抗爆改造工程业务介绍
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核心技术
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抗爆改造业务流程
爆炸载荷评估 根据装置性质以及平面布置等因素,采用基于风险的爆炸载荷评估方法,对各个危险工艺单元的爆炸事故发生频率和爆炸超压进行定量评估计算,得到爆炸超压-累计频率曲线,合理确定控制室爆炸超压设防值。爆炸超压-累计频率曲线
建筑物结构计算 结合爆炸荷载以及原建筑结构图纸,采用Hypermesh建筑结构整体建模及ANSYS/LS-DYNA的求解模块对钢筋混凝土框架结构、普通粘土红砖填充墙进行结构响应分析。遵循安全经济原则,出具建筑物抗爆加固方案,导入模型进行抗爆能力校核。材料强度计算
改造实施 框架结构:增大截面、金属包覆、碳纤维加固。
墙体:叠合层加固、抗爆涂层加固。
门窗:封堵、加装抗爆门窗。新风系统:加装化学过滤新风机组,并安装抗爆阀及有毒、可燃报警系统。
其他:增设移动式抗爆庇护所。
改造实施方案
1.危险源及建筑物信息的完整性
涉及重大危险源的生产企业应提供设备工艺布置及流程图、建筑物平面及立面布置图及结构图、危险源包含物料平衡表的信息及安全评估报告来进行爆炸安全评估。如果没法提供上述的信息将会造成无法进行爆炸模拟分析或者爆炸模拟分析的数值不准确,对于后续技术方案通过应急管理部的审核难度增大,同时对于实际抗爆的效果也会大打折扣。
2.建筑物抗爆改造的区域判定
GB/T50779-2022DNV PHAST
建筑物抗爆改造区域的判定是根据GB/T50779-2022《石油化工建筑物抗爆设计标准》,除了针对建筑物(迎爆面)面向爆炸隐患的危险源装置进行爆炸安全评估之外,还将DNV PHAST软件分析得出的迎爆面爆炸冲击波的数值进行公式代入得出非迎爆面的爆炸冲击波参数。
结构分析
3.建筑物结构抗爆能力的确定
当爆炸冲击波的数值超过国标规范的允许的范围,建筑物除了进行抗爆措施的设计之外,应该采用PKPM或其他类似结构分析软件对建筑物本身的结构进行检测和抗爆结构计算。如果计算的结果判定建筑物结构不能满足爆炸荷载,需要提供抗爆加固设计方案,将脆弱的结构构件进行抗爆加固,方能建筑物不受爆炸作用的影响而倒塌或破坏。
4.抗爆设计的选择原则
抗爆涂料抗爆庇护罩
根据GB/T50779-2022石油化工建筑物抗爆设计标准常见的抗爆措施除可移动式抗爆庇护所之外,主要分为两种:抗爆涂料及抗爆庇护罩。
抗爆涂料的做法主要是利用原有室内墙体的喷涂加固使其具备对外部爆炸的抗爆位移的能力。抗爆涂料的技术优势在于施工周期短、无动火作业、室内侧施工方便。但致命缺点是对生产经营活动的影响,尤其是对既有建筑物有人值守的控制室及场所。另外在室内侧如有其他贴墙的设备或吊顶,进行拆除及复位,有可能在施工过程中出现设备损坏或安装的困难。
抗爆庇护罩的做法可以根据外墙的工况选择合适的安装方式,主要可分为外挂式、内嵌式及外包式三种。采用防火抗爆板进行墙体的抗爆加固。抗爆庇护罩的技术优势在于可在室外施工,对有人值守的控制室影响小。另外可避免对室内未加固部分及相关的结构构件进行拆除。抗爆庇护罩除满足防火时效及抗爆能力之外,对于防撞击、隔音及保温等性能进行测试。
随着安全生产关于《全国安全生产专项整治三年行动计划》(安委〔2020〕3号)的下发,全国各地针对危化品企业开展了控制室改造、搬迁等专项整治行动。该文件要求,涉及爆炸危险性化学品的生产装置控制室、交接班室不得布置在装置区内,已建成投用的限期完成整改;涉及甲乙类火灾危险性的生产装置控制室、交接班室原则上不得布置在装置区内,确需布置的,应按照相关规范要求限期完成抗爆设计、建设和加固。具有甲乙类火灾危险性、粉尘爆炸危险性、中毒危险性的厂房(含装置或车间)和仓库内的办公室、休息室、外操室、巡检室,限期予以拆除。同时,新发布实施的《石油化工建筑物抗爆设计标准》GB/T 50779-2022,较2012版规范,扩大了抗爆设计范围,抗爆设计的主体不再局限于控制室,修改为石油化工建筑物抗爆设计;取消了原规范中规定的爆炸冲击波峰值入射超压及相应的正压作用时间,基于风险设计的理念,明确了抗爆设计参数由爆炸安全性评估确定。相关文件和标准的颁布,为保护人员生命和财产安全提供了基本遵循和技术支撑。然而,建筑物抗爆设计或改造项目实施过程中,不少企业反映,由于技术性较强,加之缺乏统一的解读,们对相关抗爆要求及术语定义理解不到位等问题,造成既有建筑物抗爆改造存在诸多困惑,给企业的正常生产经营带来了一定影响。鉴于此,我们向化工生产企业、设计院、工程施工等单位征集了存在的共性问题,并从中精选了100个热点和难点问题,组织建筑物抗爆设计或改造项目实施经验丰富的多次进行研讨,旨在寻找合理的答案,为抗爆改造提供借鉴思路。