消防水炮在石化裝置中的應(yīng)用
消防水炮在滅火水量上具有流量大、射程遠的特點。在《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》中,推薦單只水炮選用流量為30~40L/s,實際上目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠商提供的水炮供水可達50~60L/s。根據(jù)消防水炮的工作壓力和水炮仰角不同,其射程可達45m~70m。
1.消防水炮在石化企業(yè)中,對于工藝裝置內(nèi)的甲、乙類設(shè)備的框架平臺,當平臺高度超過15m時,通常沿梯子敷設(shè)半固定的消防給水豎管,以供消防專職人員在需要時使用。這種給水豎管具有造價低、設(shè)備簡單、使用靈活等優(yōu)點,對及時發(fā)現(xiàn)的初起火災(zāi)具有有效的控制能力。但是,當火災(zāi)發(fā)生后并在火場產(chǎn)生了一定的輻射熱,使消防人員難以靠近時,消防給水豎管就難以被啟用。針對這種情況,如使用消防水炮則可以充分發(fā)揮滅火效力,并能保護消防人員的人身安全。
2.消防水炮特點
消防水炮在滅火水量上具有流量大、射程遠的特點。在《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》中,推薦單只水炮選用流量為30~40L/s,實際上目前國內(nèi)的生產(chǎn)廠商提供的水炮供水可達50~60L/s。根據(jù)消防水炮的工作壓力和水炮仰角不同,其射程可達45m~70m。與傳統(tǒng)的消火栓系統(tǒng)相比,當火場需要40L/s流量的消防用水時,如采用消火栓系統(tǒng),則需要5L/s流量的水槍8只,即使滅火時每人操作一只水槍,也需要8個人來完成。但如果使用消防水炮向火場供水,則一系列操作僅由一個人即可完成。通常,甲乙類廠房或裝置的消火栓充實水柱要求為13m,消防水炮可使滅火距離增大二倍甚至更多,因此消防水炮具有更大的滅火范圍,對消防人員免遭遇火場輻射熱傷害的防護更可靠。
3.消防水炮應(yīng)用設(shè)計
上述主要介紹了消防水炮的一些優(yōu)點,讓消防水炮發(fā)揮其作用的個重要環(huán)節(jié)就是合理的設(shè)計。消防水炮的產(chǎn)品說明中,一般有幾個重要參數(shù):額定工作壓力(P0)、額定流量(qs0)、工作壓力范圍、射程(仰角30o時)、回轉(zhuǎn)角、俯仰角范圍等等。在選用消防水炮時,一般要根據(jù)被保護的裝置或?qū)ο缶嚯x水炮設(shè)置點的水平距離及被保護對象的高度等初步選擇一種水炮的型號,然后根據(jù)消防水泵的實際供水壓力(Pe)復(fù)核消防水炮實際的水平射程、被保護對象的高度是否在消防水炮的保護范圍之內(nèi),然后再復(fù)核水炮在實際壓力作用下能供給的消防水量(qs)。
例如,某一石化裝置,裝置高度為60m,距離水炮設(shè)置點20m。水炮炮臺高度25 m。擬在裝置兩側(cè)設(shè)置水炮。水炮初定為PSKY40型液控消防水炮,這是一種水霧-直流水兩用水炮,其額定流量為40L/s,額定工作壓力0.8MPa,仰角30o時,射程≥52m,仰角70o時,射高≥35m,回轉(zhuǎn)角度+135o,俯仰角度-30 o~70 o。選定水泵后,經(jīng)計算,水炮的實際工作壓力為1.1MPa。在水炮實際工作壓力為1.1MPa時,進一步復(fù)核其水炮實際出流量和射程、射高。當水炮仰角為30o時,設(shè)計流量、設(shè)計射程與水炮額定壓力、額定射程、水炮實際使用壓力之間的關(guān)系如下:
qs=qso√ ̄pe/po(1)設(shè)計流量: [1]
Ds=Dso√ ̄pe/po(2)設(shè)計射程: [1]
上式中,qs——水炮設(shè)計流量,單位:L/s
qso——水炮額定流量,單位:L/s
Pe——水炮設(shè)計壓力,單位:MPa
Peo——水炮額定壓力,單位:MPa
Ds——水炮設(shè)計射程,單位:m
Dso——水炮在額定工作壓力下的射程,單位:m
水炮在仰角為70 o時,其設(shè)計射高和達到其射高時的水平射程,一般根據(jù)試驗結(jié)果,分別取55% Ds和33%Ds。
將水炮實際工作壓力1.1MPa,代入上兩式中,經(jīng)計算,水炮的實際流量為46.9L/s,當仰角30o時,射程:68.01m;仰角70o時,射高:37.41m;達到射高點的水平距離為22.44 m。水炮大射高應(yīng)為水炮炮臺高度加上水炮在實際工作壓力作用下的射高,合計62.71 m>裝置高度60m,水炮在高射高時,射程22.44 m>裝置距離水炮20m,消防用水量46.9L/s>40L/s,滿足滅火要求。
一般情況下,上述復(fù)核應(yīng)根據(jù)水炮供應(yīng)商提供的流量-噴射壓力、射程-噴射壓力曲線圖或根據(jù)供應(yīng)商提供的計算公式進行復(fù)核計算。
消防水炮除用于生產(chǎn)裝置的消防外,對于有較多儲罐的甲乙類儲罐區(qū),當采用固定式冷卻水系統(tǒng)時,供應(yīng)各儲罐的消防冷卻水管道很多、控制閥門也很多,無論是設(shè)計、施工都很不方便,此時,采用消防水炮系統(tǒng)則更顯示出其性。
消防水炮系統(tǒng)雖然具有上述的諸多優(yōu)點,但其造價較高,較難為中小型用戶接受。目前的消防規(guī)范上只在《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》中對其有所提及,且規(guī)范用語為“宜”,這在某些方面上影響了水炮的應(yīng)用。