浅谈油罐区的立体消防的策略分析

摘要：通过对原油储罐火灾行为的分析，针对性地论述了原油罐区的消防泡沫系统、消防冷却水系统、防火堤的功能及必要性，而上述系统必须与消防火灾探测及控制系统有机地结合起来才能形成一个立体的消防体系，油罐区的安全才有可靠的保障。
　　关键词：油罐；火灾行为模式；立体消防体系；泡沫；冷却水；防火堤
　　中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0001-020049-03
　　1 油罐火灾中的火行为
　　油罐火灾中的火行为是指油罐发生火灾时，火灾的发展过程、火焰的变化情况、燃烧场的温度变化、火灾的持续时间等变化规律。但无论哪种模式的火灾，其燃烧的过程都可以大致分为4个阶段，即初起阶段、发展猛烈阶段、持续燃烧阶段和衰减熄灭阶段。
　　2 油罐区消防的立体防线
　　2.1 高位防线
　　油储罐区的泡沫灭火系统是油罐消防的高位防线，泡沫灭火的主要功能为窒息和化学抑制。固定泡沫灭火系统在接到火灾报警信号后，应立即启动，泡沫混合液5分钟内到达油罐顶部，在火灾的初期阶段将火扑灭。
　　2.2 中位防线
　　油品储罐区的固定式消防冷却水喷淋系统构成油罐消防的中位防线，假如固定式泡沫灭火系统不能在45分钟内将油罐火灾有效扑灭，油罐火灾将进入发展猛烈阶段，这时主要靠冷却喷淋系统对罐壁进行冷却降温，油罐才不会失效变形甚至崩塌。
　　为消防车等移动式消防设备扑救火灾赢得时间。
　　2.3 低位防线
　　油品储罐区的防火堤系统构成油罐消防的低位防线。地上式油品储罐一旦发生爆炸破罐事故，油品便会流到储罐以外，若无防火堤或防火堤内的容积不够，流出的油品即会漫流，防火堤的功能就是在油罐发生泄露时，将油品限制在防火堤以内，使火灾不进一步扩大。
　　2010年7月16日晚发生的大连新港输油管线爆炸起火事故，就是由于处于储油罐与输油管线之间的阀门已经被烧化，10万立方米石油正从油罐中流出，油路无法切断，导致大火无法立刻扑灭、大量原油泄漏入海。由于发生了以上事故，因而不断有业内人士提出在设计石油库的同时设计事故池。关于这一点存在两种不同观点：一种观点认为只要建设一定规模的油品罐区（无论是原油罐区还是成品油罐区），就应该建设事故池；另一种观点则认为，只要防火堤内的容积按最大单个罐容的一倍设计，就可以不设事故池。关于是否要建事故池的问题，本人详细地查看了相关资料，认为建设防火堤的根本目的就是临时存放防火堤内储罐的事故漏油，防止漏油到处流淌，因此，它的基本要求有两个：其一是防火堤有效容积应能容纳事故漏油；其二是防火堤的设计强度应能承受所纳油品的静压力。简单地说，就是要满足“装得下”和“装得稳”的要求。
　　防火堤内的有效容积在《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）和《石油库设计规范》（GB50074-2002）都有明确规定：对于固定顶罐，不应小于最大罐容量；对于内、外浮顶罐，不应小于最大罐容量的一半；当固定顶罐与内、外浮顶罐布置在同一组时，取上述两款最大值；对于半地下油罐，规定同上，但油罐容量按其高出地面那部分的容量计算。另外，《建筑设计防火规范》和《石油库设计规范》都规定，防火堤的实际高度（H）应比计算高度（Hj）高出0.2m，也就是说，防火堤的有效容积是指防火堤0.2m以下的实际容积，即实际高度H=Hj+0.2（m）。
　　《石油储备库工程项目建设标准》（建标119-2009）第二十六条：油罐组应设防火堤，防火堤的设置应符合下列规定：防火堤内的有效容积，不宜小于油罐组内一个最大罐公称容积，且严禁小于油罐组内一个最大罐公称容积的一半。当受条件限制，防火堤内的有效容积小于油罐组内一个最大罐公称容积时，应有防止事故状态下石油及液体污染物流出库外的措施。
　　《石油储备库工程项目建设标准》在这里所说的：“应有防止事故状态下石油及液体污染物流出库外的措施。”即建设事故池。是在当受条件限制，防火堤内的有效容积小于油罐组内一个最大罐公称容积时，应建设事故池。由此可见，当防火堤内的有效容积不小于油罐组内的一个最大罐公称容积时，就可以不建设事故池。
　　3 火灾探测及消防控制系统
　　图1 消防逻辑控制图
　　由于大型油品罐区火灾危险性较大，除建设消防泡沫灭火系统、消防冷却水喷淋系统外，还应建设油罐区火灾自动报警系统、工业电视监控系统。上面那张消防逻辑控制图较好地说明了从发生火灾到将火灭掉的全部程序过程。
　　3.1 火灾探测及自动控制
　　消防联锁控制采用一套独立的PLC系统对油罐区的消防系统进行联锁控制，消防PLC系统设置在消防控制室内。当油罐上的感温电缆检测到火灾发生时或现场巡检人员发现火灾按下设置于现场的紧急按钮后，报警信号被送至消防控制室内进行声光报警，经操作人员工业电视确认后可立即启动消防联动系统，即打开相应油罐的消防电动阀，启动泡沫消防水泵、泡沫液泵、消防水泵等进行自动灭火。消防控制台上还设有紧急停止按钮，以防止误操作的发生。消防系统的泵的运行状态及电动阀的开关状态均送入消防PLC系统进行显示、管理。
　　3.2 火灾自动报警系统
　　为有效预防火灾，及时发现和通报火情，保障油库的安全，油库内除采用行政电话“119”报火警外，还设有火灾自动报警系统。
　　油罐是防火的重点，对于浮顶油罐应在每座油罐浮盘的圆周敷设光纤光栅型感温探测器，对油罐火情进行实时监测，信号处理器设在消防控制室内，用于接收和处理油罐上光纤光栅感温探测器的信号，并实时显示探测温度值。信号处理器将报警信号接入消防控制室内的火灾报警控制器。
　　在罐区周围的道路旁设防爆火灾手动报警按钮及声光警报器。
　　油罐区的各类报警装置均接入设在消防控制室内的火灾报警控制器。火灾报警控制器的报警信号送至消防控制系统，并由其执行消防控制功能。
　　消防控制室内的火灾报警控制器通过火灾报警网络将信号送至站控中心火灾报警控制器。站控中心内火灾自动报警系统与电视监视系统联网，报警后联动相应位置的摄像机，相关人员通过图像确认火情后，启动消防设施；消防控制室值班人员也可通过手动控制摄像机，进行图像确认后，组织消防人员投入灭火工作。
　　3.3 工业电视监视系统
　　为适应油罐区现代化管理的要求，满足生产操作、防火监视、安全保卫的需要，应设电视监视系统。监视对象包括油罐区的油罐、消防泵站的消防泵等设备。电视摄像机安装在原油罐区的摄像机塔上和泵站内，监视油罐的摄像机具有预置位功能，通过监视系统主机的报警输入接口，与库区的火灾自动报警系统联动。
　　用于油罐区监视的电视监控系统控制主机放在消防控制室。信息机房的控制主机应与消防控制室的控制主机实线网络连接，支持相互调用。在各工艺站场的站控室和消防控制室分别设置显示终端，实现控制显示。
　　4 结语
　　对于油罐区的火灾，应遵守“以防为主，消防结合”的原则，从消除或控制着火源、防止形成可燃介质、阻止火灾蔓延三方面着手，加强了安全防护，大大地减少了火灾发生几率。油罐区工业电视监测系统及火灾报警系统的设置，能使操作人员及早发现火情，及时进行扑救。一旦发生火情时，立刻启动消防联动系统，可及时控制和扑灭
　　火灾。
　　作者简介：袁爱国（1962-），男，上海人，华东管道设计研究院工程师，研究方向：消防。
　　（责任编辑：周 琼）