某燃機電廠氣化車間消防系統設計

邱亭

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

某燃機電廠氣化車間消防系統設計

邱亭

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

本文主要論述了某燃機電廠氣化車間消防系統的設計。

燃機電廠；LNG氣化車間；排水系統；消防系統

某LNG氣化車間項目是某燃機電廠天然氣熱電冷聯產項目組成部分，通過接收外運進廠LNG，經氣化后向燃氣輪機供氣。氣化車間氣化能力為432萬Nm3/d，發電設備年利用小時數5500 小時，儲存能力按1.2天用氣量，設1座儲罐，容積為10000m3。

LNG儲罐主要技術參數如下：

單容罐（雙金屬壁）；容積：10000m3；內罐：外形尺寸：Φ25000 ×23000mm；材料：不銹鋼；外罐：外形尺寸Φ27000×31800mm；材料：16MnR。

1 液化天然氣火災事故的特性

液化天然氣主要組分為甲烷，火災危險性為甲類。液化天然氣卸船、儲存、輸送及氣化過程中產生的火災爆炸事故主要包括：

（1）LNG大量泄漏到地面或水面上形成液池后，被點燃產生的池火災；

（2）LNG儲罐、管線內LNG泄漏時被點燃產生的噴射火災；

（3）LNG泄漏后形成的LNG蒸氣云被點燃產生的閃火。

根據液化天然氣火災事故的特性，考慮設置包括消防給水系統、高倍數泡沫滅火系統、干粉滅火系統、固定式氣體滅火系統、水噴霧系統、滅火器等消防設施。

2 消防給水系統

2.1 消防用水量

根據《石油天然氣工程設計防火規范》，廠區著火點按同一時間火災次數1次考慮。同時考慮200m3/h富裕水量，確定最大消防水最大用量為1030m3/h，火災延續時間為6h，一次滅火所需消防總水量為6180m3。

LNG氣化車間消防給水系統與電廠消防給水系統統一考慮，燃機電廠在廠區內設1個容積為6000m3的消防水池，同時利用一臺機組的冷卻塔水池作為消防水源（容積為4000m3），可滿足消防用水需求。

2.2 消防給水系統設計

LNG氣化車間消防給水系統為電廠室外消防給水系統的一部分，其中消防水池與消防泵房與與電廠共用，從電廠室外消防給水環狀管網不同接點接入兩路消防給水管（管徑DN400）。

電廠消防給水系統設計成獨立的消防給水系統，整個消防給水系統分別由水池、消防泵組、消防管網、消防栓及消防炮，儲罐區罐體水噴霧系統、高倍泡沫滅火系統及相應的系統管網、閥門等組成，以滿足生產裝置、輔助生產裝置以及其它建構筑物的室內和室外消防需要。

消防給水系統日常消防管網穩壓采用穩壓泵+穩壓罐將消防管網壓力位置在0.90Mpa，消防狀態下啟動消防泵，管網壓力維持在1.0Mpa。

2.2.1 儲罐區罐體水噴霧系統

水噴霧系統由系統管網、雨淋閥組、過濾器和水霧噴頭等組成。

該系統設計強度參考《石油化工企業設計防火規范》第8.10.6條，全冷凍式液化烴儲罐的固定消防冷卻供水系統的設置第一條：罐壁冷卻水供給強度不小于2.5L/min.m2，鄰近罐冷卻面積按半個罐壁考慮，罐頂冷卻水強度不小于4L/min.m2。

該系統采用自動控制，同時具有遙控和就地控制的功能。易熔的塑料管感溫探測器探測到火災信號后，傳輸號至火災報警控制盤，通過火災報警控制盤的聯鎖控制信號啟動雨淋閥，從而開啟水噴霧系統。

2.2.2 室外消火栓及消防炮給水系統

LNG儲罐區、工藝裝置區、裝車區、辦公管理區、輔助生產區配置一定數量的消火栓，室外消火栓設在站區室外環狀消防給水管網上，室外消火栓間距不大于60米。LNG儲罐區和工藝裝置區設置固定消防炮。

2.2.3 消防排水

儲罐區內防液堤內可利用容積為4084×（2.6+1.9）= 18378m3，大于一次火災消防用水量（6180m3）與LNG總儲量（10000m3）體積之和，能保證火災情況下消防水及LNG不外溢，故不需另設消防事故水池。發生火災時的消防廢水，經沉淀后排入市政污水管網。

2.2.4 主要建構筑物及設備

消防泵房一座（與電廠合用）；

消防水池一座（與電廠合用，V=6000m3）；

柴油機驅動消防泵1臺，流量1080m3/h，揚程1.0Mpa，功率N=450kw；

電驅動消防泵2臺，一用一備，單臺流量540m3/h，揚程1.0Mpa，功率N=220kw；

消防穩壓設施一套（帶穩壓罐），配穩壓泵2臺，1用1備，單臺18m3/h，揚程1.05Mpa，功率N=7.5Kw；

儲罐噴霧系統1套。

3 泡沫消防系統

在罐區以及各裝置區LNG事故收集池設置固定式高倍數泡沫滅火系統，該系統由固定的泡沫產生裝置、泡沫罐、壓力式比例混合器、泡沫管網及高壓消防水組成。

高倍數泡沫滅火系統的設置目的是控制泄漏到LNG收集池內的液化天然氣的揮發。設計泡沫混合液供給強度不小于7.2L/min·m2，泡沫混合液供給時間不小于40min。泡沫原液選用3%的高倍數泡沫原液，選用發泡倍數為300～500的高倍數泡沫產生器。

高倍數泡沫滅火系統采用自動控制方式。每個LNG收集池設置至少3個低溫探測器，當有2個低溫探測器探測到有LNG泄漏到收集池后，或火焰探測器探測到火災信號后，由火災報警控制盤聯鎖控制啟動雨淋閥，從而啟動高倍數泡沫滅火系統，向收集池內噴射泡沫混合液。

4 固定式干粉滅火系統

在LNG儲罐罐頂釋放閥設置固定式干粉滅火系統，用于撲滅釋放閥因天然氣釋放而導致的火災。干粉滅火系統由干粉罐、氮氣鋼瓶組、干粉炮、干粉軟管卷盤、噴頭及相應的控制閥門和儀表組成。

5 滅火器設置

氣化車間火災類型主要為A類、C類火災和E類帶電火災。根據火災類型滅火器主要選擇干粉滅火器，滅火器根據各工況滅火類別分設在不同的場所。

在裝卸區、LNG罐區、生產工藝裝置區、輔助生產區和各建筑物內配置干粉、二氧化碳等手提式及推車式滅火器，以利于撲滅初起火災。

6 火災報警設施

在控制室內設置1套火警控制主盤，以顯示危險區的位置。火警盤上的信號由設在各個危險點或防火分區的可燃氣體探測器、感煙探測器、感溫探測器、手動報警按鈕等自動或手動報警設施送達。一旦發現火險或其他危險情況，報警設施將及時發出報警信號，以引起操作人員高度注意，采取適時補救措施。

LNG儲罐消防系統除需給排水專業設計人員在設計階段盡量考慮完善周到外，同時需要與工藝、電氣等相關專業協調，統一完善各專業相關消防設計。另國內LNG儲罐設計相關規范有待進一步完善及補充，以更好指導設計及施工，為LNG在我國的快速快熟發展在安全上保駕護航。

［1］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.石油化工企業設計防火規范［M］.北京：中國計劃出版社.2009.

［2］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.石油天然氣工程設計防火規范［M］.北京：中國計劃出版社.2004.

［3］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.室外排水設計規范 ［M］.北京：中國計劃出版社.2014.

TM611.3

A

1003-5168（2015）11-121-02

邱亭（1984-），男，工程師，注冊設備工程師，本科，研究方向：給排水、固廢及消防系統設計。