合成药车间“防爆”与“洁净”问题的设计探讨

Discussion of Explosive Protection and Cleaning Design for Synthetic Medicine Shop

赵玉苹
四川长征医药工程设计有限公司

摘要：

    介绍医药化学合成车间如何处理“防爆”与“洁净”的关系，包括对总图、车间布置、土建、暖通、电气、设备、给排水等专业的工艺要求，工艺平面布置的具体措施以及精制、干燥、包装洁净区域的设计。

关键词：

合成药车间；平面设计；防爆；洁净；安全；GMP

阅读目录：

0 正文
1 厂房的总图布置
2 厂房平面布置
┣2.1 根据生产特点，确定合理的厂房结构和厂房型式
┣2.2 普通生产岗位防爆区域的布置
┣2.3 洁净生产岗位防爆区域的布置
┗2.4 辅助生产区域的布置
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正文

    在医药工业厂房的设计中，常会接触到用化学合成方法制造药物的生产工艺。由于其工艺复杂、反应多、生产过程中常需使用多种易燃、易爆的化学危险品，必须采取一系列的防爆措施，以保证生产的安全进行。另一方面，其原药成品的精制、干燥、包装等工序必须在相对密闭的洁净区域内完成，以保证生产出的药品符合要求。在这类合成药车间的设计中，作为“龙头”的工艺专业，如何协调好总图、土建、设备、采暖通风、给排水、外管等专业的相互关系、处理好“防爆”与“洁净”这一矛盾，是设计工作中很重要的一环。以下就合成药车间工艺平面设计谈谈自己的一些体会。

1 厂房的总图布置

    根据《建筑设计防火规范》规定，当甲类防火区域面积超过厂房总建筑面积5%以上时，整个厂房应按甲类防火要求进行设计。对照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB 50058-92)规范，合成药车间一般属于电气2区防爆厂房，工艺专业对其总图布置有以下要求：

    (1)合成药车间宜南北向布置，避免阳光曝晒而引起局部过热产生爆炸的可能。

    (2)合成药车间应考虑良好的自然通风，其厂房宜与主导风向垂直或不小于45°交角布置，并位于厂区主导风向的下风侧或平行风侧。

    (3)合成药车间的泄压面应避开人员集中的场所和主要交通道路。

    (4)合成药车间应严格按《建筑设计防火规范》要求，与各类建、构筑物保持安全的防火间距，特别注意与散发火花的地点间距应大于30m。

    甲、乙类厂房之间的距离，也应严格按相关规定执行，在此不作详述。

2 厂房平面布置

2.1 根据生产特点，确定合理的厂房结构和厂房型式

    合成药车间宜采用全框架钢筋混凝土结构的独立厂房，其外形一般有长方型、L型等。由于长方型厂房便于总图布置，节约用地，有良好的自然采光通风，便于设备排列，管线短捷，易于安排人物流出口等优点，因而在医药防爆厂房中得到普遍应用。为有效利用自然对流通风，多层厂房总宽度一般为12～18m，单层厂房不宜超过21m。

    厂房高度主要由工艺设备布置要求决定。笔者认为，在合成药车间平面布置时，最好采用单高层厂房，以便充分利用空间，设置多层操作平台以满足工艺设备位差的要求。通常将计量罐、高位槽、冷凝器等布置在最高层，主要反应罐布置在中层，受液槽、离心机、过滤器等布置在底层，充分利用高位差，保证工艺流程在垂直方向的连续性，以节约动力设施、降低建设投资。

2.2 普通生产岗位防爆区域的布置

    (1)在单层长方形防爆厂房中，有爆炸危险的普通生产场所宜布置在厂房靠外墙处，最好有两个外墙面，其平面布置一般有以下几种方式：

图1 几种防爆区域的平面布置形式

    以上几种方案，均可利用在外墙上设置一定面积的轻质墙体泄压。其泄压面积与厂房的比值为0.05～0.22㎡/m³。泄压面应避开人员集中的区域，并宜靠近容易发生爆炸的部位。

    如必须采用多层防爆厂房时，更应重视设置足够大的泄压面，并在各层楼面上设置一定面积的泄爆孔。泄爆孔的设置既可泄压，配合顶层的气楼可增强通风效果，降低易燃易爆气体浓度，同时还可兼作设备安装孔。对爆炸威力较强的生产，宜采用敞开或半敞开式厂房。

    (2)在普通生产岗位防爆区域应设置局部送排风装置和爆炸气体浓度探头，并使其相互连锁。若可燃气体比空气重，应在贴地300～500mm处设置一定数量的排风口，配合墙上部的局部排风，使气流分布均匀通畅，避免局部死角积聚，并使风机与危险气体浓度探头连锁，一旦浓度超标，可立即启动风机，加大排气量，迅速降低浓度。如万一发生火灾，风机系统可自动关闭，阻止火灾蔓延。

2.3 洁净生产岗位防爆区域的布置

    根据《药品生产质量管理规范》(GMP)规定，合成药车间精制、干燥、包装岗位需布置在洁净生产区内，该平面布置必须考虑防爆的要求。我们在设计中采取了如下措施：

    (1)洁净防爆区域的建筑要求：将精制、干燥、包装区域的局部防爆岗位靠建筑外墙设置，利用在建筑外墙上设置一定面积的轻质墙和玻璃窗泄压。防爆区与其它区域的隔断采用防爆墙(墙内衬彩钢板)，人员通过防爆门斗进行联系或操作。

    (2)洁净防爆区域的通风要求：根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)，洁净区内的防爆岗位空调采取直流式送风不回风以降低爆炸气体浓度。同时在防爆门斗内保持正压送风使爆炸危险区呈相对负压，防止有害气体窜到非防爆区。

    (3)洁净防爆区域的电气要求：严格遵循《建筑设计防火规范》，采用防爆、洁净型电气设施，对防爆厂房的所有金属构件有安全的防静电、防雷设计，洁净区及安全通道、安全门设置应急照明、疏散指示灯等。

    (4)洁净防爆区域的消防要求：在厂区内设置火灾自动报警系统，防爆区内设置可燃气体探测器。按相关规范布置室内外消火栓和消防器材。

    (5)防爆区域的排水要求：该区域内含有易燃或可燃液体的生产废水必须经过专用水封井后，方可排入厂区下水道。

2.4 辅助生产区域的布置

    合成药车间的空调机组室、配电室、空压机、真空泵等辅机室、值班室等与生产区联系密切的辅助岗位，在符合相应间距的条件下，应布置在生产岗位附近，以便管线最短，便于管理、节约能源。

图2 合成药车间(单层)工艺面布置示间图

    图2为一新建合成药车间(单层)工艺平面布置示意图，图中有一般防爆生产区、10万级洁净生产区(局部防爆)和辅助生产区，其分区明确，布局合理，人物流不交叉且走向顺畅。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)，设计采取在防爆门斗内保持正压送风，防爆区采取强制排风，将配电室的门布置在室外，另三面为240mm实体墙与防爆区相隔，并根据易燃气体轻于空气或重于空气的比重差异，使可燃气体释放源与辅助室开门处大于4.5m或15m间距等一系列措施，可使空调机组室及配电室等降为非危险区。根据《建筑设计防火规范》，合成生产区为半敞开式且两面靠外墙；空调机组及配电室布置在非危险区且紧邻洁净区，使管道短捷、便于管理。一般生产区的工作走廊到安全出口的距离＜30m，洁净生产区两安全出口分布在不同方向，符合规范要求。洁净区内的产品经医用塑料袋内包装、封口后，经传递窗传出洁净区装桶，再送厂区仓库，运输路线短。

    综合上述，合成药车间的平面设计必须顺应工艺流程，使之上下纵横相呼应，确保水平方向和垂直方向的连贯性，符合相关规范要求，工艺流畅、安全实用、人物流走向合理、节约能源。

收稿日期：2006-09-10
作者简介：赵玉苹，女，工程师，从事医药工艺设计工作。

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