大型化工企业消防给水设施维护管理中的技术应用

罗慧丰

（神华新疆化工有限公司，新疆 乌鲁木齐 831404）

大型化工企业消防给水设施维护管理中的技术应用

罗慧丰

（神华新疆化工有限公司，新疆 乌鲁木齐 831404）

摘要：大型化工企业几乎掌握着我国的经济命脉，其内部生产运输的石油、煤、天然气等能源是维持我国正常运转生产的重要原料。而火灾事故将会为企业和国家造成重大的经济损失和人员伤亡，因此加强企业内部消防设施尤其是给水设施的维护和管理已经成为当前大型企业内部一项至关重要的工作内容。

大型化工企业；消防给水设施；维护管理；技术应用

在国家现代化建设的要求下，各行各业对石油、煤、天然气的使用量也越来越大，作为化工资源最大的供给商大型化工企业在我国拥有举足轻重的地位。为确保内部大型工艺装置以及储罐等设施的消防安全，大型化工企业增加了许多消防给水设施如消防供水泵组、环状供水管网等。本文将结合此背景，简要分析论述大型化工企业消防给水设施维护管理中的技术应用。

一、大型化工企业消防给水系统概述

（一）临时高压消防给水系统

根据当前的国家规定，在大型化工企业中必须设置高压消防给水系统，尤其是在储罐区域和工艺装置区域内，并将压力值控制在0.7MPa～1.2MPa之间。在高压消防给水系统中，临时高压消防给水系统是其中的重要一种，主要是由消防水泵、消防水池和管网组成，在该消防给水系统中，止回阀连接着生产生活给水管道与消防给水管道，在日常工作当中管网一直保持低压状态，且经由生产生活给水管道完成供水，而一旦火灾发生时，将手动开启消防水泵，为消防用水提供设计流量及压力，因此该系统具有一定的滞后性。

（二）设置稳压水泵的稳高压消防给水系统

设置稳压水泵的稳高压消防给水系统也是大型化工企业当中一种重要的消防给水系统类型，其构成要素比临时高压消防给水系统多了一套稳压水泵。该消防给水系统中的管网具有绝对独立性，不与其他任何给水管道相连；在日常工作生活中使用稳压水泵保证管网高压，而火灾一旦发生，由于开启了各种消防设施，因此管网的压力会在短时间内达到设定值，此时消防水泵将会自启，为消防用水提供设计流量及压力。

（三）设置成套稳压设备的稳高压消防给水系统

另外一种消防给水系统是以设置成套稳压设备为主要形式，由消防水池和水泵、管网以及成套稳压设备包括稳压水泵、气压水罐以及各种控制系统组成。与设置稳压水泵的稳高压消防给水系统相同，其内部管网也具有独立性，而成套稳压设备正是在平时用于维持管网高压，当火灾发生的初始阶段，各消防设备进入开启状态同时管网内的压力也将在短时间内达到设定值，而稳压设备则自动开启负责为初期火灾提供必要的消防用水。

（四）常高压消防给水系统

除却消防水泵之外，常高压消防给水系统构成要素与其他消防给水系统相同，但其消防水池具有一定的高度落差；管网保持独立性不与任何其他给水管道相通，在日常工作当中，负责为消防管网提供额定工作压力和流量的是高位消防水池，常高压消防给水系统具有消防动作迅速及时的特点。

二、大型化工企业主要消防给水设施

（一）消防水泵

设置消防水泵时需要将系统当中需要使用的最大消防用水量设置成为设计流量，确定水泵扬程则需要按照在检修任何一条干管或其出现故障时，环状管网其余干管不会受到任何影响，仍能通过全部消防用水量，计算水泵扬程的最不利点。在确定最不利点时需要将消防给水系统中的最大消防用水量和消防给水系统与消防泵房之间的距离等作为主要的考量依据。依照消防供水系统中需要的最大用水量以及具体的设计压力，消防水泵最好能够选择使用曲线较为平缓的水泵类型，当前S型离心泵比较适合大型化工企业的消防给水系统。鉴于开启消防水泵的几率较低，因此在选择泵壳和叶轮时还需要着重注意防锈以及防腐蚀的问题。

（二）稳压水泵

与消防水泵不同是，在选取稳压水泵时应尽量避免选择曲线较为平缓的泵型，因为该类泵型很难保证在流量发生变化时扬程能够维持在稳定状态；另外选取的稳压水泵流量需要大于管网泄漏量，当没有管网泄漏量具体数据时，设计流量宜按消防给水设计流量的1%～3%计，且不宜小于1L/s；同时稳压水泵的选取扬程应满足系统自动启动和管网充满水的要求。在确保型号一致的情况下建议使用一用一备形式，该形式能够最大程度地消减需要使用的消防水泵数量，将仪表、电气在消防过程中出现的联锁环节进行优化，进而有效控制消防水泵房使用面积，为大型化工企业尽可能地压缩消防成本，扩大其利润空间并提升经济效益。

（三）安全泄压设施

在大型化工企业当中为消防给水系统提供必要保护措施的设施就是安全泄压设施。通常情况下，在火灾发生初期阶段或是灾情比较轻微且处于可控范围内时，消防水泵会自动启泵并进入工作状态，但此时的消防用水量并不大，因此极有可能导致消防给水系统中的管网超压。为避免这一情况的发生，需要在水泵出水管道处安装安全泄压设施，在完成泄压任务之后，水能够回流至消防水池。此种做法在日常工作状态中能够随时对消防水泵的性能和工作状况进行测试，与此同时也能够在开启泄压设施的情况下将泄压水进行回流。因此还需要在回流管道处安装能够手动操作的切断阀，回流管道的直径不能够超过消防水泵出水管径，否则将影响回流。

（四）储水设施

为确保大型石化企业的消防给水系统能够维持正常的工作运行时间，同时在火灾发生时提供足量的消防用水，需要在厂区和企业内分别挖设消防水池和生活水池，水池总容积一旦超过1000m3时，依照国家有关规定需要将其分隔成两个，若已经挖设完毕的老消防水池无法通过改建完成分隔工作，那么可以将生活水池连通消防水池以此为企业消防给水系统提供至关重要的用水保障。

（五）管网设施

为提高大型化工企业消防给水系统的综合性能，在建设管网时需要采用质量过关、性能最优的钢材料。以250mm为分界线，超过250mm的管路推荐使用螺旋缝钢，而未超过的管道则推荐使用无缝钢，与此同时在管路内壁中需要刷涂防腐材料切实完成防腐、防锈工作。随着科学技术的不断发展进步，各种新型管道材料譬如钢骨架增强塑料复合管等在大型化工企业中得到普及。新型管道材料不仅具有极好的耐高温性能，不易发生热膨胀，同时其还具有优越的柔韧性能，光滑的内壁能够大大缩小流动阻力。由于新型管道材料具有显著的优势作用，因而也成为企业消防给水系统当中一款炙手可热的材料。

三、现阶段大型化工企业消防给水设施中存在的问题

（一）消防给水泵房选址不当

消防给水泵房作为大型化工企业消防给水系统中最为关键的组成部分，为整个消防给水系统提供动力并提供安全可靠的设计压力和设计流量。鉴于大型化工企业中易燃易爆物质较多，危险化学物料较多且装置多为半露天状态，因此必须仔细考虑消防给水泵房的位置。常年主导风向是挑选消防泵房的重要参考因素之一，当前有部分大型化工企业选择将消防给水泵房建立在下风向位置，导致危险发生时，易燃挥发性气体与伴随燃烧产生的有害气体将顺风扩散，工作人员很难靠近消防给水泵房开启泵组。

（二）消防给水泵房耐火等级较低

根据国家的有关规定，消防给水泵房需要具备二级以上耐火等级，但当前我国部分大型化工企业内部不仅消防水泵房耐火等级偏低，同时也忽略了在严寒酷暑等极端恶劣环境下，消防泵组的抗旱和保温能力。常年的风吹日晒以及冬季的降温、冰冻灾害对消防泵组的电子元器件以及其他各部分均会造成不同程度的影响，导致其故障频发，为维修和养护消防给水设备工作增添了巨大难度。

（三）消防供电可靠性低

在当前部分大型化工企业中，消防电源缺乏一定的可靠性导致消防供电时断时续，严重影响消防救援效果。譬如说国家规定化工企业内部供电设计必须能够实现自动切换，而现如今有一小部分企业仍旧使用人工切换方式，将两路不同的供电线路连接至不同配电柜但同属于一个变配电室当中，因此当火灾发生时其中一路配电柜若因此发生故障，往往另一路配电柜也会连带引发故障，导致企业和厂区内出现大范围停电甚至诱发爆炸等事故的发生。

（四）消防供水流量较小

根据走访多家化工企业可知，在大多数企业内部将中型的石油化工工艺装置的消防用水量设置在150L/s～300L/s左右，大型装置消防用水量则设置在300L/S～450L/S之间；而中型的炼油工艺装置需要的消防用水量设置在150L/s～230L/s之间，大型的炼油工艺装置消防用水量设置在230L/s～300L/s。根据前段时间天津某石化企业发生火灾和爆炸事故的调查显示，为扑灭该次火灾共使用了1100L/s左右的消防用水，并在此基础上使用了超过4门流量在120L/s的水炮。由于很多化工企业为控制预算和成本，会在设置工艺装置消防用水量方面采用最低标准，因此导致用于消防给水系统的供水流量普遍偏小。

四、大型化工企业消防给水设施维护管理的技术应用

（一）合理布置消防管网

大型化工企业在设置消防给水系统时，若其内部存在消防通道，那么需要落实好消防装置内外管网的连接工作。利用整合的方式整合生产装置（体积偏小）内部的消防管网，同时结合厂区内部的实际情况在消防给水设施中的必要位置处设置支管。针对下消防给水系统中的环状管网，管网需要被检修阀门分成若干个不同管段，并于独立管段的位置上设置好消防设施。在大型化工企业的原料、半成品储罐区内，一般情况下危险物料储量大，而该部分区域内一旦发生火灾，往往用水无法及时控制火情甚至有可能加重火灾情况。因此需要在储罐区域的消防给水系统附近安装固定泡沫灭火系统，并且在灭火装置中，针对醇、酯、醚、酮、醛、胺、有机酸等可燃极性溶剂火灾或油类火灾配置具有抗熔性特征的泡沫液。从而使得储罐区内一旦发生火灾，工作人员能够通过使用泡沫液进行灭火并有效控制火情。储罐区中的控制室在出现火灾情况的第一时间内能够通过接收火灾警报信号，掌握现场的火灾情况，并且及时启动消防水泵，为灭火工作提供源源不断的消防用水。

（二）定期检修消防管网

消防管网是大型化工企业的消防给水系统中极其重要的一项组成部分，具备良好供水通过能力、符合设计流量和设计压力要求的消防管网能够在火灾事故发生时为企业和火灾发生地提供足量的消防用水，从而有效控制火情将化工企业的经济损失降至最低并避免造成更为严重的后果。自动排气阀是继管网之后在消防给水系统当中的又一项重要设备，在设计自动排气阀的位置时，需要充分了解管网的实际情况并进行深入分析。通常情况下，自动排气阀被设置在管道长距离缓升段以及最高点的位置上，由实际情况一般将自动排气阀的安装间隔设置为500m～700m之间。除此之外，自动排气阀的口径尺寸通常是主管径的1/8，并且在消防给水系统的最低点设置泄空阀，在日后的实际工作当中需要派遣专人定期对其进行维修和检查，一旦发现故障需要及时进行处理。

（三）消防水炮和消火栓管理

消防给水系统在大型化工企业中的重要作用就是能够在火灾情况发生时，第一时间为其提供必要的消防用水从而有效控制住火情，避免企业因火灾蒙受巨大的经济损失。因此需要在企业的日常工作中重视对相关消防设施的维修和养护工作。在设置消火栓以及消防水炮的过程中，需要对设置位置进行严格计算和考量，确保消火栓与消防水炮出水覆盖面能够覆盖保护对象，同时确保保护对象与消防设施之间不存在任何障碍物，这也是保障消火栓和消防水炮能够充分发挥其灭火作用和灭火效果的必要举措。杜绝随意切断消防检修阀门的行为发生，为防止低温严寒天气造成管道冻裂，还需要做好保温措施。消防水炮通常被设置在企业的防火堤区域外，因此为确保其灭火效果需要有效控制其高度，水炮高度不得低于防火堤顶部高度，否则在实际喷射过程中，水炮产生的水流不能全面覆盖住失火区域。

（四）消防水泵管理

当前企业内部的消防水泵主要采用手动和自动两种控制管理方式，其中手动控制又可以细分为现场手动，譬如说在消防泵房内通过手动操作开启或关闭消防水泵，以及远程手动控制即通过在远程控制室内手动开启或暂停消防水泵。而控制管理稳压水泵主要有现场手动和自动两种方式，其中现场手动与消防水泵中的现场手动基本一致，均通过在消防泵房当中利用手动操作完成水泵的开启或暂停；自动控制则是利用管网中的压力信号进行连锁启动水泵或关闭水泵，通常情况下，当管网中的压力低至设定值时将触动连锁系统自动开启水泵，若管网压力回升至稳高压消防管网准工作设定值高限，即代表其恢复稳定高压状态，稳压水泵将会自动关停。

消防水泵宜根据可靠性、安装场所、消防水源、消防给水设计流量和扬程等综合因素确定水泵的型式，水泵驱动器宜采用电动机或柴油机直接传动。单台消防水泵的最小额定流量不应小于10L/s，最大额定流量不宜大于320L/s。柴油机消防水泵应采用热备式，能随时自动启动的压缩式点火型柴油机，确保消防给水的可靠性；柴油机消防水泵的供油箱应根据火灾延续时间确定，且油箱最小有效容积应按1.5L/kW配置，柴油机消防水泵油箱内储存的燃料不应小于50%的储量。消防水泵吸水管及出水管的管径设计还应考虑管道流速，吸水管的直径小于DN250时，其流速宜为1.0m/s～1.2m/s；直径大于DN250时，宜为1.2m/s～1.6m/s；出水管的直径小于DN250时，其流速宜为1.5m/s～2.0m/s；直径大于DN250时，宜为2.0m/s～2.5m/s。

（五）组建专业技术团队

大型化工企业内部主要组建专业的消防团队，定期测试消防给水系统的功能，并通过使用终端固定消防设施，将管网当中的锈水及时排除。避免影响消防设施使用效果；与此同时化工企业内部还需要委派专业的给排水、电信、电气、动设备等专业技术类工作人员，定期联动测试消防给水系统中的自动控制线路以及其他电气、转动设备、管道等部分，从而有效保证自动启动消防给水系统和消防设施间能够正常完成联动功能切换；大型化工企业还需要加快成立专业抢修团队的工作进程，以便消防给水系统在出现问题的第一时间内能够得到修复；除此之外，大型化工企业还需要与专业消防维保单位及有关检测部门积极建立合作关系，定期测试、调试整体消防给水系统中的各项功能，从而能够尽早发现并排除在运行消防给水系统中的各种不正常现象。

结论

总而言之，前段时间化工企业频繁发生的火灾事故和爆炸事故引起了包括化工企业在内的全社会各领域广泛重视。为此大型化工企业迅速作出调整，在企业内部设立了专业完善的消防给水系统等一系列消防措施。本文通过对大型化工企业内部的消防给水系统以及给水设施进行简单介绍，分析当前在大型化工企业中消防给水存在的问题，着重论述消防给水设施维护管理的技术应用，以期能够给相关研究人员和化工企业必要的帮助，提升其内部消防能力，从而有效避免因火灾事故等导致企业蒙受不必要的经济损失。

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