天然氣管道輸送工程消防設計及火災預防對策

摘要：天然氣管道輸送工程涉及多個環節，其中火災安全是重要的考慮因素。本文從天然氣管道輸送過程中的火災危險性分析入手，深入探討管道輸送工程的消防設計原則和措施，包括總平面布置與分區、消防電源及電氣設備安全、疏散與應急照明系統以及滅火設施的配備與布置。此外，針對管道輸送工程的特殊性，本文還提出了特殊火災防控措施，如防火材料和防火涂料的選用、防爆設備的設置以及火災應急處置程序和火災后的處理與復原。

關鍵詞：天然氣管道；輸送工程；消防設計；火災預防；應急處置

引言

隨著能源需求的增長，天然氣作為一種清潔能源越來越受到重視。天然氣管道輸送作為天然氣供應鏈中的重要環節，其安全性直接影響到能源的穩定供應和人民生命財產安全。火災是天然氣管道輸送過程中最嚴重的風險之一，因此加強天然氣管道輸送工程的消防設計和火災預防對策至關重要。

一、天然氣輸送過程中的火災危險性分析

在分析天然氣輸送過程中的火災危險性時，重點在于識別和理解影響安全的關鍵因素。天然氣的高度可燃性質使得在輸送過程中存在顯著的火災風險，特別是在發生泄漏的情況下。這種泄漏可能由多種因素引起，包括管道的物理損傷、材料老化以及施工和維護過程中的不規范操作。管道材料可能因長期使用而老化或受到外部力量（如地質活動或人為破壞）的影響而損壞。此外，施工不規范也是導致管道泄漏和后續火災風險的一個重要因素。不正確的安裝方法或使用不當的材料都可能降低管道的安全性能。自然災害（如地震和洪水）可能導致管道損壞，而人為因素（包括惡意破壞和不當土地利用）也可能增加火災發生概率。例如，施工活動如果沒有妥善考慮管道的位置，可能會意外損壞管道。同樣，在管道附近不當使用土地，如違規建筑，也可能增加火災風險。這些活動可能引入火源或增加泄漏，導致火災發生[1]。

二、管道輸送工程消防設計

（一）總平面布置與分區

在天然氣輸送領域，確保消防安全的核心在于周密的策劃與合理的責任區劃分。合適的規劃和區域分配對于降低火災發生風險、確保人員安全疏散、控制火勢蔓延以及保護重要設施至關重要。管道布局必須遵守“安全距離”原則，以保證不同設備之間根據天然氣的物理性質和火災爆炸的危險性，設置必要的最小安全距離。例如，考慮到居民與工作人員的人身安全，輸氣管道必須設置在與住宅和辦公樓至少30米開外的地方。這樣在潛在的氣體泄漏或火災事故中，能有效減少對人民生命安全的威脅。同時，為了保障安全，必須在與關鍵設施如調壓站、輸氣站等相鄰的區域設置寬度不小于10米的防火隔離帶，可以有效遏制火勢蔓延。

分區規劃涉及將管道區域根據功能和安全標準劃分為若干獨立的防火分區。每個地區都須執行對應的滅火與防爆策略，并配置必需的消防設施。為確保火災不會蔓延，各防火分區之間需設置至少能阻擋兩小時火勢的防火墻或者挖掘寬度大于四米、深度超過半米的防火隔離溝。平面布局應重視疏散安全性，規劃出有效的逃生路線和充足的安全出口，確保在緊急狀況下人們可以迅速且穩妥疏散。例如，每個工作區至少應設有兩條寬至少1.2米的緊急逃生路徑，以保障員工在突發狀況下能夠快速、安全疏散[2]。

（二）消防電源及電氣設備安全

為了保障消防系統在電源失效的情況下仍能正常運行，必須實施雙重電源的供電方案。一級電源一般是指為輸送管道工程提供持續供電的電力系統，而輔助電源則來自自建發電站或外部獨立電源。在緊急消防需求高峰時，輔助電源必須保持穩定運作，并且要在10秒內完成切換，以確保消防系統能夠快速啟動應對緊急情況。在易燃氣體環境中，必須使用經過防爆認證的電氣設備和配件，如IECEx或ATEX認證的產品，以確保其安全運行。選擇合適的防爆電機時，應考慮工作環境的氣體成分和溫度條件，確保在任何極端溫度下均不會引發爆炸。

鑒于電氣設備可能產生火花的特性及其在設備中的具體位置，必須確保它們與任何可能泄漏的易燃氣體之間保持合理的安全距離。通常情況下，為了保障安全，防止火災或爆炸發生，高壓電氣設備與天然氣設施之間應至少保持十五米的緩沖距離，而低壓設備也應至少保持五米的間隔。為了保障消防系統在電氣維修或檢查過程中正常工作，消防電源的設計必須搭載電氣隔離裝置，可以有效切斷相關電路，防止電氣問題影響消防系統的正常運作[3]。

（三）疏散與應急照明系統

為保障天然氣管道輸送過程中的人員安全，建立完善的緊急疏散和應急照明系統極其重要。在任何緊急情況下，本系統旨在實現所有人員迅速、安全疏散，使疏散路徑清晰可見。緊急出口寬度至少需達到1.2米，以便應對人員密集區域的突發情況，保障在緊急狀態下的順暢通行。為確保員工在緊急狀況下能迅速撤離，須拓寬疏散通道，確保緊急出口布局合理。滿足人員密集區和辦公空間的需求，確保任何位置到最近安全出口的步行距離不超過30米。

緊急照明的亮度至少應達到每平方米1流明，同時要求光線均勻分布，確保疏散路徑和出口部分能夠被照亮。應急照明應保障在電力中斷時，至少可以連續供電90分鐘，以滿足緊急疏散過程中的照明需求。必須在緊急撤離路線上設置醒目的逃生指示標識，包括緊急出口的指示燈和方向引導標識。應使用持久發光材料制作這些標識，確保在停電或煙霧濃厚環境中依然清晰可見。緊急照明和疏散指示系統需具備自動啟動的能力。主電源一旦失效，應急照明應自動切換至備用電源，無需人工干預[4]。

（四）滅火設施配備與布置

確保天然氣管道輸送安全，關鍵在于安裝適宜的滅火設備。優良的規劃布局能在很大程度上限制起初火勢蔓延，并保障消防員的滅火作業安全。根據氣體燃料的特性，選擇適合撲救天然氣火災的干粉滅火器或二氧化碳滅火器。每個重要區域（如操控室、泵房、調壓站）必須配備至少兩個滅火器，并根據區域面積適當增加滅火設備。通常每100平方米至少應配備一個滅火器，并確保任何位置到最近滅火器的步行距離不超過30米。滅火器宜設置在0.8米至1.2米的高度，確保易于各類人員取用。同時，要使滅火器周圍無障礙，確保在緊急情況下可以快速取用。

對于如辦公區域、住宅小區等非制造區域，安裝自動式噴水滅火系統。每個區域必須確保噴頭無死角覆蓋，單個噴頭的控制面積不應超出12平方米。在電氣設備室和控制室等封閉空間內，最好安裝二氧化碳或干粉自動噴射滅火系統。這款系統應配備火災自動感應啟動裝置，滅火噴射量需根據封閉空間的總容積來調整，保障高效、快速達到滅火濃度。消防栓應置于易于快速供水處，使它們之間的距離不超過100米，以確保任何區域都在100米范圍內，能迅速獲得消防栓供水。每個消防栓必須具備每秒供水10升的能力，以保證撲救火災時有足夠的水源供應[5]。

三、管道輸送工程特殊火災防控措施

（一）防火材料和防火涂料的選擇和使用

在建設天然氣輸送管道時，關鍵在于使用高效的阻燃材質和防火涂料，不僅對預防火災事故至關重要，在火災發生時還有助于控制火勢蔓延。這些材料和涂料顯著提升了建筑的防火性能，有效遏制火勢蔓延，為緊急疏散和火災撲救提供了時間窗口。在選材時，防火性能應作為首要考量因素。對于控制室、電氣房等關鍵部位，必須選用防火性能出色的材料，其防火時長至少應為2小時或更久。考慮到天然氣管道要穿過多種地形，所選材料必須能夠承受溫度變化和濕度波動等惡劣環境，確保其正常運作不受干擾。防火建材及涂層應具備恒定的化學穩定性，避免與天然氣或其他化學物質發生反應，確保其防火效能不受影響。在人口密集或易發生火災的地區，對管道及其附屬設施進行防火涂料的涂抹處理，能夠有效增強其抗火能力。通過使用耐火材料加強建筑結構，特別是關鍵的承重體系和緊急疏散通道，確保在火災發生時建筑的穩定性和人員安全[6]。

（二）防爆設備的設置和使用

在天然氣管道周圍，特別是在容易引發火災和爆炸的環境中，配置和使用防爆設備對于確保安全是極其關鍵的。這些工具主要用來防止設備故障或操作失誤可能引發的火災或爆炸，涵蓋了防爆電氣設備、氣體檢測器和自動停機系統等。所有在易爆區域使用的電氣設備和儀器必須依照國際防爆標準進行設置，如獲得IECEx或ATEX的認證，確保其能在高風險環境中安全運行。部署在關鍵位置的高敏感度可燃氣體檢測儀器一旦檢測到氣體滲漏，便能即時啟動警報。一旦氣體濃度超過安全閾值，該系統即刻運行警報機制，啟動緊急停機流程，關閉主氣源，防止氣體聚積引發災難性事件。

（三）火災應急處置程序

打造成熟的火災應對系統對管理天然氣管道輸送項目極為關鍵，旨在減少火災事故造成的人身傷亡和財產損失。這套體系囊括了防火、火災偵測、警報發布、應急響應以及災后救援的全面流程。確保火災安全的要點是對員工定期進行安全教育及實際操作演練，以提升其安全意識和應急逃生能力。火災發生時，須即刻啟動應急處理程序，迅速評估火災狀況，觸發報警機制，使用消防設施遏制火勢擴散，同時組織人員疏散。在緊急關頭，明確的指導和有序的合作至關重要。火災熄滅后，立即進行現場安全性評定[7]。

（四）火災后的處理與復原

在天然氣輸送領域，火災后的救援和重建工作極其關鍵。這不僅關系到迅速恢復運輸功能，還涉及吸取災難教訓，避免類似事故重演。深度分析火災事件，揭示原因、評估損害程度與波及范圍。根據損害情況，制定修復計劃和時間表，先修復關鍵設施和管道，確保輸氣安全和連續供應。為確保修理工作的順利進行，需加強與公安機關和保險公司的溝通合作，同時確保所采取的措施合規，符合保險合同的要求。火災事故調查結果顯示，需進一步完善安全管理規章和應急預案，以提升天然氣管道運輸項目在火災事故預防和應對方面的能力，確保不再發生類似事故。

四、天然氣管道輸送項目火災應急處置注意事項

在天然氣輸送行業，制定并執行火災應急預案對保障人員生命安全及維護系統穩定運行至關重要。快速、準確定位火災的種類與范圍，是展開高效救援行動的根本。為響應項目要求，全體職員需完成火災跡象識別與現場報警系統操作培訓。所有人員須熟悉緊急疏散路徑和指定集合點。遇到火災，要保持冷靜，指揮大家按照既定路線有序撤離到安全區域，最大程度降低傷亡。員工需要熟練掌握滅火器及其他基礎滅火設備的正確使用技巧。火災初起時，及時啟動初期滅火設備，在消防員到達前，有效控制火勢蔓延[8]。

結語

綜上所述，天然氣管道輸送工程的消防設計和火災預防對策是確保輸送安全的重要環節。通過綜合應用總平面布置與分區、消防電源及電氣設備安全、疏散與應急照明系統、滅火設施配備與布置等措施，可以有效提高天然氣輸送的安全性。此外，特殊火災防控措施的實施，如合理選擇防火材料和防火涂料、設置防爆設備、制定火災應急處置程序和火災后的處理與復原措施，對于預防和控制火災具有重要意義。

參考文獻

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[8]宋福樂.淺論第三方施工對燃氣管道及設施的預防破壞措施[J].中國石油和化工標準與質量，2013，33（11）：224.