劉偉
(中國石油撫順石化分公司 石油一廠，遼寧 撫順 113123)

　　摘要：結(jié)合新區(qū)消防給水系統(tǒng)改造工程實例，介紹了石油一廠新區(qū)臨時高壓消防給水系統(tǒng)改造為穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的情況。并就其優(yōu)、缺點和穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的技術(shù)問題作了必要的闡述。明確了穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)具有滅火冷卻及時，可靠有效的優(yōu)點。
　　關(guān)鍵詞：消防；臨時高壓消防給水系統(tǒng)；穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)
　　中圖分類號：TU998．1　　 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B　　 文章編號：1009-2455(2004)03-0057-03

　　煉油企業(yè)高塔林立，儲罐成群，裝置物料大多為易燃易爆物質(zhì)，具有燃燒速度快、火勢兇猛、擴(kuò)散蔓延快等危害性，所以潛在的火災(zāi)爆炸危險性極大，發(fā)生火災(zāi)后果慘重，因此做好消防工作意義重大。石油一廠是以加工高凝點、高含蠟沈北原油為主的國家大型骨干煉油廠，石油一廠外遷工程新區(qū)1997年8月建成投產(chǎn)，包括30×10⁴t／a酮苯脫蠟脫油，15×10⁴t／a 石蠟加氫，10×10⁴t／a糠醛精制，8×10⁴t／a白土精制，15×10⁴t／a石蠟成型等5套生產(chǎn)裝置及相應(yīng)的儲運、供熱、供水、供電、消防、污水處理、維修管理等配套輔助設(shè)施。新區(qū)投產(chǎn)時按照《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》建成了臨時高壓消防給水系統(tǒng)，滿足了當(dāng)時的消防要求。為了實現(xiàn)將撫順石化建成世界級石蠟生產(chǎn)基地的目標(biāo)，2003年中油集團(tuán)投資新建了40× 10⁴t／a酮苯脫蠟脫油裝置，按照《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》[1]GB50160-92(1999局部修訂條文)第7．3．11條規(guī)定，新區(qū)消防給水系統(tǒng)改造成獨立穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。

1 臨時高壓消防給水系統(tǒng)

　　新區(qū)1997年建成投產(chǎn)時，建成了臨時高壓消防給水系統(tǒng)。消防水管網(wǎng)和工業(yè)水管網(wǎng)用閥門和單向閥連通，保證消防管網(wǎng)內(nèi)的水不流向工業(yè)水管網(wǎng)。平時消防管網(wǎng)壓力保持在0.35 MPa左右，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，人工啟動消防泵，消防管網(wǎng)壓力升到不小于0.7MPa，達(dá)到消防給水壓力的要求，同時切斷消防管網(wǎng)和工業(yè)水管網(wǎng)的連通閥。
　　新區(qū)廠區(qū)占地面積為51hm²，根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》的規(guī)定，同一時間的火災(zāi)次數(shù)以一處最大火災(zāi)考慮，廠區(qū)最大火災(zāi)為酮苯裝置，用水量為150L／s，火災(zāi)延續(xù)時間不小于3 h，消防水池儲水量為2600m³，消防補(bǔ)給水為625m³／h；為了消防系統(tǒng)平時的測試需要和防止管網(wǎng)超壓，在消防泵出水管與消防水池之間設(shè)置了回流管。
　　煉油廠生產(chǎn)及儲存設(shè)施是消防重點和要害保護(hù)部位，因此消防主要對象為生產(chǎn)裝置及罐區(qū)。
　　生產(chǎn)裝置周圍布置環(huán)狀消防管網(wǎng)，設(shè)置地上式消火栓(SS100PN1.0MPa)；裝置內(nèi)高于15m框架平臺和塔區(qū)聯(lián)合平臺，設(shè)置消防給水豎管；由于酮苯脫蠟脫油裝置，其寬度大于120m，因此在裝置內(nèi)道路邊設(shè)置消防水管道系統(tǒng)，并設(shè)置地上式消火栓和切斷閥；撲救裝置內(nèi)火災(zāi)所需泡沫液由消防車供給。
　　油罐消防冷卻水由消防管網(wǎng)上消火栓供給。油罐泡沫消防采用半固定低倍數(shù)泡沫消防系統(tǒng)。發(fā)生火災(zāi)時，泡沫混合液由消防車供給，廠區(qū)最大泡沫液供給處為2000m³酮苯脫蠟脫油原料拱頂罐，供給量為32L／s。

2 穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)

　　新酮苯裝置區(qū)消防用水量為230L／s，火災(zāi)延續(xù)時間為3h，在新區(qū)消防系統(tǒng)改造工程中，采用了微機(jī)變頻調(diào)速穩(wěn)壓供水工藝：切斷工業(yè)水和消防水的連通閥，消防水管網(wǎng)完全獨立于工業(yè)水管網(wǎng)，利用現(xiàn)有的消防泵、消防泵房、消防水池和消防管網(wǎng)，新增穩(wěn)壓泵、變頻控制柜及二酮苯消防管網(wǎng)等消防設(shè)施組成穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，系統(tǒng)示意圖見圖1。

2．1 消防泵
　　原有消防泵型號為SM252-500，1用1備，Q=750m³／h，H=0.77MPa，N=250kW。消防泵采用雙回路供電。消防泵出口最大壓力不超過0.90MPa，管網(wǎng)的實際壓力比較接近設(shè)計壓力，不會發(fā)生滅火初期時的管網(wǎng)超壓現(xiàn)象。消防系統(tǒng)改造后，廠區(qū)最大火災(zāi)裝置酮苯脫蠟脫油由30× 10⁴t／a變?yōu)?0×10⁴t／a，消防用水量由150 L／s上升為230 L／s。根據(jù)泵的流量-揚程性能曲線可知，改造后消防泵仍可滿足揚程為0.75MPa時，流量達(dá)828m³／h的系統(tǒng)范圍內(nèi)最大消防用水量的要求。
2．2 穩(wěn)壓泵
　　新增設(shè)穩(wěn)壓泵選用高層建筑給水泵80DL50-20(I)× 4，Q=50m³／h，H=0.8 MPa，N=22kW。1用1備，采用連續(xù)運行的方式。穩(wěn)壓泵采用多級離心泵，滿足小流量高揚程的設(shè)計要求。
2．3 微機(jī)控制變頻調(diào)速控制柜
　　新增設(shè)WPSXW—Ⅱ微機(jī)控制變頻調(diào)速消防穩(wěn)壓給水設(shè)備控制柜1套，控制柜設(shè)置了雙電源供電，末端互投。采用微機(jī)自動控制和少量中間繼電器組合來實現(xiàn)各種邏輯控制的電路。控制柜控制2臺穩(wěn)壓泵，工作泵故障跳閘則備用泵延時自動投入。該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動變頻調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使穩(wěn)壓泵供水壓力在流量變化時保持恒定，管網(wǎng)、消防設(shè)施滲漏引起的壓力波動由變頻器控制穩(wěn)壓泵滿足，壓力波動為±0.01MPa。
　　當(dāng)發(fā)生火災(zāi)，使用消火栓或消防水炮時，消防管網(wǎng)壓力急劇下降至火警壓力0.60MPa時，控制柜發(fā)出聲光報警，并輸出信號啟動消防水泵，在30s內(nèi)，消防泵啟動，如消防主泵因故障不能啟動，則自動啟動備用消防泵。消防泵啟動后聯(lián)鎖停
止穩(wěn)壓泵工作。在消防泵自啟動方式失效時，可就地進(jìn)行手動啟動干預(yù)。滅火完畢后，消防水泵的停運由現(xiàn)場手動操作。
2．4 管網(wǎng)及消火栓、消防炮的設(shè)置
　　新增消防管網(wǎng)在二酮苯周圍環(huán)形布置，在裝置內(nèi)沿消防通道布置消防管線并與裝置四周管線環(huán)形連接。固定滅火設(shè)施為快速調(diào)壓地上式消火栓(加長型)SSKl50／80-1.6；裝置四周要害部位設(shè)置快開自泄直流噴霧兩用消防水泡5門SPZK50A，供崗位人員和消防人員及時撲救初期火災(zāi)。

3 臨時高壓和穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的比較

　　①臨時高壓消防給水系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)消防泵啟動前，消防水的水壓和流量都不能保證；穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)時，消防水的水壓靠穩(wěn)壓泵來保證，流量也能滿足初期火災(zāi)的部分用水量需要；在滅火時兩種系統(tǒng)均需啟動消防泵采滿足系統(tǒng)最不利點的水壓和流量要求。
　　②臨時高壓消防給水系統(tǒng)消防泵靠手動啟動；穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，依靠管網(wǎng)壓力自動啟動消防泵，供水速度快，能及時向火場供水，盡快的將火災(zāi)在初期階段撲滅或有效控制。
　　③穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)具有如下缺點：a．管網(wǎng)壓力高導(dǎo)致管網(wǎng)泄漏加大，管理及運行費用增加。 b．管網(wǎng)的施工要求和管材的要求比較高。
　　2種消防給水系統(tǒng)對比詳見表1。

表1 消防給水系統(tǒng)改造效果對比

系統(tǒng)類別

準(zhǔn)工作狀態(tài)

消防時

可靠性

固定消防設(shè)施 消防水壓/MPa 消防流量/（m³·h^-1） 消防水壓/MPa 消防流量/（m³·h^-1) 穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng) 0.69-0.71 50 0.75 828 高 消火栓、消防水炮 臨時高壓消防給水系統(tǒng) 0.30-0.42 300 0.77 750 差 消火栓

4 運行情況

　　穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)改造于2003年9月完工，投資20萬元，當(dāng)年通過了消防檢查驗收。在驗收時按現(xiàn)場最不利點試射消防水炮，模擬自動控制的條件啟動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，從接到消防報警到自動啟動消防泵向管網(wǎng)供水，時間小于60s。整個消防系統(tǒng)實現(xiàn)了平時穩(wěn)壓泵正常運行，火災(zāi)時及時報警，消防泵連鎖自啟動迅速，故障狀態(tài)下自動切換的基本要求。整個穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)從驗收至今運行正常。

5 穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)改造的技術(shù)問題

5．1 穩(wěn)壓泵流量和揚程的確定
　　在穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)中，準(zhǔn)工作狀態(tài)時的消防水壓靠穩(wěn)壓泵保證。穩(wěn)壓泵的揚程以滿足最不利處滅火設(shè)施水壓要求來確定。穩(wěn)壓范圍不宜過高，壓力高對管網(wǎng)材質(zhì)和施工要求高，整個系統(tǒng)也易發(fā)生泄漏現(xiàn)象，因此通過計算將穩(wěn)壓泵的穩(wěn)壓值設(shè)為0.70 MPa。
　　流量是穩(wěn)高壓系統(tǒng)的又一個重要參數(shù)。穩(wěn)壓泵的流量應(yīng)大于管網(wǎng)漏失水量。它直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)性和靈敏性。設(shè)計流量過大，系統(tǒng)投資、日常運行費用就會增高，且火災(zāi)初期流量較小時，消防泵啟動的時間滯后；設(shè)計流量過小，穩(wěn)壓泵維持管網(wǎng)壓力比較困難，又會因管網(wǎng)及消防設(shè)施的滲漏使系統(tǒng)誤報警啟動消防泵的幾率增加。設(shè)計時考慮滿足長遠(yuǎn)要求，加大了穩(wěn)壓泵的流量，確定為50m³／h，留有了足夠的余地。
5．2 穩(wěn)壓泵取壓點設(shè)置及控制柜的設(shè)置方式
　　系統(tǒng)試運初期，曾發(fā)生穩(wěn)壓泵啟動頻繁現(xiàn)象，穩(wěn)壓泵3min啟動一次，每次運行1 min。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，控制柜的設(shè)置方式是以上、下兩個控制點(0.6MPa和0.8MPa)來控制泵的工作狀態(tài)來保持管網(wǎng)壓力。當(dāng)管網(wǎng)和消防設(shè)施出現(xiàn)局部滲漏壓力下降至下限時，穩(wěn)壓泵自啟動向管網(wǎng)補(bǔ)水。當(dāng)管網(wǎng)壓力上升至上限時，穩(wěn)壓泵自動停止運行；穩(wěn)壓泵取壓點設(shè)置不合理，安裝在穩(wěn)壓泵的出口管線上，造成穩(wěn)壓泵頻繁啟動，系統(tǒng)無法正常運行。通過將取壓點挪至消防泵的出水母管上，取消上下限電接點壓力表，改用微機(jī)變頻調(diào)速恒壓控制，它只有一個壓力控制點0.7MPa，平時管網(wǎng)、消防設(shè)施滲漏引起的壓力波動由變頻器控制穩(wěn)壓泵滿足，壓力波動為±0.01 MPa，穩(wěn)壓泵頻繁啟動的問題得到解決。
5．3 消防泵出口閥的控制方式
　　為了節(jié)約投資，避免因聯(lián)鎖過于復(fù)雜而導(dǎo)致故障率升高，影響系統(tǒng)的正常使用，對消防泵出口電動閥沒有進(jìn)行聯(lián)鎖控制；為了達(dá)到消防水泵快速開啟，滿足火災(zāi)時消防泵2min內(nèi)投入運行的要求，采用了消防泵出口閥處于常開狀態(tài)的模式，滿足消防泵快速自啟動的要求。
5．4 消防泵的啟動控制方式
　　由于消防泵房內(nèi)24h有操作人員值守，一旦生產(chǎn)裝置或罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)，消火栓或消防水炮出水，消防管網(wǎng)壓力下降，控制柜就會發(fā)出聲光報警，并自動啟動消防主泵，這時操作人員會及時到崗，根據(jù)火災(zāi)情況決定是否啟動第二臺消防泵。因此本著簡單實用的原則，消防泵啟動方式為：消防主泵根據(jù)消防管網(wǎng)設(shè)定壓力自啟動，第二臺消防泵可根據(jù)火災(zāi)時消防管網(wǎng)壓力變化情況采用人工啟動方式。

6 結(jié)論

　　①新區(qū)消防水系統(tǒng)經(jīng)過改造后，提高了消防水系統(tǒng)的可靠性，為撲救初期火災(zāi)提供了堅實的基礎(chǔ)，可避免事故狀態(tài)的進(jìn)一步擴(kuò)大。
　　②臨時高壓消防給水系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)時，由于消防用水的水壓和流量不能完全滿足要求，因此一旦發(fā)生火災(zāi)，不能及時、有效地?fù)錅纾环€(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)不論在火災(zāi)初期和發(fā)展階段，都能滿足相應(yīng)的消防用水的水壓和流量要求，適應(yīng)了消防滅火快速反應(yīng)的要求，提高了消火栓和消防水炮等固定消防設(shè)施的防護(hù)能力和應(yīng)急防護(hù)水平，可以在消防人員到來之前，有效地進(jìn)行自救，及時迅速地?fù)錅绯跗诨馂?zāi)，有利于控制、防止火災(zāi)的蔓延，減少火災(zāi)損失，其消防可靠性和滅火成功率高于臨時高壓消防給水系統(tǒng)，而增加的設(shè)施只有穩(wěn)壓裝置，所耗費用不多，容易實施。由于具有投資省、改造容易、可充分利用已建消防設(shè)施的優(yōu)點，特別適用于已建臨時高壓消防給水系統(tǒng)改造為穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：
[1] GB50160-92，石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范[S]．

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作者簡介：劉偉(1966-)，女，遼寧開原市人，學(xué)士學(xué)位，1989年畢業(yè)于天津大學(xué)土木工程系環(huán)境工程專業(yè)，現(xiàn)任給排水車間生產(chǎn) 主任，電話(0413)2331431-448595。