石油化工消防設計思索

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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。由于大連化工企業及國儲油庫近幾年建設比較多，接觸的泡沫滅火系統也比較頻繁，本人在消防檢測工作中，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。

1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)缺乏對國家消防規范要求的理解，以及對采用自動控制方式啟動泡沫滅火系統的化工工程的認識。因為這樣工程都設有中央控制室，對工程罐區、裝置區、油庫及裝卸油碼頭等部位，都實施計算機自動化信息管理，而往往設計者對其認識不足，設計給排水專業和電信專業的之間合作協調環節有欠缺，不能在設計中，明確系統自動啟動邏輯關系，最多在中央控制室實現遠程控制和現場手動控制，使得設置在中央控制室內的可編程控制系統(PLC)、消防聯動控制設備、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。

2泡沫滅火系統設計

2.1概述

泡沫滅火系統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、泡沫產生器(噴射設備)、閥門、管道等組成。其中泡沫比例混合裝置又分為環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。另外由于環泵式比例混合裝置，它本身具有流程長，不容易實現自動化，需要的混合比難以得到保證的缺點，所以在GB50074－2002《石油庫設計規范》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。本文以工作中經常遇到的平衡式泡沫比例混合裝置為例，進行系統的設計論述。

2.2設計方案及系統組成

系統的設計方案見圖1。從圖1中我們可以看出，整個系統設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、泡沫發生器(噴射設備)、(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、油庫、裝卸油碼頭等化工工程規模來看，要求泡沫滅火系統自動滅火的工程很多，本人認為這一系統自動設計方案原理是可行的，也是容易實現的。以前，我們發現許多工程對泡沫滅火系統各部位組件的工作原理，沒有有機的結合起來，系統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GB50116－98《火災自動報警系統設計規范》第6.3.5條，消防控制設備對泡沫滅火系統應有下列控制、顯示功能:①控制泡沫泵及消防水泵的啟停;②顯示系統的工作狀態。再結合目前石化行業控制系統的應用情況和項目自動控制水平的規定，滿足消防過程對自動控制系統的要求。本設計消防控制室一般設在廠區的中央控制室內，由一臺或多臺集中火災報警控制器(含編程控制系統PLC)、消防聯動控制設備、手動直接控制裝置等組成。將系統的操作監視、控制、管理和聯動及消防泵、電動閥門的運行狀態都送入消防控制室，并為實現全廠計算機信息管理和生產調度建立依據。消防控制室收到火警信號后，由集中火災報警控制器PLC控制系統顯示火警部位，并聯動控制和遠程控制泡沫系統啟停，消防聯動控制設備和手動直接控制裝置，分別實現總線遠程控制和多線遠程控制功能。并對系統動作后的消防水泵、泡沫液泵、進水電動閥門、出液電動閥門、泡沫混合液管道區域電動閥門的運行狀態和故障狀態進行顯示;平時對消防泵電源供應和工作情況、消防水池液位進行顯示;監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。整個系統在各設備現場設置就地手動控制功能。

(2)消防水源。該設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控液位時，自動關閉相應的電動閥門;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，可以分開設置，也可以合建一個泵站。GB50151－92《低倍數泡沫滅火系統設計規范》第3.5.1條有如下內容: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域比較大場所，在5min內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，甚至可以設置兩個以上泡沫站，以滿足系統滅火要求，這也是滿足規范GB50151－92《低倍數泡沫滅火系統設計規范》第3.5.7條要求，不管哪種方式，其工作原理是一樣的。該設計方案中，消防水泵站由兩臺消防水泵(一用一備)、兩臺穩高壓泵(一用一備)、穩壓罐、消防水泵控制柜及操作柱、穩壓泵控制箱、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，發現大多數工程消防水泵供水，不僅僅為泡沫滅火系統服務，也為消火栓系統和噴淋冷卻系統供水。據GB50160－92《石油化工企業設計防火規范》第7.3.11條，主張消防給水系統采用高壓消防給水系統，壓力為0.7～1.2MPa所以在設計方案中，設了一套自動穩壓裝置，通過安裝在穩壓罐上的電接點壓力表，自動啟停工作，保證系統在設定的上/下限壓力范圍內工作;穩壓罐的設置，對系統有調節容積作用，避免了穩壓泵的頻繁啟停，且穩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動控制設備，收到保護區域的感溫電纜(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。首先啟動主消防水泵和進水電動閥V1，同時監測出口壓力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，經泄壓/持壓閥和平衡閥的調壓平衡后，適量的泡沫液與壓力水按比例自動混合成泡沫混合液，送至保護區域。在系統工作時，應保證泡沫液進口壓力，應大于水進口壓力，但不大于0.2MPa;當泡沫液罐液位低低報警時，應聯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)防護區域泡沫噴射設備、報警元件等設備。防護區域泡沫噴射設備、報警元件等設備，主要有泡沫發生器、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出自動/遠程啟動信號，啟動消防水泵站和泡沫泵站的設備，將泡沫混合液送至防護區的泡沫混合液總管路上，并通過壓力變送器PT2監控管道壓力，同時可以自動/遠程開啟相應泡沫發生器、泡沫炮等噴射設備管路上的電動閥門V3或V4，產生空氣泡沫實施撲救火災;對于防護區的塔式泡沫炮，可以在防護區附近設塔式泡沫炮控制室，對其進行水平角度和仰俯角度遠控或遙控控制。該系統設計方案，均可在現場操作設備、閥門，完成系統現場手動控制功能。

2.3系統設計方案動作程序

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設計的上述論述。把自己在工作、學習當中，對系統的認識和理解，結合有關規范，加以整理貫穿，呈現給大家。本人覺得該設計適用范圍廣，通用性強，希望其對廣大的消防設計者和同行有一定的參考。