炼油装置的消防设计.docx
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炼油装置的消防设计
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炼油装置的消防设计
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炼油装置的消防设计
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,因而消防设计就成了装置设计的重要组成部分。
消防设计应研究并实施防止、减少火灾发生和控制、扑灭火灾而采取的各种对策,因此在装置设计中应予重视。
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,联合布置和采用了计算机控制系统,装置操作人员很少,因此加强装置内供岗位操作人员使用的消防设施已提到日程上来。
鉴于装置消防设计的有关资料不多,现就这方面的设计做一介绍。
1装置火灾的一般情况
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,一旦泄漏也会立即着火。
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火灾情况
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。
资料调查表明,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,个别情况由于未切断物料,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12m以下部位考虑。
国内生产实践表明,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。
调查表明:
(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情况。
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,若遇火源即引起爆炸和火灾,将造成巨大损失。
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装置消防设计的构成
装置内设置的消防设施,应能确保扑灭小火,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相互配合。
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,装置消防设计应由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设计的重要组成部分,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。
目前装置的消防设计只表达装置边界线以内的消防设施的设置情况,而对边界线以外消防通道及消火栓设置情况不予表示。
应该说这种设计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设计文件对此应予补充,这样才能表达出装置消防设计的全貌。
3.2火灾报警系统
一般包括感烟、感温和火焰等自动报警器,以及手动报警按钮和电话报警等。
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装置消防设计的基本条件
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、消防供水可持续时间等。
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
项目设计规定:
PFD图、平面布置图、物料及工艺流程危险性分析等资料。
根据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。
现代化装置均采用计算机控制,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。
实践表明,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。
实践表明,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20~30m的Φ25~40mm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附近(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15m。
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15m,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50m。
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附近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
主要用于特殊危险场所的保护,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,若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,用于特殊场所。
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附近,或个别需用抗溶性泡沫灭火的设备附近。
6结束语
以上仅对炼油装置的消防设计作了一般性的介绍,具体设计中应对以下几点作深入了解,方能较好地完成设计。
(1)掌握全厂性消防设施的设置及运行情况。
(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,根据所储物料、运行工况等找出装置的主要火灾危险源、多发泄漏源。
(4)根据装置平面布置、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)根据装置区域布置图、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。
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