液化天然气（LNG）接收站高倍数泡沫灭火系统安装测试及试运行的控制要点

周怀发

中国石化青岛液化天然气有限责任公司（山东 青岛 266000）

为控制液化天然气泄漏后的挥发，减少和防止蒸汽云形成，LNG 接收站根据工艺及安全需要，会在工艺区、储罐区、槽车区、码头区等区域设置应用高倍数泡沫灭火系统的事故集液池。近年来，国内某些企业在高倍数泡沫灭火系统的研发方面也取得了一些突破[1-3]。目前，国内对高倍数泡沫灭火系统的研究主要集中在技术性能介绍，而缺乏实际应用经验。由此，在总结高倍数泡沫灭火系统的结构特点、工作原理的基础上，以某接收站高倍数泡沫灭火系统为例，分析总结试车过程中出现的问题，对高倍数泡沫灭火系统选型、出厂验收以及测试给出了合理化建议。

1 高倍数泡沫灭火系统结构特点

高倍数泡沫灭火系统分为高倍数泡沫混合装置（图1）、高倍数泡沫产生器（图2）两部分[4-7]。

图1 高倍数泡沫混合装置

图2 高倍数泡沫产生器

1.1 高倍数泡沫混合装置

高倍数泡沫混合装置主要包括管线式比例混合器、泡沫储罐、水力控制阀、磁浮子液位计、压力变送器、止回阀、球阀、电伴热装置、控制箱、压力表、撬块、篮式过滤器等。其中，管线式比例混合器、水力控制阀、过滤器、泡沫储罐、进水管线均采用外部加保冷。各项装置均通过各个管托依托在撬块上。

1.2 高倍数泡沫产生器

高倍数泡沫产生器包括金属壳体、产生器发泡网、产生器导泡筒、驱动水轮机、喷头、叶轮等。泡沫产生器均安装在事故集液池附近。考虑到风向等影响，一个集液池一般安装一对高倍数泡沫发生器，两个发生器对立安装。

2 高倍数泡沫灭火系统工作原理

消防泵的压力水供水管道进入比例混合器时，形成负压区，可将储液罐里的泡沫液吸入比例混合器，按比例形成混合液，在泡沫混合液供给压力的作用下驱动高倍数产生器水轮带动叶轮旋转，混合液经过喷头把泡沫混合液以雾幕状形式喷出，利用喷头喷射的后座力使喷头连接的集水管受力后自动旋转，使喷头喷出的混合液更均匀，使得叶轮的风量达到最大功效，叶轮旋转产生的风量以一定的速度将喷头喷出的泡沫混合液吹向发泡网，在发泡网的内表面形成一层薄膜，再由风将附在发泡网上的混合液吹胀成大量的气泡，持续形成高倍数泡沫，淹没或覆盖液化天然气的表面，通过冷却和窒息灭火[8-10]。

3 高倍数泡沫灭火系统安装测试运行中的控制要点

高倍数泡沫灭火系统虽然经过出厂前测试，但系统各个装置均需现场安装配管，必须通过试运行才能发现问题并得以解决，在高倍数泡沫灭火系统安装及测试试运行期间需要注意以下问题[11-13]。

3.1 安装过程控制要点

1）高倍数泡沫混合装置安装时，四周距离其他建筑物应至少1.5 m 的间距，顶部至少预留0.8 m 的空间，以便于操作和检修。安装时，先把储液罐放在混凝土基础上，校平后用递交螺栓固定。安装好储液罐后再连接进出管路。储罐上应设置铭牌，并应标识泡沫液种类、型号、出厂日期和灌装日期、有效期及储量等内容。

2）泡沫产生器应整体安装，不得拆卸，应采用发泡倍数为300~500的水力驱动性高倍数泡沫产生器。比例混合装置的进水管道应安装压力表，且其安装位置应便于观测。泡沫产生器前应设置管道过滤器、压力表和手动阀门。泡沫产生器安装高度应在泡沫淹没深度以上，泡沫产生器的进气端0.3 m范围内不应有遮挡物。发泡网应为奥氏体不锈钢材料，距离集液池的水平距离不应小于1 m，网前1 m内不应有影响泡沫喷放的障碍物。发生器出口应设置导泡筒，导泡筒的横截面面积宜为泡沫产生器出口横截面面积的1.05～1.10 倍，且导泡筒出口断面距集液池设计液面不应小于20 cm。导泡筒上不得设置阻挡泡沫通过的闭合元件。

3）高倍数泡沫灭火系统泡沫液管道及其与管道过滤器的连接管道应采用奥氏体不锈钢管。系统干式水平管道最低点应设导淋阀，且管道坡度不宜小于3‰。湿式管道应采取防冻措施，泡沫液管道的冲洗及放空管道应设置在泡沫液管道的最低处。

4）LNG 接收站采用海水作为系统水源，必须选择适用于海水的泡沫液。泡沫液进场后，应由监理工程师组织取样留存并观察检查。检查泡沫液的自愿性认证或检验的有效证明文件、出厂合格证。

5）高倍数泡沫灭火系统所用的控制阀门应有明显的开关标志。泡沫液储罐、泡沫产生器、泡沫液管道、泡沫混合液管道、管道过滤器宜涂红色。给水管道宜涂绿色，管道较多，泡沫系统管道与工艺管道涂色有矛盾时，可涂相应的色带或色环。

3.2 测试验收控制要点

系统安装完毕后应进行一系列试验和功能性测试，进一步检验安装质量，确保高倍数泡沫灭火系统达到设计要求。

1）水压试验。管道充满水，缓慢提升水压，当压力升至试验压力后稳压10 min，管道无损坏、变形，压力降至设计压力后稳压30 min，压力不降、无渗漏为合格。试验应采用清水进行，试验时环境温度不应低于5℃，当环境温度低于5℃时，应采取防冻措施。试验压力应为设计压力的1.5倍。试验前应将泡沫产生装置、泡沫比例混合器隔离。

2）喷水试验。保护液化天然气（LNG）集液池的局部应用系统，进口工作压力应在标定的工作压力范围内，根据压力情况启停消防水泵。检查泡沫产生发泡网的喷头喷水状态是否正常。检查产生器的完整性和水轮机的转动灵活性，发现紧固件松动应及时紧固，转动部位加注润滑油脂，保证转动灵活，使产生器一直处于良好的使用状态。

3）保温性能测试。高倍数泡沫系统水管线、动作阀门及原液储罐一般均设置于集液池附近一定距离处，处于室外，因此其保温性能是一个重要指标。保温性能测试，需测试寒冷天气下，消防水管线、原液罐、泡沫管线内液体均无结冻，动作阀门可正常启动。

4）泡沫试验。喷水试验完毕，将水放空后方可进行喷泡沫试验，否则会影响发泡效果。采用自动灭火系统时，应以自动控制的方式对防护区进行喷泡沫试验，喷射泡沫试验的时间不宜小于30 s，实测泡沫供给速度及自接到火灾模拟信号至开始喷泡沫的时间应符合设计要求。高倍数发泡效果试验，覆盖集液池中泄漏的液化天然气最高点的厚度不应小于0.6 m。达到规定覆盖厚度的时间不应大于2 min。

5）启动方式测试。液化天然气集液池高倍数泡沫灭火系统应设置火灾自动报警系统，且同时具备手动和应急机械手动启动功能，部分厂家的泡沫液罐出液口设置了一个电磁阀，需确保其带有手打开功能。高倍数泡沫灭火系统的喷水试验应采用自动和手动启动方式各测试一次，系统流量、泡沫产生装置的工作压力、比例混合装置的工作压力、系统的响应时间应满足要求。

6）系统测试合格后，应用清水进行冲洗，除去水轮机中的残余泡沫混合液，减少泡沫混合液对零部件的腐蚀，清洗后放空、复原系统。对试验中的问题应及时处理，立即更换不合格的元器件，并应复原系统。在冬季或室外温度较低时，应在测试后及时将集液池内泡沫水抽空，避免集液池内水冻结。

3.3 测试验收常见问题及原因分析

1）泡沫系统断电情况下手动启动不能出泡沫液。原因主要有：①雨淋阀补水管线阀门状态不对，导致水压持续不能卸干净，雨淋阀无法正常启动。②机械手动条件下，泡沫液罐出液口电磁阀不能自动打开。应同时手动启动雨淋阀和该电磁阀，否则泡沫液无法出罐。针对该问题，测试前检查确认雨淋阀各阀门状态是否正常，会同厂家检查泡沫液罐出液口电磁阀是否具备手动开启功能。

2）泡沫系统电加热保温系统功能失效。原因主要有：①电伴热电源均独立于系统电源，电伴热电源未投入使用。②泡沫装置电伴热测温探头安装不规范，温度传感器不能测量到泡沫罐及管道的真实温度，导致电伴热不能按照设定温度启动或者达到设定温度后不停止加热。针对该问题，测试前确认电伴热电源接通情况，检查进水管线电伴热探头的位置，确保测温探头零距离贴近内壁，检查传热是否良好。

3）高倍泡沫联锁不触发。原因主要有：①启动逻辑错误，信号传输不正常。②系统状态未设置到手动状态上，该状态下只能就地启动。针对该问题，会同厂家检查设备自带PLC，同时现场确认电控柜状态。

4）高倍泡沫发泡效果不好。原因主要有：①水压不够，装置未在额定工作压力和流量范围内使用。②叶轮转动不灵活，导致风压过小。③泡沫液本身发泡性能不达标。针对该问题，要调节好水泵压力，提前对叶轮进行润滑，同厂家一道对泡沫液外观、标签等进行检查，确保泡沫液型号性能准确。

5）雨淋阀漏水。主要原因为雨淋阀各类管路接口较多，在运输安装过程中产生碰撞，导致密封性失效，产生各类泄漏。针对该问题，测试期间，高倍数泡沫系统管道及阀门腔体暂时不做外保温，待将所有泄漏阀门紧固后再做外保温。

6）高倍数泡沫罐冒烟。主要原因为高倍数泡沫液罐自带电伴热，当电伴热投入使用后，温控器出现故障或者厂家自带探头位置错动导致不能及时检测到泡沫罐的真实温度，进而使得电伴热持续加热，导致罐内泡沫液受热沸腾。针对该问题，检查厂家自带电伴热探针的位置是否正确，同时在投入使用期间加强巡查。由于泡沫液不耐受高温，因此应将变质的泡沫液排空并清理干净后重新充填。

4 结论

高倍数泡沫灭火系统作为LNG 接收站消防系统的重要组成部分，对于液化天然气火灾的抑制起到了重要作用。作为安全设施的一部分，应与工艺装置同时投入生产和使用。高倍数泡沫灭火系统在安装和测试过程中，应及时与高倍数泡沫灭火系统生产厂家进行沟通，详细了解系统的各类装置设计要求和现状。在试运行期间，极易发生功能失效、通讯故障等问题，也应联合厂家对装置进行跟踪调试，便于及时发现并解决问题，为液化天然气装置的平稳运行提供安全保障。