李世環(huán)(中海油石化工程有限公司，山東 青島 266000)

1 概述

陸上終端工程是建造在陸上的處理廠，用來接收和處理海上油氣田開發(fā)出來的石油、天然氣、水或者混合物，通常設(shè)在海底管道登陸點(diǎn)附近。陸上終端通常設(shè)有原油或凝析油脫水與穩(wěn)定、天然氣凈化和脫水、天然氣凝液回收、污水處理等生產(chǎn)設(shè)施；原油、清油和液化石油氣產(chǎn)品的儲(chǔ)運(yùn)等輔助生產(chǎn)措施；供熱、供電、供水、排水、消防、通信、廠區(qū)道路等公用設(shè)施，是一座獨(dú)立、完善的油、氣、水綜合性處理廠。

2 火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

陸上終端在原油和天然氣工藝處理過程中和外輸裝運(yùn)過程中涉及的主要危險(xiǎn)物質(zhì)為：原油、天然氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴、丙烷、丁烷、甲醇，上述物質(zhì)均具有易燃易爆的特性。

3 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 消防站外部依托

根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183—2014，消防站的設(shè)置應(yīng)以區(qū)域劃分為依據(jù)[1]。結(jié)合油氣田站場火災(zāi)隱患、鄰近的下游合作條件和地理環(huán)境因素來劃分責(zé)任區(qū)。在第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)油氣站的集中區(qū)域應(yīng)設(shè)置等級(jí)不低于二級(jí)的消防站。消防站設(shè)計(jì)的選址、建筑設(shè)計(jì)、消防車裝備、通信裝備等配置均按照《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183—2014 執(zhí)行。

3.2 消防水源

終端工程的消防水源可以采用市政供水管網(wǎng)供給，也可以采用天然水源供給，并應(yīng)同時(shí)滿足水質(zhì)、水壓、水溫要求。終端工程內(nèi)設(shè)置消防水池(罐)作為消防水儲(chǔ)存設(shè)施。水池(罐)的有效容積應(yīng)同時(shí)滿足最大一次火災(zāi)滅火及冷卻用水量要求。消防水池(罐)進(jìn)水管補(bǔ)水能力應(yīng)根據(jù)其有效容積和補(bǔ)水時(shí)間確定。

3.3 消防方式

終端工程火災(zāi)以自救為主，消防水源采用消防水池(罐)儲(chǔ)水，主要依靠固定消防設(shè)施滅火，消防車協(xié)作為輔，主要消防方式如下：

(1)天然氣凝液、液化石油氣罐區(qū)、液化天然氣(LNG)儲(chǔ)罐

根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50183—2004)中第8.5.2 條規(guī)定：天然氣凝液、液化石油氣總?cè)萘浚?0m3或單罐容積＞20m3時(shí)，應(yīng)設(shè)置固定式水噴霧或水噴淋系統(tǒng)和輔助水槍(水炮)；總?cè)萘俊?0m3或單罐容量≤20m3時(shí)，可設(shè)置半固定式消防冷卻水系統(tǒng)[2]。

根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50183—2004)中第10.4.5 條規(guī)定：儲(chǔ)存總?cè)萘俊?65m3的液化天然氣罐(組)應(yīng)設(shè)固定式消防冷卻水系統(tǒng)。在液化天然氣儲(chǔ)罐的罐頂、罐壁設(shè)置固定式水噴霧消防冷卻水系統(tǒng)，在液化天然氣儲(chǔ)罐罐頂通向大氣的安全閥出口管設(shè)置固定干粉滅火系統(tǒng)。

天然氣凝液、液化石油氣罐區(qū)、液化天然氣儲(chǔ)罐周邊設(shè)有消防水炮、消火栓系統(tǒng)并應(yīng)配置移動(dòng)式干粉等滅火設(shè)施。

(2)油品罐區(qū)。油罐區(qū)應(yīng)設(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)(低倍數(shù))和消防冷卻水系統(tǒng)，而系統(tǒng)設(shè)置形式應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的規(guī)模大小、儲(chǔ)罐形式確定?！妒吞烊粴夤こ淘O(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50183—2004)中第8.4.2 條、8.4.5 條規(guī)定油罐區(qū)滅火及冷卻系統(tǒng)設(shè)置形式的選擇方法原則[3]。

終端工程內(nèi)油罐容量一般都不會(huì)大大，根據(jù)規(guī)范是可以采用半固定滅火及冷卻系統(tǒng)，終端站場的消防設(shè)計(jì)首先考慮以自救為主，使用移動(dòng)式水槍需要人員操作，反作用力大，操作有一定難度，故采用固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)及固定式消防冷卻水系統(tǒng)是可行的，縮短系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。

(3)生產(chǎn)裝置區(qū)。生產(chǎn)裝置的規(guī)模、火災(zāi)危險(xiǎn)性、占地面積都會(huì)影響消防用水量。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183—2004 規(guī)定：生產(chǎn)裝置區(qū)的消防用水量根據(jù)站場等級(jí)分別采用不同的數(shù)值，也可參比工程案例合理選取。

生產(chǎn)裝置區(qū)的高大框架及其設(shè)備群宜設(shè)固定水炮系統(tǒng)、固定泡沫炮系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)并配置移動(dòng)式干粉等滅火設(shè)施。

(4) 集液池。終端工程內(nèi)裝車區(qū)、冷箱區(qū)、液化天然氣儲(chǔ)罐通常會(huì)根據(jù)需要設(shè)置集液池，用于收集由于液化天然氣泄漏而產(chǎn)生的事故廢液。根據(jù)GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183-2004 規(guī)定：集液池設(shè)置高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)，采用與低溫探測報(bào)警裝置聯(lián)動(dòng)的控制方式。因?yàn)楦弑杜菽哂袑?dǎo)電性，集液池高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)啟動(dòng)的同時(shí)，應(yīng)聯(lián)鎖關(guān)閉該區(qū)域的生產(chǎn)用電裝置的供電系統(tǒng)。

(5) 裝車區(qū)。目前沒有相關(guān)規(guī)范規(guī)定終端工程裝車區(qū)應(yīng)采用何種形式的消防冷卻水系統(tǒng)，根據(jù)GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183—2004 規(guī)定：裝車區(qū)設(shè)置半固定式消防冷卻水，但是近年來裝車區(qū)發(fā)生生產(chǎn)事故的案例越來越多，究其原因主要是裝卸過程中，裝卸口處由于密封不好，操作不當(dāng)?shù)仍蚨l(fā)生物料泄漏，引發(fā)爆炸而造成人員傷害事故。

從生產(chǎn)安全和工程造價(jià)上綜合考慮，裝車區(qū)采用固定式消防冷卻水系統(tǒng)是可行的，采用固定式水噴霧消防冷卻水系統(tǒng)，系統(tǒng)采用快速響應(yīng)的雨淋報(bào)警閥作為控制閥門，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，且其周邊設(shè)置消火栓、泡沫栓、消防炮及移動(dòng)式干粉滅火器等消防設(shè)施加以輔助。

3.4 消防泵房及泡沫站

終端工程消防泵房與泡沫站在條件允許情況下宜合建，設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)滿足站場一次最大火災(zāi)的需要。消防冷卻水泵與消防泡沫供水泵宜獨(dú)立設(shè)置，且各自設(shè)置備用泵，備用泵的性能與各自最大一臺(tái)操作泵相同。消防水泵選擇形式應(yīng)考慮到安裝環(huán)境、水源可靠性、設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程等因素。驅(qū)動(dòng)方式可采用電動(dòng)或是柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，嚴(yán)格避免采用雙動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水泵，如雙電動(dòng)機(jī)泵，雙柴油機(jī)泵等組合形式。

根據(jù)水泵的性能曲線選擇合適的消防水泵，并按照水泵實(shí)際安裝位置進(jìn)行水泵最大安裝高度的修正計(jì)算，確保消防水泵工作高效運(yùn)行。

消防泵房及泡沫站在全廠的具體位置應(yīng)通過水力計(jì)算結(jié)果來確定的，保證消防泵啟動(dòng)后5min 內(nèi)，將泡沫混合液和冷卻水送到任何一個(gè)著火點(diǎn)。消防泵房內(nèi)宜設(shè)置值班室，值班室內(nèi)應(yīng)設(shè)置與中心控制室(消防控制)互相通訊的設(shè)施。終端站場的消防泵房及泡沫站屬于全廠的重要設(shè)施，其在總平面的位置應(yīng)嚴(yán)格符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

3.5 消防管網(wǎng)設(shè)計(jì)

罐區(qū)和天然氣處理裝置區(qū)設(shè)置臨時(shí)高壓消防環(huán)狀供水管網(wǎng)，平時(shí)管網(wǎng)壓力由消防穩(wěn)壓裝置穩(wěn)壓，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防管網(wǎng)壓力會(huì)迅速下降，管網(wǎng)上設(shè)置的壓力開關(guān)，檢測壓力下降信號(hào)后，直接聯(lián)鎖啟動(dòng)廠區(qū)消防泵，而不經(jīng)過火災(zāi)報(bào)警控制器進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，從而避免了因管理不當(dāng)(將水泵切換至手動(dòng)狀態(tài))而導(dǎo)致火災(zāi)工況下啟泵失敗的弊端。廠區(qū)消防泵啟動(dòng)后，管網(wǎng)壓力升高，進(jìn)行消防滅火和冷卻。

消防冷卻水管網(wǎng)上設(shè)有消防水炮和消火栓，采用帶啟閉狀態(tài)的閥門分成若干獨(dú)立段。寒冷地區(qū)的消防管網(wǎng)設(shè)計(jì)，包括消火栓、閥井和管道等，要充分考慮防凍措施。生產(chǎn)裝置區(qū)、油品罐區(qū)、冷劑罐區(qū)、裝車區(qū)周圍設(shè)泡沫混合 液供水管網(wǎng)，管網(wǎng)上設(shè)有泡沫栓，采用帶啟閉狀態(tài)的閥門分成若干獨(dú)立段。

終端工程設(shè)置的低倍數(shù)(高倍數(shù))泡沫滅火系統(tǒng)均采用集中控制的方式，即泡沫混合裝置均設(shè)置在終端站場泡沫站內(nèi)，消防冷卻水與泡沫液按照一定的比例混合后，分別引出混合液供水管道至相應(yīng)系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)，且每個(gè)服務(wù)區(qū)域均采用獨(dú)立的電動(dòng)控制閥門控制，以確?；馂?zāi)工況下，泡沫混合液用量和供給壓力滿足要求。

3.6 消防系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

終端工程設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的火災(zāi)報(bào)警控制器，并設(shè)置在專用的消防控制室內(nèi)(消防控制室宜與中心控制室合建)。消防控制室作為全廠的重要設(shè)施是專職用來接收、顯示、處理火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的場所，消防控制室的管理制度應(yīng)實(shí)行每日24 小時(shí)專人值班制度，實(shí)現(xiàn)對終端站場內(nèi)所有消防設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。終端站場內(nèi)所有消防設(shè)備、閥門的狀態(tài)信號(hào)均需要反饋至消防控制室內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警控制器，值班人員在消防控制室可以對所有消防設(shè)備、閥門進(jìn)行手動(dòng)按鈕啟停操作。

基于終端工程發(fā)生火災(zāi)以自救為主，終端工程的消防控制宜采用自動(dòng)控制為主，人工手動(dòng)控制為輔。生產(chǎn)裝置區(qū)、罐區(qū)、集液池以及其他存在潛在危險(xiǎn)需要經(jīng)常觀測處，通常會(huì)設(shè)置火焰探測報(bào)警裝置、連續(xù)檢測氣體泄漏的低溫檢測報(bào)警裝置、裝置區(qū)和巡檢通道處設(shè)置的手動(dòng)報(bào)警裝置。終端工程設(shè)置的報(bào)警裝置作為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成部分，是消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的觸發(fā)信號(hào)，火災(zāi)工況下，消防聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)傳至火災(zāi)報(bào)警控制器，由消防聯(lián)動(dòng)控制器自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行滅火或冷卻。

3.7 消防廢水的儲(chǔ)存

終端工程通常設(shè)有事故水池，儲(chǔ)存事故工況下的事故廢水。終端站場產(chǎn)生的事故廢水主要包括消防廢液、泄漏的物料，事故工況下可能進(jìn)入的雨水量。在核算事故水池有效容積時(shí)，應(yīng)在上述事故廢液計(jì)算量的基礎(chǔ)上扣除圍堰、防火堤等設(shè)施所能儲(chǔ)存的事故廢液容量。終端工程罐區(qū)、工藝裝置區(qū)、裝車區(qū)的事故廢液通過廠區(qū)雨水溝收集，收集后的事故廢液通過事故污水管道排入事故水池。用提升泵將事故廢液提升至終端站場的水處理系統(tǒng)處理合格后排放。

4 消防車道設(shè)置

終端工程應(yīng)設(shè)置環(huán)形消防車道，消防車道的凈空高度要控制在5 米以上位置，確保消防車量及相關(guān)人員能在火災(zāi)工況下迅速接近火場，滿足火災(zāi)現(xiàn)場車輛調(diào)度的空間要求。終端工程的消火栓系統(tǒng)成環(huán)狀布置，沿消防車道布置，以充分發(fā)揮消防設(shè)施救援的實(shí)效性和實(shí)用性。

5 消防應(yīng)急預(yù)案

終端工程必須有書面的應(yīng)急預(yù)案說明文件，明確指出不同事故工況下，現(xiàn)場操作人員應(yīng)采用何種有效措施應(yīng)對緊急情況，以提高終端工程對事故工況的應(yīng)急響應(yīng)和處理能力，最大限度的減少工程損失，保障人身及財(cái)產(chǎn)安全。

6 結(jié)語

通過識(shí)別和分析終端站場火災(zāi)危險(xiǎn)性，提出有效的消防應(yīng)對方式和措施，包括設(shè)置先進(jìn)適用的消防工藝系統(tǒng)、采用可靠的通訊監(jiān)控技術(shù)、制定并組織有效的消防應(yīng)急預(yù)案等，使得終端工程具備了應(yīng)對緊急事故的能力，保障了生產(chǎn)運(yùn)行的安全。