《建筑设计防火规范》关于厂房和仓库的防爆技术要求

《建筑设计防火规范》关于厂房和仓库的防爆技术要求建筑设计防火规范之——建筑防爆中石油大连石化储油罐起火2016-12-132010年7月16日大孤山半岛大连中石油国际储运有限公司石油库输油管线发生爆炸起火，很短时间燃烧面积多达6万m2共调集14个公安消防支队和18个企业专职消防队,出动了348辆消防车、2380余名消防员，共用消防水6万t，泡沫灭火剂1000t“8.12”天津大爆炸事故（165人遇难）日，江苏省昆山市中荣金属制品有限公司抛光车间发生特大粉尘爆炸事故，目前已造成75人死亡，185人受伤。本次事故是我国历史上人员伤亡最大的工业粉尘爆炸事故。第4页/共70页2016-12-132016-12-13第5页/共70页部分照片来自钟圣俊教授台湾新北市八仙水上乐园的可燃性彩色粉尘爆燃事故2015年6月27日八仙乐园晚间举办彩虹派对起火，玉米淀粉及食用色素制成的彩色可燃粉尘发生燃爆事故造成519人受伤，15人死亡。《建筑设计防火规范》GB50016-2014第7页/共40页2016-12-13口《建筑设计防火规范》整合修订本共有条文422条，新增条文69条、修改128条、删除115条；强制性标准条文165条，约占全部条文的39%口工业建筑防爆的基本措施和要求口建筑防爆：对有爆炸危险的厂房和仓库，合理考虑建筑的布局及平面布置，采取防爆泄压措施消除或减少可燃气体、易燃液体的蒸气或可燃粉尘的产生或聚积工业建筑防爆的基本措施和要求3.6厂房和仓库的防爆》建筑结构》泄压设施》地面、内表面、地沟等设置要求》相连通处防护措施9.3通风和空气调节》送、排风管道》防爆型的通风设备》除尘器、排风系统等布置及要求》防火阀建筑防爆第8页/共40页2016-12-13电气防爆设施防爆厂房和仓库的防爆要求口危险对象：J有爆炸危险厂房或仓库+内有爆炸危险的部位口危险物质：火灾危险性甲类、乙类J可燃气体、可燃蒸气（甲类、乙类）J有粉尘、纤维爆炸危险（乙类）第9页/共40页2016-12-13火灾危险性分类第10页/共40页2016-12-13生产的火灾危险性应根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素划分，可分为甲、乙、丙、丁、戊类。甲类：1.闪点＜28℃的液体2.爆炸下限LEL＜10%的气体3.常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质4.常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质5．遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫黄等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂6．受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质7．在密闭设备内操作温度≥物质本身自燃点的生产火灾危险性分类生产的火灾危险性—乙类：1．闪点不小于28℃，但小于60℃的液体2．爆炸下限不小于10%的气体3．不属于甲类的氧化剂4．不属于甲类的易燃固体5．助燃气体6．能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点不小于60℃的液体雾滴储存物品的火灾危险性特征—乙类：1．闪点不小于28℃，但小于60℃的液体2．爆炸下限不小于10%的气体3．不属于甲类的氧化剂4．不属于甲类的易燃固体5．助燃气体6．常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃的物品铝粉或镁粉厂房，金属制品抛光部位，煤粉厂房、面粉厂的碾磨部位、活性炭制造及再生厂房，谷物筒仓的工作塔，亚麻厂的除尘器和过滤器室漆布及其制品油布及其制品油纸及其制品油绸及其制品硫磺，镁粉，铝粉第11页/共40页2016-12-13建规生产火灾危险性分类①“甲类”第3项：一级易燃固体如硝化棉、赛璐珞+一级易于自燃物质，如黄磷等②“甲类”第4项：一级遇水放出易燃气体物质：如金属钾、钠、氧化钠、氢化钙、碳化钙、磷化钙等的生产。③“甲类”第5项强氧化剂：如氯酸钠、氯酸钾、过氧化氢、过氧化钠等的生产。④“甲类”第6项：一级易燃固体，如赤磷、五硫化二磷12储存物品的火灾危险性分类13①甲类储存物品的划分，主要依据我国《危险货物运输规则》中确定的Ⅰ级易燃固体、Ⅰ级易燃液体、Ⅰ级氧化剂、Ⅰ级自燃物品、Ⅰ级遇水燃烧物品和可燃气体的特性②乙类储存物品的划分，主要依据我国《危险货物运输规则》中确定的Ⅱ级易燃固体、Ⅱ级易燃烧物质、Ⅱ级氧化剂、助燃气体、Ⅱ级自燃物品的特性。相关测试标准：口GA536易燃易爆危险品火灾危险性分级口GB/T21613~GB/T21632危险品系列试验方法口SN/T1828.1~SN/T1828.17进出口危险货物分类试验方法规章范本+试验和标准手册易燃易爆危险品特性分析爆炸特性评估·功能检查·小规模筛选测试·氧平衡/CHETAH爆炸性分析·DSC筛选·UN敏感性测试粉尘爆炸性分析热稳定性分析火灾分析停止爆炸物品潜在爆炸性爆炸物品非爆炸品非爆炸品可燃粉尘爆炸特性分析粉尘爆炸性筛选粉尘云？火灾风险分析热稳定性分析，RAC粉尘爆炸性分类爆炸性、不燃性粉尘着火敏感性MIE、MIT-C/L燃烧极限LOC、LEL防止形成易爆粉尘云通风、除尘、喷雾降尘、惰化防止出现点火源爆炸后果严重性Pmax、Kst抑爆、隔爆、泄压《建规》厂房和仓库的防爆要求第16页/共40页2016-12-13口布置原则J火灾或爆炸危险的场所，应采取措施防止发生火灾或爆炸，及时控制灾害的蔓延扩大J火灾或爆炸危险的建筑设备设置部位，能防止对人员和贵重设备造成影响或危害J重点控制建筑内部防火分区面积和分隔构件，有较大火灾危险和爆炸危险的设备布置位置、安全疏散设施设计J足够的防火间距/安全防护距离、城市（区域）边缘或相对独立的安全地带，全年最小频率风向的上风侧一建筑防爆第17页/共40页2016-12-131.爆炸危险厂房的总体布局2.爆炸危险厂房的平面布置3.爆炸危险厂房、仓库防爆措施4.泄压设施要求5.抗爆设计要求6.爆炸危险区域的确定7.爆炸危险环境变、配电所和控制室的布置一建筑防爆1.爆炸危险厂房的总体布局J爆炸危险的甲乙类厂房宜独立设置（3.6.1），敞开或半敞开式，宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构J总控制室应独立设置（3.6.8），分控制室宜独立设置（≥3.0h防火隔墙分隔，贴临）J干式除尘器和过滤器宜厂房外独立建筑，≥10m（≥3.0h防火隔墙+≥1.5h楼板分隔，内单独房间）（9.3.7）第18页/共40页2016-12-13一建筑防爆第19页/共40页2016-12-132爆炸危险厂房的平面布置J爆炸危险生产部位（3.6.7）：单层外墙、多层顶层+泄压设施附近J爆炸危险的设备（3.6.7）：避开梁、柱等主要承重构件J疏散楼梯及连通处（3.6.10）：门斗（隔墙≥2.0h防火隔墙，F甲，错位）J办公室休息室（3.3.5、3.3.9）：①不得布置甲乙厂房；必须贴临（≥二级，≥3.0h防爆墙，独立安全出口）②仓库严禁宿舍，办公室、休息室等严禁设置在甲乙库，不应贴邻J排风设备（9.3.9）：不得布置在地下或半地下建筑（室）内一建筑防爆第20页/共40页2016-12-133爆炸危险厂房、仓库防爆措施口引火源控制（3.3.6）J地面：不发火；J防静电：绝缘材料整体面层防口防止聚积J不易设地沟，连通处防火材料封堵，下水道设置隔油设施J地面、墙面平整、光滑，易于清扫口遇水发生燃爆爆炸物品（3.6.12）J防止水浸渍措施，如设防雨水遮挡口甲、乙、丙液体仓库，防止液体流散设施（3.6.12）一建筑防爆第21页/共40页2016-12-134泄压设施要求口建筑结构（3.6.1）：敞开式、半敞式，承重宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构（泄压+抗爆）口泄压材质（3.6.3）：轻质屋面板、墙体和易于泄压的门、窗等，＜60kg/m2口设置位置（3.6.3）：J避开人员密集场所和主要道路，宜靠近爆炸部位；J筒仓设置顶部盖板；J屋顶泄压防止冰雪积聚J轻可燃气体、蒸气甲类厂房，轻质屋面，顶棚平整无死角，通风良好(3.6.5)口泄压面积计算(3.6.4、3.6.13)泄压面积确定口厂房的长径比＞3，宜将建筑划分为长径比不大于3的多个计算段，各计算段中的公共截面不得作为泄压面积。口长径比：最长尺寸×L截面周长/（4.0×S横截面积）3第22页/共40页2016-12-132A10CV厂房内爆炸性危险物质的类别C值氨，粮食、纸、皮革、铅、铬、铜等K尘＜10MPa·m·s-1≥0.030木屑、炭屑、煤粉、锑、锡等10MPa·m·s-1≤K尘≤30MPa·m·s-1的粉尘≥0.055丙酮、汽油、甲醇、液化石油气、甲烷、喷漆间或干燥室，苯酚树脂、铝、镁、锆等K尘＞30MPa·m·s-1的粉尘≥0.110乙烯≥0.160乙炔≥0.200氢≥0.250泄压比及泄压面积泄压面积构配件≤60kg/m2，NFPA68，12.5kg/m2~39.0kg/m2德国VDI：10.0kg/m2（建议尽可能采用容重更轻的材料）美国NFPA68厂房爆炸危险等级泄压比值弱级（颗粒粉尘）0.0332中级（煤粉、合成树脂、锌粉）0.0650强级（在干燥室内漆料、溶剂的蒸气、铝粉、镁粉等0.2200特级（丙酮、天然汽油、甲醇、乙炔、氢）尽可能大第23页/共40页2016-12-13日本厂房爆炸危险等级泄压比值弱级（谷物、纸、皮革、铅、铬、铜等粉末醋酸蒸气）0.0334中级（木屑、煤粉、锑、锡等粉尘、乙烯树脂、尿素、合成树脂粉尘）0.0667强级（油漆干燥或热处理室、醋酸纤维、苯酚树脂粉尘、铝、镁等粉尘）0.2000特级（丙酮、汽油、甲醇、乙炔、氢）0.2相关规范泄压要求口GB50028-2006《城镇燃气设计规范》：调压柜体积1.5m3应有爆炸泄压口，≥（上盖或最大柜壁S）max×50%口GB50041-2008《锅炉房设计规范》（15.1.2）：J锅炉房的外墙、楼地面或屋面，应有相应的防爆措施。J应有相当于锅炉间占地面积10％的泄压面积，泄压方向不得朝向人员聚集的场所、房间和人行通道，泄压处也不得与这些地方相邻。J当泄压面积不能满足上述要求时，可采用在锅炉房的内墙和顶部(顶棚)敷设金属爆炸减压板作补充。注：泄压面积可将玻璃窗、天窗、质量≤120kg/m2的轻质屋顶和薄弱墙等面积包括在内。第24页/共40页2016-12-13粉尘爆炸泄压指南口GBT15605-2008粉尘爆炸泄压指南（修订）（VDI3673：2002），适用于一般工业粉尘J容器、筒仓与设备J建筑物爆炸泄压(矩形建筑，如筒仓地下室、通廊或楼梯间等）J管道泄压maxStred,max0.5MPa≤Pmax≤1MPa2016-12-13第25页/共40页DEA8.805104PKP0.569V0.753(1Clg(L3))C4.305lgPre,max3.547DE2L1L2/最大泄爆压力：0.002MPa≤Pred,max≤0.01MPa；静开启压力：Pstat0.5Pred,max最大爆炸压力：粉尘爆炸指数1MPa·m/s≤Kmax≤30MPa·m/s，最大爆炸压力满足NFPA68爆炸泄压可燃气体、可燃蒸气及液滴爆炸泄压J低强度封闭空间（Pred≤0.5bar）0v0redAAsCPCSuu[(Pmax1)1/b1](P1)1/22GuCdP01max第26页/共40页2016-12-13((v0sstatGuCd1/b1/bSuuPmax1Pmax11(Pred1)1/bAA(Pred1)1/bP1)1P01P1)1P01J当减压后最大爆炸压力Pred0.5bar基于褐煤最大爆炸压力和爆炸指数设计比较2520151050353010152030354025泄爆设备静开启压力kPa340m3容器泄压面积（m2）Pred,ma=40kPa，Pmax=0.697，Kmax=59.2MPa·m/sPred,ma=150kPa，Pmax=0.697，Kmax=59.2MPa·m/sPred,ma=200kPa，Pmax=0.697，Kmax=59.2M