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消防专篇

2.3生产、储存的火灾危险性异类

20万吨/年甲醇装置按分厂编制,包括甲醇生产装置、甲醇产品贮运设施、必要的公用工程及生产办公设施。

其中甲醇生产装置由焦炉气气柜、焦炉气净化、焦炉气提氢、转炉气净化、混合气精制、压缩、合成、精馏、中间罐区及外管道系统等组成;产品甲醇贮运设施由甲醇罐区、汽车装车台、泡沫消防站等组成;公用工程由一次水及消防水站、循环水站、污水站、综合楼等工序组成。

其生产、储存的火灾危险性定类如下表:

表2-2生产、储存的火灾危险性定类表

序号

建构筑物名称

主要危险介质

危险性定类

火灾等级

1

焦炉气气柜

焦炉气

C类

2

焦炉气净化工序

焦炉气

C类

3

焦炉气提氢工序

甲烷、氢气、一氧化碳、乙烷

C类

4

转炉气净化工序

转炉煤气

C类

混合气精制工序

混合气

C类

5

压缩工序

氢气、一氧化碳、甲烷

C类

6

合成工序

氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇

B、C类

7

精馏工序

甲醇

B类

8

甲醇罐区

甲醇

B类

9

泡沫消防站

电器设备

E类

10

一次水及消防水站

电器设备

E类

11

循环水站

电气设备

E类

12

污水站

甲醇

B、C类

13

综合楼

电气设备

E类

2.4工厂位置及厂区周围消防设施的设置现状

2.4.1工厂位置

双鸭山市位于黑龙江省东北部,完达山北麓三江平原,地里位置在东经130°39'~134°20',北纬45°39'~47°34'。

双鸭山市距省会哈尔滨市430km,东隔乌苏里江与俄罗斯比金市相望,南与虎林市、密山市、桦南县毗邻,西与佳木斯市、七台河市相连,北与富锦市

同江市、抚远县、桦川县接壤。

本工程拟建厂址位于市区西部的马蹄河流域、岭西苗圃北侧山丘台地处。

该区域为双鸭山市城市总体规划冶炼工业区,距市区中心直线距离约为5km。

厂址北邻山丘,南侧靠近矿山专用铁路,西南为安通煤气公司,东侧、南侧均与新兴村相邻,距最近居民区距离约150m。

2.4.2厂区周围消防设施的设置现状

本甲醇装置位于黑龙江建龙化工有限公司焦化厂区域内。

焦化厂北侧0.5公里处有岭东消防大队,该消防大队配备有26名消防指战员,4辆水罐消防车、一辆泡沫消防车及1辆火场照明车。

目前,岭东消防大队主要负责建龙化工有限公司焦化厂及周边的消防灭火救援工作。

另外,黑龙江建龙化工有限公司焦化厂区域内配备有20吨级泡沫消防站一座,且原有厂区已设置有必要的室内外消火栓及消防水炮等。

本工程建成后,消防力量可依托现有消防建制,同时在厂内再设置一座泡沫消防站。

本装置可充分依托已有的消防设施,同时本装置区内新建并完善必要的消防体系。

本装置建成的同时,装置区内按规范设置必要的消防设施,如:

消防给水管网、室内外消火栓、消防水炮、消防竖管、固定式泡沫灭火系统、蒸汽灭火系统、火灾报警系统和各类型移动灭火器材等。

4)本装置原料、成品的火灾危险性特征见下表:

表3-2危险物一览表

名称

氢气

甲烷

乙烷

一氧化碳

甲醇

化学式

H2

CH4

C2H6

CO

CH3OH

分子量

2.01

16.04

30.07

28.01

32.04

熔点(℃)

-259.2

-182.5

-183.3

-199.1

-97.8

沸点(℃)

-252.8

-161.5

-88.6

-191.4

64.8

自燃点(℃)

400

538

472

610

385

水溶性

不溶

微溶

不溶

微溶

溶于水

闪点(℃)

-

-188.0

<-50.0

-50.0

11

液体相对密度(水=1)

0.07(-252℃)

0.42(-164℃)

0.45

0.79

0.79

蒸汽相对密度(空气=1)

0.07

0.55

1.04

0.97

1.11

爆炸下限(v%)

4.1

5.3

3.0

12.5

5.5

爆炸上限(v%)

74.1

15.0

16.0

74.2

44.0

毒性

-

急性毒性

急性毒性

急性毒性

急性毒性

灭火方法

切断气源、雾状水、二氧化碳、泡沫、干粉

切断气源、雾状水、二氧化碳、泡沫、干粉

切断气源、雾状水、二氧化碳、泡沫、干粉

切断气源、雾状水、二氧化碳、泡沫、干粉

二氧化碳、抗溶性泡沫、干粉、砂土

3.1.2工艺流程中物质反应的危险性分析

1)100#焦炉气净化工序

焦炉气气柜工序内的生产介质为焦炉气,焦炉气组成有氢气(53.34%)、甲烷(24.61%)、一氧化碳(8.18%)等。

其中氢气、一氧化碳、甲烷均属于易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

介质中甲烷、氢气属于甲类可燃气体,故焦炉气净化工序的火灾和爆炸危险等级为甲类。

2)200#焦炉气提氢工序

焦炉气提氢工序内的生产介质为焦炉气。

焦炉气中的氢气、一氧化碳、甲烷均属于易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

介质中甲烷、氢气属于甲类可燃气体,故焦炉气提氢工序的火灾和爆炸危险等级为甲类。

3)300#转炉气净化工序

转炉气净化工序内的生产介质为转炉煤气来自提氢工序的氢气。

其中,转炉煤气组成有氢气(1.99%)、一氧化碳(59.75%)等。

而氢气、一氧化碳均属于易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

介质中氢气属于甲类可燃气体,故转炉气净化工序的火灾和爆炸危险等级为甲类。

4)400#混合气精制工序

混合气精制工序内的生产介质为混合气。

混合气组成有氢气(63.47%)、甲烷(0.57%)、一氧化氮(21.71%)等。

因氢气、一氧化碳、甲烷均属于易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

且甲烷、氢气属于甲类可燃气体,故混合气精制工序的火灾和爆炸危险等级为甲类。

5)500#压缩工序

压缩工序内的生产介质为焦炉气、转炉气、循环气、碳氢混合气,其中焦炉气组成有氢气(55.44%)、甲烷(25.57%)、一氧化碳(8.50%)等,转炉气组成有氢气(1.89%)、一氧化碳(56.70%)等,循环气组成有氢气(44.50%)、甲烷(2.62%)、一氧化碳(4.98%)等,碳氢混合气组成有氢气(63.14%)、甲烷(0.60%)、一氧化碳(21.92%)等。

因氢气、一氧化碳、甲烷均属于易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

介质中甲烷、氢气属于甲类可燃气体,故压缩工序的火灾和爆炸危险等级为甲类。

6)600#合成工序、700#精馏工序

甲醇合成和精馏工序内的生产介质主要为氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇等,其中氢气、一氧化碳、甲烷是易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

甲醇为甲类可燃液体,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸。

介质中甲烷、氢气属于甲类可燃气体,甲醇为甲类可燃气体,故合成精馏工序的火灾和爆炸危险等级为甲类。

7)800#甲醇罐区

罐区内的存储介质主要是甲醇,甲醇为甲类可燃液体,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火或高热能引起燃烧爆炸,故罐区的火灾和爆炸危险等级为甲类。

8)900#泡沫消防站、1000#一次水及消防水站及1100#循环水站

泡沫消防站、一次水及消防水站及循环水站的火灾和爆炸性危险等级为戊类。

9)1200#污水站

污水站在事故状态时可能存在含有甲醇的污水,故污水站得火灾和爆炸危险等级为部分甲类。

10)1500#综合楼

综合楼的火灾和爆炸危险等级为丙类

3.2各专业采取的防火措施

3.2.1有火灾爆炸危险介质的设备安全控制及异常情况的紧急控制

3.2.1.1针对生产介质易燃易爆的特点,采用DCS集散控制系统,装置内设主控室进行集中控制,对于某些与安全生产密切相关的控制参数采用了自动调节、自动分析和自动报警系统,并设置有连锁控制装置,确保生产安全、可靠。

3.2.1.2本装置对危险性较大的压缩机等设置了工艺报警及自动停车等联锁装置,使整个装置能够在生产不正常或事故状态下实行紧急停车。

3.2.1.3对关键设备如各类塔器、换热器、容器等,进行优化设计,从工艺需要的角度及安全的要求,选用可靠的材料,做到设备本体的安全。

(1)对接触低温无聊的设备选用耐低温的镍钢、低温碳钢等;

(2)对无腐蚀或轻腐蚀的设备选用碳钢类材质;

(3)对各种输送或使用腐蚀性物料的设备、管道选用耐腐蚀的不锈钢或加防腐蚀衬里,防止和减少设备、管道腐蚀而引起无聊泄漏;

(4)对易产生氢脆的设备(如合成塔、脱硫槽),设计中采用耐高温和抗氢蚀的钢材

(5)对生产中使用的有火灾爆炸危险介质的压力容器,如各类塔器、换热器、储槽等,设置有压力、温度、液位等检测仪表,还设计了超限报警设施和安全阀等安全泄压措施,安全阀排出的易燃、易爆气体均火炬燃烧放空,以避免火灾、爆炸和污染。

3.2.2总图专业采取的防火措施

3.2.2.1总平面布置

厂区按功能划分为以下几个区域:

主要生产装置区、贮运区、辅助生产及共用工程区。

本装置包括甲醇主要生产装置设施、甲醇产品贮运设施、辅助生产及公用工程及生产办公、维修设施。

主要生产设施包括:

焦炉气净化工序、焦炉气提氢工序、转炉气净化工序、混合气精制工序、压缩工序、合成工序、精馏工序。

贮运设施包括:

焦炉气气柜、甲醇罐区、汽车灌装站。

辅助生产及公用工程设施包括:

泡沫消防站、一次水及消防水站、循环水站、污水站、外管道系统及综合楼。

装置各工序的具体布置请参见总平面布置图(1057-20-01)

根据工艺要求,厂区内部物料以管道运输为主,设计管廊穿越道路的净空高度不小于5米,以满足厂内汽车运输及消防要求。

甲醇产品以汽车运输为主。

本装置的总平面布置考虑了一下安全原则:

1)满足装置的安全施工、操作及维修

2)本装置与周边的建筑物间距满足规范要求,并在事故状态下满足人员疏散要求

3)主要工艺设施间考虑足够的安全间距,以免一个区域发生事故而影响其他区域,并考虑消防设施运用的可能性

4)考虑火源与可能的易燃物释放源的安全间距,将任何事故仅限制在一个生产单元内并消除并发事故

5)保证设备的安全间距,以使当一个设备处于危险时而使其它设备仍可持续正常运转;

6)危险物品分类存放以限制事故扩大

7)事故时能保护重要设施如消防水系统、主控室、事故电源及友人停留的建筑

8)装置四周均有环形道路,满足消防的要求

3.2.2.2防火间距

本装置各生产单元间的间距及本装置与周边生产装置间的间距严格按照相关规范执行,完全满足规范要求,主要建构筑物的防火间距参见下表:

表3-3主要建、构筑物的防火间距一览表

序号

装置与设施

依据标准

标准要求间距

设计间距

中间罐及产品罐区

1

合成精馏

《石油化工企业设计防火规范》表4.2.12

30m

51.99m

2

一万方气柜

15m

57.72m

3

汽车装车台

15m

44.4m

合成精馏

1

一万方气柜

《石油化工企业设计防火规范》表4.2.12

25m

31.95m

2

循环水及消防水站

35m

36m

3

焦炉气提氢及净化

《石油化工企业设计防火规范》表5.2.1

-

29.98m

4

转炉气净化、混合气脱硫

-

8.62m

转炉气压缩厂房

1

转炉气净化、混合气脱硫

《石油化工企业设计防火规范》表5.2.1

9m

19.43m

2

焦炉气压缩厂房

-

28.53m

3

综合楼

《石油化工企业设计防火规范》表4.2.12

40m

40.11m

事故污水池

1

焦炉气压缩厂房

《石油化工企业设计防火规范》表4.2.12

25m

25m

3.2.2.3消防通道

根据《石化规》4.3.4条规定,本装置罐区、装置区及公用工程区均设有唤醒消防道路,道路宽度为7米,转弯半径12米,道路等级为汽-20级,结构层依次为底基层30cm厚砂砾,基层20cm厚级配碎石,面层为厚C30混凝土。

3.2.3建、构筑物防火

3.2.3.1根据生产、储存的火灾爆炸危险性确定建筑物的结构形式、耐火等级、建筑材料,使其满足规范要求。

表3-4建筑物的结构形式、耐火等级、建筑材料表

序号

建筑物名称

 

建筑面积(㎡)

火灾危险性类别

耐火等级

 

结构形式

1

焦炉气气柜

665.06(占地)

二级

钢筋砼箱型环梁

水封房

106.80

2

焦炉气净化及提氢工序

1568.00

二级

钢筋砼大块式结构

3

转炉气净化、混合气精制工序室外装置区

620.00(占地)

二级

钢筋砼大块式结构

4

焦炉气压缩厂房

3423.12

二级

钢筋砼框、排架结构

5

转炉气压缩厂房

3070.59

二级

钢筋砼框、排架结构

6

合成厂房

497.74

二级

钢筋砼框架结构

7

精馏厂房

1221.80

二级

钢筋砼框架结构

8

甲醇罐区和中间罐区

3514.69(占地)

二级

防火堤砖混结构

泵房

138.60

二级

钢筋砼框架结构

9

装车台

60.00(占地)

二级

钢框架平台

计量站

54.56

二级

钢筋砼框架结构

10

泡沫消防站、一次水及消防水站和循环水站

725.80

二级

钢筋砼框架结构

11

污水站

113.96

二级

钢筋砼框架结构

12

综合楼

3062.58

二级

钢筋砼框架结构

3.2.3.2本装置区大多数生产设备均露天布置,有利于通风及防爆泄压,可避免可燃气体在建筑物内的积聚。

3.2.3.3对工艺装置区内存在火灾危险的承重钢框架支架、裙座、钢管架及建筑物的钢柱、钢梁等按规范要求涂刷防火涂料等耐火保护措施,使耐火等级满足规范要求

3.2.3.4各建构筑物内设置完备的安全疏散及围护设施,如疏散楼梯、安全出口、防护栏、事故照明,这些设置完全满足《建筑设计防火规范》的要求。

3.2.3.5油易燃易爆介质的建筑物地面采用不发火的水泥石屑地面

3.2.4电气

3.2.4.1工程的供电负荷、电源数量及消防用电的可靠性

本装置为连续生产,供电负荷要求为二级,消防设施供电负荷为一级。

本装置区工作电源引自原焦化厂热电站和铁合金变电所分别提供2路10KV800A电源。

3.2.4.2爆炸危险区域内电气设备选型

1)爆炸危险区域划分

按《爆炸和火灾危险电力装置设置规范》(GB50058-92),本装置的设备大多数涉及易燃易爆物料,所以均要考虑防爆要求,本装置主生产区的爆炸危险区域属二区,公用工程部分无爆炸危险,属正常生产环境。

具体涉及详见电气专业图纸全厂爆炸危险区域划分图1057-70-ZT-14

表3-5爆炸危险区域分类表

序号

建构筑物名称

危险介质

危险场所等级

备注

1

焦炉气气柜工序

焦炉气

二区

2

焦炉气净化工序

焦炉气

二区

3

转炉气净化工序

转炉煤气

二区

4

混合气精制工序

混合气

二区

5

焦炉气压缩工序

氢气、甲烷、一氧化碳

二区

6

转炉气压缩工序

氢气、甲烷、一氧化碳

二区

7

合成工序

氢气、甲烷、一氧化碳

二区

8

精馏工序

氢气、甲烷、一氧化碳

二区

9

甲醇罐区

甲醇

二区

10

装车台

甲醇

二区

11

装车计量室

电气设备

正常

12

泡沫消防站、循环水站、一次水及消防水站

电气设备

正常

13

污水站

电气设备

二区

14

综合楼

电气设备

正常

2)爆炸危险区域的电气设备根据《爆炸和火灾危险电力装置设置规范》(GB50058-92)来确定。

根据爆炸危险区域的分区、电气设备和仪表的种类和防爆结构的要求,选择相应的电气设备和控制仪表。

选用的防爆电气设备和控制仪表的级别和组别不低于爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。

3)在爆炸危险区域内,所有电缆用阻燃电缆,且电缆不允许有中间接头

4)敷设电气线路的管沟、电缆或钢管所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞处采用非燃烧性材料严密堵塞。

5)腐蚀环境的电气设备根据环境类别按《化工企业腐蚀环境电力设计规定》HG-T20666-1999来选择相应的产品。

爆炸危险场所和腐蚀环境中的电器设备选用防爆兼防腐型。

6)电缆沟至电缆室,电缆室至配电室开关柜、电气盘的开孔部位,电缆贯穿隔墙、楼板的孔洞采取阻火封堵。

3.2.4.3防雷及防静电措施

1)本装置设备及管架的防雷设计符合《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)的要求

2)本装置采用避雷针,避雷带,接地极或设备直接接地等防雷措施

3)本装置采用管道,设备接地极防止静电的产生,同时管道通过限速也可防止静电的产生。

4)本装置中,壁厚大于4mm的金属罐体采用直接接地方式防雷。

5)全厂可能产生静电的设备和管道等均应设防静电措施,电气防静电接地与保护接地公用接地装置,有关设备,管道可连接在接地干线上以消除静电的产生

6)低压电气系统TN-S接地方式。

除独立避雷针外,保护接地、防雷接地、防静电接地共用接地装置。

DCS\PLC等位单独接地装置,以避免各种干扰。

依据规范对装置内各设备、建筑物采用相应防雷措施。

对于室外金属塔器、罐体、容器,壁厚在4mm以上的可利用设备本身作接闪装置,但必须与接地装置良好连接,有排空阀和呼吸阀的地方加避雷针保护

3.2.4.4照明

本工程照明种类有正常照明、应急照明两种,正常照明由照明配电箱供电,根据具体场所需要不同,分为手动现场控制、手动箱上控制和自动箱上控制方式,应急照明由应急电源UPS装置供电。

应急照明电源不间断,以保证安全疏散。

部分装置还没有局部照明和检修照明,爆炸危险场所相应选择防爆灯具、防爆开关、厂区照明选择路灯照明,基本满足厂区内道路交通照明标准要求。

3.2.5通风设施

本装置在易散发可燃气体的场所(如压缩机厂房等)设置屋顶通风器和墙面防爆轴流风机进行全面排风。

本装置的多数生产设备采用露天布置,压缩厂房、精馏框架、综合楼等得厂房、控制室、配电室、分析室等处均设置了良好的通风设施,这些都能有效地避免可燃及有毒气体积聚而引起的事故。

3.2.6安全色及安全标志

本装置的建构筑物、设备均按标准涂刷安全色和安全标志。

配置的灭火器箱及危险作业场所均采用红色作为安全色。

对生产危险的建构筑物、设备均设置“禁止吸烟”、“注意安全”等安全标志。

3.2.7可燃气体探测系统

根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的要求,本装置在焦炉气气柜、脱硫、压缩、合成、精馏、纯氧转化、中间罐区、甲醇库、装车台等生产现场可能泄露可燃气体的地方均设置了可燃和有毒气体检测探头,将信号送至控制室的控制系统,以便采取及时通风等措施,保证生产安全,防止爆炸事故发生。

这些报警器的设置符合《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB50493-2009)的要求。

具体设置位置及数量详见自控专业图纸1057-4-2-6-3

本装置各工序可燃、有毒气体浓度检测报警装置配置见下表

表3-6可燃、有毒气体浓度检测报警装置设置一览表

检测器布置位置

可燃气体检测器数量

有毒气体检测器数量

主要介质

100#

3

7

氢气、一氧化碳、甲烷

200#

4

19

氢气、一氧化碳、甲烷

300#

2

7

氢气、一氧化碳、甲烷

400#

1

7

氢气、一氧化碳、甲烷

500#

19

38

氢气、一氧化碳、甲烷

600#

3

7

氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇

700#

7

-

氢、甲烷、甲醇

800#

7

-

甲醇

3.2.8火灾报警系统

根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)和《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)的要求,本装置各工序内均设置了火灾手动报警按钮。

为确保本企业生产安全可靠运行,避免火灾带来的重大损失,本工程在各主要生产装置、各控制室及配电室等相关位置还设置有火灾自动报警系统。

具体设计详见电气专业图纸1507-71-ZT-08.

焦炉气气柜、提氢装置、转炉气净化和混合气精制装置、压缩厂房、合成精馏框架顶层、甲醇罐区周边、汽车装车台、消防水站及综合楼门厅等处均设置有工业电视监控系统。

具体设计详见电气专业图纸1057-71-ZT-07.

4消防系统

4.1消防设施设计原则

本装置消防设施按同一时间内的火灾次数为一次,火灾延续时间按6小时进行设计。

4.2消防设施的组成

本装置消防系统有:

固定式泡沫灭火系统、室内、外消防给水系统和各操作岗位设置小型灭火器。

4.2.1固定式泡沫灭火系统(用于甲醇罐区和中间罐区)

甲醇属甲类可燃液体,为补救甲醇成品罐区和中间罐区的火灾,满足消防设计要求,在甲醇产品贮罐区和中间罐区附近设置固定泡沫消防设施,负责甲醇产品贮罐区和中间罐区的泡沫消防任务,采用抗溶性泡沫以扑灭罐区内甲醇液体火灾和堤内流散甲醇液体火灾。

本工程成品甲醇罐区内设有两个5000m³内浮顶甲醇储罐,中间罐区内设有四个大小不同的甲醇储罐。

依照《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《低倍数泡沫灭火系统设计规范》(GB50151-922000版)要求需设计泡沫消防站,设置一套固定式泡沫灭火系统,用以成品罐区和中间罐区的消防。

本装置甲醇罐区内两个装精甲醇的贮罐Φ20.00m、高17.80m;中间罐区有一个Φ5.40m、高6.60m的杂醇贮槽,一个Φ9.7m、高7.80m的粗甲醇贮槽和两个Φ5.40m、高6.60m的精甲醇计量罐。

根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》,每个罐均需设固定式泡沫灭火设施,选用抗溶性泡沫液,液上喷射。

甲醇罐区泡沫混合液供给强度为12/min.㎡,连续供给时间为25min。

本装置所需最大泡沫液量为9.06m³。

本装置泡沫消防站设置一套泡沫液储量为10m³的压力式泡沫比例混合装置以满足泡沫消防要求。

甲醇库去泡沫生产器配置如下

表4-1泡沫产生器配置一览表

序号

储罐名称

位号

配置泡沫产生器型号

数量

备注

1

杂醇贮槽

V0709

PC8

1

2

精甲醇贮槽

V0710

PC8

2

3

精甲醇计量罐

V0711A,B

PC8

2

4

精甲醇贮槽

V0801A,B

PC24

6

另外,为扑救液体流淌火灾,在罐区防火堤外配置油SA100/65-1.6型泡沫消防栓4处。

具体设计及流程详见泡沫消防系统管道及仪表流程图1057-16-900-01.

4.2.2室内、外消防给水系统

1)室外消防用水量

根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),同一时间内火灾次数为1次,本装置需水量最大的一座建筑物为800#甲醇罐区。

经计算,甲醇罐区的冷却水量为120L/s,泡沫消防用水量为100L/s。

本装置甲醇罐区采用高压消防水炮系统做保

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