石油化工油罐區(qū)消防系統(tǒng)設計研究
目前，國內原油、煤炭資源日趨緊缺，新建石化項目面臨的挑戰(zhàn)也越來越大，消防設施更是不可或缺，要更好的做到“預防為主，防消結合”的原則。較多老、舊石化工廠消防設施更是落后和不足，已不能滿足當前形勢下的消防要求，存在很大的安全隱患。因此，老、舊石化廠油罐區(qū)的消防設施整改已刻不容緩。
1實例分析
某石化分公司建于20世紀70年代，廠區(qū)內油罐區(qū)的消防設施存在嚴重缺漏和損壞，后續(xù)的完善也不夠徹底。隨著國家規(guī)范的不斷更新，廠內消防設施已不能滿足當前形勢下的消防要求�，F就1#、7#、9#、12#、13#及14#罐區(qū)進行消防設施的補充和完善展開討論。1#原油罐區(qū)共有14座，全部為外浮頂立式常壓儲罐。101、102、103和109號罐為50000m3，直徑均為60m，高度均為19m;107、110、111、112、113和114號罐為30000m3，直徑均為46m，高度均為19m;104、105、106和108號罐均為20000m3，直徑均為40.6m，高度均為16m。其中只有102后期整改做了電控消防兩用炮塔�；馂膱缶到y(tǒng)和消防冷卻水系統(tǒng)近年已完善，如要滿足現行的消防規(guī)范，需補充設計1#罐區(qū)除102外的其他罐體的消防電控兩用炮。本罐區(qū)現有的固定式消防冷卻水系統(tǒng)和消防泡沫滅火系統(tǒng)均已完善并符合現行規(guī)范的要求，故不作討論。7#航煤罐區(qū)共7座、9#航煤中間罐區(qū)共4座、12#重催加氫原料罐區(qū)共有10座、13#甲醇罐區(qū)共3座及14#特種油罐區(qū)共14座，均無固定式消防炮;現需補充設計手動消防水炮。12#重催加氫原料罐區(qū)共有10座，其中1203、1204、1209、1210已做了固定式消防冷卻水系統(tǒng)，但控制為手動，其他均沒做�，F需補充剩余罐體的固定式消防冷卻水系統(tǒng)，并將12#罐區(qū)消防冷卻水系統(tǒng)的所有控制閥門均設為電動或氣動閥，實現遠程自動或手動控制。7#、9#、12#、13#及14#罐區(qū)內各罐的固定式消防泡沫滅火系統(tǒng)均已完善，經核算均滿足現行規(guī)范的要求，故暫不進行論述。
2消防冷卻水系統(tǒng)
2.1固定消防炮系統(tǒng)
1#原油罐區(qū)所有罐體均增設PLKD型電控消防(泡沫/水)兩用炮，并設置圓管式雙層炮塔，消防泡沫炮和水炮配合使用，布置數量需滿足罐體全覆蓋，經核算，單罐均需3門。電控消防炮主要由控制系統(tǒng)、電控炮主體、消防專用供水、泡沫管路系統(tǒng)組成。電控消防炮具有室外無線遙控、室內遠程有線控制和就地手動控制3種控制方式。罐區(qū)四周環(huán)狀高壓消防水管網供水壓力為平時0.75MPa，消防時1.0~1.2MPa，故設置消防兩用炮可選用PLKD64型，水炮射程可達65m，泡沫炮射程可達60m。每座炮塔的消防水管道和泡沫管道上均裝設電動閥，以便在消防控制室做到遠程控制。在消防炮塔附近距罐壁15m外，設置現場控制箱，用以現場手動遙控控制。7#、9#、12#、13#及14#罐區(qū)，均增設PS型手動消防水炮，供水管就近與高壓消防水管網連接。在各水炮處均設置關斷閥，以便檢修。此5個罐區(qū)，所有罐體均為立式常壓儲罐，消防炮布置需滿足罐體全覆蓋的要求�？蛇x用PS40的消防水炮，射程可達60m，罐區(qū)防火堤外布置可根據現場實際情況均勻布置，局部防火堤較高處可設置消防炮操作臺，以滿足全覆蓋的要求。
2.2固定式消防冷卻水系統(tǒng)
12#重催加氫原料罐區(qū)各儲罐，均需增補固定式消防冷卻水系統(tǒng)，在罐壁頂部向下依次布置3圈消防冷卻水環(huán)管，并在環(huán)管上設置水幕噴頭，每一圈環(huán)管均等分為4段，每段環(huán)管均設置獨立的引入管和立管，在立管和引入管連接處設置金屬軟管。各引入管在防火堤外距罐壁15m外設置控制氣動或電動閥后，與原有高壓消防水管道相接。其中已有固定式消防冷卻水系統(tǒng)，需將原有手動控制閥門改為氣動或電動控制閥門，并將開關及狀態(tài)信號引入控制室進行遠程控制。消防冷卻水系統(tǒng)噴淋環(huán)管一層平均分割為4段，各層的分段應保持方位一致，同方位的1/4分段采用同1根立管連通供水，該立管引出防火堤外，并設置單獨的控制閥。具體的分段，以罐區(qū)內各罐的方位，著火罐臨近罐等關系進行確定，明確著火罐各控制閥全開時，臨近罐正對著火罐的1半罐壁能夠噴水冷卻。噴淋環(huán)管上設置ZSTM型水幕噴頭，布置間距應通過計算確定，但不應大于2m。噴頭出水方向應垂直于罐壁，且出水口距罐壁不應大于0.7m。噴頭設計壓力不應小于0.15MPa。為便于排渣，每一圈噴淋環(huán)管末端建議采用法蘭連接法蘭蓋。消防供水立管底部，設置清掃口或排污閥，以便及時排出管道內的雜質和污垢，防止堵塞水幕噴頭。若消防水源采用地表水且無預處理措施時，應在各消防控制閥前設置帶旁路的管道過濾器。
2.3自動控制系統(tǒng)
1#原油罐區(qū)新增PLKD型電控消防兩用炮，消防水和泡沫管道均設置電動開關閥。當火災報警控制系統(tǒng)發(fā)出此區(qū)域的火災警報后，可聯(lián)鎖打開電動閥，同時啟動消防水泵進行滅火。12#重催加氫原料罐區(qū)固定式消防冷卻水系統(tǒng)改造，新增加遠程控制的氣動或電動閥，并與本罐區(qū)火災報警系統(tǒng)聯(lián)鎖，當發(fā)生火災時，可利用聯(lián)鎖自動開啟控制閥，也可通過現場監(jiān)控確認火情后，進行手動遠程開啟閥門。
3消防設施及管道平面布置
新增消防設施的布置應根據現場現有設施進行合理布局。防火堤內，為不影響檢修通行及逃生通道且兼顧罐區(qū)地面防滲，消防管道敷設盡量沿地面管墩明敷，在相關通道處增設踏步。防火堤外，多為管廊帶或綠化帶，同樣采用管墩明敷，且在管道范圍及操作閥門處，進行地面硬化并引出檢修便道至罐區(qū)消防道路。管道敷設遵循“步步低”原則，盡量采用45°彎頭，且管道設置放空泄水閥，并設置2‰~3‰的坡度坡向泄水閥。
4結束語
石油化工企業(yè)大型立式常壓儲罐，除設置固定式消防冷卻水、消防泡沫滅火系統(tǒng)外，還需做適當的加強措施，如增設消防炮，因罐體直徑較大，手動地面消防炮根本起不到作用，故采用固定式消防炮塔配套電控消防兩用炮，以更好的滿足全覆蓋保護。消防炮塔上設置的電控消防兩用炮還可采用帶紅外掃描及攝像功能的電控炮，以更好的實現消防自動化及數據收集詳細化。另，常壓立式儲罐的消防冷卻水系統(tǒng)的控制閥門，建議采用能遠程自動控制的電、氣動或雨淋閥，以實現消防操作智能化。
參考文獻
[1]張德姜.石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊(第四版)第1篇設計與計算[M].北京：中國石化出版社，2009.
[2]中國核電工程有限公司.給水排水設計手冊(第三版)第2冊建筑給水排水[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.
[3]GB50160-2008(2018年版)石油化工企業(yè)設計防火標準[S].[4]GB50074-2014.石油庫設計規(guī)范[S].
《石油化工油罐區(qū)消防系統(tǒng)設計研究》來源：《石化技術》，作者：李萬銀
