儲運碼頭公司甲醇罐區的消防設計

摘要：南京某液體化工儲運碼頭有限公司輔助港區碼頭一期工程擬建于南京化學工業園內，該公司貯罐區貯存的物料大多為易燃、易爆品種，火災危險性大，消防要求高，并且受園區生產用地的制約，罐區的總圖布置與消防設計均有一定的難度；因此，如何使該公司的甲醇罐區的消防設計既要滿足消防設計規范要求又要兼顧儲運碼頭的生產實際，本文介紹了設計思路和方法。

關鍵詞：儲運碼頭 甲醇貯罐 泡沫混合液 消防設計

南京龍翔液體化工儲運碼頭有限公司南京化學工業園輔助港區碼頭一期工程主要是為美國塞納利斯公司六十萬噸醋酸項目提供碼頭和倉儲配套服務的公司，同時也為南京化學工業園的其它入園企業提供各類液體化工物料裝卸、儲存、分裝、中轉、運輸等服務。公司將利用長江下游南京河段八卦洲左叉尾部南京化學工業園輔助港區（通江集港區）之規劃岸線，投資建設五千噸級和二萬噸級液體化工碼頭各一座；并將在港區后方南京化學工業園玉帶鎮新梨村附近征地約二十公頃建造約三十萬立方米（其中一期10萬立方米）的化學品罐區和相應的儲運系統，用于甲醇、醋酸、甲苯、二甲苯、丙酮、苯酚、乙二醇、硫酸等液體化工物料的儲存、分裝、中轉業務。年儲運能力約一百五十萬噸（一期）。同時考慮罐區一次規劃，分期投資建設。在工程設計中遇到的一些特殊問題均已解決，現就3x17000m3甲醇罐區的消防設計談一點設計體會，供同行參考。

1 罐區概況

該罐區主要由甲醇罐區、醋酸罐區（庫容約10x104m3）及泵區組成。其中甲醇罐區容積為：3x17000m3，醋酸罐區容積為：3x11000m3，罐區儲存物品種類列于表1。

表1 罐區儲罐一覽表

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2 罐區總圖布置

本工程甲醇、醋酸貯罐區呈長方形平行相對布置，罐區編號：400#，占地面積約為:LXB=170mX120m，罐區防火堤（堤高H=1.2m）外四周設有寬為9m、7m、6m的混凝土地面的環行消防通道，罐區南面為：600#、700#、800#三個有機罐區，北面為一期工程鐵路裝卸區，西面為一期工程的新建消防站和泡沫站，占地緊湊，布置合理；既滿足消防設計規范和各類液體化工物料裝卸、儲存、分裝、中轉、運輸的要求，又兼顧了液體儲運碼頭正常生產的物料供應。

3 主要消防設施

根據《石油化工企業設計防火規范》(GB5016-2008)、《低倍數泡沫滅火系統設計規范》(GB50151-92)和《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)及工藝裝置生產物流的實際，本罐區消防設施主要分為：泡沫滅火系統和水消防冷卻系統兩部分。泡沫滅火系統有固定式低倍數泡沫滅火系統和移動式泡沫槍滅火系統（撲滅流散液體火災）組成，水消防冷卻系統有固定式消防冷卻水系統和輔助消防水槍系統組成；同時在罐區還設置一定數量的手提式或推車式滅火器以撲滅初期火災。下面分別予以闡述。

3.1 泡沫滅火系統

本罐區儲存的甲醇、醋酸易燃液體均溶于水，則采用的固定式低倍數泡沫滅火系統和移動式泡沫槍滅火系統的泡沫液應采用抗溶性泡沫液，經多方比較、市場調研，與業主深入討論研究確定，泡沫液采用國內常用的6%低倍數抗溶性水成膜泡沫液，該泡沫液具有貯存時間長，安全可靠率高，滅火效果好的特點。

設計中以最大罐甲醇罐（V=17000m3）（溶于水）滅火所需的泡沫混合液來確定泡沫液儲罐容量。

3.1.1 根據《低倍數泡沫滅火系統設計規范》(GB50151-92)可知，甲醇罐固定式低倍數泡沫滅火系統的泡沫混合液供給強度為：12.0L/min.m2，連續供給時間為：25min。經計算甲醇罐固定式低倍數泡沫滅火系統的泡沫混合液流量為：192.0L/s（設泡沫緩沖裝置），滅火所需泡沫混合液量為：288.5m3。

3.1.2 撲滅流散液體火災泡沫槍混合液供給流量為：8L/s（同時使用兩支PQ4型空氣泡沫槍），供給時間：30min；空氣泡沫槍所需的泡沫混合液接自于罐區四周的泡沫消火栓（SS150），滅火所需泡沫混合液量為：14.4m3。則最大罐甲醇罐滅火所需泡沫混合液流量為：200.0L/s，總容量為：303m3。

由此可見，本甲醇罐區的固定式低倍數泡沫滅火系統和移動式泡沫槍滅火系統所需的泡沫混合液流量為：200.0L/s(實際泡沫混合液供給流量為：224L/s，每罐均配置PC-32泡沫產生器七個，該泡沫產生器額定工作壓力為0.5MPa)，滅火所需泡沫混合液量為：363.6m3(考慮1.2倍的安全系數)，再考慮5~10%的余量為設計依據，則需泡沫罐容量：V=25m3；實際配置貯罐壓力式空氣泡沫比例混合裝置（PHYM64/100）四套（露天設置）（備用一只），每套設備參數為：空氣泡沫比例混合器工作壓力范圍：0.6∽1.2MPa，混合液流量范圍：16∽64L/S，混合比為：6%，進出口壓差≤0.15MPa；壓力式泡沫液貯罐容積為：V=10000L。貯罐壓力式空氣泡沫比例混合裝置所需的高壓水由泡沫消防泵提供。泡沫滅火消防泵采用兩臺電動消防主泵（一用一備）（南京化工園供電為一級電力負荷的電源）來提供高壓消防水，電動消防主泵型號為：XBD11/210-S-WA型，其性能：Q=800m3/h，H=110m，配YKK450-4/355型電機：N=355KW，V=10kv；該消防泵采用自灌式啟動；泡沫消防系統控制原理為：發生火災時，消防報警信號自動啟動或人工啟動電動消防泵(P20202a)，如延時15秒后啟動失敗（即泡沫管網壓力仍小于0.9MPa），消防控制系統立即發出聲、光報警并自動啟動(P20202b)電動消防泵；泡沫消防泵均需人工手動停泵。

實際工程中為避免固定式低倍數泡沫滅火系統因其他原因損壞，不能有效發揮作用，按規范要求在泡沫混合液管線上還設置了半固定式低倍數泡沫滅火系統的管牙接口(KY-65)，并增設了固定式手動泡沫炮（PPM32）4座，泡沫混合液管均采用無縫鋼管（GB/T 8163-2008）。

甲醇罐區泡沫滅火系統的控制閥（應有明顯的啟閉標識）設在防火堤外，發生火災時，只要開啟相應貯罐滅火的泡沫液管線上控制閥，抗溶性水成膜型低倍數泡沫混合液即向失火貯罐輸入，通過空氣泡沫產生器進行泡沫滅火。

3.2 消防冷卻水系統

本罐區水消防冷卻系統有固定式消防冷卻水系統和輔助消防水槍系統組成；設計中以最大罐甲醇罐（V=17000m3）（內浮頂）為著火罐來進行水消防冷卻設計和取值。

根據規范要求固定式噴淋冷卻水供給強度為：著火罐2.5L/min.m2，鄰近罐2.5L/min.m2（罐壁表面積的1/2）；經計算甲醇罐固定式噴淋冷卻水滅火系統的流量為：210L/s（鄰近罐按三只罐考慮），連續供給時間：6小時。

固定式消防冷卻水系統設置采用國內常見的在貯罐上部的周邊設置專用環狀噴淋管的方式提供，管材為雙面鍍鋅鋼管（GB/T 3091-2008）；該方式較噴頭淋水布置具有節約建設投資，安裝維護簡便，操作準確（控制閥門按罐對應設置在放火堤外的地面上）等特點；本罐區消防冷卻水由新建消防泵房的穩高壓環狀消防管網（DN400，消防管網工作壓力P=1.0MPa）提供；發生火災時，當罐區消防冷卻水控制閥門開啟后，穩高壓環狀消防管網的工作壓力下降至設定值時（P=0.9MPa），消防管網上的壓力信號開關，就自動開啟消防泵房的消防主泵，為著火罐迅速提供消防冷卻水，保證罐區消防安全。同時，為避免固定式消防冷卻水系統因管道堵塞損壞，不能有效發揮作用，按規范要求還設置了移動式消防水槍冷卻水系統，并增設了4套固定式消防水炮（PP32）。

新建消防泵房內設有兩臺電動消防主泵、兩臺電動消防穩壓泵（均為一用一備）（南京化工園供電為一級電力負荷的電源）。電動消防主泵型號為：XBD11/210-S-WA型，其性能：Q=800m3/h，H=110m，配YKK450-4/355型電機:N=355KW，V=10kv；電動消防穩壓泵型號為：40LGW12-15X7型，其性能：Q=20m3/h，H=110m； 配Y132S1-2型電機:N=7.5KW，V=380v。為便于水泵檢修，按《規范》在泵房內設置手動起重設備，起重重量為:5000KG。消防水泵采用自灌式啟動；水消防系統自動控制原理為：穩高壓消防管網工作壓力維持在1.0MPa，當管網工作壓力下降到0.93MPa時，穩壓泵自動起動；當管網工作壓力上升到1.0MPa時并延時10秒，穩壓泵自動停止運行；當管網工作壓力繼續下降到0.90MPa時，穩壓泵立即自動停止運行，壓力報警信號自動啟動電動消防泵(P20201a)，如延時15秒后啟動失敗（即管網壓力仍小于0.90MPa），消防控制系統立即發出聲、光報警并自動啟動(P20201b)電動消防泵；消防水泵房平面尺寸為:LXBXH=30X7X6M（單層）。新建消防泵房配套的消防貯水池采用兩座地上式鋼筋混凝土消防水池，每座水池平面尺寸為:LXBXH=20.0X15.0X5.0M，總貯水量V=3500M3，水池之間用吸水井連通。消防水池補充水由化工園生產給水管網提供，補水量為:300m3/h。

甲醇罐區四周的穩高壓消防給水獨立管網成環布置，管網供水壓力不小于1.0MPa，室外消火栓采用大口徑SS150型地上式消火栓，消火栓間距不大于60m，保護半徑不大于120m，室外消火栓旁設室外消火栓箱，箱內有龍帶和水-霧兩用水槍，消防管材為焊接鋼管。

4 其它

為了保證甲醇罐區消防安全，根據業主要求，參照國內同類工程經驗，在消防規范許可的范圍內，本工程設計采用了罐區泡沫滅火系統與消防冷卻水系統分開設置消防水泵的供水方式。為了保證火災時泡沫混合液的供給強度，在貯罐壓力式空氣泡沫比例混合裝置的進水總管上設置限流板，來控制其進水總管閥門的開啟度、調整好空氣泡沫比例混合裝置的進水閥和出液閥，使泡沫混合液的出流量達到設計值，并在閥門的相應部位做好標識，以保證泡沫混合液連續供給時間不小于25min。

5結束語

南京龍翔液體化工儲運碼頭有限公司輔助港區一期工程甲醇罐區的消防系統，已于2007年7月由江蘇省南京市消防局和南京化工園消防大隊進行實地檢查驗收，合格后已投入使用。