30萬t級油品碼頭的消防設計

王威，侯曉玲

（中國石油集團東北煉化工程有限公司， 遼寧 大連 116085）

30萬t級油品碼頭的消防設計

王威，侯曉玲

（中國石油集團東北煉化工程有限公司， 遼寧 大連 116085）

30萬t級原油碼頭屬于甲類火災危險區(qū)域，存在發(fā)生火災和爆炸事故的可能性。為了防止和減少油品碼頭火災危害，保護人身和財產(chǎn)安全，油品碼頭的消防工作可謂重中之重。通過介紹大連長興島 30萬 t級原油碼頭工程，深入探討了消防專業(yè)的工作內(nèi)容和設計要點，包括：消防供水系統(tǒng)，泡沫供給系統(tǒng)，消防炮系統(tǒng)、消防水幕系統(tǒng)、消防水量計算，消防設計存在的問題及對策等。希望在今后工程實踐中能夠不斷完善消防設計，讓它發(fā)揮應有的作用。

30萬t級油品碼頭；消防設計；設計要點；存在問題及對策

Abstract:300 kt Level crude oil terminal is the Class-A fire danger zone and has lots of potential risks to cause fire.Therefore, fire control is the most important thing and should have No.1 priority in order to reduce the danger of fire in the terminal and to protect the property. In this paper, taking 300 kt Dalian Changxing crude oil terminal project as an example, the key points of designing a crude oil terminal and the jobs of fire control were discussed, such as fire water supply system, fire water curtain system, fire water calculation, problems and countermeasures of fire protection design.

Key words:300 kt oil terminal；Fire design；Design key points；Existing problems and countermeasures

隨著我國油品碼頭的建設和發(fā)展，裝卸油品種類的增多，油品碼頭的消防工作越來越得到重視。消防工作首先在設計上就應周密考慮，再加上科學的、嚴格的管理，可防患于未然。即使發(fā)生火災，也要在初期就撲滅，減少火災損失，保障企業(yè)的人身和財產(chǎn)安全。

1 工程概況

本工程為30萬t級原油碼頭，碼頭采用“蝶”型布置，碼頭長度為436 m，停泊水域?qū)挾?20 m，共設一個工作平臺及6個系纜墩、4個靠船墩。碼頭最大裝、卸船型為30萬t級油輪，30萬t級油輪總長L=334 m，型寬B=60 m。在工作平臺設置4臺液壓驅(qū)動輸油臂，最大卸船流量：12 000 m3/h；最大裝船流量：9 000 m3/h。

2 消防設計

2.1 油品火災危險性分類及碼頭分級

30萬t碼頭：介質(zhì)：原油，火災危險性分類甲B類；碼頭分級：一級碼頭。

2.2 消防對象

[1]依據(jù)《裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范》，本工程消防對象為碼頭火災，油輪初期火災，引橋上的工藝管線火災等，工程滅火系統(tǒng)采用固定式消防冷卻水系統(tǒng)和泡沫滅火系統(tǒng)。

2.3 碼頭消防供水系統(tǒng)

2.3.1 碼頭消防設計水量

油品碼頭的消防水量，為消火栓和消防水炮用水量，泡沫栓、泡沫炮滅火水量和輸油臂前沿隔離水幕水量之和。

（1）消防冷卻水量

油船火災時，消防冷卻水要對起火油艙周邊進行冷卻，進行消防冷卻的消防設施為消防水炮和消火栓。消防冷卻水量見表1。

采用固定式滅火方式的油品碼頭，消防水炮的射程要達到保護油船的全船范圍。配置消防水炮射程應為130 m（水炮的射程應按產(chǎn)品射程指標值的90%計算），根據(jù)消防水炮射程復核消防水量，應采用2套720 m3/h的消防水炮同時進行保護，消防冷卻水流量 為1 440 m3/h，消防冷卻水用水總量為8 640 m3。

表1 冷卻水水量表Table 1 Cooling water dosage

（2）配置泡沫混合液用量

當油船發(fā)生火災時，消防泡沫滅火面積應為設計船型最大油艙面積。進行消防泡沫滅火的消防設施為消防泡沫炮和泡沫栓。消防泡沫混合液用量見表2：

表2 泡沫混合液用量表Table 2 Foam mixture dosage

采用固定式滅火方式的油品碼頭，泡沫炮的射程要達到保護油船的油艙范圍。配置泡沫炮射程應為 115 m（泡沫炮的射程應按產(chǎn)品射程指標值的90%計算），根據(jù)泡沫炮射程復核泡沫混合液用量，應采用720 m3/h的泡沫炮進行保護，消防泡沫混合液用量為720 m3/h。泡沫配比用水量（采用3%水成膜泡沫）為466 m3。

（3）隔離水幕系統(tǒng)用水量

甲類油品的一級碼頭，要在輸油臂前沿設置水幕，[1]設置范圍應為輸油臂前的兩端各延伸5 m。消防水幕用水量見表3：

表3 消防水幕水量表Table 3 Fire water curtain water dosage

（4）室外消火栓用水量

依據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974-2014，油品碼頭的室外消火栓設計流量為162 m3/h，火災延續(xù)時間為6 h，室外消火栓設計用水量為972 m3。

綜上所述，30萬t級油品碼頭消防用水流量為2646 m3/h，消防用水總量為10 402 m3。

2.3.2碼頭消防給水加壓泵站

在陸域新建消防給水加壓泵站，供給碼頭消防用水。采用[2]穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。因為是引橋式油品碼頭，可采用單線供水。[3]從泵站接出一條DN600的消防給水母線，供給碼頭消防用水。消防給水加壓泵站主要設備詳見表4：

表4 消防給水加壓泵站主要設備一覽表Table 4 List of main equipments of fire water pressurized pump station

（1）消防水源

采用2個10 000 m3消防水儲罐儲水作為消防水源。根據(jù)遼共通{2011}19號：消防水罐儲水容積，達到兩倍以上設計用量。

（2）消防供水主泵配置和技術(shù)參數(shù)的確定

消防供水主泵的配置選擇3電3柴，3臺電動泵作為主泵，3臺柴油泵作為備用。選擇電動泵為主是考慮操作方便，選擇柴油泵作為備用是考慮出現(xiàn)意外情況導致全部電源中斷時使用。

（3）消防安全泄壓系統(tǒng)

消防供水系統(tǒng)設有防超壓措施，消防安全泄壓管道管徑的選擇應根據(jù)消防安全泄壓閥開啟時的壓力所對應的消防供水主泵的流量來確定管徑大小，應小于消防水泵出水管道管徑。

（4）消防水回流系統(tǒng)

為滿足消防水泵巡檢要求，消防水泵出水管道母線上應設置消防水回流線至消防水罐。

2.4 碼頭泡沫供給系統(tǒng)

碼頭泡沫混合液設計用量為900 m3/h，采用平衡壓力式泡沫供給系統(tǒng)(表5)。

表5 泡沫站主要設備一覽表Table 5 List of main equipments of foam station

2.5 碼頭消防炮設計

2.5.1 消防水炮設置

本次設計在30萬t級原油碼頭平臺和靠船墩布置4座炮塔（炮塔高度25 m,每座炮塔兩層平臺，分設泡沫炮和水炮），每座炮塔上設置 1門 200 L/s的消防遙控水炮，消防時保證每2門消防遙控水炮共同對著火油艙進行滅火。

2.5.2 泡沫炮設置

本次設計在30萬t級原油碼頭平臺和靠船墩布置4座炮塔（炮塔高度25 m,每座炮塔兩層平臺，分設泡沫炮和水炮），每座炮塔上設置 1門 200 L/s的泡沫炮，保證每1門泡沫炮對著火油艙進行滅火。

2.6 碼頭消防水幕系統(tǒng)

本次設計在30萬t級原油碼頭4臺輸油臂兩端各延伸5 m設置消防水幕系統(tǒng)。

3 設計要點

3.1 消防炮選型

采用固定式滅火方式的油品碼頭，消防水炮和泡沫炮的選型按規(guī)范計算后，要根據(jù)消防炮射程復核消防用水量和泡沫混合液量。消防水炮的射程要達到保護油船的全船范圍。泡沫炮的射程要達到保護油船的油艙范圍。復核射程后，最終確定消防水炮和泡沫炮的選型。

3.2 消防炮塔高度確定

消防炮塔高度H ＞ H1+H2-H3

碼頭平臺附近海平面最高水位H1；

設計船型空載時船甲板至海平面最高水位高度H2；

靠船墩頂高程（炮塔安裝所在平面高程）H3；

3.3 引橋式油品碼頭消防單線供水

依據(jù)《裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范》，[1]引橋式油品碼頭消防供水母線可以采用消防單線供水。

4 存在的問題及對策

碼頭消防有關(guān)冷卻水量和泡沫液用量的設計計算存在困難。原因是《裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范》規(guī)定：油船的冷卻范圍為F=3L1B–fmax。式中：F為冷卻范圍；B為最大船寬；L1為最大艙的縱向長度；fmax為最大艙面積。同時，泡沫消防滅火面積為設計船型最大油艙面積。上述參數(shù)，最大艙縱向長度、寬度和最大艙面積在規(guī)范中無法查找設計參數(shù)，設計人員在消防計算時會存在問題。下述內(nèi)容為問題解決方法。

4.1 油艙長度

[4]MARPOL（防止船舶污染國際公約）要求每一油艙的長度應不大于10 m或按表6的數(shù)值，兩數(shù)取其大值。

[5]表6 油艙的許用長度Table 6 The allowable length of the oil cabin

4.2 油船消防設計參數(shù)確定（表7）

表7 油船消防設計參數(shù)表Table 7 Oil tanker fire design parameter list

4.2.1 邊艙寬度bi

按MARPOL（防止船舶污染國際公約）規(guī)則規(guī)定，邊艙bi=0.5+DW/20000或2 (取兩者中較小值)。

4.2.2 最大艙縱向長度L1

按縱艙壁數(shù)為 3，bi＜0.2B的條件計算油艙長度：

4.2.3 最大艙寬B1

為船型寬減去兩邊艙的寬度后的一半：

4.2.4 最大艙面積fmax

4.2.5 消防冷卻面積F

［1］袁長澄，郭舜豐，陳為玲．裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范[M]．北京∶人民交通出版社, 1999．

［2］樊少明．化工企業(yè)廠區(qū)消防給水系統(tǒng)探究[J]．當代化工, 2014,43(12).

［3］劉慧芳，趙傳芳．大連30萬噸油碼頭工程給排水及消防設計[J].水運工程,2005(1)∶13-15．

［4］ 陳可越．船舶設計使用手冊[M]．北京∶ 中國交通科技出版社, 2007．

［5］高永福．油碼頭消防冷卻水量的計算方法——對《裝卸油品碼頭防火設計規(guī)范》內(nèi)容的探討[J]．水運工程, 2002 (5)∶56-62．

Fire Protection Design of 300 kt Level Oil Terminal

WANG Wei,HOU Xiao-ling

（CNPC Northeast Refining＆Chenmical Engineering Co., Ltd., Liaoning Dalian 116085，China）

TE 88

A

1671-0460（2017）09-1848-04

2017-07-17

王威，男，遼寧省大連市人，工程師，2003畢業(yè)于西安市長安大學，研究方向：消防和給排水設計工作。E-mail：wangwei-dl@cpecc.com.cn。

侯曉玲，女，遼寧省大連市人，工程師，2008年畢業(yè)于遼寧石油化工大學，研究方向：消防和給排水設計工作。E-mail：houxiaoling-dl@cpecc.com.cn。