大型油碼頭消防設(shè)施布置探討

王廣成，趙家德，武守元，譚雪華

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

大型油碼頭消防設(shè)施布置探討

王廣成，趙家德，武守元，譚雪華

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222）

現(xiàn)在我國(guó)正在建設(shè)越來(lái)越多的大型油碼頭，正確的油碼頭消防設(shè)施設(shè)計(jì)能消滅碼頭、船舶初期火災(zāi)，確保碼頭的安全運(yùn)行，保障人員生命安全和減少財(cái)產(chǎn)損失。現(xiàn)行實(shí)際操作過(guò)程中，碼頭設(shè)計(jì)僅滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范要求是不夠的，本文根據(jù)設(shè)計(jì)和碼頭實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合船舶油艙布置情況，提出消防炮的合理布置，使設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確、合理。

油碼頭；消防；冷卻水

引 言

我國(guó)東部沿海地區(qū)某港是可建30萬(wàn)t級(jí)碼頭的深水海港，具有帶海襟江的地緣區(qū)位優(yōu)勢(shì)和深水岸線(xiàn)，被譽(yù)為“我國(guó)長(zhǎng)三角北翼最佳深水港”。2009年6月10日經(jīng)國(guó)務(wù)院常委會(huì)通過(guò)將江蘇沿海開(kāi)發(fā)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，某港作為東部經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要節(jié)點(diǎn)被明確列入規(guī)劃。

1 規(guī)范在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及建議

1.1 關(guān)于冷卻范圍

JTJ237-99《裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范》是油碼頭設(shè)計(jì)的主要參考規(guī)范，本規(guī)范自頒布執(zhí)行十幾年來(lái)，對(duì)我國(guó)裝卸油品碼頭的防火設(shè)計(jì)，起到了指導(dǎo)作用。隨著近些年我國(guó)油品碼頭的快速建設(shè)和發(fā)展與原有建設(shè)碼頭相比新建碼頭噸級(jí)逐漸趨于大型化。在較大噸級(jí)碼頭消防布置中出現(xiàn)如下問(wèn)題：本規(guī)范6.2.7.1條冷卻范圍計(jì)算公式為F=3LB-fmax，公式中：F為冷卻范圍（m2）；B為最大船寬（m）；L為最大艙的縱向長(zhǎng)度（m）；fmax為最大艙面積（m2），L及fmax兩個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)在本規(guī)范中并沒(méi)有列出具體數(shù)值。往往隨設(shè)計(jì)人員自身掌握的資料多少進(jìn)行設(shè)計(jì)，造成冷卻水值計(jì)算結(jié)果不能統(tǒng)一，因人而異，設(shè)計(jì)結(jié)果隨意性較大。筆者認(rèn)為在以后規(guī)范修編過(guò)程中盡可能完善常用船型的L及fmax參考值，以供設(shè)計(jì)單位和消防審查單位參照設(shè)計(jì)和審查，以保障設(shè)計(jì)的規(guī)范性、統(tǒng)一性和一致性。

1.2 關(guān)于冷卻水量計(jì)算

本規(guī)范 6.2.7條冷卻水量計(jì)算公式為Q=0.06FqT，公式中：Q為冷卻水量（m3）；F為冷卻范圍（m2）；q為冷卻水供給強(qiáng)度（L/min·m2）；T為冷卻水供給時(shí)間（h）。此公式計(jì)算結(jié)果只是理論水量，建議設(shè)計(jì)者不能做為碼頭實(shí)際消防需水量應(yīng)用。尤其船舶噸級(jí)較小時(shí)，按公式計(jì)算后的水量，往往不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)者選型的設(shè)備流量，通常設(shè)備流量規(guī)格要大于 6.2.7中計(jì)算的流量結(jié)果。碼頭實(shí)際消防需水量應(yīng)按所選型設(shè)備實(shí)際流量和冷卻水供給時(shí)間計(jì)算用水量。射程還應(yīng)滿(mǎn)足覆蓋設(shè)計(jì)船型全船范圍的要求。

1.3 關(guān)于泡沫系統(tǒng)管道接口

本規(guī)范6.2.13“引橋和引堤上的消防供水管上應(yīng)設(shè)消火栓或管牙接口，并在消火栓處配備消防水槍和水帶，其間距不宜超過(guò)60 m。”對(duì)泡沫系統(tǒng)管道接口未做說(shuō)明，如發(fā)生輸油管道油品泄露火災(zāi)，很難及時(shí)滅火。碼頭面的移動(dòng)泡沫滅火設(shè)備很難兼顧引橋或引堤，即使能兼顧到引橋或引堤，泡沫管道上也沒(méi)有設(shè)計(jì)管牙接口。現(xiàn)行工程設(shè)計(jì)中泡沫間大都不在碼頭面上，若設(shè)在引堤根部并滿(mǎn)足規(guī)范 6.5.7.1條“泡沫混合液輸送到最遠(yuǎn)滅火點(diǎn)的時(shí)間不超過(guò)5 min的要求”時(shí)。筆者建議設(shè)計(jì)者除在引橋或引堤設(shè)置移動(dòng)式泡沫滅火系統(tǒng)，還應(yīng)在泡沫間和碼頭之間的引橋或引堤上的泡沫液管道上也增設(shè)泡沫消火栓或管牙接口，并在設(shè)置泡沫消火栓處配備泡沫消防水槍和水帶，以滿(mǎn)足隨時(shí)撲滅輸油管道油品泄露初期火災(zāi)。

2 碼頭消防設(shè)施

我國(guó)東部沿海某港建設(shè)30萬(wàn)t級(jí)液體散貨泊位，最大船型為300 000 DWT油船，主要裝卸的油品為原油、燃料油，本次消防按最大船型300 000 t級(jí)甲B類(lèi)油品船舶設(shè)計(jì)。碼頭油品火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)甲B類(lèi)一級(jí)碼頭。按JTJ237-99《裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.3條要求采用固定式水冷卻和泡沫滅火方式。

大型油碼頭消防設(shè)施配置泡沫炮、水炮、滅火器、碼頭前沿布置水幕、海面上配置消防船或拖消兩用船，陸域配置消防車(chē)。泡沫炮和水炮布置在消防塔架上，本文著重探討碼頭消防塔架的設(shè)置。

2.1 消防設(shè)計(jì)參數(shù)

表1 油船設(shè)計(jì)船型基本參數(shù)

冷卻水供給強(qiáng)度：2.5 L/min·m2；

冷卻水供給時(shí)間：6 h；

泡沫混合液供給強(qiáng)度：8 L/min·m2；

泡沫混合液供給時(shí)間：40 min；

碼頭前沿水幕供給強(qiáng)度：1.5 L/S·m。

碼頭除設(shè)置消防塔架外，還有消防設(shè)施如下：為滿(mǎn)足泡沫混合液到達(dá)時(shí)間，在碼頭區(qū)設(shè)泡沫間一座，泡沫間內(nèi)設(shè)水力驅(qū)動(dòng)平衡式壓力泡沫比例混合器兩臺(tái)（單臺(tái)最大流量260 L/s，一用一備）和15 m3泡沫原液罐2座為泊位提供泡沫混合液，泡沫原液采用抗溶性水成膜泡沫液，配比濃度為3 %。每個(gè)消防炮塔架均自帶水幕裝置，每組水幕流量為 10 L/s。為了保護(hù)泊位裝卸設(shè)備，每個(gè)工作平臺(tái)前沿設(shè)組合型水幕噴頭（柱型和墻型），水幕的總流量為 60 L/s。工作平臺(tái)設(shè)置消火栓，消防水栓流量為 30 L/S，消防泡沫栓流量為15 L/S。登船梯上設(shè)置水幕，水幕流量為15 L/S。泡沫比例混合器水輪機(jī)流量為 25 L/s。根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50140-2005的有關(guān)規(guī)定，碼頭裝卸區(qū)內(nèi)、棧橋和建筑物內(nèi)應(yīng)設(shè)置手提式和推車(chē)式干粉滅火器。水上消防擬采用2艘消拖兩用船作為水上消防設(shè)施，每艘消拖兩用船流量不小于120 L/S。

2.2 消防塔架布置

根據(jù)冷卻范圍計(jì)算公式：F=3LB-fmax=3×60 m×60 m-1 800 m2=9 000 m2，冷卻水流量為：9 000 m2×2.5 L/min·m2/60= 375 L/s。

消防所需泡沫混合液流量為：1 800 m2× 8 L/min·m2/60=2 40 L/s。

根據(jù)30萬(wàn)t級(jí)原油設(shè)計(jì)船型要求，碼頭消防需冷卻水流量為375 L/s，考慮消防泵房實(shí)際供水情況（按規(guī)范6.2.6條油船發(fā)生火災(zāi)時(shí)，冷卻水可以由水上和陸上消防設(shè)備共同提供，但陸上消防設(shè)備所提供的冷卻水量不應(yīng)小于全部冷卻水量的50 %。），要求消拖兩用船提供至少175 L/s的流量，其余200 L/s消防冷卻水流量由陸上提供。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，擬選用電控消防水炮，流量為200 L/s，射程為120 m。選用電控消防泡沫炮，每臺(tái)流量為240 L/s，射程為115 m。

按規(guī)范6.5.2條要求：1）消防炮的設(shè)置數(shù)量不應(yīng)少于兩門(mén)。2）泡沫炮的射程應(yīng)滿(mǎn)足覆蓋設(shè)計(jì)船型的油艙范圍。3）水炮的射程應(yīng)滿(mǎn)足覆蓋設(shè)計(jì)船型的全船范圍，當(dāng)有水上消防設(shè)施監(jiān)護(hù)時(shí)，可聯(lián)合滿(mǎn)足上述要求。

為滿(mǎn)足規(guī)范要求，在現(xiàn)有的2個(gè)靠船墩上各設(shè)一座塔架，共設(shè)置2座消防炮塔，每座塔架上設(shè)一門(mén)水炮和一門(mén)泡沫炮，根據(jù)消防炮的射程畫(huà)出包絡(luò)線(xiàn)。如圖1，按此設(shè)計(jì)方案繪制的包絡(luò)線(xiàn)圖滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。碼頭發(fā)生火災(zāi)時(shí)只開(kāi)啟一門(mén)消防水炮和泡沫炮即可滿(mǎn)足規(guī)范要求（現(xiàn)行設(shè)計(jì)大都按著火時(shí)有一股泡沫液和一股水炮冷卻水到達(dá)著火點(diǎn)。若同時(shí)開(kāi)啟兩門(mén)消防水炮和泡沫炮使兩股泡沫液和兩股水炮冷卻水到達(dá)著火點(diǎn)，勢(shì)必會(huì)大大增加消防泵、消防水池和消防管路的供水能力和儲(chǔ)水量，是非常不經(jīng)濟(jì)的）。在現(xiàn)實(shí)情況下，如A點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)，開(kāi)啟任何一個(gè)炮塔上的消防炮都可能不能完全覆蓋一個(gè)完整的油艙（油艙的最大艙的縱向長(zhǎng)度和寬度為60 m和30 m，超出兩個(gè)炮塔上其中任何一個(gè)消防炮的覆蓋面積）。導(dǎo)致火情無(wú)法得到有效控制。此設(shè)計(jì)方案雖然符合規(guī)范要求，但筆者認(rèn)為實(shí)際A點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火情并不能得到有效控制。有效的設(shè)計(jì)方案應(yīng)在2個(gè)靠船墩和碼頭平臺(tái)上各設(shè)一座塔架，共3座消防炮塔，每座塔架上設(shè)一門(mén)水炮和一門(mén)泡沫炮。如圖2，此設(shè)計(jì)方案在保證經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)的前提下，又能有效控制油船任何位置的最大油艙。在以后的大型油船消防設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者們可借鑒圖2的消防炮塔布置方式。

圖1 兩座消防炮塔的消防炮射程包絡(luò)線(xiàn)

圖2 三座消防炮塔的消防炮射程包絡(luò)線(xiàn)

3 結(jié) 語(yǔ)

油碼頭的消防設(shè)施關(guān)系著保障人員安全和財(cái)產(chǎn)安全，其設(shè)計(jì)布置的合理性顯得尤為重要，若設(shè)計(jì)中消防設(shè)施布置不當(dāng)，消防設(shè)備在火災(zāi)時(shí)無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的效應(yīng)，將會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，后果不堪設(shè)想。碼頭消防炮的合理布置，將在火災(zāi)發(fā)生時(shí)撲滅初期火災(zāi)，阻止人員傷亡。做好消防設(shè)計(jì)消滅初期火災(zāi)、減少火災(zāi)危害是每個(gè)設(shè)計(jì)工作者必須認(rèn)真對(duì)待的。

[1]JTJ237-99 裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[2]GB50338-2003 固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[3]GB50140-2005 建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

Large Oil Terminals Arrangement of Fire Facilities

Wang Guangcheng,Zhao Jiade,Wu Shouyuan,Tan Xuehua
(CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China)

Now China is building more and more large oil terminals,oil terminals correct fire safety facilities designed to destroy the dock,ship the initial fire,ensure safe operation of the dock to protect the safety of life and reduce property losses.The actual process of the current operation,the dock is only designed to meet national regulatory requirements is not enough,this paper based on the process of design and harbor actual operation of the lessons learned from the ship tank arrangement,the reasonable arrangement of artillery fire,making design more accurate and reasonable.

oil loading terminal; firefighting; cooling water

U653.99

：A

：1004-9592（2016）06-0061-03

10.16403/j.cnki.ggjs20160615

2016-11-16

王廣成（1979-），男，高級(jí)工程師，主要從事給水排水設(shè)計(jì)工作。