海上油田陸岸終端消防系統(tǒng)能力校核

胡徐彥 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

為使某海上油田陸岸終端外輸含水達(dá)標(biāo)和系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，滿足銷售計(jì)量之要求，在正常生產(chǎn)和檢修時(shí)，外輸油中含水要滿足達(dá)標(biāo)要求，并滿足原油儲(chǔ)備和事故時(shí)原油儲(chǔ)存的要求。需對(duì)原油儲(chǔ)罐區(qū)進(jìn)行改擴(kuò)建，并對(duì)已建海水消防站進(jìn)行遷建設(shè)計(jì)。其主要的工程設(shè)計(jì)包括：新建2座5 000m3原油儲(chǔ)罐后需增設(shè)消防設(shè)施，原有消防管網(wǎng)需進(jìn)行改建；該陸岸終端南圍墻外海水消防站搬遷后室外消防需重新設(shè)計(jì)。原有罐區(qū)擴(kuò)建后，從該陸岸終端到某區(qū)1#注水站和2#注水站的2條注水管線需改線。新建的這2座5 000m3原油儲(chǔ)罐分別位于千方罐區(qū)和萬方罐區(qū)。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50183—2004）》，原油儲(chǔ)罐區(qū)消防用水量即為撲救儲(chǔ)罐區(qū)最大一次火災(zāi)滅火用水量和消防冷卻用水量之和。罐區(qū)擴(kuò)建后，該陸岸終端罐區(qū)原油總儲(chǔ)存能力為4.4×104m3，根據(jù)規(guī)范中第3.2.2條對(duì)廠、站、庫分級(jí)之規(guī)定，該陸岸終端屬于二級(jí)站。原陸岸終端原油罐區(qū)最大一次滅火用水量以萬方罐區(qū)為主，本文對(duì)萬方罐區(qū)中消防用水量最大的儲(chǔ)罐進(jìn)行核算。經(jīng)計(jì)算，該陸岸終端原有罐區(qū)擴(kuò)建后，原有消防系統(tǒng)消防能力能夠滿足使用之要求。

1 按10 000m3油罐計(jì)算

（1）泡沫滅火用水量。10 000m3油罐為外浮頂儲(chǔ)罐，固定式液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)行《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50151—2010）》4.3.2條，油罐滅火泡沫混合液供給強(qiáng)度為q=12.5 L/min·m2，連續(xù)供給時(shí)間30 min。油罐保護(hù)面積：10 000m3油罐直徑28.5m，高15.83m。泡沫堰板與罐壁間距設(shè)為1.0m，則油罐的保護(hù)面積為86.36m2。泡沫混合液流量：Q泡=64.8m3/h。泡沫產(chǎn)生器數(shù)量及型號(hào)：目前，10 000m3油罐上已有4個(gè)PC8型泡沫產(chǎn)生器（泡沫混合液流量為8 L/s）。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，PC8產(chǎn)生器的最大保護(hù)周長為24m（堰板高度0.9m），則4個(gè)泡沫產(chǎn)生器的保護(hù)周長為96m，大于罐周長（89.54m），滿足規(guī)范要求。輔助泡沫槍數(shù)量及連續(xù)供給時(shí)間：根據(jù)規(guī)范，按10 000m3儲(chǔ)罐直徑28.5m考慮，需配備撲滅液體流散火災(zāi)PQ8型泡沫槍2支，單支流量8 L/s，連續(xù)供給時(shí)間為20min。泡沫混合液設(shè)計(jì)總流量：Q總=48 L/s。計(jì)算一次滅火泡沫混合液設(shè)計(jì)總量：泡沫液連續(xù)供給時(shí)間30 min，泡沫槍供給時(shí)間20 min。泡沫混合液量V混=118.25m3；泡沫液儲(chǔ)備量 V泡=7.10 m3。泡沫滅火用水量 V水=V混-V泡=111.15m3。

（2）消防冷卻用水量。10 000m3油罐采用半固定式消防冷卻水系統(tǒng)。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB 50183—2004）》，10 000m3油罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，著火罐冷卻水供給范圍為罐周全長，供給強(qiáng)度為0.6 L/s·m（采用?19mm水槍）。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB 50183—2004）》中8.4.6條第2項(xiàng)，著火的浮頂罐應(yīng)冷卻，其相鄰罐可不冷卻。消防冷卻水連續(xù)供水時(shí)間設(shè)計(jì)為4 h。已知10 000m3油罐周長L=89.49m，經(jīng)計(jì)算：冷卻水流量Q冷=193.30m3/h；冷卻水用量V冷=773.2m3。

（3）萬方罐區(qū)總的消防用水量。V總=V冷+V水=884.35m3。

（4）萬方罐區(qū)消火栓設(shè)置數(shù)量。N萬=Q冷/3.6/15≈3.5（個(gè)），取N萬=4（個(gè)）。

2 按5 000m3油罐計(jì)算

（1）泡沫滅火用水量。5 000m3油罐為固定頂儲(chǔ)罐，固定式液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)行《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50151—2010）》第4.2.2.1條，油罐滅火泡沫混合液供給強(qiáng)度為q=5 L/min·m2，連續(xù)供給時(shí)間45min。油罐保護(hù)面積：5 000m3油罐直徑D1=23.7m，保護(hù)面積為其橫截面積S=440.93 m2。泡沫混合液流量：Q泡=132.3m3/h。泡沫產(chǎn)生器數(shù)量及型號(hào)：PC16（按現(xiàn)有5 000m3油罐所設(shè)置泡沫發(fā)生器16 L/s）型泡沫產(chǎn)生器數(shù)量N=36.74/16≈3個(gè)。輔助泡沫槍數(shù)量及連續(xù)供給時(shí)間：根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50151—2010）》第4.1.4條，按5 000m3儲(chǔ)罐直徑為23.7m考慮，撲滅液體流散火災(zāi)PQ8型泡沫槍2支，單支流量8 L/s，連續(xù)供給時(shí)間20min。泡沫混合液設(shè)計(jì)總流量：Q總=64 L/s。計(jì)算一次滅火泡沫混合液設(shè)計(jì)總量：泡沫連續(xù)供給時(shí)間45min，泡沫槍供給時(shí)間20min；泡沫混合液量V混=191.25m3；泡沫液儲(chǔ)備量V泡=191.25×6%=11.48m3。泡沫滅火用水量V水=V混-V泡=179.77m3。

（2）消防冷卻用水量。5 000m3油罐采用半固定式消防冷卻水系統(tǒng)。根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB 50183—2004）》，5 000m3（直徑23.7m）油罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，著火罐冷卻水供給范圍為罐周全長，供給強(qiáng)度為0.8L/s·m（采用?19mm水槍），相鄰罐(保溫)冷卻水供給范圍為罐周半長，供給強(qiáng)度為0.2 L/s·m。消防冷卻水連續(xù)供水時(shí)間設(shè)計(jì)為6 h。已知10 000m3油罐直徑為28.5m，周長L=89.49m，5 000m3油罐直徑為23.7m，周長L=74.42 m，經(jīng)計(jì)算：冷卻水流量Q冷=75.927 L/s=276.34m3/h；冷卻水用量V冷=1768.89m3。

（3）5 000 m3罐區(qū)總的消防用水量。V總=V冷+V水=1 948.66m3。由計(jì)算比較得，5 000m3罐區(qū)消防總用水量為1 948.66m3。

3 消防能力校核

（1）消防水源能力核算。由上述計(jì)算得，該陸岸終端萬方罐區(qū)一次滅火總用水量為1 948.66m3，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間6 h。其中消防冷卻水量為1 768.89m3，泡沫滅火用水量為179.77m3?，F(xiàn)有的兩座500m3消防水罐，進(jìn)出口液位差為7m，實(shí)際最大存儲(chǔ)量874.43m3。水罐補(bǔ)水經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)與生產(chǎn)單位共同實(shí)測(cè)，每小時(shí)補(bǔ)水量193m3，則在6 h的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)，總補(bǔ)充水量為1 158m3。稠聯(lián)實(shí)際的一次滅火供給水量為2 033m3＞1 948.66m3。

（2）泡沫消防泵能力核算。撲救萬方罐區(qū)最大一次火災(zāi)時(shí)，其泡沫混合液設(shè)計(jì)總流量為64 L/s（230.4 m3/h）。泡沫消防泵共3臺(tái)，參數(shù)為Q=164.4m3/h，H=90.8m，N=75 kW，2用1備，一次滅火泡沫混合液供給量328.8m3/h＞230.4m3/h。

（3）清水消防泵能力核算?，F(xiàn)行《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50183—2004）》規(guī)定著火油罐冷卻水供給強(qiáng)度為0.8 L/s·m。撲救萬方罐區(qū)最大一次火災(zāi)時(shí)，其冷卻水量為76 L/s（273.6m3/h）。另外，原油儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置了PSD40型消防水炮，撲救初期火災(zāi)時(shí)，需使用3門消防水炮，水炮額定流量40 L/s（144m3/h），則冷卻水量為120L/s（432m3/h）。目前已有的2臺(tái)消防水泵型號(hào)為XBD8/110—200SLW （Q=437.7m3/h， H=86m，N=132 kW）（1用1備），可滿足使用要求。

綜上所述，該陸岸終端原有罐區(qū)擴(kuò)建后，原有消防系統(tǒng)消防能力能夠滿足使用要求。

4 結(jié)語

（1）某海上油田陸岸終端原油儲(chǔ)罐改擴(kuò)建工程具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：將原有罐區(qū)防火堤外已有消防冷卻水管線和泡沫消防管線拆除，并在新建防火堤外重新敷設(shè)；每座5 000m3油罐罐頂設(shè)PC16型泡沫產(chǎn)生器3套，共6套；罐區(qū)周圍新增室外地上消火栓3套，消防水炮3套，泡沫栓3套；將該陸岸終端至某區(qū)1#注水站和2#注水站的注水管線進(jìn)行改線。經(jīng)計(jì)算，該陸岸終端原有罐區(qū)擴(kuò)建后，原有消防系統(tǒng)其消防能力能夠滿足使用要求。

（2）管材選擇情況。消防管線采用鋼管，管徑≤DN150 mm采用普通焊接鋼管（GB/T 3091—2001）；管徑≥DN150 mm采用螺旋縫焊接鋼管（SY/T5037—2000）。埋地部分管外壁做瀝青加強(qiáng)級(jí)防腐，地上部分管外壁刷樟丹及綠色調(diào)和漆各二道；注水管線采用玻璃鋼管，管線規(guī)格為DN100mm，設(shè)計(jì)壓力16MPa。

（3）海水消防站內(nèi)有4座40m3海水高架罐，2臺(tái)海水提升泵。站內(nèi)值班室及庫房建筑體積約為500m3，其室外消防用水量為10 L/s，火災(zāi)持續(xù)時(shí)間為2 h，最大一次火災(zāi)用水量為72m3。站內(nèi)共設(shè)置1具室外地上式消火栓，消火栓供水由陸岸終端內(nèi)消防系統(tǒng)供給。海水消防站火災(zāi)類型屬于A類輕危險(xiǎn)級(jí)，站內(nèi)配手提式MF/ABC5磷酸銨鹽干粉滅火器8具，推車式MFT/ABC35磷酸銨鹽干粉滅火器2具。