邱亭

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

某燃機電廠氣化車間消防系統(tǒng)設計

邱亭

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

本文主要論述了某燃機電廠氣化車間消防系統(tǒng)的設計。

燃機電廠；LNG氣化車間；排水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)

某LNG氣化車間項目是某燃機電廠天然氣熱電冷聯(lián)產項目組成部分，通過接收外運進廠LNG，經氣化后向燃氣輪機供氣。氣化車間氣化能力為432萬Nm3/d，發(fā)電設備年利用小時數(shù)5500 小時，儲存能力按1.2天用氣量，設1座儲罐，容積為10000m3。

LNG儲罐主要技術參數(shù)如下：

單容罐（雙金屬壁）；容積：10000m3；內罐：外形尺寸：Φ25000 ×23000mm；材料：不銹鋼；外罐：外形尺寸Φ27000×31800mm；材料：16MnR。

1 液化天然氣火災事故的特性

液化天然氣主要組分為甲烷，火災危險性為甲類。液化天然氣卸船、儲存、輸送及氣化過程中產生的火災爆炸事故主要包括：

（1）LNG大量泄漏到地面或水面上形成液池后，被點燃產生的池火災；

（2）LNG儲罐、管線內LNG泄漏時被點燃產生的噴射火災；

（3）LNG泄漏后形成的LNG蒸氣云被點燃產生的閃火。

根據(jù)液化天然氣火災事故的特性，考慮設置包括消防給水系統(tǒng)、高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)、固定式氣體滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、滅火器等消防設施。

2 消防給水系統(tǒng)

2.1 消防用水量

根據(jù)《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》，廠區(qū)著火點按同一時間火災次數(shù)1次考慮。同時考慮200m3/h富裕水量，確定最大消防水最大用量為1030m3/h，火災延續(xù)時間為6h，一次滅火所需消防總水量為6180m3。

LNG氣化車間消防給水系統(tǒng)與電廠消防給水系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，燃機電廠在廠區(qū)內設1個容積為6000m3的消防水池，同時利用一臺機組的冷卻塔水池作為消防水源（容積為4000m3），可滿足消防用水需求。

2.2 消防給水系統(tǒng)設計

LNG氣化車間消防給水系統(tǒng)為電廠室外消防給水系統(tǒng)的一部分，其中消防水池與消防泵房與與電廠共用，從電廠室外消防給水環(huán)狀管網不同接點接入兩路消防給水管（管徑DN400）。

電廠消防給水系統(tǒng)設計成獨立的消防給水系統(tǒng)，整個消防給水系統(tǒng)分別由水池、消防泵組、消防管網、消防栓及消防炮，儲罐區(qū)罐體水噴霧系統(tǒng)、高倍泡沫滅火系統(tǒng)及相應的系統(tǒng)管網、閥門等組成，以滿足生產裝置、輔助生產裝置以及其它建構筑物的室內和室外消防需要。

消防給水系統(tǒng)日常消防管網穩(wěn)壓采用穩(wěn)壓泵+穩(wěn)壓罐將消防管網壓力位置在0.90Mpa，消防狀態(tài)下啟動消防泵，管網壓力維持在1.0Mpa。

2.2.1 儲罐區(qū)罐體水噴霧系統(tǒng)

水噴霧系統(tǒng)由系統(tǒng)管網、雨淋閥組、過濾器和水霧噴頭等組成。

該系統(tǒng)設計強度參考《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》第8.10.6條，全冷凍式液化烴儲罐的固定消防冷卻供水系統(tǒng)的設置第一條：罐壁冷卻水供給強度不小于2.5L/min.m2，鄰近罐冷卻面積按半個罐壁考慮，罐頂冷卻水強度不小于4L/min.m2。

該系統(tǒng)采用自動控制，同時具有遙控和就地控制的功能。易熔的塑料管感溫探測器探測到火災信號后，傳輸號至火災報警控制盤，通過火災報警控制盤的聯(lián)鎖控制信號啟動雨淋閥，從而開啟水噴霧系統(tǒng)。

2.2.2 室外消火栓及消防炮給水系統(tǒng)

LNG儲罐區(qū)、工藝裝置區(qū)、裝車區(qū)、辦公管理區(qū)、輔助生產區(qū)配置一定數(shù)量的消火栓，室外消火栓設在站區(qū)室外環(huán)狀消防給水管網上，室外消火栓間距不大于60米。LNG儲罐區(qū)和工藝裝置區(qū)設置固定消防炮。

2.2.3 消防排水

儲罐區(qū)內防液堤內可利用容積為4084×（2.6+1.9）= 18378m3，大于一次火災消防用水量（6180m3）與LNG總儲量（10000m3）體積之和，能保證火災情況下消防水及LNG不外溢，故不需另設消防事故水池。發(fā)生火災時的消防廢水，經沉淀后排入市政污水管網。

2.2.4 主要建構筑物及設備

消防泵房一座（與電廠合用）；

消防水池一座（與電廠合用，V=6000m3）；

柴油機驅動消防泵1臺，流量1080m3/h，揚程1.0Mpa，功率N=450kw；

電驅動消防泵2臺，一用一備，單臺流量540m3/h，揚程1.0Mpa，功率N=220kw；

消防穩(wěn)壓設施一套（帶穩(wěn)壓罐），配穩(wěn)壓泵2臺，1用1備，單臺18m3/h，揚程1.05Mpa，功率N=7.5Kw；

儲罐噴霧系統(tǒng)1套。

3 泡沫消防系統(tǒng)

在罐區(qū)以及各裝置區(qū)LNG事故收集池設置固定式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)由固定的泡沫產生裝置、泡沫罐、壓力式比例混合器、泡沫管網及高壓消防水組成。

高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)的設置目的是控制泄漏到LNG收集池內的液化天然氣的揮發(fā)。設計泡沫混合液供給強度不小于7.2L/min·m2，泡沫混合液供給時間不小于40min。泡沫原液選用3%的高倍數(shù)泡沫原液，選用發(fā)泡倍數(shù)為300～500的高倍數(shù)泡沫產生器。

高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)采用自動控制方式。每個LNG收集池設置至少3個低溫探測器，當有2個低溫探測器探測到有LNG泄漏到收集池后，或火焰探測器探測到火災信號后，由火災報警控制盤聯(lián)鎖控制啟動雨淋閥，從而啟動高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)，向收集池內噴射泡沫混合液。

4 固定式干粉滅火系統(tǒng)

在LNG儲罐罐頂釋放閥設置固定式干粉滅火系統(tǒng)，用于撲滅釋放閥因天然氣釋放而導致的火災。干粉滅火系統(tǒng)由干粉罐、氮氣鋼瓶組、干粉炮、干粉軟管卷盤、噴頭及相應的控制閥門和儀表組成。

5 滅火器設置

氣化車間火災類型主要為A類、C類火災和E類帶電火災。根據(jù)火災類型滅火器主要選擇干粉滅火器，滅火器根據(jù)各工況滅火類別分設在不同的場所。

在裝卸區(qū)、LNG罐區(qū)、生產工藝裝置區(qū)、輔助生產區(qū)和各建筑物內配置干粉、二氧化碳等手提式及推車式滅火器，以利于撲滅初起火災。

6 火災報警設施

在控制室內設置1套火警控制主盤，以顯示危險區(qū)的位置?；鹁P上的信號由設在各個危險點或防火分區(qū)的可燃氣體探測器、感煙探測器、感溫探測器、手動報警按鈕等自動或手動報警設施送達。一旦發(fā)現(xiàn)火險或其他危險情況，報警設施將及時發(fā)出報警信號，以引起操作人員高度注意，采取適時補救措施。

LNG儲罐消防系統(tǒng)除需給排水專業(yè)設計人員在設計階段盡量考慮完善周到外，同時需要與工藝、電氣等相關專業(yè)協(xié)調，統(tǒng)一完善各專業(yè)相關消防設計。另國內LNG儲罐設計相關規(guī)范有待進一步完善及補充，以更好指導設計及施工，為LNG在我國的快速快熟發(fā)展在安全上保駕護航。

［1］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范［M］.北京：中國計劃出版社.2009.

［2］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.石油天然氣工程設計防火規(guī)范［M］.北京：中國計劃出版社.2004.

［3］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.室外排水設計規(guī)范 ［M］.北京：中國計劃出版社.2014.

TM611.3

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1003-5168（2015）11-121-02

邱亭（1984-），男，工程師，注冊設備工程師，本科，研究方向：給排水、固廢及消防系統(tǒng)設計。