1、专题讨论,石油天然气站场消防设施设置,二 零 零 八 年 八 月,中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,目 录,一、前言,二、问题的提出,三、问题的讨论及我方意见,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,一、前言,在深一联、兴九站等项目向油田公司汇报过程中，对于一些消防设施的设置问题我们与油田公司存在不同意见。实际上，大家都是执行石油天然气工程设计防火规范，只是对规范中某些条文的理解存在分歧。因此，请各位领导和专家来，针对这些问题讨论一下，希望通过大家的讨论达成共识，形成书面意见。以便于在以后的项目中遵照执行。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,二、问题
2、的提出,1.如果消防储备水量不能满足最大一次火灾的消防总用水量，那么在火灾情况下能否靠水源井补充，水源井是否需要备用？2.油气田三级及三级以上站场，如果临近消防协作力量不能在30min内到达，如何设置消防车和其它消防设施？3. 消防泵的一级负荷如何实现？也就是双电源问题。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,三、问题的讨论,对以上问题，设计院领导非常重视，由王全占副总经理牵头，组织相关专业（主要是水、电专业）的领导、专家和同志们在设计院内部召开了专题讨论会。会后对水源井的打井取水、出水量等问题以及各消防站的位置、车辆配备情况通过现场调研、电话咨询等方式做了较为深入的了解。并对规范中有疑问的条文
3、向规范编制组发函咨询，寻求解释。 下面是规范相应的规定以及收集到的相关资料。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,1）相关规范及条文解释 石油天然气工程设计防火规范49页正文8.3.4第1条：水池（罐）的容量应同时满足最大一次火灾灭火和冷却用水要求。在火灾情况下能保证连续补水时，消防水池（罐）的容量可减去火灾延续时间内补充的水量。 143页条文解释：若能确保连续供水时，其容量可以减去火灾延续时间内补充的水量。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,2）深一联水源井完井报告,兴九站水源井情况,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,3）向廊坊
4、水务局咨询了打井取水程序：先向当地水务局打报告申请，由水务局作水资源论证，按照水务局要求打井。（附桐47拉油注水站建设项目水资源论证报告） 工业用水取地下500700m的第三系地下水，打井深约700m，500m以上粘土封井，避免混合开采。 07年2月份完工的安22段块注水水源井井深700m。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,4）向廊坊水务局下属的安次区水务局机井队询价 近期的桐47和安22断块两口水源井打井费用都在6070万元。打井费用约为1000元/m，不含套管和泵的费用。打一口水源井包括打井费、水资源论证费、套管、潜水泵，大约 100万元；建一座1000m3水罐大约
5、需要65万元。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,5）水源井检修及维护 咨询水电厂，50多口水源井一年维修了30多口，年维修率60%以上；除此之外正常维护为1次/年。 另外咨询各采油厂，连续运行的水源井，出水含砂少的维修率为12次/年；出水含砂多的维修率为34次/年；正常维护频率为1次/年。 如果有冷备用泵，换泵用时0.51天；正常维护一次用时1天。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,6）向规范主编单位中国石油天然气股份有限公司规划总院以及编制组发函咨询并请求答复。（附函及回复意见）7）经过讨论，我方总结了几点意见：a.从重要性来看，如果火灾情况时需
6、水源井临时补水，水源井泵一旦发生故障不能正常供水，会导致消防用水量不足，消防冷却水供给时间不够。b.从可靠性来说，在火灾情况时如果靠水源井临时补水，不如用消防水罐直接供水安全可靠。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,1.水源井补水问题,c.从经济方面考虑，一口水源井的投资比建一座1000m3消防水罐高。d.从规范的执行来说，消防规范是最低标准，在设计中可以高于标准，但不能低于标准要求，这样才能保证站场的生产安全。e.无备用水源井条件下，补充水量不应大于设计消防储水量的5%；有备用水源井条件下，补充水量不应大于设计消防储水量的10%。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,兴九站,概况：兴九站位
7、于河北省廊坊市安次区旧州乡南常道村西约1.0km，于1998年10月投产。已建罐容180m3，其中混合轻烃储罐2具，总罐容为30m3；凝析油储罐3具，总罐容为150m3。此次扩建增建2具200m3轻油储罐（球罐），2具100m3轻烃储罐。 消防现状：该站建站初期按五级站规模考虑，因此无消防供水系统，仅对装置区进行相应灭火器配置。站内无消防水罐，仅有一口水源井，泵排量50m3/h。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,兴九站,消防校核计算：最大一次火灾消防冷却用水流量：275m3/h； 最大一次火灾消防冷却总用水量：1650m3。根据经济和安全性等方面考虑，我方建议：a.新建固定式消防冷却水系统
8、；b.根据最大一次火灾消防冷却总用水量，新建2座1000m3消防水罐（有效容积1700m3）。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,2.消防车配置问题,1）相关规范及条文解释 石油天然气工程设计防火规范45页正文8.2.1第2条：油气田三级及以上油气站场内设置固定消防系统时，可不设消防站，如果临近消防协作力量不能在30min内到达，可按下列要求设置消防车：油田站场应配2台泡沫罐容量不小于3000L的消防车；气田三级天然气净化厂配2台重型消防车。 138页条文解释：泡沫混合液最短连续供给时间是32min，因此规定临近消防协作力量在30min内到达。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,2.消防车
9、配置问题,正文8.2.1第2条：油田三级油气站场未设置固定消防系统时，如果临近消防协作力量不能在30min内到达，应设三级消防站或配备1台泡沫容量不小于3000L的消防车及2台重型水罐消防车。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,2.消防车配置问题,2）我们对冀中油田的三级以上站场做了调查，临近消防协作力量不能在30min内到达的除了采油五厂的深一联外还有采油三厂的楚一联和高一联。3）向规范主编单位中国石油天然气股份有限公司规划总院以及规范编制组发函咨询并请求答复。（附函及回复意见）,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,2.消防车配置问题,4）经过我方讨论，意见如下：a.对于临近消防协作力量不
10、能在30min内到达（能在1h内到达）的三级及以上站场，有条件的话按照规范设置消防站或消防车，如过不上消防车则需设置固定消防系统增强自救能力，并且泡沫混合液的供给时间要大于临近消防协作力量的到达时间。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,2.消防车配置问题,b.如果站场距离消防站太远，1h都无法到达，则需按照规范要求设置消防站或消防车。人烟稀少、条件困难的地区，临近消防协作力量的到达时间可酌情延长，但不能超过冷却水供给时间，且必须设置固定消防系统。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,深一联,概况：深一联目前储油罐区有3000m3拱顶油罐2座，1000m3拱顶油罐2座，属于三级站场。现采用半固
11、定式消防冷却水系统和固定式泡沫灭火系统。场区现有1000m3消防水罐1座，有效容积870 m3，站内水源井2口，单泵排量50m3/h。此次扩建，增建3000m3拱顶油罐1座。消防校核计算：最大一次火灾消防冷却用水流量：270m3/h； 最大一次火灾消防总用水量：1180m3。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,深一联,消防外部依托：距深一联55km的消防十二中队，大约50min车程。根据上述情况我方建议：a.将半固定式消防冷却水系统改为固定式，增强自救能力；b.根据最大一次火灾消防冷却总用水量，新建1座500m3消防水罐（有效容积约420m3）。c.增加泡沫液储量，保证泡沫混合液的供给时间不
12、小于50min。,石油天然气站场消防设施设置专题讨论,一 问题的提出二 相关规范要求及适用性探讨三 华北油田油气站场供电现状四 建议的供电方案,双电源供电问题,在华北油田地面建设、消防改造等项目中，对一级负荷供电方案，各方意见不统一,为了使供电方案经济合理，确保供电安全，现对双电源供电问题进行探讨。主要制约因素为：华北油田的各油气场站功能较为复杂，例如任一联、王四联、岔转站以及深一联，大部分站都有油气处理功能，又担负南油北调的集输功能，同时又增加了石油储备功能。主要针对油气站场的规范有本，从而出现了一个多功能站场适用多本规范的现象，各规范又不尽相同，因此对多功能站场使用规范的选择带来了困难。下
13、面汇报各规范适用及要求。,问题的提出,相关规范要求及适用性探讨,二、主要适用油气站场的规范：1、油气集输设计规范GB503502、输油管道工程设计规范GB502533、石油天然气工程设计防火规范GB501834、石油库设计规范GB500745、供配电系统设计规范GB50052,规范适用要求见下表：,相关规范要求及适用性探讨,由上表可以看出，华北油田的站场，由于兼有多种功能,适用多本规范的现象是存在的。相关规范规定如下：）油气集输设计规范GB50350-2005：（）11.5.2一级负荷：应采用两个电源供电。有条件时，两个电源宜引自不同的变电所或发电厂。当电源以双回路架空线供电时，不应同杆架设。
14、二级负荷宜采用双回线路供电。当采用两回线路供电确有困难，在工艺上设有停电安全措施或有备用电源时，可用一回专用架空线路或专用电缆供电。”,相关规范要求及适用性探讨,（）条文解释：“一级负荷在正常情况下采用两个电源供电的方式（指两个电源之间无联系或两个电源之间有联系，但在发生任何一种故障时，两个电源的任何部分不致同时受到损坏）。在油气田开发初期，供电条件难以满足两个电源的要求，暂时可由单电源供电，但必须设置燃气或柴油发电机组等设施，作为停电时的应急措施。由于事故扩大或误操作等原因，可能造成发电厂或变电所全部停电，所以在有条件时，两个电源应引自不同的变电所或发电厂”。“二级负荷采用两回路供电，可由发
15、电厂或变电所的两段母线分别馈出一回线路。不能取得两回路供电时，当工艺上设有安全措施或有燃气或柴油发电机组作为备用电源时，可由一回专用线路供电”。,相关规范要求及适用性探讨,专用线路供电”。根据本规范可以得出结论：1 华北油田大部分油气场站电源引自一个35kV变电站的不同母线段，仅能满足二级负荷供电要求。 单回路专线供电加柴油发电机组应划分到二级负荷供电模式。 一级负荷的“开发初期”与二级负荷的电源配置冲突。 另外规范规定“开发初期”，但是华北油田经过较长时间开发已不属于开发初期，许多场站仍采用单电源加发电的模式运行。因此该电源配置模式是否适合在华北油田老站改扩建工程建设中应用，值得探讨。,相关
16、规范要求及适用性探讨,）输油管道工程设计规范GB50253-2003:（）6.7.2” 一级负荷输油站应由两个独立电源供电；当条件受限制时，可由当地公用电网同一变电站不同母线段分别引出两个回路供电，但作为上级电源的变电站应具备至少两个电源进线和至少两台主变压器。输油站每一个电源（回路）的容量应满足输油站的全部计算负荷，两路架空线路不应同杆架设。” “二级负荷输油站宜由两回线路供电，两回线路可同杆架设；在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6kV级以上专用架空线路或电缆线路供电，但应设事故保安电源。事故保安电源的容量应能满足输油站保安负荷用电，宜采用自动化燃油发电机组。”,相关规范要求及适用性
17、探讨,（）规范分析条文解释：本条为一级负荷输油站的供电要求。一级负荷输油站应有两个电源供电，两个电源最好来自不同的发电厂或区域变电站；若上述条件不具备、条件受限制，只能降低条件从同一变电站不同母线段分别引出两个回路供电，经多年输油实践证明是满足要求的。条文中“两路架空线路不应同杆架设” 主要是考虑当发生倒杆事故后，会造成全部停电事故。” 通过本规范规定，可以看出对一、二级负荷供电的电源要求基本明确，对一级负荷供电要求略宽松于油气集输设计规范，与二级负荷供电要求一致。,相关规范要求及适用性探讨,）石油库设计规范GB50074-2002:（）12.2.11石油库消防泵的设置应符合下列规定：一、二、
18、三级石油库的消防泵应设两个动力源。 （）规范分析：条文解释：可靠的动力源是石油库安全供水的关键。一、二、三级石油库的消防泵房设两个动力源，可保证消防泵能随时启动。两个动力源可以是双电源，也可以是一个电源、一个柴油机或汽油机驱动泵，也可以两个都采用柴油机或汽油机驱动泵。双电源可以都来自库外，也可以一个来自库外，一个采用柴油机或汽油机带动发电机发电。具体的选用应根据实际情况确定。,相关规范要求及适用性探讨,上述条文解释提出可采用双电源，但未对双电源作明确界定，也未确定双电源判定参照执行何种规范，要求较模糊，所以执行困难。但是，明确了可以采用一路市电外加发电的电源配置模式。这种配置模式若按其他规范解
19、释明显属于二级负荷配电。若选择一个电源、一个柴油机或汽油机驱动泵，即满足本规范要求，又与其他规范不冲突。,相关规范要求及适用性探讨,）石油天然气工程设计防火规范GB50183-2004：（）9.1.1 石油天然气工程一、二、三级站场消防泵房用电设备的电源，宜满足现行国家标准供配电系统设计规范GB50052所规定的一级负荷供电要求。当只能采用二级负荷供电时，应设柴油机或其他内燃机直接驱动的备用消防泵，并应设蓄电池满足自控通讯要求。当条件受限制或技术、经济合理时，也可全部采用柴油机或其他内燃机直接驱动消防泵。”9.1.3重要消防用电设备当采用一级负荷或二级负荷双回路供电时，应在最末一级配电装置或配
20、电箱处实现自动切换。其配电线路宜采用耐火电缆。”,相关规范要求及适用性探讨,（）条文解释：本条规定是为了确保一、二、三级石油天然气站场在发生火灾事故时，消防泵有两个动力源，能可靠工作。很多一、二、三级石油天然气站场（如油气田的集中处理站、长输管道的首、末站）都要求采用一级负荷供电，在有双电源的情况下，首先应考虑消防泵全部用电作为动力源，可以节省投资，方便维护管理。但是有些一、二、三级石油天然气站场地处边远，或达不到一级负荷供电供电要求，只能采用二级负荷供电，现在柴油机或其他内燃机驱动消防泵快速启动技术已经成熟，因此将其作为电动泵的备用泵，是可以保证消防泵可靠工作的，有的一、二、三级石油天然气站
21、场除消防泵功率较大外，其余设备负荷都较小，如果技术经济比较，当全部采用柴油机或其他内燃机直接驱动消防泵更合理时，也可以采用这种方案。,）供配电系统设计规范GB50052：2.0.2一级负荷的供电电源应符合下列规定：一、一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。二、一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。2.0.3下列电源可作为应急电源：一、独立于正常电源的发电机组。二、供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路。三、蓄电池。四、干电池。 下面介绍华北油田变电站的电源配置情况及站场配电现状：,华北油田电力系统
22、现状,三、华北电力系统现状1、华北油田目前建有220kV变电站1座即任东220kV变电站，电源分别引自章西220kV和赵店220kV变电站。运行方式为分列运行，互为备用，电源切换时间较长，约1530分钟。任东变电站是华北油田电网的主力变电站。大部分油田变电站至少从此站引一回进线作为电源。,华北油田电力系统现状,章西220kV变电站,任东220kV变电站,赵店220kV变电站,2、华北油田建有110kV变电站7座，35kV变电站35座。这些变电站的电源进线有的虽然具备双进线，但大多数变电站一回进线故障时，切换到另一回电源需要115分钟不等。各站的电源配置大致可以分为以下三类：,华北油田电力系统现
23、状,任东220kV变电站,岔河集110kV变电站,任北110kV变电站,雄县110kV变电站,华北油田电力系统现状,由油田电网和地方电网各提供一回电源。此类模式视为双电源，例如岔河集110kV变电站，电源分别引自地方雄县110kV变电站和任北110kV变电站，系统示意图如下：,华北油田电力系统现状,2）上级变电站提供一回电源,另一回电源与同级变电站联络，此类模式视为单电源。例如任一35kV变电站，系统示意图如下：,任一35kV变电站,任三35kV变电站,任五110kV变电站,华北油田电力系统现状,华北油田电力系统现状,3）由油田电网同一变电站不同母线提供两回进线电源（主变要求分列运行），此类模
24、依各类规范不同判定结果不同。例如雁一35kV变电站，系统示意图如下：,雁一35kV变电站,任北110kV变电站,岔河集110kV变电站,任东220kV变电站,华北油田电力系统现状,依照油气集输设计规范GB50350-2005，11.5.2一级负荷：应采用两个电源供电。有条件时，两个电源宜引自不同的变电所或发电厂，以上模式不属于双电源。 依照输油管道工程设计规范GB50253-2003， 6.7.2” 一级负荷输油站应由两个独立电源供电；当条件受限制时，可由当地公用电网同一变电站不同母线段分别引出两个回路供电，但作为上级电源的变电站应具备至少两个电源进线和至少两台主变压器。以上模式属于双电源。
25、依照石油库设计规范GB50074-2002，双电源可以都来自库外，也可以一个来自库外，一个采用柴油机或汽油机带动发电机发电。以上模式属于双电源。 依照石油天然气工程设计防火规范GB50183-2004要求：宜满足现行国家标准供配电系统设计规范 GB50052， GB50052规定：当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。由此判定以上模式不属于双电源。,油田场站供电现状,华北油田油气场站大部分是由一座35kV变电站供电。系统简图一如下：,35kV变电站,油区配电室,消防配电室,水区配电室,中心6/0.4kV变电所,任一联配电系统简图如下：,任一35kV变电站,消防配电室,外输总配电室,
26、柴油发电机组,油田场站供电现状,供配电系统设计规范GB50052条文解释如下：“两个电源不能同时损坏”。规范中对具体的何种供电方式属于双电源，没有明确规定，给设计工作带来极大不便。华北油田的大部分35kV变电站的两回电源进线均引自同一变电站或虽不是同一个变电站，但根源都取自同一座变电站，结合华北油田电网运行经验，任东220kV变电站在2000年和2006年发生过两次长时间、大面积的停电事故，停电原因是发生相对地短路，使母线故障，造成油田大部分变电站和原油生产设施停电，带来了较大的经济损失。6年内出现过两次油田“两个电源同时损坏”的情况，停电几率是较高的。,华北油田电力系统现状,国家电网营销20
27、07655号文件国家电网公司业扩供电方案编制导则（试行）规定，3.4双电源：由两个独立的供电线路向一个用电负荷实施的供电。这两条线路是由两个电源供电，即由两个变电站或一个有多台变压器单独运行的变电站中的两段母线分别提供的电源。其中一个故障时，不会因此而导致另一电源同时损坏。7.2.1.1一级负荷的供电线路除双电源外，应增设保安电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。,建议性供电方案,国家电网营销2007655号文件不能作为规范使用，但是结合油田实际情况，有些文件精神值得借鉴。通过上述规范对比，结合其他多省工程消防报批情况,建议凡是适用多本规范的站场，依照最严格、安全性最高之规范执行。有地方电源及油田电源的35kV站，视为双电源；其他配电模式，划分站场性质后具体分析。对于电源不满足要求的站场，考虑发电机作为消防负荷保安电源或考虑电动泵与内燃机动力泵结合的消防模式。,任一联柴油发电机和柴拖泵经济对比,任一联柴油发电机和柴拖泵经济对比,
