張煢

【摘要】對云浮電廠2x135MW燃煤機組煙氣脫硝工程氨區(qū)消防給水系統(tǒng)進行了介紹，講述對于液氨儲罐區(qū)和裝卸區(qū)消防給水設(shè)計的要點。

【關(guān)鍵詞】液氨儲罐；消防水噴霧系統(tǒng)；固定式消防水炮；室外消火栓

一、項目概況

云浮發(fā)電廠廠址位于廣東省云浮市河口鎮(zhèn)北約1km的低圍村附近，本工程對云浮發(fā)電廠二期2×135MW機組進行煙氣脫硝改造，選用 “高含塵布置方式”的選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝工藝。脫硝系統(tǒng)用的反應(yīng)劑為純氨，其品質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB536-88《液體無水氨》技術(shù)指標(biāo)的要求。其中氨區(qū)按滿足一期2×125M W機組和二期2×135M W機組脫硝裝置氨耗量的要求進行設(shè)計。

氨區(qū)共分為三個區(qū)域：卸氨區(qū)、液氨儲罐區(qū)和液氨蒸發(fā)制備區(qū)。液氨的儲存、供應(yīng)及排放過程如下：

（a）液氨的供應(yīng)由液氨槽車運送，槽車與氨儲存系統(tǒng)之間用陸用卸料臂連接，利用卸料壓縮機將液氨由槽車輸入液氨儲罐內(nèi)；

（b）利用壓差將儲罐中的液氨輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽來控制供氨的壓力恒定，氨氣流量由爐前噴氨流量調(diào)節(jié)閥控制；

（c）氨氣與稀釋空氣在混合器中混合均勻后，再通過氨噴射系統(tǒng)噴入煙道；

（d）氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋罐中，經(jīng)水的吸收排入廢水池，再經(jīng)由廢水泵送往電廠廢水處理系統(tǒng)。

二、液氨的火災(zāi)危險性

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160—2008）3.0.1與3.0.2條的規(guī)定，液氨屬于28℃≤閃點≤45℃的乙A類可燃液體，而氨氣與空氣混合物的爆炸極限是15.7～27.4%，屬于乙類可燃氣體。由于氨極易溶于水，液氨大量泄漏后與空氣混合形成密度比空氣大的蒸汽云，在地表滯留，遇明火、高熱會引起火災(zāi)、爆炸、中毒等重大事故。

三、消防給水系統(tǒng)設(shè)計

氨區(qū)消防給水系統(tǒng)由三個部分組成：消防水噴霧系統(tǒng)、固定式消防水炮系統(tǒng)以及室外消火栓給水系統(tǒng)。

1.消防水噴霧系統(tǒng)

本工程在卸氨區(qū)和液氨儲罐區(qū)均單獨設(shè)置消防水噴霧系統(tǒng)。消防水源接自廠區(qū)室外臨時高壓消防給水管網(wǎng)，供水壓力0.8MPa。系統(tǒng)主要由電動雨淋閥組、Y型過濾器、信號閥、高速水霧噴頭和消防水泵接合器組成。

其中液氨儲罐區(qū)每個儲罐均設(shè)置兩套噴淋系統(tǒng)：水源接自廠區(qū)低壓工業(yè)水管路的降溫噴淋系統(tǒng)，用于罐體表面溫度冷卻和用于消防滅火和液氨泄漏稀釋吸收的消防水噴霧系統(tǒng)，。

1.1水噴霧系統(tǒng)供水強度

液氨儲罐區(qū)的水噴霧系統(tǒng)流量按罐體表面積計算，液氨卸料區(qū)的消水噴霧系統(tǒng)流量按槽車罐體表面積與萬向充裝系統(tǒng)覆蓋面積之和計算。其中噴霧強度主要依據(jù)國家規(guī)范和電廠內(nèi)部規(guī)定綜合考慮。

電廠內(nèi)部規(guī)定各液氨儲罐組的消防噴淋系統(tǒng)總流量不小于下表規(guī)定：

本工程液氨儲罐區(qū)有兩只儲罐，共用一套水噴霧系統(tǒng)，工作狀態(tài)時儲罐區(qū)任何一個氨泄漏報警閥打開，所有儲罐的噴頭同時噴水。每個儲罐容積為50m3，罐體表面積共130m2，因此確定液氨儲罐區(qū)噴霧強度為16L/（min·m2）。大于《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160—2008）8.10.13條規(guī)范的全壓力式液氨儲罐固定式水噴霧冷卻水供給強度不宜小于6L/（min·m2）要求。持續(xù)噴霧時間按6h計算。

液氨卸料區(qū)的噴霧強度按《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160—2008）和《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50219—1995）結(jié)合考慮，確定其噴霧強度為9L/（min·m2）。持續(xù)噴霧時間按6h計算。

1.2水噴霧系統(tǒng)管路布置

按《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50219—1995）3.2.4條規(guī)定，按矩形布置時，水霧噴頭之間的距離不大于1.4倍水霧錐底圓半徑，水霧錐底圓半徑按下列公式計算：

式中R——水水霧錐底圓半徑（m）

B——水霧噴頭的噴口與被保護對象的距離（m），本工程選0.6m

θ——水霧噴頭的霧化角（°），本工程選90°

經(jīng)計算，確定水霧噴頭之間的距離不大于1.34米。

液氨儲罐區(qū)水噴霧干管沿儲罐環(huán)形布置，干管上連接水霧噴頭的支管間隔1.2m均勻布置。儲罐區(qū)水霧噴頭的支管由兩個90°彎頭連接組成，方便調(diào)整噴頭噴射角度，使其能覆蓋液氨儲罐頂部、法蘭及閥門等泄漏點較為集中的區(qū)域。

液氨卸料區(qū)頂部設(shè)有遮陽棚，水霧噴頭按矩形布置覆蓋整個卸料區(qū)域。噴頭噴口垂直向下，與液氨儲罐車頂間距不超過1m，經(jīng)計算選取水霧噴頭的間隔為2.0m。

1.3水噴霧系統(tǒng)主要設(shè)備選型

氨儲罐區(qū)水噴霧系統(tǒng)配備電動雨淋閥組型號為ZSFY/SL-S460-100；高速水噴霧頭型號為ZSTWB-26.5-120，噴頭流量為50L/min，噴頭數(shù)量共40只。

液氨卸料區(qū)配備電動雨淋閥組型號為ZSFY/SL-S460-65；高速水噴霧頭型號為ZSTWB-43-90，噴頭流量為80L/min，噴頭數(shù)量共10只。

氨儲罐區(qū)水噴霧系統(tǒng)配兩只地上式消防水泵接合器，液氨卸料區(qū)配備一只地上式消防水泵接合器，型號均為SQS100-C。

氨區(qū)水噴霧系統(tǒng)試噴時采用氨氣觸發(fā)就地氨氣泄漏檢測器聯(lián)動、DCS畫面發(fā)指令觸發(fā)兩種方式分別進行。水噴霧系統(tǒng)施工調(diào)試完畢后，檢測系統(tǒng)運行良好，噴霧效果滿足設(shè)計要求。

2.消防水炮系統(tǒng)

本工程設(shè)四只手動固定式消防水炮，為直流/噴霧兩用，能上下、左右調(diào)節(jié)。水源接自氨區(qū)周圍室外消火栓給水管道，供水壓力0.8MPa。消防水炮型號為PS-L30，給水強度為30L/s，額定工作壓力0.7MPa。在圍墻外設(shè)置高1.4m的消防水炮操作平臺，設(shè)置位置保證覆蓋氨區(qū)所有可能的泄漏點，且距被保護對象不小于15m。

3.室外消火栓給水系統(tǒng) （下轉(zhuǎn)） （上接）

氨區(qū)四周道路邊設(shè)置室外地上式減壓穩(wěn)壓消火栓，水源接自廠區(qū)室外臨時高壓消防給水管網(wǎng)，供水壓力0.8MPa。氨區(qū)室外消火栓管道結(jié)合廠區(qū)室外消防管道形成環(huán)狀供水。室外消火栓的布置滿足《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160—2008）8.5.7條要求，消火栓間距不超過60m。室外地上式減壓穩(wěn)壓消火栓型號為SSW100/65-1.6，共三只。且每只消火栓均配2支直流/噴霧兩用水槍和4條DN65長度25m的消防水帶。

4.消防排水

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160—2008）5.2.27條要求，火災(zāi)事故狀態(tài)下，受污染的消防水應(yīng)有效收集和排放。消防滅火和液氨泄漏稀釋吸收的混合氨液水對土壤、空氣和水源都可造成非常嚴(yán)重的危害，因此不能直接排入附近道路的雨水系統(tǒng)中。本工程在氨區(qū)圍墻內(nèi)設(shè)置廢水池，廢水池容積和廢水排放泵與氨區(qū)消防用水量匹配，含氨廢水通過地溝收集到廢水池里，然后由廢水排放泵加壓排到廠區(qū)污水處理站處理。

結(jié)語：

本工程消防給水設(shè)計嚴(yán)格遵循國家和地方的防火規(guī)范及規(guī)定，結(jié)合其他氨泄漏自動檢測系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及防雷防靜電系統(tǒng)等防火措施，使氨區(qū)火災(zāi)危險程度及事故損失降低到最低限度。在正常生產(chǎn)過程中，定期對消防設(shè)備進行試運行和維修保養(yǎng)，保證其在發(fā)生火災(zāi)危險時有效發(fā)揮作用。

參考文獻：

[1]《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160—2008）.

[2]《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50219—1995）.

[3]《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084—2001）.

[4]《燃煤發(fā)電廠液氨罐區(qū)安全管理規(guī)定》.國家能源局，2014.