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     摘  要:介紹了泡沫炮應用於碼頭泡沫滅火係統的設計實例,就設計中遇到的問題進行了分析總結,並對《石油化工企業設計防火規範》的完善提出了一些建議。 

關鍵字:碼頭 泡沫滅火係統

    某大型外資企業的綜合碼頭除了用於貨物裝卸外還承擔柴油、重油等燃料油的裝卸任務,因此該碼頭的消防滅火係統除了水消防係統外還應設置泡沫滅火係統。

    1.泡沫用量的比較計算

    《石油化工企業設計防火規範》GBJ50160—92(以下簡稱《石規》)的第7.10.1條規定,碼頭消防設施應按撲救碼頭裝卸區油品泄漏火災和撲救油船最大油艙火災兩者中消防能力較大者設置,因此在進行泡沫滅火係統的設計時需對上述兩者進行計算比較。

    1.1 撲救油船油艙火災的泡沫用量

    該碼頭屬於中、小型海港碼頭,其所泊油輪的最大級別為5000t。針對油輪火災,為了使泡沫液能噴射到油輪的任一處,應選用射程較遠的泡沫炮作滅火工具。

    《石規》的第7.10.3條規定,撲救油船火災時泡沫混合液的供給強度≥6L/(min·m2),泡沫液供給時間≥30min,滅火麵積應按最大油艙的投影麵積計算。該碼頭所泊5000t油船的最大油艙長為11.0m、寬為8.0m,因此滅火麵積為88m2。混合液中泡沫液和水的比例為3∶97,若混合液供給強度以6L/(min·m2)計,則泡沫液用量P1=6×30×88×3%=475.2L,即0.48m3。

1.2 撲救油品泄漏火災的泡沫用量 

    針對碼頭裝卸區油品泄漏火災,按《石規》的第7.10.2條規定應設置固定式或半固定式泡沫滅火係統。由於《石規》對於停泊5 000 t級油船的海港碼頭隻規定了泡沫滅火係統的型式而沒有給出具體的設計參數,《建築設計防火規範》(GBJ16—95)及《低倍數泡沫滅火係統設計規範》GB 50151—92(以下簡稱《低規》)也都沒有相應的規定,因此必須對該碼頭油品泄漏火災的性質進行分析以確定設計參數。

    該碼頭的管線布置見圖1。

 

    該碼頭的輸油橫向管道敷設於管溝內,而縱向管道則明設於地麵的管墩上。若發生火災導致輸油管爆裂則管內燃油將會向四處流散而引起火災蔓延,此時最好的滅火設備是可移動的泡沫槍。相對於油品儲罐區的油罐發生火災破裂後所產生的大量油品泄漏,該碼頭的流散性火災的撲救難度應比儲罐區的小。參照《低規》中的第3.1.4條規定(對撲救小型儲罐區的液體流散性火災需配置1支泡沫槍,連續供應時間為10min),設計撲救碼頭輸油管道的油品泄漏火災用PQ8型泡沫槍一支,滅火時間以10min計,所以泡沫用量P2=8×10×60×3%=144L,即0.14m3。

    根據計算比較,撲救油船油艙火災所用的泡沫液量較多,因此需按撲救油船油艙火災的消防能力來設置消防設施。
 

    2.泡沫係統的設計

    撲救油船的油艙火災需利用泡沫炮裝置。泡沫炮有固定式也有車載移動式的,設計時有固定式、半固定式和移動式係統三種選擇(但《石規》對泡沫炮設計的係統型式並沒有規定)。設計中考慮到該碼頭貨物的堆放缺乏規劃資料,如用車載移動式泡沫炮則在使用時可能會遇到障礙,因此確定采用固定式泡沫炮,由其和泡沫罐、泡沫混合液管道組成固定式泡沫滅火係統。為使油輪完全在泡沫炮的涵蓋範圍內而設置了兩座固定式泡沫炮(為PP24型,額定流量為24L/s,射程≥40m,俯仰角為-70°~+40°)。然而,泡沫炮固定後碼頭上的輸油管道不能完全在消防係統的保護範圍內,如發生油品泄漏火災則會出現消防設施不足的情況。為此,在泡沫管線上設置了兩個泡沫消火栓(見圖1),並在泡沫儲罐間內存放PQ8型泡沫槍兩支及消防水帶若幹(形成半固定式泡沫滅火係統)。泡沫罐的容積按一座泡沫炮噴射30min所需的泡沫原液、一支泡沫槍(額定流量為8L/s)噴射10min所需的泡沫原液及泡沫液充滿管道的用量之和計,即泡沫罐的容積約為1.6m3,其中充滿管道的泡沫液用量為0.15m3。
 

    3.泡沫炮的設置高度

 

    泡沫炮用於撲救油船油艙火災時,其設計安裝高度應使泡沫炮能將泡沫混合液噴射到油船油艙的任何一處。因此,泡沫炮的設置高度需滿足在任何情況下不應比船甲板低。設計中操作平台的高度H為碼頭的設計高水位h1與油船空載時船甲板至海平麵的高度h2之和減去碼頭設計高程h3(見圖2)。

 

 

 

    根據驗潮站1994年—1995年的潮位資料統計,該碼頭的設計高水位(高潮累計頻率為10%)為5.81m(以某處理論最低潮麵起算),即h1=5.81m。該碼頭所泊最大級別油船空載時船甲板至海麵的高度為5.65m,即h2=5.65m。該碼頭的設計高程為9.0m(以某處理論最低潮麵起算),即h3=9.0m。由此可得泡沫炮操作平台的高度H=5.81+5.65-9.0=2.46m,泡沫炮的操作高度為1.0m,因此泡沫炮的安裝高度為3.46m。

 

    4.幾點體會

    泡沫炮作為一種強有力的滅火工具在碼頭的泡沫滅火係統中有不可替代的作用,但目前我國並沒有完整的有關泡沫炮的設計規範,同時有關規範對於碼頭泡沫滅火係統設置的規定仍有不完善之處。通過該項設計,筆者認為有以下內容值得探討:

    ①滅火時泡沫炮居高臨下對控製火災較有利,因此泡沫炮的安裝高度似乎越大越好。然而其高度太大必然會妨礙碼頭吊裝機械的裝卸作業,所以位於碼頭前沿的泡沫炮的安裝高度不宜太大。筆者認為應根據碼頭的總體設計使泡沫炮的操作平台滿足不低於船甲板的要求即可。

    ②《石規》作為國標,其有關參數的規定值得探討。其一:《石規》規定對於撲救油艙火 災的泡沫混合液供給強度≥6L/(min·m2)、泡沫液連續供給時間≥30min。條文解釋說明這些參數係“參考《裝卸油品碼頭設計防火規範》製定”,然而對照該規範(JTJ 237—99)的第6.3.3條卻發現其規定泡沫混合液供給強度≥8L/(min·m2),兩處有所不同。其二:《石規》中規定撲救油艙火災的泡沫混合液供給強度≥6L/(min·m2),但根據消防部門的經驗,泡沫炮在海港碼頭使用時由於風力作用及操作上的原因會引起泡沫液的損失。因此,若6L/(min·m2)的泡沫液能起到抑製火災的作用則規範條文應強調泡沫混合液供給強度為“實際可到達目標”的混合液供給強度,而對於滅火時究竟能有多少百分比的泡沫液能到達目標,應進行試驗或根據實際經驗的總結來確定並體現在規範的條文中。其三:《石規》對於撲救油艙火災的泡沫滅火係統隻是規定了泡沫混合液供給強度和連續供給時間,而對係統型式並未作出具體規定或建議;對於撲救裝卸區油品泄漏火災隻是規定了相應的泡沫滅火係統的型式,而對所需的泡沫混合液供給強度和連續供給時間卻未給定。這些都給設計工作帶來了不便,條文規定的內容值得探討和完善。

    ③在所給的工程設計實例中,碼頭的消防設施應是以撲救油船油艙火災的要求來配置,然而這並不能完全滿足碼頭的消防要求,可見規範規定按撲救油船油艙火災和撲救碼頭裝卸區油品泄漏火災兩者中消防能力大者來設置碼頭消防設施似有不妥。而且從文中的計算來看,用於撲救碼頭油品泄漏火災的泡沫混合液用量並不大,同時所增加的消防設施也不多,因此當采用固定式泡沫炮時,按同時滿足兩者的消防要求來設置消防設施似乎更合理。

 
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