大型原油码头消防水量及泡沫液量计算浅析

周硕

摘 要：以某海港30万吨级原油码头设计项目为案例，根据工程经验及现行规范，对大型原油码头消防水量及泡沫液量的计算过程进行叙述，为此类工程的消防计算提供参考。

关键词：30万吨级原油码头;消防水量;泡沫液量

中图分类号：U651+.4           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）04-0087-03

世界主要原油消费国家和地区是美国、西欧和日本，而出口则以中东为主。由此构成了以中东为起点的三条世界最大油运干线：一条绕过好望角到西欧、北美，这条航线上一般采用25～30万吨级油船运输;一条经过马六甲海峡到日本，一般采用30万吨级油船运输;一条通过苏伊士运河到欧洲，一般采用12～15万吨级油船运输。

目前，我国进口原油主要来自中东、非洲、东南亚及俄罗斯等地区，外贸原油船呈大型化发展趋势，中东、西北非航线的原油船舶大多采用VLCC船型（20～30万吨级），东南亚航线船型以10万吨级船型为主。

本文以某海港30万吨级原油码头设计项目为案例，根据工程经验及现行规范，对大型原油码头消防水量及泡沫液量的计算过程进行叙述，为此类工程的消防用量计算提供参考。

1工程概述

本工程建设30万吨级原油泊位一个（设计船型30万吨级，兼顾船型25万吨级，最小兼顾船型15万吨级）以及相应配套设施，设计范围包括码头、引桥、导流堤以及红线内的管线和配套工程。其中，码头由工作平台、靠船墩、系缆墩、人行桥组成，码头平面呈蝶形布置（图1），工作平台前方设置装卸区，平台及靠船墩上共设置4座消防炮塔（登船梯兼做1座消防炮塔），接卸油品包括沙特轻油、沙特重油、尼罗油、杰诺油、卡宾达油。

根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第3.0.1条～第3.0.2条、第7.1.1条、第7.1.3.2条及《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）[2]第3.1.1条第1款，本工程占地面积<100hm2，同一时间内火灾起数1起，火灾危险性甲B类，码头防火等级特级，码头消防设施设置采用固定式水冷却和泡沫灭火方式，以下结合工程实例，对码头消防水量、泡沫液量详细计算进行分述。

2 消防水量计算

根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.2.6条、、第7.2.7条及《消防给水及消火栓系统技术规范》[2]第3.4.9条，本工程码头消防用水量按30万吨级油船所需冷却水、泡沫水、水幕用水和室外消火栓用水的总和确定，根据是否配备水上消防设施进行监护，用水量见表1、表2。

序号1为船舶冷却用水，根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.2.7条、第7.2.8条，30万吨级油船最大舱的纵向长度L=51m，型宽B=60m，最大舱面积fmax=1127.1m2，冷却范围F=3LB-fmax=8052.9m2，冷却水供给强度q=2.5L/min·m2，冷却水供给时间T=6h，计算流量q计=Fq/60=335.5L/s，设计流量q设≈336L/s，用水量Q=3.6q设T=7257.6m3，均由陆上消防设施提供。

序号2-1为扑救设计船型一次火灾所需泡沫混合液用水，根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.2.8条、第7.3.1条、第7.3.4条，设计船型最大油舱面积fmax=1127.1m2，泡沫混合液供给强度q=8.0L/min·m2，泡沫混合液的连续供给时间T=60min，泡沫液额定混合比3%，计算流量q计=0.97fmaxq/60=145.8L/s，设计流量按所选固定消防泡沫炮流量q设备=180L/s考虑，即q设=0.97q设备=175L/s。

序号2-2为消防泡沫枪用水，根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.3.1条、第7.5.4条，消防泡沫枪泡沫混合液流量q=8L/s，泡沫混合液的连续供给时间T=60min，泡沫液额定混合比3%，计算流量q计=0.97q=7.8L/s，设计流量q设=7.8L/s。

序号2-3为泡沫液泵（水轮机）泄水，根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.3.7条，泡沫混合液的连续供给时间T=60min，计算流量q计为序号2-1与序号2-2计算流量之和的20%，即30.7L/s，设计流量q设为序号2-1与序号2-2设计流量之和的20%，即36.6L/s。

序号2为序号2-1扑救设计船型一次火灾所需泡沫混合液用水、序号2-2消防泡沫枪用水和序号2-3泡沫液泵（水轮机）泄水之和，计算流量q计=184.3L/s，设计流量q设=220L/s，用水量Q=3.6q设T=792m3。

序号3为水幕用水，根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.2.11条、《固定消防炮灭火系统设计规范》[3]第5.7.3条，装卸设备前沿水幕：水幕供给强度q=2L/s·m，水幕的工作时间T=1h，水幕长度L=28.5m，计算流量q計=qL=57L/s，设计流量q设=58L/s，用水量Q=3.6q设T=208m3;消防炮塔或登船梯水幕：单座水幕设计流量q=10L/s（按4座考虑），水幕工作时间T=6h，计算流量q计=4q=40L/s，设计流量q设=4q=40L/s，用水量Q=3.6q设T=864m3。

序号4为室外消火栓用水，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[2]第3.4.9条第5款，海港油品码头室外消火栓计算流量q计、设计流量q设取45L/s，火灾延续时间T=6h，用水量Q=3.6q设T=972m3;码头装卸区室外消火栓计算流量q计、设计流量q设取20L/s，火灾延续时间T=2h，用水量Q=3.6q设T=144m3。

注：在码头消防水量计算前，应提前调研项目所在港区内已建消防船或拖消船配置情况，明确可作为依托水上消防设施数量及参数，以满足水上和陆上联合提供消防保护时，水上消防设施应提供的船舶冷却水量及射程。本工程在项目前期已调研所在港区配有多艘拖消船，其参数满足《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.5.6条及本工程所需水上消防设备的要求，可作为依托，故消防水量计算最终按配备水上消防设施监护进行设计;如调研后，港区已建水上消防设施不能满足工程依托条件，消防水量计算应按均由陆上提供考虑。

序号1为船舶冷却用水，根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.2.7条、第7.2.8条，30万吨级油船最大舱的纵向长度L=51m，型宽B=60m，最大舱面积fmax=1127.1m2，冷却范围F=3LB-fmax=8052.9m2，冷却水供给强度q=2.5L/min·m2，冷却水供给时间T=6h，计算流量q计= Fq/60=335.5L/s，设计流量按所选固定消防水炮流量q设备=200L/s，同时，水上消防设施应提供冷却水流量≮160L/s，用水量Q=3.6q设T=4320m3，保证陆上消防设备提供的船舶冷却水量不小于全部船舶冷却水量的50%。其它序号所述内容与表1相关项一致。

3 泡沫液量计算

根据《油气化工码头设计防火规范》[1]第7.2.8条、第7.3.1条、第7.3.4条、第7.3.5条，并结合表1序号2-1、序号2-2计算结果，扑救设计船型一次火灾所需要的泡沫液量和移动消防设备用量Q1=0.03（3.6q设备T）=20.3m3，其中，q设备为所选固定消防泡沫炮流量180L/s与消防泡沫枪泡沫混合液流量8L/s之和，即q设备=188L/s，泡沫液额定混合比3%，泡沫混合液的连续供给时间T=1h。充满管道的泡沫混合液中所含泡沫液量Q2=1.19m3，该值为根据本工程管道布置计算管道净容积与泡沫液额定混合比3%之积。扑救设计船型一次火灾所需要的泡沫液量、充满管道的泡沫混合液中所含泡沫液量和移动消防设备之和Q计=Q1+Q2=21.49m3，该值为泡沫液计算总量。

根据《固定消防炮灭火系统设计规范》[3]第4.4.6条，泡沫液设计总量Q设=1.2Q计=25.79m3≈26m3。

4 结语

本文根据货種特征或液体闪点、设计船型的吨级分级及工程占地面积，确定货种火灾危险性、码头防火等级、同一时间内的火灾起数，以此确定码头消防设施设置原则。同时，结合现行规范及工程实例，系统梳理大型原油码头消防水量、泡沫液量计算时所采用的设计依据，并对计算过程进行详细介绍，希望为后续类似项目及同行提供参考。

参考文献：

[1] 中交水运规划设计院有限公司， 交通运输部公安局. 油气化工码头设计防火规范： JTS158-2019 [S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2019.

[2] 中华人民共和国公安部. 消防给水及消火栓系统技术规范： GB50974-2014 [S]. 北京： 中国计划出版社， 2014.

[3] 中华人民共和国公安部. 固定消防炮灭火系统设计规范： GB50338-2003 [S]. 北京： 中国计划出版社， 2003.