偏遠缺水地區油氣計量接轉站滅火技術和選型

向越，呂有為

1.中國石油工程建設有限公司西北分公司（新疆 烏魯木齊 830000）

2.中國石油吐哈油田分公司消防支隊（新疆鄯善 838202）

0 引言

油氣計量接轉站（以下統稱計量接轉站）是石油開采集輸過程中的一個中間環節，是將分散在集輸區塊的單口或數口油井的油氣混合物集中起來分別進行單井油氣計量，然后集中混輸到轉油站或集中處理站的小型站點[1]。計量接轉站規模不大，但火災危險性不小，稍有不慎，就有可能發生火災爆炸事故。按照現行國家相關消防技術標準，從經濟合理性考慮，計量接轉站可不設置投資較大成系統的固定式消防設施，初起滅火主要依托專業消防應急救援隊伍實施[2]。如果計量接轉站地處荒漠戈壁、偏遠缺水地區，專業消防應急救援隊伍難以及時到達現場實施滅火救援，初起火災得不到及時有效地處置，使小火變成大火，最終造成火災蔓延和損失增大的災情發生。為解決這個問題，就國內現有的滅火技術在此做以探討。

1 計量接轉站火災類型

計量接轉站設施設備主要有輸油管道、進站閥組、計量分離器、加熱器，有的因油壓較低，增加了緩沖罐和輸油泵及配電柜等，無500 m3及以上的儲油罐。火災類型主要有2 類[3]：一類是油氣火災爆炸；另一類是電氣火災。

1.1 油氣火災爆炸事故類型分析

計量接轉站易發生油氣泄漏的部位主要是閥組房和增壓泵房，房內設施設備主要是閥組、油泵、管道、分離器等，這些設施設備如果發生油氣泄漏，遇到點火源，就會發生油氣火災爆炸事故。按照GB 50183—2004《石油天然氣工程設計防火規范》火災爆炸危險性分類和GB/T 4968—2008《火災分類》相關規定，屬于易燃、可燃液體火災，即B類火災。

1.2 電氣火災事故類型分析

計量接轉站容易發生電氣火災的部位主要是配電室，設施設備主要是配電柜及電線電纜等，按照GB/T 4968—2008《火災分類》相關規定，這些配電設施設備發生的火災屬于電氣火災，即E 類火災。

2 計量接轉站滅火技術現狀

2.1 設置的滅火設施滅火能力有限

據調查，偏遠缺水地區計量接轉站因規模小，按照國家現行相關消防標準，計量接轉站設置的滅火設施基本上是常規消防器材，如滅火器、防火毯、消防锨等，無固定或半固定式等滅火能力較強的成系統的滅火設施。

2.2 專業消防應急救援隊伍短時間內不能到達現場

偏遠缺水地區計量接轉站初起火災主要依托就近的消防站。就近的消防站大致有兩種情形：一種是在計量接轉站所屬開采區塊集中處理站附近設置的消防站；另一種是距離計量接轉站就近的城鎮消防站。由于地理環境及路況等因素，短時間內都不可能到達現場，行車時間至少都在30 min 以上，難以實施初起滅火救援。

2.3 無人值守

由于油氣集輸自動化程度的提高，偏遠缺水地區計量接轉站大多都是無人值守，一旦發生火災，難以做到及時發現、初起滅火的要求。

3 計量接轉站滅火技術和選型

3.1 滅火技術

偏遠缺水地區的計量接轉站易發生火災的部位主要有增壓輸油泵房、閥組房和配電室，火災類型主要是B 類火災和E 類火災。目前國內適用于計量接轉站2 類火災的滅火技術比較多，有固定式和移動式滅火技術；有管網式和無管網式滅火技術；有自動控制的非自動控制的滅火技術等。如適用B 類火災的固定式泡沫滅火系統及移動式泡沫滅火裝置等；適用E 類火災的管網式及無管網式氣體滅火系統等。這些滅火技術一次性投資有高有低,且都有適用范圍。一般情況下，適用范圍主要從5 個方面綜合考慮：①火災類型；②保護規模；③重要程度；④使用環境；⑤經濟對比。作為B類火災，如果選擇設置一套固定式泡沫滅火系統（包括消防水罐、泡沫泵、泡沫液儲罐、泡沫產生器、泡沫栓、泡沫管網及電氣控制設備等）；或針對E 類火災，選擇設置一套管網式七氟丙烷氣體自動滅火系統（包括儲存瓶組、液流單向閥、集流管、選擇閥、安全閥、壓力信號閥、氣體滅火控制器、聲光報警器、放氣指示燈、緊急啟動/停止按扭及輸送氣體管網等），雖然合規可滅火，但固定式或管網式的滅火技術，一次性投資大，而且需要專人操作，后期運行維護成本高。

3.2 選型

按照合規合理、經濟實用的設置原則，根據目前國內的滅火技術，綜合評估，在實際應用中，可選型一次性投資小、無需專人操作、自動控制、無管網或非固定式的滅火技術，以達到技術上合規，經濟上合理、實用上可滅火的設置目的。如：依據GB 50347—2004《干粉滅火系統設計規范》等相關地方消防標準及滅火實踐，可選型適用于計量接轉站B類火災的柜式超細干粉自動滅火裝置[4]；依據GB 50370—2005《氣體滅火系統設計規范》等相關地方消防標準及滅火實踐，可選型適用于計量接轉站E類火災的柜式七氟丙烷氣體自動滅火裝置[5]；依據T/CECS 10171—2022《預制式全氟己酮滅火裝置》等相關地方消防標準及滅火實踐，可選型適用于計量接轉站E類火災的柜式全氟己酮自動滅火裝置[6]等。

在目前國內無需專人操作的自動控制、無管網或非固定式滅火技術中，比較適用于計量接轉站B類火災和E類火災常用的滅火技術[7]，見表1。

表1 計量接轉站常用滅火技術

3.3 應用舉例

在實際應用計量接轉站常用滅火技術時，應按照國家、行業、地方等相關設計、施工及驗收標準執行，如果有國家標準，應執行國家標準；如果無國家標準，應執行行業或地方標準等。應用舉例如下。

3.3.1 柜式超細干粉自動滅火裝置的應用

某計量接轉站閥組房長20 m、寬6 m、高4 m，屬于原油易燃易爆場所，火災類型是B類，不密封度≤10%，屬于嚴重危險級。采用超細干粉滅火技術全淹沒方式保護，擬選用單套額定充裝量為65 kg的柜式超細干粉自動滅火裝置，計算需要裝置的數量（N）。

依據DB35/T 1153—2011《超細干粉自動滅火裝置設計、施工及驗收規范》，計算如下：

1）計算公式。

式中：M為超細干粉滅火劑實際用量，kg；M1為超細干粉滅火設計用量，kg；M2為超細干粉滅火劑噴粉剩余量，kg；M3為單套柜式超細干粉自動滅火裝置額定充裝量，kg；V為閥組房容積，m3；C為滅火設計濃度，kg/m3；K1為危險等級補償系數；K2為不密封度補償系數；δ為超細干粉滅火劑噴粉剩余率。

2）計算參數。

3）計算過程。

①計算閥組房容積V

②計算超細干粉滅火設計用量M1

根據公式（2）：

③計算超細干粉滅火劑噴粉剩余量M2

根據公式（3）：

④計算超細干粉滅火劑實際用量M

根據公式（1）：

⑤計算裝置數量N

根據公式（4）：

4）計算結果。

經以上計算，計量站閥組房采用全淹沒方式保護時，所需單套額定充裝量是65 kg的柜式超細干粉自動滅火裝置4套。

3.3.2 柜式七氟丙烷自動滅火裝置的應用

某計量接轉站配電室長6.8 m、寬4.2 m、高3.7 m，屬于電氣火災場所，火災類型是E類。采用七氟丙烷滅火技術全淹沒方式進行保護，計算需要裝置的數量（N）。

依據GB 50370—2005《氣體滅火系統設計規范》，計算如下：

1）計算參數。

滅火設計濃度C：9%；海拔修正系數K：1；配電室最低環境溫度T：10℃。

2）計算過程。

①計算滅火劑過熱蒸氣在101 kPa 大氣壓和防護區最低環境溫度下的質量體積S。

②計算配電室凈容積V凈

配電室總容積V總：

配電室內設備體積V備：

因設備內部零部件較多而且復雜，難以計算，只能對設備體積做以估算，估算值V備約1 m3。

配電室內無結構梁和柱，故V結=0。

計算配電室凈容積V凈：

③計算配電室滅火設計用量W

④計算裝置數量N

擬選用單套容積是90 L（充裝量≤1 120 kg/m3）的柜式七氟丙烷自動滅火裝置。

3）計算結果。

經以上計算，計量站配電室采用七氟丙烷滅火技術全淹沒方式保護時，所需單套容積是90 L（充裝量≤1 120 kg/m3）的柜式七氟丙烷氣體自動滅火裝置1套。

3.3.3 注意事項

1）在計算裝置的實際儲存量時，還要計算裝置（儲瓶）充裝藥劑的剩余量，實際儲存量均應是設計用量與剩余量之和。

2）在計算裝置數量時，每座閥組房、增壓輸油泵房或配電室設置的裝置數量，均不應超過規范規定的數量。如柜式七氟丙烷自動滅火裝置不超過10套等。

3）在增壓輸油泵房、閥組房設置自動滅火裝置時，應在啟動滅火裝置前或同時，設置自動切斷易燃、可燃液體供應源的措施。

4）在全淹沒滅火方式時，柜式氣體自動滅火裝置應考慮計算泄壓面積問題，柜式干粉自動滅火裝置應考慮不密封度問題。如在應用柜式干粉自動滅火裝置時，不能自動關閉的防護區開口的總面積不應大于該防護區總內表面積的15%等。

5）在全淹沒滅火方式時，應考慮增壓輸油泵房、閥組房或配電室的面積和容積不應大于規范的要求。如七氟丙烷氣體滅火技術一個防護區的面積不宜大于500 m2，容積不宜大于1 600 m3。

6）在全淹沒滅火方式時，增壓輸油泵房、閥組房或配電室的圍護結構及門、窗的耐火極限均不應小于0.50 h，吊頂的耐火極限均不應小于0.25 h；圍護結構及門、窗的允許壓力均不宜小于1 200 Pa。

7）柜式自動滅火裝置的安裝位置應符合相關標準。如采用全淹沒滅火方式時，干粉滅火裝置的設置位置與液面的距離不應小于l m，且應使干粉噴放不會引起液體飛濺等[10]；柜式氣體滅火自動裝置中泄壓裝置的泄壓方向不應朝向操作面等。

8）柜式自動滅火裝置的自動和手動控制及維護應符合國家、行業、地方相關標準。

4 結論

根據國內現有的滅火技術，針對計量接轉站的生產性質及火災類型，可設置投資小、安裝方便、無需專人操作的自動滅火設施，如柜式超細干粉自動滅火裝置、柜式七氟丙烷氣體自動滅火裝置、柜式全氟己酮自動滅火裝置等，以解決長期以來偏遠缺水地區計量接轉站初起火災得不到及時處置的問題。同時，可設置無線火災自動報警設施，提高火災早期預警能力。在石油開采集輸過程中，許多地處偏遠缺水地區的小型站點與計量接轉站生產性質類似，如計配站、選井站、中轉站、集氣站、接收站、拉油站等，初起滅火也可采用與計量接轉站相同的滅火技術。