外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)與消防系統(tǒng)

外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)與消防系統(tǒng)青島實華原油碼頭有限公司山東青島266000摘要：外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的配置。關(guān)鍵詞：外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)消防水冷卻設(shè)施泡沫滅火設(shè)施一、 概述隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和戰(zhàn)略石油儲備體系建立完備，我國石油消耗量和進口量大幅度增加,儲備量也不斷處于上升趨勢。石油儲備可以分為:商業(yè)類儲備、企業(yè)類儲備、資源類戰(zhàn)略儲備（即探明的石油資源暫不開采，保存在地下加以儲備）和戰(zhàn)略類儲備四大類。除資源類儲備外,其余各類都需要建設(shè)儲備設(shè)施，同時各種容量和類型的儲罐。在原油儲備過程中，由于大型浮頂油罐罐頂能隨進油而升高，卸油而下降。正是由于此種特點，大型浮頂油罐成為原油儲備應(yīng)用最為廣泛油罐類型之一。油庫是儲存易燃易爆物的場所,一旦遇到意外，可能導(dǎo)致嚴重的火災(zāi)爆炸事故，帶來人員傷亡或者巨大的經(jīng)濟損失，油庫建筑物的防雷、防火、防靜電具有特殊性。因此，加強對油罐安全問題的研究，是油庫安全技術(shù)研究的內(nèi)容，也是保證油庫安全生產(chǎn)的重要技術(shù)措施。外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)與消防系統(tǒng)技術(shù)研究目的，就是要針對外浮頂油罐的特點,優(yōu)化浮頂油罐的結(jié)構(gòu)，采取切實可靠的措施，作到既安全可靠又經(jīng)濟合理。鑒于此，本文主要依據(jù)山東港口青島港集團青島實華原油碼頭有限公司外浮頂儲罐相關(guān)管理經(jīng)驗，借鑒青島實華原油碼頭有限公司在青島黃島港區(qū)和董家口港區(qū)相關(guān)油罐的建設(shè)和運營經(jīng)驗，分別從外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)與消防系統(tǒng)技術(shù)兩個方面展開論述。二、 外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)外浮頂儲罐主動防御系統(tǒng)主要由防靜電系統(tǒng)、油罐防雷和油罐火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)三部分組成。2.1防雷、防靜電系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由跨接、接地、帶有阻火器的防爆呼吸閥、油罐一，二次密封注射氮氣系統(tǒng)、防雷預(yù)警系統(tǒng)、設(shè)置靜電消除器等組成。2.1.1接地和跨接：油罐區(qū)以及油品作業(yè)區(qū)的管道與管道、管道與油罐、油罐上面的金屬部件及其附件必須要按照標(biāo)準要求設(shè)置接地以及跨接設(shè)施。接地是泄漏設(shè)備靜電電荷的有效措施，跨接也是保證系統(tǒng)中各個部分都處于接地狀態(tài)的措施。2.1.2帶有阻火器的防爆呼吸閥：油罐呼吸閥是安裝在固定儲罐或油罐頂部的通氣通風(fēng)裝置，它能夠減少油品蒸發(fā)損耗，控制油罐內(nèi)部壓力，同時保持壓力平衡，阻止外界火焰?zhèn)魅胗凸迌?nèi)部。該閥具有通風(fēng)量大，耐腐蝕，泄漏量小等特點，搭接有靜電接地線，使該閥與罐體保持等電位，確保油罐安全運行。2.1.3防雷預(yù)警系統(tǒng)：油庫防雷安全是油庫安全管理的重要內(nèi)容之一，除了依靠傳統(tǒng)的方式安裝規(guī)范的防雷裝置以外，建設(shè)雷電預(yù)警系統(tǒng)，提前判斷雷電的活動情況，可極大降低雷雨天氣下雷電安全隱患，能在雷擊發(fā)生前的5~30分鐘發(fā)出雷電預(yù)警報警信號；提醒庫區(qū)作業(yè)人員及時停止或暫停室外作業(yè)，進入安全地帶避雷，防止雷擊傷害；對某些可能造成重大危害的作業(yè)，雷擊前及時采取適當(dāng)措施，例如與油罐一、二次密封注射氮氣系統(tǒng)配合，提前注氮防止重大雷擊事故發(fā)生。2.1.4油罐一、二次密封注射氮氣系統(tǒng)：由于儲罐密封圈大都采用了一、二次密封結(jié)構(gòu)，油氣會聚集在一、二次密封之間，當(dāng)儲罐密封圈內(nèi)油氣與空氣的混合氣體達到爆炸極限濃度范圍時，如遇靜電放電、雷擊或其他足夠的點火能量時易發(fā)生燃燒，將直接引發(fā)嚴重的火災(zāi)或爆炸事故。油罐一、二次密封注射氮氣系統(tǒng)就是結(jié)合防雷預(yù)警系統(tǒng)，氮氣作為惰化介質(zhì)，當(dāng)系統(tǒng)自動分析檢測，判定高風(fēng)險情況發(fā)生時，會自動對高風(fēng)險罐的相應(yīng)區(qū)域進行注氮，將濃度降至安全限以下，實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)測一、二次密封空間內(nèi)油氣含量，達到抑制油氣揮發(fā)、保證儲罐安全的目的，實現(xiàn)對事故征兆的早期檢測和預(yù)警，提升了儲罐自身安全防爆抑爆能力。2.1.5靜電消除器，靜電消除器又叫做靜電中和器，是被用作消除或者減少帶電體電荷的。作為油罐區(qū)重要的裝置，它常安裝在油罐頂部的采樣口附近以及油罐扶梯口用來消除人體靜電。2.2油罐火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)該系統(tǒng)主要有油罐罐頂防爆攝像頭、油罐感溫光纖、火焰探測器。2.2.1油罐感溫光纖：油罐感溫光纖是對儲油罐構(gòu)建一套完整的分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對庫區(qū)多個油罐各處溫度的實時監(jiān)測、超限報警、火災(zāi)報警、輸出報警信號。對于儲油罐等易燃易爆的特殊環(huán)境，如果等到火災(zāi)產(chǎn)生了，再進行報警，就沒有意義了，油罐感溫光纖采用溫度定溫預(yù)報警。儲油罐等易燃易爆場所安裝的分布式光纖感溫光纜可以串接在一起，由一臺或多臺分布式光纖感溫火災(zāi)感溫系統(tǒng)完成信號采集，將報警信息傳輸給消防值班人員，甚至可以與消防聯(lián)動系統(tǒng)連接，實現(xiàn)自動檢測，自動滅火的作用。2.2.2火焰探測器：物質(zhì)燃燒時，在產(chǎn)生煙霧和放出熱量的同時，也產(chǎn)生可見或不可見的光輻射?；鹧嫣綔y器又稱感光式火災(zāi)探測器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性。即擴散火焰燃燒的光照強度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測器。根據(jù)火焰的光特性，目前使用的火焰探測器有兩種：一種是對波長較短的光輻射敏感的紫外探測器，另一種是對波長較長的光輻射敏感的紅外探測器，油罐加裝火焰探測器可增加一種預(yù)警信號，大大提升油罐預(yù)防火災(zāi)的能力，補充油罐感溫光纖的不足之處。2.2.3罐頂防爆攝像頭：該攝像頭主要作用是對油罐罐頂各個部位進行24小時不間斷監(jiān)控，可與油罐感溫光纖、火焰探測器聯(lián)動，及時轉(zhuǎn)動照射發(fā)生隱患部位，輸出報警信號便于值班人員及時處置。三、外浮頂儲罐消防系統(tǒng)外儲罐消防設(shè)施由消防水冷卻滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、移動消防設(shè)備、消防器材、消防控制系統(tǒng)等部分組成。消防水冷卻滅火系統(tǒng)消防水滅火系統(tǒng)一般由穩(wěn)壓泵、消防泵以及必要的聯(lián)鎖控制設(shè)備、供水管網(wǎng)、閥門、消防設(shè)施和管網(wǎng)輔助設(shè)施等組成。消防水泵應(yīng)采用兩用或多用1備，根據(jù)管網(wǎng)的壓力來啟動消防水泵，備用泵和工作泵應(yīng)盡量采用同型號泵，電源采用雙電源，或采用內(nèi)燃機作為備用動力源，內(nèi)燃機作為備用動力源的泵組應(yīng)考慮可儲備機組連續(xù)運轉(zhuǎn)6h的油料。穩(wěn)壓泵應(yīng)選用流量一揚程曲線陡落的泵型，最好是變流量而揚程基本不變的穩(wěn)壓泵。穩(wěn)壓泵的選擇，穩(wěn)壓泵最小揚程不得低于最不利點設(shè)備所需的靜壓頭的要求，流量應(yīng)大于管網(wǎng)漏失水量，消防泵房需要設(shè)置一臺同型號的備用穩(wěn)壓泵，穩(wěn)壓泵易采用電接點壓力表作為穩(wěn)壓泵啟停檢測裝置。管網(wǎng)的布置方式?jīng)Q定了罐區(qū)消防系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率。大型罐區(qū)的消防管網(wǎng)呈環(huán)狀鋪設(shè)在防火堤周圍，環(huán)狀管網(wǎng)的進水管道不應(yīng)少于二條，中間用閥門隔開，且每條管道均能通過全部的消防用水量。管網(wǎng)壓力宜為0.7-1.2MPa，管網(wǎng)壓力應(yīng)保證不小于在達到設(shè)計消防最大給水流量和最不利滅火點時需要的壓力。室外消火栓的數(shù)量根據(jù)火場供水要求確定。為便于火場使用和安全，應(yīng)在道路兩側(cè)設(shè)置消火栓。為了撲救地面流淌火，在罐區(qū)四周應(yīng)設(shè)消火栓，消火栓間距不應(yīng)大于60m。泡沫滅火系統(tǒng)大型外浮頂儲罐均采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)由泡沫液儲罐、泡沫比例混和器、泡沫泵、水源、泡沫發(fā)生器、泡沫栓等組成。為保證泡沫系統(tǒng)的供水，泡沫管網(wǎng)應(yīng)獨立于冷卻水管網(wǎng)。泵出口閥、泡沫混和液的冷卻水上控制閥和主要消防分區(qū)的控制閥選用可遠程控制的閥門，可實現(xiàn)在消防控制室內(nèi)集中控制閥門開關(guān)。閥門應(yīng)設(shè)置在防火堤外側(cè)地面上，在正常情況下，分割閥關(guān)閉，泡沫混和液只能單向流動，可以最快的速度和最短的距離上罐。管線和閥門在檢修時可分段調(diào)整，以保證泡沫輸送。防火堤外應(yīng)設(shè)置泡沫液消火栓，用以連接泡沫槍或其它移動式泡沫滅火設(shè)施。2.1泡沫發(fā)生器設(shè)置外浮頂儲罐的罐內(nèi)漂浮一個巨大的浮盤，浮盤與油面之間沒有任何油氣空間，因此外浮頂儲罐一般采用液上泡沫噴射系統(tǒng)。泡沫發(fā)生器在儲罐上的設(shè)置位置對于空氣泡沫滅火的性能和泡沫系統(tǒng)的滅火效果有重要影響。2.1.1罐壁泡沫滅火系統(tǒng)空氣泡沫發(fā)生器安裝在罐壁頂部梯形護板上，且在罐頂圓周上等角均勻分布。泡沫噴射口離浮頂密封圈的垂直距離隨浮頂?shù)南陆刀龃蟆．?dāng)儲罐處于最高液位時，泡沫噴射口離浮頂密封圈的垂直距離超過2m，泡沫噴出后，在導(dǎo)流板的作用下沿罐壁向下流至密封圈。在罐壁與浮船之間安裝有防止油氣揮發(fā)的一、二次密封，一次密封是機械密封或軟密封，二次密封是下端固定在浮盤邊緣，上端與罐壁搭接。密封圈發(fā)生火災(zāi)一般是由一、二次密封之間的油氣引起的，因此在罐頂四周應(yīng)設(shè)置泡沫擋板，防止泡沫外溢，起到對油罐密封圈全部覆蓋的作用。1.2浮盤邊緣泡沫滅火系統(tǒng)浮盤邊緣泡沫滅火系統(tǒng)是把泡沫發(fā)生器設(shè)在浮盤邊緣，泡沫噴射口可設(shè)置在二次密封裝置上方和下部。浮盤邊緣泡沫滅火系統(tǒng)的工藝流程是首先將泡沫混和液輸送到設(shè)置在浮頂上的泡沫液分配器，再通過鋼管將其輸送到設(shè)置于浮頂周邊的若干個泡沫產(chǎn)生器，最后通過泡沫噴射口將空氣泡沫直接施加到密封圈內(nèi)滅火。該系統(tǒng)的空氣泡沫產(chǎn)生器安裝在浮頂邊緣，隨浮頂?shù)纳刀怠Ｅ菽瓏娍诳稍O(shè)計成兩個分支出口，使泡沫在環(huán)形空間內(nèi)向兩個相反方向進行噴射，可避免泡沫在噴出處的堆積，加快泡沫的流速，提高滅火的效率。移動滅火設(shè)施移動式滅火設(shè)備是大型外浮頂儲罐消防保護的重要組成部分。密封圈的初期火災(zāi)火勢較小，利用移動泡沫炮、泡沫鉤槍、手提式滅火器等移動式滅火設(shè)備即可將火災(zāi)撲滅。4消防控制系統(tǒng)自動消防控制系統(tǒng)由火災(zāi)檢測裝置、消防監(jiān)控裝置、監(jiān)控計算機等組成?；馂?zāi)檢測裝置包括感溫火災(zāi)探測系統(tǒng)和手動報警按鈕。一旦火災(zāi)探測系統(tǒng)探測到火災(zāi)信號，或現(xiàn)場手動報警按鈕觸發(fā)報警時,消防監(jiān)控裝置立即發(fā)出聲光報警，計算機顯示報警畫面。經(jīng)人工確認手動啟動或聯(lián)動啟動相應(yīng)油罐的消防水泵、泡沫消防水泵、泡沫比例混合裝置，并順序開、閉相關(guān)電動閥門，對著火罐進行泡沫滅火和噴淋冷卻，對相鄰罐進行噴淋冷卻，實現(xiàn)自動滅火。四結(jié)論隨著工業(yè)生產(chǎn)中石化能源的需求加大，因此油罐區(qū)的消防安全工作顯得愈發(fā)重要。只有在油罐消防設(shè)計中充分考慮火災(zāi)