巫 丕

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，成都 610084）

1 项目概况

唐山市LNG 应急调峰储备站位于唐山市曹妃甸区南堡经济开发区，主要功能是接收LNG 液化工厂的液源进行储存，唐山市天然气系统需要应急、调峰时，储存的LNG 通过LNG 低温泵加压至3.8MPa，再经过气化、调压、计量后输送至唐山市天然气高压管网。储存的LNG 也可通过设置在LNG 液化厂内的装车台对LNG罐车装车，然后外运至其他LNG 用户。本项目建成储存总容积：2 座5000m3储罐，合计10000m3，本项目应急供气规模需求： 24000Nm3/h。

2 消防水设计

2.1 消防给水系统

本项目消防用水主要包括LNG 储罐区、LNG 气化和调压计量设备区等，还考虑南侧辅助配套设施区域消防用水。本项目设置独立的稳高压消防给水系统，消防给水系统由消防水池、消防泵、稳压设备以及高压消防给水管道等组成。消防水池由市政给水管网补水，消防水经加压后供站区及南侧辅助配套设施区域消防用水。消防管网压力平时由稳压设备保持1.15～1.20MPa 之间，火灾发生时，消防水炮、消火栓投入使用或自动灭火系统动作，消防管网压力下降，通过消防给水管网压力联锁自动启动消防主水泵供水。

2.2 消防水源及消防泵房

1）消防标准

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014 要求，LNG 应急调峰出本站和南侧辅助配套设施区域同一时间内的火灾起数按1 起考虑。场站一次消防用水量最大处为LNG 储罐区，LNG 储罐为全冷冻式单防常压储罐。国家规范《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004 的第十章液化天然气战场章节中并无LNG 储罐固定冷却水供水强度的明确要求；而《城镇燃气设计规范》GB50018-2006第九章液化天然气供应章节中虽有储罐喷淋装置供水强度的要求，但规范第九章适用条件中明确说明本章适用于液化天然气总储存容积不大于2000 立方米的城镇液化天然气供应站设计，而本站液化天然气总储存容积已达10000 立方米，且该规范因针对对象为小型储罐，0.15L/(s.m2)的供水强度确实太高，将导致消防水池有效容积过大；仅有《水喷雾灭火系统技术规范》GB50119-2014 中对供水强度有明确要求，设计按照规范中类似液化烃储罐的单容罐取值，固定冷却水供给强度：罐壁2.5L/min.m2、罐顶4.0L/min.m2，设计火灾延续时间6 小时，罐顶及管壁设喷水保护。而《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004、《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》GB/T20368-2012、以及美国规范NFPA59A 中，均提出了消防水裕量的概念，分别为200m3/h 以及63L/s，本设计取值63L/s。

本设计即将完成之际，国家发布了《液化天然气接收站工程设计规范》GB51156-2015，其中规定了单容罐的罐壁管顶冷却水强度分别为罐壁2.5L/min.m2、罐顶4.0L/min.m2，与笔者之前的取值一致，而消防水裕量本规范为60 L/s，本设计的取值也刚好涵盖。

2）消防水源

（1）消防水源为站区2 座2500m3地下钢筋混凝土消防水池供应。

（2）本项目从站区北侧位于本建筑北侧市政给水管道接入DN150mm 引入管，至建筑红线后经过水表井后，与小区内的室外给水环管相接，并向消防水池补水。

2.3 消防水量

本项目一次消防用水量最大处为LNG 储罐区，所以需水量按储罐区计算，罐区共设5000m3LNG 单容罐2 个，储罐之间的间距均大于1.5 倍的罐体直径。最大冷却水量为1 个LNG 储罐，固定冷却水供给强度：罐壁2.5L/min.m2、罐顶4.0L/min.m2，消防水量按单个LNG 储罐冷却水、泡沫灭火用水、消火栓水枪用水及消防水裕量之和计算，分别计算如下：

（1）泡沫混合液 Q混=7.2 L/min.m2x33/60=3.96L/s；泡沫系统水量Q1=0.97x4.32L/s=3.84L/s；V1=3.84L/sx40min x60/1000=9.22m3

（2）罐顶面积S1=1582.5m2，罐侧壁面积S2=630m2；储罐固定冷却水量：Q2=2.5/60x1582.5+4/60x630=65.94+42.0=107.94L/s

（3）室外消火栓水量Q3=45L/s

（4）消防水裕量Q4=63L/s

由此计算本站最大消防用水量：Q消=Q+Q2+Q3+Q4= 219.78L/s =791.20m3/h

2.4 消防水池

根据GB50974 第3.6.2 条，本项目按火灾延续时间6h 计算消防水池容积：V总=9.22+791.20x6=4756.42m3；消防水池储量按5000 立方米计，设置两座独立的2500 立方消防水池。满足站内最大消防用水量。

2.5 消防泵房

场站内单独建设一座消防泵房。消防泵房占地面积324m2（10.8x30m）。消防泵房内设消防主泵两台，其中柴油泵和电动泵各一台，互为备用。电动泵参数：Q=210L/s，P=1.1Mpa，配电机N=355Kw；柴油泵参数：Q=210L/s，P=1.1MPa，柴油储量按不小于6 小时消防消耗量考虑（柴油泵采用压缩点火式柴油机；柴油泵所配驱动器的功率应满足该水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求；柴油机的额定功率应校核海拔高度和环境温度对柴油机功率的影响；柴油机消防水泵应具备连续工作的性能，试验运行时间不应小于24h；柴油机消防水泵的蓄电池应保证消防水泵随时自动启泵的要求）。消防另设稳压泵2 台，一用一备,Q=5L/s，P=1.2MPa,配电机N=7.5Kw，并配有稳压罐及自动控制系统一套。所有消防设备在出厂前须获得由国家消防认证机构出具的合格检测报告。

2.6 消防水管网

1）室外消防给水系统

工艺装置区包括储罐区及气化区、调压计量区周边设环状稳高压消防给水管网，并沿线每60 米设地上式室外消火栓，每个室外消火栓处，配置消防水带箱一个，内配两支直流水雾两用消防水枪和4 盘消防水带，每个消火栓根据相关规范要求采取适当的减压稳压措施；

在有高大设备或装置区域还增设消防水炮，消防水炮为直流水雾两用型，消防水炮的布置应保证在其有效射程内能覆盖整个装置区，水炮设计流量Q=40L/s，额定工作压力0.8MPa。

辅助装置区及站前区设环状稳高压消防给水管网，并沿线每120 米设地上式室外消火栓，每个室外消火栓处，配置消防水带箱一个，内配两支直流水雾两用消防水枪和4 根消防水带，消火栓采用SS100/65 室外干式地上式消火栓（减压稳压型），冬季消火栓前方阀门常闭，阀前充满稳压水，阀后为干管；消火栓阀门井设保温井口及木制保温盖，室外消火栓具自动泄水装置，泄水口应位于冰冻线（-0.8m）以下,另外室外消火栓应有内置出水阀单独控制该室外消火栓，当内置出水阀关闭时自动放空室外消火栓内留存的积水，以防消火栓及管道冻裂。

另外南侧辅助配套设施区域最大消防流量为Q=40L/s，在罐区消防环网上向南侧预留两路消防水管接点。

2）水喷雾系统

LNG 储罐设置冷却水喷雾系统。水喷雾系统管道与消火栓管网合建。

根据GB50119-2014《水喷雾灭火系统技术规范》，储罐喷雾系统设计喷雾强度按罐壁2.5L/min.m2、罐顶4.0L/min.m2。水雾喷头工作压力：0.35Mpa，喷头半环形布置，喷头与罐外壁的距离为 0.6m，环管离罐壁距离 1.0m，喷头垂直于柱罐中心线，喷头之间的间距按 1.7 倍的水雾锥底圆半径，每个围堰区内，喷雾按罐体投影平面分为两个区域，分别对应一个雨淋阀组。雨淋阀组采用电动和手动两种方式，并有阀位指示信号，可实现遥控。

3）管材

本项目消防系统为独立的压力流管道，材质为无缝钢管，室内报警阀或雨淋阀后的管线为镀锌材质，连接方式采用卡箍连接。垫片采用石棉橡胶垫，对于必须监视或难以识别其开闭状态的必要阀门选用信号阀，室外消防环网上的切断阀采用直埋式闸阀。所有管子、管件及阀门等材料必须符合本工程配管材料标准。消防设备及系统组件应由国家固定灭火系统质量监督检验测试中心检测合格，且全国准销。

3 结语

结合本项目的设计，笔者简要论述了针对LNG 储罐的消防规范比较和选取的过程，供同行交流指正，而随着《液化天然气接收站工程设计规范》GB51156-2015等新规范的发布，LNG 场站的消防水系统设计已经有了更多的技术支持，笔者也期待尚未实施的新版《石油天然气工程设计防火规范》能对LNG 场站的消防设计有更全面、准确、经济、合理的指导。