石油化工消防設(shè)計思索

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隨著經(jīng)濟體制改革步伐加快，石油化工企業(yè)的建設(shè)也迅猛發(fā)展，不論從規(guī)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(shè)施一應(yīng)俱全，這就要求我們消防設(shè)計工作者，結(jié)合實際正確合理進行消防工程設(shè)計，其中泡沫滅火系統(tǒng)是常見的應(yīng)用比較廣泛的系統(tǒng)之一。由于大連化工企業(yè)及國儲油庫近幾年建設(shè)比較多，接觸的泡沫滅火系統(tǒng)也比較頻繁，本人在消防檢測工作中，發(fā)現(xiàn)泡沫滅火系統(tǒng)從設(shè)計的完善程度及施工質(zhì)量和功能完成上都存在諸多不足之處，與國家消防規(guī)范、標準相違背，再加上一些設(shè)計者對系統(tǒng)陌生，對系統(tǒng)分類比較模糊，這樣很難在系統(tǒng)竣工調(diào)試上能達到施工驗收規(guī)范要求。本人結(jié)合實際對其存在問題進行分析，提出相應(yīng)設(shè)計方案。

1存在的問題

(1)設(shè)計者對系統(tǒng)理解不深，設(shè)計不到位，對系統(tǒng)設(shè)計比較膚淺。體現(xiàn)在系統(tǒng)組成上，只知大體上組件，不能很好的的對系統(tǒng)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)缺乏對國家消防規(guī)范要求的理解，以及對采用自動控制方式啟動泡沫滅火系統(tǒng)的化工工程的認識。因為這樣工程都設(shè)有中央控制室，對工程罐區(qū)、裝置區(qū)、油庫及裝卸油碼頭等部位，都實施計算機自動化信息管理，而往往設(shè)計者對其認識不足，設(shè)計給排水專業(yè)和電信專業(yè)的之間合作協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)有欠缺，不能在設(shè)計中，明確系統(tǒng)自動啟動邏輯關(guān)系，最多在中央控制室實現(xiàn)遠程控制和現(xiàn)場手動控制，使得設(shè)置在中央控制室內(nèi)的可編程控制系統(tǒng)(PLC)、消防聯(lián)動控制設(shè)備、手動直接操作裝置不能盡其所用。

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

2泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計

2.1概述

泡沫滅火系統(tǒng)組成由泡沫消防水泵、泡沫液泵、泡沫比例混合裝置、泡沫液(壓力)儲罐、泡沫產(chǎn)生器(噴射設(shè)備)、閥門、管道等組成。其中泡沫比例混合裝置又分為環(huán)泵式泡沫比例混合裝置、壓力式泡沫比例混合裝置、平衡式泡沫比例混合裝置等;而往往由于選用泡沫比例混合裝置的類型不一樣，導致其工作原理又有所不同。另外由于環(huán)泵式比例混合裝置，它本身具有流程長，不容易實現(xiàn)自動化，需要的混合比難以得到保證的缺點，所以在GB50074－2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》第12、3、1條中，對泡沫混合裝置推薦采用壓力比例混合或平衡比例混合流程。本文以工作中經(jīng)常遇到的平衡式泡沫比例混合裝置為例，進行系統(tǒng)的設(shè)計論述。

2.2設(shè)計方案及系統(tǒng)組成

系統(tǒng)的設(shè)計方案見圖1。從圖1中我們可以看出，整個系統(tǒng)設(shè)計方案由消防控制室、消防水源(水池、水罐)、消防水泵站、泡沫泵站、泡沫發(fā)生器(噴射設(shè)備)、(塔式)泡沫炮、閥門、壓力儀表、感溫電纜(或光纜)、手報按鈕等組成。從目前，我們國家的化工企業(yè)、油庫、裝卸油碼頭等化工工程規(guī)模來看，要求泡沫滅火系統(tǒng)自動滅火的工程很多，本人認為這一系統(tǒng)自動設(shè)計方案原理是可行的，也是容易實現(xiàn)的。以前，我們發(fā)現(xiàn)許多工程對泡沫滅火系統(tǒng)各部位組件的工作原理，沒有有機的結(jié)合起來，系統(tǒng)不能自動完成滅火效果，造成許多工程量返工和浪費，值得深思。

(1)消防控制室。依據(jù)GB50116－98《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第6.3.5條，消防控制設(shè)備對泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)有下列控制、顯示功能:①控制泡沫泵及消防水泵的啟停;②顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。再結(jié)合目前石化行業(yè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況和項目自動控制水平的規(guī)定，滿足消防過程對自動控制系統(tǒng)的要求。本設(shè)計消防控制室一般設(shè)在廠區(qū)的中央控制室內(nèi)，由一臺或多臺集中火災(zāi)報警控制器(含編程控制系統(tǒng)PLC)、消防聯(lián)動控制設(shè)備、手動直接控制裝置等組成。將系統(tǒng)的操作監(jiān)視、控制、管理和聯(lián)動及消防泵、電動閥門的運行狀態(tài)都送入消防控制室，并為實現(xiàn)全廠計算機信息管理和生產(chǎn)調(diào)度建立依據(jù)。消防控制室收到火警信號后，由集中火災(zāi)報警控制器PLC控制系統(tǒng)顯示火警部位，并聯(lián)動控制和遠程控制泡沫系統(tǒng)啟停，消防聯(lián)動控制設(shè)備和手動直接控制裝置，分別實現(xiàn)總線遠程控制和多線遠程控制功能。并對系統(tǒng)動作后的消防水泵、泡沫液泵、進水電動閥門、出液電動閥門、泡沫混合液管道區(qū)域電動閥門的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)進行顯示;平時對消防泵電源供應(yīng)和工作情況、消防水池液位進行顯示;監(jiān)視進水管線壓力指示報警、泡沫混合液管線壓力指示報警;泡沫液罐液位低報警。整個系統(tǒng)在各設(shè)備現(xiàn)場設(shè)置就地手動控制功能。

(2)消防水源。該設(shè)計方案中考慮存儲水量比較大，消防水源采取消防水池和消防水罐相結(jié)合方式儲水。當消防水池液位通過超聲波液位計檢測到液位降低時，自動開啟消防水池與儲水罐間相連通的補水管道上電動閥門，向消防水池自動補水，在向水池補水過程中。當儲水罐上超聲波液位計檢測到液位降低時，自動開啟儲水罐上補水管上電動閥門，向儲水罐自動補水;當超聲波液位計檢測到液位達到正常監(jiān)控液位時，自動關(guān)閉相應(yīng)的電動閥門;超聲波液位計工作時，有反饋信號至消防控制室，對消防水池和儲水罐的液位進行顯示。

(3)消防水泵站和泡沫泵站。消防水泵站和泡沫泵站，可以分開設(shè)置，也可以合建一個泵站。GB50151－92《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第3.5.1條有如下內(nèi)容:泡沫泵站宜于消防水泵房合建，泡沫泵站與保護對象的距離不宜小于30m，且應(yīng)滿足在泡沫消防泵啟動后，將泡沫混合液或泡沫輸送到最遠保護對象的時間不宜大于5min。而對于罐組等保護區(qū)域比較大場所，在5min內(nèi)不能將泡沫混合液或泡沫輸送到最遠的保護對象，可以將泡沫泵站和消防水泵站分建，甚至可以設(shè)置兩個以上泡沫站，以滿足系統(tǒng)滅火要求，這也是滿足規(guī)范GB50151－92《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第3.5.7條要求，不管哪種方式，其工作原理是一樣的。該設(shè)計方案中，消防水泵站由兩臺消防水泵(一用一備)、兩臺穩(wěn)高壓泵(一用一備)、穩(wěn)壓罐、消防水泵控制柜及操作柱、穩(wěn)壓泵控制箱、管道、閥門、壓力變送器等組件組成;泡沫泵站由兩臺泡沫泵(一用一備)、平衡式泡沫比例混合裝置、泡沫液儲罐、泡沫泵控制柜、閥門、管道、壓力變送器等組成。平時工作中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)工程消防水泵供水，不僅僅為泡沫滅火系統(tǒng)服務(wù)，也為消火栓系統(tǒng)和噴淋冷卻系統(tǒng)供水。據(jù)GB50160－92《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》第7.3.11條，主張消防給水系統(tǒng)采用高壓消防給水系統(tǒng)，壓力為0.7～1.2MPa所以在設(shè)計方案中，設(shè)了一套自動穩(wěn)壓裝置，通過安裝在穩(wěn)壓罐上的電接點壓力表，自動啟停工作，保證系統(tǒng)在設(shè)定的上/下限壓力范圍內(nèi)工作;穩(wěn)壓罐的設(shè)置，對系統(tǒng)有調(diào)節(jié)容積作用，避免了穩(wěn)壓泵的頻繁啟停，且穩(wěn)壓泵控制箱有主備泵自動互投切換功能。當消防控制室的消防聯(lián)動控制設(shè)備，收到保護區(qū)域的感溫電纜(或光纜)、消防按鈕和電話報警時，可以自動啟動和遠程啟動泡沫滅火系統(tǒng)。首先啟動主消防水泵和進水電動閥V1，同時監(jiān)測出口壓力PT1;若主消防水詞2約10～30s啟動，以保證泡沫泵動作時，閥V2能完全打開，將儲存在常壓泡沫液儲罐的泡沫液注入裝置管路，經(jīng)泄壓/持壓閥和平衡閥的調(diào)壓平衡后，適量的泡沫液與壓力水按比例自動混合成泡沫混合液，送至保護區(qū)域。在系統(tǒng)工作時，應(yīng)保證泡沫液進口壓力，應(yīng)大于水進口壓力，但不大于0.2MPa;當泡沫液罐液位低低報警時，應(yīng)聯(lián)鎖泡沫泵自動停止工作。泡沫泵控制柜具備主備泵自動互投切換功能，并設(shè)雙電源互投裝置，能完成主備電源自動互投切換功能。(4)防護區(qū)域泡沫噴射設(shè)備、報警元件等設(shè)備。防護區(qū)域泡沫噴射設(shè)備、報警元件等設(shè)備，主要有泡沫發(fā)生器、泡沫槍、泡沫炮、電動控制閥、感溫電纜(或光纜)、手報按鈕和報警電話等設(shè)備組成。通常感溫電纜(或光纜)、手報按鈕和報警電話起報警作用，將報警地址和類別反饋至消防控制中心，消防控制中心按程序發(fā)出自動/遠程啟動信號，啟動消防水泵站和泡沫泵站的設(shè)備，將泡沫混合液送至防護區(qū)的泡沫混合液總管路上，并通過壓力變送器PT2監(jiān)控管道壓力，同時可以自動/遠程開啟相應(yīng)泡沫發(fā)生器、泡沫炮等噴射設(shè)備管路上的電動閥門V3或V4，產(chǎn)生空氣泡沫實施撲救火災(zāi);對于防護區(qū)的塔式泡沫炮，可以在防護區(qū)附近設(shè)塔式泡沫炮控制室，對其進行水平角度和仰俯角度遠控或遙控控制。該系統(tǒng)設(shè)計方案，均可在現(xiàn)場操作設(shè)備、閥門，完成系統(tǒng)現(xiàn)場手動控制功能。

2.3系統(tǒng)設(shè)計方案動作程序

以平衡式泡沫比例混合器為例，表述其動作程序如圖2所示。通過對泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計的上述論述。把自己在工作、學習當中，對系統(tǒng)的認識和理解，結(jié)合有關(guān)規(guī)范，加以整理貫穿，呈現(xiàn)給大家。本人覺得該設(shè)計適用范圍廣，通用性強，希望其對廣大的消防設(shè)計者和同行有一定的參考。