關于對金屬冶煉建設項目安全設施設計編寫的思考

李四梅，劉 麗

(昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

《中華人民共和國安全生產法》第二十八條明確規定生產經營單位新建、改建、擴建工程項目(以下統稱建設項目)的安全設施，必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用，安全設施投資應當納入建設項目概算。《建設項目安全設施“三同時”監督管理辦法》第十條規定生產經營單位在建設項目初步設計時，應當委托有相應資質的初步設計單位對建設項目安全設施同時進行設計，編制安全設施設計。可見，安全設施設計是建設項目“三同時”重要組成部分，是建設項目順利實施的保證。該文以作者近幾年工作中接觸的項目為例，對金屬冶煉項目安全設施設計編寫中幾個需要注意的問題進行總結和思考。

1 前期準備工作

1.1 項目背景分析

項目背景主要包括建設項目的性質、規模、工藝流程、產品方案、選址、總平面布置、項目配套、公輔設施以及項目投資和技術經濟指標等。對于項目背景的分析，以下三個方面值得關注。

1)建設項目的性質是改建或擴建的項目，需要單獨分析建設項目對原有設備設施的利用情況和原有設備設施對建設項目的滿足(符合)程度以及新增設備設施平面布設的安全距離是否滿足相關標準。

2)建設規模除了說明原料的年處理量(或產物的生產量)，還要說明生產產品的執行標準以及原料的來源，特別是對于進口原料，要對其毒性、腐蝕性、放射性等做出詳細說明并進行存儲、使用過程的安全設施設計。

3)建設項目選址需要相應的地勘報告作為補充，并符合《工業企業總平面設計規范》和《工業企業設計衛生標準》的要求。總平面布置：①是重點說明項目與周邊環境的相互影響情況，列出安全距離符合性檢查對照表，標明安全衛生防護距離、防火間距、風向以及常駐人口數；②是項目建構筑物、消防通道、設備設施之間的安全距離是否滿足相關規范要求。

除此之外，對整個工藝流程和設備工作原理的掌握、生產設備性能的了解、市場前景的預測和政策走向的把控也是十分重要的。

1.2 設計依據的標準和規范

安全設施設計的編制依據主要包括4部分內容：①建設項目的批準文件和相關合法性證明，如投資備案證、項目批復、審查意見等；②項目建議書、設計任務書、可行性研究報告、地勘報告等；③國家和地方有關安全生產的法律法規、部門規章以及行業的相關標準和規范；④建設項目的安全預評價報告。

根據建設項目的性質、類別和特點，歸納收集項目涉及的法律法規、標準和規范。同時，判斷標準和規范的時效性、適用性和可靠性，參照最新版本的規范進行安全設施設計，且優先參照使用行業標準。

近年來，國家、行業標準更新替換較為頻繁，及時掌握最新標準動態對我們提高安全設施設計的質量是必不可少的。對于金屬冶煉項目而言，常用的《中華人民共和國消防法》(主席令第二十九號，第二次修訂，2019年4月23日實施)、《冶金企業和有色金屬企業安全生產規定》(安監總局91號令)、GB 18218—2018《危險化學品重大危險源辨識》、《金屬冶煉企業禁止使用的設備及工藝目錄(第一批)》(安監總管四〔2017〕142號)、《工貿行業重大生產安全事故隱患判定標準(2017版)》(安監總管四〔2017〕129號)、GB 50016—2014《建筑設計防火標準(2018版)》、GB/T 8196—2018《機械安全防護裝置固定式和活動式防護裝置設計與制造一般要求》、GB/T50046—2018《工業建筑防腐蝕設計標準》等文件和標準都已更新并實施。

1.3 專業配合

金屬冶煉建設項目安全設施設計專篇的編制需要多個專業的配合，除了主體工藝專業，還需要總圖專業、土建專業、給排水專業、電氣專業、暖通專業、熱工儀表專業、收塵專業、機修專業、環保專業以及技經概算專業等多個專業的參與。

安全設施設計編制過程中，堅持“工藝專業主編，輔助專業支撐，項目總師協調”的原則，不應單依靠一個專業就完成整個專篇的編制工作。對建設項目中涉及到的某一具體專業的潛在危險因素和重大危險源，應由該專業人員提出防范措施，并進行安全設施設計。

2 安全設施設計編寫重點

2.1 危險源、危險場所及設備設施危險辨識

根據GB 18218—2018《危險化學品目錄(2015版)》《危險化學品重大危險源辨識》對項目中涉及到的危險化學品的實際貯存量和相對臨界量進行危險源辨識，判斷項目中所涉及的危險化學品的數量是否構成重大危險源。注意區分生產(儲存)單元中的危險化學品是單一品種還是多品種。若危險化學品實際數量已超過相應的臨界量，還需進一步進行重大危險源分級指標的計算，從而確定重大危險源級別。

對危險場所和設備設施危險辨識需要對整個生產工藝流程充分的掌握，按照工藝流程開展系統性辨識，這是編寫安全設施設計的關鍵所在，包括投入和產出物料的分析、燃料的性質、三廢的處理、每一道工序之間的銜接、設備的結構和工作原理等。參照《工貿行業重大生產安全事故隱患判定標準(2017版)》(安監總管四〔2017〕129號)，通過對整個工藝流程的掌握，進一步辨識項目中存在的危險設備、危險場所和由此引起的安全事故隱患。

同時，列表說明重點危險場所和設備設施的位置以及與其他設施的安全距離和采取的相應安全防護措施，并對重大危險源、重點危險場所及設備設施采取檢測與監控措施，對其進行重點防范和監控。

2.2 安全設施設計采取的防范措施

安全設施設計采取的防范措施是整個專篇的核心章節，主要包括以下幾部分的內容。

1)危險物料安全措施。對于金屬冶煉項目而言，常常涉及到高溫熔融金屬、高溫金屬熔渣、高溫氣體等，這亦成為金屬冶煉類項目的一大顯著特點。高溫爐料極易引發遇水(潮)噴濺、燙傷、灼傷，甚至引發火災和爆炸事故。常用的安全防護措施有：在熔融金屬儲存、運輸區域保持干燥，不得有積水，防止上方管線、設備存在“跑冒滴漏”隱患；在易產生高溫熔融金屬泄漏的生產區域設置警示標識、警示欄或者安全圍堰，實施有效的安全距離防護措施；在有高溫氣體流經的區域須要設施相應的隔熱措施。

在危險物料中，還需要對有毒有害、易燃易爆氣體進行濃度檢測、區間泄漏等監測預警。常見的此類氣體有：煤氣、天然氣、氧氣、氫氣、氮氣、二氧化硫、一氧化碳以及設備檢修中用到的乙炔瓶和氧氣瓶。以煤氣為例：在可能發生煤氣泄漏、聚集的場所設置固定煤氣檢測報警儀和安全警告標志，并嚴格執行GB6222《工業企業煤氣安全規程》。進入煤氣區域作業的人員，應當攜帶便攜式一氧化碳檢測報警儀，配備空氣呼吸器，并由企業安排專門人進行安全管理。

2)工藝流程及設備設施。工藝流程中，需對每一個反應工段容易引發的危險事故進行分析并提出相關防范措施，特別是濕法冶金工藝浸出、凈化、電解工段中無組織廢氣的排放和處理。項目生產設備本身應具備必要的防護、凈化、減振、消音、保險、聯鎖、信號、監測等可靠的安全、衛生裝置。對有突然超壓或瞬間爆炸危險的設備，設置符合標準要求的泄壓、防爆等安全裝置。

根據《工貿行業重大生產安全事故隱患判定標準(2017版)》(安監總管四〔2017〕129號)和《金屬冶煉企業禁止使用的設備及工藝目錄(第一批)》(安監總管四〔2017〕142號》的規定和要求，存在粉塵爆炸危險的行業領域，其除塵系統應規范采用泄爆、隔爆、惰化、抑爆等任一控爆措施。

冶金爐冷卻水系統應設置溫度、流量、壓力檢測報警裝置；同時應有應急冷卻水源或有應急水泵備用電源等應急保護裝置。若冷卻系統發生漏水進入爐子內部，會引發惡性爆炸事故；冷卻系統若斷水，易引發爐子燒穿事故，導致爐內高溫熔融金屬及熔渣泄漏，繼而引發火災、爆炸等惡性事故。

3)公用和輔助設施。公用和輔助設施主要涉及電氣安全、消防、能源介質及動力安全、給水與排水、采暖通風以及自動控制設施等。

電氣安全措施中需根據GB50058—2014《爆炸危險環境電力裝置設計規范》以及AQ3009—2007《危險場所電氣安全防爆規范》的有關規定，并結合項目各生產工藝及儲存設施的設置情況，確定爆炸性危險區域。金屬冶煉項目通常涉及到的爆炸危險區域通常為2區(爆炸性氣體危險場所)、22區(爆炸性粉塵危險場所)。

消防措施，首先要明確項目生產過程中可能引發的火災種類，對于金屬冶煉項目而言，A類、B類、C類、D類、E類5類火災均有可能發生，通過火災類型選用配置滅火器類型，例如：鋅粉引發的火災事故，可采用干粉、干砂滅火，禁止使用水基型滅火器和泡沫型滅火器，并詳細計算最小需配滅火級別和滅火器設置點數(數量)。

同時，明確室內外消防用水量，核算新建(原有)高位消防水池、消防水箱存儲的水量以及消防管網的水壓能否滿足消防需求。消防措施嚴格按照GB50016《建筑設計防火標準》、GB50630《有色金屬工程設計防火規范》、GB50140《建筑滅火器配置設計規范》等標準執行。

2.3 安全設施設計主要附件及圖表

金屬冶煉建設項目安全設施設計主要附件有：安全設施設計委托書、項目立項(批復)文件、安全預評價報告等。

附圖部分是安全設施設計最直觀的表現形式，主要附圖依次為：建設項目區域位置圖、廠區總平面布置圖、主要生產工藝布置圖、工藝設備平面布置圖、管道布置圖等。項目區域位置圖要標明項目與周邊單位、社區的距離，考慮項目所在地周邊是否有敏感因素以及周邊環境的安全防護距離。總平面布置圖標明重大危險源以及重大傷亡半徑、重點危險場所及設備設施的位置，并畫出風玫瑰圖。工藝設備平面配置圖標明主要危險、有害因素、設備設施之間的安全間距和預留檢修場地的情況。

附表包括主要設備表、特種設備表、安全設施一覽表等。主要設備表中除了新增設備，還要考慮項目對原有設備的利用情況以及原有設備設施的安全性能是否滿足現有要求，對其進行安全

性能檢測。特種設備表需標明特種設備的安全附件或安全保護裝置，如起重機械的超載保護裝置、極限位置限制器、緩沖器等，壓力容器、壓力設備的安全閥、壓力表、流量計等，氣瓶的瓶帽、安全泄壓閥、液位計、防震圈、充裝限位裝置等安全防護措施。

3 結 語

金屬冶煉項目與其他工貿行業相比而言，工藝復雜、流程冗繁、中間產物多、危險因素多、管理難度大。安全設施設計從源頭上減少和防止安全事故的發生，借助安全設施設計開展危險源辨識、風險評估，采取安全對策措施以及相應的應急預案措施，可以推動設計過程中風險管理活動的開展，為實現建設項目全生命周期的安全平穩運行打下了堅實基礎，實現冶金企業的安全生產。