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石油化工企業(yè)消防系統及油罐區設計的研究

發(fā)布時(shí)間：

2023-06-07 16:22

眾所周 知， 在石化領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)持續發(fā)展的歷程之中， 一定會(huì )伴隨著(zhù)比較明顯的生產(chǎn)安全方面的難題。 石油化工領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)必須嚴格遵循安全生產(chǎn)重要原則， 強化針對廠(chǎng)區內各項消防安全相關(guān)問(wèn)題的關(guān)注。 根據現行的《 石油化工企業(yè)防火設計標準》 中有關(guān)規定， 石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)在罐區及生產(chǎn)工藝、 生產(chǎn)區域等重要區域中， 一定要配備專(zhuān)用的消防使用高壓類(lèi)型供水裝置。 鑒于我國的石油資源以及煤炭資源的供應緊缺， 因此， 對于石油化工領(lǐng)域新建設的項目 來(lái)講， 其所面對的挑戰也愈發(fā)嚴峻， 企業(yè)需要對于消防安全加大必要的投入，全力 做到“預防為主， 防消結合” 的主要原則。

然而在實(shí)際執行過(guò)程中， 廠(chǎng)區內消防安全裝備和設施比較老舊， 相對落后， 并不完善， 已經(jīng)無(wú)法符合現階段時(shí)代背景下的消防安全需求，具有巨大的潛在安全隱患。 為此， 對于一些老舊油罐區域消防安全的整改工作已經(jīng)迫在眉睫。

1 石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)罐區消防安全整改案例

1.1  石化生產(chǎn)企業(yè)的現狀簡(jiǎn)述

某個(gè)石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)的廠(chǎng)區內1#加氫裂化設備的輕石腦油和重整拔頭油， 主要特點(diǎn)是芳烴物質(zhì)的含量相對比較低， 生產(chǎn)流程復雜， 屬于一類(lèi)非常重要且優(yōu)質(zhì)的乙烯類(lèi)型的石化裂解方面的原材料。 現在的狀態(tài)是油罐區的1#加氫罐中的輕石腦油物質(zhì)以及其他石腦油處于混合的狀態(tài)保存在外浮頂類(lèi)型的儲油罐之內， 由于該油罐具有飽和類(lèi)型的蒸氣壓力相對比較高的特征， 因此石油資源在儲存的過(guò)程中， 因為揮發(fā)而產(chǎn)生的損耗量比較大。

1.2  生產(chǎn)工藝流程方面的整改目標

假如石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)可以把此部分的大約容量為450000t/a的輕質(zhì)類(lèi)型的石腦油以及拔頭類(lèi)型的石油進(jìn)行合理的收藏， 實(shí)施油品的專(zhuān)貯以及專(zhuān)輸的模式， 不但能夠有效降低油品的不必要揮發(fā)而造成的經(jīng)濟損失， 條件允許的情況下，最好是實(shí)施專(zhuān)門(mén)高爐進(jìn)行裂解的操作模式， 這樣就方便企業(yè)對于石油化工類(lèi)產(chǎn)品裂解流程的工藝參數的合理把控， 通常來(lái)講， 相對比較高的烷烴物質(zhì)的含量能夠有效提升乙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程的回收效率， 相對比較少的芳烴物質(zhì)的含量能夠有效降低石油化工類(lèi)產(chǎn)品在裂解反應的進(jìn)程中出現結焦情況的比例， 可以更加有益于裂解爐設備保持長(cháng)周期的安全穩定工作。 此項更改工作的主要內容經(jīng)過(guò)明確之后， 可知該工程需要完成的主要內容有如下幾項： 需要新建設4座2000m 3 容積的輕質(zhì)類(lèi)型的石腦油以及拔頭類(lèi)型的油料球型儲油罐裝置。 在規劃設計的階段， 依據石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)廠(chǎng)區目 前的實(shí)際狀況， 必須針對其現有的消防安全設施進(jìn)行一定程度的新增和改建工作。
1.3  石化生產(chǎn)企業(yè)廠(chǎng)區供水系統簡(jiǎn)述

石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)的廠(chǎng)區內部目 前具有2個(gè)相對獨立存在的穩高壓類(lèi)型的消防安全供水裝置系統。 廠(chǎng)區內的主北側是第1個(gè)高壓類(lèi)型的穩壓消防安全供水裝置系統所在的位置， 泵房部位以及水池系統同時(shí)也安排在第1個(gè)循環(huán)類(lèi)型的水場(chǎng)之中， 其主要的功能是給主路北側的石油化工產(chǎn)品的相關(guān)生產(chǎn)設備以及其必須的輔助裝置的運行過(guò)程提供水源， 在規劃和設計的環(huán)節中確定其最大的消防用水量為1000 m 3 /h。 石化生產(chǎn)企業(yè)主路的南側是第2個(gè)高壓類(lèi)型的穩壓消防安全供水裝置系統， 該套系統的泵房以及水池裝置均設置在第3個(gè)循環(huán)水場(chǎng)之中， 其重要的功能是給廠(chǎng)區主路南側的各個(gè)石油化工產(chǎn)品的加工設備以及其必須的輔助裝置提供水源， 在規劃和設計的環(huán)節中確定其最大的消防安全用水量為1900 m 3 /h。
1.4  石化生產(chǎn)企業(yè)廠(chǎng)區供水系統改造目標

上述2個(gè)消防安全供水裝置系統都是環(huán)狀的供水網(wǎng)絡(luò )， 它們的主體管道的管徑數值為DN400的型號， 選用的建筑原材料的材質(zhì)為鋼質(zhì)， 所有的消防供水裝置系統在其泵房的出口 位置均設置了配備了單向閥裝置， 并且和石化生產(chǎn)企業(yè)的廠(chǎng)區現有的低壓類(lèi)型的消防安全供水管道相互進(jìn)行連接， 并且保證在消防用水的情況下系統的運行壓力數值為（ 0.8～ 1.0） MPa區間。

2  廠(chǎng)區現有的消防安全供水裝置系統改造過(guò)程簡(jiǎn)述

2.1  消防安全用水的水源改造工程

該石油化工生產(chǎn)企業(yè)的廠(chǎng)區內 目 前具有南側、 西側、 北側這3座消防安全供水所需要的泵站建筑物， 消防安全供水裝置系統的類(lèi)型是穩高壓型的裝置， 平時(shí)狀態(tài)下想消防安全水管網(wǎng)絡(luò )中的壓力數值是0.8MPa， 整個(gè)廠(chǎng)區的消防安全用水是借助動(dòng)力廠(chǎng)的供水部門(mén)的水泵設備進(jìn)行供應， 如果發(fā)生火災事故， 在消防用水的情況下將啟動(dòng)南側、 西側以及北側的3座消防安全泵房中的設備來(lái)進(jìn)行協(xié)同工作， 共同進(jìn)行加壓操作來(lái)保證供水工作的穩定性， 相關(guān)管道網(wǎng)絡(luò )的末端的壓力數值能夠達到0.7MPa左右。 3座消防安全用的泵房中都設置有2臺專(zhuān)用的水泵裝置， 其中每臺水泵的流量為1180 m 3 /h， 揚程數值為112m， 其中一臺用于正常的使用， 另外一臺水泵作為備用設備。 每個(gè)消防安全用的泵房都配備了2臺用于穩壓功能的水泵裝置， 其中每臺的流量為（ 45～ 210） m 3 /h， 揚程數值為（ 90～ 95） m的區間， 在規劃設計的環(huán)節中的保壓需要的壓力數值為0.8MPa， 補水的水量為（ 15～ 55） L/s。

2.2  消防泵方面的改造簡(jiǎn)述

消防安全相關(guān)的水泵以 及穩壓功能的水泵都配備了雙電源裝置進(jìn)行供電， 這是基于安全性和穩定性的考慮， 消防安全的水泵裝置用于啟動(dòng)和停止動(dòng)作的控制相關(guān)的程序是自 動(dòng)類(lèi)型的啟動(dòng)動(dòng)作， 穩高壓類(lèi)型的水泵裝置的操控裝置系統的工作狀態(tài)是非常安全并且可靠的。 每個(gè)消防安全泵站的室內 都配備了 一部實(shí)際容積可以達到5000 m 3 的水罐裝置， 此裝置采用浮球類(lèi)型的液位顯示標尺來(lái)對外體現水罐內的水位讀數。 南側的消防安全泵房?jì)炔康乃扪b置采用的是自 動(dòng)補水的模式， 補水過(guò)程使用的管道裝置的管徑數值為DN200， 補水過(guò)程中的有效壓力數值為0.4 MPa，補水的水量能量285 m 3 /h。 西側的消防安全泵站配備的水罐裝置采用人工手動(dòng)以及自 動(dòng)相互結合的補水模式， 常規狀態(tài)下的蒸發(fā)相關(guān)損耗情況的水量將會(huì )借助DN80規格的管道進(jìn)行補水操作， 這個(gè)過(guò)程是采用自 動(dòng)進(jìn)行補水的操作， 如果遇到火災險情的時(shí)候， 也就是在消防用水的情況下啟動(dòng)人工手動(dòng)補水的操作， 開(kāi)動(dòng)DN200規格管道上安裝的補水閥裝置進(jìn)行補水， 保證補水過(guò)程的壓力數值達到0.45 MPa， 補水的能力可保持在450 m 3 /h。
2.3  固定類(lèi)型的消防炮裝置的改造過(guò)程簡(jiǎn)述

1#廠(chǎng)區內的原油儲油罐區域內的全部罐體裝置都加裝了PLKD類(lèi)型的電控模式的消防炮并且此類(lèi)炮屬于水和消防泡沫兩用的設計， 消防炮配備了圓管類(lèi)型的雙層結構的炮塔結構， 消防用的泡沫炮以及水炮可以進(jìn)行相互的配合， 協(xié)同作戰使用， 布置水炮的數目 必須符合對于罐體結構的全方位覆蓋的要求， 經(jīng)過(guò)相關(guān)工程技術(shù)人員的實(shí)際核算， 單一的罐體區域至少需要3門(mén)消防水炮。電控類(lèi)型的消防水炮通常情況下是由系統控制部分、 電控炮的主體結構部分、 專(zhuān)門(mén)的供水系統、泡沫供應管道系統共同構成。 電控類(lèi)型的消防炮裝置具備室外條件下的遠距離無(wú)線(xiàn)遙控、 室內條件下的遠距距離有線(xiàn)操控以及手動(dòng)操控這三類(lèi)具體的操控模式。 石化企業(yè)的罐區周邊設置了環(huán)狀的高壓類(lèi)型的消防安全供水管道的壓力數值在常規的情況下為0.8 MPa左右， 如果發(fā)生火災險情，也就是在消防用水的狀態(tài)下（ 1.0～ 1.2） MPa的區間， 因此廠(chǎng)區配備的消防安全兩用炮的規格可以采用PLKD64型號的產(chǎn)品， 此類(lèi)型的水炮的有效射程為68m左右， 泡沫物質(zhì)的有效射程也可以達到65m的距離。 所有炮塔部位安裝的消防供水管道以及泡沫物質(zhì)的供應管道部位都配備了電動(dòng)閥裝置， 這樣才能夠在消防滅火的過(guò)程中實(shí)現控制中心對于消防炮的遠程控制的目的  。
2.4  固定類(lèi)型的冷卻水裝置系統

對于石化生產(chǎn)企業(yè)罐區的各個(gè)儲罐裝置，通常是需要增加固定類(lèi)型的消防過(guò)程冷卻用水裝置系統， 一般情況下需要在罐壁部位的從頂部順序向下安裝三圈消防過(guò)程使用的冷卻用水的環(huán)狀管道網(wǎng)絡(luò )， 環(huán)裝的管道裝置上配備有水幕類(lèi)型的噴頭裝置， 所有的環(huán)狀管道都被平均分成四段，其中所有的環(huán)狀管道都設置了獨立成套的引水管道， 在其中的立管道以及引入管道的連接位置設置了金屬材質(zhì)的軟管部件。 各個(gè)引入管道在位于防火堤裝置以外， 和罐體的薄壁距離15米的位置配備有用于控制其工作的氣動(dòng)類(lèi)型或者電動(dòng)類(lèi)型的閥門(mén)裝置， 將開(kāi)關(guān)和其他各類(lèi)的狀態(tài)信號導入到控制中心以便在需要的情況下實(shí)施遠距離控制的操作。

3  消防安全裝置和供水管道在廠(chǎng)區的布置工作簡(jiǎn)述

新加裝的消防安全裝備的排布需要依據石化企業(yè)目 前的裝置和場(chǎng)地進(jìn)行合理的布置。 通常情況下， 在防火堤區域之內， 為了實(shí)現對于日 常檢修操作的行動(dòng)以及被困人員在逃生的過(guò)程中的通道的通行順暢并且照顧到儲油罐區域的地表防滲方面的目 的， 消防供水系統的相關(guān)管道裝置敷設的過(guò)程需要盡可能地順著(zhù)管墩部位進(jìn)行明面敷設類(lèi)型的施工作業(yè)， 在通道裝置的外部盡量設置踏步以供操作人員使用。 并且要注意在消防供水管道位置需要加裝放空用的泄水閥裝置并設置（ 2～3） ‰左右的坡度方便泄水閥裝置的排水作業(yè)。

4  消防安全系統方面的改造簡(jiǎn)述

4.1  參數方面的修改

石化企業(yè)的儲油罐裝置的容積： 2000 m 3 、 儲油罐的主體規格為： 直徑15.8m、 內部?jì)Υ娴奈镔|(zhì)為： 輕質(zhì)類(lèi)型的石腦油以及拔頭類(lèi)型的石油、 儲油罐的形式為： 球型罐體、 數量為： 2個(gè)、 起火罐裝置的冷卻強度為： 9.0L/min. m 2 ； 消防供水的實(shí)際覆蓋范圍是： 球型罐體的整個(gè)表面積區間。
4.2  消防用水量的評估簡(jiǎn)述

起火的罐體用于冷卻的水量為： 118 L/s、 附近的罐體冷卻的用水量為： 175 L/s、 移動(dòng)過(guò)程的消防滅火冷卻用水量為： 75 L/s、 固定消防用冷卻用水量為： 380 L/s、 總用水量為： 10658 m 3 。
4.3  消防滅火冷卻用水系統的各項參數設置簡(jiǎn)述

石化企業(yè)的廠(chǎng)區內需要新建四座2000 m 3 的球型儲油罐， 相關(guān)的罐體上都采用固定類(lèi)型的水霧消防滅火過(guò)程用冷卻水裝置系統。 單一罐體的噴淋冷卻過(guò)程的實(shí)際用水量為420 m 3 /h， 最大過(guò)程的實(shí)際用水量為1335 m 3 /h， 消防過(guò)程使用的冷卻用水能夠持續使用的時(shí)間為8h左右， 總體的耗水量達到10658 m 3 。 鑒于原來(lái)管道內徑的限制， 廠(chǎng)區內需要在罐區周邊新建一根規格為DN400型號的消防救援用的水管裝置， 借助多個(gè)閥門(mén)裝置和當前存在的規格為DN250型號的供水管道網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行連通，可以實(shí)現多管路同時(shí)進(jìn)水的目 的， 保證消防過(guò)程的實(shí)際用水量。

5  火災報警裝置簡(jiǎn)述

廠(chǎng)區的火險警報裝置是由 報警裝置的控制單元、 探測裝置、 人工報警按鍵、 報警裝置以及其他的線(xiàn)路所構成。 本套報警裝置的控制單元屬于一類(lèi)智能化以及多回路類(lèi)型的二套總線(xiàn)的控制類(lèi)型、 能夠實(shí)現消防聯(lián)動(dòng)功能的綜合類(lèi)型的控制單元。 火災事故的報警裝置的控制單元通常安裝在控制室中， 旁邊配備了一部火警專(zhuān)用電話(huà)機裝置， 主要功能是第一時(shí)間向轄區的消防站的指揮中心通報火災險情。 與此同時(shí)， 機柜控制室、 變電所等建筑內都配備了特定的煙感類(lèi)型的探測裝置、 溫感探測裝置、 人工手動(dòng)報警按鍵等報警裝備， 儲油罐裝置的周邊的道路兩側， 同樣也配備了隔爆類(lèi)型的人工報警裝置  。

6  結束語(yǔ)

綜上所述， 針對大型石化生產(chǎn)企業(yè)廠(chǎng)區內的消防設計難題， 屬于一項非常復雜的流程， 需要針對消防安全有關(guān)的工藝方法、 儀器裝置及電氣設備等多類(lèi)型的專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員協(xié)作才能圓滿(mǎn)實(shí)現。 宏觀(guān)經(jīng)濟的高速發(fā)展促進(jìn)了當今時(shí)代消防安全系統的全面升級， 其必須具有安全可靠、精準控制及快速反應的屬性。 廠(chǎng)區內的相關(guān)消防用水裝置系統一般是穩高壓類(lèi)型的消防安全供水裝置、 泡沫物質(zhì)的滅火裝置及報警裝置共同組成的， 這些系統在進(jìn)行規劃設計的進(jìn)程中需要相互之間協(xié)同運作來(lái)發(fā)揮應有的功能。 一個(gè)完善的消防安全裝置系統， 需要確保所有環(huán)節的協(xié)調性，使相關(guān)環(huán)節均能最大限度地發(fā)揮其功能， 完美地構成一個(gè)有機融合的系統， 保障企業(yè)的生產(chǎn)安全和長(cháng)遠發(fā)展。

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