天然气处理厂消防系统设计

【摘要】天然气属于易燃易爆气体，消防系统的设计对于天然气处理厂来说必然是首要问题，消防系统的设计要充分做到灵活性与可靠性，以便在发生危险时能迅速作出解决方案，本文即围绕天然气消防系统的设计问题，从消防给水装置、消防给水水源、消防给水防冻及消防总体设计等方面作出一定的分析，以期为处理厂的能源安全问题提供相应借鉴。

【关键词】天然气处理厂；消防系统；给水系统

天然气在人们生产、生活中的使用范围越来越广，目前我国的天然气处理厂的建设也越来越完善，能源安全问题也受到越来越多人的关注，因此，防火防爆成为天然气处理厂需要面对的首要问题，消防系统设计的完善与否是关系国家经济利益、人民生命安全、群众影响的重大问题，消防系统的建设涉及消防应急预案建设、消防给排水系统建设、火灾报警系统建设、防火防爆系统建设等方面，本文主要针对消防给水系统给出相应的设计建议，并做出消防系统建设的总体规划。

一、总体消防系统规划

对于天然气处理厂消防系统的规划要结合实际情况进行，其中应考虑的因素如生产工艺特点、周围环境条件、生产危险系数等级，从处理厂设计的每一个区域及细节上做好消防规划，具体规划应注意以下几点：

1、按消防要求规划区域

对生产区域要有一个合理的规划，像生产装置区、厂前区、仓储区都应该有明确区分，另外生活区与处理厂之间应间隔一定的距离，满足消防应急要求，有效控制火灾区域，以减少不必要的损失。对危险系数相同或相近的生产区域进行综合集中规划，尽量将这些区域进行集中，组成综合建筑，以便进行具体的消防管理。像食堂等易产生明火的生活区域不宜建设在处理厂内，在必须建设类似生活区域的情况下，也应该将其控制在安全距离内，尽量保持与生产或储存等易燃易爆区之间的距离，而且需考虑周围环境的风向问题。

按照GB50183《石油天然气工程设计防火规范》的要求严格规划建筑物单体防火間距，天然气装置区与建筑物区之间的防火间距[1]。按照《石油天然气工程总图设计规范》严格执行各天然气管线之间、天然气管线与各建筑物之间的敷设要求。

2、按消防要求完善设备建设

处理厂道路应建设成环形，根据各区域的分布状况，形成主道与干道相互衔接的有机整体。按照消防要求，各装置区域内的也应建设环形道路，厂内需设置安全应急通道，出入口的规划应以保证人员快速疏散为标准，厂内的绿化建设应种植含油量及含水量较小的皮草植物，且植物生长高度不得大于15cm[2]，保持四季常青状态的植物最为适宜。在处理厂倒班点内建设消防站，以保证遇到火灾时能及时及时出警。另外，在储罐区应建设环形的消防管网，其接入应从处理厂消防管线与泡沫混合液管线两处进行，并在管网上设置消火栓，由于消防堤与环形消防管线间的距离较小，人工开关阀门比较危险，因此最好将阀门的操作设计成远程操控，以保证人身安全。

二、消防给水系统建设

消防给水系统设计是整个消防设计的关键，在火灾发生时，进行救援的主要措施就是以水灭火，因此，本文着重分析了消防给水系统的设计建设。

1、消防给水系统及装置

消防给水系统一般分为低压、临时高压（包含稳高压）、低压三种给水系统，根据有相关技术规范规定，应根据火灾形势、建筑物的重要程度、水源条件、火灾发生频率等多种实际因素选择消防系统，由此结合天然气处理厂的各种因素应选择稳高压消防给水系统，其中给水水压应在0.6MPa（g）以上，此消防系统中稳压泵在工作时会持续保持充水状态，并提供充足压力，使消防主泵能自动启动，能为消防灭火提供充足的水量及水压。

处理厂内部消防给水系统的组成部分主要包括消防水泵、储水罐、给水管线、稳压泵、消防水炮、灭火栓等，其中给水管道应采用环形设计，消防水炮应每隔五十米左右设置一个，截断阀的安置应以间隔五个以内的消防水炮为标准，室内与室外均应建设如此的消防栓，并保证室内与室外给水管线的连接。

油罐区的消防主要以冷却水系统为主，其构成部分主要包括消防水炮、灭火栓、冷却水管线、水雾喷头及喷淋环管等冷却水的管道亦采用环状设计，其消防水炮与截断阀的设置与厂内设置相同。

消防泵应设置两台，其中一台为备用泵，备用泵一般为柴油泵，主泵一般选择电动泵。稳压泵的额定流量应大于1L/s，以消防给水系统额定流量的1%-3%设计最为适宜，额定压力应在给水泵搅动压力的基础上增加0.07MPa较为适宜[3]。

2、消防给水水源及水量

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》的要求，消防给水系统的水质应满足灭火功能要求，其中室内的消防给水应以生活饮用水或城市杂用水的水质要求为标准，另外，消防给水水源应因地制宜，可就近利用水源，并保证水源常年充足，例如河边的处理厂可就近利用河岸地下水，对地下水进行净化处理以达到消防水质要求。

消防水量的设计应从整体上着眼，以用水量最大的油罐区为标准设计消防水量，对于消防用水量的计算宜采用前苏联的计算规范，根据相关规定，定位3级站的天然气处理厂其消防用水量应为45L/s。

3、消防给水防寒防冻

对于冬季气温较低的地区来说，天然气护理厂室外消防系统的设置往往会遇到结冰问题，一旦发生结冰，消防系统即失去有效性，使整个处理厂的安全无从担保，为此，本文提出了相应的设计、防范措施。

首先，从防冻防寒的角度出发，对消防设备应进行合理的规划布置，像消防系统中起关键作用的机泵都应布置在室内，且在室内建设保暖设备及机械通风设备。

其次，消防储蓄罐因体型较大不宜设置在室内，因此应对设置在室外的储蓄罐采取保暖、保温措施，应在储蓄罐外增加保温层，保温层厚度应为60mm，其材料应以保温效果较好的酚醛泡沫板为宜，最外层以铝制的材料固定包裹。另外，应在储蓄罐内部设置伴热系统，其伴热方式应为电伴热，保证储蓄罐内水温，防止水结冰，储蓄罐的附属设施，像仪表、阀门等也应采取电伴热的保温措施。

再次，室外的消火炮应以其特殊的构造保持不结冰状态，亦不需要相应的保温井室保护，此种消火炮以低温钢为主要材料，其类型为地面式工业消火炮，其栓口布置于地面之上，消火栓内部安装自动排放余水的系统，排水阀则宜设计在冰冻线以下200mm处，在消火栓工作之后，其阀门关闭，由阀门及栓内的剩余水形成一定的静水水压，此静水压使消防栓内设置的控制弹簧自动将排水阀门打开，从而实现余水的自动排放，这样就保证栓内无剩余水，即保证了消火栓不会因结冰而耽误消防救援。

结 语

以上建议与设计均由实践证明，能有效完善天然气处理厂的消防系统，笔者主要侧重消防给水系统的建设，处理厂的消防设计还应从其他方面做出更多的考虑。

参考文献

[1]赵华田，邓烨. 天然气处理厂建筑防火设计要点[J].天然气与石油，2011，02：70-74.

[2]陈宗宇，候山，刘宇坤，梁坤，化艺颖. 天然气处理厂安全防火防爆系统的应用分析[J].科技创新与应用，2014，30：70-71.

[3]刘晋萍，朱华荣. 大型油气处理厂消防系统的设计[J].天然气与石油，2009，03：42-48.

作者简介：袁宗睿 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 主要从事给排水及消防设计工作 四川省成都市610041