碼頭的泡沫滅火系統(tǒng)設計

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簡介： 介紹了泡沫炮應用于碼頭泡沫滅火系統(tǒng)的設計實例，就設計中遇到的問題進行了分析總結，并對《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》的完善提出了一些建議。
關鍵字：碼頭 泡沫滅火系統(tǒng)

　某大型外資企業(yè)的綜合碼頭除了用于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系統(tǒng)除了水消防系統(tǒng)外還應設置泡沫滅火系統(tǒng)。

1　泡沫用量的比較計算

　　《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GBJ50160—92(以下簡稱《石規(guī)》)的第7.10.1條規(guī)定，碼頭消防設施應按撲救碼頭裝卸區(qū)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系統(tǒng)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
　　該碼頭屬于中、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(guī)》的第7.10.3條規(guī)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,滅火面積應按最大油艙的投影面積計算。該碼頭所泊5000t油船的最大油艙長為11.0m、寬為8.0m，因此滅火面積為88m²?；旌弦褐信菽汉退谋壤秊?∶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(qū)油品泄漏火災，按《石規(guī)》的第7.10.2條規(guī)定應設置固定式或半固定式泡沫滅火系統(tǒng)。由于《石規(guī)》對于停泊5 000 t級油船的海港碼頭只規(guī)定了泡沫滅火系統(tǒng)的型式而沒有給出具體的設計參數(shù)，《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16—95)及《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50151—92(以下簡稱《低規(guī)》)也都沒有相應的規(guī)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(shù)。?
　　該碼頭的管線布置見圖1。?

　　該碼頭的輸油橫向管道敷設于管溝內，而縱向管道則明設于地面的管墩上。若發(fā)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。相對于油品儲罐區(qū)的油罐發(fā)生火災破裂后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(qū)的小。參照《低規(guī)》中的第3.1.4條規(guī)定(對撲救小型儲罐區(qū)的液體流散性火災需配置1支泡沫槍，連續(xù)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(jù)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　泡沫系統(tǒng)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、半固定式和移動式系統(tǒng)三種選擇(但《石規(guī)》對泡沫炮設計的系統(tǒng)型式并沒有規(guī)定)。設計中考慮到該碼頭貨物的堆放缺乏規(guī)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系統(tǒng)。為使油輪完全在泡沫炮的涵蓋范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，泡沫炮固定后碼頭上的輸油管道不能完全在消防系統(tǒng)的保護范圍內，如發(fā)生油品泄漏火災則會出現(xiàn)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)，并在泡沫儲罐間內存放PQ8型泡沫槍兩支及消防水帶若干(形成半固定式泡沫滅火系統(tǒng))。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

　　泡沫炮用于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。設計中操作平臺的高度H為碼頭的設計高水位h₁與油船空載時船甲板至海平面的高度h₂之和減去碼頭設計高程h₃(見圖2)。

　　根據(jù)驗潮站1994年—1995年的潮位資料統(tǒng)計，該碼頭的設計高水位(高潮累計頻率為10%)為5.81m(以某處理論最低潮面起算)，即h₁=5.81m。該碼頭所泊最大級別油船空載時船甲板至海面的高度為5.65m，即h₂=5.65m。該碼頭的設計高程為9.0m(以某處理論最低潮面起算)，即h₃=9.0m。由此可得泡沫炮操作平臺的高度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系統(tǒng)中有不可替代的作用，但目前我國并沒有完整的有關泡沫炮的設計規(guī)范，同時有關規(guī)范對于碼頭泡沫滅火系統(tǒng)設置的規(guī)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：
　?、贉缁饡r泡沫炮居高臨下對控制火災較有利，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(yè)，所以位于碼頭前沿的泡沫炮的安裝高度不宜太大。筆者認為應根據(jù)碼頭的總體設計使泡沫炮的操作平臺滿足不低于船甲板的要求即可。
　?、凇妒?guī)》作為國標,其有關參數(shù)的規(guī)定值得探討。其一:《石規(guī)》規(guī)定對于撲救油艙火 災的泡沫混合液供給強度≥6L/(min·m²)、泡沫液連續(xù)供給時間≥30min。條文解釋說明這些參數(shù)系“參考《裝卸油品碼頭設計防火規(guī)范》制定”，然而對照該規(guī)范(JTJ 237—99)的第6.3.3條卻發(fā)現(xiàn)其規(guī)定泡沫混合液供給強度≥8L/(min·m²)，兩處有所不同。其二:《石規(guī)》中規(guī)定撲救油艙火災的泡沫混合液供給強度≥6L/(min·m²)，但根據(jù)消防部門的經驗，泡沫炮在海港碼頭使用時由于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)的泡沫液能起到抑制火災的作用則規(guī)范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，而對于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(jù)實際經驗的總結來確定并體現(xiàn)在規(guī)范的條文中。其三:《石規(guī)》對于撲救油艙火災的泡沫滅火系統(tǒng)只是規(guī)定了泡沫混合液供給強度和連續(xù)供給時間，而對系統(tǒng)型式并未作出具體規(guī)定或建議；對于撲救裝卸區(qū)油品泄漏火災只是規(guī)定了相應的泡沫滅火系統(tǒng)的型式，而對所需的泡沫混合液供給強度和連續(xù)供給時間卻未給定。這些都給設計工作帶來了不便，條文規(guī)定的內容值得探討和完善。
　?、墼谒o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，然而這并不能完全滿足碼頭的消防要求，可見規(guī)范規(guī)定按撲救油船油艙火災和撲救碼頭裝卸區(qū)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，用于撲救碼頭油品泄漏火災的泡沫混合液用量并不大，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。