楊桂敏(渤海鉆探井下作業公司)
為快捷、有效地保護油庫安全,消防設計至關重要,消防設施的選擇應做到既安全可靠又經濟適用。 下面結合近期油庫工程的消防設計,從消防構筑物、主要設備選擇、泡沫站的布局、消防系統控制等方面,對油庫消防設計進行初步探討。
油庫的消防系統一般都設置消防水儲備設施, 用于儲存一次最大火災的消防總用水, 包括配置泡沫混合液用水和冷卻用水。 儲水設施的補水由水源井或市政給水管網提供,并對補水時間有明確要求, GB50074-2002《石油庫設計規范》要求補水時間不應超過96h, 而建標119-2009 《石油儲備庫工程項目建設標準》規定不應超過72h。 同時還規定儲水量大于1000m3 時應兩座水罐或水池隔為兩格。 儲水設施一般選擇消防水罐或消防水池。
油庫滅火大都采用低倍數泡沫滅火, 主要滅火設施包括泡沫比例混合裝置、泡沫產生器、泡沫栓及泡沫槍等。 其中泡沫比例混合裝置現行防火規范推薦采用壓力式和平衡式。
壓力式混合流程由帶膠囊的壓力儲罐、比例混合器、內部管系組成;儲罐容積一般≤15m3,無動力驅動設備;由囊外壓力水擠出方式供給泡沫液;具有安裝方便、性能可靠、容易操作等優點。 適應范圍較小,流量、壓力不易調節。
平衡式混合流程由常壓儲罐、泡沫液泵、比例混合器、平衡閥,內部管系組成;有泡沫液泵,需電機、柴油機或水輪機驅動;采用泡沫泵注入方式供給泡沫液;混合比更精確,在滅火過程中可以隨時添加泡沫液;適應范圍較大.泡沫液量可以通過平衡閥自動調節。 相同規模的油庫比壓力式投資高50%左右。
型的油庫建議選擇隔膜型儲罐壓力式,可以節約投資。 大中型油庫應采用平衡壓力式,混合比精確,更安全可靠。
油庫滅火關鍵是滅火系統的響應時間, 因為鋼罐抗燒能力約為8min 左右,因此,應及時撲滅初期火災,故GB50151《低倍數泡沫滅火系統設計規范》、GB50183《石油天然氣工程設計防火規范》等均對泡沫消防泵啟泵后,將泡沫混合液輸送到最遠保護對象的時間不宜超過5min。要滿足這一要求,一是按照滅火所需的混合液量選設備,通過泡沫站的布置滿足輸送時間的要求;二是泡沫站和消防泵房合建。
對于大型油庫, 必須靠泡沫站的合理布置才能滿足輸送時間的要求。 同時,還要在泡沫混合液環網上的適當位置設電動切換閥、手動截斷閥。 根據著火的區域自動控制閥門的開啟,以縮短泡沫液供給時間。
要保證迅速及時撲滅初期火災, 就得使庫區內消防水管網始終保持充水狀態,形成穩高壓供水方式。 穩高壓設備可采用單獨的穩壓泵,也可采用氣壓穩壓裝置,或利用建設地點的自然高差設高位水池向低處管網供水, 穩壓設備的流量建議小于一支水槍的出水量,壓力一般設0.8-1.2 MPa。
為確保滅火迅速可靠, 消防水泵出口宜采用多功能水泵控制閥,既能自動完成離心泵閉閥啟泵的操作過程,節省人力和時間;又可有效防止消防系統的水擊危害,同時還省去了止回閥。
大中型油庫消防設計應具備一定的自動化水平或聯動控制。 一般在油儲罐區設置火災自動報警系統和手動報警系統,每座油罐上設置火災檢測及報警系統,同時罐區四周還要設置手動報警按鈕;消防水泵、泡沫站、罐區混合液干線關鍵部位、冷卻噴淋裝置支管、泡沫產生器支干管均采用電動閥控制。 一旦發現火災自動或可人工報警, 報警信號同時傳送到控制室和消防泵房值班室內,經人工確認著火罐位置后,程序啟動消防泵及相關控制閥進行滅火和冷卻。 也可以設置自動啟動相應消防系統,消防時,自動啟動消防泵及相關控制閥,消防完畢后手動停機。
《石油庫設計規范.》、《低倍數泡沫滅火系統設計規范》及《石油天然氣工程設計防火規范》 等國家規范均要求消防冷卻水干管環狀布置,未規定泡沫干管的布置形式,實際工程中不少設計院采用枝狀布置, 易于滿足泡沫混合液到達任何著火點的時間不大于5min 的要求。 筆者認為大型油庫還是應該環狀布置,環狀管網可以從兩側供給泡沫混合液,安全可靠性大。
綜上,油庫消防設計中安全可靠是前提,其次再考慮經濟比較,對國家消防規范條文的理解要準確恰當,揚長避短,靈活運用。 筆者通過多年的設計經驗,提供以下建議供參考:
①大中型油庫消防系統宜采用穩高壓方式供水, 消防泵出口宜采用多功能水泵控制閥;
②認真優化泡沫站的布局, 做到既經濟又可靠的確保泡沫混合液的供給時間不大于5min;
③應考慮盡量縮短消防系統的響應時間, 關鍵部位選用電動閥或氣動閥等;
④泡沫混合液干管宜布置成環狀, 固定式泡沫混合液系統宜具備半固定功能;
⑤消防水池(罐)、泡沫液儲罐的有效容積、消防水泵的流量和揚程均應考慮10%一15%的余量;
⑥泡沫產生器、噴淋裝置的支管宜沿罐壁安裝,閥門集中設置。
[I] GB 50074-2002,石油庫設計規范.
[2] GB 50151-92(2000 年版),低倍數泡沫滅火系統設計規范
[31 GB 50183-2004,石油天然氣工程設計防火規范.