一體化消防水箱在大型石油化工中應(yīng)用

石油化工企業(yè)的工藝裝置、罐區(qū)向大型化發(fā)展的同時，安全隱患也隨之提高，所要求執(zhí)行的規(guī)范更加嚴(yán)格，使消防系統(tǒng)的流量增加、壓力提高。與此相適應(yīng)，作為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160-2008）第8.5.1條規(guī)定：大型石油化工企業(yè)的工藝裝置區(qū)、罐區(qū)等應(yīng)設(shè)獨(dú)立的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，其壓力宜為0.7~1.2MPa[1]。
一、原消防水系統(tǒng)狀況
撫順石化公司石油二廠原消防管網(wǎng)壓力在正常生產(chǎn)時一般在0.4MPa左右，在遇到火災(zāi)開啟消火栓消防炮時，管網(wǎng)壓力下降到0.2MPa以下，消防水管網(wǎng)泄漏嚴(yán)重降低管網(wǎng)壓力。另外石油二廠的煉油規(guī)模的擴(kuò)建以及新罐區(qū)的投用，現(xiàn)在的消防水系統(tǒng)無法繼續(xù)滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要，是石油二廠安全的重大隱患。
二、消防水系統(tǒng)改造方案概況
1.消防水量
根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160-2008）要求，廠區(qū)的消防用水量應(yīng)按同一時間內(nèi)的火災(zāi)處數(shù)和相應(yīng)處的一次滅火用水量確定。由于石油二廠廠區(qū)占地面積大于106m2，所以同一時間火災(zāi)處數(shù)為2處，一處為廠區(qū)消防用水量大處，另一處為廠區(qū)輔助生產(chǎn)設(shè)施的消防用水量。廠區(qū)內(nèi)有裝置與罐區(qū)，所以消防用水量大處按二者消防用水量大者計(jì)算。由于罐區(qū)消防用水量[2]大于裝置的消防用水量，所以廠區(qū)消防用水量大處為罐區(qū)。廠區(qū)的消防用水量=罐區(qū)的消防用水量＋輔助生產(chǎn)設(shè)施的消防用水量=7004m3。
2.主要內(nèi)容2.1消防泵房
為確保滅火時消防水用量，本工程將石油二廠內(nèi)現(xiàn)有消防水泵房內(nèi)的二臺消防水泵更換為四臺（其中三用一備），單臺泵流量Q=200l/S、揚(yáng)程H=140米。大消防供水量為600l/S、壓力大于1.2MPa。新增2臺流量為50m3/h，揚(yáng)程為80m的變頻穩(wěn)壓泵。正常生產(chǎn)時管網(wǎng)泄露造成水壓下降，穩(wěn)壓泵開啟并保持消防管網(wǎng)壓力在0.75MPa以上，當(dāng)消防管網(wǎng)壓力低于0.70MPa時，則啟動消防水泵將消防管網(wǎng)壓力提高到0.75MPa以上
2.2消防水池
現(xiàn)有的5000m3消防水池一座保留，新建3000m3消防水池一座。水池上設(shè)有液位指示及高低液位報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)消防水池水位低于高水位時,浮球閥或液壓閥開啟向水池補(bǔ)水,至高水位時停止補(bǔ)水并同時發(fā)出高液位報(bào)警信號。當(dāng)消防水池降至低水位時,發(fā)出低液位報(bào)警信號,并同時輸出停泵信號,以保證水泵的安全運(yùn)行。管網(wǎng)水壓力、消防水池的液位、所有報(bào)警信號和水泵運(yùn)行狀態(tài)及自動控制閥門的開閉狀態(tài)均引入消防泵房控制室和企業(yè)消防控制中心,以便于及時掌握系統(tǒng)的情況。消防水泵現(xiàn)場和控制室均設(shè)置手動開停水泵和閥門的按鈕消防補(bǔ)充水由廠內(nèi)新鮮水系統(tǒng)提供，供給量為210m3/h。消防水泵出水管道上設(shè)有回流管并設(shè)有安全閥。
2.3穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)
穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量不應(yīng)小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量或系統(tǒng)自動啟動流量，當(dāng)沒有管網(wǎng)泄漏量具體數(shù)據(jù)時，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量宜按消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的1~3%計(jì)，但不宜小于1L/s。穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)工作壓力應(yīng)足夠維持系統(tǒng)正常的工作壓力以滿足系統(tǒng)自動啟動和充滿水的要求，并應(yīng)符合下列要求：
2.3.1大于屋頂消防水箱或分區(qū)水箱靜壓；2.3.2大于消防泵自動啟泵壓力；
2.3.3當(dāng)消防泵從市政管網(wǎng)直接吸水時大于市政給水管網(wǎng)的zui高壓力；
2.3.4大于系統(tǒng)zui高遠(yuǎn)處水消防設(shè)施的靜揚(yáng)程+0.15MPa的壓力。設(shè)置穩(wěn)壓泵的臨時高壓消防給水系統(tǒng)給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置防止穩(wěn)壓泵頻繁啟動的技術(shù)措施。

一體化消防水箱在大型石油化工中應(yīng)用

《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160－2008）第8.5.1條文說明：穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)水量要考慮消防水管網(wǎng)系統(tǒng)泄漏量和一只水槍出水量（5L/s）。
《全廠性消防設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)定》SDEP-SPT-WS10025.1.4.2條：穩(wěn)壓泵出水量原則上按系統(tǒng)的滲漏量計(jì)算。對于全廠性的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，也可按系統(tǒng)容量的大小考慮，一般可取5.0L/s~15.0L/s計(jì)算。所以，設(shè)計(jì)時我們選擇穩(wěn)壓泵的流量為50m3/h。正常情況下消防水系統(tǒng)的壓力保持在0.75~1.0MPa之間，即當(dāng)系統(tǒng)壓力低于0.75MPa時，穩(wěn)壓泵啟動，當(dāng)系統(tǒng)壓力高于1.0MPa時，穩(wěn)壓泵停泵。為了減少穩(wěn)壓泵頻繁啟動對泵壽命的影響，我們選用了變頻電機(jī)，穩(wěn)壓值設(shè)定在0.75MPa。
2.4管網(wǎng)布置根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160—2008的要求，在新建裝置區(qū)與新建各油罐區(qū)周圍敷設(shè)消防水管道，呈環(huán)狀布置。消防水管道規(guī)格分別為DN600、DN450，平均埋深為冰凍線以下0.35m處。消防水管道采用低壓流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管，焊接接口。并采用高溫固化環(huán)氧粉末內(nèi)外防腐，在提高管道使用壽命的同時，也大降低了管道摩阻損失。
2.5消防水炮和消火栓的布置管網(wǎng)布置
消火栓的布置沿道路邊敷設(shè)，數(shù)量按其不超過60m的保護(hù)半徑以及被保護(hù)對象的消防用水量等綜合計(jì)算確定的。在重要的裝置以及高大構(gòu)架設(shè)置消防水炮。在消防水管網(wǎng)上布置了型號為SS150/80-1.6地上式消火栓259臺。在裝置重要部位按規(guī)范要求布置型號為SP40消防水炮,大射程大于60m。可滿足各裝置的消防需要。
2.6消防水循環(huán)
因穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)采取的是獨(dú)立的消防給水系統(tǒng),平時管網(wǎng)內(nèi)的水處于靜止?fàn)顟B(tài),所以管內(nèi)水易產(chǎn)生厭氧菌,對消防水管道產(chǎn)生腐蝕,這種腐蝕對鋼管的破壞非常大,因此將消防管網(wǎng)內(nèi)水設(shè)計(jì)成循環(huán)狀態(tài)。為保證消防管網(wǎng)內(nèi)水量的相對穩(wěn)定,要求系統(tǒng)內(nèi)的回流水應(yīng)進(jìn)入消防水池,不應(yīng)為減少回流管的設(shè)計(jì)而將該部分水作它用,更不能就近排放。回流水量應(yīng)盡可能少,以保證管網(wǎng)內(nèi)的水處于流動狀態(tài)為宜,避免回流量過大而影響消防時的用水量和增加平時穩(wěn)壓水泵的運(yùn)行功率。
2.7排氣設(shè)施
消防管網(wǎng)排氣閥主要用以排除從水中析出的氣體以免空氣積在管中，減小過水?dāng)嗝婧驮黾庸芫€的水頭損失。所以在局部zui高點(diǎn)應(yīng)安裝復(fù)合式排氣閥;長距離水平管段.長距離無折點(diǎn)下降管段宜裝復(fù)合式排氣閥或微量排氣閥;下降坡度變大點(diǎn).上升坡度變小點(diǎn)宜安裝微量排氣閥;需要真空保護(hù)時,應(yīng)選用復(fù)合式排氣閥;長激勵無折點(diǎn)上升管段可選用高速排氣閥/吸氣閥或復(fù)合式排氣閥排氣閥的口徑為主管道管徑的1/8或者1/12為宜。排氣閥下面設(shè)置閥門并注意冬季保溫。
2.8壓力表
為便于觀察管網(wǎng)中的壓力以及管網(wǎng)故障情況下利于分析原因,消防管網(wǎng)設(shè)置壓力表。壓力表設(shè)在泵房出口、工藝裝置或罐區(qū)四周便于觀察的地方,并做好冬季保溫。
2.9控制系統(tǒng)
消防泵房內(nèi)設(shè)兩臺穩(wěn)壓泵與兩臺消防水泵，穩(wěn)壓泵與消防水泵聯(lián)鎖。消防管網(wǎng)平時壓力靠穩(wěn)壓泵穩(wěn)定在0.75MPa，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，消防系統(tǒng)管道大量缺水，消防管網(wǎng)壓力低于0.7MPa時，順序啟動消防泵供水。消防水泵啟動后應(yīng)聯(lián)鎖停止穩(wěn)壓泵。
消防水池設(shè)置液位計(jì)和液位高、低報(bào)警,補(bǔ)水管設(shè)置了自動控制閥門。當(dāng)消防水池水位低于高水位時,補(bǔ)水管開始補(bǔ)水,直至水位至高水位時停止補(bǔ)水并同時高液位報(bào)警。當(dāng)消防水池降至低水位時,低液位報(bào)警,并同時輸出停泵信號,保證水泵的安全運(yùn)行。管網(wǎng)壓力、消防水池的液位、所有報(bào)警信號和水泵運(yùn)行狀態(tài)及自動控制閥門的開閉狀態(tài)均引入消防泵房控制室和消防控制中心,以便于及時了解系統(tǒng)的情況。