天然氣調(diào)壓站建筑安全設計的探討

1、天然氣調(diào)壓站建筑安全設計的探討1 引言北京市擁有全國最大的燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)，天然氣在城市能源結(jié)構(gòu)中所占的比例舉足輕重，是首都人民安全生產(chǎn)和和諧生活的重要保障。調(diào)壓站是燃氣管網(wǎng)主要構(gòu)成因素之一，是調(diào)節(jié)和穩(wěn)定燃氣管網(wǎng)壓力的重要市政設施，也是城市市政建設與發(fā)展的一個標志。調(diào)壓站屬于有爆炸危險的甲類廠房， 調(diào)壓站的合理設計關(guān)系著首都主要能源的供給，關(guān)系著首都生產(chǎn)的正常運行，關(guān)系著首都人民生活的質(zhì)量。截至 2007 年，北京市現(xiàn)有調(diào)壓站 613 座。其中高壓 14 座，高中壓 50 座，中低壓 549 座。這些調(diào)壓站的建設和發(fā)展不但見證了首都燃氣事業(yè)從無到有，由萌芽起步到蓬勃壯大，也是調(diào)壓站設計隨著生產(chǎn)規(guī)模

2、的擴大和技術(shù)革新而不斷完善的實際體現(xiàn)。 燃氣調(diào)壓站 (以下簡稱調(diào)壓站 )設計中安全防火間距的設置、建筑結(jié)構(gòu)選型和防火、防爆的構(gòu)造節(jié)點的處理是衡量調(diào)壓站設計是否合理的主要方面，本文是筆者根據(jù)多年從事燃氣配套設施設計工作的親身體會，將主要從這 3 方面對地上調(diào)壓站的設計進行分析和探討， 以供專家和同行指正。 2 北京市調(diào)壓站設計的發(fā)展歷程 1958 年 1987 年，北京市人工煤氣時代。 調(diào)壓站以中、低壓 (管道設計壓力： 0.2MPaP0.4MPa)為主，結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。 1987 年 1997 年，北京市引進華北油田天然氣，即天然氣發(fā)展起步階段。次高壓 B 調(diào)壓站 (管道設計壓力： 0.4

3、MPa P0.8MPa)出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。 1997 年 2000 年，北京市引進陜甘寧天然氣市內(nèi)建設和擴建階段。這一階段的調(diào)壓站以次高壓A(管道設計壓力：0.8MPaP 1.6MPa)調(diào)壓站居多，結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。2000 年 2007 年，隨著北京市對天然氣需求的快速增長，城市燃氣的發(fā)展進入新的發(fā)展時期。燃氣使用范圍日益擴大， 供氣重點不再限于民用， 而是轉(zhuǎn)向發(fā)電、采暖、空調(diào)、汽車燃料和工業(yè)。高壓調(diào)壓站(管道設計壓力： 1.6MPaP 4.0MPa)應運而生，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架(排架 )結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)。3 調(diào)壓站的安全防火間距3.1 防火間距的概念防火間距是防止著火建筑的輻

4、射熱在一定時間內(nèi)引燃相鄰建筑，且便于消防撲救的間隔距離。3.2 調(diào)壓站設計所遵循的現(xiàn)行國家標準建筑設計防火規(guī)范)(GB50016-2006)，以下簡稱建規(guī)；城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范(GB50028-2006)，以下簡稱燃規(guī) ；高層民用建筑設計防火規(guī)范(GB50045-95)，以下簡稱高規(guī)。3.3 調(diào)壓站的生產(chǎn)類別和耐火等級天然氣的主要成分是甲烷，比空氣輕，是一種易燃易爆氣體。當空氣中含 5%-15%濃度的天然氣時，遇火就會爆炸。根據(jù)建規(guī)表3.1.1 生產(chǎn)的火災危險分類及其條文說明5 條，判定調(diào)壓站為甲類廠房。建規(guī)表廠房的耐火等級、層數(shù)和防火分區(qū)的最大允許建筑面積，明確調(diào)壓站的耐火等級為二級。雖然建規(guī)的

5、第條規(guī)定：建筑面積小于 300m2 的獨立甲、乙類單層廠房，可采用三級耐火等級的建筑；但是燃規(guī)的第條規(guī)定：地上調(diào)壓站的建筑物耐火等級不低于二級。因此，調(diào)壓站不論建筑面積大小，設計時都應按照耐火等級為二級考慮。 3.4 調(diào)壓站的安全防火間距設計安全防火間距的確定，主要是基于滿足火災撲救需要、防止火災向鄰近建筑蔓延擴大、節(jié)約用地的綜合考慮結(jié)果。由于調(diào)壓站具有易燃、易爆的特點，其建設與城市安全及土地利用密切相關(guān)。安全防火間距在調(diào)壓站總平面設計中至關(guān)重要，直接決定著調(diào)壓站及其周邊建筑和環(huán)境的安全，也關(guān)系到土地使用的合理性， 調(diào)壓站總平面設計的原則是： 密切結(jié)合總規(guī)、 分規(guī)、控規(guī)和詳規(guī)等各規(guī)劃階段成果的

6、同時，還要考慮近期建設和遠期發(fā)展及改、擴建問題，力求近期緊湊，遠期滿足。調(diào)壓站總平面的安全防火間距設計的依據(jù)為： 建筑設計防火規(guī)范(GB50016-2006)，表。 城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 (GB50028-2006)，表。 高層民用建筑設計防火規(guī)范 (GB50045-95)，表。盡管建規(guī)條文說明指出：對于建筑防火設計中涉及專業(yè)性強的行業(yè)的防火設計，除執(zhí)行建規(guī)外，還應符合現(xiàn)行的國家行業(yè)標準。但是以上三個表格中的任一表格，在實際設計中都不能夠以一蓋全，單獨使用。其因有二，一是各規(guī)范的安全防火間距的編制依據(jù)不同，如： 燃規(guī)中調(diào)壓站 (含調(diào)壓柜 )與其他建、構(gòu)筑物水平凈距的規(guī)定，是參考了荷蘭天然氣調(diào)壓站建

7、設經(jīng)驗和規(guī)定； 二是各規(guī)范的修訂補充和替換時間不一致。所以，在實際工作中需要設計人仔細斟酌，仔細領會規(guī)范的規(guī)定和要求。對比建規(guī)表、燃規(guī)表和高規(guī)表，可以看出，有關(guān)調(diào)壓站距民用建筑的防火間距的規(guī)定， 建規(guī)表中的規(guī)定與燃規(guī)表中的規(guī)定不相同。建規(guī)表中甲類廠房距民用建筑 (一、二、三、四耐火等級 )的安全防火間距為 25m；燃規(guī)表中是分別將不同調(diào)壓裝置入口燃氣壓力級制的地上調(diào)壓站距重要公共建筑、一類高層民用建筑和建筑物外墻面的防火間距做了規(guī)定。但是，燃規(guī)表中地上調(diào)壓站距 “建筑物外墻面 ”的防火間距的一欄中并未明確 “建筑物外墻面 ”的建筑物的性質(zhì)，建筑物指的是廠房建筑還是除重要公共建筑、一類高層民用建

8、筑以外的民用建筑，在規(guī)范的條文說明中也沒有給出界定。另外， 高規(guī)根據(jù)高層建筑的使用性質(zhì)、火災危險性、疏散和撲救難度等將高層建筑分為一類和二類，燃規(guī)表中卻沒有體現(xiàn)地上調(diào)壓站距二類高層民用建筑的水平凈距。筆者認為，調(diào)壓站防火間距的確定應該具體問題具體分析。首先，應優(yōu)先遵循燃規(guī)中的規(guī)定，當燃規(guī)不能滿足實際設計需要時，還應當參考和采納建規(guī)和高規(guī)中的有關(guān)規(guī)定。基于這個原則，各規(guī)范中的一些不明確之處。 可以通過以下辦法解決： 燃規(guī)表中調(diào)壓站 (含調(diào)壓柜 )與其他建筑物、構(gòu)筑物水平凈距中 “建筑物外墻面 ”的建筑物可視為除重要公共建筑、一類高層民用建筑以外的民用建筑。二類高層民用建筑與調(diào)壓站的防火間距應與調(diào)壓站同 “建筑物外墻面 ”的防火間距一致； 近年隨著市場對天然氣需求的快速增長，北京市供氣重點不再限于民用，而是轉(zhuǎn)向發(fā)電、采暖、空調(diào)、汽車燃料和工業(yè)生產(chǎn)用氣，天然氣需求的快速增長，使建于供大型供熱廠和以天然氣為燃料的大型工業(yè)園區(qū)內(nèi)調(diào)壓站的需求量同步增長。關(guān)于建規(guī)表中甲類廠房距各類廠房的防火間距的規(guī)定應指建于大型工業(yè)廠區(qū)內(nèi) (燃氣供熱廠、工業(yè)生產(chǎn)用戶的廠區(qū)等 )的調(diào)壓站與廠區(qū)內(nèi)各類生產(chǎn)廠房的防火間距。 表 1建筑設計防火規(guī)范 (GB50016-2006)表廠房之