张传燕,李振华

(国药集团重庆医药设计院有限公司,重庆 400042)

某原料药基地项目位于湖南省常德经济技术开发区,开发区尚德路以东,民建路以北,园区优先发展高科技、高附加值、技术密集型的工业企业。本项目属于化学药品原料药制造,污染防治技术成熟,与东部扩建区产业定位相符,拟建设用地面积约506.3亩,因该项目中涉及的环境影响、消防、节能、防雷、职业病危害防护设施设计等内容繁杂,需从总平面布置、工艺系统、设备及管道、电气、自控仪表及火灾报警、建构筑物、事故应急措施等方面进行安全设施设计,某原料药基地项目效果图如图1所示。

图1 某原料药基地项目效果图

该项目的原料药厂家为湖南洞庭药业股份有限公司,该公司为一家集科工贸于一体的综合性药业实体,止血药和精神病药是公司重点涉及的医药领域,止血药生产技术领先,发展内涵丰富,市场空间大,精神病药市场网络牢固,国内用药方向的开发潜力巨大。主要原料药产品氨甲环酸、氨甲苯酸、富马酸喹硫平、尼群地平、劳拉西泮、盐酸阿米替林、盐酸硫利哒嗪等远销十二个国家和地区;主要制剂产品富马酸喹硫平片、氨甲环酸针(片)、氨甲苯酸针(片)、盐酸氯丙米嗪片、盐酸阿米替林片、尼群地平片等在国内享有较高的知名度。

根据湖南洞庭药业股份有限公司近期发展需要,将“原料药国际化产业基地”一期项目分批实施,本次主要中间体车间五(中间体车间五(205))内建成1 000 t/a氨甲环酸1个产品的生产线,并配套建设危险品库一、危险品库二、危废库一、综合楼、污水处理站及配套的公辅工程。对照《精细化工企业工程设计防火标准》(GB 51283—2020),建设项目产品属于精细化工产品分类中的“15 医药 化学原料药”,因此建设项目属于精细化工建设项目。根据《中华人民共和国安全生产法》《危险化学品建设项目安全监督管理办法》《湖南省安全生产条例》等要求,建设项目在初步设计时,应当编制安全设施设计专篇。

经前期研究发现,建设项目属于原料药配套生产设施,由于新药产品的化学结构日趋复杂,常需要开发特殊的有机药物中间体以适应环保日趋严格的要求,为此很多公司利用与外部资源的合作加工形式来得到所需的全部原料药、中间体的开发和生产,项目生产的重大疾病防治创新药物和新型给药技术及药物新剂型等高技术产品均被列为鼓励类项目,符合国家相关产业政策,但是从国内外相关生产情况来看,也存在一定的安全风险。相关研究表明[1-5],合理的安全设施设计能够最大限度降低风险,减少灾害带来的财物损失,避免因为各种事故引起人员伤害。因此,对某原料药基地在安全设施设计中的一些布置方案予以重点研究和关注。

1 全厂平面及竖向布置的主要安全设计

在平面布置方面,建设项目建设用地略呈矩形,西北面布置危险品库(213、214)、锅炉房(215)、北面偏西为储罐区一(由防火堤分隔为两个罐区单元)、制氢站212(旁边两个氢气储罐10 m3×2)、溶媒回收一～二;西南布置生产车间201～208、动力站209、210;中部北面和北面中央污水处理站及预留用地、普通库房211、311;中部南面布置综合辅楼401和综合楼;东北面布置预留危废品库312、预留特殊危险品库、预留储罐区二、溶媒回收三～四、危险品库(313、314、315);东南布置原料车间301～308、动力站309、310。厂区由中间体车间五(205)与215之间的道路旁引入一根天然气管道,经污水处理站东面,延污水处理站西侧埋地敷设至焚烧炉装置,总平面图布置图如图2所示。

图2 总平面图布置图

在出入口布置方面,按照药品生产质量管理规范(GMP)的要求及人流最短捷及物流最短捷的原则,厂区共设置3个人流出入口,2个物流出入口。厂区中控室位于综合楼,区域控制室设置于动力站一(209),远离生产车间,减少了发生事故时人员损失。动力站布置在厂区中部位置,位于临近用电负荷大而集中的地方,减少了电缆长度、线损。仓库与罐区集中布置于厂区边缘地带,便于集中管理,同时靠近厂外运输线路,方便运输。厂房集中布置,节约用地。各生产车间采用长方形设计,空间利用率高,通风、排气、散热、除尘效果较好。车间楼梯间、或有爆炸危险的区域与相邻区域连通处,设置门斗或前室等防护措施并采用甲级防火门分隔。屋顶局部采用轻质屋面板,保证泄压面积满足泄压要求。厂区围绕主体建筑设置运输和消防共用的环形道路,道路宽度不小于6 m,净空高度不小于5 m,道路转弯半径12 m,环状布置,确保消防车辆畅通无阻。

在其他设计方面,项目整个场地基本平整,厂区按平坡式布置,不设台阶。界内设有雨水排水系统,排水暗渠连接排水管网,按场地坡向就近排入厂区雨水管道。各生产车间内布局按工艺流程的顺序排列,各生产环节之间紧密衔接,合理地组织物流,同时还有效地减少物流交叉对生产组织的影响;主要产噪设备均布置于厂房内;公用工程设施和辅助设施紧邻主要生产单元,以便于水,电,气进线,减少能耗,降低生产成本。噪声与振动较大的生产设备如空压机、压缩机等尽量安装在底层,并采取有效的隔声和减振措施。在安装设备时进行减震设计,在设备底部采取隔振和减震措施;车间内针对不同的噪声源采取相应的隔音降噪措施,车间四周墙壁和顶部进行吸声、隔声处理;对于主要噪声源的机械设备加装隔声罩。厂区出入口路面标高高出厂外路面标高。各建筑室内地面标高比室外地面设计标高大0.3 m,室外装置区地坪的设计标高比相邻场地高0.15 m。变配电室、控制室均布置在爆炸危险区域范围以外,室内地面高出室外地面0.6 m。

经过合理的平面和竖向布置,能够减少意外灾害引起的财产物资和人身安全损失。

2 防火、防爆保护等设施的设计

项目主要有中间体车间一～八、综合辅楼、综合楼、危险品库一、危废库、动力站一～四、原料车间一～八和锅炉房等几个部分组成。项目厂房、仓库的高度、层数和每个防火分区的最大允许建筑面积必须符合《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。

在此以典型的中间体车间五(205)作为研究对象。总结资料发现,中间体车间五(205)为地上三层现浇钢筋混凝土框架结构,建筑消防高度23.95 m。建筑耐火极限为一级;生产火灾危险性类别为丙类,车间内设置的中间库房储存物品火灾危险性类别为丙类2项。经过研究,对其划分为2个防火分区,每个防火分区面积均小于规范规定要求的6 000 m2。丙类车间内任一工作点到最近安全出口的最大距离均没超过60 m,共设置2部封闭疏散楼梯和2部室外疏散楼梯,每个防火分区至少设有两个疏散口。经数据研究,中间体车间五(205)的防火分区一览表如表1所示。

表1 中间体车间五(205)的防火分区一览表

同时,该车间有爆炸危险的甲、乙类生产部位主要布置在厂房靠外墙的泄压设施附近,设置侧窗、轻质外墙、轻质屋面泄压。泄爆窗采用安全玻璃。泄压墙为127厚轻质增强纤维硅酸盐板,重量小于60 kg/m2。轻质泄压屋面采用压型钢板保温屋面,重量小于60 kg/m2,泄压面积按照《建筑防火设计规范》要求进行计算,各防爆区域实际泄压面积均大于计算泄压面积,爆炸危险区域与其他区域相连的隔墙采用240厚MU15混凝土配筋抗爆墙,连通门设置防护门斗。防护门斗使用面积大于4 m2,进深大于1.5 m,采用甲级防火门错位设置。防护门斗内设置正压通风,送风正压值25～50 Pa,能够满足该车间的泄压要求。

经过合理的防火、防爆等设施的设计和研究,能够最大限度降低事故带来的意外风险。

3 采取的其他安全措施

在针对性的安全设施以外,经过研究所采取的其他措施,是安全设计内容的重要补充。

3.1 一般性措施

在开停工、检修过程中,可能有可燃液体泄漏、漫流的设备区周围均设置不低于150 mm的围堰和导液设施。

厂区门口、危险路段、转弯路段设置限高、限速标牌和警示标牌,在道路两旁设置照明设施。

在严格控制场区绿化率的条件下,绿地的布置及植物种类的选择符合以下原则:加强办公区、主要出入口等人员较集中、活动较频繁地段的观赏性及美化效果;利于减弱事故的气浪及阻挡火灾的蔓延;利于建筑的遮阳;利于对有害气体、粉尘及噪声的屏蔽。不影响室外设备、装置的生产和检修安全;不影响行车视距。

在通风排风的安全设施设计时,车间、库房等设一般通风和事故通风,一般通风换气次数6～10次,防爆区设事故排风,换气次数设计为≥12次/h,排风机采用防爆风机。事故通风根据放散物的种类,设置相应的检测报警及控制系统,并与事故风机联锁,事故通风的手动控制装置在室内外便于操作的地点分别设置。排风换气次数如图3所示。

防爆门斗设置正压送风,正压送风系统设置备用风机,且通风机能自动切换。门斗内设置正压指示仪表和失压报警装置,且与正压送风系统连锁,当室内正压值低于25 Pa持续低于1 min后,应发出报警信号,并使备用风机自动投入运行。

爆炸危险场所设防直击雷、防雷电感应及防雷电波入侵等措施。防爆2区场所屋面设接闪带,车间内金属设备,构件及管道构架等构件与接地装置相连以防感应雷。将各装置低压电源电缆金属外皮、金属管道接地以防雷电波入侵。爆炸危险场所内所有平行管道相互距离较小时,每隔一定距离用连接线相互连接,将各阀门做好跨接和接地,以防静电积聚。各装置的防雷接地,防静电接地及电气设备接地等共用接地网,确保接地电阻小于规范要求。

3.2 防范自然灾害的措施

项目的室外排水采用分流制排水系统,根据雨污分流的原则分别设置室外雨水管网、室外污水管网。其中各单体污水单独收集至单体周围的收集池内,然后用泵加压上管架排入厂区环保站处理,室外雨水管网主要沿厂内主干道布置,并根据总图规划预留雨水检查井。项目生产污水经厂区污水处理装置处理达标后再排入市政污水管网,最后进入相应的城市污水处理厂处理达标后排放。雨水则经厂区内的雨水管网收集直接排入市政雨水管网。

园区已经过论证,厂址已避开断层、滑坡、泥石流、地下溶洞等发育地区。建设场地周边地势开阔,无重要建筑,周边环境简单,地貌为河流冲积平原,位于郯庐断裂带中,为全新世活动断裂,但场地覆盖层厚度大于60 m,可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响。项目对直径≥DN65 mm的管道设置抗震支吊架,抗震支吊架的设置原则为,刚性管道侧向抗震支撑最大设计间距12 m,纵向抗震支撑最大设计间距24 m,柔性管道减半。

3.3 消防设施

来自园区市政给水管网,市政给水引入管1根,管径DN250 mm,水压约0.10 MPa。

本工程在综合辅楼地下室设置总有效容积2 440 m3消防水池2座并连通。综合辅楼地下消防泵房内设置2台XBD8.0/70-L型消火栓加压泵,1用1备,流量70 L/s,扬程80 m;2台XBD8.0/60-L型喷淋加压泵,2用1备,流量60 L/s,扬程80 m;2台XBD4.0/60-L型水幕加压泵,1用1备,流量40 L/s,扬程60 m;本工程最高一栋建筑—中间体车间一屋顶设置18 m3高位水箱(箱底标高黄海高程55.900 m)及消防稳压设备2套(2台泵,1用1备,流量2 L/s,扬程30 m,配300 L稳压罐)。平时室内消防管网由屋顶水箱保证系统压力,消防时,由消火栓加压泵、喷淋泵和水幕泵加压供水。

因市政水源供水压力不足,市政水源仅供生活水箱、消防水池补水及绿化用水,其他生产、生活给水采用变频泵+水箱的方式供给:厂区动力站二、四给水泵房内分别设置有变频给水装置(Q=150 m3/h,H=40 m)及一座成品不锈钢水箱(有效容积200 m3)供水,共两套,下行上给,分区压力不大于0.35 MPa。

厂区室外设置DN250 mm的消火栓给水环网,DN300 mm的喷淋给水,DN200 mm的水幕给水环网。

消火栓距路沿的距离不超过2 m,布置间距不超过120 m。

各建筑从室外消火栓环网上引入2根DN100 mm的进水管,接入点压力0.70 MPa, 消防立管管径为DN100 mm,消火栓栓口动压不小于0.35 MPa,消防水枪充实水柱按13 m计,能够满足应急状态下消防用水的需求。

4 结论

(1)合理的平面和竖向布置,能够减少意外灾害引起的财产物资和人身安全损失。

(2)防火、防爆等设施的设计和研究,能够最大限度降低事故带来的意外风险。

(3)研究所采取的其他措施,能够作为安全设计内容的重要补充。