一體化消防水箱在大型石油化工中應用

石油化工企業的工藝裝置、罐區向大型化發展的同時，安全隱患也隨之提高，所要求執行的規范更加嚴格，使消防系統的流量增加、壓力提高。與此相適應，作為強制性國家標準的《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-2008）第8.5.1條規定：大型石油化工企業的工藝裝置區、罐區等應設獨立的穩高壓消防給水系統，其壓力宜為0.7~1.2MPa[1]。
一、原消防水系統狀況
撫順石化公司石油二廠原消防管網壓力在正常生產時一般在0.4MPa左右，在遇到火災開啟消火栓消防炮時，管網壓力下降到0.2MPa以下，消防水管網泄漏嚴重降低管網壓力。另外石油二廠的煉油規模的擴建以及新罐區的投用，現在的消防水系統無法繼續滿足生產運行需要，是石油二廠安全的重大隱患。
二、消防水系統改造方案概況
1.消防水量
根據《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-2008）要求，廠區的消防用水量應按同一時間內的火災處數和相應處的一次滅火用水量確定。由于石油二廠廠區占地面積大于106m2，所以同一時間火災處數為2處，一處為廠區消防用水量大處，另一處為廠區輔助生產設施的消防用水量。廠區內有裝置與罐區，所以消防用水量大處按二者消防用水量大者計算。由于罐區消防用水量[2]大于裝置的消防用水量，所以廠區消防用水量大處為罐區。廠區的消防用水量=罐區的消防用水量＋輔助生產設施的消防用水量=7004m3。
2.主要內容2.1消防泵房
為確保滅火時消防水用量，本工程將石油二廠內現有消防水泵房內的二臺消防水泵更換為四臺（其中三用一備），單臺泵流量Q=200l/S、揚程H=140米。大消防供水量為600l/S、壓力大于1.2MPa。新增2臺流量為50m3/h，揚程為80m的變頻穩壓泵。正常生產時管網泄露造成水壓下降，穩壓泵開啟并保持消防管網壓力在0.75MPa以上，當消防管網壓力低于0.70MPa時，則啟動消防水泵將消防管網壓力提高到0.75MPa以上
2.2消防水池
現有的5000m3消防水池一座保留，新建3000m3消防水池一座。水池上設有液位指示及高低液位報警系統。當消防水池水位低于高水位時,浮球閥或液壓閥開啟向水池補水,至高水位時停止補水并同時發出高液位報警信號。當消防水池降至低水位時,發出低液位報警信號,并同時輸出停泵信號,以保證水泵的安全運行。管網水壓力、消防水池的液位、所有報警信號和水泵運行狀態及自動控制閥門的開閉狀態均引入消防泵房控制室和企業消防控制中心,以便于及時掌握系統的情況。消防水泵現場和控制室均設置手動開停水泵和閥門的按鈕消防補充水由廠內新鮮水系統提供，供給量為210m3/h。消防水泵出水管道上設有回流管并設有安全閥。
2.3穩壓泵的設計
穩壓泵的設計流量不應小于消防給水系統管網的正常泄漏量或系統自動啟動流量，當沒有管網泄漏量具體數據時，穩壓泵的設計流量宜按消防給水系統設計流量的1~3%計，但不宜小于1L/s。穩壓泵設計工作壓力應足夠維持系統正常的工作壓力以滿足系統自動啟動和充滿水的要求，并應符合下列要求：
2.3.1大于屋頂消防水箱或分區水箱靜壓；2.3.2大于消防泵自動啟泵壓力；
2.3.3當消防泵從市政管網直接吸水時大于市政給水管網的zui高壓力；
2.3.4大于系統zui高遠處水消防設施的靜揚程+0.15MPa的壓力。設置穩壓泵的臨時高壓消防給水系統給水系統應設置防止穩壓泵頻繁啟動的技術措施。

一體化消防水箱在大型石油化工中應用

《石油化工企業設計防火規范》（GB50160－2008）第8.5.1條文說明：穩壓泵的設計水量要考慮消防水管網系統泄漏量和一只水槍出水量（5L/s）。
《全廠性消防設施設計通用規定》SDEP-SPT-WS10025.1.4.2條：穩壓泵出水量原則上按系統的滲漏量計算。對于全廠性的穩高壓給水系統，也可按系統容量的大小考慮，一般可取5.0L/s~15.0L/s計算。所以，設計時我們選擇穩壓泵的流量為50m3/h。正常情況下消防水系統的壓力保持在0.75~1.0MPa之間，即當系統壓力低于0.75MPa時，穩壓泵啟動，當系統壓力高于1.0MPa時，穩壓泵停泵。為了減少穩壓泵頻繁啟動對泵壽命的影響，我們選用了變頻電機，穩壓值設定在0.75MPa。
2.4管網布置根據《石油化工企業設計防火規范》GB50160—2008的要求，在新建裝置區與新建各油罐區周圍敷設消防水管道，呈環狀布置。消防水管道規格分別為DN600、DN450，平均埋深為冰凍線以下0.35m處。消防水管道采用低壓流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管，焊接接口。并采用高溫固化環氧粉末內外防腐，在提高管道使用壽命的同時，也大降低了管道摩阻損失。
2.5消防水炮和消火栓的布置管網布置
消火栓的布置沿道路邊敷設，數量按其不超過60m的保護半徑以及被保護對象的消防用水量等綜合計算確定的。在重要的裝置以及高大構架設置消防水炮。在消防水管網上布置了型號為SS150/80-1.6地上式消火栓259臺。在裝置重要部位按規范要求布置型號為SP40消防水炮,大射程大于60m。可滿足各裝置的消防需要。
2.6消防水循環
因穩高壓消防給水系統采取的是獨立的消防給水系統,平時管網內的水處于靜止狀態,所以管內水易產生厭氧菌,對消防水管道產生腐蝕,這種腐蝕對鋼管的破壞非常大,因此將消防管網內水設計成循環狀態。為保證消防管網內水量的相對穩定,要求系統內的回流水應進入消防水池,不應為減少回流管的設計而將該部分水作它用,更不能就近排放。回流水量應盡可能少,以保證管網內的水處于流動狀態為宜,避免回流量過大而影響消防時的用水量和增加平時穩壓水泵的運行功率。
2.7排氣設施
消防管網排氣閥主要用以排除從水中析出的氣體以免空氣積在管中，減小過水斷面和增加管線的水頭損失。所以在局部zui高點應安裝復合式排氣閥;長距離水平管段.長距離無折點下降管段宜裝復合式排氣閥或微量排氣閥;下降坡度變大點.上升坡度變小點宜安裝微量排氣閥;需要真空保護時,應選用復合式排氣閥;長激勵無折點上升管段可選用高速排氣閥/吸氣閥或復合式排氣閥排氣閥的口徑為主管道管徑的1/8或者1/12為宜。排氣閥下面設置閥門并注意冬季保溫。
2.8壓力表
為便于觀察管網中的壓力以及管網故障情況下利于分析原因,消防管網設置壓力表。壓力表設在泵房出口、工藝裝置或罐區四周便于觀察的地方,并做好冬季保溫。
2.9控制系統
消防泵房內設兩臺穩壓泵與兩臺消防水泵，穩壓泵與消防水泵聯鎖。消防管網平時壓力靠穩壓泵穩定在0.75MPa，當發生火災時，消防系統管道大量缺水，消防管網壓力低于0.7MPa時，順序啟動消防泵供水。消防水泵啟動后應聯鎖停止穩壓泵。
消防水池設置液位計和液位高、低報警,補水管設置了自動控制閥門。當消防水池水位低于高水位時,補水管開始補水,直至水位至高水位時停止補水并同時高液位報警。當消防水池降至低水位時,低液位報警,并同時輸出停泵信號,保證水泵的安全運行。管網壓力、消防水池的液位、所有報警信號和水泵運行狀態及自動控制閥門的開閉狀態均引入消防泵房控制室和消防控制中心,以便于及時了解系統的情況。