关于化工厂消防水收集池的设计研究与探讨

孙继广

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

1 设置事故池的必要性

根据安监危化 [2006]10号文内容如下：2015年，某公司双苯厂胺二车间操作人员违反操作规程，发生爆炸事故，造成8人死亡。事故发生后，由于对生产安全事故引发环境污染事件的严重性认识不足，而且没有事故状态下阻止含有大量苯、硝基苯等物料的“清净下水”进入松花江的设施和要求，也没有严格执行环境保护应急预案有关防止污染的规定，致使事故现场地面水进入“清净下水”排水系统，流入松花江，造成松花江水体严重污染。部分进入俄罗斯流域，对国际声誉产生了不良影响；2006年，某有限公司六氯车间一反应釜发生爆炸事故，造成2人死亡。事故发生后，该公司利用已有的雨水回收系统和废水预处理池，收集了事故污水，经预处理后送入污水处理厂，没有造成环境次生污染。两起事故都造成了人员伤亡和经济损失，但两个公司在事故状态对环境影响的不同结果表明，必备的防污设施和措施对防范危险化学品事故引发环境污染事件至关重要[1]。

2 设置事故池的基本原则

中国石化建标[2006]43号文件第2条明确规定：“石化企业必须具备水体污染防控紧急措施”主要是为防范和控制石化企业发生事故时或者事故处理过程中产生的物料泄露和污水对周边水体环境的污染和危害，降低环境风险。

3 我国石油化工厂事故水收集现状及方法

目前我国在2006年后建设的企业都设置了事故池。在2006年以前的石化企业也大部分增设了事故池。但是根据各地气候和降雨的不同，有的地方采用地下管网收集事故水，有的是采用明沟排水收集事故水。无论采取何种收集方法，都必须保证事故水收集的可靠性，地下管网和管沟都不得渗漏，不得散排。必须有组织收集和有组织排放。根据化工厂多年的设计经验和化工消防水流的特点：不特定性和无组织排放性，我们在设计时均应该考虑，消防废水应该是在室内外消防时排放至厂区内的雨水收集口，通过雨水口有组织地排放到雨水管网的末端，同时应兼顾考虑正常下雨时雨水的排放。因此，在雨水管网的设计过程中一定考虑末端设置阀门切换装置即正常下雨时，雨水管网收集洁净雨水，洁净雨水通过管网重力流进入市政雨水管网；着火时，由于消防水的进入，导致雨水管网内流入污染的消防事故水，这时就应该关闭外排雨水阀门，打开事故池进水阀门，使消防水全部进入事故池。且该切断措施应该迅速及时，因此，在设计是应该考虑与消防火灾连锁切断阀门，应设计自动切换且有联动功能的电动（电磁）阀。

4 事故池与事故存液池的定义和不同之处

安监危化[2006]10号文明确规定事故池是能够储存事故排水的储存措施，消防排水就是事故状态下的排水，即表明消防水收集池可以定义为“事故池”但文件中有规定“事故存液池”指设置于罐区附近的用于收集泄露物料的设施。明确规定指是泄露化工厂物料的设施。《石油化工企业设计防火规范》第6.2.18条明确规定事故存液池的设置要求及应符和一定条件规定。

5 事故池的内容及计算方法

事故排水的储存设施包括事故池、事故罐、防火堤内或围堰内区域等。中国石化建标[2006]43号文《水污染防控紧急措施设计导则》中明确事故储存设施总有效容积计算方法如下。

5.1 计算公式

事故储存设施总有效容积

注：（V1+V2-V3）max是指对收集系统范围内不同罐组或装置分别计算V1+V2-V3，取其中最大值。

V1——收集系统范围内发生事故的一个罐组或一套装置的一台反应器或者中间罐的最大物料量；

V2——发生事故的储罐或装置的消防水量，m3；

Q消——发生事故同时使用的消防设施给水流量，m3/h；

t消——消防设施对应的设计消防历时，h；

V3——发生事故时可以转输到其他储存或处理设施的物料量，m3；

V4——发生事故时仍必须进入该收集系统的生产废水量，m3；

V5——发生事故时可能进入该收集系统的降雨量，m3；

q——降雨强度，mm；按平均日降雨量；q=qa/n

qa——年平均降雨量，mm；

n——年平均降雨日数；

F——必须进入事故废水收集系统的雨水汇水面积，ha；

5.2 计算时应注意的几点体会

5.1.1 罐区防火堤可以作为事故排水储存有效容积

5.1.2 排至事故池的排水管道或排水沟可以按照满流自流的最高液位以下的容积计算有效容积，即事故排水管道的最高液位可以作为事故池的最高有效液位。

5.1.3 事故状态的排水若采取有效的措施可以考虑未受污染的排水（包括雨水和消防水）不宜进入事故池，以免造成投资加大等不必要的浪费。

5.1.4 事故池非事故状态下，可以占用，但占有有效容积不得超过1/3，并设计在事故时可以紧急排空的措施。因此，在此种条件下，排空的水泵应该设计与消防火灾报警联动系统排空或者设置紧急排空的其他技术措施，同时用电设备的电源应满足现行国家标准《供配电系统设计规范》中所规定的一级负荷供电要求。

5.1.5 发生事故时可能进入该收集系统的降雨量

q——降雨强度，mm；按平均日降雨量；

qa——年平均降雨量，mm；

n——年平均降雨日数。

式中强调使用年平均降雨量除以年平均降雨日数作为污染雨水进入事故池的水量，而不是发生事故时的全部降雨量，已经考虑到降雨的统计学原理，还有降低企业投资方面的原因，用平均天数代替了发生事故时2～3h的降雨量，此概念在计算时一定要充分理解。

5.1.6 要根据事故时产生的不同环境危害物质，制定合理的后续处理措施，以达到发生事故时不污染周围环境的目的。

6 结论

6.1 在化工厂的设计过程中一定要考虑事故池。

6.2 在化工厂罐区或者装置周围应设置事故存液池，以保证化工物料泄露事故时迅速及时收集，不污染环境。

6.3 在进行事故池计算时，一定要考虑事故罐、防火堤或者围堰内区域储存事故水的流量。

6.4 在应用计算公式时，计算事故雨水的流量一定按照公式平均值的概念，而不是按照暴雨强度计算公式的降雨历时进行计算。