張?jiān)撇?江西省贛州市消防救援支隊(duì)，江西 贛州 341000)

0 引言

根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品管理?xiàng)l例》的規(guī)定，危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)存和經(jīng)營(yíng)不僅要求日常的經(jīng)營(yíng)和管理要規(guī)范和確保安全，而且需要固定的和符合消防要求的儲(chǔ)存場(chǎng)所。

從區(qū)域來(lái)劃分，危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站包括產(chǎn)品裝卸區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)以及相關(guān)辦公場(chǎng)所。具體有儲(chǔ)液罐區(qū)、臥式埋地儲(chǔ)罐等，儲(chǔ)罐容量大小不一。為了確保危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存的安全，在其裝卸、儲(chǔ)存和日常管理等過(guò)程中，需要對(duì)儲(chǔ)運(yùn)站進(jìn)行系列包括防火、滅火等可能存在的安全隱患進(jìn)行精心的消防規(guī)劃和設(shè)計(jì)[1]。一般而言，裝卸區(qū)包括運(yùn)輸專(zhuān)用線、裝卸服務(wù)平臺(tái)和危險(xiǎn)化學(xué)品泵站。所有地上液體儲(chǔ)罐均為內(nèi)浮頂立式儲(chǔ)罐，且均有設(shè)置堤防；倘若儲(chǔ)罐內(nèi)液體為低閃點(diǎn)易燃液體，為了確保儲(chǔ)存的安全性，必須選用公開(kāi)儲(chǔ)罐。簡(jiǎn)而言之，在對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的準(zhǔn)則，以確保罐區(qū)的安全和順利運(yùn)行。

1 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站火災(zāi)危險(xiǎn)類(lèi)別

通常，儲(chǔ)運(yùn)站的危險(xiǎn)化學(xué)品包括易燃液體、易燃固體、自發(fā)易燃物質(zhì)、潮濕條件下的易燃物質(zhì)、氧化劑和有機(jī)過(guò)氧化物、有毒和傳染性物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)和其他易燃和爆炸性物質(zhì)。按危險(xiǎn)物種可分為a、b 兩個(gè)等級(jí)的火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)。據(jù)此，危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存站的消防設(shè)計(jì)應(yīng)該依據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品的品種和危險(xiǎn)等級(jí)而有所差別。

2 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站消防設(shè)計(jì)

危險(xiǎn)化學(xué)品種類(lèi)各一，性能也有差異，但都極易發(fā)生火災(zāi)，且具有較大危害性。如果不慎出現(xiàn)火災(zāi)，除了會(huì)造成一定的財(cái)物損失外，還會(huì)在一定程度上污染周邊環(huán)境，甚至可能危及人員生命安全。因此，要高度重視危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站的消防設(shè)計(jì)。既要盡量避免火災(zāi)發(fā)生的機(jī)率，也要在萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)時(shí)，各類(lèi)消防設(shè)施設(shè)備和管理措施能夠?qū)崿F(xiàn)快速反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在最短的時(shí)間內(nèi)消除隱患和滅火。這就要求建構(gòu)結(jié)構(gòu)合理、各種消防設(shè)施齊全有效的消防給水、消火栓和罐區(qū)冷卻水等系統(tǒng)，確保在日常運(yùn)行和應(yīng)急救援時(shí)能發(fā)揮最大作用。

2.1 消防給水系統(tǒng)

2.1.1 系統(tǒng)選擇

通常情況下，消防設(shè)施的供水系統(tǒng)既要有低壓供水系統(tǒng)，也要配置高壓供水系統(tǒng)，同時(shí)也必須配置穩(wěn)高壓供水系統(tǒng)，但這三種特性各一、各有優(yōu)劣。相對(duì)而言，高壓供水系統(tǒng)更安全可靠，但其維護(hù)費(fèi)用高，投資大。而低壓供水系統(tǒng)在滅火需要用水時(shí)，必須借助其他設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防管網(wǎng)的臨時(shí)加壓，如：移動(dòng)消防泵、消防車(chē)等。所以，其需要耗費(fèi)更多的人力和物力，運(yùn)營(yíng)成本高，而且系統(tǒng)安全性較差，有時(shí)甚至?xí)诱`滅火效率。穩(wěn)高壓的消防給水系統(tǒng)是相比而言具有操作靈活、使用便捷、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站來(lái)說(shuō)，鑒于危險(xiǎn)化學(xué)品的特性和對(duì)滅火救援的要求，危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站應(yīng)當(dāng)采用和建立穩(wěn)定的高壓供水系統(tǒng)，以備需要時(shí)使用，提高滅火效能，降低損失。

2.1.2 消防用水量

通常認(rèn)為，消火栓系統(tǒng)消耗水量最大的是b、c兩級(jí)危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)倉(cāng)庫(kù)。GBJ 16—87 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中提到，消火栓系統(tǒng)的室外耗水量應(yīng)控制在25 000 mL/s，室內(nèi)耗水量為10 L/s，連續(xù)耗水3 h，那消防用水總量為378 m3。根據(jù)最大儲(chǔ)水箱300 m3來(lái)計(jì)算，罐區(qū)消防冷卻水系統(tǒng)的耗水量為38 L/s，連續(xù)供水時(shí)間為4 h，冷卻水總量為548 m3，泡沫混合物生產(chǎn)的耗水量為195 m3。為此，在危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站的消防用水規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。

2.1.3 消火栓系統(tǒng)

消火栓給水管網(wǎng)是危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站區(qū)必不可少的，且不可與其他區(qū)域共用。尤其是要選擇穩(wěn)定的高壓以及消防工程給水控制系統(tǒng)。

危險(xiǎn)化學(xué)品室外消火栓所需水壓計(jì)算公式：

式中：H栓為管網(wǎng)最危險(xiǎn)位置消火栓應(yīng)有的壓力；H標(biāo)為消火栓與處于最危險(xiǎn)位置水槍和的標(biāo)高差；h帶為直徑為6.5 cm 麻質(zhì)水帶的水頭損失相加的總和；h槍為直徑為1.9 cm 水槍?xiě)?yīng)保有的壓力。

如此可得出：H栓=720+580+1 700=3 000 cm。消防水池最低水位應(yīng)高于水槍使用位置270 cm。局部水頭與消防管路沿程的損失相加應(yīng)為1 100 cm。除此之外，室外消火栓也是不可或缺的，兩兩消防栓之間的距離應(yīng)控制在6 000 cm 范圍內(nèi)，且必須保證“一栓一箱”，每個(gè)消防水帶箱人必須配置一支消火栓扳手、一支直徑21.9 cm 的直流水槍以及兩根長(zhǎng)度不小于25 m 的DN65 消防水帶。

2.1.4 罐區(qū)消防冷卻水系統(tǒng)

危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)必須配置內(nèi)浮頂可燃液體儲(chǔ)罐，數(shù)量應(yīng)根據(jù)要求來(lái)定，而且是兩排布置。同時(shí)，應(yīng)配備移動(dòng)式消防冷卻系統(tǒng)，冷卻水槍的直徑最好選用1.9 cm 的。除此之外，還應(yīng)該從罐區(qū)冷卻水量、著火罐冷卻水量、著火罐按最大儲(chǔ)罐全周長(zhǎng)計(jì)算其消防冷卻水量、水泵計(jì)算揚(yáng)程等方面依照相關(guān)公式去計(jì)量，從而確保罐區(qū)冷卻水系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定的水泵流量和揚(yáng)程，確保消防穩(wěn)壓裝置及消防給水泵運(yùn)作穩(wěn)定、正常，提高消防水泵的滅火效率。

2.2 泡沫消防系統(tǒng)

對(duì)油庫(kù)、B 類(lèi)大面積液體等危險(xiǎn)化學(xué)品而言，運(yùn)用泡沫來(lái)進(jìn)行滅火是目前最有效的滅火方式。因此，在危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存站區(qū)的消防設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，泡沫消防系統(tǒng)也是必不可少的。通常，完備的泡沫滅火系統(tǒng)包括消防泵、泡沫貯罐、比例混合器、泡沫產(chǎn)生裝置、閥門(mén)及管道、電氣控制裝置等部分。一般來(lái)說(shuō)，低膨脹泡沫回收系統(tǒng)是危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)及泵房比較實(shí)用且常用的一種泡沫消防系統(tǒng)。

2.2.1 裝卸區(qū)

應(yīng)將泡沫火炮合理安裝于危險(xiǎn)化學(xué)品泵房?jī)?nèi)。泡沫混合物的流量是根據(jù)GB 50151—92 《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2000 年版)(以下簡(jiǎn)稱“泡沫規(guī)范”)的第3.1.1 條計(jì)算的。

2.2.2 儲(chǔ)罐區(qū)

在危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存站，所有的儲(chǔ)罐均為內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。其儲(chǔ)存的危險(xiǎn)化學(xué)品中含有水溶性液體。根據(jù)泡沫標(biāo)準(zhǔn)，危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)當(dāng)安裝固定的泡沫回收系統(tǒng)，以便向儲(chǔ)罐噴灑液體，進(jìn)而撲滅儲(chǔ)罐內(nèi)的液體火災(zāi)[2]。同時(shí)，也設(shè)有移動(dòng)式泡沫管槍?zhuān)员銚錅绶稚⒌囊后w火災(zāi)。

2.3 火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

火災(zāi)探測(cè)器在監(jiān)測(cè)初起火災(zāi)中發(fā)揮著重要作用，尤其是大型可燃液體儲(chǔ)罐初起火災(zāi)的探測(cè)。眾所周知，化工品、成品油、原油這些危險(xiǎn)化學(xué)品燃燒初期都會(huì)出現(xiàn)明顯的氣溫上升現(xiàn)象，所以，可選用感溫探測(cè)器對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，將火災(zāi)消滅在初期。感溫探測(cè)器工作原理：當(dāng)安裝位置的溫度達(dá)到感溫探測(cè)器的設(shè)定值時(shí)，探測(cè)器會(huì)發(fā)出數(shù)字火災(zāi)信號(hào)，火災(zāi)信號(hào)在經(jīng)過(guò)處理后，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，并啟動(dòng)滅火系統(tǒng)完成滅火操作。目前最為常見(jiàn)的感溫探測(cè)器主要有溫度塞式氮?dú)鈾z測(cè)技術(shù)系統(tǒng)、點(diǎn)恒溫探測(cè)器、線性溫度探頭等3 種。

2.4 消防泵站

2.4.1 設(shè)計(jì)和規(guī)劃

通常，消防泵站內(nèi)含泡沫泵站，或者合建為一體。消防泵站主要包括兩部分：一是地下空間消防水池結(jié)構(gòu)；二是半地下建筑消防泵房。其中，消防泵房?jī)?nèi)部含有消防水泵組、泡沫泵組和罐壓空氣泡沫共混設(shè)備等。

(1)水消防泵組(共用消防栓系統(tǒng)消防泵和罐區(qū)冷卻水泵)包括：兩臺(tái)電動(dòng)主消防泵、一套消防設(shè)備，兩臺(tái)穩(wěn)壓泵互為備用。

(2) 泡沫泵單元由3 臺(tái)電動(dòng)泡沫泵組成，兩次操作和一次備用。

(3)兩臺(tái)貯罐壓力式空氣泡沫比例混合裝置。

(4)消防水池。消防水池是必須的，而且容量大小合理，結(jié)合泡沫系統(tǒng)協(xié)同使用。在設(shè)計(jì)時(shí)，為達(dá)到消防泵和泡沫消防泵可以自行灌溉和引水的效果，應(yīng)在半地下設(shè)置消防泵房，且消防泵房的2 根消防給水管道一定要能連通室外消防回路。另一方面，安全泄壓閥是設(shè)計(jì)泡沫消防泵及消防泵必不可少的，必須將安全泄壓閥安裝于二者內(nèi)，一旦壓力下降后，高壓消防水流回消防儲(chǔ)罐，避免消防管網(wǎng)超壓。

2.4.2 運(yùn)行機(jī)理

穩(wěn)高壓消防給水控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最不利點(diǎn)的水壓通常由穩(wěn)壓設(shè)備可以維持，并將消防給水處理系統(tǒng)設(shè)置于管理系統(tǒng)中。在進(jìn)行滅火操作的過(guò)程中，管網(wǎng)外供水系統(tǒng)的壓力會(huì)有所下降，消防泵由壓力聯(lián)運(yùn)設(shè)備來(lái)控制啟動(dòng)，這樣可以確保管網(wǎng)中最危險(xiǎn)位置的水流量及水壓快速達(dá)到滅火要求，完成滅火工作。穩(wěn)高壓消防供水系統(tǒng)較為智能，在接收到管網(wǎng)的壓力信號(hào)后，其消防泵會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，及時(shí)將水輸送至水災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，能夠有效控制火勢(shì)蔓延，提升消防設(shè)備的應(yīng)急保護(hù)水平及消防功能。

補(bǔ)充水管道能將將生產(chǎn)給水輸送至消防儲(chǔ)水池。正常情況下，消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)利用穩(wěn)壓裝置，能夠?qū)⑾浪畨嚎刂圃谝欢ǚ秶?，既能保障初期火?zāi)的消防用水需求，也能確保達(dá)到消防水壓要求。一旦出現(xiàn)火災(zāi)，生產(chǎn)給水則會(huì)在高壓消防水泵的作用下，被輸送至消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)，以滿足液體危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐區(qū)與供應(yīng)裝卸區(qū)的滅火用水需求。

2.4.3 控制

在管網(wǎng)未出現(xiàn)泄漏的情況下，膠囊與管網(wǎng)內(nèi)的水壓是維持恒定的，空氣環(huán)境壓力、壓縮空氣壓力均處于平衡狀態(tài)。如果管網(wǎng)出現(xiàn)泄漏，膜盒內(nèi)與管網(wǎng)內(nèi)的水壓會(huì)降低，此時(shí)膜盒內(nèi)與管網(wǎng)內(nèi)的壓力均會(huì)低于壓縮空氣的壓力，為了填補(bǔ)管網(wǎng)的滲漏，壓縮空氣會(huì)對(duì)膠囊產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致膠囊變小。而壓縮空氣的體積就隨之增大，那管網(wǎng)和膠囊內(nèi)的水壓相應(yīng)減小。當(dāng)管網(wǎng)和膠囊中的水壓降至0.145 MPa 時(shí)，穩(wěn)定控制水泵 就開(kāi)始工作。這一來(lái)彌補(bǔ)了管網(wǎng)的滲漏，二來(lái)又給膠囊充水，導(dǎo)致管網(wǎng)和膠囊內(nèi)的水壓相應(yīng)增大，壓縮空氣的體積也隨之減小。這樣，使得穩(wěn)壓水泵正常進(jìn)行。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消火栓等消防設(shè)施開(kāi)始啟動(dòng)，進(jìn)入滅火狀態(tài)。這就引起消防管網(wǎng)壓力開(kāi)始降低，從而穩(wěn)壓泵無(wú)法繼續(xù)維持管網(wǎng)壓力。當(dāng)壓力降至0.14 MPa 時(shí)，消防主泵則自然啟動(dòng)。同時(shí)，主消防泵的啟動(dòng)也是能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)緊急啟動(dòng)和消防中心接收火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的火災(zāi)信號(hào)，在確認(rèn)后發(fā)出主消防泵的啟動(dòng)信號(hào)。

2.5 防火堤設(shè)計(jì)

《儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范》中提到，對(duì)于半冷凍式儲(chǔ)罐組和液化烴全壓力儲(chǔ)罐組，應(yīng)設(shè)置不超過(guò)60 cm的防火堤，且防火堤應(yīng)比隔堤高20 cm；對(duì)于液體類(lèi)儲(chǔ)罐而言，其防火堤高度應(yīng)在100～220 cm 之間，等于計(jì)算高度加20 cm，立式儲(chǔ)罐的隔堤應(yīng)大于或等于50 cm，而臥式儲(chǔ)罐的隔堤應(yīng)大于或等于30 cm。

2.6 事故存液池設(shè)計(jì)

根據(jù)消防相關(guān)規(guī)定，為了確保事故可控，防止事故后危險(xiǎn)化學(xué)品外泄污染環(huán)境，應(yīng)在儲(chǔ)運(yùn)站設(shè)置事故存液池，這樣可以在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)受污染的消防水及泄漏的可燃液體進(jìn)行處理?？蓞⒖缄P(guān)于印發(fā)《水體污染防控緊急措施設(shè)計(jì)導(dǎo)則》對(duì)事故儲(chǔ)存池容積進(jìn)行設(shè)計(jì)，可根據(jù)如下公式來(lái)確定事故儲(chǔ)存池容積：V=V1+V2+V3+V4-V5(2)

式中：V1為出現(xiàn)事故時(shí)此收集系統(tǒng)會(huì)接收到的生產(chǎn)廢水量；V2為此收集系統(tǒng)范圍內(nèi)出現(xiàn)事故的物料量；V3為出現(xiàn)事故時(shí)此收集系統(tǒng)可能接收到的降雨量，該數(shù)值應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匾惶熳畲蠼涤炅縼?lái)確定；V4為出現(xiàn)事故時(shí)使用的消防設(shè)施給水量；V5為出現(xiàn)事故時(shí)可以轉(zhuǎn)輸給其他設(shè)備的物料量。

2.7 儲(chǔ)罐區(qū)管道設(shè)計(jì)

為了做好危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站的消防工作，在設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐區(qū)管道時(shí)應(yīng)做好如下工作：首先，穿過(guò)防火堤的管道必須選用不可燃燒材料進(jìn)行封閉，并確保封閉的嚴(yán)密性，可選用固定短管或套管，各管道之間可選用軟管實(shí)現(xiàn)柔性連接。其次，必須做好穿墻管道位置的密封工作，為污水管道設(shè)置單獨(dú)的排水口，同時(shí)將隔斷閥及水封安置于堤外。最后，集水設(shè)備必須安裝于防火堤內(nèi)，雨水管必須設(shè)置于防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)地面以下，并將截油排水裝置安裝于雨水管內(nèi)[3]。

2.8 重大危險(xiǎn)源罐區(qū)設(shè)計(jì)

對(duì)于液化烴儲(chǔ)罐而言，安全閥、溫度計(jì)、高液位報(bào)警裝置、壓力表、液位計(jì)等均是消防設(shè)計(jì)中不可或缺的設(shè)施；對(duì)于液氨儲(chǔ)罐而言，為了最大限度降低火災(zāi)損失，必須在罐體上合理安置安全閥、壓力表及液位計(jì)，倘若是低溫液氨儲(chǔ)罐，還必須安裝溫度指示儀；對(duì)于有毒液體及液化氣體等重大危險(xiǎn)源罐區(qū)，緊急切斷裝置的安裝是必不可少的。

3 實(shí)踐運(yùn)用

鑒于危險(xiǎn)化學(xué)品的易燃易爆特性，很容易發(fā)生爆炸、火災(zāi)事故，造成群死群傷等重大財(cái)產(chǎn)和人身安全的事故。因此，在儲(chǔ)運(yùn)站的消防設(shè)計(jì)上，要采用先進(jìn)的消防設(shè)計(jì)理念，可靠的消防設(shè)備設(shè)施，來(lái)盡量避免爆炸、火災(zāi)等事故的發(fā)生。即使發(fā)生相關(guān)事故，也能及時(shí)控制事態(tài)、防止爆炸、火災(zāi)的進(jìn)一步的蔓延，將爆炸、火災(zāi)消滅在初期，爭(zhēng)取把損失降到最小。當(dāng)然，危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站的消防設(shè)計(jì)既有共性的一面，比如消防用水、水泵、泡沫等方面，同時(shí)又會(huì)因?yàn)榫唧w的危險(xiǎn)化學(xué)品的種類(lèi)、屬性的不同，加上危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站的地域、周?chē)h(huán)境等的差異，又會(huì)有個(gè)性的一面。為此，要結(jié)合實(shí)際，從危險(xiǎn)化學(xué)品的特性出發(fā)，從消防給水、泡沫消防、消防泵站等方面出發(fā)，建構(gòu)結(jié)構(gòu)合理、各種消防設(shè)施齊全有效的消防給水、消火栓和罐區(qū)冷卻水等系統(tǒng)，確保在日常運(yùn)行和應(yīng)急救援時(shí)能發(fā)生最大作用，確保危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)站的有序、安全運(yùn)行。