近些年隨石化、化工裝置安全事故頻發(fā)引發(fā)了人們對安全問題的關(guān)注，其中石油化工裝置中控制室抗爆問題近年來格外引人注目。如《危險化學(xué)品安全專項整治三年行動實施方案》中提出“涉及甲乙類火災(zāi)危險性的生產(chǎn)裝置控制室、交接班室原則上不得布置在裝置區(qū)內(nèi)，確需布置的，應(yīng)按照《石油化工控制室抗爆設(shè)計規(guī)范》（GB50779-2012），在2020年底前完成抗爆設(shè)計、建設(shè)和加固”。由于LNG裝置中的烴類等可燃物質(zhì)具有爆炸風(fēng)險，因而這一規(guī)定也適用于LNG裝置。本文結(jié)合作者服務(wù)過的LNG裝置控制室改造的實際案例就相關(guān)標(biāo)準、規(guī)范對LNG控制室抗爆設(shè)計的要求及對已建成的LNG裝置如何進行抗爆改造等進行簡單匯總，希望可以幫助行業(yè)從業(yè)人員加深對控制室抗爆要求的理解，理清整改及新建中控室的抗爆設(shè)計的工作思路。
縱觀國內(nèi)LNG廠站設(shè)施，目前新建裝置的中控室一般布置在裝置區(qū)外（是否需要抗爆應(yīng)根據(jù)爆炸風(fēng)險評估結(jié)果確定）；而前些年建設(shè)的小型LNG工廠項目，有大量的工廠中控室是建在裝置區(qū)內(nèi)的，作為全廠重要設(shè)施及人員集中場所，且其距離火災(zāi)危險設(shè)備相對較近，按照《危險化學(xué)品安全專項整治三年行動實施方案》的條文要求，該類裝置的中控室抗爆設(shè)計建設(shè)整改將成為必然面對的課題。具體說來，實施方案對抗爆控制室的整改要求如下：
（1）涉及爆炸危險性化學(xué)品的生產(chǎn)裝置控制室、交接班室不得布置在裝置區(qū)內(nèi)，已建成投用的必須于2020年底前完成整改。
（2）涉及甲乙類火災(zāi)危險性的生產(chǎn)裝置控制室、交接班室原則上不得布置在裝置區(qū)內(nèi)，確需布置的應(yīng)按照《石油化工控制室抗爆設(shè)計規(guī)范》（GB50779-2012），在2020年底前完成抗爆設(shè)計、建設(shè)和加固。
（3）具有甲乙類火災(zāi)危險性、粉塵爆炸危險性、中毒危險性的廠房（含裝置或車間）和倉庫內(nèi)的辦公室、休息室、外操室、巡檢室，2020年8月前必須予以拆除。
對照上述條文（2），LNG工廠內(nèi)的中控室應(yīng)參照GB50779（注意該規(guī)范目前正在修訂升版，修訂后的標(biāo)準GB/T 50779預(yù)計將在今年頒布，與2012版比較，GB修訂為GB/T，名稱由《石油化工控制室抗爆設(shè)計規(guī)范》修訂為《石油化工建筑物抗爆設(shè)計標(biāo)準》）。此外，除中控室之外，一些LNG工廠同時還有現(xiàn)場機柜間，上述三條要求中并未提及現(xiàn)場機柜間，尤其是無人值守的現(xiàn)場機柜間問題，對此可以參照SH/T 3006-2012《石油化工控制室設(shè)計規(guī)范》及HG/T20508-2014《控制室設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準。概括的說，建筑物是否需要考慮抗爆性能主要取決于建筑物是否位于爆炸風(fēng)險的區(qū)域內(nèi)和建筑物內(nèi)是否有人員長期停留。目前新建的中央控制室等重要建筑一般布置在遠離裝置區(qū)的位置，其是否需要抗爆應(yīng)根據(jù)爆炸風(fēng)險評估確定。LNG工藝裝置區(qū)內(nèi)的控制室、有人值守的機柜間等建筑物是重要設(shè)施，同時還是人員集中場所，距離火災(zāi)危險設(shè)備相對較近，為防止裝置區(qū)發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故時對其造成損害，故規(guī)定其宜進行抗爆設(shè)計。
抗爆控制室的設(shè)計需要在布置、建筑結(jié)構(gòu)及暖通空調(diào)等三方面的加以注意。對此稍許展開說明如下。
應(yīng)符合現(xiàn)行國標(biāo)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)布置在非爆炸危險區(qū)域內(nèi)，并可根據(jù)安全分析（評估）報告的結(jié)果進行調(diào)整，同時應(yīng)符合下列要求：
1）抗爆控制室宜布置在工藝裝置的一側(cè)，四周不應(yīng)同時布置甲、乙類裝置，且布置控制室的場地不應(yīng)低于相鄰裝置區(qū)的地坪。（基于防止可燃氣體在控制室周圍聚集的考慮）
2）抗爆控制室應(yīng)獨立設(shè)置，不得與非抗爆建筑物合并建造。（基于避免在裝置爆炸狀態(tài)下，非抗爆建筑物可能產(chǎn)生的碎塊阻塞控制室內(nèi)人員疏散通道的考慮）
3）抗爆控制室應(yīng)至少在兩個方向設(shè)置人員的安全出口，且不得直接面向甲、乙類工藝裝置。（現(xiàn)行國家標(biāo)準《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）的要求；基于提高人員疏散可能性的考慮，要求在建筑物不同的方向設(shè)置疏散口）
1）抗爆控制室的建筑層面不得采用裝配式架空隔熱構(gòu)造，女兒墻高度應(yīng)在滿足屋面防水構(gòu)造要求的情況下取最小值，并宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
2）建筑物外墻不應(yīng)設(shè)置雨篷、挑檐等附屬結(jié)構(gòu)。
4）面向甲、乙類工藝裝置的外墻應(yīng)采用抗爆實體墻。需在該墻體上開洞時，應(yīng)經(jīng)過抗爆驗算。
5）在人員通道外門的室內(nèi)側(cè)，應(yīng)設(shè)置隔離前室。（設(shè)置隔離前室主要是為了有效地保持室內(nèi)的正壓（防爆措施）環(huán)境；同時，當(dāng)外門在爆炸荷載的作用下?lián)p壞時，成為第二道防護體系。）
6）活動地板下底面以上的外墻上不得開設(shè)電纜進線洞口?；A(chǔ)墻體洞口應(yīng)采取封堵措施，并滿足抗爆要求。（主要是為了防止裝置爆炸產(chǎn)生的超壓通過電纜槽盒及建筑外墻上的開洞進入室內(nèi)。）
7）操作室內(nèi)、外地面高差不應(yīng)小于600mm，其中活動地板下地面與室外地面的高度差不應(yīng)小于300mm?？諝庹{(diào)節(jié)設(shè)備機房室內(nèi)、外高差不應(yīng)小于300mm。
控制室外門、隔離前室內(nèi)門、計算荷載、開啟方向、自動閉門器、配置逃生門鎖及抗爆門鏡、密封要求、聯(lián)鎖要求、內(nèi)外窗選型等均有明確要求。
混凝土的強度等級、鋼筋的抗拉強度、屈服強度、最大拉力下的總伸長率及抗爆結(jié)構(gòu)件的鋼筋強度等級以及配筋面積等都作了明確規(guī)定。
3、通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計
抗爆控制室的重要房間、一般房間的空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)設(shè)備聯(lián)鎖、新風(fēng)及回風(fēng)過濾要求、備用空調(diào)機要求、抗爆控制室的排煙系統(tǒng)要求等均有明確規(guī)定，具體可以查閱上述的規(guī)范。
為了提升爆炸沖擊波危險區(qū)域內(nèi)不滿足抗爆要求的工廠內(nèi)部既有建筑物的抗爆能力，防止重大人員傷害，宜對其進行抗爆治理，現(xiàn)根據(jù)以上所列的現(xiàn)行規(guī)范對相關(guān)治理原則要求整理如下：
1）當(dāng)建筑物受到的爆炸沖擊波超壓≥6.9kPa或沖量≥207kPams，且未進行抗爆設(shè)計時，建筑物宜進行抗爆治理。
2）建筑物抗爆治理應(yīng)優(yōu)先考慮撤出建筑物內(nèi)人員的方案。無法實現(xiàn)無人值守時，應(yīng)對建筑物進行抗爆治理?？贡庸痰墓こ坛杀具^高或抗爆加固改造后建筑物難以滿足GB50016、GB50160及其他現(xiàn)行國家標(biāo)準要求的，應(yīng)考慮將建筑物遷至爆炸沖擊危險等級為低級的區(qū)域。
3）對于其他抗爆能力不足的既有建筑物，應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)的人員數(shù)量、建筑物的重要性、建筑物結(jié)構(gòu)類型、爆炸沖擊波大小及建筑物損壞程度等，分批進行抗爆治理。
4）當(dāng)既有建筑物的一部分需要抗爆加固時，應(yīng)對建筑物整體進行結(jié)構(gòu)安全核算，核算時應(yīng)考慮非抗爆部分在爆炸中破壞后對抗爆加固部分的作用和影響。
5）應(yīng)根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)安全性核算結(jié)果、生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)的制約、建筑物的現(xiàn)狀及場地狀況，綜合權(quán)衡適用性、可實施性及經(jīng)濟性等因素，制定全面完整的抗爆治理方案。可選擇新建抗爆建筑物或?qū)扔薪ㄖ镞M行抗爆加固。
6）對既有建筑物進行抗爆加固時，可采用直接加固法（例如各類結(jié)構(gòu)加固法、抗爆涂層法等）或間接加固法（例如增設(shè)支點加固法、抗爆庇護罩法等），加固方法的相關(guān)要求應(yīng)滿足GB/T50779（最新）的規(guī)定。
7）當(dāng)建筑物鋼筋混凝土構(gòu)件（鋼筋混凝土柱、梁、板）不滿足抗爆安全要求時，可采用各類結(jié)構(gòu)加固法或間接加固法，例如增設(shè)支點加固法、加大截面加固法、外包型鋼加固法、粘貼符合材料加固法和增設(shè)剪力墻法等。
8）對既有建筑物的墻體進行抗爆加固時，宜選擇抗爆涂層法?？贡繉臃庸虝r，宜在建筑物內(nèi)側(cè)噴涂抗爆涂層，噴涂厚度應(yīng)根據(jù)計算結(jié)果確定。
9）抗爆涂層動態(tài)性能應(yīng)通過其他爆炸沖擊波測試的驗證（作用在抗爆涂層上的峰值反射壓力不得低于300kPa，正壓作用時間不得低于150ms），并提供爆炸沖擊波測試報告。未通過氣體爆炸沖擊測試驗證的抗爆涂層不得用于石油化工建筑物的抗爆治理。
10）對于采用直接加固方法無法滿足抗爆要求的建筑物，可采用抗爆庇護罩法。普通的磚混結(jié)構(gòu)建筑物宜采用抗爆庇護罩法進行抗爆加固。
11）對于面積較小、改造難度大的建筑物，可選用模塊化的可移動式抗爆庇護設(shè)施。
12）謹慎使用在建筑物與爆炸源之間增設(shè)的抗爆加固方法。如果確需使用該方法，應(yīng)通過CFD方法詳細模擬爆炸沖擊波傳播過程，并進行專項論證。
華北某LNG工程于2008年建成投產(chǎn)，并于2010年進行技術(shù)改造，增加二期液化裝置的設(shè)計和施工，二期裝置于2012年建成投產(chǎn)。結(jié)合《全國安全專項整治三年行動計劃》（國務(wù)院安委【2020】3號）、二級標(biāo)準化復(fù)查及安全生產(chǎn)經(jīng)營許可證換證對控制室的相關(guān)要求，需將該LNG工廠原控制室改造為抗爆控制室。
結(jié)合安委辦3號文的要求，改造前該中控室存在的問題有（見上圖1所示平面圖）：
（1）原控制室與電容室、配電室為合并建筑，未獨立設(shè)置；
（2）原控制室采用鋼結(jié)構(gòu)，且朝向危險區(qū)域方向存在非防爆窗；
（3）原控制室在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)且墻體不是抗爆實體墻、未設(shè)置隔離前室、且門上部設(shè)有挑檐，為非防爆建筑。
（1）在原中控室與危險區(qū)域之間增設(shè)抗爆墻；
當(dāng)?shù)貞?yīng)急管理廳不認可增設(shè)抗爆墻的做法，故而方案1無法實施。因場內(nèi)其他位置無法滿足新抗爆控制室的大小及位置要求，所以方案2也無法實施。最終僅有原址改建的方案可行。
2）將控制室結(jié)構(gòu)由鋼結(jié)構(gòu)改為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；
6）增加冗余的空調(diào)、新風(fēng)、消防排煙等系統(tǒng)。
控制室改造工期較長，需考慮在工廠正常運行的情況下進行改造。因而提前建立了臨時中控室，改造前將系統(tǒng)搬遷至臨時中控室（年度停機檢修時進行）；且在改造前對控制柜及相關(guān)控制電纜做硬性防護（臨時隔離間），并安裝臨時空調(diào)以保證控制柜處于恒溫恒濕的狀態(tài)；對涉及到的控制柜及相關(guān)控制回路逐個進行工藝安全性分析，確定每一個控制回路出問題時所造成的影響及應(yīng)對措施，制訂《工藝防控方案》，并在改造正式開始前對所有人員進行培訓(xùn)。又通過對各系統(tǒng)的控制邏輯及通訊中斷對現(xiàn)場的影響進行分析后，制定了不停機回遷方案，保證了整個改造期間LNG工廠的正常運行。
當(dāng)前國家高度重視石化等行業(yè)的安全生產(chǎn)問題。本文作者結(jié)合服務(wù)過的LNG裝置控制室改造的實際案例就相關(guān)規(guī)范對LNG控制室抗爆設(shè)計的要求及對已建成的現(xiàn)有LNG裝置如何進行抗爆改造等進行了匯總，文中引用的案例來自于團隊真實的整改案例，考慮到各地LNG裝置實際運行的差異性，這些匯總難以面面俱到，目的在于拋磚引玉，引起行業(yè)同仁們的探討交流及重視，不當(dāng)之處還請指正。
