摘要:天然气是非常优质、清洁而高效的能源，为了提高管道输送能力，天然气输气管道线路新建压气站。压气站消防系统在压气站工程建设过程中非常重要，本文对天然气管道压气站的消防系统设计进行探讨，论述了压气站消防系统组成及相关设计参数等。
关键词：天然气；输气管道；压气站；消防；设计
1 火灾危险性分析
1.1 火灾爆炸危险物品与火灾分类
天然气中主要成分为甲烷，通常占其体积的66%~96%，相对密度约为0.6（空气为1），爆炸极限为3.6%~17%[1]。天然气火灾危险等级为甲B类[2]，爆炸危险组别为T1、级别为ⅡA[3]。
1.2 火灾危险性分析
引发站场火灾事故的主要危险因素为：站内管道破裂、站场设备故障和设备泄露等[2]。泄露的天然气和空气混合，形成爆炸性混合气体，当浓度达到爆炸下限时如遇明火，就会发生爆炸；如果未达到爆炸下限，遇明火则发生燃烧。
2 消防灭火系统设计
消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的方针。
当天然气泄漏燃烧时，最好的灭火方法是切断气源[1]。因此，在站内的工艺系统中均需配备完善的气源切断装置，充分考虑其运行操作的可靠性和灵活性，以便在天然气发生泄漏时能立即切断气源，防止形成爆炸性混合气体。
消防灭火系统（简称消防系统）与站场同步设计。消防系统设计应严格执行国家，行业及地方政府标准、规范等。充分利用现有消防设施，采用国内外成熟的新技术、新设备和新材料，因地制宜，优化布局。
3 消防系统组成
（1）国内压气站消防系统由室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动灭火系统和小型灭火器组成。
（2）国外压气站应根据当地规范及消防部门要求，除设置上述消防设施外，确定是否需要采用特定的消防系统。例如中亚天然气管道工程乌国段压缩机厂房采用干粉灭火系统，哈国段则采用了低压全淹没式CO2气体消防系统，对压缩机厂房实施灭火保护。
（3）压气站的压缩机本身自带火灾报警系统和灭火系统，由供货商配套提供。
4 消防依托
压气站场一般距离市区较远，周围大多无可靠的消防社会依托，压气站的消防措施一般以自备消防设施为主，依托社会消防力量为辅。
对于能够依托外部消防力量的压气站，设计过程中应进行详细调研，了解消防依托力量的配置情况，如人员、车辆、消防队到站场的距离和出警后到达的时间等，并签署意向性协议。
5 消防水系统
5.1 设置依据
根据GB 50183的站场分级规定，考虑是否设置消防给水系统。
依据GB 50016，考虑压缩机厂房等建筑占地面积及综合办公楼等非住宅类居住建筑体积等考虑是否设置室内消火栓。
5.2 消防水源
站场消防水泵站补充水一般与站场给水系统共用同一水源，当站场采用分质供水或多水源供水时，站场消防水源亦可单独供给。
5.3 消防用水量
压气站主要有工艺装置区、压缩机厂房、综合值班室、综合设备间、变电所、变频装置室等。根据GB 50016， GB 50974要求，压气站应按同一时间内最大一处消防用水量确定，火灾延续时间不应小于3h。
5.4 消防水池（水罐）
根据消防用水需求，压气站内需建消防水池（水箱或水罐）作为火灾时消防储水设施。水池补水时间不宜超过48h，对于缺水地区，不应超过96h。
5.5 消防泵房
压气站内设消防泵房1座，消防泵房可单独建设，其耐火等级不应低于二级。也可与给水泵房等合建，当合建时，应按GB 50016第7.2.5 条的规定与其它部位隔开。
泵房内消防设施主要包括消防泵、稳压泵、阀门和管道系统等，可成套供应，也可单独设置，其中消防水泵应设置备用泵，其工作能力不应小于最大一台消防工作泵，用以满足场区火灾时的消防用水压力和流量。
消防水泵应保证在火警后30s内启动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
5.6 室内消火栓系统
5.6.1压缩机厂房按照同时使用消火栓数量及保护距离设置相应数量的室内消火栓, 对于综合办公楼等如体积大于10000m3，也需设置室内消火栓。
5.6.2室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位；
5.6.3室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa(g) 时，应设置减压设施。
5.7 消防管网
压气站内消防管网应在站内装置区布置成环状，向环状管网输水的进水管不应少于两条，当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供给要求。
压气站根据场区布置及保护距离设置相应数量的消火栓，为方便检修，环状管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个。
5.8 消防控制
压气站消防给水设施一般采用稳高压系统[4]，其压力宜为0.7~1.2MPa[5]。火灾发生时，由消防泵从消防水池取水，经消防给水管网向着火点供给所需的消防水量、水压。
消防水池具有液位就地显示信号和远传信号，当消防水池达到设定最低液位时，能够将低液位信号传至消防控制室，并发出声光报警信号，通知消防值班人员及时补充消防用水。
消防泵的启动为手动和自动相结合，消防泵的控制主要有以下方式：
①就地手动控制；②控制室远程控制；③压力信号自动控制；
控制室远程控制：消防泵的“运行”和“故障”信号远传至控制室，控制室在紧急情况下可以手动启动消防泵。
压力自动控制：当消防泵控制柜上的按钮调至“自动”档时，消防泵的启停通常由出口管线上的压力开关（或者电接点压力表）自动控制：当消防管网压力达到设定最低压力时，自动启动消防泵，当火灾扑灭后，由人工手动停止消防泵。
6 自动灭火系统
6.1 压气机组自带灭火系统
燃驱压气站采用燃气轮机驱动压气机组，机组本身自带火灾报警系统和灭火系统，由供货商配套提供。压缩机供货商所采用的机组灭火系统设计，应经过我国消防部门的审批认可。涉及安全环保方面的有关标准，不应低于我国现有规范要求。
电驱压气站的压缩机组的电机机罩自带正压通风保护系统作为机组防火措施。在压缩机房采用小型移动式灭火设备，配备一定数量的移动式二氧化碳灭火设备及移动式干粉灭火设备。中亚天然气管道工程乌国段压缩机厂房采用固定式自动干粉灭火系统。
6.2 气体灭火系统
压气站控制室等建筑如建筑规模达到规范要求，需设置气体灭火系统。
气体灭火系统应采用洁净气体，一般为七氟丙烷或IG541。
气体灭火系统设计根据建筑规模及防护区数量，选择管网式或无管网系统。
灭火系统的灭火剂储存量，应是设计用量、储存容器的剩余量和管网内的剩余量的和。灭火系统的储存装置，72小时内不能重新充装恢复工作的，应按原储存量的100%设置备用量。
7 灭火器
合理配置灭火器,能有效地扑灭建构筑物的初期火灾。压气站根据规范要求[6]，对可能发生火灾的各类场所，如压缩机房、工艺装置区、主要建筑物、仪表及电器设备间等，根据其火灾危险性、区域大小等实际情况，分别设置一定数量不同类型、不同规格的移动式灭火设备，以便及时扑灭初期零星火灾。
在工艺装置区和压缩机厂房设置推车式和手提式磷酸铵盐干粉灭火器，在主要建筑物的其它部位设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器，在仪表及电器设备间设置二氧化碳灭火器。
参考文献：
[1]李华，邵铁民，范莉，天然气管道工程消防设计，油气储运，2000，19（4）51~53.
[2]许凤祥，天然气管道输送工程消防设计及火灾预防对策[A]，株洲市消防支队，2011.
[3]GB 50183-2004 石油天然气工程设计防火规范，中国计划出版社，2013.
[4]GB 50160-2015 石油化工企业设计防火规范，中国计划出版社，2015.
[5]赵薇，中外石油工程消防设计的差异[A]，中国石油工程建设公司，2016.
[6] GB 50140-2005,建筑灭火器配置设计规范，中国计划出版社，2010.
论文作者:李丹1,梅欢2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/31
标签：火灾论文; 消火栓论文; 灭火系统论文; 天然气论文; 压缩机论文; 管网论文; 灭火器论文; 《防护工程》2017年第8期论文;