石油化工控制室設計

邱 鵬

（新疆寰球工程公司，烏魯木齊 830000）

石油化工控制室設計

邱 鵬

（新疆寰球工程公司，烏魯木齊 830000）

探討分析石油化工控制室設計中常見的問題。結合相關規范及資料，探討控制室平面布局，位置選擇，抗爆設計的理念及設計。

石油化工；控制室；抗爆；設計

隨著技術的發展，石油化工企業正步向大型化，一體化，智能化方向的轉變，傳統的過程控制和生產管理模式也在發生改變。

煉油及化工廠生產中生產裝置區域內均具有易燃、易爆的特性。

在石油加工的過程中，控制系統是非常重要的，隨著控制系統的不斷的研發，集散控制系統DCS在石油化工行業得普遍的應用。中央控制室在現在的煉油中起到核心的作用，對石油化工生產進行管理、控制。所以對一套裝置或一個工廠而言，控制室至關重要。石油化工裝置如若產生爆炸，通常是可爆炸性氣體在一定的濃度、比例下在區域內形成不確定性的爆炸源。

控制室需根據所建區域、使用周期內是否產生爆炸，以及爆炸的類型及破壞形式做相應的抗爆措施。

控制室布置應具備常規功能，包括操作室，機柜間，工程師室，空調機房，UPS室，過程計算機室，電信設備室，更衣室等，根據業主要求，對室內空間進行布置。控制室應布置在非防爆區內，如若場地等因素限制其與爆炸危險性裝置的安全距離，則需要計算控制室所受爆炸力沖擊波荷載，并對整體建筑進行抗爆計算。

控制室的設計原則是按照承載力的極限狀態進行設計，在爆炸力荷載作用下確保控制室內重要的控制系統不受損壞，在建筑物受損較小的情況下，可以修復繼續使用。抗爆控制室根據現場的爆炸力荷載對應在建筑物上各位置進行荷載計算，結構體系宜采用鋼筋混凝土框架 -抗爆墻（剪力墻）結構。

石油化工裝置產生的氣體爆炸中，粉塵爆炸所產生的破壞力無法量估，在根據《石油化工控制室抗爆設計規范》的有關條例，可對爆炸荷載及作用時間有量的估值。

抗爆控制室屋面采用鋼筋混凝土現澆板，外墻采用鋼筋混凝土抗爆墻。基礎根據豎向荷載大小，進行地基驗算。根據水平荷載對基礎進行抗滑移，抗傾覆驗算來確定大小。

1 爆炸壓力的確定

建筑物遭受爆炸沖擊波的反應主要取決于爆炸波自由壓力峰值 ps0和正壓階段的持續時間 td。爆炸波自由壓力峰值和正壓的持續時間一般有業主委托專門的有資質的第三方風險評估機構提供。若業主不能提供時，可以按照如下荷載近似取值：

自由入射壓：ps0=21 kPa，入射壓持續時間：td=100ms。

2 爆炸荷載

3 前墻荷載

一般假定跨度為從屋頂到基礎，設計時一般取單位墻寬進行計算。

式中：

Cd阻力系數，對前墻取 Cd=1.0

S 為最小凈距，取 H 和 B/2 的小值

H 為建筑物的高度

B 為建筑物的寬度。

4 側墻荷載

一般假定跨度為從屋頂到基礎，由于最大荷載作用于前墻，對側墻僅考慮平面內和平面外共同作用時的剪力效應。設計時一般取單位墻寬進行計算，L1=1.0m。

式中：

Cd阻力系數，對側墻取 Cd=-0.4

Ce為等效荷載系數，可根據 L1/Lw的值查圖 1。

圖1 有效壓力曲線 （摘自 TM 5-1300）

5 屋頂荷載

一般假定跨度為次梁中心之間的距離。設計時一般取單位板寬進行計算，這里 L1為板的跨度。

這里：

Cd阻力系數，對側墻取 Cd=-0.4

Ce為等效荷載系數，可根據 L1/Lw的值查圖 1。

6 后墻荷載

一般不起控制作用，這里忽略其作用，計算略。

抗爆構件變形控制準則：

鋼筋混凝土結構構件，宜按照彈塑性工作階段設計。對于受彎構件，其抗剪承載力應比抗彎承載力高20%。

7 結束語抗爆墻體結構設計原則就是在爆炸荷載作用下要確定建筑物的變形，其延性比，支座轉角都防止過早發生受彎裂縫和鋼筋屈服，抗爆墻的變形、延性比均按照等效靜荷載通過規范來進行設計。在工業設計中，經常會有防爆問題，但防爆設計中通常又會涉及到不同的設計專業，工藝、儀電、總圖、建筑、結構、給排水等。因此，在抗爆設計工程中，各專業分工需明確，總圖、建筑專業從全局考慮，包括后期的留洞，抗爆閥的位置，安裝均需細致的考慮。根據不同的爆炸危險源，進行相應的防爆設計，確保控制室建成后安全使用。

[1] 中國石油化工集團公司.GB50779-2012 石油化工控制室抗爆設計規范[S].

Design of Petrochemical Control Room

Qiu Peng

This paper discusses the common problems in the design of petrochemical control room.Combined with the relevant norms and information to explore the control room layout，location selection，anti-explosive design concept and design.

petrochemical industry；control room；anti-explosion；design

TQ08

B

1003-6490（2017）06-0131-02

2017-05-15

邱鵬（1989—），男，新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事設計工作。