某大型化肥厂生产技术改造项目稳高压消防系统设计

摘要: 稳高压消防给水系统，比其他消防给水系统供水速度快，能及时向火场供水，尽快地将火灾在初期阶段灭火或有效控制。结合化肥厂稳高压消防系统的设计实例,系统地介绍消防泵、稳压泵选定方法及系统的运行控制方法。

关键词：稳高压消防系统；消防泵；稳压泵；自动开启；安全泄压阀

Abstract: Steady high pressure fire water system, faster speed than other fire water supply system, water supply, timely water supply to the fire, the fire as soon as possible in the early stages of a fire or effective control. Fertilizer plant stable high-pressure fire system design examples, and systematic introduction to the fire pump, pump regulator selected method and system operation control method.Key words: stable high-pressure fire system; fire pump; pump regulator; automatically open; safety relief valve

中图分类号：TU 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

某大型化肥厂生产技术改造项目位于河北省石家庄境内,是部分设备利旧的新建项目。该项目规模：年产总氨30万吨、其中甲醇12万吨、尿素20万吨，稀硝酸12万吨、硝酸铵15万吨。主要工艺流程配置为：煤气化装置、合成氨和甲醇装置（含气柜、电除尘、原料气压缩、变换、脱碳、精脱硫、甲醇压缩合成、高压烷化，氨合成，甲醇精馏、中间罐区、成品罐区等）以及配套公用工程与辅助设施。按照该项目实际及《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008要求必须设置一套稳高压消防系统。

一、稳高压消防系统的选择

消防给水系统按压力一般分为四类：低压消防给水系统、临时高压消防给水系统、稳高压消防给水系统、高压消防给水系统。

低压消防给水系统由于压力低，无法满足大型工艺装置灭火要求，主要供厂前区及辅助生产装置区消防用水和建筑物室内消防用水。高压消防给水系统虽然满足灭火要求但实施困难且不经济。而稳高压消防给水系统的可靠性和经济性为大家所接受。稳高压消防给水系统就是较之临时高压消防给水系统增加一套稳压装置，该装置一般由稳压泵和气压罐组成，平时采用稳压泵维持管网的消防水压力，但不能满足消防时的用水量要求。当发生火灾启动水消防设施时，管网压力迅速下降，压力连锁自动启动消防泵，故设置稳高压消防给水系统，比临时高压系统供水速度快，能及时向火场供水，尽快地将火灾在初期阶段灭火或有效控制。本项目设置稳高压消防水系统，主要供给工艺装置区、甲醇罐区、液氨储罐区以及建筑物室外等的消防用水。

二、消防用水量及消防水池容积的确定

本项目占地248931.11m2，小于100公顷，根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008要求，同一时间内的火灾次数按一次考虑。项目各区消防用水量见表1-1：

表1-1 消防用水量一览表

三 甲醇罐区

根据以上计算，本项目稳高压消防水系统最大消防用水量为150 L/s，最大一次灭火用水总量为1620 m3。项目自建消防水池与消防泵房，消防储水池与生产生活储水池合建，水池有效容积5000m3，分两格，其中储存消防水2000m3，水池分两格便于维修、清污，并设有消防水不被动用的措施。

三、消防泵及稳压泵的选定

本项目总体布置为长条型，即南北狭长、东西距离较短，且消防泵房布置在西南角。经过系统比较，西北角造气厂房北侧居中消火栓为室外消防最不利点，两者相距约950米。

1、消防泵出口到最不利点的水头损失

消防泵出口到最不利点距离约为950米，经查表沿程水头损失为：h1=iL=0.035X950=33.25米，本系统局部水头损失h2按沿程水头损失的15%计，故总的水头损失为∑h=h1+h2=1.15X33.25≈38.24米。

2、室外最不利点消火栓栓口所需最低压力

室外最不利点消火栓栓口所需最低压力：hmin=h3+h4+h5

h3--消火栓地面与最高屋面（最不利点）的地形高差，本工程造气厂房高为23.90米；

h4--19mm的水枪,充实水柱不小于10米，每支水枪流量不小于5L/s时，水枪喷嘴所需压力。h4= q^2/(10*B), 其中 B=0.158, q=5L/s,计算得h4=15.8米.

h5—衬胶水带，直径DN65，长120米，流量为5L/s时消防水带的水头损失。 h5=0.1*A*L*q^2,其中 A=0.043,L=120米 ,q=5L/s,计算得h5=12.90米,

因此hmin=h3+h4+h5=23.9+15.8+12.9=52.60米.

3、消防主泵的选定

经过上述计算得知，维持最不利点消火栓正常工作压力最小为：

Hmin=hmin+∑h=52.60+38.24=90.84≈90米。根据上述消防流量及管网压力的要求选定消防主泵两台，驱动方式为一电一柴,一用一备，其中电泵参数为Q=540m3/h ，扬程H=100m ， N=250KW, 柴油泵参数为：流量Q=540m3/h ，扬程H=100m N=280KW.

4、稳压泵的选定

稳压装置配套采用1套10L/s的消防专用气压隔膜供水设备,本系统考虑稳压泵扬程为主泵扬程的1.2倍，故稳压泵参数为：Q=36m3/h ，扬程H=120mN=37KW. 一用一备用。

四、消防泵的控制及管网压力的设定

在准工作状态时，稳压泵根据消防管网的压力变化自动开启，当管网压力下降0.9 MPa时，稳压泵自动开启，当管网压力上升至1.1MPa时，稳压泵自动停止工作。在消防时灭火设施用水，管网压力下降至0.8 MPa时，消防主泵自动启动，同时稳压泵停止工作。对于初期火灾消防水泵出水量远远大于火灾所需水量，从而可能导致整个消防管网超压。故在设计中消防管网选用优质耐压管材，同时在本工程消防水泵出水总管上设置安全泄压阀，当管网压力超过1.25MPa，安全泄压阀自动开启，出水回消防水池。

五、结束语

化肥厂工艺装置框架很多，为了保障其安全设置的固定式消防设施所需要的消防冷却水量大，工作压力高。设置稳高压消防给水系统比临时高压系统供水速度快，能及时向火场供水，尽快地将火灾在初期阶段扑灭或有效控制。

另外，企业在平时生产运行过程中应制定完善的消防管理制度，重视消防设施的日常维护和管理，定期检查系统稳压压力、系统运行情况等，如有故障即时维修，从而保障厂区稳高压消防给水系统能够安全、有效地发挥其作用，确保生产安全。

参考文献 ：

1. 石油化工设计防火规范 GB50160-2008

2. 建筑设计防火规范GB50016-2006