高 偉，時(shí)會(huì)召，霍克成

中國(guó)石油管道局工程有限公司國(guó)際事業(yè)部，河北 廊坊

1.引言

成品油具有易燃易爆的特性，使得成品油在儲(chǔ)存過(guò)程中存在很大的消防安全隱患。消防系統(tǒng)作為油庫(kù)安全生產(chǎn)的最后一道防線，做好油庫(kù)消防系統(tǒng)的建設(shè)與優(yōu)化管理顯得尤為重要。楊瑛江[1]對(duì)大型油庫(kù)固定消防系統(tǒng)進(jìn)行了概述，針對(duì)存在的問(wèn)題提出了相關(guān)解決方案；路燕濤[2]將儲(chǔ)罐區(qū)消防安全評(píng)價(jià)分為消防安全事故評(píng)價(jià)和消防安全系統(tǒng)評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果給出了相應(yīng)的整改意見(jiàn)和事故預(yù)防措施；董林林[3]從工程設(shè)計(jì)角度對(duì)油庫(kù)儲(chǔ)罐布置形式、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)、事故排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究；郎需慶[4]基于風(fēng)險(xiǎn)管理的理念，對(duì)成品油油庫(kù)消防系統(tǒng)可靠性進(jìn)行了評(píng)估研究，提出消防系統(tǒng)檢查與檢測(cè)應(yīng)基于油庫(kù)當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，建立消防系統(tǒng)能力與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)匹配關(guān)系。多數(shù)研究者從消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身及安全評(píng)價(jià)角度進(jìn)行了研究，可謂角度各異，成果頗豐，但對(duì)海水消防系統(tǒng)及其建設(shè)階段的優(yōu)化管理研究甚少，為此本文從建設(shè)者角度出發(fā)，以納米比亞油庫(kù)項(xiàng)目為依托，詳細(xì)闡述海水消防系統(tǒng)的組成，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指出海水消防系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題不足及可優(yōu)化的地方，并據(jù)此提出合理化建議，旨在為油庫(kù)海水消防系統(tǒng)建設(shè)優(yōu)化管理提供參考依據(jù)。

2.納米比亞項(xiàng)目消防系統(tǒng)闡述

納米比亞項(xiàng)目所在城市鯨灣港，一面瀕臨大西洋，三面被世界最古老、最干旱的納米布沙漠包圍，屬于亞熱帶干旱氣候，全年降雨量不足25 mm。由于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)淡水嚴(yán)重匱乏，且靠近大海，為此油庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)為海水消防，很大程度上減少了淡水耗費(fèi)量，有利于緩解當(dāng)?shù)氐Y源緊張的局面，但同時(shí)海水介質(zhì)也極大提高了消防設(shè)備及管線的抗腐蝕能力要求，導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)者為此付出了高昂成本。油庫(kù)海水消防系統(tǒng)概括為水系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)三部分，即當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，消防水系統(tǒng)將對(duì)油罐進(jìn)行噴淋降溫，避免火勢(shì)蔓延擴(kuò)散；消防泡沫系統(tǒng)將對(duì)火源進(jìn)行滅火；火災(zāi)救援后通過(guò)淡水系統(tǒng)進(jìn)行沖洗處清理。納米項(xiàng)目消防系統(tǒng)主要包括：

2.1.消防水罐及消防水泵

消防水罐罐容6000 m3，在油庫(kù)正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下儲(chǔ)存介質(zhì)為淡水，火災(zāi)撲救過(guò)程中通過(guò)消防水需用量判斷是否補(bǔ)充海水，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)時(shí)，按照NFPA 標(biāo)準(zhǔn)(美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))要求，海水應(yīng)在8 小時(shí)內(nèi)補(bǔ)足消防用水需求量。儲(chǔ)罐為滿(mǎn)足儲(chǔ)存海水的防腐要求，罐內(nèi)壁無(wú)溶劑環(huán)氧涂漆干膜厚度 ≥ 500 μ，明顯厚于淡水沖洗罐的涂漆干膜厚度(≥350 μ)。

消防水泵包括三臺(tái)消防主泵及兩臺(tái)穩(wěn)壓泵，三臺(tái)消防主泵分別為一臺(tái)電動(dòng)泵和兩臺(tái)柴油泵，設(shè)計(jì)輸出功率均為730 m3/h，電動(dòng)泵和柴油泵在設(shè)定條件下當(dāng)管網(wǎng)壓力分別低于970 KPag 和900 KPag 時(shí)順序啟動(dòng)，并通過(guò)自力式調(diào)節(jié)閥確保管網(wǎng)壓力在1300 KPag 以下，避免壓力過(guò)大對(duì)管網(wǎng)造成破壞；兩臺(tái)穩(wěn)壓泵為一用一備，輸出功率為10 m3/h，保持管網(wǎng)壓力在1000 KPag～1070 KPag 之間。

2.2.消防管網(wǎng)

消防管網(wǎng)設(shè)計(jì)從管線的耐蝕性、耐火性、耐久性及自身強(qiáng)度等方面考慮，對(duì)防火堤內(nèi)外、地面以上或以下不同位置設(shè)計(jì)了不同管線，油庫(kù)日常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，防火堤以外地面以上消防管線長(zhǎng)期充滿(mǎn)介質(zhì)，外部暴露在空氣中，為此該部分管線選用內(nèi)部抗腐蝕性強(qiáng)、外部耐久性好、自身強(qiáng)度大的內(nèi)襯塑管線，接口形式為法蘭螺栓連接；防火堤以外地面以下管線同樣長(zhǎng)期充滿(mǎn)介質(zhì)，且外部處于地下海水浸泡狀態(tài)，為此該部分管線選用FRP 玻璃鋼管線，接口采用管箍膠結(jié)；防火堤以?xún)?nèi)消防管線全部置于地面以上，日常生產(chǎn)狀態(tài)下不儲(chǔ)存水源，為此該部分管線選用鍍鋅鋼管，同時(shí)為避免焊接破壞鍍鋅層，接口采用溝槽卡箍連接。

2.3.消防栓、消防水炮及大罐環(huán)管?chē)娏?/h3>

消防栓沿庫(kù)區(qū)道路布設(shè)，兩個(gè)消防栓間距控制在50 m 以?xún)?nèi)，距離被保護(hù)設(shè)備至少15 m，每個(gè)消防栓可以連接消防軟管以擴(kuò)大消防覆蓋范圍；消防水炮圍繞罐區(qū)設(shè)置，依據(jù)噴射角度不同噴射距離在30 m至60 m 之間，距離被保護(hù)設(shè)備15 m 至30 m 之間，每套被保護(hù)設(shè)備至少設(shè)置兩臺(tái)消防炮，考慮在外界不利環(huán)境下至少有一臺(tái)消防炮可以投入使用，消防栓和消防炮均為手工操作。每個(gè)大罐設(shè)置三層環(huán)管固定噴淋，環(huán)管?chē)娏芸刂崎y設(shè)置在防火堤以外，可以實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程控制。

2.4.泡沫消防系統(tǒng)

泡沫消防系統(tǒng)由兩臺(tái)泡沫罐、一臺(tái)泡沫比例混合器、泡沫發(fā)生器(Foam Chamber)、泡沫噴射器(Foam Pourer)、泡沫炮及控制閥門(mén)組成。假設(shè)最大油罐(20,000 m3柴油罐)發(fā)生火災(zāi)狀態(tài)下，根據(jù)油罐及其對(duì)應(yīng)的防火堤所需泡沫量和發(fā)泡系數(shù)可計(jì)算每臺(tái)泡沫罐罐容為12,000 L；泡沫發(fā)生器安裝于大罐上，用于油罐內(nèi)部滅火，要求相鄰泡沫發(fā)生器最大間距為18 m；泡沫噴射器安裝于防火堤上，用于防火堤內(nèi)滅火；泡沫炮與消防水炮設(shè)置及操作方式一致。

2.5.淡水沖洗系統(tǒng)

沖洗系統(tǒng)作為消防系統(tǒng)的輔助設(shè)施，用于儲(chǔ)罐、設(shè)備、管線滅火后的沖洗清理，主要包括300 m3淡水罐，沖洗泵及對(duì)應(yīng)的沖洗管線系統(tǒng)。

3.消防系統(tǒng)存在的問(wèn)題

納米比亞項(xiàng)目消防系統(tǒng)在滿(mǎn)足相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但在實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)仍存在較多困難和不足及可優(yōu)化的地方，為后續(xù)采辦、施工及運(yùn)營(yíng)工作帶來(lái)了諸多不便。

3.1.消防設(shè)備未置于封閉空間

納米項(xiàng)目所在城市鯨灣港，一面瀕臨大西洋，三面被世界最古老、最干旱沙漠之一的納米布沙漠包圍，屬于亞熱帶干旱氣候，濕度主要來(lái)自夜間所形成的露水以及夜間吹入海岸的霧靄，由于特殊的地理位置，鯨灣港氣候主要特點(diǎn)為多鹽霧和多風(fēng)沙天氣，腐蝕環(huán)境異常惡劣(腐蝕等級(jí)為C5-M)，為此，消防設(shè)備長(zhǎng)期置于開(kāi)放空間中，面臨著腐蝕損壞的威脅。

3.2.穩(wěn)壓泵頻繁啟停

按照設(shè)計(jì)文件要求，穩(wěn)壓泵啟停由泵前管線的電接點(diǎn)壓力表控制，當(dāng)管網(wǎng)壓力低于1000 KPag 時(shí)啟動(dòng)，高于1070 KPag 時(shí)停止，但在停泵過(guò)程中泵前管線存在水錘現(xiàn)象導(dǎo)致電接點(diǎn)壓力表指針擺幅過(guò)大，進(jìn)而導(dǎo)致穩(wěn)壓泵頻繁啟停，長(zhǎng)期使用將縮短設(shè)備使用壽命。

3.3.管網(wǎng)采購(gòu)施工難度大

內(nèi)襯管線(內(nèi)襯塑管線)、玻璃鋼管線、溝槽管線具有各自不同的特點(diǎn)，為項(xiàng)目采購(gòu)、施工帶來(lái)了較大困難。

1) 內(nèi)襯管線為國(guó)內(nèi)工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中不允許切割和焊接，內(nèi)襯管線各組成部分屬于一個(gè)系統(tǒng)工程，具有各自固定的安裝位置，且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，采購(gòu)周期長(zhǎng)。

2) 按照標(biāo)準(zhǔn)要求，管網(wǎng)試壓壓力為工作壓力的1.5 倍，由于玻璃鋼管道接口采用管箍膠結(jié)，管網(wǎng)試壓過(guò)程中極易導(dǎo)致接口脫開(kāi)。

3) 鍍鋅管溝槽連接雖然具有操作簡(jiǎn)單、利于施工、維修方便的優(yōu)點(diǎn)，但是火災(zāi)發(fā)生時(shí)防火堤內(nèi)是重災(zāi)區(qū)，在大火中溝槽連接所使用的橡膠密封墊會(huì)迅速融化，導(dǎo)致溝槽連接密封失效，進(jìn)而導(dǎo)致消防系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

3.4.消防炮可操作性差

雖然消防炮與儲(chǔ)罐距離在15 m 以上，滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，但消防炮設(shè)置在防火堤上，火災(zāi)發(fā)生時(shí)并不是單一的油罐燃燒，常伴隨著油罐爆炸、沸溢等多種災(zāi)害，為此防火堤以?xún)?nèi)可能同樣是一片火海，熊熊烈火將導(dǎo)致消防員無(wú)法靠近并操作消防炮，導(dǎo)致消防炮處于無(wú)法使用狀態(tài)。

3.5.調(diào)試過(guò)程減少泡沫的噴射

消防泡沫具有毒性、高腐蝕性和難清理性，面對(duì)新建油庫(kù)，調(diào)試過(guò)程中應(yīng)盡量減少泡沫的噴射，鑒于泡沫發(fā)生器構(gòu)造特點(diǎn)，罐內(nèi)噴射泡沫對(duì)于發(fā)生器屬于破壞性試驗(yàn)，且罐內(nèi)噴射泡沫更不易清理，可能導(dǎo)致后續(xù)油品污染。

4.優(yōu)化建議與對(duì)策

針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與不足提出相關(guān)建議，以期對(duì)消防系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

1) 消防泵、穩(wěn)壓泵、沖洗泵等重要?jiǎng)釉O(shè)備應(yīng)置于封閉空間內(nèi)，以便降低腐蝕環(huán)境對(duì)設(shè)備造成的破壞，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)封閉空間應(yīng)增設(shè)百葉窗、風(fēng)機(jī)等通風(fēng)設(shè)置以滿(mǎn)足設(shè)備對(duì)空氣流通的需要。

2) 穩(wěn)壓系統(tǒng)增設(shè)穩(wěn)壓罐以消除管線水錘的影響，另外還可以采用的替代方案包括安裝水錘消除器或控制穩(wěn)壓泵啟停的延時(shí)繼電器，或者將電接點(diǎn)壓力表取壓點(diǎn)選在遠(yuǎn)離穩(wěn)壓泵的管線上，此位置當(dāng)水錘發(fā)生時(shí)管線壓力將不會(huì)發(fā)生較大波動(dòng)。

3) 針對(duì)內(nèi)襯管線特點(diǎn)，采購(gòu)施工過(guò)程中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：一是盡早啟動(dòng)采購(gòu)流程，督促各方盡快完成采購(gòu)招投標(biāo)、技術(shù)澄清、采購(gòu)合同審批簽署等工作；二是內(nèi)襯管道工程量大，為了節(jié)省采購(gòu)周期，可以采取分批發(fā)運(yùn)的方式，這就要求供貨商按照管網(wǎng)系統(tǒng)分區(qū)域生產(chǎn)，確保管道到場(chǎng)后有序安裝；三是生產(chǎn)過(guò)程中供貨商應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙生產(chǎn)，嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量及尺寸誤差；四是安裝過(guò)程中，應(yīng)以消防泵等主要設(shè)備為中心往外順序安裝，確保將各類(lèi)誤差留置在管網(wǎng)末端；五是安裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)調(diào)整后仍無(wú)法滿(mǎn)足安裝要求的構(gòu)件，及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量尺寸后要求供貨商重新生產(chǎn)或采用雙相不銹鋼等材質(zhì)管道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工；六是橡膠墊片耐候性差，建議將墊片更換為耐候性好的HDPE 墊片(聚四氟乙烯墊片)，延長(zhǎng)管線使用壽命。

4) 玻璃鋼管道安裝過(guò)程中施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照廠家指導(dǎo)文件進(jìn)行管口打磨、管箍粘結(jié)、玻璃絲網(wǎng)纏繞等各項(xiàng)工作，確保安裝質(zhì)量合格；如有必要，建議將管箍膠結(jié)改為螺紋+密封脂連接，增加連接強(qiáng)度；建議設(shè)計(jì)在大尺寸管道直管段及轉(zhuǎn)彎處增加錨固墩，通過(guò)施加外力的方式限制管道試壓及上部結(jié)構(gòu)施工完成后移位；玻璃鋼管道作為地下隱蔽工程，土方回填前應(yīng)進(jìn)行全面試壓，保證接頭無(wú)滲漏；上部回填土方時(shí)應(yīng)做到分層回填、分層夯實(shí)，且在交通路口等關(guān)鍵部位加設(shè)蓋板，以避免上部結(jié)構(gòu)施工完成后管道出現(xiàn)破損造成更大損失。

5) 溝槽管連接建議更改為法蘭螺栓連接，法蘭焊接過(guò)程中損壞的鍍鋅層采用打磨補(bǔ)漆的方式進(jìn)行修復(fù)；建議將防火堤以?xún)?nèi)消防系統(tǒng)主管線由鍍鋅鋼管改為玻璃鋼管線并埋置于地面以下，一方面減少了地面空間占用，一方面提高了消防管網(wǎng)的安全性。

6) 為保障消防炮具備可操作性及更好地保證消防人員安全，建議消防炮操作方式增加遠(yuǎn)程操作模式，以確保庫(kù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防系統(tǒng)仍可以正常投入使用。

7) 罐內(nèi)禁止噴射泡沫，建議前期通過(guò)管線試壓確保管線暢通及壓力符合要求的前提下，泡沫比例混合器出口直接連接軟管測(cè)試泡沫液的混合比例及發(fā)泡情況，以最大程度降低泡沫液的噴射量。另外，在選取泡沫液時(shí)，應(yīng)注意當(dāng)?shù)丨h(huán)保的相關(guān)要求，選取無(wú)毒或低毒性的泡沫液，避免對(duì)環(huán)境造成污染和損害。

5.結(jié)語(yǔ)

消防系統(tǒng)為油工藝系統(tǒng)保駕護(hù)航，其復(fù)雜性和重要性不亞于庫(kù)區(qū)工藝系統(tǒng)，項(xiàng)目建設(shè)者應(yīng)給予消防系統(tǒng)高度重視。海水消防系統(tǒng)在節(jié)約淡水的同時(shí)，也為項(xiàng)目建設(shè)帶了高昂成本，本文詳細(xì)闡述了納米比亞項(xiàng)目海水消防系統(tǒng)及其特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)、采辦、施工、調(diào)試等各方面總結(jié)了消防系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中存在的不足和困難，并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了合理化建議，希望為海水消防系統(tǒng)的建設(shè)和優(yōu)化提供借鑒。