海上平臺消防泵選型與布置初探

郭 健

(中國石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司，山東東營 257000)

海上平臺消防泵選型與布置初探

郭 健

(中國石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司，山東東營257000)

根據(jù)海上固定平臺規(guī)范要求，對目前海上平臺消防泵選型、動力源選擇進(jìn)行了簡要介紹。分析了影響消防泵布置的3個因素，即消防泵組合形式、泵之間的設(shè)備布置、泵間距，確定了各因素對風(fēng)險(xiǎn)等級的影響，綜合考慮得出風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論，從而最終確定消防泵布置可行方案。

海上平臺 消防泵 選型 布置 風(fēng)險(xiǎn)分析

隨著海洋石油的開發(fā)和利用，海上固定平臺作為主要的海洋油氣開發(fā)形式，其安全性越來越受到人們的重視。由于固定平臺具有環(huán)境惡劣、遠(yuǎn)離岸邊、空間狹小和設(shè)備布置密集等特點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)階段需要充分考慮消防措施。在海上，海水是最方便、最容易利用的滅火資源，消防泵則是提升海水的主要工具，是消防滅火系統(tǒng)的核心設(shè)備，因此它的選型與布置對于平臺的安全非常重要[1]。

1 規(guī)范要求、泵選型及布置原則

1.1 規(guī)范要求

國家經(jīng)貿(mào)委《海上固定平臺安全規(guī)則》,中國船級社《淺海固定平臺建造與檢驗(yàn)規(guī)范》和美國石油協(xié)會API RP14G Fire Prevention and Control on Fixed Open-type Offshore Platform, 2007均要求“平臺至少須配備2臺由不同動力源驅(qū)動的消防泵”和“消防泵的海水吸入口和動力源的布置應(yīng)保證在平臺上任何一個處所失火時(shí)，不致使所要求的2臺泵都失去作用”。

1.2 消防泵選型

根據(jù)API RP14G的推薦做法，海上平臺通常采用長軸深井泵(立式長軸渦輪泵)和電潛海水泵。這兩種消防泵在中國海上平臺有廣泛成熟的應(yīng)用，選用時(shí)需根據(jù)平臺安裝、維修以及經(jīng)濟(jì)性，合理靈活選型，兩者特點(diǎn)比較見表1。

1.3 動力源選擇

海上固定平臺至少須配備2臺由不同動力源驅(qū)動的消防泵，這是確定海上平臺消防泵動力源方案的核心技術(shù)要求。平臺供電方案不同，消防泵的動力源選擇亦不同。

a)自主發(fā)電平臺。平臺設(shè)有主機(jī)電站，常用天然氣發(fā)電機(jī)組或原油發(fā)電機(jī)組。一般考慮設(shè)置應(yīng)急電源驅(qū)動電動消防泵和柴油機(jī)驅(qū)動消防泵互為備用，以滿足規(guī)范要求，如埕島EDC-DPA平臺，采用2臺長軸深井泵，1臺為電動消防泵，1臺為柴油消防泵。

b)海底電纜供電平臺。目前埕島海域平臺多依靠海底電纜供給主電。為保證電源的可靠性，平臺設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)提供應(yīng)急電源，這樣平臺就有了雙電源。正常生產(chǎn)時(shí)，海底電纜可以供給所有用戶用電，應(yīng)急工況時(shí)主電關(guān)斷，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)啟動供給消防系統(tǒng)、滅火器系統(tǒng)、通訊和救生系統(tǒng)等用電。主電和應(yīng)急電源基本不受平臺本身工況限制，可以安全可靠地作為消防泵動力源，因此海底電纜供電平臺常設(shè)置2臺(組)電動驅(qū)動消防泵，一臺主電驅(qū)動，一臺應(yīng)急電源驅(qū)動[2]。

表1 長軸深井泵與電潛泵特點(diǎn)比較

1.4 布置的一般原則

為了保護(hù)消防泵及其吸入口和出水口，一般將其放入泵護(hù)管內(nèi)，泵護(hù)管采用鋼制，深入海水表面以下，保證海水泵不受外部的損壞并取得干凈的海水。在實(shí)際設(shè)計(jì)和建造過程中,固定平臺上消防泵的布置一般滿足如下要求。

a)消防水泵應(yīng)安裝在受火災(zāi)損壞可能性最小的地方，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離外部的燃料源和點(diǎn)火源，2臺(組)消防泵應(yīng)盡可能分層布置或分開布置。

b)實(shí)際安裝時(shí)，應(yīng)盡可能布置在能夠被平臺結(jié)構(gòu)保護(hù)的位置，以減少被海船等損傷的可能性。

c)泵的驅(qū)動控制裝置應(yīng)考慮至少從2個方向易于靠近，而且應(yīng)盡量靠近樓梯通道，以便能從其他層位到達(dá)。

d)為便于維修，消防泵應(yīng)放置在平臺提升設(shè)備附近或提供其他的提升措施，留有提升空間以便吊起維修。

e)對于寒冷地區(qū)要考慮可能出現(xiàn)結(jié)冰的溫度，在此溫度下，消防泵的運(yùn)轉(zhuǎn)不應(yīng)受到影響；一般設(shè)有加熱器。

f)消防泵應(yīng)盡可能放置在非危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)；并盡可能遠(yuǎn)離井口區(qū)和工藝區(qū)。

2 消防泵布置風(fēng)險(xiǎn)分析

法規(guī)和規(guī)范對消防泵的主要要求可以概括為消防泵的吸入口和動力源分開布置，動力源主要是指主電源或應(yīng)急電源，一般平臺上的布置都能滿足要求。主要有以下3種因素對消防泵的布置有影響。

2.1 消防泵的組合型式

a)2臺均采用電動長軸深井泵。由于泵的驅(qū)動電機(jī)安裝在泵的基座上面，一臺泵處著火可能會影響到另一臺泵。

b)2臺均采用電動潛水泵，由于兩泵放在泵護(hù)管內(nèi)，且長期處在水下，泵護(hù)管采用鋼制材料，兩泵在周邊失火時(shí)基本不會相互影響。

c)1臺為潛水泵，1臺為長軸深井泵的組合。僅柴油深井泵放置于單獨(dú)的房間內(nèi)(防止柴油儲罐結(jié)冰)的情況下，兩泵在周邊失火時(shí)不會相互影響。一臺泵處著火可能會影響到另一臺泵。

根據(jù)消防組合形式可能導(dǎo)致的后果將對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級分為3類，即失火后本區(qū)域內(nèi)設(shè)備不能繼續(xù)運(yùn)行用1表示，失火后兩泵可能相互影響用2表示，失火后基本無影響用3表示。根據(jù)上述分析,消防泵的型式對危險(xiǎn)等級的影響見表2。

表2 消防泵的型式對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級

2.2 兩消防泵之間設(shè)備布置

消防泵的布置要遠(yuǎn)離著火源，平臺上大部分設(shè)備處理的都是易燃易爆的液體，因此，2臺消防泵之間設(shè)備的布置對危險(xiǎn)等級有影響。如果兩泵之間布置有油氣處理設(shè)備，危險(xiǎn)程度很大，失火后，設(shè)備不能繼續(xù)運(yùn)行，列為1級危險(xiǎn)；如果兩泵之間布置是水處理設(shè)備等非易燃的設(shè)備，失火后，兩泵可能互相影響，則危險(xiǎn)等級可以列為2級；如果兩泵之間通過防火墻隔離，則兩泵相互影響的可能性比較小，危險(xiǎn)等級可列為3級。

2.3 消防泵之間的距離

消防泵之間要求盡量遠(yuǎn)離，根據(jù)《海上固定平臺安全規(guī)則2000》對手提式滅火器的要求，從甲板上任何一點(diǎn)到達(dá)滅火器的步行距離不大于10 m，考慮平臺甲板的實(shí)際布置，將10 m作為風(fēng)險(xiǎn)等級劃分的參考長度，具體風(fēng)險(xiǎn)等級參見表3。

表3 兩泵之間距離對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級

2.4 風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)論

綜合考慮各因素對風(fēng)險(xiǎn)結(jié)論的影響，將風(fēng)險(xiǎn)結(jié)論分為A、B、C三類。A表示此種布置不能接受，需修改；B表示此種布置兩泵可能會相互影響，建議修改；C表示兩泵的布置滿足要求，可以接受。詳見表4泵風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)論。

表4 泵風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)論

從表4可看出，應(yīng)盡量采用2臺電潛泵或是1臺柴油消防泵單獨(dú)布置在室內(nèi)的方式。在進(jìn)行消防泵布置時(shí)，應(yīng)盡量將兩泵分開布置在不同火區(qū)(火區(qū)是平臺根據(jù)距離和防火分隔劃分的，消防系統(tǒng)根據(jù)火區(qū)的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)一個火區(qū)內(nèi)某一處著火時(shí)，認(rèn)為本區(qū)域全部著火)。應(yīng)盡量將消防泵遠(yuǎn)離油氣處理設(shè)備。若實(shí)現(xiàn)困難，應(yīng)盡量將2臺泵布置在平臺甲板對角，增加之間的距離。

3 結(jié)語

消防泵是海上固定平臺的核心消防設(shè)備，在平臺某處著火時(shí)，確保有一臺消防泵能夠正常運(yùn)行至關(guān)重要。在進(jìn)行平臺消防泵選型和布置時(shí)，必須考慮平臺的特點(diǎn)，結(jié)合平臺動力源狀況，從安全和經(jīng)濟(jì)性的角度分析消防泵之間設(shè)備的布置，兩泵的距離和兩泵組合型式等因素對風(fēng)險(xiǎn)等級的影響，綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)等級，最終確定消防泵布置方案。

[1] 宋慶國. 海上固定平臺消防泵布置探討[J].中國海洋平臺，2013,12(28)：51.

[2] 崔艷紅，李祥鋒，張亮，等. 海上平臺消防泵選型探述[J].中國海洋平臺，2011,08(25)：54-56.

DiscussionsintoFirePumpSelectionandArrangementforOffshorePlatform

Guo Jian

(SINOPEC Petroleum Engineering Design Co. Ltd.，Shandong，Dongying, 257000)

According to the specification requirements, this paper introduces the fire pump type selection and drive source selection for present fixed offshore platform. Analyses three main factors which affect the fire pump arrangement, fire pump combination type, the equipment arrangement between pumps and the distance between pumps. Determines the risk level for different factors and come to the conclusion of the risk assessment, finally puts forward the feasible solution for fire pump arrangement.

offshore platform; fire pump; type selection; arrangement; risk analysis

2016-01-10

郭健，碩士，工程師，2007年畢業(yè)于中國海洋環(huán)境工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣田水處理、消防給排水設(shè)計(jì)工作。