王 毅

海洋石油工程股份有限公司設(shè)計(jì)公司 天津 300451

天津LNG 項(xiàng)目作為國內(nèi)首個(gè)浮式LNG 項(xiàng)目，肩負(fù)著為天津市供氣的重任。為了能夠加速供氣，迅速占領(lǐng)天然氣市場，項(xiàng)目采用租用FSRU 氣化船汽化LNG 的方式。因此，本項(xiàng)目碼頭采用雙泊位設(shè)計(jì)，可以同時(shí)滿足?？績伤?6.5萬m3的LNG 船舶裝卸使用，消防水系統(tǒng)也可以保障兩個(gè)泊位的正常使用。

1 消防水系統(tǒng)流程

消防供水系統(tǒng)主要由2個(gè)1萬m3水罐、柴油消防泵、穩(wěn)壓泵、測試泵、碼頭消防炮、水幕、噴淋組成。整個(gè)消防水系統(tǒng)在正常情況下，主管壓力通過兩個(gè)隔膜式氣壓罐穩(wěn)壓在0.9MPa。當(dāng)主管網(wǎng)壓力上升至0.9MPa 時(shí),延時(shí)15s,連鎖停止穩(wěn)壓泵；主管網(wǎng)壓力下降至0.7MPa 時(shí),連鎖開啟主穩(wěn)壓泵,當(dāng)延時(shí)20s 后系統(tǒng)壓力不上升或主穩(wěn)壓泵故障時(shí),啟動(dòng)備用穩(wěn)壓泵。當(dāng)主管網(wǎng)壓力下降至0.6MPa 或接到火災(zāi)信號(hào)時(shí), 連鎖啟動(dòng)電動(dòng)測試泵,同時(shí)關(guān)閉穩(wěn)壓泵；如果當(dāng)延時(shí)20s 后系統(tǒng)壓力不上升，啟動(dòng)柴油消防泵；如此時(shí)停電或電動(dòng)測試泵出現(xiàn)故障不能啟動(dòng)時(shí),10s 后啟動(dòng)柴油消防泵。當(dāng)接到碼頭區(qū)域火災(zāi)信號(hào)時(shí),連鎖啟動(dòng)柴油消防泵,同時(shí)關(guān)閉穩(wěn)壓泵，給碼頭消防炮供水，來滿足碼頭消防的要求。

2 碼頭消防炮的設(shè)計(jì)

LNG 泊位等級(jí)按照最大靠泊26.6萬m3的LNG 船進(jìn)行設(shè)計(jì)，最小兼顧1萬m3的LNG 船。FSRU 泊位等級(jí)按照靠泊8.43萬～26.6萬m3的LNG 船進(jìn)行設(shè)計(jì)。LNG 泊位設(shè)計(jì)消防炮塔四座，其中兩座單層炮塔，一座雙層炮塔，一座登船梯炮塔（雙層）；FSRU 泊位設(shè)消防炮塔四座，一座單層炮塔，兩座雙層炮塔，一座登船梯炮塔（雙層）。本工程設(shè)單層炮塔三座，雙層炮塔三座，登船梯炮塔兩座。

本項(xiàng)目初次設(shè)計(jì)采用碼頭消防水炮覆蓋全船的設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致目前消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力1.8MPa 過高，普通的消防栓無法承受，大大增加消防泵的購置成本及能耗指標(biāo)。通過設(shè)計(jì)優(yōu)化，根據(jù)JTS165- 5- 2009《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，選用固定消防設(shè)施和消拖兩用船協(xié)同工作的消防滅火方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)旨在滿足規(guī)范的前提下，減少項(xiàng)目初次投資。由于LNG 船上的儲(chǔ)罐是密閉的，只有頂部接管法蘭處可能會(huì)出現(xiàn)可燃?xì)怏w泄漏。根據(jù)規(guī)范JTS165- 5- 20099.2.4.2 要求，要同時(shí)冷卻3個(gè)罐，由于船甲板表面積很大，用1個(gè)水炮無法覆蓋整個(gè)罐表面，如果僅有2個(gè)消防水炮不能滿足要求，實(shí)際上至少需要3個(gè)，這與JTS165- 5- 2009 規(guī)范9.2.4 的要求有些不一致。此外，對(duì)于新型的膜式罐，很難準(zhǔn)確判斷單個(gè)罐的表面積。同時(shí)，LNG 船上也設(shè)置了消防設(shè)施，但對(duì)消防炮的水量要求中并未考慮。消防炮雖然有額定壓力和額定流量的要求，但實(shí)際壓力和流量是有工作曲線的。根據(jù)JTS165- 5- 2009 規(guī)范9.2.4.2 條算出所需的冷卻消防水量后，取其50%的水量由碼頭的消防水炮保證即可。至于保護(hù)區(qū)域，規(guī)范沒有規(guī)定碼頭的消防水炮要保護(hù)到哪里，所以碼頭消防水炮保護(hù)不到的，就可以要求海上消拖兩用船等海上消防設(shè)施保證。

綜上所述，消防水炮選型如見表1 所示。

表1 消防炮的選型

3 消防泵的選型

天津項(xiàng)目消防泵由柴油消防泵、穩(wěn)壓泵、測試泵組成。消防泵采用三個(gè)方案分別為：2 臺(tái)電動(dòng)消防泵+2 臺(tái)柴油消防泵；3 臺(tái)柴油消防泵；4 臺(tái)柴油消防泵。

表2 消防泵的方案

方案一采用兩臺(tái)電動(dòng)消防泵搭配兩臺(tái)柴油消防泵的形式，在技術(shù)上，當(dāng)接收站停電，電動(dòng)消防泵就不會(huì)工作，柴油消防泵工作的同時(shí)沒有備用，這樣增加了項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，如果電動(dòng)消防泵掛應(yīng)急，那么，無形中增加應(yīng)急發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的電壓也從380v 上升至6kv，頻率為60Hz。另外，接收站電制都是50Hz,也同樣無法滿足電動(dòng)消防泵的要求。從經(jīng)濟(jì)上考慮：增加了一套消防泵，費(fèi)用增加了大概25%。

方案三采用柴油消防泵三用一備的形式，首先在技術(shù)上和規(guī)范GB27898 中5.11.2 消防泵組配置比例不應(yīng)超過兩用一備相矛盾。經(jīng)濟(jì)上與方案二相比費(fèi)用增加了20%。

故方案二作為在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是最優(yōu)的，被本項(xiàng)目采納。雖然從泵的流量和揚(yáng)程上看，此類消防泵在同類接收站上運(yùn)用不是很多，但是技術(shù)比較成熟，國內(nèi)廠家也有過供貨業(yè)績。

另外，本項(xiàng)目為了快速投產(chǎn)，采用淡水消防，并且兼顧項(xiàng)目遠(yuǎn)期，是國內(nèi)接收站的首例。相比海水消防，節(jié)省了修建水池的土建工作量；消防泵采用臥式雙吸入單級(jí)離心泵相比較立式長軸泵費(fèi)用節(jié)省、安裝維修方便；在管線和設(shè)備的材料選型上節(jié)省了很大一部分費(fèi)用。

天津LNG 項(xiàng)目消防系統(tǒng)是項(xiàng)目的重中之重，肩負(fù)著項(xiàng)目驗(yàn)收和投產(chǎn)的重任，是項(xiàng)目安全生產(chǎn)的保障。作為國內(nèi)LNG 接收站首例淡水消防，可以給類似工況的項(xiàng)目提供更為可靠的技術(shù)參考。

1 JTS165- 5- 2009《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》

2 GB27898- 2011《固定消防給水設(shè)備》

3 GB6245- 2006《消防泵性能要求和試驗(yàn)方法》