炼油装置的消防设计.doc

炼油装置的消防制定

炼油装置生产和处理的物料多为易燃易爆物，且处理量大，操作条件苛刻，多处于高温高压状态，火灾危险性大，因而消防制定就成了装置制定的重要组成部分。
　　消防制定应研究并实施防止、减少火灾发生和控制、扑灭火灾而采用的各种对策，因此在装置制定中应予重视。
　　80年代以前，装置消防主要靠消防车，装置内往往只设置固定、半固定式蒸汽灭火系统，同时配置小型灭火器，消防水系统则多为与生产合用的低压系统。近年来，由于装置的大型化，联合布置和采纳了计算机控制系统，装置操作人员很少，因此强化装置内供岗位操作人员使用的消防设施已提到日程上来。鉴于装置消防制定的有关资料不多，现就这方面的制定做一介绍。
1　装置火灾的一般状况
　　装置火灾主要由油、气源泄漏后遇火源或高温热表面而引起，但介质温度超过自燃点时，一旦泄漏也会马上着火。
1.1　泄　漏
1.1.1　泄漏源
　　(1)设备和管道在正常操作条件下不严密而发生泄漏。
　　①动设备：泵、压缩机等。
　　②静设备：阀门、法兰、取样口、放凝口等。
　　(2)设备、管道被破坏发生泄漏，引发爆炸事故。
　　①由超温、超压引起。
　　②由活性物质激烈反应引发的内部爆炸。
　　③被外部火灾包围导致强度降低或爆炸。
　　④腐蚀穿孔、机械外力等造成断裂。
1.1.2　发生几率
　　动设备的泄漏几率大于静设备，介质温度和压力高的设备大于低的设备。
　　破坏泄漏：高温重质油品几率较高，重油含腐蚀性物质多，易造成穿孔。
　　机械破坏：多发生在与设备相接的小口径管道连接处。
1.2　火灾状况
1.2.1　超过自燃点的介质泄漏着火
　　因泄漏几率高，由此产生的火灾几率就高。资料调查说明，由此造成的火灾约占装置火灾的40%～50%，是装置消防设施的重点防护场所。
1.2.2　气体泄漏
　　火灾爆炸多发生在大量泄漏、介质比空气重且沿地面大范围扩散的地方。泄漏气体遇火源将引起爆炸火灾。这种爆炸火灾发生几率较低，但破坏性严重和损失较大，应注意泄漏检测。
1.2.3　加热炉火灾
　　往往是由于炉管烧坏造成火灾。一般在炉内燃烧，因设有蒸汽灭火系统，可及时扑灭，不会造成大火向外蔓延，各别状况由于未切断物料，油喷到炉外亦会造成较大的火灾。据资料介绍，加热炉火灾约占装置发生火灾几率的10%。
1.2.4　塔和反应器的火灾
　　据国外资料介绍，塔和反应器的消防防护高度一般按12 m以下部位合计。国内生产施行说明，塔的上部发生火灾很少，且一般不会造成蔓延，不会造成大的损失。调查说明：
　　(1)塔的上部火灾在常减压蒸馏装置的初馏塔、常压塔上曾发生过，其原因是油气负荷过高(原油带水或原油种类变化时未及时调整操作工况)，造成超压冲塔。油从安全阀溢出，沿塔壁下泄，遇下部高温法兰被点燃，在塔外壁形成大火。一般泄漏的油不多，即使不扑救，塔壁上油膜烧完火即灭，通常不会造成大的损失。
　　(2)塔上局部发生火灾，如焦炭塔、反应器顶部法兰处油品泄漏，渗到保温层内部遇热表面起火，可用灭火器扑灭。又如塔顶油气放空管不严密引起油气泄漏，在雷击时被引燃起火，可用蒸汽或灭火器扑灭。
1.2.5　烃类气体压缩机
　　一般都设置了可燃气体浓度报警器，能及时发现泄漏，很少发生火灾爆炸。因距火源远，气体泄漏一般不会形成灾害。曾发生过润滑油系统管道泄漏，油喷到热烟气管起火，烧毁电缆造成停产的状况。
1.2.6　设备内爆及管道破裂
　　设备内爆往往形成恶性火灾，且易蔓延，同时设备碎片飞出，砸坏其它设备和管道而引发次生灾害。气体管道破裂，可燃介质突然大量泄放，形成大的爆炸危险空间，假设遇火源即引起爆炸和火灾，将造成庞大损失。
2　装置消防重点保护对象
2.1　介质超过自燃点且压力高的设备及管道
　　如泵、换热器、阀门、法兰及管道上的三通、弯头等火灾多发设备。
2.2　火灾时易损坏且可能发生次生灾害的设备
　　如带衬里的反应器、无隔热层的可燃气体和液体设备。因这些设备受火灾烘烤时，壁温度急剧上升，材料强度降低而被破坏，使可燃介质突发泄漏，以致火灾蔓延。
2.3　储存大量可燃介质的设备
　　这种设备如缓冲罐、回流罐等，发生火灾难以扑救，受损后火灾蔓延范围大。
2.4　火灾时不易靠近或扑救困难的危险场所
　　如多层冷换框架、设备及管道密集场所等。
2.5　易受火灾破坏的设备
　　如空冷器、架空敷设的电缆及仪表控制电缆，特别是事故状态下需使用的紧急控制电缆等。
3　装置消防制定的构成
　　装置内设置的消防设施，应能保证扑灭小火，并在发生大的火灾时能在消防车到来之前控制火势，减少蔓延。大的火灾扑救需要装置的操作人员与消防人员互相配合。操作人员必须进行紧急处理，切断物料，方能尽快将火扑灭。为此，装置消防制定应由3方面构成。
3.1　装置合理布置
　　装置四周都应有消防通道，并相应布置消火栓系统。这些通道是装置消防制定的重要组成部分，通道的宽高、转弯半径等都要满足所配备的消防车使用要求。目前装置的消防制定只表达装置边界线以内的消防设施的设置状况，而对边界线以外消防通道及消火栓设置状况不予表示。应该说这种制定文件表达是不全面的，因为装置四周的消防通道设置是装置消防不可缺少的。建议今后的装置消防制定文件对此应予补充，这样才能表达出装置消防制定的全貌。
3.2　火灾报警系统
　　一般包括感烟、感温柔火焰等自动报警器，以及手动报警按钮和 报警等。控制室应有信号显示盘。必要时，消防站也应配有重复显示盘，并明确表示设置位置及类型。
3.3　灭火系统
　　(1)消防水系统：管网、消火栓、消防炮、箱式消火栓。
　　(2)蒸汽灭火系统：加热炉蒸汽灭火、半固定式蒸汽软管、汽幕。
　　(3)灭火器。
　　(4)固定水喷淋系统，水幕系统。
　　(5)固定、半固定式消防竖管。
　　(6)其它局部设置的泡沫、气体、干粉等灭火设施。

4　装置消防制定的基本条件
4.1　外部条件
　　消防站：人员编制、车辆配备(车型、性能、数量)、报警形式、位置等。
　　消防水系统：管网类型(高、低、独立等)、装置水压、可供水量、管网布置、消防供水可继续时间等。
　　泡沫灭火系统：类型、设置方式、泡沫站设置、可供混合液量等。
　　装置区域图：附有消防水管网、消火栓及消防道路布置。
4.2　内部条件
　　项目制定规定：PFD图、平面布置图、物料及工艺流程危险性分析等资料。
　　依据PFD图、平面布置图找出重点保护对象，设置消防设施；平面布置是否满足消防车的灭火要求。
5　装置内消防设施设置的一般原则
　　装置内的消防设施主要为岗位操作人员应急使用。现代化装置均采纳计算机控制，装置外操作值班人员很少。所以，要求设置的消防设施不但要操作方便，且一二人便可操作，可以满足应急使用。
5.1　灭火器
　　可有效扑灭初期火灾。施行说明，用灭火器扑灭的火灾占装置发生火灾的40%，设置的灭火器应对全装置给予覆盖性的保护。
5.2　半固定式蒸汽软管
　　蒸汽用于灭火和控制火势均很有效。施行说明，用蒸汽扑灭的火灾约占火灾总数的30%。蒸汽可连续供给用于灭火。其设置应能对装置的危险区提供覆盖性保护。
5.3　箱式消火栓
　　用长20～30 m的Φ25～40 mm水带与消火栓固定相连。水枪应为可调式，既可喷直流水柱，又可喷雾状水流，一二人可操作，设于火灾中需首先进行冷却保护的设备四周(如介质温度超过自燃点的热油泵、换热器、管道阀组、加热炉等设备)，距保护对象的距离不宜小于15 m。
5.4　固定式水炮
　　用于保护危险的设备群及较高的危险设备。如多层冷换框架、反应器、地面上密集的危险设备群等。亦可设置为对装置内的危险场所进行覆盖性保护。水炮可喷柱状和雾状水，设置位置距保护对象的距离不宜小于15 m，且保证水流能喷到保护对象而在装置检修时不易被碰坏之处。
5.5　半固定式消防竖管
　　用于多层框架、多层厂房，沿梯子敷设，主要供消防人员使用，免去消防人员敷设水带，可有效的争取时间进行火灾扑救，竖管下部接口设在便于操作的地点，可供水或泡沫混合液。
5.6　消火栓
　　沿装置内消防车道布置，间距不宜大于50 m。一般与消防车配套使用。在高压消防水系统中可独立使用，直接向水龙带水枪、移动炮等供水。
5.7　蒸汽灭火系统及汽幕
　　蒸汽灭火主要用于加热炉炉膛火灾。汽幕常设置在加热炉四周和气体加工且泄漏几率高的装置。在大量烃气体泄漏时，用于阻隔、驱散烃类气体，防止与加热炉等明火相遇，引发爆炸火灾。
5.8　固定式水喷淋系统
　　主要用于特别危险场所的保护，如火灾时人不易靠近而需及时提供冷却水保护(否则会造成爆炸或火灾迅速蔓延)的场所，由于防堵塞维护工作较复杂，假设能使用固定水炮保护而不用水喷淋则较好，但炼油装置很少用。
5.9　水幕系统
　　一般用于阻隔热辐射，防止火灾蔓延，用于特别场所。如不能提供规定的防火距离，可设置该系统，多用于装置的扩建工程及大型库房的防火分区。
5.10　局部的泡沫灭火设施
　　可设于火灾发生几率高的高温热油设备四周，或各别需用抗溶性泡沫灭火的设备四周。
6　结束语
　　以上仅对炼油装置的消防制定作了一般性的介绍，具体制定中应对以下几点作深入了解，方能较好地完成制定。
　　(1)掌握全厂性消防设施的设置及运行状况。
　　(2)对工艺流程进行深入了解，弄清装置使用物料及产品的火灾危险性及相应的灭火对策。
　　(3)对流程中的主要设备、设施进行分析，依据所储物料、运行工况等找出装置的主要火灾危险源、多发泄漏源。
　　(4)依据装置平面布置、竖面布置及上述火灾危险源、多发泄漏源分析，找出重点消防保护对象，有针对性地设置消防设施。
　　(5)依据装置区域布置图、装置平面布置图，对装置内外消防通道的设置能否满足消防的要求作出分析，当装置外部布置不准时，应提出要求和建议。