化工园区消防装备配备的探究

宁波寰球安全科技有限公司  周华君 徐东平 朱行郎

　

0 引言

近年来，随着我国经济的快速发展和产业结构的优化整合，具有产业聚集效应的化学工业园区开发建设热潮在全国各地不断涌现, 特别是在我国沿江沿海地区，以海岸线码头为依托，建设了许多集储存、生产、加工为一体的化工园区，化工行业多涉及大量易燃易爆化学品的生产与储运，生产过程多具有高温高压、有毒有害、有腐蚀性等特点，具有聚集效应的化工园区向着大型一体化、集约化、深加工方向不断发展。

社会各界和各级政府对化工园区的安全越来越关注。配备有效精良的消防救援装备是及时救援、成功处置化工生产事故的重要保证。

我公司（宁波寰球安全科技有限公司）受有关部门委托对某化工园区进行消防安全评估。在评估过程中，发现目前我国尚无化工园区消防站建设、消防装备配备的标准，为此在对相关消防队进行调研的基础上，邀请专家就此问题进行了研讨。

本文介绍笔者对化工园区消防装备配置的探索，以供参考。

1 目前化工园区消防装备配备的标准

对于化工园区而言，其容纳的企业多，涉及的易燃易爆危险化学品品种繁多，生产工艺类型复杂，而现有企业大多无自己的专职消防队，依赖于当地消防部队，或出资购买消防装备给当地消防队。

目前，我国尚没有针对性的化工园区消防安全要求、消防力量设置和装备配备标准。现在有关消防力量设置、消防装备配备的标准依据或参照的主要有三项：公安行业标准GA621-2006《消防员个人防护装备配备》标准、GA622-2006《消防特勤队（站）装备配备》标准和《城市消防站建设标准》。

《消防员个人防护装备配备》标准是公安部根据全国消防情况制定的，里面规定了消防员个人防护装备的最低配备和选配项目及装备备份要求。

《消防特勤队（站）装备配备》标准规定了水上、航空、普通及特勤消防站的装备配备标准；

《城市消防站建设标准》是由公安消防局起草，建设部和发改委联合发布的，其主要规定了城市新建、改建和扩建的消防站建设要求。其中标准的第六章严格规定了消防站的消防车配置数量、品种、性能及消防灭火器材、消防员防护装备和抢险救援器材的必配和选配项目。

这些标准没有对化工园区以及大型石油化工企业的火灾风险与事故特点进行针对性的研究从而有针对性的设置消防站和配备相应的消防装备，更主要的是用于化工火灾爆炸等突发性灾害事故所需的高喷车、举高车、防化洗消车、多功能抢险救援车、照明车、A类泡沫车和排烟车辆及各类侦检器材、堵漏器材、救生器材等特种装备不足，已成为遏制消防部队扑救化工火灾和参与抢险救援的“瓶颈”和难题。

2 化工园区消防装备配备要求的探讨

根据近年来的化工事故案例，事故扩大化往往是由于生产单元/储存单元的固定消防设施损坏，只能依靠移动式或外部消防装备进行救援。故而消防装备的好坏将直接关系到事故发生后的应急救援是否能快速有效展开，关系到能否降低事故所造成的伤害和带来的损失，配备有效精良的消防装备是及时救援、成功救援的重要保障。

在没有针对性标准的前提下，笔者认为应根据园区的实际情况对其现有配备的消防装备进行评估，评估其是否能满足园区的应急需要。

为了吸取大连“7.16”输油管道爆炸火灾等事故的教训，如何对园区消防装备的配备进行评估，笔者认为可以以辖区内最大生产装置、最大储存单元、最大有毒物质生产量单元等三个最大危险源为目标进行评估，若这三个最大危险源发生极端事故，企业或公安消防力量能够处置，其配备的消防装备能够满足应急救援的需要，则认为其余危险性小于此三个目标的装置、储罐、有毒物质存在场所发生事故，企业或公安消防力量可以处置。

化工园区消防装备配备时还应考虑备用情况，以防消防装备出现故障不能满足需要的情况。

3 应用实例

以某区域内最大生产装置（乙烯装置）发生火灾事故为例，通过对装置区消防供水能力评估、超高装置灭火能力评估、装置区设备物料泄漏灭火能力评估等的评估，来核算企业或公安消防力量能否满足需要。

（1）装置区消防供水能力评估

依据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008规定，工艺装置、辅助生产设施及建筑物的消防用水量计算应符合第8.4.3要求，某乙烯装置按大型石油化工企业进行考虑，工艺装置消防用水量取600L/s，消防用水供水时间以6h计算，消防用水总量需：

600×6×3600÷1000=12960m³

该企业现有消防设施消防水量按照3000m³/h进行设计，供水时间6小时，稳高压消防水泵站设有2×10000m³地上钢质消防水罐，可满足此乙烯装置消防用水总量要求。

（2）超高装置灭火能力评估

石油化工企业大型装置如精馏塔等设备较高，若配备高喷车高度不够，则无法对超高地火点进行有效控制。

某精馏塔规格为：Φ6000 mm×103500 mm（高度）×48 mm（壁厚）。

现企业配备有威马44米泡沫高喷车，该消防车机泵最大工作压力为1.0MPa，考虑损耗，该消防车有效灭火高度小于100米。若该精馏塔顶部起火，固定消防设施失效，其配备力量将无法进行有效灭火。建议该企业配备超高泡沫车。

（3）装置区设备物料泄漏灭火能力评估

模拟局部设备物料泄漏形成围堰内池火灾的事故灭火模型（以某乙烯裂解装置裂解汽油泄漏在裂解炉区形成燃烧面积为3839 m²的地面流淌火，固定消防设施失效为例），计算消防灭火能力（泡沫消防车和泡沫量）匹配情况。

1）泡沫消防车数量匹配情况

泡沫消防车的控制火势面积计算

     

式中：A_车——每辆泡沫消防车控制火势面积，m²；

      Q_车——每辆消防车泡沫供给量，L/s；

      q——泡沫灭火供给强度，L/s·m²

 

该企业配备的消防车见表2。

表2 企业配备的消防车一览表

Q车（L/S）	数量（辆）	消防车类型	载水量(L)	泡沫液量(L)	备注
20L/S	1	康明斯泡沫车	4000	1500
30L/S	1	东风泡沫车	3000	1500
40L/S	1	康明斯泡沫车	4000	1500
60L/S	7	斯太尔泡沫车	6000	2000
		斯太尔泡沫车	6000	2000
		斯太尔泡沫车	8000	4000
		斯太尔泡沫车	6000	2000
		优迪狮泡沫车	6000	6000
		优迪狮泡沫车	6000	6000
		奥林宝泡沫车	6000	6000
80L/S	1	44米威马高喷车	2000	3500
84L/S	3	32米高喷车	3000	3000
		32米高喷车	3000	3000
		16米多功能消防车	6000	6000
100L/S	9	泡沫干粉车	6000	4000
		奔驰泡沫车	6000	6000
		奔驰泡沫车	6000	6000
		奔驰泡沫车	12000	6000
		豪泺泡沫车	8000	8000
		奔驰泡沫车	8000	10000
		川消泡沫车	8000	8000
		川消泡沫车	6000	6000
		川消泡沫车	6000	6000
该企业消防车车载水/泡沫液总量			135000	108000

则其消防车的控制面积具体见表3，各类泡沫消防车所需的数量见表4。

表3 每辆泡沫消防车控制面积

注：q值根据表1得出。

火场泡沫消防车数量计算

根据泡沫消防车的控制火势面积确定泡沫消防车数量计算

        

式中：N——火场泡沫消防车数量，辆；

      A——火场燃烧面积，m²；

      A_车——每辆泡沫消防车的控制火势面积，m²。

 

表4 各类消防车所需数量

注：消防车数量为整数。

 

根据以上计算，该企业烯裂解装置裂解汽油泄漏在裂解炉区形成燃烧面积为3839 m2的地面流淌火时，需要8辆泡沫供给量为100L/s 的消防车或10辆泡沫供给量为84L/s 的消防车或10辆泡沫供给量为80L/s 的消防车或13辆泡沫供给量为60L/s 的消防车或20辆泡沫供给量为40L/s 的消防车或26辆泡沫供给量为30L/s 的消防车或39辆泡沫供给量为20L/s 的消防车，该企业23辆泡沫消防车对装置可控燃烧面积的总和约为8710m² ，>3839 m²。该企业所配备的泡沫消防车数量能满足此火灾的需要。考虑到实际情况下，裂解装置区发生火灾时，同时可能引起其他物料的燃烧爆炸，同时因为风力、燃烧气流、泡沫出炮后的流淌等都是影响可控燃烧面积的，现场实际需要的消防车数量大于所计算的，在扑灭火灾时要根据实际情况具体问题具体分析，极端状况下，需要外部救援力量增援。

2）泡沫用量匹配情况

泡沫灭火一次进攻用液量Q＝泡沫混合比×混合液供给强度×燃烧面积×供液时间

假如采用泡沫混合液泡沫混合比为0.06，一次进攻时间按5min计算，扑救此地面流淌火火灾的泡沫液量计算如下：

Q_液=0.06×12×A×5=3.6A=3.6×3839=13820.4L

注：12——地面油品火灾泡沫混合液供给强度，根据表1得，单位为L/min·m²；

A——泄漏物料燃烧面积，单位为m²；

为保证多次进攻顺利进行，一般准备一次进攻所用泡沫液的6倍，即30min灭火延续时间。

也即总的泡沫液需要量Q_液=13820.4×6=82922.4L

该企业泡沫消防车的泡沫液总量为108000L>82922.4L，故在30min内，该企业所配备泡沫量可满足此区域灭火要求，若灭火时间超过30min，甚至在39min以上，则该企业应向外部救援力量调集泡沫。

4 结论

综合考虑与化学工业园区消防应急有关的各种因素，结合化工园区的自身消防特点，制定化工园区消防装备配备标准，引导和规范化工园区的消防装备的配备，在相关标准出台前，各化工园区及化工集聚区模拟极端事故状况评估需要的消防装备，可以进一步提高园区消防安全水平，预防和控制潜在的重特大事故，降低区域风险，确保化学工业园区的生产安全和社会稳定,实现化工企业良性、可持续发展。