偏远缺水地区油气计量接转站灭火技术和选型

向越，吕有为

1.中国石油工程建设有限公司西北分公司（新疆 乌鲁木齐 830000）

2.中国石油吐哈油田分公司消防支队（新疆鄯善 838202）

0 引言

油气计量接转站（以下统称计量接转站）是石油开采集输过程中的一个中间环节，是将分散在集输区块的单口或数口油井的油气混合物集中起来分别进行单井油气计量，然后集中混输到转油站或集中处理站的小型站点[1]。计量接转站规模不大，但火灾危险性不小，稍有不慎，就有可能发生火灾爆炸事故。按照现行国家相关消防技术标准，从经济合理性考虑，计量接转站可不设置投资较大成系统的固定式消防设施，初起灭火主要依托专业消防应急救援队伍实施[2]。如果计量接转站地处荒漠戈壁、偏远缺水地区，专业消防应急救援队伍难以及时到达现场实施灭火救援，初起火灾得不到及时有效地处置，使小火变成大火，最终造成火灾蔓延和损失增大的灾情发生。为解决这个问题，就国内现有的灭火技术在此做以探讨。

1 计量接转站火灾类型

计量接转站设施设备主要有输油管道、进站阀组、计量分离器、加热器，有的因油压较低，增加了缓冲罐和输油泵及配电柜等，无500 m3及以上的储油罐。火灾类型主要有2 类[3]：一类是油气火灾爆炸；另一类是电气火灾。

1.1 油气火灾爆炸事故类型分析

计量接转站易发生油气泄漏的部位主要是阀组房和增压泵房，房内设施设备主要是阀组、油泵、管道、分离器等，这些设施设备如果发生油气泄漏，遇到点火源，就会发生油气火灾爆炸事故。按照GB 50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》火灾爆炸危险性分类和GB/T 4968—2008《火灾分类》相关规定，属于易燃、可燃液体火灾，即B类火灾。

1.2 电气火灾事故类型分析

计量接转站容易发生电气火灾的部位主要是配电室，设施设备主要是配电柜及电线电缆等，按照GB/T 4968—2008《火灾分类》相关规定，这些配电设施设备发生的火灾属于电气火灾，即E 类火灾。

2 计量接转站灭火技术现状

2.1 设置的灭火设施灭火能力有限

据调查，偏远缺水地区计量接转站因规模小，按照国家现行相关消防标准，计量接转站设置的灭火设施基本上是常规消防器材，如灭火器、防火毯、消防锨等，无固定或半固定式等灭火能力较强的成系统的灭火设施。

2.2 专业消防应急救援队伍短时间内不能到达现场

偏远缺水地区计量接转站初起火灾主要依托就近的消防站。就近的消防站大致有两种情形：一种是在计量接转站所属开采区块集中处理站附近设置的消防站；另一种是距离计量接转站就近的城镇消防站。由于地理环境及路况等因素，短时间内都不可能到达现场，行车时间至少都在30 min 以上，难以实施初起灭火救援。

2.3 无人值守

由于油气集输自动化程度的提高，偏远缺水地区计量接转站大多都是无人值守，一旦发生火灾，难以做到及时发现、初起灭火的要求。

3 计量接转站灭火技术和选型

3.1 灭火技术

偏远缺水地区的计量接转站易发生火灾的部位主要有增压输油泵房、阀组房和配电室，火灾类型主要是B 类火灾和E 类火灾。目前国内适用于计量接转站2 类火灾的灭火技术比较多，有固定式和移动式灭火技术；有管网式和无管网式灭火技术；有自动控制的非自动控制的灭火技术等。如适用B 类火灾的固定式泡沫灭火系统及移动式泡沫灭火装置等；适用E 类火灾的管网式及无管网式气体灭火系统等。这些灭火技术一次性投资有高有低,且都有适用范围。一般情况下，适用范围主要从5 个方面综合考虑：①火灾类型；②保护规模；③重要程度；④使用环境；⑤经济对比。作为B类火灾，如果选择设置一套固定式泡沫灭火系统（包括消防水罐、泡沫泵、泡沫液储罐、泡沫产生器、泡沫栓、泡沫管网及电气控制设备等）；或针对E 类火灾，选择设置一套管网式七氟丙烷气体自动灭火系统（包括储存瓶组、液流单向阀、集流管、选择阀、安全阀、压力信号阀、气体灭火控制器、声光报警器、放气指示灯、紧急启动/停止按扭及输送气体管网等），虽然合规可灭火，但固定式或管网式的灭火技术，一次性投资大，而且需要专人操作，后期运行维护成本高。

3.2 选型

按照合规合理、经济实用的设置原则，根据目前国内的灭火技术，综合评估，在实际应用中，可选型一次性投资小、无需专人操作、自动控制、无管网或非固定式的灭火技术，以达到技术上合规，经济上合理、实用上可灭火的设置目的。如：依据GB 50347—2004《干粉灭火系统设计规范》等相关地方消防标准及灭火实践，可选型适用于计量接转站B类火灾的柜式超细干粉自动灭火装置[4]；依据GB 50370—2005《气体灭火系统设计规范》等相关地方消防标准及灭火实践，可选型适用于计量接转站E类火灾的柜式七氟丙烷气体自动灭火装置[5]；依据T/CECS 10171—2022《预制式全氟己酮灭火装置》等相关地方消防标准及灭火实践，可选型适用于计量接转站E类火灾的柜式全氟己酮自动灭火装置[6]等。

在目前国内无需专人操作的自动控制、无管网或非固定式灭火技术中，比较适用于计量接转站B类火灾和E类火灾常用的灭火技术[7]，见表1。

表1 计量接转站常用灭火技术

3.3 应用举例

在实际应用计量接转站常用灭火技术时，应按照国家、行业、地方等相关设计、施工及验收标准执行，如果有国家标准，应执行国家标准；如果无国家标准，应执行行业或地方标准等。应用举例如下。

3.3.1 柜式超细干粉自动灭火装置的应用

某计量接转站阀组房长20 m、宽6 m、高4 m，属于原油易燃易爆场所，火灾类型是B类，不密封度≤10%，属于严重危险级。采用超细干粉灭火技术全淹没方式保护，拟选用单套额定充装量为65 kg的柜式超细干粉自动灭火装置，计算需要装置的数量（N）。

依据DB35/T 1153—2011《超细干粉自动灭火装置设计、施工及验收规范》，计算如下：

1）计算公式。

式中：M为超细干粉灭火剂实际用量，kg；M1为超细干粉灭火设计用量，kg；M2为超细干粉灭火剂喷粉剩余量，kg；M3为单套柜式超细干粉自动灭火装置额定充装量，kg；V为阀组房容积，m3；C为灭火设计浓度，kg/m3；K1为危险等级补偿系数；K2为不密封度补偿系数；δ为超细干粉灭火剂喷粉剩余率。

2）计算参数。

3）计算过程。

①计算阀组房容积V

②计算超细干粉灭火设计用量M1

根据公式（2）：

③计算超细干粉灭火剂喷粉剩余量M2

根据公式（3）：

④计算超细干粉灭火剂实际用量M

根据公式（1）：

⑤计算装置数量N

根据公式（4）：

4）计算结果。

经以上计算，计量站阀组房采用全淹没方式保护时，所需单套额定充装量是65 kg的柜式超细干粉自动灭火装置4套。

3.3.2 柜式七氟丙烷自动灭火装置的应用

某计量接转站配电室长6.8 m、宽4.2 m、高3.7 m，属于电气火灾场所，火灾类型是E类。采用七氟丙烷灭火技术全淹没方式进行保护，计算需要装置的数量（N）。

依据GB 50370—2005《气体灭火系统设计规范》，计算如下：

1）计算参数。

灭火设计浓度C：9%；海拔修正系数K：1；配电室最低环境温度T：10℃。

2）计算过程。

①计算灭火剂过热蒸气在101 kPa 大气压和防护区最低环境温度下的质量体积S。

②计算配电室净容积V净

配电室总容积V总：

配电室内设备体积V备：

因设备内部零部件较多而且复杂，难以计算，只能对设备体积做以估算，估算值V备约1 m3。

配电室内无结构梁和柱，故V结=0。

计算配电室净容积V净：

③计算配电室灭火设计用量W

④计算装置数量N

拟选用单套容积是90 L（充装量≤1 120 kg/m3）的柜式七氟丙烷自动灭火装置。

3）计算结果。

经以上计算，计量站配电室采用七氟丙烷灭火技术全淹没方式保护时，所需单套容积是90 L（充装量≤1 120 kg/m3）的柜式七氟丙烷气体自动灭火装置1套。

3.3.3 注意事项

1）在计算装置的实际储存量时，还要计算装置（储瓶）充装药剂的剩余量，实际储存量均应是设计用量与剩余量之和。

2）在计算装置数量时，每座阀组房、增压输油泵房或配电室设置的装置数量，均不应超过规范规定的数量。如柜式七氟丙烷自动灭火装置不超过10套等。

3）在增压输油泵房、阀组房设置自动灭火装置时，应在启动灭火装置前或同时，设置自动切断易燃、可燃液体供应源的措施。

4）在全淹没灭火方式时，柜式气体自动灭火装置应考虑计算泄压面积问题，柜式干粉自动灭火装置应考虑不密封度问题。如在应用柜式干粉自动灭火装置时，不能自动关闭的防护区开口的总面积不应大于该防护区总内表面积的15%等。

5）在全淹没灭火方式时，应考虑增压输油泵房、阀组房或配电室的面积和容积不应大于规范的要求。如七氟丙烷气体灭火技术一个防护区的面积不宜大于500 m2，容积不宜大于1 600 m3。

6）在全淹没灭火方式时，增压输油泵房、阀组房或配电室的围护结构及门、窗的耐火极限均不应小于0.50 h，吊顶的耐火极限均不应小于0.25 h；围护结构及门、窗的允许压力均不宜小于1 200 Pa。

7）柜式自动灭火装置的安装位置应符合相关标准。如采用全淹没灭火方式时，干粉灭火装置的设置位置与液面的距离不应小于l m，且应使干粉喷放不会引起液体飞溅等[10]；柜式气体灭火自动装置中泄压装置的泄压方向不应朝向操作面等。

8）柜式自动灭火装置的自动和手动控制及维护应符合国家、行业、地方相关标准。

4 结论

根据国内现有的灭火技术，针对计量接转站的生产性质及火灾类型，可设置投资小、安装方便、无需专人操作的自动灭火设施，如柜式超细干粉自动灭火装置、柜式七氟丙烷气体自动灭火装置、柜式全氟己酮自动灭火装置等，以解决长期以来偏远缺水地区计量接转站初起火灾得不到及时处置的问题。同时，可设置无线火灾自动报警设施，提高火灾早期预警能力。在石油开采集输过程中，许多地处偏远缺水地区的小型站点与计量接转站生产性质类似，如计配站、选井站、中转站、集气站、接收站、拉油站等，初起灭火也可采用与计量接转站相同的灭火技术。