關于化工廠消防水收集池的設計研究與探討

孫繼廣

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

1 設置事故池的必要性

根據安監危化 [2006]10號文內容如下：2015年，某公司雙苯廠胺二車間操作人員違反操作規程，發生爆炸事故，造成8人死亡。事故發生后，由于對生產安全事故引發環境污染事件的嚴重性認識不足，而且沒有事故狀態下阻止含有大量苯、硝基苯等物料的“清凈下水”進入松花江的設施和要求，也沒有嚴格執行環境保護應急預案有關防止污染的規定，致使事故現場地面水進入“清凈下水”排水系統，流入松花江，造成松花江水體嚴重污染。部分進入俄羅斯流域，對國際聲譽產生了不良影響；2006年，某有限公司六氯車間一反應釜發生爆炸事故，造成2人死亡。事故發生后，該公司利用已有的雨水回收系統和廢水預處理池，收集了事故污水，經預處理后送入污水處理廠，沒有造成環境次生污染。兩起事故都造成了人員傷亡和經濟損失，但兩個公司在事故狀態對環境影響的不同結果表明，必備的防污設施和措施對防范危險化學品事故引發環境污染事件至關重要[1]。

2 設置事故池的基本原則

中國石化建標[2006]43號文件第2條明確規定：“石化企業必須具備水體污染防控緊急措施”主要是為防范和控制石化企業發生事故時或者事故處理過程中產生的物料泄露和污水對周邊水體環境的污染和危害，降低環境風險。

3 我國石油化工廠事故水收集現狀及方法

目前我國在2006年后建設的企業都設置了事故池。在2006年以前的石化企業也大部分增設了事故池。但是根據各地氣候和降雨的不同，有的地方采用地下管網收集事故水，有的是采用明溝排水收集事故水。無論采取何種收集方法，都必須保證事故水收集的可靠性，地下管網和管溝都不得滲漏，不得散排。必須有組織收集和有組織排放。根據化工廠多年的設計經驗和化工消防水流的特點：不特定性和無組織排放性，我們在設計時均應該考慮，消防廢水應該是在室內外消防時排放至廠區內的雨水收集口，通過雨水口有組織地排放到雨水管網的末端，同時應兼顧考慮正常下雨時雨水的排放。因此，在雨水管網的設計過程中一定考慮末端設置閥門切換裝置即正常下雨時，雨水管網收集潔凈雨水，潔凈雨水通過管網重力流進入市政雨水管網；著火時，由于消防水的進入，導致雨水管網內流入污染的消防事故水，這時就應該關閉外排雨水閥門，打開事故池進水閥門，使消防水全部進入事故池。且該切斷措施應該迅速及時，因此，在設計是應該考慮與消防火災連鎖切斷閥門，應設計自動切換且有聯動功能的電動（電磁）閥。

4 事故池與事故存液池的定義和不同之處

安監危化[2006]10號文明確規定事故池是能夠儲存事故排水的儲存措施，消防排水就是事故狀態下的排水，即表明消防水收集池可以定義為“事故池”但文件中有規定“事故存液池”指設置于罐區附近的用于收集泄露物料的設施。明確規定指是泄露化工廠物料的設施。《石油化工企業設計防火規范》第6.2.18條明確規定事故存液池的設置要求及應符和一定條件規定。

5 事故池的內容及計算方法

事故排水的儲存設施包括事故池、事故罐、防火堤內或圍堰內區域等。中國石化建標[2006]43號文《水污染防控緊急措施設計導則》中明確事故儲存設施總有效容積計算方法如下。

5.1 計算公式

事故儲存設施總有效容積

注：（V1+V2-V3）max是指對收集系統范圍內不同罐組或裝置分別計算V1+V2-V3，取其中最大值。

V1——收集系統范圍內發生事故的一個罐組或一套裝置的一臺反應器或者中間罐的最大物料量；

V2——發生事故的儲罐或裝置的消防水量，m3；

Q消——發生事故同時使用的消防設施給水流量，m3/h；

t消——消防設施對應的設計消防歷時，h；

V3——發生事故時可以轉輸到其他儲存或處理設施的物料量，m3；

V4——發生事故時仍必須進入該收集系統的生產廢水量，m3；

V5——發生事故時可能進入該收集系統的降雨量，m3；

q——降雨強度，mm；按平均日降雨量；q=qa/n

qa——年平均降雨量，mm；

n——年平均降雨日數；

F——必須進入事故廢水收集系統的雨水匯水面積，ha；

5.2 計算時應注意的幾點體會

5.1.1 罐區防火堤可以作為事故排水儲存有效容積

5.1.2 排至事故池的排水管道或排水溝可以按照滿流自流的最高液位以下的容積計算有效容積，即事故排水管道的最高液位可以作為事故池的最高有效液位。

5.1.3 事故狀態的排水若采取有效的措施可以考慮未受污染的排水（包括雨水和消防水）不宜進入事故池，以免造成投資加大等不必要的浪費。

5.1.4 事故池非事故狀態下，可以占用，但占有有效容積不得超過1/3，并設計在事故時可以緊急排空的措施。因此，在此種條件下，排空的水泵應該設計與消防火災報警聯動系統排空或者設置緊急排空的其他技術措施，同時用電設備的電源應滿足現行國家標準《供配電系統設計規范》中所規定的一級負荷供電要求。

5.1.5 發生事故時可能進入該收集系統的降雨量

q——降雨強度，mm；按平均日降雨量；

qa——年平均降雨量，mm；

n——年平均降雨日數。

式中強調使用年平均降雨量除以年平均降雨日數作為污染雨水進入事故池的水量，而不是發生事故時的全部降雨量，已經考慮到降雨的統計學原理，還有降低企業投資方面的原因，用平均天數代替了發生事故時2～3h的降雨量，此概念在計算時一定要充分理解。

5.1.6 要根據事故時產生的不同環境危害物質，制定合理的后續處理措施，以達到發生事故時不污染周圍環境的目的。

6 結論

6.1 在化工廠的設計過程中一定要考慮事故池。

6.2 在化工廠罐區或者裝置周圍應設置事故存液池，以保證化工物料泄露事故時迅速及時收集，不污染環境。

6.3 在進行事故池計算時，一定要考慮事故罐、防火堤或者圍堰內區域儲存事故水的流量。

6.4 在應用計算公式時，計算事故雨水的流量一定按照公式平均值的概念，而不是按照暴雨強度計算公式的降雨歷時進行計算。