石油化工工程泡沫滅火系統的消防設計探討

馬文亭

【摘要】：隨著經濟體制改革步伐加快，石油化工企業的建設也迅猛發展，不論從規模上，還是從工藝裝置先進性都是前所未有，罐組超5 萬噸級、10 萬噸級已常見，萬噸級裝卸油碼頭配套設施一應俱全，這就要求我們消防設計工作者，結合實際正確合理進行消防工程設計，其中泡沫滅火系統是常見的應用比較廣泛的系統之一。

【關鍵詞】 ：石油化工工程;泡沫滅火系統;消防設計;

關鍵詞：泡沫滅火系統作為一種高效滅火措施廣泛應用于石油化工企業的火災撲救，收到了良好的效果，尤其是石油化工企業的油品罐區，多數以泡沫消防作為主要滅火手段。而作為固定式泡沫滅火系統的關鍵設施—泡沫消防泵站，合理的設計是保證系統安全可靠，達到預期效果的前提。

一、存在的問題

（ 1） 設計者對系統理解不深，設計不到位，對系統設計比較膚淺。體現在系統組成上，只知大體上組件，不能很好的的對系統由各種泡沫比例混合裝置的工作原理及動作程序有明確的掌握。

（ 2） 施工隊伍水平低下。施工前，對泡沫滅火系統工程設計文件、圖紙，沒有進行技術交底的細節工作（ 或進行不徹底） 。由于看不懂圖紙或按錯設計錯施工的指導思想去施工，到最后系統調試及竣工驗收的結果是可想而知。

二、石油化工工程泡沫滅火系統的消防設計

1.泡沫消防泵站的設置。泡沫消防泵站可與消防水泵房合建，因兩者都需要水源、電源，其合建有利于集中管理和使用，節約投資。泡沫消防泵站與被保護的甲、乙、丙類液體儲罐或裝置的距離不宜小于30m，同時要保證泡沫混合液或泡沫輸送到保護對象的時間不大于5min;當泡沫消防泵站與被保護對象的距離為30m～50m時，注意泡沫消防泵站的門、窗不宜朝向保護對象。泡沫消防泵站內應設置水池（罐）水位指示裝置。泡沫消防泵站應設置與本單位消防站或消防保衛部門直接聯絡的通訊設備，當泡沫比例混合裝置設置在泡沫消防泵站內無法滿足要求時，應設置泡沫站。

2.泡沫消防泵站的組成。泡沫消防水泵、泡沫混合液泵泡沫消防水泵是為采用平衡式、計量注入式、壓力式等比例混合裝置的泡沫滅火系統供水。泡沫混合液泵是為采用環泵式比例混合器的泡沫滅火系統供給泡沫混合液。泡沫消防水泵、泡沫混合液泵應采用自灌引水啟動，且一組泵的吸水管不應少于兩條，其中一條損壞，其余吸水管應能通過全部用水量。系統設置備用泵時，其工作能力不應低于最大一臺泵的能力，以保證在其中一臺泵發生故障后，系統仍可按最大設計流量供給泡沫混合液。當罐區規模較小時，其火災危險性也會較小，且可利用機動設施滅火，因此可不設置備用泵。泡沫液泵是為泡沫滅火系統供給泡沫液的泵，其工作壓力和流量應滿足系統最大設計要求，一般工作壓力要大于消防水壓0. 2Mpa 左右。泡沫液泵應設置備用泵，其規格型號應與工作泵相同，且工作泵故障時應能自動與手動切換到備用泵。除水力驅動外，宜與系統泡沫消防水泵的動力源一致。泡沫液泵的材料應能耐泡沫液腐蝕且不影響泡沫液的性能，應能耐受不低于10min的空載運轉。

3. 泡沫比例混合裝置。目前，在固定式系統中常用的泡沫比例混合裝置主要有平衡式、計量注入式、壓力式比例混合裝置。（1）平衡式比例混合裝置。由單獨的泡沫液泵按設定的壓差向壓力水流中注入泡沫液，并通過平衡閥、孔板或文丘里管（或孔板和文丘里管的結合），能在一定的水流壓力或流量范圍內自動控制混合比。（2）計量注入式比例混合裝置。利用流量計實時監控系統運行條件，并向電子控制器反饋流量信號，電子控制器接收到相應流量數據的電信號后，會控制泡沫液泵按相應流量供給泡沫液，以達到維持恒定混合比的目的。（3）壓力式比例混合裝置。當系統管網中的水流經比例混合器減壓孔板時，在孔板的前后會形成壓差。壓高處的一部分水（3%或6%）通過泡沫罐的進水管進入罐內，擠壓膠囊，將膠囊中的泡沫液通過泡沫罐的出液管擠壓至比例混合器低壓處與水混合形成泡沫混合液，形成的泡沫混合液輸出到泡沫產生設備（泡沫產生器，泡沫槍，泡沫炮等）與空氣混合產生泡沫滅火。計量注入式比例混合裝置是近年發展起來的一種新型裝置;壓力式比例混合裝置由于安裝使用簡單方便，性能穩定，投資低，一般用在危險性低的小罐區;平衡式比例混合裝置具有泡沫液儲存容量更大、可靠性更高等優點，在國內外廣泛應用。

三、實例分析

1.項目現狀及建設概況。某石油化工企業新建工程所在廠區擬建1 座消防泵站及泡沫消防泵站（合建），1 套消防增壓穩壓設備;2 臺泡沫消防水泵;1 套平衡式泡沫比例混合裝置;可滿足本工程消防冷卻水系統、低倍數泡沫滅火系統需要。設有2座6000m3消防水罐，用以儲存廠區消防用水。消防水罐補水第一水源采用外部市政給水管網，第二水源采用海水。

2. 儲罐上設置固定式滅火系統，所需泡沫混合液由消防泵站及泡沫消防泵站提供。根據項目的平面布置，新建泡沫消防泵站距離最遠端的儲罐為450m，滿足5min內將泡沫混合液送至最遠端著火罐的要求。低倍數泡沫滅火系統采用泵入平衡壓力式流程。主要由2臺泡沫消防水泵、1 套平衡式比例混合裝置組成。低倍數泡沫滅火系統平時由消防增壓穩壓設備維持在一定壓力下，火警狀態下，儲罐火災報警裝置報警后，立即啟動泡沫消防水泵，聯動打開出現火情的儲罐的泡沫混合液控制總閥，泡沫消防水泵提供壓力水至混合裝置的比例混合器處，混合裝置內泡沫液泵自泡沫液儲罐中吸取泡沫液至比例混合器處，壓力水與泡沫液在此根據設定的比例自動進行混合產生泡沫混合液，供給罐區滅火使用。新建泡沫消防泵站內泡沫消防水泵為一臺電泵一臺柴油機泵（一用一備），單泵流量120L/s，揚程100m;泡沫液泵為一臺電泵一臺柴油機泵（一用一備），滿足設計要求。考慮項目采用海水作為第二消防水源，泡沫液采用6%耐海水型水成膜抗溶性泡沫液，考慮系統容積、損失、沉降等因素，經計算所需泡沫混合液用量為224. 97 m3，泡沫液量17. 5 m3，故平衡式泡沫比例混合裝置設有20m3臥式常壓泡沫液儲罐1 臺，用以儲存泡沫液。

在工作中，發現泡沫滅火系統從設計的完善程度及施工質量和功能完成上都存在諸多不足之處，與國家消防規范、標準相違背，再加上一些設計者對系統陌生，對系統分類比較模糊，這樣很難在系統竣工調試上能達到施工驗收規范要求。本人結合實際對其存在問題進行分析，提出相應設計方案。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部和中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局. GB50151-2018， 泡沫滅火系統設計規范. 北京： 中國計劃出版社， 2018.

[2]中華人民共和國建設部和中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局. GB50074-2013， 石油庫設計規范. 北京： 中國計劃出版社.

[3]中國石油化工集團公司.中國石化安[2017]183號，關于印發《大型浮頂儲罐安全設計施工、管理規定》的通知.