闫庆元;侯瑞平;卢东华
【摘 要】针对煤化工工艺装置中布置在管廊下液化烃泵房的消防设计,介绍了现行相关规范的要求,对水喷雾灭火系统的组成、 控制方式及设计中其它注意事项进行了说明和分析.%In view of the fire protection system design for liquefied hydrocarbon pump house under pipe gallery in coal chemical unit, the requirement of relevant code were introduced, the composition, control mode and other matters needing attention in the design of water spray fire protection system were described and analyzed. 【期刊名称】《工业用水与废水》
【年(卷),期】2017(048)003
【总页数】3页(P80-82)
【关键词】管廊;液化烃;水喷雾灭火系统;火灾探测;雨淋报警阀组
【作 者】闫庆元;侯瑞平;卢东华
数控分度头【作者单位】中科合成油工程股份有限公司, 北京 101407;中科合成油工程股份有限公司, 北京 101407;内蒙古京能锡林煤化有限责任公司,内蒙古 东乌珠穆沁旗 026300
【正文语种】中 文
【中图分类】废矿物油TU998.1
生产油品或烯烃类产品的煤化工项目，会有液化烃作为中间产物或最终产品存在。由于液化烃是在15℃时蒸气压力大于0．1 MPa的烃类液体，根据GB 50160—2008《石油化工企业设计防火规范》［1］（以下简称《石化规》）中表3．0．2的规定，液化烃的火灾危险性为甲A类。由于其非常危险，所以在设计其生产、输送和装卸设施时，应按相关规范严格执行。
本文通过煤化工工艺装置中布置在管廊下液化烃泵房的消防设计工程实例，对水喷雾灭火系统的机理、组成和控制方式进行了介绍，归纳了设计中注意事项，为此类工程的消防设计提供参考和借鉴。
根据国内外多年来对水喷雾灭火机理的研究，一致的结论是当水以细小的水雾滴喷射到正在燃烧的物质表面时会产生以下作用：表面冷却、窒息、乳化和稀释作用［2-3］。就液化烃泵火灾的消防而言，水喷雾只能通过表面冷却和窒息作用对液化烃泵着火部位进行防护冷却（实现控制燃烧），以避免火灾蔓延或发生爆炸。
《石化规》中8．6节规定：①液化烃泵、操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵，当布置在管廊、可燃液体设备、空冷器等下方时，应设置水喷雾（水喷淋）系统或用消防水炮保护泵，喷淋强度不低于9 L／（m2·min）；②工艺装置内固定消防水炮不能有效保护的特殊危险设备及场所宜设水喷淋或水喷雾系统。
SH 3011—2011《石油化工工艺装置布置设计规范》［4］中5．9．8条规定：液化烃泵、操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵的泵房不宜布置在管廊或可燃液体设备的下方，否则应对每台泵设置固定式蒸汽灭火系统或水喷雾（水喷淋）系统，并应覆盖到泵体及泵进出口管道上的易泄漏部位。
对于布置在管廊下方的液化烃泵房而言，泵房内的设施无法用消防水炮保护，同时水喷雾灭火系统相对于固定式蒸汽灭火系统在防护冷却方面效果更好，且蒸汽灭火系统灭火效果
还受到泵房内空间的限制，因此宜选用水喷雾灭火系统。
GB 50219—2014《水喷雾灭火系统技术规范》［2］（以下简称《水雾规》）表3．1．2规定了水喷雾灭火系统能对甲、乙类液体及可燃气体生产、输送、装卸设施起到防护冷却的作用，系统响应时间为120 s，供给强度为9 L／（m2·min），持续供给时间为6 h。液化烃泵为甲类液体的输送设备，应按此要求进行消防设计。
3．1系统的组成
水喷雾灭火系统主要由消防供水系统、火灾探测系统、雨淋报警阀组、水雾喷头、减压阀、过滤器、配水管道等组成。超声波萃取
3．1．1消防供水系统
煤化工项目一般会设置稳高压消防水系统，全厂的消防水管道沿各装置呈环状布置。装置内的消防水管道与全厂的消防水管道接点处的压力一般为0．7～1．2 MPa（G），管网压力平时由稳压泵维持。一旦发生火灾，全厂消防水泵会根据管网压力的下降联锁启动，或是操作人员在全厂消防控制中心远程手动启动，无论是供水量还是供水压力，都能满足液
化烃泵房的使用要求。
3．1．2火灾探测系统
火灾的探测可选用闭式喷头探测、线性光纤感温探测和红外双视探测等方式。闭式喷头探测应用于传动管联锁启动水喷雾系统，此方法早期应用较多。不足的是，规范对传统管的长度有限制，而且对于寒冷地区的设计来说，还存在防冻或防冷凝水积存的问题［5］。线性光纤感温探测对迅速膨胀的热气流反应快，安装方便，可靠性高，信号传输距离远，对环境气候恶劣场所有很强的适应性。红外双视探测系统由双通路全天候监控头（含高性能红外热像仪和CCD摄像机）与相应的硬件及计算机网络组成，系统采用了先进的计算机压缩技术与网络传输技术，只需用1根网线，即实现从远端的监控中心对监控现场的动态红外图形以及温度数据进行实施采集、传输、记录与分析处理，对故障现象可自动报警。总的来说，线性光纤感温探测和红外双视探测都适用于工艺装置中各类火灾探测的要求，具体选用哪种应根据项目实际布置、火灾类型及投资等因素综合确定。
水封井3．1．3雨淋报警阀组
雨淋报警阀相对于电动阀、气动阀具有操作方便、开启迅速、可靠性高等特点。对于要求快速响应的系统，应优先选用雨淋报警阀。根据《水雾规》中表3．1．2和4．0．3条规定，液化烃泵的水喷雾灭火系统响应时间为120 s，系统的控制阀应选用雨淋报警阀。
除雨淋报警阀外，雨淋报警阀组还要求配备水力警铃、压力表和压力开关、水流控制阀和检查阀等，以满足监测水喷雾灭火系统供水压力、显示雨淋阀启闭状态和便于维护检查等要求［2］。由于规范要求雨淋报警阀组距被保护对象不宜小于15 m［1］，当泵房内没有合适的位置时，可将此阀组放置在距泵房15 m外有采暖设施的雨淋阀室内或管廊下便于操作的位置，同时设置保温伴热。
3．1．4水雾喷头与减压阀
对于液化烃类火灾应选用中速水雾喷头进行防护冷却；同时由于各装置的消防水压力是一个范围值，且管网的实际压损也不好计算，所以在流量系数和喷射角满足要求的前提下，应优先选择工作压力范围大的喷头。水雾喷头应采用矩形布置，喷头间的距离不大于1．4倍的水雾喷头水雾锥底圆半径，距被保护对象距离不大于水雾喷头的有效射程，且能覆盖到泵体及泵进出口管道上的易泄漏部位［2，4］。
由于水喷雾进行防护冷却时水雾喷头的工作压力大于或等于0．2 MPa（G）［2］，装置内消防水管网压力大于或等于0．7 MPa（G），为保证水雾喷头的正常工作，应在雨淋报警阀组前设置减压阀。减压阀的阀后压力应在满足最不利点喷头水压前提下，结合过滤器、雨淋报警阀组和配水管道的管损确定。减压阀的材质一般为碳钢，与消防供水管道法兰连接。
3．1．5配水管道
系统管道引自装置内道路旁的稳高压消防水管道，过滤器前部分采用无缝钢管，焊接连接；过滤器后至水雾喷头部分采用内外热浸镀锌无缝钢管，管道及管件在加工厂里预制成型后进行镀锌处理，运到现场后进行安装，管径大于等于DN 50 mm时采用卡箍连接，小于DN 50 mm时采用螺纹连接。
当雨淋报警阀组设置在寒冷地区室外时，从冰冻线至雨淋报警阀组本体之间的所有设施均需进行保温和伴热。当选用电伴热时，伴热带和控制箱的防爆等级应为dⅡCT4，雨淋报警阀组后至泵房外的管道只做保温，泵房内的管道不做保温、伴热。此外，需在雨淋报警阀组至泵房外的管道上在低点设泄水阀，高点设自动排气阀，管道设不小于0．005的坡度坡
向泄水阀。
3．2系统的控制方式
根据《水雾规》中6．0．1条的要求，对于液化烃泵火灾，水喷雾灭火系统需设置自动控制（火灾探测、报警部分与消防供水设备、雨淋报警阀等部件自动联锁操作）、手动控制（人为远距离操纵供水设备、雨淋报警阀等系统组件）和应急机械启动（人为现场操纵供水设备、雨淋报警阀等系统组件）3种控制方式。基于稳高压消防水系统的液化烃泵水喷雾灭火系统工作原理如图1所示。
4．1其他消防措施
液化烃泵房在设置水喷雾灭火系统基础上，还应根据规范要求在泵房内设置室内消火栓、灭火器、可燃有毒气体报警及相应的物料切断措施，在泵房上部设置不燃烧材料的隔板进行隔离，在泵房附近设置消防水炮对泵房上部的管道、设备进行保护［1，4］。
4．2消防排水
《水雾规》中5．1．7条强调设置水喷雾灭火系统的场所应设有排水设施，一般做法是在泵头及两侧设置排水沟，排水沟的宽度、深度和坡度经消防水量校核，泵房内地面坡向排水沟，此外排水管道应采用无缝钢管，与室外排水系统连接需设置水封井［1］。
4．3供水管道和水泵接合器的设置
当系统设置2个及以上雨淋报警阀时，雨淋报警阀前应设置环状供水管道，此外应考虑设置水泵接合器，具体要求参见GB 50016—2014《建筑设计防火规范》［6］中8．1．3条。
气浮导轨>运维安全审计4．4避免误喷的做法
水喷雾灭火系统误动作是否会对液化烃泵的正常运行产生影响应与工艺专业沟通确定，如有影响，应采用2个独立火灾探测器的报警信号进行联锁控制；如无影响，可采用单独一路报警信号进行联锁［2］。此外，为防止水喷雾灭火系统误喷造成电气事故，液化烃泵电机的防护等级不应低于IP55。
液化烃泵为火灾多发设备，由于管廊、空冷器和可燃液体设备中存在易燃物料，一旦液化烃泵着火容易引起较大的火灾事故。当装置占地不足，不得不将液化烃泵布置在管廊、空
冷器和可燃液体设备等下方时，应优先考虑设置水喷雾灭火系统。水喷雾灭火系统能在较短时间内发现火灾并对着火点进行防护冷却，以防止火灾的蔓延，能为装置的安全运行提供有效的保护。
【相关文献】
［1］中国石油化工集团公司．石油化工企业设计防火规范：GB 50160—2008［S］．北京：中国计划出版社，2008．
［2］公安部天津消防研究所．水喷雾灭火系统技术规范：GB 50219—2014［S］．北京：中国计划出版社，2014．
［3］赵杰．大型油浸变压器的水喷雾灭火系统设计［J］．工业用水与废水，2009，40（5）：88－90．
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