某燃机电厂气化车间消防系统设计

邱亭

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

某燃机电厂气化车间消防系统设计

邱亭

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

本文主要论述了某燃机电厂气化车间消防系统的设计。

燃机电厂；LNG气化车间；排水系统；消防系统

某LNG气化车间项目是某燃机电厂天然气热电冷联产项目组成部分，通过接收外运进厂LNG，经气化后向燃气轮机供气。气化车间气化能力为432万Nm3/d，发电设备年利用小时数5500 小时，储存能力按1.2天用气量，设1座储罐，容积为10000m3。

LNG储罐主要技术参数如下：

单容罐（双金属壁）；容积：10000m3；内罐：外形尺寸：Φ25000 ×23000mm；材料：不锈钢；外罐：外形尺寸Φ27000×31800mm；材料：16MnR。

1 液化天然气火灾事故的特性

液化天然气主要组分为甲烷，火灾危险性为甲类。液化天然气卸船、储存、输送及气化过程中产生的火灾爆炸事故主要包括：

（1）LNG大量泄漏到地面或水面上形成液池后，被点燃产生的池火灾；

（2）LNG储罐、管线内LNG泄漏时被点燃产生的喷射火灾；

（3）LNG泄漏后形成的LNG蒸气云被点燃产生的闪火。

根据液化天然气火灾事故的特性，考虑设置包括消防给水系统、高倍数泡沫灭火系统、干粉灭火系统、固定式气体灭火系统、水喷雾系统、灭火器等消防设施。

2 消防给水系统

2.1 消防用水量

根据《石油天然气工程设计防火规范》，厂区着火点按同一时间火灾次数1次考虑。同时考虑200m3/h富裕水量，确定最大消防水最大用量为1030m3/h，火灾延续时间为6h，一次灭火所需消防总水量为6180m3。

LNG气化车间消防给水系统与电厂消防给水系统统一考虑，燃机电厂在厂区内设1个容积为6000m3的消防水池，同时利用一台机组的冷却塔水池作为消防水源（容积为4000m3），可满足消防用水需求。

2.2 消防给水系统设计

LNG气化车间消防给水系统为电厂室外消防给水系统的一部分，其中消防水池与消防泵房与与电厂共用，从电厂室外消防给水环状管网不同接点接入两路消防给水管（管径DN400）。

电厂消防给水系统设计成独立的消防给水系统，整个消防给水系统分别由水池、消防泵组、消防管网、消防栓及消防炮，储罐区罐体水喷雾系统、高倍泡沫灭火系统及相应的系统管网、阀门等组成，以满足生产装置、辅助生产装置以及其它建构筑物的室内和室外消防需要。

消防给水系统日常消防管网稳压采用稳压泵+稳压罐将消防管网压力位置在0.90Mpa，消防状态下启动消防泵，管网压力维持在1.0Mpa。

2.2.1 储罐区罐体水喷雾系统

水喷雾系统由系统管网、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成。

该系统设计强度参考《石油化工企业设计防火规范》第8.10.6条，全冷冻式液化烃储罐的固定消防冷却供水系统的设置第一条：罐壁冷却水供给强度不小于2.5L/min.m2，邻近罐冷却面积按半个罐壁考虑，罐顶冷却水强度不小于4L/min.m2。

该系统采用自动控制，同时具有遥控和就地控制的功能。易熔的塑料管感温探测器探测到火灾信号后，传输号至火灾报警控制盘，通过火灾报警控制盘的联锁控制信号启动雨淋阀，从而开启水喷雾系统。

2.2.2 室外消火栓及消防炮给水系统

LNG储罐区、工艺装置区、装车区、办公管理区、辅助生产区配置一定数量的消火栓，室外消火栓设在站区室外环状消防给水管网上，室外消火栓间距不大于60米。LNG储罐区和工艺装置区设置固定消防炮。

2.2.3 消防排水

储罐区内防液堤内可利用容积为4084×（2.6+1.9）= 18378m3，大于一次火灾消防用水量（6180m3）与LNG总储量（10000m3）体积之和，能保证火灾情况下消防水及LNG不外溢，故不需另设消防事故水池。发生火灾时的消防废水，经沉淀后排入市政污水管网。

2.2.4 主要建构筑物及设备

消防泵房一座（与电厂合用）；

消防水池一座（与电厂合用，V=6000m3）；

柴油机驱动消防泵1台，流量1080m3/h，扬程1.0Mpa，功率N=450kw；

电驱动消防泵2台，一用一备，单台流量540m3/h，扬程1.0Mpa，功率N=220kw；

消防稳压设施一套（带稳压罐），配稳压泵2台，1用1备，单台18m3/h，扬程1.05Mpa，功率N=7.5Kw；

储罐喷雾系统1套。

3 泡沫消防系统

在罐区以及各装置区LNG事故收集池设置固定式高倍数泡沫灭火系统，该系统由固定的泡沫产生装置、泡沫罐、压力式比例混合器、泡沫管网及高压消防水组成。

高倍数泡沫灭火系统的设置目的是控制泄漏到LNG收集池内的液化天然气的挥发。设计泡沫混合液供给强度不小于7.2L/min·m2，泡沫混合液供给时间不小于40min。泡沫原液选用3%的高倍数泡沫原液，选用发泡倍数为300～500的高倍数泡沫产生器。

高倍数泡沫灭火系统采用自动控制方式。每个LNG收集池设置至少3个低温探测器，当有2个低温探测器探测到有LNG泄漏到收集池后，或火焰探测器探测到火灾信号后，由火灾报警控制盘联锁控制启动雨淋阀，从而启动高倍数泡沫灭火系统，向收集池内喷射泡沫混合液。

4 固定式干粉灭火系统

在LNG储罐罐顶释放阀设置固定式干粉灭火系统，用于扑灭释放阀因天然气释放而导致的火灾。干粉灭火系统由干粉罐、氮气钢瓶组、干粉炮、干粉软管卷盘、喷头及相应的控制阀门和仪表组成。

5 灭火器设置

气化车间火灾类型主要为A类、C类火灾和E类带电火灾。根据火灾类型灭火器主要选择干粉灭火器，灭火器根据各工况灭火类别分设在不同的场所。

在装卸区、LNG罐区、生产工艺装置区、辅助生产区和各建筑物内配置干粉、二氧化碳等手提式及推车式灭火器，以利于扑灭初起火灾。

6 火灾报警设施

在控制室内设置1套火警控制主盘，以显示危险区的位置。火警盘上的信号由设在各个危险点或防火分区的可燃气体探测器、感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮等自动或手动报警设施送达。一旦发现火险或其他危险情况，报警设施将及时发出报警信号，以引起操作人员高度注意，采取适时补救措施。

LNG储罐消防系统除需给排水专业设计人员在设计阶段尽量考虑完善周到外，同时需要与工艺、电气等相关专业协调，统一完善各专业相关消防设计。另国内LNG储罐设计相关规范有待进一步完善及补充，以更好指导设计及施工，为LNG在我国的快速快熟发展在安全上保驾护航。

［1］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.石油化工企业设计防火规范［M］.北京：中国计划出版社.2009.

［2］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.石油天然气工程设计防火规范［M］.北京：中国计划出版社.2004.

［3］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.室外排水设计规范 ［M］.北京：中国计划出版社.2014.

TM611.3

A

1003-5168（2015）11-121-02

邱亭（1984-），男，工程师，注册设备工程师，本科，研究方向：给排水、固废及消防系统设计。