石油化工园区公共工艺管廊防火间距的研究

    赵海波 闵甦宏

    摘 ?????要： 隨着石油化工园区这种新的业态形式的出现，产生了一些传统石化领域未曾出现过的公共设施。由于技术标准的滞后，使得由此带来的一系列新的防火问题因为无章可循、无法可依而不能得到有效解决，并因此产生了许多消防安全隐患。在对现有国家、行业和地方相关规范和条文收集、分析、整理、归纳的基础上，形成了可用于指导石油化工园区公共化工工艺管廊等进行定性、分类，以及确定与其相关的各种防火间距的理论和方法，并由此汇集成所需要的标准系列，既有效地解释了石化企业内外各种防火间距的差异和矛盾，又能够很好地用于指导各种与公共工艺管廊防火间距相关的规划、设计和审查工作。

    关 ?键 ?词： ?业态形式;管廊防火间距;定性;分类

    中图分类号：TQ 022.5 ??????文献标识码： A ??????文章编号： 1671-0460（2019）03-0563-04

    Abstract： With the emergence of petrochemical parks， there are some public facilities that have never been seen in the traditional petrochemical fields. Due to the lag of technical standards， a series of new fire prevention problems cannot be effectively solved because there are no rules to follow， and thus a lot of potential fire safety problems have arisen. On the basis of collecting， analyzing， sorting out and summarizing the relevant national， industrial and local codes and provisions， the theories and methods were put forward to define and classify the public chemical process piping racks in petrochemical parks， as well as to determine the various fire prevention spacing related to them. The collected standard series can not only effectively explain the differences and contradictions between internal and external fire protection spacing in petrochemical enterprises， but also can be well used to guide the planning， design and review of fire protection spacing related to public process piping racks.

    Key words： Petrochemical parks; Fire protection spacing of piping racks; Definition; Classification

    石化园区作为一种新型的业态，在中国出现和发展的历史还很短，在涉及石化园区的公共管廊与园区企业、各种生产设施和公共设施之间的防火间距问题上，国内尚缺乏系统而完整的技术标准，这也给此方面的消防监督管理工作带来了很大的障碍。中央政府及有关部门已经意识到了这方面技术标准的空白，以及由此可能带来的严重问题。国务院办公厅在国办发〔2016〕88号文件印发的《危险化学品安全综合治理方案》中，特别提出了尽快制修订包括化工园区油气输送管道外部安全防护距离在内的相关标准的要求。由于石化园区的公共管廊敷设在石化园区几乎所有的主要道路沿线，也涉及到园区几乎所有的企业和单位，是一种不折不扣的大型易燃易爆危险设施，因此，在规划和设计时，必须考虑到其与沿途各类生产及储存企业和设施，以及公共建筑、铁路、道路、桥梁、变电站、加油站、消防站、电力塔架等公共设施的防火间距问题[1]。

    研究人员在国内现行，并与之相关的各种技术规范的基础上，经过系统的梳理和研究，形成了既有法可依，又能够适用于石化园区公共管廊等设施防火间距问题的解决方法，并据此完成了本防火设计方案。

    1 ?概 述

    根据“一体化、大型化、规模化、专业化、园区化”的基本原则，由若干个石油化工企业按照产业链统一规划、集中布置，并辅之于必要的公用工程和设施，以及配套公共办公、管理和生活设施而形成的石油化工园区（以下简称园区），已经并正在成为国内石油化工行业的主流和发展方向。

    石油化工园区作为一个有机结合的整体，石油化工园区与外界之间，园区公共区域与厂区之间，组成园区整体的各个企业和单位各自内部，以及它们相互之间，必然地出现了人员、物质、能量和信息的流动与交换。这些传输需要借助交通运输网，还需要通过规模庞大和复杂的工艺物料管网、公用工程管网、油气输送管网、以及电力、电信及信号传输网等各种传输系统。

    公共工艺管廊是一种石化园区特有的，设置在园区公共区域，用于集中敷设各种液体或气体物料输送管道的公共设施。公共工艺管廊沿园区公共道路的一侧建设，可以联系道路沿线的企业。通过管廊的路由设计，最终串联起区内所有企业，使得沿途企业均能够利用管廊获得或输出各种物料。

    根据沿途的条件和需求，公共工艺管廊可分为架空工艺管廊和埋地工艺管廊等等。一般公共工艺管廊采用分层的方式，其中敷设的工艺管道从十几根至数十根不等。管廊的宽度有数米甚至达到十多米，最高的管廊更加达到20 m以上。

    一个大型石油化工园区的公共工艺管廊往往长达几十公里。服务于几十家到上百家企业，无形中，在园区内形成了一个庞大的流动的易燃易爆危险设施。但是，如何保证这些传输与交换的安全性，尤其是消防安全，则是必须凌驾于其经济性之上的首要因素。

    为了节省土地和使用方便，公共工艺管廊往往毗邻沿途企业围墙而设置，与企业内部的各种危险装置和设施仅一墙之隔。

    公共工艺管廊的危险性和重要性，使得沿线企业和其他公共设施在规划、设计时，都不应该忽视它的存在，也不能简单地将其视作企业内部管廊，必须对其与公共工艺管廊的防火间距给出特别规定，以保证自身的安全和公共工艺管廊的安全。然而，目前既有的技术法规与标准主要侧重于石化企业内部的防火设计问题[2]。在涉及石油化工园区的公共区域与厂区之间，园区包括公共工艺管廊在内的各种公共设施与企业内部生产设施之间的消防安全关系，尤其是防火间距问题上，国内目前尚没有制定专门的技术标准。在现有的技术标准中，与此相关的规定既少，又不全面，也比较分散。这种实际需求与技术标准不相适应的状况已经严重影响了国内石油化工园区的规划、设计和建设。

    面对这种无章可循，无据可查的困难，国内石油化工园区普遍采用了以下做法：回避、搁置、各行其是、后推。

    由此产生的问题在国内各个石化园区中普遍存在，有些甚至已经构成了重大火灾隐患。

    为了规范石油化工园区公共工艺管廊及其他公共设施的规划、设计和建设，也为了规范园区各企业与园区公共区域和公共设施的防火关系，避免因为规范不周导致规划、设计和建设的失误，造成重大消防安全隐患的产生，笔者对上述公共工艺管廊的消防安全问题进行了专项研究。

    2 ?公共工艺管廊的定性与分类

    2.1 ?根据使用特性分类

    將石油化工园区公共工艺管廊中可能敷设的主要工艺管道分为六类：

    （1）公用工程管道

    连接园区内各个石化企业与园区内外的公用工程，用于提供或接收包括给水、再生水、热水、蒸汽、压缩空气、氮气、氢气、氧气、污水、凝结水、低温回水等公用流体的管道。

    （2）油气长输管道

    采用陆路长输的形式，从石化园区外向园区输入石油、成品油、液化石油气、天然气等危险性流体的管道，在到达园区内第一个分输站、门站、减压站或末站之前的部分;或从园区内向外输出这些危险性流体的管道，在园区内首站、注入站或接收站之后的部分。

    （3）地区输油（输气）输送管道[1]

    系指与本企业生产无关的输油管道、输气管道。

    （4）库外管道[3]

    在园区的同一个石油库不同区域的储罐区之间、储罐区与易燃和可燃液体装卸区之间，以及两个毗邻石油库之间输送流体的管道。

    （5）厂间管道[4]

    在同一个园区内的多个厂区之间或厂区与厂外设施之间，用于输送生产原料、产品、蒸汽等的地上管道、地下管道、线缆等。

    （6）企业火炬放空气体输送管道

    从石化企业生产装置向火炬或集中火炬区输送放空气体的专用管道，敷设在公共区域的部分。

    以上这些管道可能同时敷设在园区公共工艺管廊上。

    2.2 ?火灾危险性分类

    从消防的角度，园区公共工艺管廊中敷设的工艺管道则应该按照其输送流体的火灾危险性被分为四种：

    （1）高危险性工艺管道

    专指输送包括液化烃在内的甲A类液体的工艺管道。

    （2）中危险性工艺管道

    输送甲乙类可燃液体（除甲A类以外）、甲乙类可燃气体、氢气、氧气等危险性流体的工艺管道。

    （3）低危险性工艺管道

    输送除上述危险性流体以外的其他具有一定危险性流体（如丙类液体、含油污水、水蒸气、压缩空气等）的工艺管道。

    （4）非危险性工艺管道

    输送除上述危险性流体以外介质的工艺管道。

    公共工艺管廊的分类定性是建立在此基础上的。而公共工艺管廊（含架空和埋地）定性的目的，是为了确定与之相关的防火间距问题。

    2.3 ?园区的公共工艺管廊分类

    公共工艺管廊的重要性，在于其中敷设的管道众多，关系到园区内众多企业的生产和安全，一旦发生事故，将可能影响到整个园区。管道的危险性由它所输送的流体的危险性（包括流体的化学和物理性质）决定，而管廊中敷设的管道的危险性，不仅在于管道的自身或与其首尾相连的企业或设施，更在于由管道引起的火灾爆炸事故，将会导致管廊的损害，威胁到与其相邻的装置、设施、设备或建构筑物，乃至影响整个园区的安危。因此，公共工艺管廊的危险性是由敷设于其上的危险性最大的管道决定的，也就是由流动于其中的危险性最大的流体决定的。在所有的危险性流体中，甲A类液体是最危险的，因此，我们将敷设有甲A类液体输送管道的管廊称为高风险性公共工艺管廊。以此类推，园区的公共工艺管廊共被划分为了四种：

    （1）高危险性公共工艺管廊

    含有高危险性工艺管道的公共工艺管廊。

    （2）中危险性公共工艺管廊

    不含有高危险性工艺管道，但含有中危险性工艺管道的公共工艺管廊。

    （3）低危险性公共工艺管廊

    不含有高、中危险性工艺管道，但含有低危险性工艺管道的公共工艺管廊。

    （4）非危险性公共工艺管廊

    仅含有非危险性工艺管道的公共工艺管廊。

    当然，在石化园区中，由于建设周期的不同和变化，公共工艺管廊的某些管段中敷设的工艺管道可能是不确定的，或者是可能变化的，这时，必须要确定该段公共工艺管廊的危险性类别时，就应该按照可能敷设的危险性类别最高的管道确定。

    因为与公共工艺管廊相关的防火间距，是与公共工艺管廊的危险性密切相关的，所以公共工艺管廊根据危险性进行分类的重要意义，正是为了科学地确定与之相关的防火间距，以避免因为防火间距不足而带来危险，或因为防火间距过大而造成土地资源的浪费。

    3 ?公共工艺管廊与相邻石化企业的防火间距

    3.1 ?石化企业内装置、设备和建筑物的危险性分类

    公共工艺管廊与相邻石化企业防火间距的实质是管廊与企业内装置、设备和建构筑物的间距。针对相同危险性类别的公共工艺管廊，石化企业内不同危险性或不同重要性的工艺装置、设备和建筑物的防火间距应该是不同的[5]。因此，为区别对待，我们根据与现行国家《石油化工企业防火设计规范》（简称《石化规》）相一致的原则，将石油化工园区企业内的工艺装置、设备、建构筑物等按照危险性和重要性分为三类：

    （1）主要危险性设施

    石化企业内，列入《石化规》表4.1.9中的液化烃罐组、甲、乙类液体罐组、可能携带可燃液体的高架火炬、甲乙类工艺装置或设施、全厂性或区域性重要设施。

    （2）其他危险性设施

    石化企业内，虽不属主要危险性设施，但仍具有燃烧、爆炸危险性或重要性的装置、设施、设备、储罐和建构筑物。

    （3）非危险设施

    石化企业内，本身不具有火灾爆炸危险性的设施、设备、建构筑物等。

    3.2 ?公共工艺管廊与石化企业内主要危险性设施防火间距的确定

    现行的国家规范中没有明确“公共工艺管廊”与相邻石化企业的防火关系。

    （1）《石化规》第4.1.9条和表4.1.9中却规定了石化企业围墙外，架空或埋地敷设的 “地区油气输送管道（包括液化烃、石油、成品油、天然气等）”与企业内“主要危险性设施”的防火间距。这种架空或埋地敷设的 “地区油气输送管道”与本文研究的“公共工艺管廊”，有着非常相似的性质。

    （2）石油化工工厂布置设计规范GB 50984- 2014，3.4.7条规定厂间管道地面敷设方式一般要求与周围设施的安全间距较大。

    上述防火间距虽然只针对“地区油气输送管道”而言，但是，从消防安全的角度，更关注的并不是管道的使用性质，而是它的火灾危险性，也就是管道内输送的流体的火灾危险性。因此，输送同样危险性介质，且流量相同的管道，就其自身来讲，可能用途不一，重要性也不同，不管属于油气长输管道、地区油气输送管道、库外管道、还是厂间管道，只要它们敷设在公共工艺管廊中，它们对管廊的危险性，对相邻企业或设施的危险性，对园区的影响就是一样的。

    这样，便将《石化规》中关于架空或埋地敷设的 “地区油气输送管道”与企业内“主要危险性设施”的防火间距的规定，引入到了架空的或埋地的“公共工艺管廊”研究的范畴，推出了高危险性和中危险性公共工艺管廊（包括架空管廊和埋地管廊）与相邻石化企业内各种“主要危险性设施”的防火间距。

    在这里，将公共工艺管廊中的高危险性工艺管道，等同于《石化规》表4.1.9所述“地区油气输送管道”中的“液化烃管道”;中危險性工艺管道等同于“地区油气输送管道”中的“原油及成品油管道”和“输气管道”。如此，便使得与高危险性和中危险性公共工艺管廊相关的防火间距，可以借用《石化规》的相关规定而得到明确。

    除此以外，为了完整性，还借鉴了《石化规》表4.1.9中，关于“丙类装置与设施的防火间距可按甲乙类装置与设施的规定减少25%”的规定，将与输送丙类液体、含油污水、水蒸气、压缩空气等低危险性流体的低危险性管道相关的防火间距，按照中危险性管道减少25%来确定，同理，也将低危险性公共工艺管廊相关的防火间距按照中危险性管廊减少25%来确定。要求高危险性工艺管道宜集中布置且距离最短，便于节约用地。这同样也是有规范依据的。

    3.3 ?园区公共工艺管廊防火间距的起止点

    现实中的公共工艺管廊都有一定的宽度，大型的公共工艺管廊宽度甚至达到10 m以上。当管廊的位置和企业围墙的位置确定时，最危险的工艺管道敷设在管廊或管带的不同部位，其与企业内危险性设施的水平间距会有较大的差异，故按照管廊的固定点（如外缘）来计算与公共工艺管廊与企业内危险性设施的防火间距，其实并不完全合理。

    既然这一防火间距取决于公共工艺管廊中最危险的工艺管道，则以距离企业围墙最近，且最危险的工艺管道，作为公共工艺管廊与企业内危险性设施防火间距的起止点，并不违背上述原则，也更有利于企业土地资源的利用。而以中心线作为管道的基准线，是一种工程惯例，也更方便于表达和掌握。管道的直径相对于防火间距来讲，其差别是微不足道的，加上管道外有无保温层，以及保温层的厚度都是不确定的因素，因此，为了统一起见，规定以工艺管道中心线作为防火间距的起止点。

    4 ?结束语

    本文通过对现有国家、行业和地方相关规范和条文的收集、整理、理解、分析和归纳，形成了建立在现有技术标准基础之上，可用于指导石油化工园区公共化工工艺管廊等进行定性、分类，以及确定与其相关的各种防火间距的理论和方法，意义重大。我们应该用技术与经济相结合的原则，使得合理的投入达到最佳的收益[6]。

    参考文献：

    [1] GB 50016-2014，建筑设计防火规范[S].

    [2] GB 50489-2009，化工企业总图运输设计规范[S].

    [3] GB 50074-2014，石油库设计规范[S].

    [4] GB 50984-2014，石油化工工厂布置设计规范[S].

    [5] GB 50160-2008，石油化工企业防火设计规范[S].

    [6] 赵海波.总图优化与厂区的合理节约用地[J].当代化工， 2009， 38（5）.