石油化工企业整体抗爆墙设计

对石油化工企业来说，控制系统是一个重要的生产环节。作为整个工厂或装置生产的指挥中心，控制室在发生爆炸事故时，必须能对操作者和控制设备提供充分的保护，以保证在灾难发生时不能正常工作，不会引起二次灾害。

在石油化工装置中可能发生的爆炸，包括蒸气云爆炸、压力容器爆炸、浓缩物爆炸、粉尘爆炸等。尽管爆炸有很多种形式，但是目前主要针对的是蒸气云爆炸。水蒸气云是易燃易爆气体泄漏后在空气中形成的一种气团，因为蒸气云能在空中自由飘动，所以其爆炸位置和方向有很大的不确定性。

爆震产生的最大特点是爆震能量突然间释放出压缩能量，形成爆震荷载，爆震荷载传给建筑物。因为爆炸波在空气中形成之后，在传播过程中强度衰减的很快，与爆炸源的距离不同，建筑物形成的冲击波压力也不一样。一般来说，爆炸会在邻近区域形成冲击波，并在远距离形成压力波。

爆炸性冲击参数

用来确定爆炸载荷代表值的参数主要是：冲击波入射峰超压Pso峰和正压作用时间。而在国外，一般由专业咨询公司结合石油化工设备特点、平面布置(主要是泄漏点)、风向等因素，利用安全模拟分析软件，模拟计算建筑物所在位置的爆炸冲击波参数。与之相比，目前国内还没有国家、行业强制性法律、法规规定对爆炸危险进行评估，因此国家标准规范参照美国ASCE，第5.3.1条给出了未经评估的两个参量的参考值：激波入射超压最大值69kPa，在20ms的正压作用时间范围内，冲击入射超压的最大值为21kPa，正压作用时间为100ms。前一种情况相当于一个球在自由空气中爆炸[1UStonTNT在离中心距离30.5(100ft)处]产生一种与直径60m、4m含6%乙烷的气爆气体爆炸，距离中心75m处产生的冲击波超压。

基本规范抗爆炸结构设计。

2.1设计原理

按国家标准规范设计的控制室，在一次爆炸荷载作用下，可能发生局部损坏，经一般修复后，可继续使用。也就是说，在爆炸动荷载作用下，允许结构构件进入弹塑性状态，用动态分析的方法确定结构构件的变形，其变形计算包含了延性比和支座转角的计算。设备爆炸产生的冲击波超压特性和破裂力具有不确定性，因此，在进行力学计算的基础上，抗爆震设计应更加重视概念设计，从建筑布局、结构选型、材料选择、结构整体性、超静定等多方面综合考虑。

2.2设计方法

根据国家标准第5.1.1条，抗爆控制室结构在爆炸荷载作用下的动力分析，可以近似地用单自由度系统进行动力分析或等效静载分析。等效静载荷分析法是将爆炸转化成等效静载荷，再由传统的结构设计法进行设计，并按GB规范附录A给出了等效静荷载公式。对静荷载进行等效分析时，采用了结构件弹性阶段的设计方法，不允许进行塑性形变，爆炸性载荷为瞬时载荷，无论爆炸载荷的动态特性如何，其加载过程和作用时间都具有本质上的区别，这必然会出现设计过于保守、材料浪费、成本高的问题。简单地说，单自由度系统的动力分析方法是将建筑物中各部分结构构件全部简化为单自由度构件进行动力分析，爆炸荷载作用下允许构件发生塑性铰，进入弹塑性工作阶段，设计以控制构件变形为主。这一设计方法充分体现了抗爆震设计的性能设计思想，能在满足安全性的前提下最大限度地兼顾经济性，是当前抗爆设计的最佳方法。