周 亮，鄧 崢，孫曉成，蘇苗印

（杭州杭氧化醫(yī)工程有限公司，浙江杭州 310014）

引言

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)氣體作為石化、化工、冶金、醫(yī)療和食品等行業(yè)不可或缺的原料，在國民經(jīng)濟中有著重要的地位和作用，被喻為現(xiàn)代工業(yè)的“血液”。高品質(zhì)、穩(wěn)定可靠的氣體供應(yīng)是鋼鐵冶金、石油化工、煤化工等行業(yè)正常生產(chǎn)的前提保證。根據(jù)空氣的組成和特性，低溫精餾法是進行工業(yè)氣體分離的首選，即除去空氣中的機械雜質(zhì)、水蒸氣、二氧化碳、氧化亞氮、乙炔及其它碳氫化合物，將純凈的空氣經(jīng)過壓縮、熱交換、膨脹制冷等流程降溫至液態(tài)，再根據(jù)空氣中氧氮等組分沸點不同的特點，用精餾的方法將空氣分離出液氧、液氮、液氬等，再經(jīng)換熱器復熱，通過管道向外輸送氧氣、氮氣等產(chǎn)品。

近年來，隨著工業(yè)氣體用戶生產(chǎn)規(guī)模的擴大，使氧氣、氮氣、氬氣等工業(yè)氣體的分離裝置規(guī)模由中等型向大型、超大型發(fā)展，形成空分島群，特別是當氧氣站中液氧貯槽內(nèi)的氧總量達到200 t時，其儲存單元即構(gòu)成了危險化學品重大危險源，對氧氣站的工程設(shè)計和安全管理提出了更高的要求。氧氣站工程設(shè)計應(yīng)嚴格執(zhí)行國家的法律、法規(guī)和標準、規(guī)范，但目前專業(yè)的法規(guī)、標準存在覆蓋廣度不到位，部分重復、相互矛盾等諸多問題，致使眾多設(shè)計人員在設(shè)計氧氣站時較為迷茫，亟需統(tǒng)一認知，多角度、深層次地解讀規(guī)范。

1 氧氣站工程設(shè)計應(yīng)執(zhí)行的規(guī)范

長期以來，設(shè)計人員在進行工業(yè)氧氣及相關(guān)氣體生產(chǎn)的工程設(shè)計時，遵守的國標規(guī)范有：《氧氣站設(shè)計規(guī)范》（GB 50030）、《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》（GB 16912）。二本規(guī)范適用于為國內(nèi)各行各業(yè)配套供氣的氧氣站工程設(shè)計。

2013 年6 月20 日，原國家安全監(jiān)管總局、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部頒發(fā)的“關(guān)于進一步加強危險化學品建設(shè)項目安全設(shè)計管理通知”（安監(jiān)總管三〔2013〕76號）中明確：嚴格建設(shè)項目設(shè)計單位資質(zhì)要求、落實建設(shè)項目安全管理職責、強化安全設(shè)計過程管理、安全設(shè)計實施要點。對涉及“兩重點一重大”的建設(shè)項目，應(yīng)滿足8 類設(shè)計規(guī)范中最嚴格的安全條款為準，特別是《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》（GB50160）。

隨著人們對安全生產(chǎn)意識的不斷提高，氧氣站內(nèi)生產(chǎn)單元或儲存單元的氧存在量超過臨界值構(gòu)成危險化學品重大危險源時，設(shè)計人員更傾向于執(zhí)行《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》（GB50160，以下簡稱《石化防火標準》）規(guī)定的防火間距進行總平面布置。但是，《石化防火標準》的適用范圍為石油化工企業(yè)，系以石油、天然氣及其產(chǎn)品為原料，生產(chǎn)、儲運各種石油化工產(chǎn)品的煉油廠、石油化工廠、石油化纖廠或其聯(lián)合組成的工廠。采用深冷技術(shù)進行空氣分離制取氧氮氬氣體的空分裝置系為不直接參加石油化工生產(chǎn)過程，屬于在石油化工生產(chǎn)過程中僅對生產(chǎn)起輔助作用的公用和輔助生產(chǎn)設(shè)施?！妒阑饦藴省芬矁H對氧氣站中的空氣分離裝置有明確的規(guī)定，根據(jù)《石化防火標準》1.0.3 條文解釋，已有明確規(guī)定的均應(yīng)按石化防火標準執(zhí)行，未作規(guī)定的應(yīng)執(zhí)行國家現(xiàn)行的相關(guān)標準規(guī)范。因此，筆者認為應(yīng)審慎執(zhí)行《石化防火標準》，根據(jù)建設(shè)項目危險特點，合理選擇氧氣站工程設(shè)計所執(zhí)行之規(guī)范。

2 為不同行業(yè)配套的氧氣站設(shè)計規(guī)范選擇建議

在我國，冶金和化工行業(yè)的工業(yè)氣體需求量占據(jù)整個空分行業(yè)產(chǎn)能的60%左右，為不同生產(chǎn)性質(zhì)企業(yè)配套的氧氣站，其在工程設(shè)計中所采用的規(guī)范應(yīng)有不同，如何執(zhí)行設(shè)計規(guī)范，提出如下建議：

（1）氧氣站作為鋼鐵冶金企業(yè)配套的輔助生產(chǎn)設(shè)施或作為一個為鋼鐵冶金企業(yè)提供工業(yè)氣體的獨立氣體公司時：

（a）當氧氣站中的生產(chǎn)單元或儲存單元未構(gòu)成重大危險源時，工程設(shè)計各專業(yè)按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016，以下簡稱《建規(guī)》）《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計防火標準》（GB 50414，以下簡稱《鋼鐵冶金防火標準》）、《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》進行設(shè)計；

（b）當氧氣站中的生產(chǎn)單元或儲存單元構(gòu)成重大危險源時，對站內(nèi)火災(zāi)危險性分類為乙類的設(shè)備設(shè)施、建構(gòu)筑物與站外企業(yè)或設(shè)施的防火間距按《石化防火標準》要求執(zhí)行；站內(nèi)的裝置、設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距按《石化防火標準》表5.2.1、《鋼鐵冶金防火標準》《建規(guī)》及《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)規(guī)范要求執(zhí)行。

(2)氧氣站作為一個為石油化工企業(yè)配套的公用和輔助生產(chǎn)設(shè)施時，其與石化企業(yè)內(nèi)的其它工藝裝置、設(shè)施之間的防火間距按《石化防火標準》表4.2.12 的要求執(zhí)行；氧氣站內(nèi)的裝置、設(shè)施、建筑物平面布置的防火間距按《石化防火標準》表5.2.1、《建規(guī)》及《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)規(guī)范要求執(zhí)行。

(3)氧氣站作為一個為石油化工企業(yè)或煤化工企業(yè)提供工業(yè)氣體的獨立氣體公司時，氧氣站與化工企業(yè)的裝置、設(shè)施防火間距按《石化防火標準》表4.1.10 的要求執(zhí)行；氧氣站內(nèi)的裝置、設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距按《石化防火標準》表4.2.12、《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等規(guī)范要求執(zhí)行。

(4)當氧氣站作為石油化工園區(qū)的公用設(shè)施服務(wù)于石油化工企業(yè)時，氧氣站與石油化工企業(yè)裝置或設(shè)施的防火間距按《石化防火標準》表4.1.11的要求執(zhí)行；氧氣站內(nèi)的裝置、設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距按《石化防火標準》表5.2.1、《建規(guī)》及《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)規(guī)范要求執(zhí)行。

(5)當氧氣站服務(wù)于非化工園區(qū)時，其與園區(qū)企業(yè)裝置、設(shè)施的防火間距按《建規(guī)》《鋼鐵冶金防火標準》的要求執(zhí)行；站內(nèi)的裝置、設(shè)備、建筑物平面布置的防火間距按《石化防火標準》表5.2.1、《建規(guī)》及《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)規(guī)范要求執(zhí)行。

3 氧氣站工程設(shè)計選用《建規(guī)》或《石化防火標準》之細節(jié)與解讀

(1)對于氧氣站中設(shè)置有制氧站房等以建筑物為主的工程設(shè)計項目，宜根據(jù)《建規(guī)》第3章節(jié)-廠房與倉庫、第4章節(jié)中有關(guān)液體、氣體儲罐（區(qū)）的相關(guān)條文考慮氧氣站的建筑、設(shè)備設(shè)施之間的防火間距。對于空分裝置不設(shè)制氧站房，配套的壓縮機僅設(shè)隔音罩或露天布置，那么在進行氧氣站總平面布置時宜選《石化防火標準》。在一個企業(yè)或項目中，防火間距盡量執(zhí)行同一個規(guī)范，不宜這個區(qū)塊執(zhí)行《石化防火標準》而另一個區(qū)塊執(zhí)行《建規(guī)》。

(2)氧氣站工程建設(shè)項目是否認定為具有爆炸危險性的建設(shè)項目，應(yīng)由設(shè)計、評價單位共同予以分析確定，不應(yīng)盲目。對于具有爆炸危險性的建設(shè)項目，要嚴格執(zhí)行安監(jiān)總管三[2013]76 號文的有關(guān)規(guī)定，其總平面布置至少滿足《石化防火標準》中要求的防火間距。當《石化防火標準》中沒有明確要求時，可按《建規(guī)》的相關(guān)要求執(zhí)行，或采用定量風險分析法計算確定裝置或設(shè)施之間的安全距離。對于發(fā)生火災(zāi)時可能造成人身重大傷亡的裝置或設(shè)施，按《石化防火標準》中全廠性重要設(shè)施計算間距。執(zhí)行《石化防火標準》確有困難時，可適當放寬要求，進行分析計算并取得主管部門的認可。

(3)《石化防火標準》系與石油化工企業(yè)相關(guān)的單位為主導起草的標準，側(cè)重于設(shè)備裝置與各類液體罐組等，與氧氣站有關(guān)的描述僅為“助燃氣體（氧氣）、空分站”；對氧氣站內(nèi)廠房、建筑物等宜按《建規(guī)》及《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)規(guī)范要求考慮防火間距。

(4)選擇《建規(guī)》或《石化防火標準》首先應(yīng)以制氧站的安全預(yù)評價為依據(jù)；其次應(yīng)服從于氧氣站為之供氣或服務(wù)企業(yè)執(zhí)行的行業(yè)規(guī)范為主，外部邊界按總體企業(yè)要求，防火間距就高不就低；內(nèi)部按專業(yè)規(guī)范，如《氧氣站設(shè)計規(guī)范》《深度冷凍生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》等；

(5)氧氣站配套控制室是否抗爆設(shè)計問題。由于氧氣站不涉及甲乙類爆炸危險介質(zhì)，當氧氣站為石油化工、煤化工企業(yè)配套供氣時，其控制室的建筑、結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)周邊爆炸危險裝置的爆炸強度分析數(shù)據(jù)，依照《石油化工控制室抗爆設(shè)計規(guī)范》GB50779 的規(guī)定開展設(shè)計；當氧氣站為非化工企業(yè)配套供氣時，其控制室不做抗爆設(shè)計的要求。

(6)氧氣站配套的消防系統(tǒng)問題。對于為之供氣或服務(wù)企業(yè)不屬于石化企業(yè)的氧氣站（空分裝置），消防水量可根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB50974-2014)表3.4.8 確定。消防水量根據(jù)規(guī)模，從15～60 L/s 設(shè)計。氧氣站如按《石化防火標準》執(zhí)行，消防用水量規(guī)模，從90～120 L/s 設(shè)計，按《石化防火標準》要求執(zhí)行。

氧氣站工程項目的設(shè)備平面布置決定了該項目的建設(shè)能否達到安全要求。工藝裝置、設(shè)施的布置需滿足工藝流程、安全生產(chǎn)、環(huán)境保護、工廠總體布置，同時要滿足施工安裝、運行操作、檢維修、消防及合理用地、減少能耗的要求，并與相鄰裝置和全廠總平面布置協(xié)調(diào)。最要遵守的是《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016、《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058 和《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》GB50160。而《石化防火標準》無疑是最重要的一環(huán)。我們很多工程項目，往往是滿足了各種要求，最后卻因為消防審查、安全審查不過關(guān)而前功盡棄，需要投入大量人力物力財力進行整改與補救。

4 氧氣站內(nèi)部布置防火間距補充說明

近年來，裝置的燃燒爆炸等安全生產(chǎn)事故屢屢出現(xiàn)，在進行事故分析時，往往需要對事故裝置的“引火源”和“釋放源”進行界定。在氧氣站內(nèi)部各設(shè)施中，對存在的“引火源”和“釋放源”解讀如下：

4.1 引火源

引火源主要有明火、赤熱表面、電氣火花、靜電火花、沖擊和摩擦、化學反應(yīng)及發(fā)熱自燃等。氧氣站內(nèi)各設(shè)施主要考慮以下設(shè)備或建筑物：控制室、機柜間、變配電所、化驗室、辦公室等建筑物。無明火設(shè)備或爆炸性氣體環(huán)境。

4.2 釋放源

根據(jù)現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058中對于釋放源的規(guī)定，氧氣站工程實際情況，站內(nèi)各工藝裝置設(shè)施的“釋放源”有：原料空壓機（或空壓機、增壓機及汽輪機）、氧氣氮氣壓縮機房；增壓透平膨脹機房；氣體球罐、液體貯槽；配電系統(tǒng)配套油變壓器下的油池、備品備件庫房中壓縮機備用潤滑油等。

控制防火間距就是要控制釋放源和引火源的間距。引火源位置確定的話，就是要根據(jù)釋放源的性質(zhì)，控制釋放源的釋放距離。在進行氧氣站內(nèi)各裝置設(shè)施的平面布置時，主要原則和依據(jù)：

（1）與現(xiàn)行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058的下列規(guī)定相協(xié)調(diào)：①釋放源的位置或地點；②爆炸危險場所范圍為15 m。

（2）與《石化防火標準》和《建規(guī)》中的“火災(zāi)危險性分類”相協(xié)調(diào)。

《石化防火標準》中明確了空分裝置的火災(zāi)危險性分類為乙類；《建規(guī)》中亦明確了助燃氣體的生產(chǎn)及儲存的火災(zāi)危險性分類為乙類，也就是明確了氧氣（含液氧）的生產(chǎn)及儲存為乙類。

空分裝置作為乙類氣體生產(chǎn)設(shè)備，雖不是釋放源，但易受外界影響而形成釋放源，因此，其與明火或有電火花的地點的最小防火間距為9 m。

5 結(jié)束語

作為設(shè)計人員，氧氣站工程設(shè)計中對標準或規(guī)范的應(yīng)用，要在深刻理解和掌握國家法規(guī)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，持續(xù)深入現(xiàn)場調(diào)研，熟悉目前空分設(shè)備的發(fā)展趨勢和應(yīng)用情況，了解空分及配套企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)及管理水平。規(guī)范編制人員，不但要在標準規(guī)范中推廣采用新設(shè)備、新技術(shù)，而且要搜集、匯總新設(shè)備、新技術(shù)的實際效果，以國家法律法規(guī)為基石，以事實為依據(jù)，才能使標準規(guī)范更具可操作性和實用性。