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摘要：由于石油化工企业往往涉及易燃易爆危险化学品，极易引起火灾、爆炸事故，事故后果严重且不易控制。为有效地提高石油化工企业的安全系数，在设计阶段就应全局考虑并完善消防系统，以此来确保石油化工企业的安全可靠性。本文主要是对石油化工企业的消防系统方案设计进行分析研究。
关键词：消防系统；石油化工；工程设计
消防设施既是重要的火灾、爆炸事故预防手段，同时也是控制事故后果的有效措施。消防安全是整个项目、企业、单位的命脉，其重要性不言而喻。如果没有得到充分的重视，一旦发生事故，就会造成无法挽回的后果[1]。本文主要是对石油化工企业消防系统设置依据以及如何设计石油化工企业消防系统方案进行分析和探讨。
石油化工企业消防系统可根据灭火介质及型式，分为水消防系统、泡沫灭火系统、气体灭火系统、干粉灭火系统、蒸汽灭火系统、灭火器等，其中水消防系统包括消火栓、消防炮、消防冷却水系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等[2]。在石化企业中，生产装置区、罐区、辅助生产设施区的消防系统设计主要执行《石油化工企业设计防火标准》（GB50160 -2008，2018年版）第8章的相关要求，而建筑物内的消防设计主要执行《建筑设计防火规范》（GB50016-2014，2018年版）第8章的相关要求，在设计中应根据标准要求选用适宜的消防系统。
水消防系统为石化企业最广泛应用的一种消防系统，几乎所有的工厂均会设置消防水系统，并且覆盖整个厂区。
若企业设有罐区，应根据其存储的介质考虑消防方案。液化烃储罐需设置消防冷却水系统，可燃液体储罐则应同时设置消防冷却水系统及泡沫灭火系统。
灭火器的设置范围也是整个厂区，针对的主要是初期火灾。
1.水消防系统
（1）消防供水系统
消防供水系统一般由消防水源（工厂水源/消防水池（罐））、消防水泵、消防水管网等构成。在计算消防用水量时，首先应根据厂区的占地面积，确定厂区内同一时间的火灾处数，再根据各区域的消防用水需求情况核算厂区总的消防用水量，进而确定水池（罐）、泵、管网等的设计。罐区火灾延续时间按4-6小时考虑，其他区域一般按3小时考虑。
大型石油化工企业工的艺装置区、罐区等，应设独立的稳定高压消防供水系统，其压力宜为0.7-1.2MPa。消防供水管道应环状布置，进水管不少于2条；环状管道用阀门分成若干独立管段，每段消火栓和消防水炮的数量不超过5个；当某个环段发生事故时，剩余的消防给水管道能通过100％的消防用水量。
（2）室外消火栓
室外消火栓沿厂区道路敷设，其大口径出水口面向道路。消火栓距路面边不大于5m，距建筑物外墙不小于5m，离被保护的设备距离至少为15m。罐区、工艺装置区消火栓布置间距不大于60m；其他区域的消火栓布置间距不大于120m。在有可能受到车辆等机械损坏的消火栓周围应设置防护栏。
消火栓附近一般还配有消火栓箱，用于放置消防水带、消防水枪等与消火栓配合使用的灭火设施。
（3）消防水炮
GB50160第8.6.1条规定：“甲、乙类可燃气体、可燃液体设备的高大构架和设备群应设置水炮保护。[2]”在工程设计中，一般甲乙类工艺装置、罐区、装卸车设施区等均考虑设置固定式消防水炮，其设置位置距保护对象不宜小于15m。消防水炮的出水量宜为30~50L/s，水炮应具有直流和水雾两种喷射方式。喷雾状水，覆盖面积大、射程短，用于保护地面上的危险设备群；喷直流水，射程远，用于保护较高的危险设备。
（4）室内消火栓
根据GB50016第8.2.1条，一般的，超过300㎡的厂房（仓库）均需设置室内消火栓，并按《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）的相关要求，根据厂房（仓库）的高度、体积等确定室内消火栓设计流量。室内消火栓还需配置消防水带及直流－水雾两用水枪。
（5）消防冷却水系统
液化烃储罐及可燃液体储罐需设置消防冷却水系统，并根据罐容确定采用固定式系统或是移动式系统。
在计算罐区消防冷却水用量时，除浮顶罐、内浮顶罐（浮盘采用易熔材料制作的内浮顶罐按固定顶罐考虑）只考虑着火罐外，其他储罐应考虑着火罐及其邻近罐的消防冷却水用量之和。罐区消防冷却水用水量按火灾时消防冷却水用水量最大的罐组计算。
根据GB50160第8.10.13条，液氨储罐的消防冷却水系统应参照液化烃储罐的相关要求设置。
（6）自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统主要设置于建筑内，根据GB50016，在石化企业中较常涉及到的以下区域宜设置自动喷水灭火系统：
1）高层乙、丙类厂房；
2）每座占地面积大于1500㎡或总建筑面积大于3000的其他单层或多层丙类物品仓库；
3）设置送回风道（管）的集中空气调节系统且总建筑面积大于3000㎡的办公建筑等。[3]
确定采用自动喷水灭火系统后，还应按照《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017）的相关要求进一步深化设计。
2.泡沫灭火系统
泡沫灭火系统主要针对可燃液体火灾场所，尤其是可燃液体罐区。应根据可燃液体储罐存储介质的火灾危险性、水溶性以及储罐容积等综合判断采用固定式、半固定式还是移动式泡沫灭火系统。
根据《泡沫灭火系统设计规范》（GB50151-2010）第4.1.10条：“固定式泡沫灭火系统的设计应满足在泡沫消防水泵或泡沫混合液泵启动后，将泡沫混合液或泡沫输送到保护对象的时间不大于5min[4]”，在设计泡沫灭火系统时应充分考虑泡沫站的服务范围。
3.气体灭火系统
根据GB50016，中央控制室宜设置气体灭火系统，而根据GB50160，石油化工企业控制室、机柜间等不要求设置固定自动气体灭火装置。若在控制室内设置气体灭火系统，可考虑采用火探管式自动探火灭火装置，该系统保护空间为机柜内部，发生火情系统喷放时控制室内值班人员无需撤离，可维持工厂控制系统工作。
4.干粉灭火系统
干粉灭火系统在石化工程中应用不算普遍，GB50160中仅针对烷基铝类催化剂配置区要求设置局部喷射式D类干粉灭火系统，并应采用手动遥控启动方式。
5.灭火器
灭火器应用于整个石化厂内，包括工艺装置区、罐区、公辅设施区等，应按照《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）的相关要求，根据配置场所的火灾种类、危险等级、面积等确定灭火器的种类及数量，并根据灭火器的保护范围布置灭火器以充分覆盖整个配置场所。
结束语
综上所述，由于石油和化工行业本身具有高温高压、易燃、易爆等特点，很容易引起消防安全事故。因此，在石油化工工程设计的初期阶段，应根据标准规范的相关要求，从消防安全的角度进行总体规划，运用多种消防系统相结合，从而保证石化企业生产过程的稳定与安全。
参考文献
[1]田刚.消防安全设备在石油化工工程设计中的应用与研究[J].中国化工贸易,2017(4)
[2]石油化工企业设计防火标准（GB50160-2008，2018年版）[S]，北京：中国计划出版社，2018
[3]建筑设计防火规范（GB50016-2014，2018年版）[S]，北京：中国计划出版社，2018
[4]泡沫灭火系统设计规范（GB50151-2010）[S]，北京：中国计划出版社，2011