揭密：國際糧商榨油廠的消防設計
摘要
揭密：國際糧商榨油廠的消防設計—目前我國制油行業規劃、設計、安裝、生產管理、行業管理采用的防火規范是由原商業部商辦工業管理司編制，原中華人民共和國商業部和中華人民共和國公安部聯合批準的《浸出制油工廠防火安全規范》（SBJ04-1991）。上世紀90年代，國內浸出油廠的規模不超過600噸/天，大部分油廠為國有油廠生產規模為100噸/天左右。進入21世紀以后，隨著外資的涌入，國內浸出油廠的發展規模勢如井噴。而行業的消防設計規范一直沒有更新，浸出油廠的消防設計、安裝、驗收依據的行業規范跟不上行業迅速發展的步伐。
本文所述外商投資浸出油廠所采用的的是國外的設計方案，其設計依據主要為國外規范、標準或常規做法，因此某些消防設計與我國現行規范存在明顯的差異，給工程設計及消防審批工作帶來一定的障礙。因此要在保障建筑的消防安全的基礎上，為地方經濟建設創造良好的投資環境，消防審批部門就應本著尊重科學、尊重事實、服務經濟的宗旨，對具體的消防設計進行性能分化分析和探討，進而得出合理解決方案。
 
 
1、揭密：國際糧商榨油廠的消防設計—項目火災危險性分析
 
 
該工廠生產流程為：大豆進廠入原料倉暫存，經計量、去雜質后，進行粗粉碎、脫皮、再經預熱調整后壓片，成粗飼料蛋白片用正己烷溶劑浸出提取大豆油，固體物料經脫去溶劑、烘焙、干燥、冷卻、后處理成精制高營養飼料蛋白（豆粕）。液體物料經蒸餾、脫膠、干燥進原油貯罐。
因生產過程使用正己烷作為浸出油脂的溶劑、正己烷為無色易燃液體，閃點＜-20℃，著火溫度267℃，屬甲B類可燃液體，故浸出車間及其溶劑罐區屬于甲類危險性類別，但整個浸出車間的生產過程均在密閉的設備和管道中進行，幾乎沒有溶劑蒸汽的泄露。
地下溶劑庫有三個溶劑貯罐，一個###立方米，二個###立方米，全為直埋式溶劑罐。生產過程中浸出車間需要的溶劑量為***立方米，其中一個###立方米的溶劑罐為常空罐，作為遇到危險情況時浸出車間緊急排空裝載溶劑之用。正常生產過程中地下溶劑庫的溶劑貯量只為浸出車間溶劑量的30%，約··~··立方。
該工廠設有成品油貯罐區，每個罐儲油2000噸，罐體直徑··米，罐高··米，油品為大豆油，閃點160℃，屬丙B類可燃液體。
預處理車間、打包車間、辦公樓、控制室等火災危險性均為丙類危險性類別。
 
 
2、揭密：國際糧商榨油廠的消防設計—榨油廠消防設計簡介
 
 
2.1   建筑消防 
預處理、浸出車間為鋼柱、鋼屋面結構，以上生產車間的承重結構均應表面噴防火涂料，使其耐火等級達到二級，滿足消防規范要求。辦公樓、食堂為二層鋼筋混凝土結構。其它輔助車間多為單層鋼筋混凝土結構，各建筑物內裝修為一般裝修標準。
       建筑物的耐火等級：全廠建筑物耐火級為一、二級。
 
 
2.2   消火栓系統 
浸出車間耐火等級為二級，火災危險性為甲類，體積<20000m3，建筑高度<24m，則室外消火栓用水量為25L/S，室內消火栓用水量為10L/S，火災延續時間為二小時。
鍋爐間耐火等級為二級，火災危險性為丁類，體積>20000m3，建筑高度>24m，則室外消火栓用水量為15L/S，室內消火栓用水量為25L/S，火災延續時為2小時。
 
 
2.3   自動噴水滅火系統 
根據外商的要求，在辦公樓、預處理車間、維修車間、變電所、設備辦公室、更衣室設置自動噴水滅火系統及依據廠方要求在MCC房中增加設置手動噴水滅火系統。其中以下列二區為設計重點：
2.3.1 辦公樓火災危險等級為輕危險級，預處理車間火災危險等級為中危險級(II)級。按中危險級計算，設計噴水強度為8L/min.m2，作用面積為160m2，火災延續時間為1小時，則設計噴水量為27L/S，自噴系統用水量為98m3。本系統選用68oC（廚房區域的為93oC）閉式玻璃球標準噴頭，每個噴頭的保護面積不超過12m2，除吊頂型噴頭外，噴頭濺水盤與樓板的距離為7.5cm-15cm。
2.3.2 每個濕式報警閥所控制的噴頭數不超過800個，每個樓層、每個防火分區設置水流指示器，當水管內的水流動時，發出訊號送至消防控制室，在消防火災自動報警系統上顯示出哪一區域發生火災。
 
2.4   泡沫滅火系統 
2.4.1 浸出車間及地下污水池設置自動噴水-泡沫聯用系統(前期噴泡沫后期噴水)，泡沫混合液供給強度和噴水強度均為8L/min.m2，泡沫連續供給時間為20min，噴水延續時間為2h，以浸出車間為設計重點，泡沫滅火系統單次保護面積為1000m2，則雨淋噴水-泡沫聯用系統設計流量為139L/S，噴淋滅火用水總量為1262m3，噴淋泡沫液貯存量為12m3（其中6m3為備用貯存量）。每個開式灑水噴頭的保護面積不超過9m2。每個雨淋閥控制的噴水面積不大于260m2，本系統采用手動及自動方式控制。
2.4.2 成品油罐區內所儲存為大豆油，其閃點為140oC ， 成品油罐區內所有貯罐設有固定式泡沫滅火系統，根據《低倍數泡沫滅火系統設計規范》規定泡沫混合液供給強度為8L/min.m2，泡沫連續供給時間為40min。 罐區防火堤外設有泡沫消火栓撲滅流散火災，淋泡沫液貯存量為2.2m3，罐區設有室外消火栓  及水霧滅火系統，對著火罐及其相鄰罐進行冷卻，其著火罐和相鄰罐的冷卻水供給強度均為0.50 l/s.m，供給范圍：著火罐為罐周長，相鄰罐為罐周長的一半，冷卻水延續時間為4小時，則冷卻水流量為72 l/s，冷卻水用水總量為***m3 (按3個罐考慮)。
2.4.3 泡沫液選用水成膜泡沫。浸出車間、水封池及成品油罐區共用一套皮囊罐，浸出車間采用一只泡沫比例合器，地下污水池及成品油罐區共用一只泡沫比例合器。
 
 
2.5   消防水池、消防水泵和專用消防設備選型和動力的選擇 
消防系統設計總流量為1··L/S，由專用的全自動消防給水設備供水。消防儲水量為1520m3，與生產生活水池合用，并設有消防用水平時不能動用的措施。   室內外消火栓系統、自動噴水-泡沫聯用系統及自動/手動噴水滅火系統合用一套全自動消防給水設備，包括消防水泵兩臺(一主用，一備用)，主用泵以馬達轉動，備用泵采用采用柴油發動機轉動，備用量為....，穩壓泵一臺 。室內外消火栓系統給水管網呈環狀布置，室外環網管徑為DN250mm，DN200mm，其上布置一定數量的室外消火栓，平時，消防管網的壓力由消防穩壓泵**，消防用水時，管網壓力下降，消防穩壓泵會首先啟動，假如管網壓力持續下降至系統壓力90%時，消防主泵自動激活，或通過消火栓箱上的按鈕手動激活，向消火栓給水管網加壓供。
 
2.6   化學滅火器的設置 
根據<<建筑滅火器配置設計規范>>在各建筑物內配置手提式或推車式化學滅火器。
 
 
3、揭密：國際糧商榨油廠的消防設計—性能化分析與討論
 
 
全廠建筑物耐火等級為一、二級，建（構）筑物的防火間距、消防通道滿足要求：全倉廠設有室內外消火栓系統，辦公樓、預處理車間等設有自動噴水滅火系統；浸出車間設有雨淋自動噴水-泡沫聯用系統；油罐區色固定冷卻系統，消防水池總儲水量為1800m3，各建筑物內設手提式或手推火災報警系統，辦公樓、控制室、發電機房等設火災自動探測報警系統，浸出車間設可燃氣體探測系統。
該工廠消防設計中有四點與現行國家消防規范要求有相異之處。
 
 
3.1   高位水罐設置取舍 
     根據《建筑設計防火規范》GBJI6-87（2001年局部修訂）第8.6.3條及《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001，10.3.1條，臨時高壓給水系統的建筑物，應設置儲存十分鐘室內消防用水量的高位水箱或氣壓罐。
該工廠采用國外設計，要求不設高位水箱或氣壓罐。
3.1.1 火災危險性性能化分析與討論：設置高位水箱的目的，一是供火災初期的消防用水量，并**相應的水壓要求，而是在消防供水泵出現故障的緊急情況下應急供水，控制初期火災，為外部滅火爭取時間。事實上，如果消防供水泵能在接到報警后及時啟動（一般只需要幾秒鐘），高位水箱是起不到作用的。在本項目的設計中，該油廠**有一套完整的系統維護制度，且注重設備選型，選用的FM/UL國際認證的消防泵和消防泵控制器（高質量、高性能），**系統能按需要隨時啟動、安全運行，給管網提供足夠的流量和壓力。即：平時消防系統水量和水壓由穩壓泵維持，火災時，消防栓出水，系統管網壓力下降，消防泵啟動，給管網提供足夠的流量的壓力，消防穩壓泵和消防主泵都有備用泵，且設有備用電力（電動泵和柴油泵互為備用），消防泵出現故障的幾率小，故能時刻**消防所需的流量和壓力。
3.1.2  分析結論：在選用高品質設備及相應嚴格管理維護制度的前提下，不舍屋頂水箱或氣壓 罐的設計時可行的。
 
 
3.2   水泵的分合使用 
     根據《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084-2001，10.2.1條，自噴消防系統應設獨立的供水泵。《建筑設計防火規范》GBJI6-87（2001年局部修訂）第8.6.1條及其條文說明，以及《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95（2001年局部修訂）第7.4.3條及其條文說明，自噴系統供水泵與消火栓系統供水泵可共用消防水泵，但管網盡量分開設置，至少在自噴系統報警閥前（沿水流方向）分開設置。
該工廠采用國外設計，要求自噴泵與消防栓泵合用一套系統。
3.2.1  火災危險性性能化分析與探討：本工廠**選用FM/UL國標認證的消防泵和消防泵控制器，且公用消防水泵的設計滿足自噴量與消火栓流量總和，設計揚程滿足自噴與消火栓系統所需揚程，管網設計**消火栓平時漏水不會引起自噴系統的誤報警；滅火時，系統的流量、壓力達到設計要求。故能滿足系統供水的可靠性，與新編自噴規范的目的與要求并不相悖。
3.2.2  分析結論：自動噴水滅火系統與室外消火栓分開的主要目的是**自噴系統供水的可靠性和防止干擾。考慮該項目消防泵選型的可靠性，因此，經多方研究，認為水泵合用、管網分開的設計方案在本項目中是可行的。同時為防止消火栓系統對自噴系統的干擾，除對自噴系統濕式報警閥的產品嚴格要求外，建議在自噴濕式報警閥前增設電磁止回閥。
 
 
3.3   浸出車間圍墻的設置 
     根據《浸出制油工廠防火安全規范》GBJ 04-91第2.0.3條，浸出車間應獨立設置，并應在距離車間外墻12m以外設置高度不小于1.5m的非燃燒實體圍墻，并列為防火禁區。
 該工廠采用國外設計不設置實體圍墻而在距離浸出車間外圍墻30m處設置籬笆墻。
3.3.1火災危險性性能分析與探討：設置實體圍墻的目的是劃分一個防火禁區，防止浸出車間火災或爆炸影響到廠區其他部位，也防止外來不安全因素的干擾。但如果其安全距離已達到30M是否還應設置“實體圍墻”值得商榷。根據美國規范NFPA 36要求，在距離浸出車間外墻30M處設置籬笆墻，安全距離更大，也能防止浸出車間意外時，波及實體墻而加重的危險性。
3.3.2  分析結論：在距離基礎車間外墻30M處不設實體圍墻，設籬笆墻的設計方案可行。
 
 
3.4   油罐區泡沫滅火系統的設置 
     本工廠成品油儲罐區設置三個儲油罐，每個罐儲油2000噸，罐體直徑15.25米，罐高15米，油品未大豆油，閃點160℃，屬丙類可燃液體。
根據《建筑設計防火規范》GBJ16-87（2001年局部修訂）第8.2.5條“甲、乙、丙類液體儲罐區的消防用水量，應按滅火用水量和冷卻用水量之和計算。”“滅火用水量應按罐區內罐配置泡沫的用水量和泡沫槍配置的用水量之和確定，并應按現行的國家標準《低倍數泡沫滅火系統設計規范》有關規定計算。”
根據《低倍數泡沫滅火系統設計規范》GB50151-92（2002年局部修訂）第2.2.2條“高度大于7米，直徑大于9米的固定頂儲罐，不應選用泡沫槍作為主要滅火設施。”
該工廠要求油罐區不設泡沫滅火系統。
3.4.1  火災危險性性能分析與探討：對于可燃液體儲罐區的消防設計，現行規范沒有明確規定應設置泡沫滅火系統，而在《建筑設計防火規范》GB50016-2001中，雖然新增加一條（第8.6.5條）“下列部位宜設置設泡沫滅火系統”，—總儲量大于500m3獨立的非水溶性甲、乙、丙類液體儲罐宜設泡沫滅火系統。規定只提“宜設”；另外規范籠統地規定“甲、乙、丙類液體”似乎也欠妥，我們知道：甲、乙類可燃液體閃點低，火災危險性大，那么設置泡沫滅火系統毫無意義；而丙類液體（閃點等于大于60℃的液體，無上限），有危險性大的（如重油、閃點≥60℃的柴油等），也有閃點高，火災危險性曉得（如植物油、甘油等），是否同等要求，有待探討。參照《石油化工企業設計防火規范》GB50160-92，丙類液體分為丙A類（60℃≤閃點≤120℃）的液體和丙B類液體（閃點＞120℃），而對于丙B類液體，規范在設備的防火間距及儲罐的防火堤設計上，均有所放松。
3.4.2  分析結論：儲罐區可不設固定式泡沫滅火系統，但應設置移動式泡沫滅火系統。 
 
4  結論
 
 
目前根據我國制油工業的現狀及發展規劃趨勢，從國家安全生產方面、造成公共危害方面、環境污染方面等對現行的行業規范進行論證和修訂，浸出車間工藝設置及建筑設計規范如排水、通風、樓梯間設置及與粕庫的距離等規范都已進行修訂。目前國內大型新建制油工廠在滿足《浸出制油工廠防火安全規范》（SBJ04-1991）的同時充分參考美國國家消防協會標準委員會發布并生效的溶劑浸出工廠防火安全規范NFPA36,在浸出車間安裝泡沫雨淋系統、掃地風機等設施，在工藝上增加聯鎖、報警、急停等自動化控制。
 
本文參考《消防技術與產品信息》雜志論文 
 
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