作為石化裝置的“心臟”，控制室應(yīng)具備生產(chǎn)調(diào)度、數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場監(jiān)視、報警及應(yīng)急響應(yīng)、先進控制與優(yōu)化、 信息存儲及讀取、儀表維護、外部信息通信、仿真培訓(xùn)等需求。

01

總圖與位置

隨著控制與管理功能的融合，對控制室布置位置的要求有了明顯的改變，除了應(yīng)符合GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范（2018版）》和 GB50984-2014《石油化工工廠布置設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)控制室布置的基本要求外，還應(yīng)考慮以下幾個方面：

1）控制室應(yīng)為獨立建筑物，不宜靠近運輸物料的主干道布置，對于含有可燃、易爆、有毒、有害、粉塵、水霧或有腐蝕性介質(zhì)的工藝裝置，控制室宜位于裝置區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

2）控制室應(yīng)遠離高噪聲源，中心控制室、現(xiàn)場控制室的環(huán)境噪音應(yīng)不大于55dB，現(xiàn)場機柜室的環(huán)境噪音應(yīng)不大于60dB。

3）控制室應(yīng)遠離振動源和存在較大電磁干擾的場所，不應(yīng)與危險化學(xué)品庫、危廢品庫、放射源庫相鄰布置。

4）有人值守的控制室應(yīng)有明確、通暢的逃生路線。

5）控制室應(yīng)位于全廠區(qū)相對高處。在現(xiàn)有裝置中有因為控制室布置在低洼處導(dǎo)致暴雨后室外積水，而需要出動全廠消防車進行抽水的應(yīng)急處理案例。

02

房間布置與分區(qū)

控制室內(nèi)房間布置應(yīng)便于人員操作、觀察， 房間設(shè)置應(yīng)整齊實用，應(yīng)考慮操作人員的聯(lián)絡(luò)和視覺效果，便于維護。對于全廠綜合性控制室， 應(yīng)該采用分區(qū)設(shè)計的原則，一般可以按以下原則分區(qū)：

1）過程控制和安全保護任務(wù)區(qū)。該區(qū)主要用于對現(xiàn)場控制、保護功能的實現(xiàn)。

2）交接班工作區(qū)。

3）管理任務(wù)及相關(guān)任務(wù)區(qū)。該區(qū)用于儲存交接班記錄、備忘錄等。

4）監(jiān)督任務(wù)及相關(guān)工作區(qū)。該區(qū)應(yīng)考慮合作團隊中操作人員和監(jiān)督人員之間的級別差異、全過程的觀察對人員的隱私保護等。

5）分析（診斷）任務(wù)及相關(guān)任務(wù)區(qū)。該區(qū)應(yīng)考慮多人共同會議、討論問題需要的設(shè)備設(shè)置。

6）歸檔任務(wù)及相關(guān)任務(wù)區(qū)。該區(qū)用于放置歸檔所用設(shè)備以及其他可能的管理工作任務(wù)需要的設(shè)施，如使用個人計算機等電子輔助設(shè)備。

7）通行和來訪者的管理及相關(guān)的任務(wù)區(qū)。該區(qū)應(yīng)考慮工作通行和來訪者通行的區(qū)別，應(yīng)滿足高峰時間通行要求并能保持操作室內(nèi)的環(huán)境安靜。還需要考慮房間內(nèi)緊急救護、應(yīng)急等設(shè)備，辦公用品的運輸和應(yīng)急出口通道；為專業(yè)來訪者和普通來訪者設(shè)計不同的通道，盡可能減少其路線對操作可能造成的干擾，為普通來訪者提供觀察廊等快速安全的條件，為專業(yè)來訪者提供專用條件，使其能察看顯示器的顯示內(nèi)容。

8）設(shè)備和維護區(qū)。該區(qū)應(yīng)考慮生產(chǎn)商、供應(yīng)商、維護工程師等相關(guān)人員之間的密切合作需求。

9）服務(wù)區(qū)。該區(qū)中應(yīng)考慮人員休息、廚房或餐飲、個人物品存儲區(qū)、工具放置、洗衣房、浴室、 盥洗室等。

10）其他區(qū)域。如會議室、學(xué)習(xí)培訓(xùn)室、第三方人員工作室等。上述功能相同區(qū)域的房間應(yīng)盡量集中布置。區(qū)域之間的通道應(yīng)便捷、安全、互不影響。

03

控制室抗爆

隨著國家相關(guān)法規(guī)、標準的實施和落實，抗爆要求已經(jīng)成為目前控制室設(shè)計中的關(guān)注重點；由于石化、化工裝置處理的介質(zhì)通常具有易燃易爆的特性，近年來國內(nèi)外也發(fā)生過多起危害重大的爆炸事故，后果極其嚴重，包括人員傷亡、財產(chǎn)和經(jīng)濟損失，有的爆炸事故甚至造成了惡劣的社會影響；為了保證操作人員的安全和控制系統(tǒng)的正常運行并能確保在事故發(fā)生后裝置能安全有序停車，控制室在評估確定需要時應(yīng)采用抗爆設(shè)計，抗爆設(shè)計的首要目的是為室內(nèi)人員提供一定的安全防護，還要確保在發(fā)生爆炸時控制室本身不會因為坍塌或建筑物碎片飛濺造成危險因素，另外是在事故發(fā)生時保障裝置的正常運行，當(dāng)一個裝置發(fā)生事故時不應(yīng)影響其他裝置繼續(xù)安全運行或有序停車。

爆炸對控制室的影響數(shù)據(jù)是由安全專業(yè)根據(jù)工藝、設(shè)備等相關(guān)專業(yè)提供的各裝置物性參數(shù)、布置情況，綜合各裝置與控制室之間的環(huán)境條件等因素，經(jīng)過專用軟件計算、分析匯總得出的。近年來在工程項目中，上述計算方法已得到成熟應(yīng)用。

對于抗爆控制室的電纜入口等洞口處，外墻的開洞尺寸不應(yīng)大于1.0ｍ，洞口間凈距應(yīng)大于洞口寬度；開洞應(yīng)采取整體抗爆密封措施，并能抵抗相應(yīng)的爆炸荷載。

根據(jù) GB50984-2014《石油化工工廠布置設(shè)計規(guī)范》的條文說明，對于蒸氣云爆炸（VCE），也可以采用距離防護的措施，如建筑物沒有防護措施，控制室與可能爆炸源的距離不小于200ｍ。

04

人性化設(shè)計

人性化設(shè)計應(yīng)落實到所有專業(yè)中，貫穿在設(shè)計全過程，確保使用人員有一個良好的、心情舒暢的工作環(huán)境。可以從操作使用、照明、環(huán)境、通風(fēng)等幾個方面考慮。

操作使用應(yīng)符合人體工學(xué)原理，操作臺高度和寬度，操作臺之間的間距，大屏幕和顯示器的尺寸與位置關(guān)系，機柜之間和機柜與墻之間的距離等都應(yīng)滿足人工操作、觀察的要求；對于檢修、維護所需要的必要空間也應(yīng)該考慮周全。

通常來說，人均操作臺的寬度應(yīng)不小于1.0ｍ；顯示器與操作員的最佳觀察距離為500~550ｍｍ，操作站的尺寸應(yīng)確保工藝數(shù)據(jù)在操作人員的最佳水平直接視野范圍內(nèi)，顯示器不宜大于26英寸（１英寸＝ 25.4ｍｍ）；操作人員覺察作業(yè)的良好視區(qū)應(yīng)在雙眼的直接視野范圍內(nèi)，有效視區(qū)應(yīng)在雙眼的眼動視野范圍內(nèi)，操作人員監(jiān)視作業(yè)的良好視區(qū)應(yīng)在雙眼的直接視野范圍內(nèi)，有效視區(qū)應(yīng)在雙眼的眼動視野范圍增加10°。

對于報警等信息，應(yīng)設(shè)置在操作人員的觀察視野范圍內(nèi)。房間內(nèi)應(yīng)照度均勻，強度滿足作用面的使用要求，燈具不應(yīng)直接射向顯示器；當(dāng)可能產(chǎn)生眩光時，可采用直流供電、將鄰近的照明燈具接到不同的相序上或?qū)⒄彰鞴庠词褂酶哳l電源等方法來解決。室內(nèi)墻面應(yīng)不積灰，不反光；墻面顏色宜為淺色，色澤自然；墻面應(yīng)為啞光飾面，表面反射率不宜過高；不使用高飽和色、高對比度、強反射性和黑色、暗色或深色涂料；房間的透光口應(yīng)采取遮陽設(shè)施。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有控制系統(tǒng)對溫、濕度適用性已經(jīng)大幅度提高，因此對控制室溫、濕度的控制主要考慮人員的感受?？煞謪^(qū)域進行溫度控制，機柜間和操作室的控制溫度應(yīng)按照實際生產(chǎn)要求采用不同設(shè)定值，有人值守的房間一般設(shè)定在15~28℃，無人值守的房間可適當(dāng)放寬以滿足節(jié)能要求。相對濕度控制在30％～70％，當(dāng)房間內(nèi)濕度大于70％時操作人員容易產(chǎn)生氣悶急躁等情緒；濕度小于30％時環(huán)境中容易產(chǎn)生靜電，均會對操作有所影響。

當(dāng)控制室采用集中空調(diào)系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)實際運行狀況制定季節(jié)轉(zhuǎn)換期節(jié)能運行方案及操作規(guī)程；對人員密集的區(qū)域，應(yīng)根據(jù)實際需求制定新風(fēng)量調(diào)節(jié)及操作方案；應(yīng)對集中空調(diào)控制系統(tǒng)的傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等進行日常維護保養(yǎng)，并按工況變化調(diào)整控制模式和參數(shù)?？刂品块g內(nèi)溫差、溫度變化率和風(fēng)速，距地面0.1～1.1ｍ的垂直溫差不大于３℃，溫度變化率小于５℃／ｈ，濕度變化率小于６％／ｈ；操作大廳中央空調(diào)出風(fēng)口的位置應(yīng)避免直接吹向操作人員，平均風(fēng)速小于0.15ｍ／ｓ。

要統(tǒng)籌規(guī)劃新風(fēng)、換氣量，應(yīng)保證室內(nèi)氧氣含量的充沛，在定員狀態(tài)下避免環(huán)境中CO?含量超標。要研究室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境和中央空調(diào)系統(tǒng)的匹配關(guān)系，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境可能存在如打印機室、電池室等污染源時，空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)先考慮分開設(shè)置。對裝置氣體環(huán)境條件應(yīng)加以重視，除SO?，H?S，Cl?，NOz等介質(zhì)可能對控制系統(tǒng)的腐蝕有影響外，當(dāng)裝置或環(huán)境中含有HF，NH?，O? 等強氧化劑或強還原劑時，將會對控制系統(tǒng)的腐蝕有額外顯著影響。當(dāng)環(huán)境中含有腐蝕性氣體時，濕度對控制系統(tǒng)的腐蝕性也有影響，控制系統(tǒng)工作的理想濕度為50％，當(dāng)濕度每超過10％時，意味著對電子設(shè)備的腐蝕性提高一個等級。應(yīng)重視裝置位置與海洋的關(guān)系，海洋鹽霧環(huán)境氣體對控制系統(tǒng)同樣有顯著腐蝕性影響。

控制室內(nèi)的噪音，應(yīng)采用隔音結(jié)構(gòu)和吸音材料，避免噪音對人員的干擾。控制室內(nèi)衛(wèi)生間的設(shè)置也是設(shè)計方和業(yè)主要求可能出現(xiàn)的分歧之一，對于現(xiàn)場機柜間，由于使用不頻繁，會導(dǎo)致衛(wèi)生間配置的化糞池干枯而容易損壞，并且下水管道不能及時沖洗而導(dǎo)致環(huán)境中出現(xiàn)異味或者滋生蚊蟲，十分不利于后續(xù)進入房間的人員的使用。比較理想的方案是設(shè)置區(qū)域性集中衛(wèi)生設(shè)施，該方案已經(jīng)在石化裝置有推廣應(yīng)用趨勢。

05

控制室安全

安全來源于設(shè)計，來自于落實和管理?？刂剖业陌踩珣?yīng)該落實到設(shè)計工作的方方面面，應(yīng)遵循設(shè)計安全、使用安全的原則。當(dāng)可燃氣體或有毒氣體有可能從空調(diào)新風(fēng)引風(fēng)口處、電纜溝和電纜橋架進入控制室的洞口處進入控制室時，應(yīng)設(shè)置氣體探測器；采暖通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)運行信號及公共報警信號宜引入控制系統(tǒng)監(jiān)視；安裝有控制系統(tǒng)、儀表設(shè)備的房間不應(yīng)采用熱水采暖；供暖及回水管道、消防水管道、生活供水及回水管道不應(yīng)穿過機柜間。

在使用安全方面，除了從控制室布置、建筑物抗爆等方面考慮外，還應(yīng)該從工藝操作、維護人員的使用安全，控制系統(tǒng)的應(yīng)用安全等多角度考慮。

需要明確控制室的火災(zāi)危險等級和耐火等級，確定控制室爆炸沖擊波峰值入射超壓值等關(guān)鍵參數(shù)；制定切實可行的事故應(yīng)急方案；從技術(shù)發(fā)展和事故發(fā)生的可能性分析，控制室內(nèi)敷設(shè)電纜的阻燃要求，具有發(fā)熱元器件的控制系統(tǒng)和儀表機柜內(nèi)部溫度監(jiān)控報警的設(shè)置等均需認真分析；在滿足相關(guān)要求的情況下，對控制室內(nèi)電纜采用電纜防火繃帶或電纜防火涂料也是可行的防火措施之一。

控制室采用抗爆結(jié)構(gòu)時，在控制室外是否設(shè)置檢修爬梯、如何設(shè)置也需要設(shè)計中多專業(yè)共同討論，并與業(yè)主充分溝通達成共識；根據(jù) GB/T 50779-2022《石油化工建筑物抗爆設(shè)計標準》的要求，當(dāng)建筑物爆炸沖擊波峰值入射超壓小于6.9kPa時，可以設(shè)置檢修爬梯；但當(dāng)入射超壓大于6.9kPa時，標準中沒有明確的方案，因此檢修爬梯的設(shè)置方案需要結(jié)構(gòu)等專業(yè)專項研究后確定。

中心控制室人員辦公密度很高，是僅次于辦公大樓的建筑物，應(yīng)具備清晰、安全、通暢的撤離路線。控制室內(nèi)設(shè)置無線信號增強設(shè)施的目的是保證與外界的正常通信。當(dāng)控制室設(shè)置隔離前室時，在隔離前室內(nèi)設(shè)置報警裝置或無線信號增強器，以保證與外界的正常通信。曾經(jīng)有過技術(shù)人員因為隔離前室故障而導(dǎo)致被困在隔離前室。

06

控制室消防

消防設(shè)計除了滿足國家有關(guān)的標準要求外， 也應(yīng)該符合地方性法規(guī)的規(guī)定。

根據(jù)GB50160-2018《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準（2018年版）》的要求，控制室、現(xiàn)場機柜室應(yīng)設(shè)置氣體型滅火器。

對于中心控制室消防器材設(shè)置方面，考慮到中心控制室24ｈ有人值班，一旦出現(xiàn)火情，值班人員能及時發(fā)現(xiàn)盡快撲救；中心控制室設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，發(fā)生火災(zāi)時探測系統(tǒng)能立刻發(fā)出報警，使相關(guān)人員及時采取措施；當(dāng)采用固定氣體滅火設(shè)施并使用CO?等窒息性氣體作為滅火劑時， 一旦啟動，需要控制室內(nèi)人員立即撤離，可能導(dǎo)致裝置控制系統(tǒng)因無人監(jiān)護而癱瘓，可能引發(fā)二次火災(zāi)或造成更大事故。因此，中心控制室設(shè)置室外消火栓、移動式滅火器，中心控制室的操作大廳不設(shè)自動噴水系統(tǒng)和室內(nèi)消火栓，機柜間內(nèi)不設(shè)置單獨的消防設(shè)施。雖然安全型滅火系統(tǒng)（如ＩG-541）已經(jīng)得到了成功使用，但當(dāng)采用全淹式氣體滅火系統(tǒng)時，還是應(yīng)該同時配備專用空氣呼吸器或氧氣呼吸器。

07

個性化設(shè)計

控制室設(shè)計還應(yīng)該結(jié)合裝置所屬地、后續(xù)發(fā)展計劃、使用人員受教育程度和信仰、業(yè)主經(jīng)驗總結(jié)等要求，確定控制室的備用空間、人均使用面積，同時需要考慮特殊操作需求，如立式操作站、多個共享顯示器；殘疾人通道、滿足民族文化要求的祈禱室等也應(yīng)該在設(shè)計前明確。

對控制室進行無死角監(jiān)控，對機柜間設(shè)計風(fēng)淋室、玻璃鋼活動地板等個性化設(shè)計也在一定范圍得到了應(yīng)用。

總之，隨著經(jīng)濟發(fā)展、技術(shù)進步和國家社會各界對裝置安全要求的重視，石化裝置中控制室的重要性已經(jīng)越發(fā)凸顯；應(yīng)從設(shè)計的早期階段進行詳細規(guī)劃，各方進行充分討論，需求明確，總結(jié)經(jīng)驗，各專業(yè)設(shè)計中密切協(xié)作，結(jié)合現(xiàn)場情況，才能設(shè)計出滿足用戶需求、便于操作使用的控制室，更為裝置的自動化、智能化、數(shù)據(jù)實時化、信息共享化提供進一步的安全和技術(shù)保障。

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來源：摘選自：石油化工自動化第60卷第3期分享的《石油化工裝置控制室設(shè)計的探討》