（廣東茂名石化設計院，茂名 525011）
劉建軍

　　摘要：對石油、化工庫消防系統設計中，系統的確定和選擇、設計參數的選用、消防設備的選型和設置等問題做了較詳盡的介紹。
　　關鍵詞：石油；化工；油庫；消防；消防設計
　　中圖分類號：TU988.1
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：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

　　隨著社會經濟的高速發展，能源等基礎設施如大中型石油、化工庫的興建此起彼伏。這些貯庫發生火災，其火勢迅猛，火災造成危害大，如果不采取有效措施，則有發生爆炸的危險。為保障人民生命財產不受損失，做好石油、化工庫的消防設計就成為重中之重，必須引起設計人員的高度重視。現就北海恒久石油、化工庫的消防設計談一點體會。

1 貯庫情況簡介

　　碼頭為化工庫和油庫共用碼頭：5000DWT級。油庫區包括4個5000m³和2個2000m³的燃料油罐，5個5000m³柴油罐，油泵房及油品裝車臺。化工庫區包括4個3000m³97#—汽油罐，4個5000m³酒精罐，2個2000m³二甲苯罐，2個2000m³甲醇罐，化工泵房及化工裝車臺。輔助裝置區包括消防水池、消防泵房、變壓器、配電房、電機房、油罐車庫房、鍋爐房、綜合樓、修理車庫及物資庫、污水處理系統等。

2 消防設計

2.1 庫區總平面布置
　　根據庫區火災危險性分析可知，輔助設施、庫區屬甲B、丙A、丙B類火災，火災危險性大，為滿足生產、保證安全需要，總平面布置接生產裝置、貯運設施功能分區，結合生產需要、火災危險性、地形、風向等條件布置的總平面，其布局和防火間距完全符合《石油化工企業設計防火規范》（GB 50160－92）的要求。庫區道路設計成環形車道。
2.2 水消防設計
　　2.2.1 火災次數：同一時間發生1起火災考慮。
　　2.2.2 消防水量：最大罐冷卻水量：61L/s；三個鄰近罐冷卻水量：36.6L/s；水槍掩護水量：15L/s；總水量：112.6L/s。碼頭裝卸區消防水量：45L/s；船艙冷卻消防水量：80L/s。
　　2.2.3 火災延續時間：按6h計算。
　　2.2.4 消防水池：3000m³，消防水池補充水源平時為井水，著火時為海水，平時消防泵的運行用淡水。
　　2.2.5 消防給水系統的確定
　　該庫區離市區較遠，市區的消防力量不能在有效的時間內趕到現場滅火，決定了此庫區的消防以“自救為主、外援為輔”的消防方針，故將消防給水系統設為固定消防冷卻水系統。
　　2.2.6 消防給水系統的選擇
　　消防給水系統的方式有多種，包括恒高壓系統、臨時高壓系統、穩高壓系統、低壓給水系統。
　　庫區周圍沒有現成的高壓水系統管線和高位水池可接，不設固定消防水泵加壓就不能滿足消防庫區消防水量、水壓的要求；而低壓消防給水系統完全靠消防車加壓滅火，這與實際情況不符，也不能滿足庫區的消防需要，故恒高壓系統、低壓給水系統不能作為本設計所選方案。
　　臨時高壓系統、穩高壓系統均為本設計的可行方案，為了能更好的選擇最佳方案，現對這兩種方案特點進行比較（表1）。

表1 臨時高壓系統與穩高壓系統特點對比表 系統類型 消防水箱 固定消防泵起動方式 消防水泵啟動按鈕 臨時高壓系統 需要 手動 需要 穩高壓系統 不需要 自動、手動 不需要

　　從表中可以看出穩高壓系統較臨時高壓系統具有如下優點：
　　①不需要設置消防水箱及消防水泵啟動按鈕，減少了土建造價及消火栓啟動按鈕和消防泵連接的電纜，達到降低投資的目的；
　　②固定消防泵啟動完全是自動，就避免了在緊急情況下忘記啟動按鈕造成消防泵不能及時啟動延誤滅火等不安全因素；
　　③消防設施集中放在泵房里，維護管理均比較方便。
　　但也存在如下缺點：①如果管網壓力＞1.0MPa，由于壓力高導致管網泄漏加大，造成穩壓泵經常啟動，造成管理及運行費用增加。②管網的施工要求比較高。
　　為了充分利用穩高壓的優點，將穩壓泵控制的壓力降低，即運行壓力范圍是0.3－0.5MPa，故本設計采用改進后的穩高壓給水系統。
　　2.2.7 消防給水系統的組成
　　該系統包括穩壓泵2臺（1用1備）；消防主泵3臺（2用1備）；連動控制設備；供水管網和滅火設備。
　　2.2.7.1 主消防泵
　　依庫區的實際情況，消防泵不具備雙動力電源，用柴油機泵或由柴油機發電的電動泵做為備用泵，一旦電動消防泵的電力源因故障切斷時，應發出聲光報警信號，并應在30s內自動由電動消防泵切換到柴油機泵，同時應配備供柴油機泵用6h的油箱，消防供水壓力為1.1MPa。
　　2.2.7.2 穩壓泵
　　考慮到著火時能盡快啟動消防主泵，穩壓泵的流量不宜過大，一般取流量為80L/min，穩壓值為0.3～0.5MPa。
　　2.2.7.3 穩壓泵、消防主泵的切換與并用
　　當穩壓泵在管網壓力0.5MPa，穩壓泵停止工作，由于管網泄漏壓力下降到0.3MPa時，穩壓泵開始工作，當穩壓泵在管網壓力由于著火下降到0.2MPa時，第一臺消防主泵啟動，10s后第二臺開始啟動，60s后壓力沒有達到設計值，或由于以上兩臺中的一臺泵有故障，第三臺消防泵啟動。
　　2.2.8 管網及消火栓、消防炮的設置
　　陸域部分：管網在整個庫區環形布置（埋地），閥門數量布置接控制4－5個消火栓來定，消火栓的數量按間距40－50m定，均為地上式消火栓，罐區四周均布設置消防水炮8門PSD40（Q=40L/s，P=0.8Mpa，射程H≥58m）。
　　碼頭部分：消防水管沿棧橋明設，在碼頭裝卸區設置室外消火栓箱3個，消防水炮3門PSD40，用于著火油艙的冷卻。
2.3 泡沫消防設計
　　2.3.1 泡沫液的選擇：化工庫貯罐貯料為甲B類極性溶劑，故選擇YEK－6型聚合抗溶性泡沫劑；泡沫液供給強度：1.5L/(s.m²)；泡沫液供給時間：40min；泡沫混合液量：最大罐泡沫混合液量：96L/s；撲救零星火災泡沫混合液量：24L/s；泵至泡沫發生器的管道泡沫混合液量：14.7m³；碼頭裝卸區撲救零星火災泡沫混合液量：32L/s；船艙滅火所需泡沫混合液量：96L/s；泡沫液總量：18.7m³。
　　2.3.2 泡沫滅火用水總量：310m³
　　2.3.3 泡沫消防系統的確定：本庫屬獨立的商業石油、化工油庫，按規范要求設置固定式低倍數泡沫消防系統，泡沫消防系統方式包括環泵式比例流程和壓力式比例流程，這兩種流程均為成熟的技術。
　　環泵式比例流程：該流程的比例混合器安裝在水泵的出水管與吸水管的旁通管路上，利用噴射泵的原理，比例混合器產生負壓，將泡沫按比例吸入，送到水泵吸水管，通過水泵攪拌作用形成泡沫混合液，送至空氣泡沫發生器產生泡沫進行滅火。該流程要求水泵進水壓不應大于3.0m水柱，以保持泡沫液處于負壓吸入狀態，比例混合器吸液口比泡沫液貯罐的最低液面不得高于1m，以保證吸液率達到混合比要求。壓力式比例流程：該流程把泡沫液貯罐和比例混合器設在水泵的出水管路上，一股水進入泡沫液貯罐，利用水壓將罐內的泡沫液壓入管道進入比例混合器，同時又利用比例混合器的噴射作用吸入泡沫液，使泡沫和水按一定的比例混合，配制成混合液送至泡沫發生器產生泡沫進行滅火。根據本庫區的實際情況提出如下兩種方案：
　　方案一：碼頭和庫區均采用環泵式比例流程；
　　方案二：庫區采用環泵式比例流程，碼頭采用壓力式比例流程；
　　碼頭著火時泵站提供的泡沫混合液、消防水量見下表2。

表2 碼頭著火時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

　　庫區最大罐著火時泵站提供的泡沫混合液、消防水量見下表。

表3 庫區最大罐著火時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（碼頭消防著火所需冷卻水量）選泵，泡沫混合液泵按128L/s（碼頭消防著火所需泡沫混合液量）選泵；方案二：消防水泵按245L/s（碼頭消防著火所需冷卻水量和碼頭泡沫滅火所需水量）選泵，泡沫混合液泵按120L/s（最大酒精罐著火泡沫混合液量）選泵。
　　二種方案比較如下：
　　①方案二消防水泵需要大流量的消防泵或需增加一臺泵并聯工作。
　　②方案二壓力比例混合器設在碼頭，增加了消防按紐、控制壓力比例混合器電動閥至消防泵房的電纜，也就增加了投資。
　　③方案二壓力泡沫貯罐不論從泵房單獨引出壓力水管還是從陸域的消防給水管網引出壓力水管，均增加管網部分投資。
　　④方案二消防設施分散，維護管理均不便。
　　⑤碼頭距消防泵站小于300m，方案一泵啟動后泡沫混合液到碼頭的時間小于5min，綜上所述，泡沫消防系統采用方案一。
　　2.3.4 泡沫消防系統的組成
　　該系統包括泡沫混合液泵3臺，2用1備，比例混合器3臺（PH64），2用1備，泡沫貯罐2座（V=10m³），泡沫滅火劑（YEK－6型聚合抗溶性泡沫劑），泡沫消火栓箱，泡沫炮．啟動泡沫混合液泵消防按鈕（分散在罐區和碼頭）。
　　2.3.4.1 管網及泡沫栓、泡沫炮的設置
　　陸域部分：管網在整個庫區環狀布置（埋地），閥門數量布置接控制4－5個泡沫栓箱來定，泡沫栓箱的數量按間距40－50m定，罐區四周均布設置泡沫炮8門PPD48（Q=48L/s，P=0.8MPa，射程H≥60m）；碼頭部分：泡沫混合液管沿棧橋明設，在碼頭裝卸區設置泡沫栓箱4個，泡沫炮兩門PPD48，用于著火油艙的滅火。

3 滅火器設置

　　干粉磷酸鹽ABC滅火器（以CO₂或氮氣作動力發射），二氧化碳滅火器。
3.1 干粉型（推車式25kg2個，手提式8kg77個）。
3.2 CO₂型（手提式7kg10個）布置在變壓器、配電房、鍋爐房。

4 另外具體設計中注意如下幾個問題

4.1 為了測試泵的需要，必須在消防水池和泵房之間設回流管。
4.2 因消防泵開啟時，流量小，揚程高，為了保障管網和消防設施，在泵出水口設超高壓泄壓裝置，管網高處設排氣閥，低處設放空間。
4.3 泡沫混合液泵和消防給水泵合建在一起，盡量選同型號泵，便于運行、管理、操作。

參考文獻：
　　[1]吳國芳．貯罐區消外設計若干問題[J]．煉油設計．1998(10)．
　　[2]武孝植，顧飛．液化石油氣，化學品綜合貯庫消防設計總述[J]．煉油設計，1998(10)．
　　[3]施洪昌．可燃液體貯罐區消防設計見解[J]．工業用水與廢水，1999，30(2)．

作者簡介：
　　劉建軍（1971—），男，助工．哈爾濱建筑大學給排水專業畢業。