偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)油氣計(jì)量接轉(zhuǎn)站滅火技術(shù)和選型

向越，呂有為

1.中國石油工程建設(shè)有限公司西北分公司（新疆 烏魯木齊 830000）

2.中國石油吐哈油田分公司消防支隊(duì)（新疆鄯善 838202）

0 引言

油氣計(jì)量接轉(zhuǎn)站（以下統(tǒng)稱計(jì)量接轉(zhuǎn)站）是石油開采集輸過程中的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，是將分散在集輸區(qū)塊的單口或數(shù)口油井的油氣混合物集中起來分別進(jìn)行單井油氣計(jì)量，然后集中混輸?shù)睫D(zhuǎn)油站或集中處理站的小型站點(diǎn)[1]。計(jì)量接轉(zhuǎn)站規(guī)模不大，但火災(zāi)危險(xiǎn)性不小，稍有不慎，就有可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。按照現(xiàn)行國家相關(guān)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從經(jīng)濟(jì)合理性考慮，計(jì)量接轉(zhuǎn)站可不設(shè)置投資較大成系統(tǒng)的固定式消防設(shè)施，初起滅火主要依托專業(yè)消防應(yīng)急救援隊(duì)伍實(shí)施[2]。如果計(jì)量接轉(zhuǎn)站地處荒漠戈壁、偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)，專業(yè)消防應(yīng)急救援隊(duì)伍難以及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場實(shí)施滅火救援，初起火災(zāi)得不到及時(shí)有效地處置，使小火變成大火，最終造成火災(zāi)蔓延和損失增大的災(zāi)情發(fā)生。為解決這個(gè)問題，就國內(nèi)現(xiàn)有的滅火技術(shù)在此做以探討。

1 計(jì)量接轉(zhuǎn)站火災(zāi)類型

計(jì)量接轉(zhuǎn)站設(shè)施設(shè)備主要有輸油管道、進(jìn)站閥組、計(jì)量分離器、加熱器，有的因油壓較低，增加了緩沖罐和輸油泵及配電柜等，無500 m3及以上的儲油罐?；馂?zāi)類型主要有2 類[3]：一類是油氣火災(zāi)爆炸；另一類是電氣火災(zāi)。

1.1 油氣火災(zāi)爆炸事故類型分析

計(jì)量接轉(zhuǎn)站易發(fā)生油氣泄漏的部位主要是閥組房和增壓泵房，房內(nèi)設(shè)施設(shè)備主要是閥組、油泵、管道、分離器等，這些設(shè)施設(shè)備如果發(fā)生油氣泄漏，遇到點(diǎn)火源，就會發(fā)生油氣火災(zāi)爆炸事故。按照GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分類和GB/T 4968—2008《火災(zāi)分類》相關(guān)規(guī)定，屬于易燃、可燃液體火災(zāi)，即B類火災(zāi)。

1.2 電氣火災(zāi)事故類型分析

計(jì)量接轉(zhuǎn)站容易發(fā)生電氣火災(zāi)的部位主要是配電室，設(shè)施設(shè)備主要是配電柜及電線電纜等，按照GB/T 4968—2008《火災(zāi)分類》相關(guān)規(guī)定，這些配電設(shè)施設(shè)備發(fā)生的火災(zāi)屬于電氣火災(zāi)，即E 類火災(zāi)。

2 計(jì)量接轉(zhuǎn)站滅火技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 設(shè)置的滅火設(shè)施滅火能力有限

據(jù)調(diào)查，偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)計(jì)量接轉(zhuǎn)站因規(guī)模小，按照國家現(xiàn)行相關(guān)消防標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)量接轉(zhuǎn)站設(shè)置的滅火設(shè)施基本上是常規(guī)消防器材，如滅火器、防火毯、消防锨等，無固定或半固定式等滅火能力較強(qiáng)的成系統(tǒng)的滅火設(shè)施。

2.2 專業(yè)消防應(yīng)急救援隊(duì)伍短時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)現(xiàn)場

偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)計(jì)量接轉(zhuǎn)站初起火災(zāi)主要依托就近的消防站。就近的消防站大致有兩種情形：一種是在計(jì)量接轉(zhuǎn)站所屬開采區(qū)塊集中處理站附近設(shè)置的消防站；另一種是距離計(jì)量接轉(zhuǎn)站就近的城鎮(zhèn)消防站。由于地理環(huán)境及路況等因素，短時(shí)間內(nèi)都不可能到達(dá)現(xiàn)場，行車時(shí)間至少都在30 min 以上，難以實(shí)施初起滅火救援。

2.3 無人值守

由于油氣集輸自動(dòng)化程度的提高，偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)計(jì)量接轉(zhuǎn)站大多都是無人值守，一旦發(fā)生火災(zāi)，難以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、初起滅火的要求。

3 計(jì)量接轉(zhuǎn)站滅火技術(shù)和選型

3.1 滅火技術(shù)

偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)的計(jì)量接轉(zhuǎn)站易發(fā)生火災(zāi)的部位主要有增壓輸油泵房、閥組房和配電室，火災(zāi)類型主要是B 類火災(zāi)和E 類火災(zāi)。目前國內(nèi)適用于計(jì)量接轉(zhuǎn)站2 類火災(zāi)的滅火技術(shù)比較多，有固定式和移動(dòng)式滅火技術(shù)；有管網(wǎng)式和無管網(wǎng)式滅火技術(shù)；有自動(dòng)控制的非自動(dòng)控制的滅火技術(shù)等。如適用B 類火災(zāi)的固定式泡沫滅火系統(tǒng)及移動(dòng)式泡沫滅火裝置等；適用E 類火災(zāi)的管網(wǎng)式及無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)等。這些滅火技術(shù)一次性投資有高有低,且都有適用范圍。一般情況下，適用范圍主要從5 個(gè)方面綜合考慮：①火災(zāi)類型；②保護(hù)規(guī)模；③重要程度；④使用環(huán)境；⑤經(jīng)濟(jì)對比。作為B類火災(zāi)，如果選擇設(shè)置一套固定式泡沫滅火系統(tǒng)（包括消防水罐、泡沫泵、泡沫液儲罐、泡沫產(chǎn)生器、泡沫栓、泡沫管網(wǎng)及電氣控制設(shè)備等）；或針對E 類火災(zāi)，選擇設(shè)置一套管網(wǎng)式七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)（包括儲存瓶組、液流單向閥、集流管、選擇閥、安全閥、壓力信號閥、氣體滅火控制器、聲光報(bào)警器、放氣指示燈、緊急啟動(dòng)/停止按扭及輸送氣體管網(wǎng)等），雖然合規(guī)可滅火，但固定式或管網(wǎng)式的滅火技術(shù)，一次性投資大，而且需要專人操作，后期運(yùn)行維護(hù)成本高。

3.2 選型

按照合規(guī)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)置原則，根據(jù)目前國內(nèi)的滅火技術(shù)，綜合評估，在實(shí)際應(yīng)用中，可選型一次性投資小、無需專人操作、自動(dòng)控制、無管網(wǎng)或非固定式的滅火技術(shù)，以達(dá)到技術(shù)上合規(guī)，經(jīng)濟(jì)上合理、實(shí)用上可滅火的設(shè)置目的。如：依據(jù)GB 50347—2004《干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)地方消防標(biāo)準(zhǔn)及滅火實(shí)踐，可選型適用于計(jì)量接轉(zhuǎn)站B類火災(zāi)的柜式超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置[4]；依據(jù)GB 50370—2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)地方消防標(biāo)準(zhǔn)及滅火實(shí)踐，可選型適用于計(jì)量接轉(zhuǎn)站E類火災(zāi)的柜式七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火裝置[5]；依據(jù)T/CECS 10171—2022《預(yù)制式全氟己酮滅火裝置》等相關(guān)地方消防標(biāo)準(zhǔn)及滅火實(shí)踐，可選型適用于計(jì)量接轉(zhuǎn)站E類火災(zāi)的柜式全氟己酮自動(dòng)滅火裝置[6]等。

在目前國內(nèi)無需專人操作的自動(dòng)控制、無管網(wǎng)或非固定式滅火技術(shù)中，比較適用于計(jì)量接轉(zhuǎn)站B類火災(zāi)和E類火災(zāi)常用的滅火技術(shù)[7]，見表1。

表1 計(jì)量接轉(zhuǎn)站常用滅火技術(shù)

3.3 應(yīng)用舉例

在實(shí)際應(yīng)用計(jì)量接轉(zhuǎn)站常用滅火技術(shù)時(shí)，應(yīng)按照國家、行業(yè)、地方等相關(guān)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如果有國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)；如果無國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)執(zhí)行行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)等。應(yīng)用舉例如下。

3.3.1 柜式超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置的應(yīng)用

某計(jì)量接轉(zhuǎn)站閥組房長20 m、寬6 m、高4 m，屬于原油易燃易爆場所，火災(zāi)類型是B類，不密封度≤10%，屬于嚴(yán)重危險(xiǎn)級。采用超細(xì)干粉滅火技術(shù)全淹沒方式保護(hù)，擬選用單套額定充裝量為65 kg的柜式超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置，計(jì)算需要裝置的數(shù)量（N）。

依據(jù)DB35/T 1153—2011《超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》，計(jì)算如下：

1）計(jì)算公式。

式中：M為超細(xì)干粉滅火劑實(shí)際用量，kg；M1為超細(xì)干粉滅火設(shè)計(jì)用量，kg；M2為超細(xì)干粉滅火劑噴粉剩余量，kg；M3為單套柜式超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置額定充裝量，kg；V為閥組房容積，m3；C為滅火設(shè)計(jì)濃度，kg/m3；K1為危險(xiǎn)等級補(bǔ)償系數(shù)；K2為不密封度補(bǔ)償系數(shù)；δ為超細(xì)干粉滅火劑噴粉剩余率。

2）計(jì)算參數(shù)。

3）計(jì)算過程。

①計(jì)算閥組房容積V

②計(jì)算超細(xì)干粉滅火設(shè)計(jì)用量M1

根據(jù)公式（2）：

③計(jì)算超細(xì)干粉滅火劑噴粉剩余量M2

根據(jù)公式（3）：

④計(jì)算超細(xì)干粉滅火劑實(shí)際用量M

根據(jù)公式（1）：

⑤計(jì)算裝置數(shù)量N

根據(jù)公式（4）：

4）計(jì)算結(jié)果。

經(jīng)以上計(jì)算，計(jì)量站閥組房采用全淹沒方式保護(hù)時(shí)，所需單套額定充裝量是65 kg的柜式超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置4套。

3.3.2 柜式七氟丙烷自動(dòng)滅火裝置的應(yīng)用

某計(jì)量接轉(zhuǎn)站配電室長6.8 m、寬4.2 m、高3.7 m，屬于電氣火災(zāi)場所，火災(zāi)類型是E類。采用七氟丙烷滅火技術(shù)全淹沒方式進(jìn)行保護(hù)，計(jì)算需要裝置的數(shù)量（N）。

依據(jù)GB 50370—2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算如下：

1）計(jì)算參數(shù)。

滅火設(shè)計(jì)濃度C：9%；海拔修正系數(shù)K：1；配電室最低環(huán)境溫度T：10℃。

2）計(jì)算過程。

①計(jì)算滅火劑過熱蒸氣在101 kPa 大氣壓和防護(hù)區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積S。

②計(jì)算配電室凈容積V凈

配電室總?cè)莘eV總：

配電室內(nèi)設(shè)備體積V備：

因設(shè)備內(nèi)部零部件較多而且復(fù)雜，難以計(jì)算，只能對設(shè)備體積做以估算，估算值V備約1 m3。

配電室內(nèi)無結(jié)構(gòu)梁和柱，故V結(jié)=0。

計(jì)算配電室凈容積V凈：

③計(jì)算配電室滅火設(shè)計(jì)用量W

④計(jì)算裝置數(shù)量N

擬選用單套容積是90 L（充裝量≤1 120 kg/m3）的柜式七氟丙烷自動(dòng)滅火裝置。

3）計(jì)算結(jié)果。

經(jīng)以上計(jì)算，計(jì)量站配電室采用七氟丙烷滅火技術(shù)全淹沒方式保護(hù)時(shí)，所需單套容積是90 L（充裝量≤1 120 kg/m3）的柜式七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火裝置1套。

3.3.3 注意事項(xiàng)

1）在計(jì)算裝置的實(shí)際儲存量時(shí)，還要計(jì)算裝置（儲瓶）充裝藥劑的剩余量，實(shí)際儲存量均應(yīng)是設(shè)計(jì)用量與剩余量之和。

2）在計(jì)算裝置數(shù)量時(shí)，每座閥組房、增壓輸油泵房或配電室設(shè)置的裝置數(shù)量，均不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的數(shù)量。如柜式七氟丙烷自動(dòng)滅火裝置不超過10套等。

3）在增壓輸油泵房、閥組房設(shè)置自動(dòng)滅火裝置時(shí)，應(yīng)在啟動(dòng)滅火裝置前或同時(shí)，設(shè)置自動(dòng)切斷易燃、可燃液體供應(yīng)源的措施。

4）在全淹沒滅火方式時(shí)，柜式氣體自動(dòng)滅火裝置應(yīng)考慮計(jì)算泄壓面積問題，柜式干粉自動(dòng)滅火裝置應(yīng)考慮不密封度問題。如在應(yīng)用柜式干粉自動(dòng)滅火裝置時(shí)，不能自動(dòng)關(guān)閉的防護(hù)區(qū)開口的總面積不應(yīng)大于該防護(hù)區(qū)總內(nèi)表面積的15%等。

5）在全淹沒滅火方式時(shí)，應(yīng)考慮增壓輸油泵房、閥組房或配電室的面積和容積不應(yīng)大于規(guī)范的要求。如七氟丙烷氣體滅火技術(shù)一個(gè)防護(hù)區(qū)的面積不宜大于500 m2，容積不宜大于1 600 m3。

6）在全淹沒滅火方式時(shí)，增壓輸油泵房、閥組房或配電室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門、窗的耐火極限均不應(yīng)小于0.50 h，吊頂?shù)哪突饦O限均不應(yīng)小于0.25 h；圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門、窗的允許壓力均不宜小于1 200 Pa。

7）柜式自動(dòng)滅火裝置的安裝位置應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如采用全淹沒滅火方式時(shí)，干粉滅火裝置的設(shè)置位置與液面的距離不應(yīng)小于l m，且應(yīng)使干粉噴放不會引起液體飛濺等[10]；柜式氣體滅火自動(dòng)裝置中泄壓裝置的泄壓方向不應(yīng)朝向操作面等。

8）柜式自動(dòng)滅火裝置的自動(dòng)和手動(dòng)控制及維護(hù)應(yīng)符合國家、行業(yè)、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的滅火技術(shù)，針對計(jì)量接轉(zhuǎn)站的生產(chǎn)性質(zhì)及火災(zāi)類型，可設(shè)置投資小、安裝方便、無需專人操作的自動(dòng)滅火設(shè)施，如柜式超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置、柜式七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火裝置、柜式全氟己酮自動(dòng)滅火裝置等，以解決長期以來偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)計(jì)量接轉(zhuǎn)站初起火災(zāi)得不到及時(shí)處置的問題。同時(shí)，可設(shè)置無線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)施，提高火災(zāi)早期預(yù)警能力。在石油開采集輸過程中，許多地處偏遠(yuǎn)缺水地區(qū)的小型站點(diǎn)與計(jì)量接轉(zhuǎn)站生產(chǎn)性質(zhì)類似，如計(jì)配站、選井站、中轉(zhuǎn)站、集氣站、接收站、拉油站等，初起滅火也可采用與計(jì)量接轉(zhuǎn)站相同的滅火技術(shù)。