大型化工企業消防給水設施維護管理中的技術應用

羅慧豐

（神華新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊 831404）

大型化工企業消防給水設施維護管理中的技術應用

羅慧豐

（神華新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊 831404）

摘要：大型化工企業幾乎掌握著我國的經濟命脈，其內部生產運輸的石油、煤、天然氣等能源是維持我國正常運轉生產的重要原料。而火災事故將會為企業和國家造成重大的經濟損失和人員傷亡，因此加強企業內部消防設施尤其是給水設施的維護和管理已經成為當前大型企業內部一項至關重要的工作內容。

大型化工企業；消防給水設施；維護管理；技術應用

在國家現代化建設的要求下，各行各業對石油、煤、天然氣的使用量也越來越大，作為化工資源最大的供給商大型化工企業在我國擁有舉足輕重的地位。為確保內部大型工藝裝置以及儲罐等設施的消防安全，大型化工企業增加了許多消防給水設施如消防供水泵組、環狀供水管網等。本文將結合此背景，簡要分析論述大型化工企業消防給水設施維護管理中的技術應用。

一、大型化工企業消防給水系統概述

（一）臨時高壓消防給水系統

根據當前的國家規定，在大型化工企業中必須設置高壓消防給水系統，尤其是在儲罐區域和工藝裝置區域內，并將壓力值控制在0.7MPa～1.2MPa之間。在高壓消防給水系統中，臨時高壓消防給水系統是其中的重要一種，主要是由消防水泵、消防水池和管網組成，在該消防給水系統中，止回閥連接著生產生活給水管道與消防給水管道，在日常工作當中管網一直保持低壓狀態，且經由生產生活給水管道完成供水，而一旦火災發生時，將手動開啟消防水泵，為消防用水提供設計流量及壓力，因此該系統具有一定的滯后性。

（二）設置穩壓水泵的穩高壓消防給水系統

設置穩壓水泵的穩高壓消防給水系統也是大型化工企業當中一種重要的消防給水系統類型，其構成要素比臨時高壓消防給水系統多了一套穩壓水泵。該消防給水系統中的管網具有絕對獨立性，不與其他任何給水管道相連；在日常工作生活中使用穩壓水泵保證管網高壓，而火災一旦發生，由于開啟了各種消防設施，因此管網的壓力會在短時間內達到設定值，此時消防水泵將會自啟，為消防用水提供設計流量及壓力。

（三）設置成套穩壓設備的穩高壓消防給水系統

另外一種消防給水系統是以設置成套穩壓設備為主要形式，由消防水池和水泵、管網以及成套穩壓設備包括穩壓水泵、氣壓水罐以及各種控制系統組成。與設置穩壓水泵的穩高壓消防給水系統相同，其內部管網也具有獨立性，而成套穩壓設備正是在平時用于維持管網高壓，當火災發生的初始階段，各消防設備進入開啟狀態同時管網內的壓力也將在短時間內達到設定值，而穩壓設備則自動開啟負責為初期火災提供必要的消防用水。

（四）常高壓消防給水系統

除卻消防水泵之外，常高壓消防給水系統構成要素與其他消防給水系統相同，但其消防水池具有一定的高度落差；管網保持獨立性不與任何其他給水管道相通，在日常工作當中，負責為消防管網提供額定工作壓力和流量的是高位消防水池，常高壓消防給水系統具有消防動作迅速及時的特點。

二、大型化工企業主要消防給水設施

（一）消防水泵

設置消防水泵時需要將系統當中需要使用的最大消防用水量設置成為設計流量，確定水泵揚程則需要按照在檢修任何一條干管或其出現故障時，環狀管網其余干管不會受到任何影響，仍能通過全部消防用水量，計算水泵揚程的最不利點。在確定最不利點時需要將消防給水系統中的最大消防用水量和消防給水系統與消防泵房之間的距離等作為主要的考量依據。依照消防供水系統中需要的最大用水量以及具體的設計壓力，消防水泵最好能夠選擇使用曲線較為平緩的水泵類型，當前S型離心泵比較適合大型化工企業的消防給水系統。鑒于開啟消防水泵的幾率較低，因此在選擇泵殼和葉輪時還需要著重注意防銹以及防腐蝕的問題。

（二）穩壓水泵

與消防水泵不同是，在選取穩壓水泵時應盡量避免選擇曲線較為平緩的泵型，因為該類泵型很難保證在流量發生變化時揚程能夠維持在穩定狀態；另外選取的穩壓水泵流量需要大于管網泄漏量，當沒有管網泄漏量具體數據時，設計流量宜按消防給水設計流量的1%～3%計，且不宜小于1L/s；同時穩壓水泵的選取揚程應滿足系統自動啟動和管網充滿水的要求。在確保型號一致的情況下建議使用一用一備形式，該形式能夠最大程度地消減需要使用的消防水泵數量，將儀表、電氣在消防過程中出現的聯鎖環節進行優化，進而有效控制消防水泵房使用面積，為大型化工企業盡可能地壓縮消防成本，擴大其利潤空間并提升經濟效益。

（三）安全泄壓設施

在大型化工企業當中為消防給水系統提供必要保護措施的設施就是安全泄壓設施。通常情況下，在火災發生初期階段或是災情比較輕微且處于可控范圍內時，消防水泵會自動啟泵并進入工作狀態，但此時的消防用水量并不大，因此極有可能導致消防給水系統中的管網超壓。為避免這一情況的發生，需要在水泵出水管道處安裝安全泄壓設施，在完成泄壓任務之后，水能夠回流至消防水池。此種做法在日常工作狀態中能夠隨時對消防水泵的性能和工作狀況進行測試，與此同時也能夠在開啟泄壓設施的情況下將泄壓水進行回流。因此還需要在回流管道處安裝能夠手動操作的切斷閥，回流管道的直徑不能夠超過消防水泵出水管徑，否則將影響回流。

（四）儲水設施

為確保大型石化企業的消防給水系統能夠維持正常的工作運行時間，同時在火災發生時提供足量的消防用水，需要在廠區和企業內分別挖設消防水池和生活水池，水池總容積一旦超過1000m3時，依照國家有關規定需要將其分隔成兩個，若已經挖設完畢的老消防水池無法通過改建完成分隔工作，那么可以將生活水池連通消防水池以此為企業消防給水系統提供至關重要的用水保障。

（五）管網設施

為提高大型化工企業消防給水系統的綜合性能，在建設管網時需要采用質量過關、性能最優的鋼材料。以250mm為分界線，超過250mm的管路推薦使用螺旋縫鋼，而未超過的管道則推薦使用無縫鋼，與此同時在管路內壁中需要刷涂防腐材料切實完成防腐、防銹工作。隨著科學技術的不斷發展進步，各種新型管道材料譬如鋼骨架增強塑料復合管等在大型化工企業中得到普及。新型管道材料不僅具有極好的耐高溫性能，不易發生熱膨脹，同時其還具有優越的柔韌性能，光滑的內壁能夠大大縮小流動阻力。由于新型管道材料具有顯著的優勢作用，因而也成為企業消防給水系統當中一款炙手可熱的材料。

三、現階段大型化工企業消防給水設施中存在的問題

（一）消防給水泵房選址不當

消防給水泵房作為大型化工企業消防給水系統中最為關鍵的組成部分，為整個消防給水系統提供動力并提供安全可靠的設計壓力和設計流量。鑒于大型化工企業中易燃易爆物質較多，危險化學物料較多且裝置多為半露天狀態，因此必須仔細考慮消防給水泵房的位置。常年主導風向是挑選消防泵房的重要參考因素之一，當前有部分大型化工企業選擇將消防給水泵房建立在下風向位置，導致危險發生時，易燃揮發性氣體與伴隨燃燒產生的有害氣體將順風擴散，工作人員很難靠近消防給水泵房開啟泵組。

（二）消防給水泵房耐火等級較低

根據國家的有關規定，消防給水泵房需要具備二級以上耐火等級，但當前我國部分大型化工企業內部不僅消防水泵房耐火等級偏低，同時也忽略了在嚴寒酷暑等極端惡劣環境下，消防泵組的抗旱和保溫能力。常年的風吹日曬以及冬季的降溫、冰凍災害對消防泵組的電子元器件以及其他各部分均會造成不同程度的影響，導致其故障頻發，為維修和養護消防給水設備工作增添了巨大難度。

（三）消防供電可靠性低

在當前部分大型化工企業中，消防電源缺乏一定的可靠性導致消防供電時斷時續，嚴重影響消防救援效果。譬如說國家規定化工企業內部供電設計必須能夠實現自動切換，而現如今有一小部分企業仍舊使用人工切換方式，將兩路不同的供電線路連接至不同配電柜但同屬于一個變配電室當中，因此當火災發生時其中一路配電柜若因此發生故障，往往另一路配電柜也會連帶引發故障，導致企業和廠區內出現大范圍停電甚至誘發爆炸等事故的發生。

（四）消防供水流量較小

根據走訪多家化工企業可知，在大多數企業內部將中型的石油化工工藝裝置的消防用水量設置在150L/s～300L/s左右，大型裝置消防用水量則設置在300L/S～450L/S之間；而中型的煉油工藝裝置需要的消防用水量設置在150L/s～230L/s之間，大型的煉油工藝裝置消防用水量設置在230L/s～300L/s。根據前段時間天津某石化企業發生火災和爆炸事故的調查顯示，為撲滅該次火災共使用了1100L/s左右的消防用水，并在此基礎上使用了超過4門流量在120L/s的水炮。由于很多化工企業為控制預算和成本，會在設置工藝裝置消防用水量方面采用最低標準，因此導致用于消防給水系統的供水流量普遍偏小。

四、大型化工企業消防給水設施維護管理的技術應用

（一）合理布置消防管網

大型化工企業在設置消防給水系統時，若其內部存在消防通道，那么需要落實好消防裝置內外管網的連接工作。利用整合的方式整合生產裝置（體積偏小）內部的消防管網，同時結合廠區內部的實際情況在消防給水設施中的必要位置處設置支管。針對下消防給水系統中的環狀管網，管網需要被檢修閥門分成若干個不同管段，并于獨立管段的位置上設置好消防設施。在大型化工企業的原料、半成品儲罐區內，一般情況下危險物料儲量大，而該部分區域內一旦發生火災，往往用水無法及時控制火情甚至有可能加重火災情況。因此需要在儲罐區域的消防給水系統附近安裝固定泡沫滅火系統，并且在滅火裝置中，針對醇、酯、醚、酮、醛、胺、有機酸等可燃極性溶劑火災或油類火災配置具有抗熔性特征的泡沫液。從而使得儲罐區內一旦發生火災，工作人員能夠通過使用泡沫液進行滅火并有效控制火情。儲罐區中的控制室在出現火災情況的第一時間內能夠通過接收火災警報信號，掌握現場的火災情況，并且及時啟動消防水泵，為滅火工作提供源源不斷的消防用水。

（二）定期檢修消防管網

消防管網是大型化工企業的消防給水系統中極其重要的一項組成部分，具備良好供水通過能力、符合設計流量和設計壓力要求的消防管網能夠在火災事故發生時為企業和火災發生地提供足量的消防用水，從而有效控制火情將化工企業的經濟損失降至最低并避免造成更為嚴重的后果。自動排氣閥是繼管網之后在消防給水系統當中的又一項重要設備，在設計自動排氣閥的位置時，需要充分了解管網的實際情況并進行深入分析。通常情況下，自動排氣閥被設置在管道長距離緩升段以及最高點的位置上，由實際情況一般將自動排氣閥的安裝間隔設置為500m～700m之間。除此之外，自動排氣閥的口徑尺寸通常是主管徑的1/8，并且在消防給水系統的最低點設置泄空閥，在日后的實際工作當中需要派遣專人定期對其進行維修和檢查，一旦發現故障需要及時進行處理。

（三）消防水炮和消火栓管理

消防給水系統在大型化工企業中的重要作用就是能夠在火災情況發生時，第一時間為其提供必要的消防用水從而有效控制住火情，避免企業因火災蒙受巨大的經濟損失。因此需要在企業的日常工作中重視對相關消防設施的維修和養護工作。在設置消火栓以及消防水炮的過程中，需要對設置位置進行嚴格計算和考量，確保消火栓與消防水炮出水覆蓋面能夠覆蓋保護對象，同時確保保護對象與消防設施之間不存在任何障礙物，這也是保障消火栓和消防水炮能夠充分發揮其滅火作用和滅火效果的必要舉措。杜絕隨意切斷消防檢修閥門的行為發生，為防止低溫嚴寒天氣造成管道凍裂，還需要做好保溫措施。消防水炮通常被設置在企業的防火堤區域外，因此為確保其滅火效果需要有效控制其高度，水炮高度不得低于防火堤頂部高度，否則在實際噴射過程中，水炮產生的水流不能全面覆蓋住失火區域。

（四）消防水泵管理

當前企業內部的消防水泵主要采用手動和自動兩種控制管理方式，其中手動控制又可以細分為現場手動，譬如說在消防泵房內通過手動操作開啟或關閉消防水泵，以及遠程手動控制即通過在遠程控制室內手動開啟或暫停消防水泵。而控制管理穩壓水泵主要有現場手動和自動兩種方式，其中現場手動與消防水泵中的現場手動基本一致，均通過在消防泵房當中利用手動操作完成水泵的開啟或暫停；自動控制則是利用管網中的壓力信號進行連鎖啟動水泵或關閉水泵，通常情況下，當管網中的壓力低至設定值時將觸動連鎖系統自動開啟水泵，若管網壓力回升至穩高壓消防管網準工作設定值高限，即代表其恢復穩定高壓狀態，穩壓水泵將會自動關停。

消防水泵宜根據可靠性、安裝場所、消防水源、消防給水設計流量和揚程等綜合因素確定水泵的型式，水泵驅動器宜采用電動機或柴油機直接傳動。單臺消防水泵的最小額定流量不應小于10L/s，最大額定流量不宜大于320L/s。柴油機消防水泵應采用熱備式，能隨時自動啟動的壓縮式點火型柴油機，確保消防給水的可靠性；柴油機消防水泵的供油箱應根據火災延續時間確定，且油箱最小有效容積應按1.5L/kW配置，柴油機消防水泵油箱內儲存的燃料不應小于50%的儲量。消防水泵吸水管及出水管的管徑設計還應考慮管道流速，吸水管的直徑小于DN250時，其流速宜為1.0m/s～1.2m/s；直徑大于DN250時，宜為1.2m/s～1.6m/s；出水管的直徑小于DN250時，其流速宜為1.5m/s～2.0m/s；直徑大于DN250時，宜為2.0m/s～2.5m/s。

（五）組建專業技術團隊

大型化工企業內部主要組建專業的消防團隊，定期測試消防給水系統的功能，并通過使用終端固定消防設施，將管網當中的銹水及時排除。避免影響消防設施使用效果；與此同時化工企業內部還需要委派專業的給排水、電信、電氣、動設備等專業技術類工作人員，定期聯動測試消防給水系統中的自動控制線路以及其他電氣、轉動設備、管道等部分，從而有效保證自動啟動消防給水系統和消防設施間能夠正常完成聯動功能切換；大型化工企業還需要加快成立專業搶修團隊的工作進程，以便消防給水系統在出現問題的第一時間內能夠得到修復；除此之外，大型化工企業還需要與專業消防維保單位及有關檢測部門積極建立合作關系，定期測試、調試整體消防給水系統中的各項功能，從而能夠盡早發現并排除在運行消防給水系統中的各種不正常現象。

結論

總而言之，前段時間化工企業頻繁發生的火災事故和爆炸事故引起了包括化工企業在內的全社會各領域廣泛重視。為此大型化工企業迅速作出調整，在企業內部設立了專業完善的消防給水系統等一系列消防措施。本文通過對大型化工企業內部的消防給水系統以及給水設施進行簡單介紹，分析當前在大型化工企業中消防給水存在的問題，著重論述消防給水設施維護管理的技術應用，以期能夠給相關研究人員和化工企業必要的幫助，提升其內部消防能力，從而有效避免因火災事故等導致企業蒙受不必要的經濟損失。

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