石油化工油罐区消防系统设计研究

　　某石化分公司建于20世纪70年代，厂区内油罐区的消防设施存在严重缺漏和损坏，后续的完善也不够彻底。随着国家规范的不断更新，厂内消防设施已不能满足当前形势下的消防要求。现就1#、7#、9#、12#、13#及14#罐区进行消防设施的补充和完善展开讨论。1#原油罐区共有14座，全部为外浮顶立式常压储罐。101、102、103和109号罐为50000m3，直径均为60m，高度均为19m;107、110、111、112、113和114号罐为30000m3，直径均为46m，高度均为19m;104、105、106和108号罐均为20000m3，直径均为40.6m，高度均为16m。其中只有102后期整改做了电控消防两用炮塔。火灾报警系统和消防冷却水系统近年已完善，如要满足现行的消防规范，需补充设计1#罐区除102外的其他罐体的消防电控两用炮。本罐区现有的固定式消防冷却水系统和消防泡沫灭火系统均已完善并符合现行规范的要求，故不作讨论。7#航煤罐区共7座、9#航煤中间罐区共4座、12#重催加氢原料罐区共有10座、13#甲醇罐区共3座及14#特种油罐区共14座，均无固定式消防炮;现需补充设计手动消防水炮。12#重催加氢原料罐区共有10座，其中1203、1204、1209、1210已做了固定式消防冷却水系统，但控制为手动，其他均没做。现需补充剩余罐体的固定式消防冷却水系统，并将12#罐区消防冷却水系统的所有控制阀门均设为电动或气动阀，实现远程自动或手动控制。7#、9#、12#、13#及14#罐区内各罐的固定式消防泡沫灭火系统均已完善，经核算均满足现行规范的要求，故暂不进行论述。

　　2消防冷却水系统

　　2.1固定消防炮系统

　　1#原油罐区所有罐体均增设PLKD型电控消防(泡沫/水)两用炮，并设置圆管式双层炮塔，消防泡沫炮和水炮配合使用，布置数量需满足罐体全覆盖，经核算，单罐均需3门。电控消防炮主要由控制系统、电控炮主体、消防专用供水、泡沫管路系统组成。电控消防炮具有室外无线遥控、室内远程有线控制和就地手动控制3种控制方式。罐区四周环状高压消防水管网供水压力为平时0.75MPa，消防时1.0~1.2MPa，故设置消防两用炮可选用PLKD64型，水炮射程可达65m，泡沫炮射程可达60m。每座炮塔的消防水管道和泡沫管道上均装设电动阀，以便在消防控制室做到远程控制。在消防炮塔附近距罐壁15m外，设置现场控制箱，用以现场手动遥控控制。7#、9#、12#、13#及14#罐区，均增设PS型手动消防水炮，供水管就近与高压消防水管网连接。在各水炮处均设置关断阀，以便检修。此5个罐区，所有罐体均为立式常压储罐，消防炮布置需满足罐体全覆盖的要求。可选用PS40的消防水炮，射程可达60m，罐区防火堤外布置可根据现场实际情况均匀布置，局部防火堤较高处可设置消防炮操作台，以满足全覆盖的要求。

　　2.2固定式消防冷却水系统

　　12#重催加氢原料罐区各储罐，均需增补固定式消防冷却水系统，在罐壁顶部向下依次布置3圈消防冷却水环管，并在环管上设置水幕喷头，每一圈环管均等分为4段，每段环管均设置独立的引入管和立管，在立管和引入管连接处设置金属软管。各引入管在防火堤外距罐壁15m外设置控制气动或电动阀后，与原有高压消防水管道相接。其中已有固定式消防冷却水系统，需将原有手动控制阀门改为气动或电动控制阀门，并将开关及状态信号引入控制室进行远程控制。消防冷却水系统喷淋环管一层平均分割为4段，各层的分段应保持方位一致，同方位的1/4分段采用同1根立管连通供水，该立管引出防火堤外，并设置单独的控制阀。具体的分段，以罐区内各罐的方位，着火罐临近罐等关系进行确定，明确着火罐各控制阀全开时，临近罐正对着火罐的1半罐壁能够喷水冷却。喷淋环管上设置ZSTM型水幕喷头，布置间距应通过计算确定，但不应大于2m。喷头出水方向应垂直于罐壁，且出水口距罐壁不应大于0.7m。喷头设计压力不应小于0.15MPa。为便于排渣，每一圈喷淋环管末端建议采用法兰连接法兰盖。消防供水立管底部，设置清扫口或排污阀，以便及时排出管道内的杂质和污垢，防止堵塞水幕喷头。若消防水源采用地表水且无预处理措施时，应在各消防控制阀前设置带旁路的管道过滤器。

　　2.3自动控制系统

　　1#原油罐区新增PLKD型电控消防两用炮，消防水和泡沫管道均设置电动开关阀。当火灾报警控制系统发出此区域的火灾警报后，可联锁打开电动阀，同时启动消防水泵进行灭火。12#重催加氢原料罐区固定式消防冷却水系统改造，新增加远程控制的气动或电动阀，并与本罐区火灾报警系统联锁，当发生火灾时，可利用联锁自动开启控制阀，也可通过现场监控确认火情后，进行手动远程开启阀门。

　　3消防设施及管道平面布置

　　新增消防设施的布置应根据现场现有设施进行合理布局。防火堤内，为不影响检修通行及逃生通道且兼顾罐区地面防渗，消防管道敷设尽量沿地面管墩明敷，在相关通道处增设踏步。防火堤外，多为管廊带或绿化带，同样采用管墩明敷，且在管道范围及操作阀门处，进行地面硬化并引出检修便道至罐区消防道路。管道敷设遵循“步步低”原则，尽量采用45°弯头，且管道设置放空泄水阀，并设置2‰~3‰的坡度坡向泄水阀。

　　4结束语

　　石油化工企业大型立式常压储罐，除设置固定式消防冷却水、消防泡沫灭火系统外，还需做适当的加强措施，如增设消防炮，因罐体直径较大，手动地面消防炮根本起不到作用，故采用固定式消防炮塔配套电控消防两用炮，以更好的满足全覆盖保护。消防炮塔上设置的电控消防两用炮还可采用带红外扫描及摄像功能的电控炮，以更好的实现消防自动化及数据收集详细化。另，常压立式储罐的消防冷却水系统的控制阀门，建议采用能远程自动控制的电、气动或雨淋阀，以实现消防操作智能化。

　　参考文献

　　[1]张德姜.石油化工装置工艺管道安装设计手册(第四版)第1篇设计与计算[M].北京：中国石化出版社，2009.

　　[2]中国核电工程有限公司.给水排水设计手册(第三版)第2册建筑给水排水[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

　　[3]GB50160-2008(2018年版)石油化工企业设计防火标准[S].[4]GB50074-2014.石油库设计规范[S].

　　《石油化工油罐区消防系统设计研究》来源：《石化技术》，作者：李万银