煤化工工程消防設計中存在的問題與建議

張廣欣

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化水平也不斷提升。煤化工行業(yè)是我國社會經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對于社會的發(fā)展有著較大的影響。但是煤化工工程本身存在較高的生產(chǎn)風險，一旦出現(xiàn)安全事故，必然會造成巨大的損失。完善的消防設計是防范風險的重要措施，目前已經(jīng)在國內(nèi)強制實施，因此對于煤化工工程消防設計的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要針對煤化工工程消防設計中存在的問題展開分析，并進一步提出改進措施，旨在確保煤化工工程的生產(chǎn)安全，減少意外事件的發(fā)生。

關鍵詞：煤化工工程；消防設計；優(yōu)化策略

煤化工行業(yè)主要是以煤為原料，經(jīng)過加工生產(chǎn)各種類型的化工產(chǎn)品。目前我國煤化工行業(yè)快速發(fā)展，煤化工生產(chǎn)過程中存在的火災防控風險也日益凸顯，國家安全監(jiān)管總局已將煤化工工藝列為重點監(jiān)管工藝［1］。為了預防安全事故的發(fā)生、降低事故造成的影響，除了加強管理與防范措施之外，更需重視消防設計。目前我國也出臺了如《建筑設計防火規(guī)范》（以下簡稱《建規(guī)》）、《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（以下簡稱《石化規(guī)》）、《煤化工工程設計防火標準》（以下簡稱《煤化規(guī)》）等國家標準，并適時對標準進行修訂。雖然《煤化工工程設計防火規(guī)范》的實施對設計、施工、審核驗收等有著質(zhì)變的影響，但仍存在標準適用邊界模糊，設計人員和地方專家對標準認知不一致，造成實際操作層面無法貫通操作等問題，限制了煤化工工程消防設計的發(fā)展［2］。本文主要就煤化工工程消防設計中存在的問題與建議展開探討。

一、煤化工工程消防設計中存在的問題

（一）火間距相關問題

由于煤化工生產(chǎn)工藝復雜，部分裝置需要安裝在廠房內(nèi)，但是在實際消防設計中，部分設備按照《建規(guī)》進行設計，而有些設備則按照《石化規(guī)》相關規(guī)定進行設計，《石化規(guī)》中對于防火間距的要求更高，會占用更大的土地面積，而《建規(guī)》的防火間距相對更加緊湊。因此很多煤化工工程為了節(jié)約用地，通常是按照《建規(guī)》中的相關規(guī)定來設計防火間距，但是這樣一來就會使得設備存在較多的風險，尤其是各種控制室、變配電所等重要設施，容易發(fā)生火災事故［3］。

《煤化規(guī)》在煤儲運系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)等《石化規(guī)》中未涉及的進行了詳細規(guī)定，對于與相關行業(yè)相同或相似的部分，則仍參照相關標準，如《石化規(guī)》和《火力發(fā)電廠與變電站涉及防火規(guī)范》等。在企業(yè)與相鄰工程或設備的防火距離方面，《石化規(guī)》和《煤化規(guī)》均有明確要求，但在同類企業(yè)相鄰布置時，《石化規(guī)》規(guī)定“當石油化工企業(yè)與同類企業(yè)相鄰布置時，石油化工企業(yè)內(nèi)的設施與廠區(qū)圍墻（同類企業(yè)相鄰側(cè)）的間距，滿足消防操作、檢修、管線敷設等要求即可”。而《煤化規(guī)》則沒有相應解讀，造成相鄰企業(yè)均為煤化工企業(yè)時，需執(zhí)行相鄰工廠圍墻或用地紅線的防火距離要求，不利于土地的資源化利用。

（二）高層甲類廠房問題

一些重要生產(chǎn)工藝如氣化工藝、合成工藝等復雜工藝被歸類為甲類場所，此類場所通常需要安裝在高層廠房中，部分廠房的高度甚至超過70米，對于此類場所，應該被歸類為框架構(gòu)筑物，但也有設計師將其設計為建筑物，定義為高層廠房。甲類場所具有易燃易爆的特點，容易發(fā)生火災事故，且影響范圍廣，疏散、搶救難度高，若建筑層數(shù)高則更難撲滅火情［4］。因此，《建規(guī)》中規(guī)定甲類廠房除了生產(chǎn)工藝需要外，需要采取單層建筑，若生產(chǎn)工藝需要才可以建設多層建筑，未經(jīng)允許不能建設多層建筑。

（三）中控室氣體滅火系統(tǒng)相關問題

按照《建規(guī)》中的相關規(guī)定，特殊重要設備需要安裝在重要場所。尤其是發(fā)生火災后會影響生產(chǎn)生活的特殊設備，都需要安裝自動滅火系統(tǒng)，最好是采取氣體滅火系統(tǒng)，例如中央控制室、大容量發(fā)電機組、機柜間等場所，這些場所一旦發(fā)生火災爆炸事故，會對煤化工生產(chǎn)以及工作人員的人身安全造成較大的影響［5］?！妒?guī)》中則規(guī)定，控制室、機柜間、變配電所與一般的重要場所相比具有特殊性，不要求設置自動氣體滅火裝置，這主要是由于控制室通常是24h值班，一旦發(fā)生險情，工作人員可立即發(fā)現(xiàn)并盡快呼救，而當氣體滅火裝置啟動后需要值班人員立即撤離，控制系統(tǒng)由于無人操作而出現(xiàn)各種問題，導致二次事故的發(fā)生，使得影響更大、更廣，導致經(jīng)濟損失加重。這兩個規(guī)范存在沖突，導致設計師在實際設計中容易出現(xiàn)差錯。

（四）消防給水相關問題

《建規(guī)》中規(guī)定為了滿足消防需要，通常會安裝高壓、臨時高壓、低壓消防給水系統(tǒng)。在煤化工工程消防設計中，通常是考慮使用臨時高壓系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要在設計單位安裝高位水箱，且室內(nèi)消火栓設置相應的啟動開關，這樣一來會增加建設成本，且實際安全性能也不夠理想［6］?！妒?guī)》中規(guī)定大型化工企業(yè)的工藝裝置區(qū)、罐區(qū)等場所，應設獨立的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，壓力值要達到0.7～1.2MPa，其他場所則可以安裝低壓消防給水系統(tǒng)，壓力值不低于0.15MPa，確保滅火時能夠正常使用?！睹夯?guī)》中還規(guī)定煤化工工廠的裝置區(qū)、儲運區(qū)、動力及公用工程設施區(qū)、輔助設施區(qū)應設置獨立的高壓或穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)宜采用穩(wěn)壓泵維持系統(tǒng)壓力大于或等于0.7MPa。但是近些年來，隨著大型煤化工工程不斷增多，生產(chǎn)設備以及儲罐規(guī)格越來越大，消防用水量也進一步升高，對消防給水系統(tǒng)需求量升高［7］。同時，現(xiàn)代很多大型的生產(chǎn)設備都增加了固定的消防措施，因消防系統(tǒng)龐大的管網(wǎng)，應急需要時，管網(wǎng)壓力很難保證能快速滿足消防滅火的使用，因此需要穩(wěn)定、高效的消防給水系統(tǒng)提供有效支持。

（五）消防供電相關問題

《建規(guī)》《石化規(guī)》與《煤化規(guī)》中都對消防電源有明確的要求，需要采用一級負荷供電，并且需要按照《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》中對于消防用電設備的相關規(guī)定。其中明確指出，一級負荷供電需要兩個電源供應電能，必要時增加應急電源，且應急供電系統(tǒng)中不能接入其他設備。應急電源通常是獨立于正常電源的發(fā)動機組，或者是專用的饋電線路、蓄電池或干電池［8］。但是從實際中發(fā)現(xiàn)，供電電源來自兩個區(qū)域變電站，但是在電源引進過程中，采用一座鐵塔引進，這會影響供電的穩(wěn)定性，導致安全事件發(fā)生。

（六）專職消防隊相關問題

《消防法》中明確要求，大型煤化工工程應該建立單位專職消防隊，負責本單位的火災急救工作?！妒?guī)》中也有要求，大中型石油化工企業(yè)應該設置消防站，消防站的規(guī)模應根據(jù)企業(yè)規(guī)模、火災危害性、固定消防設施設置情況、鄰近單位消防協(xié)作能力等因素確定?！睹夯?guī)》中同樣要求大中型煤化工工廠設置消防站。消防站的等級應根據(jù)工廠的規(guī)模、火災危險性、滅火劑用量、固定消防設施的設置情況、滅火時需要的裝備類型以及鄰近單位消防協(xié)作條件等綜合確定。在實際消防站設計中，除考慮上述因素外，還需考慮鄰近單位消防協(xié)作能力，主要考慮有無可供火災撲滅的消防車以及消防車趕到現(xiàn)場的時間不能超過10～20min。對于工業(yè)園區(qū)內(nèi)的石油化工企業(yè)或者是小型煤化工工程，若公用消防站車程在8分鐘內(nèi)，且公用消防站配備的車輛、滅火劑類型以及儲備量滿足消防要求，可不單獨設置消防站。對于應急資源則應考慮臨近企業(yè)出現(xiàn)小型突發(fā)情況滿足自身應急的需求情況下，可對外提供的消防設施總量，而非相鄰單位所有的應急物資。

二、煤化工工程消防設計優(yōu)化建議

（一）優(yōu)化防火間距設計

出于對生產(chǎn)安全的考慮，無論是設置在廠房中的設備，或者是露天安裝的設施，都需要參照甲類火災危險性裝置的防火間距進行消防設計，避免火災發(fā)生之后引起重大財產(chǎn)人員傷亡，或造成生產(chǎn)中止。對于甲類、乙類重要設備都需要重點觀察與保護，即使是發(fā)生火災的風險較低，也需要遠離火災危害較大的場所，確保財產(chǎn)人員的安全性。

（二）高層甲類廠房設計優(yōu)化

對于高層甲類廠房，在實際設計中需要將其定義為構(gòu)筑物，并作為反應裝置進行審核，這樣能夠滿足《建規(guī)》的相關規(guī)定，又可以使得特殊情況產(chǎn)生的易燃易爆氣體能夠及時被疏散，減少火災爆炸事故的發(fā)生。

（三）優(yōu)化中控室氣體滅火系統(tǒng)設計

從上文可知，由于兩個規(guī)范中的規(guī)定存在沖突，為了解決這一問題，可以在中控室消防設計中，將中央控制服務器與控制中心分別設置在不同的房間內(nèi)，中間用防火墻隔開，使用不易燃材料進行裝修，在中央控制服務器室內(nèi)安裝氣體滅火系統(tǒng)，而控制器操作間由于有工作人員24h值班，因此可以安裝相應的氣體滅火器即可。

（四）消防給水系統(tǒng)優(yōu)化

穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)主要是利用穩(wěn)壓設施來維持給水壓力，但是無法滿足火災發(fā)生時對于消防給水的實際要求。在火災發(fā)生之后，消防管網(wǎng)壓力下降時依靠壓力連鎖，自動啟動高壓消防水泵。穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的供水速度要比臨時高壓系統(tǒng)更快，可滿足火災搶救供水要求，盡可能在火災發(fā)生早期就進行有效撲滅。因此煤化工工程可以通過安裝穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，從而滿足實際供水要求，并且在實際安裝時要選擇調(diào)壓消火栓。

（五）消防供電優(yōu)化策略

為了確保消防供電的穩(wěn)定性與安全性，在電源引進時，最好每個電源都需要設置獨立的線桿，且兩個電源線桿最好保持足夠的間距。同時需要設置相應的應急電源，避免在供電電源故障后，無法滿足消防供電的要求。

（六）優(yōu)化專職消防隊設計

由于目前多數(shù)煤化工工程遠離城市，加上現(xiàn)代交通車流量大，公安消防隊無法在8min內(nèi)趕到現(xiàn)場，且政府在工業(yè)園區(qū)內(nèi)沒有設置相應的公用消防站。因此在消防設計中，最好是增加專職消防站，或者是與鄰近企業(yè)合作建設消防站，消防站距離甲乙類場所的距離最好在2.5km內(nèi)，且消防站需要按照《建規(guī)》以及《石化規(guī)》中的相關規(guī)定完善車輛、器材、人員建設，同時結(jié)合周邊企業(yè)應急物資調(diào)查情況補充自身應急物資儲備量。

（七）完善相關規(guī)范解讀

為便于土地的資源最大化利用和國土資源的合理空間布局。在企業(yè)與相鄰工程或設備的防火距離方面，雖然《煤化規(guī)》自執(zhí)行至今，各工程設計單位及地方應急管理部門、行業(yè)專家在標準認知上仍存在差異，主要是因為多數(shù)專業(yè)人士主要通過標準的條文說明進行理解應用，導致意見不統(tǒng)一。還需各部門、標準編委會征求標準運行中存在的問題，在滿足事故災害測算的前提下，出具可供操作的標準解讀，從而指導煤化工工程消防設計工作。

（八）根據(jù)裝置特點進行消防設計

由于煤化工工程中的裝置復雜，最好需要根據(jù)裝置的特點進行消防設計，若裝置內(nèi)沒有可燃物品，不需要使用泡沫滅火劑，可以使用固定消防水泵，從而節(jié)省時間。煤化工工程需要對特殊設備采取特殊消防措施，不能過度依賴消防水系統(tǒng)，從而減少消防設計難度，快速控制火情，避免影響擴大?！妒?guī)》中指出，對于固定水炮無法保護的特殊場所，需要加裝水噴淋系統(tǒng)，因此對于位置較高的設備，可增加水噴淋系統(tǒng)。對于設備周圍管道密集的裝置，水噴淋系統(tǒng)安裝難度大，且實際撲滅效果不夠理想。此時可以安裝氣體滅火系統(tǒng)，此類系統(tǒng)具有投資成本小，且對生產(chǎn)物料的影響小，清潔維護的難度小。通過引進消防報警系統(tǒng)，收集系統(tǒng)采集到的信息，并且對信息進行進一步的整理與分析，從而自動生成火災預警信號。重視主機的日常養(yǎng)護具有重要作用。

（九）加強人員培訓

企業(yè)還需要加強人員培訓，提高安全意識，學習自我防護知識以及消防設備的使用方法，從而在發(fā)現(xiàn)異常時能夠妥善處理，及時通報或?qū)で髱椭?，合理使用消防設備，盡快撲滅火災，從而避免火災危害的加重。

結(jié)束語

煤化工工程存在較高的生產(chǎn)風險，因此在實際建設中需要重視消防設計，在缺乏針對性的規(guī)范下，需要考慮到生產(chǎn)安全穩(wěn)定，又要考慮實際建設成本，從而優(yōu)化各方面設計，爭取做到統(tǒng)籌兼?zhèn)?，確保煤化工工程又好又快發(fā)展。

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