崔丹玫

（中國石化工程建設有限公司，北京 100101）

煤制油裝置固定水噴霧或水噴淋系統(tǒng)的研究

崔丹玫

（中國石化工程建設有限公司，北京 100101）

由于規(guī)范中對特殊危險設備沒有做出明確的說明，為了規(guī)范設計，減少設計與消防監(jiān)督管理部門理解的偏差，通過對煤間接液化裝置內生產(chǎn)過程火災危害因素進行分析，并對超過40m的高大構架和設備群進行統(tǒng)計，分別列出設備名稱，操作介質特性及設備操作溫度等數(shù)據(jù)，找出特殊危險設備及危險場所，達到最終分析出該框架和設備群的火災危險性，并根據(jù)裝置現(xiàn)有的消防設計判斷出是否需要設置固定水噴霧或水噴淋系統(tǒng)。

煤間接液化裝置；高大構架；設備群；固定水噴霧；水噴淋系統(tǒng)

《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》第8.6.1條規(guī)定“ 甲、乙類可燃氣體、可燃液體設備的高大構架和設備群應設置水炮保護……”，且第8.6.3 條規(guī)定“工藝裝置內固定水炮不能有效保護的特殊危險設備及場所宜設水噴淋或水噴霧系統(tǒng)”。由于規(guī)范中沒有明確哪些設備屬于特殊危險設備及哪些場所屬于危險場所，只在條文說明中指出某些條件下可不設水噴淋或水噴霧系統(tǒng)，因而在設計過程中，對于裝置內高于40m的高大框架或設備群是否設水噴淋或水噴霧系統(tǒng)保護問題成了一個難題，設計人員與消防監(jiān)督管理部門之間對于規(guī)范的理解也存在爭議。為了安全生產(chǎn)、規(guī)范設計、減少消防報審及驗收帶來很多不必要的麻煩，本文對煤間接液化裝置內超過40m的高大框架或設備群進行統(tǒng)計，分析火災危險性，找出特殊危險設備及危險場所，解決實際工作中的難題。

1 生產(chǎn)過程火災危害因素分析

本工程是以合成氣為原料，通過費脫合成反應，生成烴類化合物，并通過油品加工等單元加工處理，生產(chǎn)柴油、石腦油、液化氣、混合醇等產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中有些設備是在高溫、加壓條件下進行（如油品加氫精制反應器的操作溫度為407℃，操作壓力為8.6MPa，加熱爐產(chǎn)生明火，主要原料、中間物料和產(chǎn)品均為易燃、易爆氣體和液體。本工程主要危險物料的特性見表1。

表1 主要物料的特性及火災危險類別

2 高大框架危險性分析

費托單元構架1高度為60m，設計為全敞開式鋼結構框架，可燃氣體設備發(fā)生泄漏不會集聚產(chǎn)生爆炸；地面以上10m范圍內鋼結構承重梁及支架均按采用耐火保護，構架2高度為50.8m，從地面至地面上5.5m為泵房，無可燃氣體設備，泵房以上為鋼結構框架，地面以上24m范圍內鋼結構承重梁及支架均按采用耐火保護，地面池火不會危及框架主體結構的安全。

框架上的主要設備為漿態(tài)床反應器，本設備操作溫度為240℃，操作介質為合成氣、油，操作壓力為3.2MPa。設備有不可燃隔熱保溫層，并設有0.1MPa/min緊急放空系統(tǒng)，當循環(huán)氫壓縮機出現(xiàn)故障時，超壓時放空系統(tǒng)視情況開啟，反應系統(tǒng)可迅速降壓。另外設置手動副線放空，當遙控放空系統(tǒng)失靈，可手動開副線放空閥。

油品單元構架2高度為50.2m，設計為鋼結構框架，地面以上16m范圍內鋼結構承重梁及支架均按采用耐火保護，地面池火不會危及框架主體結構的安全，且設備有安全泄壓設施，受到火災烘烤時，不會因內壓升高、設備金屬強度降低而造成設備爆炸。

框架上的主要設備是減壓塔，塔高32.8m，主要操作介質為油氣、塔底油，設備操作溫度為321℃，操作壓力為-0.08MPa。塔的附近設有消防水炮，從底部進行冷卻，對周圍的設備也進行冷卻，設備的安全泄壓等設施也可以將事故風險減至最低。

3 裝置消防設計說明

3.1 裝置位置及周邊情況

本工程布置在煤直接液化項目廠區(qū)南部的兩塊預留地內，兩地塊間隔45.5m，并有9m寬廠區(qū)道路通過。本工程與周圍設施的間距均符合《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（GB 50160—2008）[1]的要求。

為滿足本工程檢修、運輸、消防的要求，本工程的道路按規(guī)范布置。裝置內道路為4m寬，拐彎半徑7m，能滿足消防、檢修需要。

3.2 危險物料的安全控制

生產(chǎn)過程中所有物料的運輸、加工和貯存始終密閉在各類設備和管道中，本設計根據(jù)不同的操作條件、運行介質，從選材、連接方式、設備選型等方面確保密封。并按有關規(guī)定對塔器、容器、泵等設備自身的密封和與管線連接處的密封選型。壓力容器在各環(huán)節(jié)嚴格把關。裝置的公用工程管線安裝三閥組、止回閥或“8”字盲板，防止互竄。

3.3 消防豎管

根據(jù)《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》[1]要求“工藝裝置內的甲、乙類設備的框架平臺高于15m時宜沿梯子敷設半固定式消防給水豎管”及蒸汽豎管。

3.4 設備防火、防爆措施

對廠區(qū)暴露的承重鋼框架、支架、塔類、容器的裙座、管架等按規(guī)范覆蓋耐火層，使其耐火極限不低于1.5h。

塔、爐、壓縮機、儲罐、煙囪等重量大、防火級別高的設備基礎采用澆注鋼筋混凝土結構；泵基礎采用素混凝土結構。

3.5 電氣防火、防爆措施

3.5.1 防爆電氣選型

根據(jù)《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB 50058—2014）[2]，本裝置大部分屬爆炸危險場所2區(qū)，用電設備防爆等級為e II T3或d II BT3，在含有H2的場所不低于eⅡT3或dⅡCT3。

3.5.2 電纜防火防爆措施

電纜進出開關柜處用防火件密封，進防爆電器時用隔離密封裝置，導線進防爆電器處用防爆隔離密封管接頭，電纜橋架進出建筑物處用防火填料堵死。

3.5.3 防雷防靜電接地系統(tǒng)

按《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 50057—2010）[3]的要求，對于高大建構筑物均按二類防雷建構物設避雷保護。裝置區(qū)內所有的電氣設備正常不帶電的金屬外殼及金屬框架均進行保護接地，塔、容器、框架、機泵、管線進裝置入口處均設防靜電接地，接地裝置以水平接地線為主，局部地方打少量接地極。在裝置區(qū)內設置統(tǒng)一的防雷、防靜電接地、工作接地、保護接地網(wǎng)，接地電阻不大于4Ω，接地系統(tǒng)的防腐設計和施工要求按規(guī)范執(zhí)行。對于壁厚大于4mm的塔、容器不做接閃器，只做防雷接地。

3.6 安全泄壓系統(tǒng)

裝置內所有帶壓設備的設計嚴格按《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》等相關規(guī)范執(zhí)行。安全閥選型、安裝、校驗按有關規(guī)范執(zhí)行。

3.7 自動控制和安全儀表系統(tǒng)

本工程控制系統(tǒng)選用（DCS）分散控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對裝置的日常監(jiān)測及自動控制。安全儀表系統(tǒng)（SIS）將選用獨立于DCS的具有相關安全等級認證的系統(tǒng)，可實現(xiàn)緊急情況下的安全停車及安全聯(lián)鎖保護功能。

3.8 工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)

本工程設置1套電視監(jiān)視系統(tǒng)。

在控制室設置矩陣主機和硬盤錄像設備，以及監(jiān)視器和控制終端，在裝置區(qū)重要生產(chǎn)崗位設置監(jiān)控攝像機。

根據(jù)安全的需要，在裝置內需要進行生產(chǎn)監(jiān)控和安全監(jiān)視的場所設置防爆型電視攝像機9臺。本裝置內的監(jiān)控點包括：壓縮機廠房、泵房、爐區(qū)、裝置全景等。

3.9 火災報警

（1）采用廠行政電話專用號“119”報警。

（2）火災自動報警系統(tǒng)。

表2列舉了火災探測報警器。

表2 火災探測（報警）器一覽

3.10 消防設施

本工程消防水來自裝置外道路邊環(huán)狀穩(wěn)高壓消防水管網(wǎng)，消防水量按300L/s，消防水管道呈枝狀布置，與裝置外環(huán)狀消防水管道相接，最少連續(xù)供給時間為3h。

3.10.1 消防設施設置原則

本裝置的消防設施按全廠消防大系統(tǒng)下的裝置區(qū)小系統(tǒng)考慮，消防設施盡量依托全廠消防系統(tǒng)。

裝置內高于15m的框架及塔類平臺設置消防給水豎管。在裝置內設半固定式蒸汽滅火系統(tǒng)。

3.10.2 室外地上式消火栓

裝置區(qū)、公用輔助工程區(qū)的消火栓選用室外地上式消火栓，型號為SS150/80-1.6（加長型）。

消火栓沿道路設置，距公路型雙車道路肩邊不小于0.5m，距單車道中心線不小于3m；

消火栓距路面邊不大于2m，距建筑物外墻不小于5m；

消火栓的大口徑出水口面向道路；

消火栓的間距不超過60m，且設在道路設置在裝置的四周。

3.10.3 消防水炮

消防水炮均接入穩(wěn)高壓消防水系統(tǒng)，消防水炮沿裝置區(qū)的道路呈環(huán)狀布置，盡量靠近被保護的工藝設備。

消防炮的噴嘴為直流-噴霧噴嘴，射程50～60m。

3.10.4 滅火器

本裝置的滅火器配置按下列原則進行：

甲類單元按最大保護距離9m配置8kg的手提式干粉滅火器，乙、丙類單元不超過12m。每一配置點的滅火器數(shù)量按2個，多層框架分層配置。

4 研究結果

本裝置內不存在石化規(guī)定中特指的危險設備及場所，根據(jù)消防設計說明，在裝置內高大框架和設備群處，現(xiàn)有消防設施可保護高度40m左右的框架及設備群，固定消防水炮不能有效覆蓋高點，可依靠高噴車保護，消防設計符合規(guī)范要求。

[1] GB 50160—2008，石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范[S].

[2] GB 50058—2014，爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范[S].

[3] GB 50057—2010，建筑物防雷設計規(guī)范[S].

[4] GB 50016—2006，建筑設計防火規(guī)范[S].

S t u d y o n F i x e d Wa t e r S p r a y o r S p r i n k l e r S y s t e m i n C o a l L i q u e f a c t i o n U n i t

Cui Dan-mei

Since the def i nition of hazardous equipment is not stated in Specif i cation，to standardize the design job and decrease the understanding discrepance between the designer and Fire Supervision and Management Department，this article will define the fi re hazardous of steel structure and equipment group and decide whether to set Fixed Water Spray or Sprinkler System according to current fi re fi ghting design in Unit by analysing the factors of fi re risks in Coil Liquefaction Unit，gathering statistics of big structure and equipment which are higher than 40m，listing data of equipment names，properties of fl uid and operating temperature and fi nding hazardous equipment and places.

Indirect coal liquefaction unit；tall frame；equipment group；f i xed water spray；water spray system

TQ085+.419

A

1003-6490（2017）08-0082-02

2017-06-03

崔丹玫（1982—），女，遼寧沈陽人，工程師，主要從事給排水設計工作。