石油化工企业的消防.docx
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石油化工企业的消防
石油化工企业的消防
石油,化工企业内有大量易燃爆,有毒,腐蚀性物质,生产过程中有高温,高压,生产工业操作连续化,化学发应复杂,电源,火源容易发生火灾爆炸事故,而且容易蔓延扩大造成严重的后果.根据石油,石油化工厂的特点,大型炼油厂,石油化工厂应建立的消防站和设置完善的消防给水设施.不同的物质燃烧有不同的扑救方式,以下分别针对不同的火灾从火灾特性,布置,防火间距,消防设施等几个方面进行论述.
第一节消防站的建立
消防站是消防力量的固定驻地.大中型石油,石油化工企业应设置消防站.
一消防站的设置
消防站在石油,石油化工企业中的布置,应根据企业生产的火灾危险性,消防给水设施,防火设施情况,全面考虑,合理布置.为发挥火场供水力量和灭火力量的战斗力,减少灭火损失,宜采用"多布点,布小点"的原则,将消防力量分设于各个保卫重点区域,以便及时地扑灭初期火灾.
1,油田消防站的布置,应满足消防接到火灾报警后5分钟内消防车到达联合站,集中处理站,首先,油库等火场;10分钟内消防车到达油田边缘地区非重要生产设施或油田其它生产设施.
2,大中型炼油厂,石油化工厂消防站的布置,应满足消防队接到火警后5分钟内消防车到达厂区（或消防管辖区）最远点的甲,乙,丙类生产装置,丁房或库房,且消防站的服务半径不大于2.5公里（行车的距离计算）;对丁,戊类生产火灾危险性的场所,消防站的服务范围可以适当的增大,但不宜超过消防站服务范围的场所应设立消防分站.
3,消防站应尽量靠近责任区内火灾危险性大,火灾损失大的重点部位.并应靠近主要的交通线,便于通往重点保卫部位.消防站远离噪音场所,且距幼儿园,托儿所,医院,学校,商店等公共场所,不宜小于100米.消防车库大门面向道路.距路边一般不小于15～20米,并设有小于2%的坡度坡向路面.
二消防站的规模
石油,石油化工企业中的消防力量,应根据石油,石油化工企业的消防用水量及泡沫干粉等灭火剂用量,灭火设施的类型,消防协作的力量等情况决定.
1,采用半固定灭火系统和移动式灭火系统和移动灭火设备时,消防力量应按最大一次火灾需要的消防用水量及泡沫,干粉配备消防车辆;采用固定式消防灭火系统时,消防力量可按第二大火（仅次于最大火灾,因为全部设备均设有固定灭火系统,移动式消防力量可适当减少）消防用水量及泡沫干粉等灭火剂另配备消防车辆.每个消防站或消防分站的最少车辆不宜少于两辆.
2,石油厂和石油化工工厂的消防车辆应根据企业的消防用水量和泡沫混合液量以及每辆消防车在火场实战中供水量,由计算决定.
1）,东风牌消防车供应冷却用水量按13～15L/s计.如企业Q消已知,则车辆数根据企业的消防用水量几消防车的供水能力确定车辆数.
2）,东风牌消防车供应泡沫混合液时,每辆消防车供应一个泡沫室使用,压力比较稳定,容易控制,灭火效果较好.但混合液量超过15L/s时,用一辆东风牌消防车供应泡沫混合液.由于水带的水头损失较大,常不能保证泡沫室的标准压力要求,需要使用两辆消防车并联工作供应一个泡沫室的混合液量.
3）,黄河牌消防车和交通牌消防车的冷却用水量可按35～45L/s计算.黄河牌消防车和交通牌消防车的固定泡沫液的泡沫量可达300L/s,但必须指出:
泡沫火包对地面流散液体火焰和地面油池火灾灭火效果较好,对露天生产装置火灾有良好的作用,但对地面上油罐火灾,泡沫利用较低,在使用上手到风向,风力和障碍物限制.
3,大中型石油,石油化工企业一般应具有独立的消防力量.若临近有较强大的移动消防供水力量和泡沫灭火力量,并发生火灾后10分钟内能到达装置区出水或20分钟内到达罐区泡沫灭火,可考虑利用临近的消防力量进行协同作战可能性.但必须是临近消防站具有扑灭该区的消防力量,同时经过公安部门同意,并建立协作组织机构及制定配合作战的技术措施.
4,泡沫泵站的设计
泡沫泵站是泡沫灭火系统的主要组成部分,设计应严格按照国家标准规定进行.
1）,泡沫泵站可以与消防水泵房合建在一起或单独建设,当然要视具体情况而定.泡沫泵站距离保护建筑不宜小于30m,并应满足在泡沫消防泵启动后,将泡沫混合液或泡沫输送到最远的保护对象的时间不宜大于5min.
2）,泡沫消防泵可以采用自灌引水方法启动,一组泡沫消防泵的吸水管不应少于两条.每一条流量按100%负担.同时应设置备用泵
3）,在泡沫泵站内或消防泵站外的泡沫混合液管道上,宜设置消火栓;泡沫泵站内宜配置泡沫枪.
4）,泡沫泵站应采用双线路,设置备用动力.同时设有与本单位消防站或消防部门联系的通讯设备.
三消防站的建筑和通讯
消防站应有良好的建筑和通讯报警设备.应为独立的建筑物,建筑物的耐火等级不低于二级,消防站应设有消防车库,电话通讯室,队长值班室,队员值班室,单身宿舍,药剂器材库,修理间,练习墙,充电间和长度大于120米,宽度为40米的练习场.
车库内设有线和无线通讯设备,便于报警和火场指挥.
四消防给水设施
消防给水设施是石油化工企业的一项重要消防技术设施.其设置的合理与否,完善与否直接影响石油化工企业的安全.
1,消防水源:
石油化工企业的消防水源,可采用天然水源和消防给水管道水.
1）,当利用天然水源作消防水源时,应有通向天然水源的消防车道,并在天然水源地建立可靠的,任何季节都能保证消防取水的设施,并保证枯水期的消防水源.
2）,石油化工厂有大量的易燃可燃液体以及其它易燃易爆物质,往往污染附近天然水体,这种被污染了的水体,不能作为消防用水的水源.
3）,石油化工企业的循环冷却水也容易被石油化工产品污染,如果利用循环冷却水管网供应消防用水是不安全的.石油化工企业内的循环冷却水管道或生产蓄水池不作为主要的消防水源,当可作为消防应急用水的备用水源.
2,消防水压
石油化工企业内供水可采用高压,临时高压或低压消防给水系统,一般从经济技术安全三方面考虑,来综合确定.
1）,低压消防给水系统:
石油化工企业内低压消防给水管道应保证消防用水达到最高时,最不利点消火栓的水压不应低于15米水柱（从地面算起一般10米水柱）主要原因是石油化工企业露天装置区的墙群平台框架较高,且石油产品火灾辐射热较大,须要较大的失火射流.所以应比其它工业与民用建筑消防给水管道有较大的水量和水压.
2）,高压消防给水系统:
石油化工企业内高压消防给水系统应满足喷淋设备,高压水枪灭火的水压要求,且应保证消防用水量达到最高时,最不利点灭火所需的压力.但不应低于其它工业和民用建筑高压消防给水系统的要求.
3,消放用水量
石油,石油化工企业的室外消防用水量,应按同一时间内火灾的发生次数与一次火灾用水量的乘积计算.
1〕,同一时间内的火灾次数.
工厂,仓库和名用建筑在同一时间内的火灾次数不应小于表5-1的要求.
表5-1工厂在同一时间内的火灾次数
名称
工厂基地面积（公顷）
附近居住区人口数（万人）
同一时间内的火灾次数
备注
工厂
≤100
≤1.5
1
按工厂消防用水最大处理
>1.5
2
工厂,居住区各一次
>100
不限
2
按消防用水量最大两座建筑物（或堆场,储罐）计算
仓库民
用建筑
不限
不限
1
按消防用水量最大一座建筑物（或堆场,储罐）计算
大型石油化工厂的各分厂,罐区,居住区等,如有单独的消防给水系统时应分别计算.
（二）,一次灭火的用水量:
一次灭火的用水量是指一次火灾所需冷却用水.灭火用水和掩护用水的总和.其水量与生产装置,辅助设施的火灾危险性和规模,平面布置,占地面积,防火设施以及工艺成熟程度等因素有关;一个单位内有泡沫设备,带架水枪,自动喷水灭火设备,以及其它消防用水设备时,其消防用水量,应将上述设备所需的全部消防用水量加上表3-11中规定的室外消火栓用水量的50%,但采用的水量不应小于表3-11的规定.
易燃可燃材料露天,半露天,半露天堆场,可燃气体储罐或储罐区的室外消防用水量,不应小于表5-2
1,露天装置区高压给水系统用水量:
表5-2堆场,储罐的室外消防用水量
名称
总储量或总容量
消防用水量
（l/s）
粮食（t）
圆筒仓圆囤
30～500
501～5000
5001～20000
20001～40000
15
25
40
45
席茨囤
30～500
501～5000
5001～20000
20
35
50
棉,麻,毛,化纤（t）
10～500
501～1000
1001～5000
20
35
50
稻草,麦秸,芦苇等易燃材料（t）
50～500
501～5000
5001～10000
10001～20000
20
35
50
60
木材等可燃材料（m3）
50～1000
1001～5000
5001～10000
10001～25000
20
30
45
55
煤和焦碳（t）
100～5000
>5000
15
20
可燃气体储罐或储罐区
（m3）
湿式
501～10000
10001～50000
>50000
20
25
30
≤10000
10001～50000
>50000
20
30
40
露天装置区高压消防给水系统的用水灭火设备有:
固定高压水枪,移动高压水枪,喷淋冷却设备,水幕系统,水泡沫两用水枪见表5-3
表5-3水枪用水量
总容积（m3）
2500
单罐容积
≤100
≤400
>400
水枪用水量（l/s）
20
30
45
注:
①水枪用水量应按本表总容积和单罐容积较大者确定.
②总容积50或单罐容积20的储罐区或储棺,可单独设置固定喷淋
装置或移动式水枪.其消防用水量应按水枪用水量计算.
1）,固定高压水枪用水量:
在移动式水枪喷射不到的地方,发生火灾时急需用水冷却发生火灾后易于蔓延扩大且难于控制火势的地区,应设置固定高压水枪.
①固定高压水枪用水量为同时使用水枪数量与每支水枪用水量乘积.
②固定高压水枪使用的数量与水枪喷嘴口径,充实水柱长度有关,水枪数量一般不宜少于4支.
③充实水柱要求:
水枪喷嘴口径≮28mm,充实水柱Hm长度应按保护对象高度由设计决定.固定水枪的控制高度一般为20～30米,计算充实水柱长度时水枪上倾角≯45°.扑救较大火场或和冷却易燃,易爆液体油罐火灾,油罐火灾充实水柱一般为17米.
2）,移动高压带架水枪用水量.
设有固定高压水枪的装置区还应采用移动高压带架水枪,利用高压管网上的消火栓供水,配合固定高压水枪加强对设备的冷却保护或一般生产装置区利用高压管网上的消火栓（或大型消防车）供水对高度较大的设备进行冷却保护.带架水枪充实水柱长度随着喷嘴与水平面成的角度不同而不同.喷嘴口径Rx=f×R30
注:
Rx:
表示成α角时充实水柱作用半径（m）
f:
表示喷嘴与水平面成α角时Hm的作用半径同喷嘴与水平面成30°时的充实水柱作用半径的比值.
R30喷嘴与水平面成30°时充实水柱作用半径.
3）,喷淋设备用水量.
露天装置内有些塔群,框架上的容器设备高度很大,超过水压水枪的保护半径范围,其超高部分宜设置喷淋冷却设备.固定喷淋冷却设备喷雾头的设备应保护设备各部分获得均匀冷却.塔群喷淋环管的垂直距离不应超过15米,以免出现空白点.塔群喷淋冷却水的供给强度≮0.085L/s.m2,容器和球罐喷淋冷却的供给强度≮0.05L/s.m2.
4）,水幕设备的用水量.
为了防止火势扩大,防止火势蔓延,在露天生产装置区内,油气设备区（塔群,中间罐,框架上容器设备）,炉区,气体压缩机房（或油泵房）等之间,以及联合装置各单元之间,宜设置消防水幕.
消防水幕设备的喷雾水头的类型应根据设置地点的特点和作用选定.消防水幕不应出现空白点且应为连续性良好的水帘.喷雾水幕头的压力不应小于3Kg/cm2,水幕用水的供给强度≮0.5L/s.m.消防水幕的开关应设在安全地点,离保护对象≮15米.
5）,水,泡沫两用枪的用水量:
用于扑救露天生产装置区初起火灾和局部液流散火焰的简易灭火设备.在装置区内不同地点安装消防短管接口,在短管接口上安上长10～15m胶管,两枪使用的充实水柱（或泡沫的有效射程）能到达装置区内任何地点,两用枪喷嘴压力不宜小于5Kg/cm2,每秒钟的用水量或泡沫的混合液量不小于2L/s.
2,露天装置区低压给水系统的用水量.
露天生产装备区采用低压消防给水系统需要消防车加压供水,黄河牌,交通牌消防车供水能力较大外,一般东风牌消防车仅能供两支喷嘴口径为19mm水枪用水,充实水柱长度小于等于17米,对于高度较大的墙群,框架上容器设备,冷却极为困难.消防实践证明,在墙群框平台的高度超过20米处,宜设置供消防车供水的消防竖管.
1）,竖管布置位置:
消防竖管应沿框架,墙群平台等梯子一侧方向排放,在各层平台的竖管上安水带接口.接口的位置应便于火场供水或供应泡沫.当平台长度大于30米时,应在另侧走梯处设消防竖管.
2）,竖管管径:
消防竖管管径按保护面积选定,一般情况下,当框架,墙群平台面积小于等于50m2时,管径采用DN75mm当F大于50m2时.DN=100mm,消防竖管管径大于75mm时,在各个平台上宜设双接口消火栓.
3）,消防用水量:
火场供水统计资料说明,露天生产装置区采用低压给水系统使用消防车灭火时,消防用水量不应小于表5-4中的要求:
表5-4露天生产装置消防用水量（L/s）
名称
中型装置
大型装置
炼油厂
60～80
80～120
石油化工厂
60～100
100～150
联碱装置合成氨录碱
40～60
60～80
3,石油化工厂辅助生产设施用水量.
石油,石油化工辅助生产设施的消防用水量可按建筑的室外消防用水量计算见表5―4,但当计算出来的消防用水量小于30L/s时,仍应按30L/s设计.
4,罐区消防用水量
1）,液化石油气罐
液化石油气罐用水量包括喷淋冷却用水量和机动水枪用水量两部分之和计算.喷淋冷却用水量为燃烧罐和近邻罐冷却用水量之和.液化石油气罐喷淋冷却用水量不小于0.05L/s.
③液化石油气罐区机动水枪用水量按灭火使用水枪数量决定.扑灭液化石油气罐火灾石油气罐使用的水枪数量不小于4支,每支水枪流量不小于7.5L/s,水枪扑灭喷嘴压力不小于3.5Kg/cm2.
2）,易燃,可燃液体储罐消防用水量
冷却可燃,易燃液体储罐消防用水量,燃烧油罐的罐壁直接火焰威胁,需要在较短时间内组织冷却,一般情况下,5分钟内可使罐壁的温度达500度,使钢板的强度降低一半,在10分钟内可使罐壁的温度达到700度以上,钢板的强度降低90%,油罐将发生变形或破裂.由于燃烧油罐辐射热较大,罐壁温度升高较快.采用移动式冷却时,水枪的口径不小于19mm,Hm不小于15m;若Hm=15米,则喷嘴口径等于19mm水枪的流量Qx为6.5L/S,根据火场时间实践:
①1支口径为19mm水枪,当Hm=15m时,能控制的油罐周长小于等于8m或10m,若按8米计算,则燃烧油罐每米周长冷却用水量约0.8L/s,
②若按10米计算,则燃烧油罐每米周长冷却用水量为0.65L/s.
③当Hm=17米时,直径为19mm,Qx=7.5L/s,能控制的油罐周长为10米计算,则油罐每米周长用水量为0.75L/s.
④当油罐高度不超过17米时,燃烧油罐每米周长的冷却用水量可按0.8L/s计算;当油罐的高度大于17m时,手提式水枪难操作（反作用力太大）.宜采用固定式冷却用水设备（每米周长冷却温度用水量为0.5L/s.）油罐起火后燃烧油罐固壁都受到火焰威胁,因此,油罐的整个周长都应进行冷却.
第二节油罐火灾的扑救
随着现代化建设的需要,石油产品越来越多,用途越来越广,而石油及其产品贮罐必将大批兴建.所以,保护油罐免受火灾危害极其重要.
一油罐种类
1,油罐按罐体形状不同分为固定顶油罐,氮封拱顶油罐,低压氮封油罐,呼吸顶油罐,球型油罐,浮膜式油罐,浮顶油罐几种.不同形式的油罐防火安全性不一样.浮顶油罐的安全性最好,通常为85%,浮膜式为75%;球型油罐与低压氮封油罐为70%;固定顶油罐最低,为35%.
2,石油储罐按其结构分为
①固定顶油罐:
立式圆柱形的油罐上,安装上固定顶盖.它可以储存闪点低于28℃和低于120℃的各类油品,但要求固定顶油罐顶板与包边角钢之间的连接应采用弱顶结构,并设置响应的安全设备.见图5-1（a）固定顶油罐
②浮顶油罐:
分为外浮顶和内浮顶两种,一般称浮顶油罐指外浮顶油罐,油罐上的顶盖漂浮在油面上,它是随着油面高低上下浮动.外浮顶油罐是在固定顶油罐内加上一个能随油面高低上下浮动的顶盖.它适用于储存闪点介于28℃～45℃之间的甲类油品.见图5-1（b）浮顶油罐
③内浮顶油罐:
固定顶油罐在其罐内安装一个随着液面上下浮动的顶盖.它可分为双盘式浮顶（浮顶为浮仓式,浮仓之间由许多隔板相互隔开）,单盘式浮顶（浮顶局部安装浮仓）及浅盘式浮顶（浮顶为盘状无浮仓式的浮顶）,其中浮仓式内浮顶油罐适用于储存闪点小于28℃～45℃之间的各类油品.
二油罐的组成
装有轻质油品的固定顶油罐应安装呼吸阀和阻火器.
1,呼吸阀:
①呼吸阀作用:
油罐呼吸阀装于储罐上方,用于调节油罐内外压力平衡,降低油品损耗,保证储油罐的安全.适用于储存闪点低于28℃的甲类和小于60℃的乙类油品如汽油,煤油,轻柴油,苯,甲苯,原油等及化工原料的储罐上,用以调节油罐内外压力平衡,增加油罐的安全性.
呼吸阀通常采用二合一式防爆阻火排气口侧向的结构,防止向下的排气口排出气体直接喷向油罐顶部极易造成油罐着火,消除事故的隐患.
②呼吸阀的选择:
呼吸阀的选择根据油罐进出的最大油量进行选择见表5-5
表5-5呼吸阀的选择
进出油罐的最大流量（m3/h）
≤50
51～100
101～150
151～250
251～300
301～500
501～700
呼吸阀（个数×直径）mm
1×50
1×100
1×150
1×200
1×250
2×200
2×250
2,阻火器:
阻火器是阻止易燃气体和易燃蒸汽的火焰和火花继续传播,迫使火焰熄灭的安全装置.适用条件同呼吸阀.阻火器是由能够通过气体的许多细小均匀的或不均匀的通道和孔隙组成.这样火焰进入阻火器就会被分成许多细小的火焰流,火焰由于传热作用和器壁效应而被熄灭.
①阻火机理:
火焰进入阻火器内,由于传热作用和器壁效应而被熄灭.火焰通过许多细小的通道之后变成了许多细小的火焰流,由于若干细小的通道而增大了传热面积,通过通道壁进行热交换,火焰温度相对降低,火焰被熄灭即传热作用阻止火焰而熄灭.而随着阻火器通道尺寸的减小,自由基与分子之间碰撞几率减小,自由基与反应分之之间碰撞几率也减少,而自由基与通道壁的碰撞几率反而增大,这样就促使自由基反应减低,当通道尺寸减少到某一数值时,这种器壁效应造成火焰不能继续燃烧懂得条件,火焰即将熄灭.
②形式:
阻火器有金属网型阻火器和波纹型阻火器,国内石油储罐上用过的金属网型阻火器由12层16～22目的铜网重迭组成.阻火器有防爆性能和耐烧性能.波纹型阻火器有两种形式,第一种形式由两个方向折成波纹型薄板材料组成;另一种形式在两层波纹薄板之间加一层扁平薄板,形成许多三角形的通道,更利于熄灭火焰.
③阻火器规格:
推荐一种波纹型石油储罐阻火器,见表5-6
表5-6波纹型石油储罐阻火器规格
公程直径/mm
A
B
C
D
重量/kg
50
140
110
220
236
6
80
185
150
280
270
12.8
100
205
170
325
274
19.5
150
260
225
427
288
25
200
315
280
496
306
35
250
370
335
593
320
46
3,液压安全阀:
液压安全阀与阻火器配套使用,防止油罐呼吸阀失灵时起到保护油罐安全使用的目的.其定压值应高于呼吸阀定压值的5%～10%.
①原理:
液压安全阀内灌装以蒸发性低,凝固点低的油品（变压器油,轻质柴油等）作为液封.因此阀内液封高低根据油罐控制压力决定.当油罐内压力处于平衡时,阀内外液封面处于同一高度;当油罐内压力大于大气压力时,内环空间的液封被压入外环空间,罐内气体通过外环排入大气;当油罐内压力小于大气压力时,外环空间的液封被压入内环空间,空气由内环进入油罐内.油罐内压力处于平衡时,
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