城市天然氣門站消防設計探討

摘 要

摘要：分析了以往天然氣門站消防設計中存在的誤區，從社會消防力量依托、消防給水和滅火器配置3個方面對規范進行解讀。結合實例，對城市天然氣門站的消防設計進行探討。，關鍵詞：天
摘要：分析了以往天然氣門站消防設計中存在的誤區，從社會消防力量依托、消防給水和滅火器配置3個方面對規范進行解讀。結合實例，對城市天然氣門站的消防設計進行探討。，
關鍵詞：天然氣門站；消防依托；消防給水；滅火器配置；消防設計
Discussion on Fire Control Design of City Natural Gas Gate Station
BING Shouqi，WANG Zheng，XIAO Wei，MA Wei
Abstract：Some misconceptions in previous fire control design of natural gas city gate station are analyzed.The code is interpreted in terms of social fire support，fire water supply and fire extinguisher distribution.The fire control design of natural gas city gate station is discussed with an example.
Key words：natural gas city gate station；fire support；fire water supply；fire extinguisher distrihution；fire control design
1 概述
   門站是城市天然氣輸配管網的起點，有調壓、計量、加臭、分配等功能。由于輸送介質天然氣的易擴散性、易壓縮性、易燃燒性和易爆炸性[1]，門站的消防系統建設顯得尤為重要，對保障城市供氣系統安全平穩運行具有重要的意義。
   由于門站的建設規模小，一般不設置儲罐，消防工作往往得不到重視，且規范要求不明確，導致門站的消防設計存在以下誤區：①門站選址未考慮社會消防力量依托條件。②門站一律不設置消防給水。③門站工藝裝置區滅火器配置較隨意，計算方法不統一。筆者針對這3個問題，結合規范和實例，對城市天然氣門站的消防設計進行探討。
2 社會消防力量依托
   門站站址一般是結合長輸管道位置，根據地形、工程地質、供電、給水排水和通信等條件綜合確定，對于消防依托條件卻很少考慮。由于門站建設規模小，不可能單獨設消防站和消防車，需依托社會消防力量滅火。因此，門站選址時應調研附近的社會消防設施，保證門站在其責任區內。
    按照建標2006[42]號《城市消防站建設標準(修訂)》，消防隊一般應在接到出動命令后5min內到達，而在GB 50183-2004《石油天然氣工程設計防火規范》中，考慮到油氣廠站點多、線長、面廣、布局分散、人口密度小的特點，將30min內到達的消防力量均計算在內。而30min的界限是根據氣體儲罐的泡沫滅火時間得到的，對于沒有儲罐的門站還需規范做進一步完善[2]。因此，在現行規范條件下，可將出警時間在30min內的社會消防力量作為門站的依托，并作為門站選址的因素之一。
3 消防給水系統
    GB 50183—2004中8.1.2條規定“集輸氣工程中的集氣站、配氣站、輸氣站、清管站、計量站及五級壓氣站、注氣站，采出水處理站可不設消防給水設施”。GB 50028—2006《城鎮燃氣設計規范》中6.5.19條規定“門站的工藝裝置區可不設消防給水系統”。因此，不在門站設置消防給水的現象比較普遍，筆者認為這并不一定恰當，應從門站的實際情況考慮，不應一概而論。
    GB 50016—2006《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)中8.1.2條規定“耐火等級不低于二級，且建筑物體積小于等于3000m3的戊類廠房或居住區人數不超過500人且建筑物層數不超過兩層的居住區，可不設置消防給水”，即只有在符合該條的情況下，才可不設消防給水。GB 50183—2004是從長輸管道工程考慮，廠站多、規模小、人員少，大多數輸氣、配氣站能滿足《建規》的條件，且這類廠站距離城市遠，沒有市政給水設施，如果都單獨建設消防水池、加壓設備及配套管網，造價高。城市天然氣門站與之不同，辦公區人員較多，除負責門站正常運行外，還負責整個輸配系統的監控管理和運行調度；并且門站靠近城市用氣負荷區，一般有市政給水配套，如果只設置低壓室外消防給水系統，造價增加很少，門站的消防安全則會提高很多。
    GB 50028—2006規定工藝裝置區可不設消防給水系統，辦公區建筑規模就成為是否設置消防給水的決定因素。因此，應以辦公區為保護對象，符合《建規》8.1.2條規定的，可不設置消防給水，否則需按《建規》表8.2.2-2規定的消防水量設置室外消防給水系統，采用低壓制，利用市政供水的水量和水壓；辦公樓超過5層或體積大于10000m3時，還應設置室內消防給水系統。由于以辦公區為保護對象，消防給水系統應以火災延續時間為2h計算，而不以GB 50183—2004的8.6.1條和GB 50028—2006的6.5.19條規定的3h進行計算。
4 移動滅火器配置
    滅火器輕便、靈活、機動，使用方法易于掌握，可撲救初起火災，防止火災蔓延，是工作人員滅火自救的主要消防器材。
工藝裝置區的火災屬于C類(氣體)火災，由于沒有氣體類滅火定級標準，國外標準大多將B類(液體)和C類歸為一類。GB 50140—2005《建筑滅火器配置設計規范》中C類火災依據B類火災的標準配置滅火器[3]，因此可按照8類火災的公式進行計算，見式(1)。其中，Q的單位B是滅火器撲滅B類火災效能的基本單位。
 
式中Q——計算單元的最小需配滅火級別，B
    K——修正系數(按可燃氣體儲罐區選取K=0.3)
    S——計算單元的保護面積(按裝置區的基底面積確定)，m2
    U——B、C類火災場所單位滅火級別最大保護面積m2/B，按嚴重危險級取0.5m2/B
滅火器的設置點，一般布置在工藝裝置區周圍、靠近道路、位置明顯和便于取用的地點。按嚴重危險級的最大保護距離9m進行設置，保證整個計算單元在滅火器保護范圍內，且滅火器不得少于2具。最后，根據GB 50140—2005中的公式(7.3.4)確定每個設置點的最小需配滅火級別，見式(2)。
 
式中Qc——計算單元中每個滅火器設置點的最小需配滅火級別，B
    N——計算單元中滅火器設置點數
    對于滅火器的類型，GB 50028—2006中選用8kg手提式干粉滅火器，并根據場所危險程度可設置部分35kg推車式干粉滅火器。GB 50160—2008《石油化工企業設計防火規范》規定撲救可燃氣體火災宜選用鈉鹽干粉滅火器，手提式干粉滅火器規格為6kg或8kg，推車式干粉滅火器規格為20kg或50kg。根據GB 50140—2005，碳酸氫鈉干粉滅火器可撲滅B、C類火災，但不適合A類火災場所，而磷酸銨鹽干粉滅火器可撲滅A、B、C類火災，適用性更廣，且可以與辦公區的滅火劑統一，建議選用。對于嚴重危險級場所，單具滅火器的最小配置級別為89B，填充量為5kg以上的均可以滿足要求，建議選用8kg填充量，在重量和體積上適合成人使用，有利于在重要場所迅速操[4]。對于推車式滅火器，GB 50140—2005中沒有35kg規格，建議設計時選用50kg填充量。
5 應用實例
    某城市天然氣門站，設計能力為13×104m3/h，占地6653m2。工藝裝置區設置加臭、過濾、計量和調壓裝置，基底面積為724m2，另有1座地上3層的辦公樓和1座地上1層的輔助用房，建筑面積分別為1173.11m2和188.56m2。該門站消防設計方案如下：
   ① 經調研，該門站附近有某消防中隊可以依托，該消防中隊配備有消防車5輛，消防人員27人，消防中隊距門站7.5km，出警時間約為10min。
   ② 門站辦公樓為地上3層，建筑體積約為4400m3，不需設置室內消火栓，室外消防水量為15L/s，采用低壓消防系統。水源為附近市政自來水，接管管徑為DN 100mm，日用消防合用室外給水管道和枝狀供水管網，在辦公樓周圍設置室外地上式消火栓2個，消火栓距道路邊緣不大于2.0m，距建筑物外墻不小于5.0m。
   ③ 工藝裝置區滅火器配置為：裝置區最小需配滅火級別為434.4B，根據最大保護距離為9m的規定，滅火器設置點為6個，每個設置點的最小需配滅火級別為72.4B，選用8kg填充量的手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，單具滅火級別為144B，每個設置點設置2具。按最大保護距離為18m設置推車式滅火器3處，選用50kg填充量的推車式磷酸銨鹽干粉滅火器，單具滅火級別為297B，每個設置點設置1具。
參考文獻：
[1] 唐素珊，蘇雪敏，鄭中華.城市燃氣消防工作中“消”的重要性[J].煤氣與熱力，2010，30(2)：B29-B32.
[2] 郭俊，周暉.天然氣集輸管道工程的消防研究方向[J].天然氣與石油，2008，26(6)：65-69.
[3] 劉靜，程遠平，高宇飛.從《NFPA1通用消防規范》TM看我國的《建筑滅火器配置設計規范》[J].消防技術與產品信息，2005(12)：57-59.
[4] 聶世全.石油庫存儲區滅火器配置探討[J].油氣儲運，2002.21(9)：41-45.
 
(本文作者：邴守啟 王崢 肖威 馬巍 北京市煤氣熱力工程設計院有限公司 北京 100032)