控制室石油化工论文

摘要：控制系统作为石油化工项目关键的部分，其中控制中心（控制室）在石油化工项目中占有重要的地位。本文阐述了石油化工控制室抗爆设计范围、爆炸荷载及石油化工抗爆控制室的工程设计，以供参考。关键词：石油化工控制室；抗爆结构；设计1、概述控制系统在石油加工过程中是最重要的生产环节之一。下面小编整理了一些《控制室石油化工论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

控制室石油化工论文 篇1：

浅谈石油化工控制室抗爆结构设计探讨

摘 要：本文依据我国石油化工控制室杭爆設计的制定规范与工程建筑的设计经验，来分析与介绍工程控制室的爆炸荷载、结构受力与构件情况，从而满足石油化工工程建筑控制室的安全质量，保证企业的安全生产和工作人员的生命安全。

关键词：石油控制室;结构受力;模型计算;抗爆设计

1 石油化工工程控制室

工程控制室是石油化工工程能源生产与指挥的中心控制区，主导着整个化工工程的正常生产，本着“管控一体，安全生产”的重要生产原则，工程控制室必须要是独立的工作区域，这样可以保证在个别生产装置发生爆炸事故时，可以对其他还在运行的生产设备进行操作指挥，实现安全停工，避免因停车不及时或无法停车而产生更严重的事故，保证工程操作人员的安全。

2 受力体系与计算模型

封闭类建筑物受到的爆炸载荷力度，主要作用在建筑外墙与屋顶部分。墙体受到水平爆炸冲击会传到屋面板与基础部分，屋面板受到爆炸冲击后通过侧墙床传到基础。

抗爆设计里只限于外墙结构直接受到爆炸荷载的情况，基本不考虑因外围结构振动而导致的动力情况。无爆炸压力时只采用常规的软件计算内框架的弹性状态即可。分析建筑抗爆设计时，应采用静力分析的方式。对建筑内框架柱的基础结构进行常规的计算;设计外部抗爆墙，应对建筑物进行滑移验算、抗倾覆的验算以及基础承载能力验算，计算时采用水平爆炸的荷载压力。

3 抗爆结构设计—前墙荷载计算

3.1项目信息

4 总结

石油化工工程抗爆控制室的设计本质，主要是控制构件抗爆弹塑性的变形其概况，以此保证水平爆炸冲击压力不会对控制室造成内部框架结构的影响破坏。设计工作中，要摒弃掉配筋越多，安全性越好的技术偏见，配筋过大会导致刚度承担的爆炸力更大，降低塑性变形的能力。通常的设计做法是，进行构件配筋的假设，核算出构件的转角、延性比是否能满足工程要求，再经由重复计算，选出合理的截面与配筋。设计者还要多学习国内外的规范设计方案，减少在实际应用中的设计理解偏差。

参考文献

[1]石油化工控制室抗爆设计规范(SH/T3160-2009)[M].北京：中国石化出版社，2009.

[2]石油化工控制室抗爆设计规范(GB50779-2012)[M].北京：中国计划出版社，2012.

作者：田松林 延萌萌

控制室石油化工论文 篇2：

石油化工控制室抗爆设计浅析

摘要：控制系统作为石油化工项目关键的部分，其中控制中心(控制室)在石油化工项目中占有重要的地位。本文阐述了石油化工控制室抗爆设计范围、爆炸荷载及石油化工抗爆控制室的工程设计，以供参考。

关键词：石油化工控制室;抗爆结构;设计

1、概述

控制系统在石油加工过程中是最重要的生产环节之一。随着控制技术的进步和发展，在石油加工生产过程中集散控制系统已经得到广泛的应用。通常在现代化的炼油项目中只设置一个控制相关生产环节的控制中心。在该控制中心中，设置了大量的控制仪器或设备，并配备了相应的操作和系统维护人员。随着人们不断的提高安全意识，控制中心(控制室)抗爆作用越来越重要，应用也越来越多。爆炸荷载作为一种动态荷载，作用力较大，持续的时间较短，危害后果比较严重，发生来源和作用机理的特殊性较强，与常规的静荷载不同。

2、石油化工控制室抗爆设计范围

一直以来关于石油化工装置控制室抗爆设计的范围都缺乏明确的规定，所以在具体的执行过程中会因设计单位和项目的不同，存在一定的差异。如中国成达工程有限公司对控制室(控制中心)、现场机柜间采用的抗爆设计的范围规定为：(1)中石化、中石油、中海油等按照国内石油石化行业建设项目的标准执行;(2)国外引进的工艺包或项目、基础设计等文件中建设项目提出相关要求的;(3)业主针对建设项目提出的进行抗爆设计要求的;(4)项目安全评价、政府部门安全消防审查意见中提出建设项目需要进行抗爆设计的。

3、爆炸荷载分析

石油化工装置可能产生的爆炸主要包括粉尘爆炸、蒸汽云爆炸、压力容器爆炸及浓缩相物质爆炸等。虽然可能发生很多形式的爆炸，但是石油化工装置主要的爆炸形式为蒸气云爆炸。蒸气云指的是易燃易爆的气体发生泄漏后在空气中形成的气团，因为蒸气云能自由在空中飘移，所以其爆炸方向和位置具有较大的不确定性。爆炸最重要的特征是突然向空气中释放被压缩的能量，而使其瞬时压力激增的情况，即爆炸波超压，向建筑物上传递便形成了爆炸荷载。因为在空气中形成爆炸波之后，在其传播过程中强度得到快速的衰减，根据建筑物离爆炸源的距离不同，也会形成不同的爆炸波压力。通常情况下，在临近区域爆炸会形成冲击波形式，在远离区域爆炸会形成压力波形式。在钢筋混凝土结构中产生的压力波或冲击波在其负压阶段形成的冲击能量，比正压阶段的冲击能量低许多，不会对建筑物造成大的影响，所以在抗爆设计中可以忽略不计。

4、石油化工抗爆控制室的工程设计

4.1建筑物强度及建筑结构形式

一般在考虑爆炸力对建筑物的作用时，爆炸荷载的大小对建筑物的强度起着决定作用。所以应该根据整体钢筋混凝土矩形箱体结构设计建筑物，以符合在爆炸荷载的影响下即使建筑物发生较大的变形也不会破坏垮塌的要求。

4.2建筑配件的抗爆构造措施

4.2.1建筑外门

建筑外门是防护控制室抗爆体系中比较薄弱的部分，所以需要对外门设置的单模数量和尺寸进行严格的控制。抗爆控制室的建筑外门不应该面向具有爆炸危险的方位，应在建筑物背立面或两侧布置，应保证其强度和刚度相匹配与防护墙体的强度，可以一定程度抵抗超压和负超压带来的冲击，所有的外墙面上不能设置窗户。为了使设备、操作人员进出和紧急情况疏散人员的需求得到满足，应该把建筑外门分为设备门、通道门、紧急疏散出口门三种类型。

设备门是为进出建筑物的计算机、仪表盘、空气调节设备等便于安装、检修而设置的专用通道，其尺寸大小应该以设备的具体尺寸为依据，但一般应保持洞口的尺寸大于1.8mx2.5m，并且是双扇门的形式。可以不在专用的设备门设置门斗，不使用时可以完全封闭。如果该门还同时用作通道门，则应封闭其中的一扇门，保证另一扇门具备所有通道门的性能;通道门一般是操作人员进出建筑物的通道，应该向外开启，应在通道门内侧设置门斗，并且保证门斗内所有的内门都可以承受正、负超压的冲击。为了使建筑物内的正压环境得以保障，还应该对所有和门斗相同的门上设置自动闭门器。通道门的门扇上应该设置可以观察通道门外侧情况的门镜，便于在发生火灾時操作人员可以安全撤离。一般应控制通道门洞口的尺寸小于1.0mx2.4m;除了面对装置区的立面外，应根据抗爆控制室的要求在另外三个立面设置紧急出口，这种用于紧急情况下人员迅速疏散的出口在正常时应该保持完全封闭状态，可以不设门斗。一般应控制紧急出口的门洞口尺寸为0.8mx1.8m。

按三种类型分别设置抗爆控制室的外门，在满足正常使用需求的情况下有利于紧急疏散人员，有利于建筑节能满足控制室内不环境稳定性的需求，还可以使工程的造价得以降低。一般情况下抗爆控制室通道门系统的的造价较高。

4.2.2建筑外窗

因为装置爆炸后产生的有害烟、气、火、热流等可能会通过炸坏的窗洞口进入控制室，所以不应该在抗爆控制室外墙设窗户。特别是计算机室、控制室、电器设备及电池间、仪表机柜间、采暖通风空调机机房、急救室、门斗、操作值班人员办公室、人员集中的场所如会议室及辅助间等房间的功能都是维持正常装置生产的必需品，因此不能在外墙上开设窗户。

为了使建筑热工的要求得到满足可以采用双层玻璃窗，但应该保证两层都是夹层玻璃。窗框应是镀锌钢材制造，并用焊接的方式和钢筋混凝土洞口相连，应采用钢质卡具把玻璃紧固到窗框上，保证可以把爆炸产生的压力由玻璃片向周围的结构体传递。不能使用塑料或铝窗框，因为其强度无法抵抗爆炸产生的超压力，并且塑料窗框还会在发生火灾时产生强烈的刺激气味和有毒气体，对消防和救援工作造成影响。

4.2.3建筑屋面

屋面应该具有良好的保温、防水、隔热性能，但是注意不能使用如架空隔热板等的装配式混凝土构件，因为在爆炸冲击波的作用下这类构造会被掀起，可能对疏散人员的生命安全造成威胁，进而形成次生灾害。

结语

综上所述，石油化工控制室花费较多的成本采用抗爆结构设计，主要是为了在设计中体现对人的关怀和重视，反映出抗爆控制室设计的基本理念是以人为本，因为抗爆装置爆炸时产生的冲击波超压的性质与破坏力具有一定的不确定性，所以在设计过程中除了需要进行力学设计外，还应该对概念设计引起重视。

参考文献：

[1]王皆伟.福建省某化工项目控制室结构抗爆设计[J].工程建设与设计，2015(05)：49-52.

[2]蔡朝杰.石油化工控制室抗爆结构设计[J].城市建设理论研究，2014(09).

[3]谢庆红.于业栓.某石油化工控制室抗爆结构分析与设计[J].山西建筑，2015，41(04)：30-31.

作者：秦祎

控制室石油化工论文 篇3：

石油化工抗爆控制室中的建筑精细化设计

【摘要】 抗爆控制室作为石油化工厂各类装置的“神经中枢”，不仅要满足生产过程中操作人员对装置的各种操作与监控，还要能够抵抗建筑外部爆炸时产生的爆炸冲击波，为其内部的人员和设备提供足够安全的保护措施。建筑精细化设计作为最早出现在民建项目中的建筑设计方法，不应仅仅局限在民建项目中，随着国民生产力水平的提高，工业项目中同样应该进行建筑精细化设计。从抗爆控制室的外部环境、平面设计、建筑构造方面的细节入手，最终达到降低工程造价，减少次生灾害，为人员、设备提供具有安全保障环境的设计目标。

【关键词】 控制室 抗爆 建筑精细化设计

1.总平布置及室外设施的细节设计

首先，抗爆控制室的外墙都是通过抗爆计算并且能够承担爆炸冲击波超压作用的钢筋混凝土墙体，而作为建筑外墙抗爆的唯一薄弱环节——疏散门，在爆炸发生时容易产生变形损坏，影响疏散门的正常开启，延误建筑内部的操作人员在爆炸发生后及时撤离爆炸现场。因此，疏散门不应迎着爆炸冲击波扩散的方向，即具有爆炸可能性的危险装置不应正对着控制室的疏散门布置。同时为了确保内部人员在爆炸发生后能够快速、安全的撤离，至少应沿控制室两个方向的外墙面开设安全疏散口。依据冲击波扩散的形态(以爆炸源为球心，同时向四面八方扩散)判断，当控制室处于爆炸装置的一侧时，至少能有两面外墙处于非“迎爆面”，这样也就满足了人员安全疏散口分设的要求。此外，控制室与装置之间的间距越小，墙体承受的爆炸荷载越大，反之亦然。因此，在确保有爆炸可能性的危险装置位于控制室的一侧时，还应加大控制室与装置之间的安全距离，减小爆炸荷载对抗爆墙的作用，从而降低工程造价。

其次，为了有效的保护控制室内的操作人员和控制设备的安全，抗爆控制室通常被设计成山墙面迎爆的单层矩形钢筋混凝土 “盒子”。原因在于爆炸时，爆炸荷载是以面荷载的形式直接作用在“迎爆面”的墙体上，“迎爆面”的墙体面积越小，它所承受的爆炸冲击力也就越小，对于整体控制室的抗爆越有利。因此在设计抗爆控制室时首先应该考虑尽可能的缩小“迎爆面”墙体的面积。由此产生的以外墙面积最小的山墙面迎爆，成为了抗爆控制室在总平布置时不错的选择。同理，当外墙长度相同时，单层的墙体面积明显小于多层，也就是说单层控制室更有利于抗爆。

再次，当一个区域内的可燃气体浓度达到一定限值时，整个充满这种气体的区域都会存在爆炸的可能。因此，为了避免可燃气体在抗爆控制室周围聚集，其场地标高应高于相邻装置区的地坪。如果场地条件宽裕，可以沿控制室的外墙布置向外倾斜的整体护坡并将所有的室外台阶、坡道嵌入其中。这样能够有效的减小台阶、坡道与爆炸冲击波的迎接面积，降低因爆炸毁坏的可能性。

最后，为了避免控制室因爆炸冲击波的作用产生固体飞溅物造成次生灾害，故其外墙上不能设置雨篷、挑檐等悬挑构件;而女儿墙也必须采用钢筋混凝土结构直檐口形式，高度仅以满足屋面泛水需要即可;“迎爆面”的外墙上不应开设雨落水口。非“迎爆面”外墙的雨落水管也应选用铸铁管而非在爆炸时易产生碎片的U-PVC管。

2.功能用房的组成与建筑高度的控制

抗爆控制室的建筑功能用房应该仅以满足装置操控设备以及为各类设备提供动力、温湿度调节设备的安置为根本，避免将与控制室无直接关系的功能房间安排在建筑内，如会议室、更衣室等。究其原因都是由其自身的抗爆性能决定的。首先，从节能角度来说，由于抗爆要求，所有外墙上都不得开设通风窗，故所有房间的通风换气都必须依靠空调解决。对于重要的房间如操作室、机柜间等空调系统都要求恒温恒湿。而对于一般用房如会议室，由于使用频率不高，如果和重要房间并用同一套空调系统就会产生即使房间没有使用，也不得不进行新风换气的情况，造成资源浪费。而这样的房间越多，需要额外增加的新风机组的负荷也就越大，同时购置新风机组的资金投入也会随之增多。因此，为了解决这一问题，暖通设计人员通常会在使用频率不高的房间内单独设计空调机，但由于房间没有通风窗，空气无法通过窗户缝隙对流，加之单个空调机的循环风量较小，房间的通风死角会很多，整个房间的舒适程度就不会高。由此推断，无论采用以上哪种供排风方式，对于抗爆控制室内使用频率不高的房间而言都在节能和使用上存在着不合理性。其次，此类房间布置得越多，空调机房的机组负荷也就越大，同时需要占用的室内空间也会相应加大。这样，无形之中增加了建筑体量又会导致建筑的整体抗爆能力降低。最后，由于抗爆控制室的单方工程造价一般都远高于普通建筑，表面上看，只是简单地增加了几间功能房间，但是在实际工程中却是抗爆墙体工程费用的直线增长，加之空调设备的投入加大就此产生的工程总造价也会成倍增加。但是，在工程建成后的使用過程中，此类房间也许会因为舒适程度欠佳，渐渐被人放弃使用，造成二次浪费。为此，最好的解决方法就是杜绝布置此类房间，只安排控制室本身功能所需的用房，如操作室、机柜间、UPS电源间、空调设备间，急救设备间及交通空间。

控制建筑高度就是在控制工程造价。而对于抗爆控制室而言，同时也是在改善建筑的抗爆性能。建筑高度中除了使用房间的净高外，其余如室内外高差、结构梁、板高度，设备净空尺寸等都是可以进行精细化设计的。如设备净空尺寸它又包括通风管的高度，通风管与上部结构梁、下部通风口的距离。首先，根据风量计算出风管的截面积，再根据截面高宽比计算出风管的最小高度，加上风管上下部所需的最小净空高度后，就可以得出设备净空尺寸的最小值。但这些尺寸的精细化设计往往不是一个专业就能完成的，它需要暖通、结构、自控、电气专业的相互配合才能实现，缺一不可。

3.建筑构造的细节设计

抗爆最主要的措施来自于钢筋混凝土外墙和屋面构成的防护外壳。它将控制室内的人员、设备严密的罩在其中，保护着他们的安全。而在整个抗爆过程中，帮助“保护罩”提前吸收掉部分爆炸冲击波的能量、减小其变形对室内造成的次生破坏是建筑抗爆构造设计的重中之重。

1)保温材料的选择

作为吸收爆炸冲击波、保护抗爆墙的重要措施，应选择具有变形能力的保温材料。如XPS板、酚醛板等。同时，还要保证处于爆炸危险环境中的保温材料能够具有耐热、不燃等特性，因此，酚醛板作为不燃烧材料比难燃的XPS板更加适合用于抗爆控制室外墙的吸能、节能设计中。

2)抗爆门的选用

在抗爆能力相同的情况下，通往室外的抗爆门应以能够方便内部人员快速开启的原则进行选择。如手轮式门锁的抗爆门，在开启时需要人工操作转动手轮，耗费的时间多，不利于爆炸后人员的迅速撤离。感应式门锁的抗爆门是由控制器、电源、磁力锁、进出门禁来一起控制，虽然控制系统复杂，但当内部人员需要开门时只需手推或背靠感应部位，就能方便、快速的开启门扇。因此，从使用便捷程度来说，感应式门锁的抗爆门更适合用作抗爆控制室的疏散外门。

3)变形缝的设置

“保护罩”的变形会对室内吊顶产生水平向推力，为了防止吊顶受到挤压后脱落伤人，应在其靠近外墙一侧留出足够宽的变形缝。同理，为了防止地面产生挤压破坏，地面与外墙内表面相接处也要留有变形缝，缝内采用柔性材料嵌填。

4.结语

总平布置，功能用房的精简、细节构造的处理共同构成了控制室的抗爆精细化设计，它以“安全、经济、适用”为设计目标，为提高建筑抗爆能力、控制工程造价提供了设计方向。

参考文献

1.石油化工控制室抗爆设计规范 SH/T 3160-2009

2.建筑内部装修设计防火规范 GB50222-95

作者：赵珺 刘天琪