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小七說:煉油裝置生產(chǎn)和處理的物料多為易燃易爆物,且處理量大,操作條件苛刻,多處于高溫高壓狀態(tài),火災(zāi)危險性大,因而消防設(shè)計就成了裝置設(shè)計的重要組成部分。今天小七將介紹關(guān)于煉油裝置的消防設(shè)計。
80年代以前,裝置消防主要靠消防車,裝置內(nèi)往往只設(shè)置固定、半固定式蒸汽滅火系統(tǒng),同時配置小型滅火器,消防水系統(tǒng)則多為與生產(chǎn)合用的低壓系統(tǒng)。近年來,由于裝置的大型化,聯(lián)合布置和采用了計算機控制系統(tǒng),裝置操作人員很少,因此加強裝置內(nèi)供崗位操作人員使用的消防設(shè)施已提到日程上來。鑒于裝置消防設(shè)計的有關(guān)資料不多,現(xiàn)就這方面的設(shè)計做一介紹。
裝置火災(zāi)的一般情況
裝置火災(zāi)主要由油、氣源泄漏后遇火源或高溫?zé)岜砻娑?,但介質(zhì)溫度超過自燃點時,一旦泄漏也會立即著火。
(1)設(shè)備和管道在正常操作條件下不嚴(yán)密而發(fā)生泄漏。
?、賱釉O(shè)備:泵、壓縮機等。
?、陟o設(shè)備:閥門、法蘭、取樣口、放凝口等。
(2)設(shè)備、管道被破壞發(fā)生泄漏,引發(fā)爆炸事故。
①由超溫、超壓引起。
?、谟苫钚晕镔|(zhì)激烈反應(yīng)引發(fā)的內(nèi)部爆炸。
?、郾煌獠炕馂?zāi)包圍導(dǎo)致強度降低或爆炸。
?、芨g穿孔、機械外力等造成斷裂。
動設(shè)備的泄漏幾率大于靜設(shè)備,介質(zhì)溫度和壓力高的設(shè)備大于低的設(shè)備。
破壞泄漏:高溫重質(zhì)油品幾率較高,重油含腐蝕性物質(zhì)多,易造成穿孔。
機械破壞:多發(fā)生在與設(shè)備相接的小口徑管道連接處。
因泄漏幾率高,由此產(chǎn)生的火災(zāi)幾率就高。資料調(diào)查表明,由此造成的火災(zāi)約占裝置火災(zāi)的40%~50%,是裝置消防設(shè)施的重點防護場所。
火災(zāi)爆炸多發(fā)生在大量泄漏、介質(zhì)比空氣重且沿地面大范圍擴散的地方。泄漏氣體遇火源將引起爆炸火災(zāi)。這種爆炸火災(zāi)發(fā)生幾率較低,但破壞性嚴(yán)重和損失較大,應(yīng)注意泄漏檢測。
往往是由于爐管燒壞造成火災(zāi)。一般在爐內(nèi)燃燒,因設(shè)有蒸汽滅火系統(tǒng),可及時撲滅,不會造成大火向外蔓延,個別情況由于未切斷物料,油噴到爐外亦會造成較大的火災(zāi)。據(jù)資料介紹,加熱爐火災(zāi)約占裝置發(fā)生火災(zāi)幾率的10%。
據(jù)國外資料介紹,塔和反應(yīng)器的消防防護高度一般按12 m以下部位考慮。國內(nèi)生產(chǎn)實踐表明,塔的上部發(fā)生火災(zāi)很少,且一般不會造成蔓延,不會造成大的損失。調(diào)查表明:
(1)塔的上部火災(zāi)在常減壓蒸餾裝置的初餾塔、常壓塔上曾發(fā)生過,其原因是油氣負(fù)荷過高(原油帶水或原油種類變化時未及時調(diào)整操作工況),造成超壓沖塔。油從安全閥溢出,沿塔壁下泄,遇下部高溫法蘭被點燃,在塔外壁形成大火。一般泄漏的油不多,即使不撲救,塔壁上油膜燒完火即滅,通常不會造成大的損失。
(2)塔上局部發(fā)生火災(zāi),如焦炭塔、反應(yīng)器頂部法蘭處油品泄漏,滲到保溫層內(nèi)部遇熱表面起火,可用滅火器撲滅。又如塔頂油氣放空管不嚴(yán)密引起油氣泄漏,在雷擊時被引燃起火,可用蒸汽或滅火器撲滅。
一般都設(shè)置了可燃?xì)怏w濃度報警器,能及時發(fā)現(xiàn)泄漏,很少發(fā)生火災(zāi)爆炸。因距火源遠(yuǎn),氣體泄漏一般不會形成災(zāi)害。曾發(fā)生過潤滑油系統(tǒng)管道泄漏,油噴到熱煙氣管起火,燒毀電纜造成停產(chǎn)的情況。
設(shè)備內(nèi)爆往往形成惡性火災(zāi),且易蔓延,同時設(shè)備碎片飛出,砸壞其它設(shè)備和管道而引發(fā)次生災(zāi)害。氣體管道破裂,可燃介質(zhì)突然大量泄放,形成大的爆炸危險空間,若遇火源即引起爆炸和火災(zāi),將造成巨大損失。
裝置消防重點保護對象
1 介質(zhì)超過自燃點且壓力高的設(shè)備及管道
如泵、換熱器、閥門、法蘭及管道上的三通、彎頭等火災(zāi)多發(fā)設(shè)備。
2 火災(zāi)時易損壞且可能發(fā)生次生災(zāi)害的設(shè)備
如帶襯里的反應(yīng)器、無隔熱層的可燃?xì)怏w和液體設(shè)備。因這些設(shè)備受火災(zāi)烘烤時,壁溫度急劇上升,材料強度降低而被破壞,使可燃介質(zhì)突發(fā)泄漏,以致火災(zāi)蔓延。
3 儲存大量可燃介質(zhì)的設(shè)備
這種設(shè)備如緩沖罐、回流罐等,發(fā)生火災(zāi)難以撲救,受損后火災(zāi)蔓延范圍大。
4 火災(zāi)時不易靠近或撲救困難的危險場所
如多層冷換框架、設(shè)備及管道密集場所等。
5 易受火災(zāi)破壞的設(shè)備
如空冷器、架空敷設(shè)的電纜及儀表控制電纜,特別是事故狀態(tài)下需使用的緊急控制電纜等。
裝置消防設(shè)計的構(gòu)成
裝置內(nèi)設(shè)置的消防設(shè)施,應(yīng)能確保撲滅小火,并在發(fā)生大的火災(zāi)時能在消防車到來之前控制火勢,減少蔓延。大的火災(zāi)撲救需要裝置的操作人員與消防人員相互配合。操作人員必須進行緊急處理,切斷物料,方能盡快將火撲滅。為此,裝置消防設(shè)計應(yīng)由3方面構(gòu)成。
裝置四周都應(yīng)有消防通道,并相應(yīng)布置消火栓系統(tǒng)。這些通道是裝置消防設(shè)計的重要組成部分,通道的寬、高、轉(zhuǎn)彎半徑等都要滿足所配備的消防車使用要求。目前裝置的消防設(shè)計只表達裝置邊界線以內(nèi)的消防設(shè)施的設(shè)置情況,而對邊界線以外消防通道及消火栓設(shè)置情況不予表示。應(yīng)該說這種設(shè)計文件表達是不全面的,因為裝置四周的消防通道設(shè)置是裝置消防不可缺少的。建議今后的裝置消防設(shè)計文件對此應(yīng)予補充,這樣才能表達出裝置消防設(shè)計的全貌。
一般包括感煙、感溫和火焰等自動報警器,以及手動報警按鈕和電話報警等??刂剖覒?yīng)有信號顯示盤。必要時,消防站也應(yīng)配有重復(fù)顯示盤,并明確表示設(shè)置位置及類型。
(1)消防水系統(tǒng):管網(wǎng)、消火栓、消防炮、箱式消火栓。
(2)蒸汽滅火系統(tǒng):加熱爐蒸汽滅火、半固定式蒸汽軟管、汽幕。
(3)滅火器。
(4)固定水噴淋系統(tǒng),水幕系統(tǒng)。
(5)固定、半固定式消防豎管。
(6)其它局部設(shè)置的泡沫、氣體、干粉等滅火設(shè)施。
裝置消防設(shè)計的基本條件
消防站:人員編制、車輛配備(車型、性能、數(shù)量)、報警形式、位置等。
消防水系統(tǒng):管網(wǎng)類型(高、低、獨立等)、裝置水壓、可供水量、管網(wǎng)布置、消防供水可持續(xù)時間等。
泡沫滅火系統(tǒng):類型、設(shè)置方式、泡沫站設(shè)置、可供混合液量等。
裝置區(qū)域圖:附有消防水管網(wǎng)、消火栓及消防道路布置。
項目設(shè)計規(guī)定:PFD圖、平面布置圖、物料及工藝流程危險性分析等資料。
根據(jù)PFD圖、平面布置圖找出重點保護對象,設(shè)置消防設(shè)施;平面布置是否滿足消防車的滅火要求。
裝置內(nèi)消防設(shè)施設(shè)置的原則
裝置內(nèi)的消防設(shè)施主要為崗位操作人員應(yīng)急使用?,F(xiàn)代化裝置均采用計算機控制,裝置外操作值班人員很少。所以,要求設(shè)置的消防設(shè)施不但要操作方便,且一二人便可操作,可以滿足應(yīng)急使用。
可有效撲滅初期火災(zāi)。實踐表明,用滅火器撲滅的火災(zāi)占裝置發(fā)生火災(zāi)的40%,設(shè)置的滅火器應(yīng)對全裝置給予覆蓋性的保護。
蒸汽用于滅火和控制火勢均很有效。實踐表明,用蒸汽撲滅的火災(zāi)約占火災(zāi)總數(shù)的30%。蒸汽可連續(xù)供給用于滅火。其設(shè)置應(yīng)能對裝置的危險區(qū)提供覆蓋性保護。
用長20~30 m的Φ25~40 mm水帶與消火栓固定相連。水槍應(yīng)為可調(diào)式,既可噴直流水柱,又可噴霧狀水流,一二人可操作,設(shè)于火災(zāi)中需首先進行冷卻保護的設(shè)備附近(如介質(zhì)溫度超過自燃點的熱油泵、換熱器、管道閥組、加熱爐等設(shè)備),距保護對象的距離不宜小于15 m。
用于保護危險的設(shè)備群及較高的危險設(shè)備。如多層冷換框架、反應(yīng)器、地面上密集的危險設(shè)備群等。亦可設(shè)置為對裝置內(nèi)的危險場所進行覆蓋性保護。水炮可噴柱狀和霧狀水,設(shè)置位置距保護對象的距離不宜小于15 m,且保證水流能噴到保護對象而在裝置檢修時不易被碰壞之處。
用于多層框架、多層廠房,沿梯子敷設(shè),主要供消防人員使用,免去消防人員敷設(shè)水帶,可有效的爭取時間進行火災(zāi)撲救,豎管下部接口設(shè)在便于操作的地點,可供水或泡沫混合液。
沿裝置內(nèi)消防車道布置,間距不宜大于50 m。一般與消防車配套使用。在高壓消防水系統(tǒng)中可獨立使用,直接向水龍帶水槍、移動炮等供水。
蒸汽滅火主要用于加熱爐爐膛火災(zāi)。汽幕常設(shè)置在加熱爐附近和氣體加工且泄漏幾率高的裝置。在大量烴氣體泄漏時,用于阻隔、驅(qū)散烴類氣體,防止與加熱爐等明火相遇,引發(fā)爆炸火災(zāi)。
主要用于特殊危險場所的保護,如火災(zāi)時人不易靠近而需及時提供冷卻水保護(否則會造成爆炸或火災(zāi)迅速蔓延)的場所,由于防堵塞維護工作較復(fù)雜,若能使用固定水炮保護而不用水噴淋則較好,但煉油裝置很少用。
一般用于阻隔熱輻射,防止火災(zāi)蔓延,用于特殊場所。如不能提供規(guī)定的防火距離,可設(shè)置該系統(tǒng),多用于裝置的擴建工程及大型庫房的防火分區(qū)。
可設(shè)于火災(zāi)發(fā)生幾率高的高溫?zé)嵊驮O(shè)備附近,或個別需用抗溶性泡沫滅火的設(shè)備附近。
以上僅對煉油裝置的消防設(shè)計作了一般性的介紹,具體設(shè)計中應(yīng)對以下幾點作深入了解,方能較好地完成設(shè)計。
(1)掌握全廠性消防設(shè)施的設(shè)置及運行情況。
(2)對工藝流程進行深入了解,弄清裝置使用物料及產(chǎn)品的火災(zāi)危險性及相應(yīng)的滅火對策。
(3)對流程中的主要設(shè)備、設(shè)施進行分析,根據(jù)所儲物料、運行工況等找出裝置的主要火災(zāi)危險源、多發(fā)泄漏源。
(4)根據(jù)裝置平面布置、豎面布置及上述火災(zāi)危險源、多發(fā)泄漏源分析,找出重點消防保護對象,有針對性地設(shè)置消防設(shè)施。
(5)根據(jù)裝置區(qū)域布置圖、裝置平面布置圖,對裝置內(nèi)外消防通道的設(shè)置能否滿足消防的要求作出分析,當(dāng)裝置外部布置不準(zhǔn)時,應(yīng)提出要求和建議。
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