SEI专家解读：基于规范的石化厂布局与安全防护距离分析

作者：炼油技术与工程 SEI赵亚萍、化工活动家发布时间：2021-11-01

布局和间距是石化工厂布置的重要内容。工厂设施布局决定了工厂的空间环境，是给定场所内设备或单元之间的相对位置关系，防护距离是设备与单元(设施)之间的最小允许距离。当厂区内存在爆炸和/或火灾风险时，工厂设施的合理布局以及与危险源之间充足的防护距离，对事故灾害的预防和控制起着关键性作用。今天就为大家系统性地分析石化工厂设施布局的主导因素和防护距离的设置要求，以期为石化工厂的合理布置提供科学依据。

分析内容

石化工厂设施布局

石化工厂设施布局侧重于工厂总平面布置，既要考虑企业与外部环境之间的位置关系，也要考虑企业内部各单元之间的位置关系。

合理的工厂设施布局是满足各类防护距离要求的更高层次，与防护距离相比，虽然无具体的量化要求，但在防范事故的重要性上高于单纯的防护距离。例如，办公楼、中控室、中心化验室等人员集中场所应远离爆炸危险源、有毒气体泄漏源，布置在相对独立的区域；若人员集中场所被工艺生产装置包围，即使满足防护距离要求，也会存在着极大的安全隐患。

石化工厂安全防护距离

石化工厂生产和储存的物质具有易燃易爆、有毒有害等特点，事故发生概率大、影响范围广、破坏力强。设置安全防护距离可以有效降低事故发生风险、减少事故次生灾害、保护生命和财产安全、维护社会稳定，是工厂设施布置应重点考虑的因素之一。石化工厂安全防护距离既要考虑企业与外部环境之间的安全距离，也要考虑企业内部的安全距离。

安全防护距离的设置是为了预防和减缓生产装置、储运设施潜在的火灾、爆炸和有毒气(液)体泄漏等突发性事故对人员集中场所的破坏及影响。在装置、设施和人员集中场所之间设置的距离或风险控制线，包括针对火灾事故的防火距离、针对爆炸事故的防爆距离和针对有毒气体泄漏的防毒距离，在确定企业安全防护距离时应考虑这3类距离。由于防毒距离需重点考虑生产和储存高毒物料的设备、储罐等的本质安全设计，应做到过程控制、监控及报警等管理控制，安全仪表系统、物理防护系统以及应急响应系统需相互联动，因此文中对防毒距离不展开讨论。

石化厂设施布局

功能分区

石化工厂设施布局应结合厂区所在的自然环境和外部依托条件，根据工艺生产流程，将生产操作条件相似、火灾危险程度相近、生产管理模式相同的设施相对集中分区布置，以保障生产安全、方便管理。功能分区是工厂设施布置的重要原则，虽然不像间距一样有具体的量化要求，但对工厂布置方案的优劣起决定性作用，设计者要重视工厂设施布局的合理性。

石化厂区按照功能一般分为工艺装置区、储罐区、动力及公用工程设施区、辅助及其他设施区、仓库及装卸设施区、生产及行政管理设施区、火炬设施区，见表1。

以某石化工厂为例，根据项目主项构成及生产流程，将厂区划分为工艺装置区、储罐区、公用工程及辅助设施区、仓库及装卸设施区、生产及行政管理设施区、火炬设施区。

以乙烯为龙头的装置布置在厂区中部，其下游的国四套装置和聚烯烃装置位于东部，EOEG(环氧乙烷和乙二醇)装置位于南部，所有装置集中成区布置，便于上、下游物料输送，构成工厂的工艺装置区；储罐区位于厂区北部中间，靠近装置区；固体仓库及装卸设施位于聚烯烃装置东侧、厂区东围墙，形成工厂的固体产品储运区，便于运输车辆出入，避免工厂生产受外部运输车辆的干扰；为生产装置提供水、电、气、汽服务的循环水场、110kV变电所、空分及空压设施、动力中心等公用工程及辅助设施既相对集中又靠近负荷中心，缩短了管线长度，降低了能耗；办公楼、中控室、化验室、食堂、更衣室、消防站等生产及行政管理设施布置在厂区西南部，靠近厂外生活区，方便人员进出；高架火炬独立布置在主厂区北侧，通过南北方向主管廊与主厂区联系。

整个工厂功能分区明显，人员集中场所远离具有爆炸危险源和有毒气体泄漏源的装置区，有利于生产安全，便于生产管理，从根本上降低了重大事故灾害发生的概率。

消防道路设置

各功能分区之间用通道分隔，为厂内各设施之间提供必要的安全隔离空间和消防空间。消防道路与厂区消防安全密切相关，应按照标准规范和项目规定要求合理设置。

某大型石化装置道路布置见图1。

装置占地面积121245m2，整个装置区被界区红线内“两横三纵”的消防道路分隔成10个设备区块，每个设备区块占地面积控制在10000m2以内。装置界区红线外设有环形消防道路，其中北侧、西侧和东侧的消防路面宽度为9m，南侧消防路面为12m，系统道路内缘转弯半径为15m，便于消防车从不同方向迅速到达火灾现场，避免消防车迂回绕行。装置区内设有贯通式道路与外围厂区道路相接，消防车道的路面宽度不小于6m，必要时便于消防车进入装置区内进行扑救。

石化厂安全防护距离

防火距离

石化工厂各单元之间防火距离的确定需要分析火灾危险源对周边建(构)筑物、设备等防护目标可能造成的影响，防止着火设施(建筑)的辐射热引燃相邻设施(建筑)，从而减少火灾事故的发生，阻止火灾蔓延，为发生事故时提供消防扑救的空间。

依据GB 50016《建筑设计防火规范》和GB 50160《石油化工企业设计防火标准》确定防火距离，对于没有量化的部分应进行评估、计算，根据火灾辐射热计算值和所能承受的热辐射强度，确定各单元之间的防火距离。不同热辐射强度造成的伤害和损坏见表2。

防爆距离

爆炸是石化生产过程中的重大事故之一，包括超高压引起的设备爆炸、蒸气云爆炸(VCE)和沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)。其中VCE和BLEVE破坏力大、波及范围广，但BLEVE属于火灾事故中的次生事故，可以通过启动事先制定的应急预案对周边人员进行疏散，VCE是石化工厂最典型的爆炸类型，也是设计中应该重点设防的危险源。防爆距离的确定需要分析具有VCE危险的设备、储罐、泵区等危险源对周边重要设施、居民区、工厂人员集中场所建筑物等防护目标的影响，避免VCE冲击波对建筑物造成破坏从而导致人员伤亡。

依据GB/T 37243《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》，GB 36894《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》和SH/T 3047《石油化工企业职业安全卫生设计规范》等标准规范，通过安全定量风险评估对防护距离进行综合研判。超压对建筑物的影响(近似值)见化工企业定量风险评价导则：AQ/T 3046-2013的表H.3。根据爆炸冲击波超压值允许范围，确定防护目标与爆炸危险源之间的防护距离；当不能满足距离要求时，应采取加固抗爆结构等防护措施，将风险控制在可接受的范围之内。

功能上允许远离生产区的办公楼、中央化验室等人员集中场所建筑物应远离爆炸源，布置在爆炸冲击波超压值6.9kPa之外。石化厂区典型介质VCE的爆炸超压值的影响距离见图2。