浅谈石油、化工油库的消防设计

（广东茂名石化设计院，茂名 525011）
刘建军

　　摘要：对石油、化工库消防系统设计中，系统的确定和选择、设计参数的选用、消防设备的选型和设置等问题做了较详尽的介绍。
　　关键词：石油；化工；油库；消防；消防设计
　　中图分类号：TU988.1
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455(2000)01-0048-03

An Approach to the Fire Fighting Designing
for Oil Tanks in Petroleum and Chemical Industries
LIU Jian-jun

　　Abstract:Detailed introductions are made to the defining and selection of the system in designing fire-fighting system for oil tanks in petroleum and chemical industries，the selection of design parameters，the selectionand installation of fire-fighting equipment，etc．
　　Keywords:petrochemical industry；oil storeroom；fire-fighting；fire-fighting design

　　随着社会经济的高速发展，能源等基础设施如大中型石油、化工库的兴建此起彼伏。这些贮库发生火灾，其火势迅猛，火灾造成危害大，如果不采取有效措施，则有发生爆炸的危险。为保障人民生命财产不受损失，做好石油、化工库的消防设计就成为重中之重，必须引起设计人员的高度重视。现就北海恒久石油、化工库的消防设计谈一点体会。

1 贮库情况简介

　　码头为化工库和油库共用码头：5000DWT级。油库区包括4个5000m³和2个2000m³的燃料油罐，5个5000m³柴油罐，油泵房及油品装车台。化工库区包括4个3000m³97#—汽油罐，4个5000m³酒精罐，2个2000m³二甲苯罐，2个2000m³甲醇罐，化工泵房及化工装车台。辅助装置区包括消防水池、消防泵房、变压器、配电房、电机房、油罐车库房、锅炉房、综合楼、修理车库及物资库、污水处理系统等。

2 消防设计

2.1 库区总平面布置
　　根据库区火灾危险性分析可知，辅助设施、库区属甲B、丙A、丙B类火灾，火灾危险性大，为满足生产、保证安全需要，总平面布置接生产装置、贮运设施功能分区，结合生产需要、火灾危险性、地形、风向等条件布置的总平面，其布局和防火间距完全符合《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160－92）的要求。库区道路设计成环形车道。
2.2 水消防设计
　　2.2.1 火灾次数：同一时间发生1起火灾考虑。
　　2.2.2 消防水量：最大罐冷却水量：61L/s；三个邻近罐冷却水量：36.6L/s；水枪掩护水量：15L/s；总水量：112.6L/s。码头装卸区消防水量：45L/s；船舱冷却消防水量：80L/s。
　　2.2.3 火灾延续时间：按6h计算。
　　2.2.4 消防水池：3000m³，消防水池补充水源平时为井水，着火时为海水，平时消防泵的运行用淡水。
　　2.2.5 消防给水系统的确定
　　该库区离市区较远，市区的消防力量不能在有效的时间内赶到现场灭火，决定了此库区的消防以“自救为主、外援为辅”的消防方针，故将消防给水系统设为固定消防冷却水系统。
　　2.2.6 消防给水系统的选择
　　消防给水系统的方式有多种，包括恒高压系统、临时高压系统、稳高压系统、低压给水系统。
　　库区周围没有现成的高压水系统管线和高位水池可接，不设固定消防水泵加压就不能满足消防库区消防水量、水压的要求；而低压消防给水系统完全靠消防车加压灭火，这与实际情况不符，也不能满足库区的消防需要，故恒高压系统、低压给水系统不能作为本设计所选方案。
　　临时高压系统、稳高压系统均为本设计的可行方案，为了能更好的选择最佳方案，现对这两种方案特点进行比较（表1）。

表1 临时高压系统与稳高压系统特点对比表 系统类型 消防水箱 固定消防泵起动方式 消防水泵启动按钮 临时高压系统 需要 手动 需要 稳高压系统 不需要 自动、手动 不需要

　　从表中可以看出稳高压系统较临时高压系统具有如下优点：
　　①不需要设置消防水箱及消防水泵启动按钮，减少了土建造价及消火栓启动按钮和消防泵连接的电缆，达到降低投资的目的；
　　②固定消防泵启动完全是自动，就避免了在紧急情况下忘记启动按钮造成消防泵不能及时启动延误灭火等不安全因素；
　　③消防设施集中放在泵房里，维护管理均比较方便。
　　但也存在如下缺点：①如果管网压力＞1.0MPa，由于压力高导致管网泄漏加大，造成稳压泵经常启动，造成管理及运行费用增加。②管网的施工要求比较高。
　　为了充分利用稳高压的优点，将稳压泵控制的压力降低，即运行压力范围是0.3－0.5MPa，故本设计采用改进后的稳高压给水系统。
　　2.2.7 消防给水系统的组成
　　该系统包括稳压泵2台（1用1备）；消防主泵3台（2用1备）；连动控制设备；供水管网和灭火设备。
　　2.2.7.1 主消防泵
　　依库区的实际情况，消防泵不具备双动力电源，用柴油机泵或由柴油机发电的电动泵做为备用泵，一旦电动消防泵的电力源因故障切断时，应发出声光报警信号，并应在30s内自动由电动消防泵切换到柴油机泵，同时应配备供柴油机泵用6h的油箱，消防供水压力为1.1MPa。
　　2.2.7.2 稳压泵
　　考虑到着火时能尽快启动消防主泵，稳压泵的流量不宜过大，一般取流量为80L/min，稳压值为0.3～0.5MPa。
　　2.2.7.3 稳压泵、消防主泵的切换与并用
　　当稳压泵在管网压力0.5MPa，稳压泵停止工作，由于管网泄漏压力下降到0.3MPa时，稳压泵开始工作，当稳压泵在管网压力由于着火下降到0.2MPa时，第一台消防主泵启动，10s后第二台开始启动，60s后压力没有达到设计值，或由于以上两台中的一台泵有故障，第三台消防泵启动。
　　2.2.8 管网及消火栓、消防炮的设置
　　陆域部分：管网在整个库区环形布置（埋地），阀门数量布置接控制4－5个消火栓来定，消火栓的数量按间距40－50m定，均为地上式消火栓，罐区四周均布设置消防水炮8门PSD40（Q=40L/s，P=0.8Mpa，射程H≥58m）。
　　码头部分：消防水管沿栈桥明设，在码头装卸区设置室外消火栓箱3个，消防水炮3门PSD40，用于着火油舱的冷却。
2.3 泡沫消防设计
　　2.3.1 泡沫液的选择：化工库贮罐贮料为甲B类极性溶剂，故选择YEK－6型聚合抗溶性泡沫剂；泡沫液供给强度：1.5L/(s.m²)；泡沫液供给时间：40min；泡沫混合液量：最大罐泡沫混合液量：96L/s；扑救零星火灾泡沫混合液量：24L/s；泵至泡沫发生器的管道泡沫混合液量：14.7m³；码头装卸区扑救零星火灾泡沫混合液量：32L/s；船舱灭火所需泡沫混合液量：96L/s；泡沫液总量：18.7m³。
　　2.3.2 泡沫灭火用水总量：310m³
　　2.3.3 泡沫消防系统的确定：本库属独立的商业石油、化工油库，按规范要求设置固定式低倍数泡沫消防系统，泡沫消防系统方式包括环泵式比例流程和压力式比例流程，这两种流程均为成熟的技术。
　　环泵式比例流程：该流程的比例混合器安装在水泵的出水管与吸水管的旁通管路上，利用喷射泵的原理，比例混合器产生负压，将泡沫按比例吸入，送到水泵吸水管，通过水泵搅拌作用形成泡沫混合液，送至空气泡沫发生器产生泡沫进行灭火。该流程要求水泵进水压不应大于3.0m水柱，以保持泡沫液处于负压吸入状态，比例混合器吸液口比泡沫液贮罐的最低液面不得高于1m，以保证吸液率达到混合比要求。压力式比例流程：该流程把泡沫液贮罐和比例混合器设在水泵的出水管路上，一股水进入泡沫液贮罐，利用水压将罐内的泡沫液压入管道进入比例混合器，同时又利用比例混合器的喷射作用吸入泡沫液，使泡沫和水按一定的比例混合，配制成混合液送至泡沫发生器产生泡沫进行灭火。根据本库区的实际情况提出如下两种方案：
　　方案一：码头和库区均采用环泵式比例流程；
　　方案二：库区采用环泵式比例流程，码头采用压力式比例流程；
　　码头着火时泵站提供的泡沫混合液、消防水量见下表2。

表2 码头着火时泵站提供的泡沫混合液、消防水量
L·S^-1 泡沫混合液量 消防水量 方案一 128 125 方案二 0 245

　　库区最大罐着火时泵站提供的泡沫混合液、消防水量见下表。

表3 库区最大罐着火时泵站提供的泡沫混合液、消防水量
L·S^-1 泡沫混合液量 消防水量 方案一 120 112.6 方案二 120 112.6

　　由表2、3可知，方案一：消防水泵按125L/s（码头消防着火所需冷却水量）选泵，泡沫混合液泵按128L/s（码头消防着火所需泡沫混合液量）选泵；方案二：消防水泵按245L/s（码头消防着火所需冷却水量和码头泡沫灭火所需水量）选泵，泡沫混合液泵按120L/s（最大酒精罐着火泡沫混合液量）选泵。
　　二种方案比较如下：
　　①方案二消防水泵需要大流量的消防泵或需增加一台泵并联工作。
　　②方案二压力比例混合器设在码头，增加了消防按纽、控制压力比例混合器电动阀至消防泵房的电缆，也就增加了投资。
　　③方案二压力泡沫贮罐不论从泵房单独引出压力水管还是从陆域的消防给水管网引出压力水管，均增加管网部分投资。
　　④方案二消防设施分散，维护管理均不便。
　　⑤码头距消防泵站小于300m，方案一泵启动后泡沫混合液到码头的时间小于5min，综上所述，泡沫消防系统采用方案一。
　　2.3.4 泡沫消防系统的组成
　　该系统包括泡沫混合液泵3台，2用1备，比例混合器3台（PH64），2用1备，泡沫贮罐2座（V=10m³），泡沫灭火剂（YEK－6型聚合抗溶性泡沫剂），泡沫消火栓箱，泡沫炮．启动泡沫混合液泵消防按钮（分散在罐区和码头）。
　　2.3.4.1 管网及泡沫栓、泡沫炮的设置
　　陆域部分：管网在整个库区环状布置（埋地），阀门数量布置接控制4－5个泡沫栓箱来定，泡沫栓箱的数量按间距40－50m定，罐区四周均布设置泡沫炮8门PPD48（Q=48L/s，P=0.8MPa，射程H≥60m）；码头部分：泡沫混合液管沿栈桥明设，在码头装卸区设置泡沫栓箱4个，泡沫炮两门PPD48，用于着火油舱的灭火。

3 灭火器设置

　　干粉磷酸盐ABC灭火器（以CO₂或氮气作动力发射），二氧化碳灭火器。
3.1 干粉型（推车式25kg2个，手提式8kg77个）。
3.2 CO₂型（手提式7kg10个）布置在变压器、配电房、锅炉房。

4 另外具体设计中注意如下几个问题

4.1 为了测试泵的需要，必须在消防水池和泵房之间设回流管。
4.2 因消防泵开启时，流量小，扬程高，为了保障管网和消防设施，在泵出水口设超高压泄压装置，管网高处设排气阀，低处设放空间。
4.3 泡沫混合液泵和消防给水泵合建在一起，尽量选同型号泵，便于运行、管理、操作。

参考文献：
　　[1]吴国芳．贮罐区消外设计若干问题[J]．炼油设计．1998(10)．
　　[2]武孝植，顾飞．液化石油气，化学品综合贮库消防设计总述[J]．炼油设计，1998(10)．
　　[3]施洪昌．可燃液体贮罐区消防设计见解[J]．工业用水与废水，1999，30(2)．

作者简介：
　　刘建军（1971—），男，助工．哈尔滨建筑大学给排水专业毕业。