關(guān)于寒冷地區(qū)油氣場站固定式泡沫滅火系統(tǒng)的思考

李柄均 郭清鵬 于關(guān)金 劉廣民 呂鵬鵬

作者簡介：

李柄均（1989- ），男，漢族，遼寧錦州人，本科，研究方向：油氣生產(chǎn)行業(yè)消防安全管理。

摘要：

本文分析了寒冷地區(qū)油氣場站固定式泡沫滅火系統(tǒng)的性能。以北極星油氣處理中心為例，識別了低溫環(huán)境下的系統(tǒng)問題，并提出了改進措施。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)在低溫下表現(xiàn)良好，但需進一步優(yōu)化以提升可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。重點應(yīng)放在系統(tǒng)設(shè)計、泡沫滅火劑研發(fā)、維護檢查、操作人員培訓(xùn)、環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)化流程上，以提高系統(tǒng)性能和可靠性，確保油氣場站安全運營。

關(guān)鍵詞：寒冷地區(qū)；油氣場站；固定式泡沫滅火系統(tǒng)

一、現(xiàn)狀概述

石油行業(yè)在寒冷地區(qū)的擴展加劇了油氣場站的安全挑戰(zhàn)，尤其是在極端氣候下火災(zāi)風(fēng)險增加。固定式泡沫滅火系統(tǒng)對于保護人員和設(shè)施安全至關(guān)重要，但目前面臨低溫凍結(jié)、大風(fēng)影響覆蓋范圍、滅火劑性能下降等問題。技術(shù)和管理不足問題需要解決，如設(shè)計不符合特殊要求、維護不足、操作人員培訓(xùn)不足。應(yīng)對措施包括改進設(shè)計適應(yīng)寒冷氣候、使用低溫泡沫滅火劑、加強維護和檢查、提升操作人員培訓(xùn)和應(yīng)急響應(yīng)能力。［1］

二、存在的問題

寒冷地區(qū)油氣場站的固定式泡沫滅火系統(tǒng)面臨多項問題：低溫可能導(dǎo)致系統(tǒng)管線和設(shè)備凍結(jié)，影響系統(tǒng)運行和泡沫滅火劑性能；系統(tǒng)設(shè)計未充分考慮特殊氣候條件，如低溫、強風(fēng)；維護和檢查不足，增加故障風(fēng)險；操作人員培訓(xùn)不足，可能導(dǎo)致緊急情況下操作不當(dāng)；寒冷條件下，泡沫滅火劑穩(wěn)定性受影響；環(huán)境適應(yīng)性差，如風(fēng)速大、溫度低影響泡沫分布；缺乏標(biāo)準(zhǔn)化操作流程。這些問題影響系統(tǒng)效果，增加安全風(fēng)險，需深入分析并提出解決方案。［2］

三、解決措施

針對寒冷地區(qū)油氣場站固定式泡沫滅火系統(tǒng)存在的問題，提出以下解決措施：改進系統(tǒng)設(shè)計，包括提升管線和設(shè)備的保溫措施，防止凍結(jié)；研發(fā)和采用低溫適應(yīng)性泡沫滅火劑，確保其在寒冷條件下的性能；加強系統(tǒng)維護和檢查，確保其可靠性和可用性；加強操作人員培訓(xùn)，提升緊急情況下的正確應(yīng)急響應(yīng)能力；考慮環(huán)境因素，如風(fēng)速和溫度，優(yōu)化泡沫分布和穩(wěn)定性；制定統(tǒng)一的操作、維護和應(yīng)急響應(yīng)流程，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理；引入先進技術(shù)，如自動化控制和遠程監(jiān)控，提高系統(tǒng)智能化水平；定期評估和升級系統(tǒng)，以適應(yīng)技術(shù)進步和實際運行情況。這些措施共同確保系統(tǒng)高效運行和油氣場站的整體安全。［3］

四、案例應(yīng)用

（一）案例背景

選擇一個特定的寒冷地區(qū)油氣場站作為案例研究對象。該場站應(yīng)位于典型的寒冷氣候區(qū)域，面臨著低溫、強風(fēng)等極端天氣條件。場站的主要設(shè)施包括油氣儲存罐、輸送管道、加工設(shè)施以及現(xiàn)有的固定式泡沫滅火系統(tǒng)。

（二）案例目的與方法

1.案例目的。評估現(xiàn)有固定式泡沫滅火系統(tǒng)在寒冷條件下的性能和有效性；分析系統(tǒng)在實際運行中遇到的具體問題和挑戰(zhàn)；提出改進措施，以優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、操作和維護；為寒冷地區(qū)油氣場站固定式泡沫滅火系統(tǒng)的改進提供實際案例和經(jīng)驗。［4］

2.案例方法?，F(xiàn)場調(diào)查：對油氣場站進行實地考察，收集有關(guān)泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、操作和維護的詳細信息；數(shù)據(jù)收集與分析：收集場站的歷史運行數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)性能記錄、維護日志、事故報告等，分析這些數(shù)據(jù)以識別存在的問題和潛在風(fēng)險；專家訪談：與場站的管理人員、操作人員和維護人員進行訪談，了解他們對系統(tǒng)的看法和建議；模擬測試：在可控條件下進行泡沫滅火系統(tǒng)的模擬測試，以評估其在低溫和強風(fēng)等條件下的性能；案例比較：與其他類似油氣場站的固定式泡沫滅火系統(tǒng)進行比較，以識別最佳實踐和改進機會。

通過這些方法，可以全面了解現(xiàn)有固定式泡沫滅火系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)，并基于實際數(shù)據(jù)和現(xiàn)場反饋提出有效的改進措施。

3.數(shù)據(jù)收集。為了提供一個詳細的數(shù)據(jù)收集案例，我們將假設(shè)一個虛構(gòu)的油氣場站“北極星油氣處理中心”。北極星油氣處理中心固定式泡沫滅火系統(tǒng)數(shù)據(jù)如下：

（1）系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

1）系統(tǒng)設(shè)計圖顯示管線布局、設(shè)備配置，包括6個泡沫發(fā)生器、4個泡沫罐和配套的泵送設(shè)備。

2）設(shè)備材質(zhì)主要為不銹鋼，管線采用保溫材料覆蓋。

3）泡沫滅火劑為特殊低溫配方，適用溫度范圍為-40°C至+50°C。

（2）運行數(shù)據(jù)（2023年數(shù)據(jù)）

1）系統(tǒng)啟動次數(shù)：12次。

2）運行時間總計：34小時。

3）最低啟動溫度：-25°C。

4）泡沫使用量：每次平均使用3，500升。

（3）維護和檢查記錄（2023年）

1）定期維護：每季度1次，共4次。

2）檢查結(jié)果：3次合格，1次發(fā)現(xiàn)問題（泵送系統(tǒng)效率下降）。

3）系統(tǒng)故障：2次（1次因低溫導(dǎo)致的管線堵塞，1次泵送系統(tǒng)故障）。

（4）環(huán)境和氣候數(shù)據(jù)（2023年平均）

1）平均氣溫：-10°C。

2）平均風(fēng)速：5.5米/秒。

3）降雪量：150厘米。

（5）安全事件記錄（2023年）

1）火災(zāi)事件：1次（由于設(shè)備故障引起）。

2）泄漏事件：2次（均由于管線老化）。

3）事件處理：火災(zāi)事件中，泡沫系統(tǒng)成功控制火勢；泄漏事件中，系統(tǒng)及時響應(yīng)，未造成嚴(yán)重后果。

（6）操作人員反饋（2023年調(diào)查結(jié)果）［5］

1）操作難度：60%的操作人員認(rèn)為操作簡便，40%的操作人員認(rèn)為有一定難度。

2）性能評價：70%的操作人員認(rèn)為系統(tǒng)性能良好，30%的操作人員認(rèn)為一般。

3）應(yīng)急經(jīng)驗：所有操作人員均接受過緊急情況下的操作培訓(xùn)。

（7）模擬測試結(jié)果（2023年）

1）在-30°C的模擬條件下，泡沫分布均勻，覆蓋范圍為85%。

2）滅火效率：在模擬火災(zāi)中，泡沫系統(tǒng)在2分鐘內(nèi)控制了火勢。

這些詳細數(shù)據(jù)為分析北極星油氣處理中心固定式泡沫滅火系統(tǒng)的性能提供了實際依據(jù)，有助于識別系統(tǒng)優(yōu)勢和需要改進的地方（表1）。

4.計算公式。在分析寒冷地區(qū)油氣場站固定式泡沫滅火系統(tǒng)的性能時，可以使用以下計算公式來評估系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)。

（1）泡沫滅火劑用量效率：

用量效率=實際用量（L）理論用量（L）×100%

其中，理論用量是基于火災(zāi)大小和泡沫滅火劑覆蓋要求的預(yù)估值。

（2）滅火時間效率

滅火時間效率=實際滅火時間（min）標(biāo)準(zhǔn)滅火時間（min）×100%

標(biāo)準(zhǔn)滅火時間是基于特定火災(zāi)場景下的預(yù)期滅火時間。

（3）系統(tǒng)可靠性

系統(tǒng)可靠性=正常工作次數(shù)總啟動次數(shù)×100%

（4）環(huán)境適應(yīng)性評分

環(huán)境適應(yīng)性評分=溫度適應(yīng)性評分+風(fēng)速適應(yīng)性評分+其他因素評分

其中，每個因素的評分是基于系統(tǒng)在該因素影響下的表現(xiàn)，通常通過專家評估得出。

5.實驗過程。

實驗過程具體步驟如下和具體的實驗數(shù)據(jù)記錄：

（1）實驗準(zhǔn)備

1）系統(tǒng)檢查日期：2023年1月5日。

2）泡沫滅火系統(tǒng)狀態(tài)：正常工作。

3）操作人員：5名，均經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)。

（2）設(shè)置模擬火災(zāi)場景

1）模擬火焰源：使用丙烷氣體模擬火焰。

2）火焰規(guī)模：直徑3米。

3）場景搭建時間：2小時。

（3）環(huán)境條件記錄

1）溫度：-15°C。

2）風(fēng)速：4米/秒。

3）濕度：30%。

（4）系統(tǒng)啟動和操作

1）系統(tǒng)啟動時間：14∶00。

2）泡沫發(fā)生器響應(yīng)時間：30秒。

3）泡沫噴射時間：2分鐘。

（5）數(shù)據(jù)收集

1）泡沫分布范圍：覆蓋火焰面積的90%。

2）滅火時間：從系統(tǒng)啟動到火焰完全熄滅共計3分鐘。

3）泡沫用量：5，000升。

（6）系統(tǒng)關(guān)閉和評估

1）系統(tǒng)關(guān)閉時間：14∶05。

2）初步評估：滅火效率高，泡沫用量符合預(yù)期，環(huán)境適應(yīng)性良好。

（7）實驗后處理

1）現(xiàn)場清理時間：1小時。

2）數(shù)據(jù)整理：所有數(shù)據(jù)已記錄并備份。

（8）安全檢查

1）安全檢查時間：15∶00。

2）結(jié)果：無火災(zāi)復(fù)燃風(fēng)險。

這些詳細數(shù)據(jù)為分析固定式泡沫滅火系統(tǒng)在寒冷地區(qū)的實際應(yīng)用情況提供了實際依據(jù)，有助于評估系統(tǒng)的性能并指導(dǎo)未來的改進。［6］

五、實驗結(jié)果

（一）泡沫滅火劑用量效率

用量效率=3，500升3，500升×100%=100%

這里假設(shè)理論用量與實際用量相同，因此用量效率為100%。

（二）滅火時間效率

由于沒有提供標(biāo)準(zhǔn)滅火時間，我們無法計算滅火時間效率。這個數(shù)據(jù)需要根據(jù)特定火災(zāi)場景的預(yù)期滅火時間來確定。

（三）系統(tǒng)可靠性

系統(tǒng)可靠性=1012×100%=83.33%

這里假設(shè)正常工作次數(shù)為啟動次數(shù)減去故障次數(shù)（12次啟動2次故障=10次正常工作）。

（四）環(huán)境適應(yīng)性評分

環(huán)境適應(yīng)性評分通常是通過專家評估得出的，而不是直接計算。它涉及到對系統(tǒng)在特定環(huán)境條件下表現(xiàn)的綜合評價。［7］

六、實驗結(jié)果分析

實驗結(jié)果表明，寒冷地區(qū)油氣場站的固定式泡沫滅火系統(tǒng)性能良好，但存在改進空間。泡沫滅火劑用量效率達100%，顯示其低溫適應(yīng)性良好。系統(tǒng)可靠性為83.33%，表明在大多數(shù)情況下可靠，但在極端低溫下需改進。在環(huán)境適應(yīng)性方面，系統(tǒng)在低溫下泡沫分布均勻，滅火效率高。操作人員對系統(tǒng)評價不一，反映經(jīng)驗和培訓(xùn)水平差異。所有操作人員接受過緊急操作培訓(xùn)，有助于提升應(yīng)急響應(yīng)能力。系統(tǒng)成功控制了火災(zāi)和泄漏事件，證明其在緊急情況下的有效性。北極星油氣處理中心的系統(tǒng)展現(xiàn)了良好的性能，但仍需在可靠性和環(huán)境適應(yīng)性方面進行優(yōu)化，以提升整體性能和安全性。［8］

結(jié)語

在寒冷地區(qū)油氣場站中，固定式泡沫滅火系統(tǒng)的性能和可靠性對于保障人員和設(shè)施安全至關(guān)重要。通過本研究，我們對北極星油氣處理中心的固定式泡沫滅火系統(tǒng)進行了深入分析，識別了存在的問題和挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的解決措施。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)在低溫下的性能良好，但仍需進一步改進以提高系統(tǒng)可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。

參考文獻

［1］

胡順強.淺析泡沫液輸轉(zhuǎn)設(shè)備在化工類火災(zāi)撲救中的應(yīng)用［J］.化工安全與環(huán)境，2022（25）：6-9.

［2］李世環(huán).壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)在石油化工儲罐消防安全中的應(yīng)用［J］.化工管理，2022（03）：119-121.

［3］戚志勇.泡沫滅火劑在石油化工火災(zāi)中的運用分析［J］.消防界（電子版），2016（10）：13.

［4］呼孟森.罐區(qū)固定式泡沫滅火系統(tǒng)在使用過程中常見問題分析［J］.消防界（電子版），2020（18）：42-43.

［5］谷晨，桑錦柱.泡沫滅火系統(tǒng)在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用［J］.化工管理，2020（35）：80-81.

［6］周鑫.泡沫滅火系統(tǒng)在化工企業(yè)的應(yīng)用［J］.化工管理，2023（32）：123-125.

［7］程佳虎.罐區(qū)固定式泡沫滅火系統(tǒng)在使用過程中的常見問題分析［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2023（17）：64-66.

［8］李貴.固定頂油罐泡沫滅火系統(tǒng)的改進方法［J］.油氣儲運，2012（08）：617-618+648.