石油化工企業(yè)消防系統(tǒng)及油罐區(qū)設(shè)計的研究

發(fā)布時間：

2023-06-07 16:22

眾所周知，在石化領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的歷程之中，一定會伴隨著比較明顯的生產(chǎn)安全方面的難題。石油化工領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)必須嚴(yán)格遵循安全生產(chǎn)重要原則，強(qiáng)化針對廠區(qū)內(nèi)各項消防安全相關(guān)問題的關(guān)注。根據(jù)現(xiàn)行的《石油化工企業(yè)防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)規(guī)定，石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)在罐區(qū)及生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)區(qū)域等重要區(qū)域中，一定要配備專用的消防使用高壓類型供水裝置。鑒于我國的石油資源以及煤炭資源的供應(yīng)緊缺，因此，對于石油化工領(lǐng)域新建設(shè)的項目來講，其所面對的挑戰(zhàn)也愈發(fā)嚴(yán)峻，企業(yè)需要對于消防安全加大必要的投入，全力做到“預(yù)防為主，防消結(jié)合” 的主要原則。

然而在實(shí)際執(zhí)行過程中，廠區(qū)內(nèi)消防安全裝備和設(shè)施比較老舊，相對落后，并不完善，已經(jīng)無法符合現(xiàn)階段時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(qū)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(qū)消防安全整改案例

1.1 石化生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀簡述

某個石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)的廠區(qū)內(nèi)1#加氫裂化設(shè)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(fù)雜，屬于一類非常重要且優(yōu)質(zhì)的乙烯類型的石化裂解方面的原材料。現(xiàn)在的狀態(tài)是油罐區(qū)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)保存在外浮頂類型的儲油罐之內(nèi)，由于該油罐具有飽和類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(biāo)

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)類型的石腦油以及拔頭類型的石油進(jìn)行合理的收藏，實(shí)施油品的專貯以及專輸?shù)哪Ｊ剑?不但能夠有效降低油品的不必要揮發(fā)而造成的經(jīng)濟(jì)損失，條件允許的情況下，最好是實(shí)施專門高爐進(jìn)行裂解的操作模式，這樣就方便企業(yè)對于石油化工類產(chǎn)品裂解流程的工藝參數(shù)的合理把控，通常來講，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產(chǎn)品在裂解反應(yīng)的進(jìn)程中出現(xiàn)結(jié)焦情況的比例，可以更加有益于裂解爐設(shè)備保持長周期的安全穩(wěn)定工作。此項更改工作的主要內(nèi)容經(jīng)過明確之后，可知該工程需要完成的主要內(nèi)容有如下幾項：需要新建設(shè)4座2000m³ 容積的輕質(zhì)類型的石腦油以及拔頭類型的油料球型儲油罐裝置。在規(guī)劃設(shè)計的階段，依據(jù)石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)廠區(qū)目前的實(shí)際狀況，必須針對其現(xiàn)有的消防安全設(shè)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)廠區(qū)供水系統(tǒng)簡述

石化領(lǐng)域中的生產(chǎn)企業(yè)的廠區(qū)內(nèi)部目前具有2個相對獨(dú)立存在的穩(wěn)高壓類型的消防安全供水裝置系統(tǒng)。廠區(qū)內(nèi)的主北側(cè)是第1個高壓類型的穩(wěn)壓消防安全供水裝置系統(tǒng)所在的位置，泵房部位以及水池系統(tǒng)同時也安排在第1個循環(huán)類型的水場之中，其主要的功能是給主路北側(cè)的石油化工產(chǎn)品的相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備以及其必須的輔助裝置的運(yùn)行過程提供水源，在規(guī)劃和設(shè)計的環(huán)節(jié)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(cè)是第2個高壓類型的穩(wěn)壓消防安全供水裝置系統(tǒng)，該套系統(tǒng)的泵房以及水池裝置均設(shè)置在第3個循環(huán)水場之中，其重要的功能是給廠區(qū)主路南側(cè)的各個石油化工產(chǎn)品的加工設(shè)備以及其必須的輔助裝置提供水源，在規(guī)劃和設(shè)計的環(huán)節(jié)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)廠區(qū)供水系統(tǒng)改造目標(biāo)

上述2個消防安全供水裝置系統(tǒng)都是環(huán)狀的供水網(wǎng)絡(luò)，它們的主體管道的管徑數(shù)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(tǒng)在其泵房的出口位置均設(shè)置了配備了單向閥裝置，并且和石化生產(chǎn)企業(yè)的廠區(qū)現(xiàn)有的低壓類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(tǒng)的運(yùn)行壓力數(shù)值為（ 0.8～ 1.0） MPa區(qū)間。

2 廠區(qū)現(xiàn)有的消防安全供水裝置系統(tǒng)改造過程簡述

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)的廠區(qū)內(nèi) 目前具有南側(cè)、西側(cè)、北側(cè)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(tǒng)的類型是穩(wěn)高壓型的裝置，平時狀態(tài)下想消防安全水管網(wǎng)絡(luò)中的壓力數(shù)值是0.8MPa，整個廠區(qū)的消防安全用水是借助動力廠的供水部門的水泵設(shè)備進(jìn)行供應(yīng)，如果發(fā)生火災(zāi)事故，在消防用水的情況下將啟動南側(cè)、西側(cè)以及北側(cè)的3座消防安全泵房中的設(shè)備來進(jìn)行協(xié)同工作，共同進(jìn)行加壓操作來保證供水工作的穩(wěn)定性，相關(guān)管道網(wǎng)絡(luò)的末端的壓力數(shù)值能夠達(dá)到0.7MPa左右。 3座消防安全用的泵房中都設(shè)置有2臺專用的水泵裝置，其中每臺水泵的流量為1180 m ³ /h，揚(yáng)程數(shù)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(shè)備。每個消防安全用的泵房都配備了2臺用于穩(wěn)壓功能的水泵裝置，其中每臺的流量為（ 45～ 210） m ³ /h，揚(yáng)程數(shù)值為（ 90～ 95） m的區(qū)間，在規(guī)劃設(shè)計的環(huán)節(jié)中的保壓需要的壓力數(shù)值為0.8MPa，補(bǔ)水的水量為（ 15～ 55） L/s。

2.2 消防泵方面的改造簡述

消防安全相關(guān)的水泵以及穩(wěn)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(wěn)定性的考慮，消防安全的水泵裝置用于啟動和停止動作的控制相關(guān)的程序是自動類型的啟動動作，穩(wěn)高壓類型的水泵裝置的操控裝置系統(tǒng)的工作狀態(tài)是非常安全并且可靠的。每個消防安全泵站的室內(nèi) 都配備了一部實(shí)際容積可以達(dá)到5000 m ³ 的水罐裝置，此裝置采用浮球類型的液位顯示標(biāo)尺來對外體現(xiàn)水罐內(nèi)的水位讀數(shù)。南側(cè)的消防安全泵房內(nèi)部的水罐裝置采用的是自動補(bǔ)水的模式，補(bǔ)水過程使用的管道裝置的管徑數(shù)值為DN200，補(bǔ)水過程中的有效壓力數(shù)值為0.4 MPa，補(bǔ)水的水量能量285 m ³ /h。西側(cè)的消防安全泵站配備的水罐裝置采用人工手動以及自動相互結(jié)合的補(bǔ)水模式，常規(guī)狀態(tài)下的蒸發(fā)相關(guān)損耗情況的水量將會借助DN80規(guī)格的管道進(jìn)行補(bǔ)水操作，這個過程是采用自動進(jìn)行補(bǔ)水的操作，如果遇到火災(zāi)險情的時候，也就是在消防用水的情況下啟動人工手動補(bǔ)水的操作，開動DN200規(guī)格管道上安裝的補(bǔ)水閥裝置進(jìn)行補(bǔ)水，保證補(bǔ)水過程的壓力數(shù)值達(dá)到0.45 MPa，補(bǔ)水的能力可保持在450 m ³ /h。
2.3 固定類型的消防炮裝置的改造過程簡述

1#廠區(qū)內(nèi)的原油儲油罐區(qū)域內(nèi)的全部罐體裝置都加裝了PLKD類型的電控模式的消防炮并且此類炮屬于水和消防泡沫兩用的設(shè)計，消防炮配備了圓管類型的雙層結(jié)構(gòu)的炮塔結(jié)構(gòu)，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(zhàn)使用，布置水炮的數(shù)目必須符合對于罐體結(jié)構(gòu)的全方位覆蓋的要求，經(jīng)過相關(guān)工程技術(shù)人員的實(shí)際核算，單一的罐體區(qū)域至少需要3門消防水炮。電控類型的消防水炮通常情況下是由系統(tǒng)控制部分、電控炮的主體結(jié)構(gòu)部分、專門的供水系統(tǒng)、泡沫供應(yīng)管道系統(tǒng)共同構(gòu)成。電控類型的消防炮裝置具備室外條件下的遠(yuǎn)距離無線遙控、室內(nèi)條件下的遠(yuǎn)距距離有線操控以及手動操控這三類具體的操控模式。石化企業(yè)的罐區(qū)周邊設(shè)置了環(huán)狀的高壓類型的消防安全供水管道的壓力數(shù)值在常規(guī)的情況下為0.8 MPa左右，如果發(fā)生火災(zāi)險情，也就是在消防用水的狀態(tài)下（ 1.0～ 1.2） MPa的區(qū)間，因此廠區(qū)配備的消防安全兩用炮的規(guī)格可以采用PLKD64型號的產(chǎn)品，此類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(dá)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(yīng)管道部位都配備了電動閥裝置，這樣才能夠在消防滅火的過程中實(shí)現(xiàn)控制中心對于消防炮的遠(yuǎn)程控制的目的。
2.4 固定類型的冷卻水裝置系統(tǒng)

對于石化生產(chǎn)企業(yè)罐區(qū)的各個儲罐裝置，通常是需要增加固定類型的消防過程冷卻用水裝置系統(tǒng)，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(shè)置了獨(dú)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(shè)置了金屬材質(zhì)的軟管部件。各個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類型或者電動類型的閥門裝置，將開關(guān)和其他各類的狀態(tài)信號導(dǎo)入到控制中心以便在需要的情況下實(shí)施遠(yuǎn)距離控制的操作。

3 消防安全裝置和供水管道在廠區(qū)的布置工作簡述

新加裝的消防安全裝備的排布需要依據(jù)石化企業(yè)目前的裝置和場地進(jìn)行合理的布置。通常情況下，在防火堤區(qū)域之內(nèi)，為了實(shí)現(xiàn)對于日常檢修操作的行動以及被困人員在逃生的過程中的通道的通行順暢并且照顧到儲油罐區(qū)域的地表防滲方面的目的，消防供水系統(tǒng)的相關(guān)管道裝置敷設(shè)的過程需要盡可能地順著管墩部位進(jìn)行明面敷設(shè)類型的施工作業(yè)，在通道裝置的外部盡量設(shè)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(shè)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(tǒng)方面的改造簡述

4.1 參數(shù)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(guī)格為：直徑15.8m、內(nèi)部儲存的物質(zhì)為：輕質(zhì)類型的石腦油以及拔頭類型的石油、儲油罐的形式為：球型罐體、數(shù)量為： 2個、起火罐裝置的冷卻強(qiáng)度為： 9.0L/min. m ² ；消防供水的實(shí)際覆蓋范圍是：球型罐體的整個表面積區(qū)間。
4.2 消防用水量的評估簡述

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、移動過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(tǒng)的各項參數(shù)設(shè)置簡述

石化企業(yè)的廠區(qū)內(nèi)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型的水霧消防滅火過程用冷卻水裝置系統(tǒng)。單一罐體的噴淋冷卻過程的實(shí)際用水量為420 m ³/h，最大過程的實(shí)際用水量為1335 m ³ /h，消防過程使用的冷卻用水能夠持續(xù)使用的時間為8h左右，總體的耗水量達(dá)到10658 m ³ 。鑒于原來管道內(nèi)徑的限制，廠區(qū)內(nèi)需要在罐區(qū)周邊新建一根規(guī)格為DN400型號的消防救援用的水管裝置，借助多個閥門裝置和當(dāng)前存在的規(guī)格為DN250型號的供水管道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連通，可以實(shí)現(xiàn)多管路同時進(jìn)水的目的，保證消防過程的實(shí)際用水量。

5 火災(zāi)報警裝置簡述

廠區(qū)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路所構(gòu)成。本套報警裝置的控制單元屬于一類智能化以及多回路類型的二套總線的控制類型、能夠?qū)崿F(xiàn)消防聯(lián)動功能的綜合類型的控制單元。火災(zāi)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用電話機(jī)裝置，主要功能是第一時間向轄區(qū)的消防站的指揮中心通報火災(zāi)險情。與此同時，機(jī)柜控制室、變電所等建筑內(nèi)都配備了特定的煙感類型的探測裝置、溫感探測裝置、人工手動報警按鍵等報警裝備，儲油罐裝置的周邊的道路兩側(cè)，同樣也配備了隔爆類型的人工報警裝置。

6 結(jié)束語

綜上所述，針對大型石化生產(chǎn)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)的消防設(shè)計難題，屬于一項非常復(fù)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(shè)備等多類型的專業(yè)工程技術(shù)人員協(xié)作才能圓滿實(shí)現(xiàn)。宏觀經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展促進(jìn)了當(dāng)今時代消防安全系統(tǒng)的全面升級，其必須具有安全可靠、精準(zhǔn)控制及快速反應(yīng)的屬性。廠區(qū)內(nèi)的相關(guān)消防用水裝置系統(tǒng)一般是穩(wěn)高壓類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(tǒng)在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的進(jìn)程中需要相互之間協(xié)同運(yùn)作來發(fā)揮應(yīng)有的功能。一個完善的消防安全裝置系統(tǒng)，需要確保所有環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性，使相關(guān)環(huán)節(jié)均能最大限度地發(fā)揮其功能，完美地構(gòu)成一個有機(jī)融合的系統(tǒng)，保障企業(yè)的生產(chǎn)安全和長遠(yuǎn)發(fā)展。

來源：道客巴巴