煉油裝置生產和處理的物料多為易燃易爆物,且處理量大,操作條件苛刻,多處于高溫高壓狀態(tài),火災危險性大,因而消防設計就成了裝置設計的重要組成部分。
消防設計應研究并實施防止、減少火災發(fā)生和控制、撲滅火災而采取的各種對策,因此在裝置設計中應予重視。
80年代以前,裝置消防主要靠消防車,裝置內往往只設置固定、半固定式蒸汽滅火系統(tǒng),同時配置小型滅火器,消防水系統(tǒng)則多為與生產合用的低壓系統(tǒng)。近年來,由于裝置的大型化,聯(lián)合布置和采用了計算機控制系統(tǒng),裝置操作人員很少,因此加強裝置內供崗位操作人員使用的消防設施已提到日程上來。鑒于裝置消防設計的有關資料不多,現(xiàn)就這方面的設計做一介紹。
1 裝置火災的一般情況
裝置火災主要由油、氣源泄漏后遇火源或高溫熱表面而引起,但介質溫度超過自燃點時,一旦泄漏也會立即著火。
1.1 泄 漏
1.1.1 泄漏源
(1)設備和管道在正常操作條件下不嚴密而發(fā)生泄漏。
?、賱釉O備:泵、壓縮機等。
②靜設備:閥門、法蘭、取樣口、放凝口等。
(2)設備、管道被破壞發(fā)生泄漏,引發(fā)爆炸事故。
①由超溫、超壓引起。
?、谟苫钚晕镔|激烈反應引發(fā)的內部爆炸。
?、郾煌獠炕馂陌鼑鷮е聫姸冉档突虮ā?br />
?、芨g穿孔、機械外力等造成斷裂。
1.1.2 發(fā)生幾率
動設備的泄漏幾率大于靜設備,介質溫度和壓力高的設備大于低的設備。
破壞泄漏:高溫重質油品幾率較高,重油含腐蝕性物質多,易造成穿孔。
機械破壞:多發(fā)生在與設備相接的小口徑管道連接處。
1.2 火災情況
1.2.1 超過自燃點的介質泄漏著火
因泄漏幾率高,由此產生的火災幾率就高。資料調查表明,由此造成的火災約占裝置火災的40%~50%,是裝置消防設施的重點防護場所。
1.2.2 氣體泄漏
火災爆炸多發(fā)生在大量泄漏、介質比空氣重且沿地面大范圍擴散的地方。泄漏氣體遇火源將引起爆炸火災。這種爆炸火災發(fā)生幾率較低,但破壞性嚴重和損失較大,應注意泄漏檢測。
1.2.3 加熱爐火災
往往是由于爐管燒壞造成火災。一般在爐內燃燒,因設有蒸汽滅火系統(tǒng),可及時撲滅,不會造成大火向外蔓延,個別情況由于未切斷物料,油噴到爐外亦會造成較大的火災。據資料介紹,加熱爐火災約占裝置發(fā)生火災幾率的10%。
1.2.4 塔和反應器的火災
據國外資料介紹,塔和反應器的消防防護高度一般按12 m以下部位考慮。國內生產實踐表明,塔的上部發(fā)生火災很少,且一般不會造成蔓延,不會造成大的損失。調查表明:
(1)塔的上部火災在常減壓蒸餾裝置的初餾塔、常壓塔上曾發(fā)生過,其原因是油氣負荷過高(原油帶水或原油種類變化時未及時調整操作工況),造成超壓沖塔。油從安全閥溢出,沿塔壁下泄,遇下部高溫法蘭被點燃,在塔外壁形成大火。一般泄漏的油不多,即使不撲救,塔壁上油膜燒完火即滅,通常不會造成大的損失。
(2)塔上局部發(fā)生火災,如焦炭塔、反應器頂部法蘭處油品泄漏,滲到保溫層內部遇熱表面起火,可用滅火器撲滅。又如塔頂油氣放空管不嚴密引起油氣泄漏,在雷擊時被引燃起火,可用蒸汽或滅火器撲滅。
1.2.5 烴類氣體壓縮機
一般都設置了可燃氣體濃度報警器,能及時發(fā)現(xiàn)泄漏,很少發(fā)生火災爆炸。因距火源遠,氣體泄漏一般不會形成災害。曾發(fā)生過潤滑油系統(tǒng)管道泄漏,油噴到熱煙氣管起火,燒毀電纜造成停產的情況。
1.2.6 設備內爆及管道破裂
設備內爆往往形成惡性火災,且易蔓延,同時設備碎片飛出,砸壞其它設備和管道而引發(fā)次生災害。氣體管道破裂,可燃介質突然大量泄放,形成大的爆炸危險空間,若遇火源即引起爆炸和火災,將造成巨大損失。
2 裝置消防重點保護對象
2.1 介質超過自燃點且壓力高的設備及管道
如泵、換熱器、閥門、法蘭及管道上的三通、彎頭等火災多發(fā)設備。
2.2 火災時易損壞且可能發(fā)生次生災害的設備
如帶襯里的反應器、無隔熱層的可燃氣體和液體設備。因這些設備受火災烘烤時,壁溫度急劇上升,材料強度降低而被破壞,使可燃介質突發(fā)泄漏,以致火災蔓延。
2.3 儲存大量可燃介質的設備
這種設備如緩沖罐、回流罐等,發(fā)生火災難以撲救,受損后火災蔓延范圍大。
2.4 火災時不易靠近或撲救困難的危險場所
如多層冷換框架、設備及管道密集場所等。
2.5 易受火災破壞的設備
如空冷器、架空敷設的電纜及儀表控制電纜,特別是事故狀態(tài)下需使用的緊急控制電纜等。
3 裝置消防設計的構成
裝置內設置的消防設施,應能確保撲滅小火,并在發(fā)生大的火災時能在消防車到來之前控制火勢,減少蔓延。大的火災撲救需要裝置的操作人員與消防人員相互配合。操作人員必須進行緊急處理,切斷物料,方能盡快將火撲滅。為此,裝置消防設計應由3方面構成。
3.1 裝置合理布置
裝置四周都應有消防通道,并相應布置消火栓系統(tǒng)。這些通道是裝置消防設計的重要組成部分,通道的寬、高、轉彎半徑等都要滿足所配備的消防車使用要求。目前裝置的消防設計只表達裝置邊界線以內的消防設施的設置情況,而對邊界線以外消防通道及消火栓設置情況不予表示。應該說這種設計文件表達是不全面的,因為裝置四周的消防通道設置是裝置消防不可缺少的。建議今后的裝置消防設計文件對此應予補充,這樣才能表達出裝置消防設計的全貌。
3.2 火災報警系統(tǒng)
一般包括感煙、感溫和火焰等自動報警器,以及手動報警按鈕和電話報警等??刂剖覒行盘栵@示盤。必要時,消防站也應配有重復顯示盤,并明確表示設置位置及類型。
3.3 滅火系統(tǒng)
(1)消防水系統(tǒng):管網、消火栓、消防炮、箱式消火栓。
(2)蒸汽滅火系統(tǒng):加熱爐蒸汽滅火、半固定式蒸汽軟管、汽幕。
(3)滅火器。
(4)固定水噴淋系統(tǒng),水幕系統(tǒng)。
(5)固定、半固定式消防豎管。
(6)其它局部設置的泡沫、氣體、干粉等滅火設施。