系统。
6.3.2空调机应优先选用自带冷源的风冷式单元空调机，空调机安装在空调机房内。
当建筑物面积较小没有条件设置空调机房时，空调机可直接设在空调房间内，但应采取防止加湿水、冷凝水泄漏的措施
自带冷源的空调机减少了中间环节，可靠性高。
石油化工厂的循环水温度高、含油，不利于空调机冷凝器的换热，故推荐采用风冷式。
本条的后半部分主要是要求尽可能确保电气设备的安全。
可在摆放空调机的架空地板下设挡水围堰，并设置地漏，必要时还应设置漏水报警装置。
6.3.3重要房间空调系统的空调机应设置一台备用，空调机总的制冷量应留有15%~20%的裕量。
这是由机柜室、控制室等重要房间的重要性决定的。
空调系统必须保证在任何情况下都能正常运行。
留有15%~20%裕量的目的，是考虑到以后部分非重要房间变为重要房间的可能性。
6.3.4当夏季空调冷源采用冷水机组时，应设置一台备用机组。
确保重要房间空调系统的可靠性。
6.3.5当空调冷源为厂区供给的冷冻水时，空调机应采用双冷源型。
确保重要房间空调系统的可靠性。
6.4新风系统与排风系统
6.4.1空调系统的新风量，应取下列两项中的最大值：
1按工作人员计算，每人50m3/h；
2总送风量的10％。
1、抗爆控制室无外窗，空气无法通过外窗缝隙对流，全靠新风保证新鲜空气量，所以按人均计算的新风量取值应大些。
2、全空气空调系统的新风是按一定的新风比送出的，而新风量是按建筑物内的总人数确定的，总人数并不是按人均建筑面积分配的，这样可能导致每个人的实际新风量达不到设计要求。
所以应考虑附加机柜间等无人房间的新风量。
按人数计算的新风量小于送风量的10％时，建议按10％计算。
6.4.2新风的引入口及排风系统的排出口均应加装与建筑围护结构同等抗爆等级的抗爆阀。
抗爆阀的抗爆力应与结构设计中该墙面的爆炸荷载取值一致。
6.4.3抗爆阀应确保在建筑物外发生爆炸时自动关闭，当外部空气压力恢复正常时自动复位。
抗爆阀的功能。
抗爆阀的种类有几种。
可根据风量、阻力、投资等各种因素综合确定。
6.4.4抗爆阀宜直接安装在建筑围护结构上。
抗爆阀直接安装在建筑围护结构上可减少土建工程量。
抗爆阀的安装方式大致有三种：
第一种：
设置专门的进、排风小室。
第二种：
将抗爆阀安装在外墙上；
第三种：
将抗爆阀安装在屋顶上。
6.4.5当生产装置设有可燃、有毒气体探测报警系统时，新风引入口应设置相应的可燃、有毒气体探测报警器，且进风管上应设置密闭性能良好的电动密闭阀，在可燃、有毒气体探测器报警的同时，关闭密闭阀及新风机。
设置可燃、有毒气体探测报警系统，可及时发现险情，为避险赢得时间。
设置密闭阀以及联锁关闭新风机，是为了防止可燃、有毒气体进入建筑物内。
6.5空调机房
6.5.1空调机房应设在抗爆建筑物内，且宜靠近空气处理机组的服务区域。
本条的目的是减少风管长度，降低投资和能耗。
6.5.2空调机的室外机宜安装在地面上。
空调机的室外机安装在地面上有利于安全，可避免外界爆炸将室外机破坏并使之坠落至地面，造成不应有的危险。
6.6控制及显示
6.6.1重要房间的空调设备的启停及故障报警信号应引至DCS。
重要房间的空调设备要求不间断运行，空调设备的报警信号引至DCS可及时发现问题，及时处理，确保空调系统的正常运行。
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