馮娜

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

在東營市四氫呋喃改造項目中，廠區(qū)已建球罐區(qū)1 座，圍堰內(nèi)設(shè)有球形儲罐2 個，直徑為9.2m，容積為400m3。甲方考慮節(jié)約投資，要求利舊已建球形儲罐用以儲存四氫呋喃。四氫呋喃為水溶性甲B 類可燃液體，沸點為65.4℃。根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準》，甲乙丙類可燃液體儲罐的消防設(shè)計包括冷卻水系統(tǒng)及泡沫滅火系統(tǒng)。大多數(shù)化工項目中，甲乙丙類可燃液體均采用立式固定頂儲罐、立式內(nèi)浮頂儲罐或立式外浮頂儲罐儲存，確定消防設(shè)計方案時，其冷卻水系統(tǒng)及泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)均可在相關(guān)規(guī)范中找到明確的條款執(zhí)行。而采用球形儲罐儲存性甲類可燃液體的做法，各規(guī)范中均無明確的相關(guān)參數(shù)。

1 新型儲存形式的消防設(shè)計方案

球形儲罐在以往的化工項目中均用于儲存液化烴，規(guī)范中消防設(shè)計方案的相關(guān)要求均根據(jù)液化烴的物料性質(zhì)、火災(zāi)特征結(jié)合球形罐體的特點確定，而甲乙丙類可燃液體儲罐規(guī)范中消防設(shè)計方案的相關(guān)要求均結(jié)合立式罐體的特點確定，兩者的冷卻水設(shè)計要求不同，且液化烴由于泄露后常壓下為氣體，不使用泡沫滅火系統(tǒng)，規(guī)范中無關(guān)于球罐的泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計要求。

然而，本項目中的球罐為低壓儲罐，從工藝及設(shè)備角度考慮，球罐耐壓強度高不易破損，罐內(nèi)設(shè)有氮封系統(tǒng)，爆破片出口接入廠區(qū)原有火炬系統(tǒng)，均為密閉系統(tǒng)，正常情況下不會有空氣進入球罐內(nèi)，因此，球罐內(nèi)著火情況幾乎不會發(fā)生。經(jīng)與規(guī)范編制組咨詢，專家認為此種儲存方式安全性優(yōu)于立式儲罐。

但關(guān)鍵問題是與此方案相配合的消防系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)在各規(guī)范中均無明確要求，我公司就此問題開展方案評審，經(jīng)各專業(yè)研討后確定：

1）已建球罐按照壓力容器設(shè)計，其各性能均符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求，性能優(yōu)于立式常壓儲罐。因此，采用球罐儲存四氫呋喃工藝方案可行。

2）在《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準》有相近情形描述，“沸點低于45℃甲B 類液體壓力球罐的消防冷卻應(yīng)按液化烴全壓力式儲罐要求設(shè)置，并應(yīng)有滅火措施”，考慮四氫呋喃為水溶性甲B類可燃液體，沸點為65.4℃，高于45℃，與此條中描述的情形相近，均為球罐儲存甲乙丙類可燃液體。經(jīng)與規(guī)范編制專家咨詢，本條款所述物料為C5混合物及其一下組分，因此，四氫呋喃火災(zāi)危險性低于此條中所述物料，因此本工藝方案可行。

3）參照《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準》第8.10.12 條設(shè)計消防系統(tǒng)，即按照球罐的設(shè)計要求設(shè)計冷卻水系統(tǒng)，并設(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)?？紤]球形儲罐的特點，發(fā)生火災(zāi)時罐體不易被破壞，此與立式儲罐不同，如發(fā)生火災(zāi)，球形儲罐最不利處為各連接管口，且除安全閥外工藝管口均在罐體下部，其火災(zāi)狀態(tài)主要為從下部管口處泄露物料導(dǎo)致的流淌火焰。因此，參考《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中第4.5.3 條，甲乙丙類液體泄漏導(dǎo)致的室外流淌火災(zāi)場所，采用移動式泡沫滅火系統(tǒng)。第4.1.2條撲滅水溶性甲類液體流淌火焰不宜采用泡沫炮作為主要滅火設(shè)施，根據(jù)第4.1.2 條及條文說明，考慮對于水溶性甲乙丙類液體，由于泡沫炮為強施放噴射裝置，噴出的泡沫會潛入其液體中，使泡沫脫水而遭到破壞，不宜使用泡沫炮作為主要滅火設(shè)施，因此采用泡沫槍作為主要滅火設(shè)施，保護圍堰內(nèi)的流淌火焰。為節(jié)省泡沫液用量，采用單罐單堤的布置方式。

2 具體消防方案

2.1 冷卻水系統(tǒng)

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準》第8.10章中液化烴罐區(qū)消防，第8.10.2 條公稱容積為400～1000m3的球罐，采用固定式水炮系統(tǒng)及移動式室外消火栓系統(tǒng)。

2.1.1 固定式水炮系統(tǒng)

根據(jù)第8.10.4 條：

1）著火罐1 個，鄰近罐1 個；冷卻水供給強度定為9L/min·m2；

2）供給范圍：著火罐為罐壁表面積，S 著火罐=266m2；

3）鄰近罐為罐壁表面積一半，S 鄰近罐=133m2。

經(jīng)計算， 固定式冷卻水量為9×（266+133）=59.9L/s。實際使用水炮4 門，其中著火罐2 門，鄰近罐2 門，型號為PS30，因此，實際固定式冷卻水量為120L/s，符合第8.10.2 條中“固定式水炮作為固定式消防冷卻設(shè)施時，其冷卻水量不宜小于水量計算值得1.3 倍，消防水炮保護范圍應(yīng)覆蓋每個液化烴罐”的要求。

2.1.2 移動式室外消火栓系統(tǒng)

根據(jù)第8.10.5 條，移動式消防冷卻水量為45L/s。實際使用地上式室外消火栓3 個，型號為SS150/65-1.6。經(jīng)計算，實際移動式冷卻水量為45L/s。

2.1.3 本罐區(qū)冷卻水量為165L/s，根據(jù)第8.10.7條火災(zāi)延續(xù)時間為6h，一次冷卻水量為3564m3。2.1.4 罐區(qū)周圍敷設(shè)室外消防管網(wǎng)為環(huán)狀，管徑為DN350，其上設(shè)室外地上式消火栓4 套及消防水炮4 門，間距不＞60m。管網(wǎng)設(shè)置檢修閥門及井，保證同時關(guān)閉的室外消火栓及消防水炮數(shù)量＜5 個。

2.2 泡沫滅火系統(tǒng)

參考《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第4.1.2 條，采用泡沫槍作為主要滅火設(shè)施，保護圍堰內(nèi)的流淌火焰。

2.2.1 設(shè)計參數(shù)

根據(jù)第4.5.3 條規(guī)定，采用3%抗溶性泡沫混合液，泡沫混合液連續(xù)供給強度12L/min·m2，保護范圍為單罐防火堤面積，S流淌=387m2。經(jīng)計算，泡沫混合液流量為Q=78 L/s。實際配泡沫槍10 支，型號為PQ8，泡沫混合液用量為80L/s。

2.2.2 根據(jù)第4.5.3 條規(guī)定，連續(xù)供給時間不＜15min，參考規(guī)范第4.4.3 條規(guī)定中未安裝泡沫緩沖裝置的內(nèi)浮頂儲罐，其泡沫連續(xù)供給時間延長1.5 倍?？紤]增加安全性，設(shè)計連續(xù)供給時間延長至2 倍，采用連續(xù)供給時間為30min。一次滅火所需3%抗溶性泡沫液量為4.32m3，配泡沫用水量為140m3。

2.2.3 罐區(qū)周圍敷設(shè)室外泡沫管網(wǎng)，干管管徑為DN250，綜合考慮保護距離及泡沫栓間距，其上設(shè)泡沫栓6 套，型號為Ps80/65x2。管網(wǎng)設(shè)置放空閥門及井。

3 各類新型生產(chǎn)儲存工藝設(shè)施對消防設(shè)計的新要求

本次設(shè)計中采用球形儲罐，從工藝生產(chǎn)角度，由于球形儲罐按照壓力容器設(shè)計，其在儲罐材質(zhì)、管道設(shè)置、耐壓耐火能力等方面均高于各類立式儲罐，此種方式提升了安全性，降低了火災(zāi)時發(fā)生大規(guī)模泄露的概率，在安全要求日益增高的今天，采用類似方案的項目將越來越多；從消防方案設(shè)計角度，規(guī)范對此種新型儲存方式與之相配合的消防方案均無明確參數(shù)，則需要消防專業(yè)設(shè)計人員根據(jù)工藝專業(yè)提供的關(guān)于物料特性、火災(zāi)特性、有效滅火劑、生產(chǎn)工藝特性、儲罐反應(yīng)器等其他生產(chǎn)儲存設(shè)備特性等信息進行分析，多渠道與規(guī)范編制單位及工程專家溝通研究，找出其滅火的關(guān)鍵位置、適當(dāng)方法，合理制定出消防方案，與審查部門確認，必要時則需進行專家論證會。當(dāng)今，作為消防專業(yè)設(shè)計人員，經(jīng)濟的快速發(fā)展對我們提出了更高的要求，在深刻理解規(guī)范并嚴格執(zhí)行規(guī)范的基礎(chǔ)上，了解規(guī)范條款的社會歷史技術(shù)背景對比當(dāng)下具體情景，與時俱進，正確合理運用規(guī)范是至關(guān)重要的。