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揭密:国际粮商榨油厂的消防设计

作者:admin 发布日期: 2019-07-01 二维码分享
揭密:国际粮商榨油厂的消防设计
摘要
揭密:国际粮商榨油厂的消防设计—目前我国制油行业规划、设计、安装、生产管理、行业管理采用的防火规范是由原商业部商办工业管理司编制,原中华人民共和国商业部和中华人民共和国公安部联合批准的《浸出制油工厂防火安全规范》(SBJ04-1991)。上世纪90年代,国内浸出油厂的规模不超过600吨/天,大部分油厂为国有油厂生产规模为100吨/天左右。进入21世纪以后,随着外资的涌入,国内浸出油厂的发展规模势如井喷。而行业的消防设计规范一直没有更新,浸出油厂的消防设计、安装、验收依据的行业规范跟不上行业迅速发展的步伐。
本文所述外商投资浸出油厂所采用的的是国外的设计方案,其设计依据主要为国外规范、标准或常规做法,因此某些消防设计与我国现行规范存在明显的差异,给工程设计及消防审批工作带来一定的障碍。因此要在保障建筑的消防安全的基础上,为地方经济建设创造良好的投资环境,消防审批部门就应本着尊重科学、尊重事实、服务经济的宗旨,对具体的消防设计进行性能分化分析和探讨,进而得出合理解决方案。
 
 
1、揭密:国际粮商榨油厂的消防设计—项目火灾危险性分析
 
 
该工厂生产流程为:大豆进厂入原料仓暂存,经计量、去杂质后,进行粗粉碎、脱皮、再经预热调整后压片,成粗饲料蛋白片用正己烷溶剂浸出提取大豆油,固体物料经脱去溶剂、烘焙、干燥、冷却、后处理成精制高营养饲料蛋白(豆粕)。液体物料经蒸馏、脱胶、干燥进原油贮罐。
因生产过程使用正己烷作为浸出油脂的溶剂、正己烷为无色易燃液体,闪点<-20℃,着火温度267℃,属甲B类可燃液体,故浸出车间及其溶剂罐区属于甲类危险性类别,但整个浸出车间的生产过程均在密闭的设备和管道中进行,几乎没有溶剂蒸汽的泄露。
地下溶剂库有三个溶剂贮罐,一个###立方米,二个###立方米,全为直埋式溶剂罐。生产过程中浸出车间需要的溶剂量为***立方米,其中一个###立方米的溶剂罐为常空罐,作为遇到危险情况时浸出车间紧急排空装载溶剂之用。正常生产过程中地下溶剂库的溶剂贮量只为浸出车间溶剂量的30%,约··~··立方。
该工厂设有成品油贮罐区,每个罐储油2000吨,罐体直径··米,罐高··米,油品为大豆油,闪点160℃,属丙B类可燃液体。
预处理车间、打包车间、办公楼、控制室等火灾危险性均为丙类危险性类别。
 
 
2、揭密:国际粮商榨油厂的消防设计—榨油厂消防设计简介
 
 
2.1   建筑消防 
预处理、浸出车间为钢柱、钢屋面结构,以上生产车间的承重结构均应表面喷防火涂料,使其耐火等级达到二级,满足消防规范要求。办公楼、食堂为二层钢筋混凝土结构。其它辅助车间多为单层钢筋混凝土结构,各建筑物内装修为一般装修标准。
       建筑物的耐火等级:全厂建筑物耐火级为一、二级。
 
 
2.2   消火栓系统 
浸出车间耐火等级为二级,火灾危险性为甲类,体积<20000m3,建筑高度<24m,则室外消火栓用水量为25L/S,室内消火栓用水量为10L/S,火灾延续时间为二小时。
锅炉间耐火等级为二级,火灾危险性为丁类,体积>20000m3,建筑高度>24m,则室外消火栓用水量为15L/S,室内消火栓用水量为25L/S,火灾延续时为2小时。
 
 
2.3   自动喷水灭火系统 
根据外商的要求,在办公楼、预处理车间、维修车间、变电所、设备办公室、更衣室设置自动喷水灭火系统及依据厂方要求在MCC房中增加设置手动喷水灭火系统。其中以下列二区为设计重点:
2.3.1 办公楼火灾危险等级为轻危险级,预处理车间火灾危险等级为中危险级(II)级。按中危险级计算,设计喷水强度为8L/min.m2,作用面积为160m2,火灾延续时间为1小时,则设计喷水量为27L/S,自喷系统用水量为98m3。本系统选用68oC(厨房区域的为93oC)闭式玻璃球标准喷头,每个喷头的保护面积不超过12m2,除吊顶型喷头外,喷头溅水盘与楼板的距离为7.5cm-15cm。
2.3.2 每个湿式报警阀所控制的喷头数不超过800个,每个楼层、每个防火分区设置水流指示器,当水管内的水流动时,发出讯号送至消防控制室,在消防火灾自动报警系统上显示出哪一区域发生火灾。
 
2.4   泡沫灭火系统 
2.4.1 浸出车间及地下污水池设置自动喷水-泡沫联用系统(前期喷泡沫后期喷水),泡沫混合液供给强度和喷水强度均为8L/min.m2,泡沫连续供给时间为20min,喷水延续时间为2h,以浸出车间为设计重点,泡沫灭火系统单次保护面积为1000m2,则雨淋喷水-泡沫联用系统设计流量为139L/S,喷淋灭火用水总量为1262m3,喷淋泡沫液贮存量为12m3(其中6m3为备用贮存量)。每个开式洒水喷头的保护面积不超过9m2。每个雨淋阀控制的喷水面积不大于260m2,本系统采用手动及自动方式控制。
2.4.2 成品油罐区内所储存为大豆油,其闪点为140oC , 成品油罐区内所有贮罐设有固定式泡沫灭火系统,根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》规定泡沫混合液供给强度为8L/min.m2,泡沫连续供给时间为40min。 罐区防火堤外设有泡沫消火栓扑灭流散火灾,淋泡沫液贮存量为2.2m3,罐区设有室外消火栓  及水雾灭火系统,对着火罐及其相邻罐进行冷却,其着火罐和相邻罐的冷却水供给强度均为0.50 l/s.m,供给范围:着火罐为罐周长,相邻罐为罐周长的一半,冷却水延续时间为4小时,则冷却水流量为72 l/s,冷却水用水总量为***m3 (按3个罐考虑)。
2.4.3 泡沫液选用水成膜泡沫。浸出车间、水封池及成品油罐区共用一套皮囊罐,浸出车间采用一只泡沫比例合器,地下污水池及成品油罐区共用一只泡沫比例合器。
 
 
2.5   消防水池、消防水泵和专用消防设备选型和动力的选择 
消防系统设计总流量为1··L/S,由专用的全自动消防给水设备供水。消防储水量为1520m3,与生产生活水池合用,并设有消防用水平时不能动用的措施。   室内外消火栓系统、自动喷水-泡沫联用系统及自动/手动喷水灭火系统合用一套全自动消防给水设备,包括消防水泵两台(一主用,一备用),主用泵以马达转动,备用泵采用采用柴油发动机转动,备用量为....,稳压泵一台 。室内外消火栓系统给水管网呈环状布置,室外环网管径为DN250mm,DN200mm,其上布置一定数量的室外消火栓,平时,消防管网的压力由消防稳压泵保证,消防用水时,管网压力下降,消防稳压泵会首先启动,假如管网压力持续下降至系统压力90%时,消防主泵自动激活,或通过消火栓箱上的按钮手动激活,向消火栓给水管网加压供。
 
2.6   化学灭火器的设置 
根据<<建筑灭火器配置设计规范>>在各建筑物内配置手提式或推车式化学灭火器。
 
 
3、揭密:国际粮商榨油厂的消防设计—性能化分析与讨论
 
 
全厂建筑物耐火等级为一、二级,建(构)筑物的防火间距、消防通道满足要求:全仓厂设有室内外消火栓系统,办公楼、预处理车间等设有自动喷水灭火系统;浸出车间设有雨淋自动喷水-泡沫联用系统;油罐区色固定冷却系统,消防水池总储水量为1800m3,各建筑物内设手提式或手推火灾报警系统,办公楼、控制室、发电机房等设火灾自动探测报警系统,浸出车间设可燃气体探测系统。
该工厂消防设计中有四点与现行国家消防规范要求有相异之处。
 
 
3.1   高位水罐设置取舍 
     根据《建筑设计防火规范》GBJI6-87(2001年局部修订)第8.6.3条及《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001,10.3.1条,临时高压给水系统的建筑物,应设置储存十分钟室内消防用水量的高位水箱或气压罐。
该工厂采用国外设计,要求不设高位水箱或气压罐。
3.1.1 火灾危险性性能化分析与讨论:设置高位水箱的目的,一是供火灾初期的消防用水量,并保证相应的水压要求,而是在消防供水泵出现故障的紧急情况下应急供水,控制初期火灾,为外部灭火争取时间。事实上,如果消防供水泵能在接到报警后及时启动(一般只需要几秒钟),高位水箱是起不到作用的。在本项目的设计中,该油厂保证有一套完整的系统维护制度,且注重设备选型,选用的FM/UL国际认证的消防泵和消防泵控制器(高质量、高性能),保证系统能按需要随时启动、安全运行,给管网提供足够的流量和压力。即:平时消防系统水量和水压由稳压泵维持,火灾时,消防栓出水,系统管网压力下降,消防泵启动,给管网提供足够的流量的压力,消防稳压泵和消防主泵都有备用泵,且设有备用电力(电动泵和柴油泵互为备用),消防泵出现故障的几率小,故能时刻保证消防所需的流量和压力。
3.1.2  分析结论:在选用高品质设备及相应严格管理维护制度的前提下,不舍屋顶水箱或气压 罐的设计时可行的。
 
 
3.2   水泵的分合使用 
     根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2001,10.2.1条,自喷消防系统应设独立的供水泵。《建筑设计防火规范》GBJI6-87(2001年局部修订)第8.6.1条及其条文说明,以及《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2001年局部修订)第7.4.3条及其条文说明,自喷系统供水泵与消火栓系统供水泵可共用消防水泵,但管网尽量分开设置,至少在自喷系统报警阀前(沿水流方向)分开设置。
该工厂采用国外设计,要求自喷泵与消防栓泵合用一套系统。
3.2.1  火灾危险性性能化分析与探讨:本工厂保证选用FM/UL国标认证的消防泵和消防泵控制器,且公用消防水泵的设计满足自喷量与消火栓流量总和,设计扬程满足自喷与消火栓系统所需扬程,管网设计保证消火栓平时漏水不会引起自喷系统的误报警;灭火时,系统的流量、压力达到设计要求。故能满足系统供水的可靠性,与新编自喷规范的目的与要求并不相悖。
3.2.2  分析结论:自动喷水灭火系统与室外消火栓分开的主要目的是保证自喷系统供水的可靠性和防止干扰。考虑该项目消防泵选型的可靠性,因此,经多方研究,认为水泵合用、管网分开的设计方案在本项目中是可行的。同时为防止消火栓系统对自喷系统的干扰,除对自喷系统湿式报警阀的产品严格要求外,建议在自喷湿式报警阀前增设电磁止回阀。
 
 
3.3   浸出车间围墙的设置 
     根据《浸出制油工厂防火安全规范》GBJ 04-91第2.0.3条,浸出车间应独立设置,并应在距离车间外墙12m以外设置高度不小于1.5m的非燃烧实体围墙,并列为防火禁区。
 该工厂采用国外设计不设置实体围墙而在距离浸出车间外围墙30m处设置篱笆墙。
3.3.1火灾危险性性能分析与探讨:设置实体围墙的目的是划分一个防火禁区,防止浸出车间火灾或爆炸影响到厂区其他部位,也防止外来不安全因素的干扰。但如果其安全距离已达到30M是否还应设置“实体围墙”值得商榷。根据美国规范NFPA 36要求,在距离浸出车间外墙30M处设置篱笆墙,安全距离更大,也能防止浸出车间意外时,波及实体墙而加重的危险性。
3.3.2  分析结论:在距离基础车间外墙30M处不设实体围墙,设篱笆墙的设计方案可行。
 
 
3.4   油罐区泡沫灭火系统的设置 
     本工厂成品油储罐区设置三个储油罐,每个罐储油2000吨,罐体直径15.25米,罐高15米,油品未大豆油,闪点160℃,属丙类可燃液体。
根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001年局部修订)第8.2.5条“甲、乙、丙类液体储罐区的消防用水量,应按灭火用水量和冷却用水量之和计算。”“灭火用水量应按罐区内罐配置泡沫的用水量和泡沫枪配置的用水量之和确定,并应按现行的国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》有关规定计算。”
根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151-92(2002年局部修订)第2.2.2条“高度大于7米,直径大于9米的固定顶储罐,不应选用泡沫枪作为主要灭火设施。”
该工厂要求油罐区不设泡沫灭火系统。
3.4.1  火灾危险性性能分析与探讨:对于可燃液体储罐区的消防设计,现行规范没有明确规定应设置泡沫灭火系统,而在《建筑设计防火规范》GB50016-2001中,虽然新增加一条(第8.6.5条)“下列部位宜设置设泡沫灭火系统”,—总储量大于500m3独立的非水溶性甲、乙、丙类液体储罐宜设泡沫灭火系统。规定只提“宜设”;另外规范笼统地规定“甲、乙、丙类液体”似乎也欠妥,我们知道:甲、乙类可燃液体闪点低,火灾危险性大,那么设置泡沫灭火系统毫无意义;而丙类液体(闪点等于大于60℃的液体,无上限),有危险性大的(如重油、闪点≥60℃的柴油等),也有闪点高,火灾危险性晓得(如植物油、甘油等),是否同等要求,有待探讨。参照《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92,丙类液体分为丙A类(60℃≤闪点≤120℃)的液体和丙B类液体(闪点>120℃),而对于丙B类液体,规范在设备的防火间距及储罐的防火堤设计上,均有所放松。
3.4.2  分析结论:储罐区可不设固定式泡沫灭火系统,但应设置移动式泡沫灭火系统。 
 
4  结论
 
 
目前根据我国制油工业的现状及发展规划趋势,从国家安全生产方面、造成公共危害方面、环境污染方面等对现行的行业规范进行论证和修订,浸出车间工艺设置及建筑设计规范如排水、通风、楼梯间设置及与粕库的距离等规范都已进行修订。目前国内大型新建制油工厂在满足《浸出制油工厂防火安全规范》(SBJ04-1991)的同时充分参考美国国家消防协会标准委员会发布并生效的溶剂浸出工厂防火安全规范NFPA36,在浸出车间安装泡沫雨淋系统、扫地风机等设施,在工艺上增加联锁、报警、急停等自动化控制。
 
本文参考《消防技术与产品信息》杂志论文 
 
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