试论石油化工企业泡沫灭火系统的消防设计方法

摘要：在石油化工企业里，在其生产、使用、储存、运输和废异处置等环节中，因失控而引起的爆炸燃烧，会造成大量人员伤亡和财产损失。石化火灾具有发生突然、受灾面积大、救灾环境恶劣、灾害损失严重、处置时间长、处置难度大、社会影响严重等特点。而本人结合目前石化系统消防设计情况，对其存在问题的设计隐患进行分析，提出相应适用设计方法。

关键词：石油化工企业；消防设计；泡沫灭火

Abstract: in the petroleum chemical enterprise, in its production, use, storage, transportation and disposal of waste vision in the link of explosions because of out of control and burning, can cause a large number of casualties and property losses. Petrochemical fire has occurred, the affected area is large, suddenly relief conditions, disasters and severe losses, disposal time long, disposal is difficult, social impact serious etc. Characteristics. And I combining petrochemical system design of the fire, the existing problems of the hidden design is analyzed, and the corresponding applicable design method.

Keywords: petroleum chemical enterprise; Fire fighting design; Foam fire extinguishing

中图分类号： TU998.13+2文献标识码：A 文章编号：

近几年来，随着经济体制改革步伐的加快，各类石油化工企业建设如雨后春笋般迅猛发展年产千万吨的大型炼油厂比比皆是，10万吨级罐区、万吨级装卸油码头配套设施一应俱全。但是由于油罐区爆炸引发的大型消防事故也给我们敲响了警钟，给石化企业的消防设计提出了更高的设计要求。如何紧跟新型炼油厂的设计理念、结合实际正确合理进行消防工程设计，已经成为石油化工企业安全生产的重中之重。

一、石油化工企业火灾事故原因分析

要针对性的进行消防设计，首先要从火灾事故的原因进行分析，逐项进行优化设计，而石油化工企业的火灾事故原因主要有以下几个方面：

1、原有消防设计设施落后。忽视消防安全和防雷避雷设计，安全系数低。

2、石油化工企业规模过大，厂区总平设置及生产布局不合理，如果在设计时没有考虑多级防火链设计，一旦某点位发生爆炸火灾，极容易引起连锁反应。

3、石油化工企业原有规划建设存在缺陷。部分建设于上世纪的炼油厂生产设施陈旧简陋，跑冒滴漏时有发生，潜在危险源已经无法有效规避。

4、石油化工企业消防救援力量不足，日常消防管理工作跟不上。

5、石油化工企业安全生产管理存在漏洞。设备管理维护保养不到位、工艺技术管理不到位，巡检制度执行监督不到位违规违章操作现象时有发生。

二、石油化工企业消防设计存在问题

在我国的石油化工企业消防设计中，泡沫灭火系统是最为常见的、应用比较广泛的系统之一。但是在长期的消防检测工作中，本人发现泡沫灭火系统从设计的完善程度及施工质量和功能完成上都存在诸多不足之处，与国家消防规范、标准相违背，这样很难满足规范要求。

1、设计人员对消防系统理解不深，缺乏系统设计的理念，设计措施不足，设计控制手段不到位。表现在系统设计上，就出现“只识组件、不见联动”的情况，未能掌握系统内各类混合装置的工作原理及动作程序。

2、设计人员缺乏对国家消防规范要求的深入理解。对同类采用自动控制方式启动泡沫灭火系统的工程，设计人员缺乏考察和了解。这类工程一般设置中央控制室，对工程罐区、装置区、油库及装卸油码头等部位，都已经实施了远程计算机监控和自动化信息处理，而往往由于对系统的认识不足，各专业间缺乏有效的设计协作，不能在设计中明确系统自动启动逻辑关系，使得设置在中央控制室内的可编程控制系统、消防联动控制设备、手动直接操作装置不能尽其所用。

3、施工人员对消防系统图纸理解不充分。施工前，对消防系统工程设计的文件、图纸，没有进行技术交底的细节工作，出现错误施工情况。

三、泡沫灭火系统消防设计要点

1、泡沫灭火系统主要由由泡沫消防水泵、泡沫液泵、泡沫比例混合装置、泡沫压力储罐、泡沫产生器、阀门、管道等组成。选用泡沫比例混合装置的类型不一样，其工作原理又有所不同。环泵式比例混合装置流程较长，不容易实现自动化，需要的混合比难以得到保证的缺点，所以在规范中对泡沫混合装置推荐采用压力比例混合或平衡比例混合流程。

2、设计方案及系统组成系统的构成图（如下图所示）。泡沫灭火消防系统主要由消防控制室、消防水源、消防水泵站、泡沫泵站、泡沫发生器、泡沫炮、阀门、压力仪表、感温电缆、手报按钮等组成。

四、泡沫灭火系统消防设计难点及解决措施

1、消防控制室。消防控制室一般设在厂区的中央控制室内，由多台火灾报警控制器、消防联动控制设备、手动直接控制装置等组成，这些设备将系统的操作监视、控制、管理和联动及消防泵、电动阀门的运行状态都送入消防控制室，统管全厂生产调度和安全管理。

消防控制室收到火警信号后，由集中火灾报警控制器 PLC 控制系统显示火警部位，并联动/远程控制泡沫系统启停，消防联动控制设备和手动直接控制装置，分别实现总线远程控制和多线远程控制功能。控制室能对动作后的消防水泵、泡沫液泵、进水电动阀门、出液电动阀门、泡沫混合液管道区域电动阀门的运行状态和故障状态进行显示；监视进水管线压力指示报警、泡沫混合液管线压力指示报警；泡沫液罐液位低报警；使整个系统在各设备现场设置就地手动控制功能。

2、消防水源。消防水源采取消防水池和消防水罐相结合方式储水。当消防水池液位通过超声波液位计检测到液位降低时，自动开启消防水池与储水罐间相连通的补水管道上电动阀门，向消防水池自动补水，在向水池补水过程中。当储水罐上超声波液位计检测到液位降低时，自动开启储水罐上补水管上电动阀门，向储水罐自动补水；当超声波液位计检测到液位达到正常监控液位时，自动关闭相应的电动阀门。

以10×100立方米浮顶罐为例，我国规范规定固定式冷却水的供给强度为2.0L/(min；㎡)，不考虑相邻罐冷却，按照这个供给强度，罐区消防冷却用水量仅需3000立方，但是在实际火灾现场，这点水量是远远不够的。油罐着火时，应考虑着火罐辅助水枪或水炮灭火用水量，以及敞开燃烧时的相邻罐冷却用水量。在实战情况下，指挥员动用的水枪、移动式水炮和高喷车的数量是规范理论的数倍，在管网压力和流量能够满足的前提下，将同时使用尽可能多的消火栓，因此消火栓设置间距建议调整为40米。冷却水供给强度参照其他国家标准，建议增至10L/(min；㎡)。

3、消防水泵站和泡沫泵站。消防水泵站和泡沫泵站可以分开设置，也可以合并设计成一个泵站。不管哪种方式，其工作原理是一样的。消防水泵站一般由两台消防水泵(一用一备)、两台稳高压泵(一用一备)、稳压罐、消防水泵控制柜及操作柱、稳压泵控制箱、管道、阀门、压力变送器等组件组成；泡沫泵站由两台泡沫泵（一用一备）、平衡式泡沫比例混合装置、泡沫液储罐、泡沫泵控制柜、阀门、管道、压力变送器等组成。

泡沫灭火系统普遍采用固定式低倍数泡沫灭火系统，浮顶油罐上设置的泡沫产生器普遍采用传统的罐壁顶部设置方式，当油罐液位处于中低液位时，泡沫受风力作用，难以有效覆盖环形密封圈，灭火效果并不理想。建议使用泡沫软管灭火系统，确保在任何液位时泡沫液均能准确覆盖至环形密封圈。同时，罐顶应设置泡沫栓接口，设置位置宜在泡沫发生器前，便于对初期小火的准确打击，以及平时清洗放水，防止泡沫发生器堵塞。

4、 防护区域泡沫喷射设备、报警元件等设备。防护区域泡沫喷射设备、报警元件等设备，主要由泡沫发生器、泡沫枪、泡沫炮、电动控制阀、感温电缆、手报按钮和报警电话等组成。通常感温电缆、手报按钮和报警电话起报警作用，将报警地址和类别反馈至消防控制中心，消防控制中心按程序发出自动/远程启动信号，启动消防水泵站和泡沫泵站的设备，将泡沫混合液送至防护区的泡沫混合液总管路上，并通过压力变送器 PT2 监控管道压力，同时可以自动/远程开启相应泡沫发生器、泡沫炮等喷射设备管路上的电动阀门，产生空气泡沫实施扑救火灾。

五、结语

从目前，我们国家的化工企业、油库、装卸油码头等化工工程规模来看，要求使用泡沫灭火系统自动灭火的工程很多，泡沫灭火系统消防自动设计方案在原理是可行的，也是容易实现的。因此，设计人员必须将泡沫灭火系统各部位组件的工作原理有机的结合起来，才能实现消防系统的有效控制，最大程度的防范火灾放生，减少财产损失。

参考文献：

1 王春华．固定顶储罐泡沫灭火系统的消防设计和计算[J]．安全，2006年02期

2 高振锡．泡沫喷雾灭火系统设计计算[J]．消防科学与技术，2010年02期

个人简介:徐会，女，广西南宁人，工程师，学士学位，从事给水排水设计工作。