汽油罐區(qū)消防設(shè)計探討

朱艷紅

（茂名瑞派石化工程有限公司，廣東 茂名 525000）

1 項目概述

我國某化工廠擴建，新增罐區(qū)1座，罐區(qū)建于已有罐區(qū)東側(cè)，西側(cè)為廠區(qū)二期擴建工程。新增罐組有2個5000m3汽油罐，單罐尺寸為φ21m×15.866m，內(nèi)浮頂罐，罐體材料為碳鋼。新建罐區(qū)平面布置見附圖。

汽油為甲B類可燃液體，此罐區(qū)設(shè)置固定消防冷卻水系統(tǒng)(配備消火栓)、低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)(配備泡沫槍、泡沫消火栓)。

2 低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)計算

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160-2008）8.7.2條第一點規(guī)定：甲、乙類和閃點等于或小于900C的丙類可燃液體的浮頂罐及浮盤為易熔材料的內(nèi)浮頂罐：單罐容積等于或大于10000m3的非水溶性可燃液體儲罐應(yīng)采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)?？梢妼Υ斯迏^(qū)未強制要求設(shè)置固定式泡沫滅火系統(tǒng)。但由于該罐區(qū)位于郊區(qū)，考慮依靠市區(qū)機動消防設(shè)施距離遠(yuǎn)，且采用移動消防泡沫設(shè)施不能有效保護(hù)罐區(qū)，故設(shè)置固定泡沫滅火系統(tǒng)?！兜捅稊?shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（2000年版）（GB50151-92）2.2.2條第三點規(guī)定：甲、乙、丙類液體的外浮頂和內(nèi)浮頂儲罐應(yīng)選用液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)或半液下噴射泡沫滅火系統(tǒng)。因此在罐區(qū)設(shè)固定式泡沫滅火系統(tǒng)，液上噴射泡沫形式，選用6%的環(huán)保型水成膜泡沫滅火劑（滅火速度快，抗燒性能好，與廠區(qū)原有泡沫滅火系統(tǒng)使用滅火劑相同）。

選其中一個汽油罐作為著火罐，泡沫混合液量計算如下：

2.1 用于撲救罐區(qū)內(nèi)單罐火災(zāi)的泡沫混合液用量

單個儲罐保護(hù)面積為346.2m2，泡沫混合液供給強度取5.0L/min·m2，則泡沫混合液流量為346.2×5.0=1731L/min=28.85L/s。

根據(jù)計算，每罐對稱布置2個泡沫產(chǎn)生器PC16，泡沫混合液流量為16L/s，固定安裝在油罐上（每個泡沫產(chǎn)生器連接獨立泡沫混合液立管），則單個儲罐泡沫混合液流量為32L/s即1920L/min，泡沫混合液連續(xù)供給時間取45min，則單罐火災(zāi)的泡沫混合液用量=1920×45=86400L。

2.2 用于撲救罐區(qū)內(nèi)流散液體火災(zāi)的泡沫混合液用量

在罐區(qū)防火堤外布置2支泡沫槍用于撲救流散火災(zāi)，型號PQ8，單支泡沫槍的泡沫混合液流量為8L/s即480L/min，泡沫槍混合液連續(xù)供給時間為20min；則流散液體火災(zāi)的泡沫混合液流量為960L/min，泡沫混合液用量為19200L。

結(jié)合以上1、2兩點，泡沫混合液流量=著火罐混合液流量+輔助泡沫槍混合液流量=2880L/min

2.3 充滿管道的泡沫混合液量

單罐發(fā)生火災(zāi)時，泡沫混合液輸送量為2880L/min即48L/s，罐區(qū)外埋地泡沫混合液干管選用DN150的20#無縫鋼管，管長97m，對應(yīng)流速2.83m/s。單個儲罐的單根泡沫混合液立管輸送量為16L/s，選用DN100的20#無縫鋼管，2根立管對稱布置，管長156m，對應(yīng)流速1.84m/s。

系統(tǒng)管道內(nèi)泡沫混合液剩余量=管道斷面積×管道長度=0.0079×156×1000+0.0177×97×1000=3949.3L。

則泡沫混合液總用量M1=86400+19200+3949.3=109549.3L

用于撲滅此罐區(qū)火災(zāi)的泡沫液儲量為109549.3×0.06=6573L=6.57m3

3 消防冷卻水量計算

罐區(qū)的消防用水量按火災(zāi)時消防用水量最大罐組計算，應(yīng)為配置泡沫混合液用水及著火罐和鄰近罐的冷卻用水量之和。

3.1 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》8.4.5第2點規(guī)定：罐壁高于17m儲罐、容積等于或大于10000m3儲罐、容積等于或大于2000m3低壓儲罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)。規(guī)范對此罐區(qū)未強制要求設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)，但由于廠區(qū)內(nèi)已建有完整的固定式消防冷卻水管網(wǎng)，考慮消防時以自身消防力量為主、外部消防力量為輔，為了讓罐區(qū)、廠區(qū)得到更有效的保護(hù)，同時考慮罐區(qū)擴建的需要，在此罐區(qū)內(nèi)設(shè)固定式消防冷卻水系統(tǒng)。

按其中1個汽油罐為著火罐，另一個汽油罐為鄰近罐計算（浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐消防冷卻按固定頂罐考慮，因此需要考慮鄰近罐消防冷卻用水）。

著火罐消防水量為 2.5×3.14×21×15.87=2616.2L/min=157m3/h，鄰近罐消防水量為2.5×3.14×21×15.87/2=1308L/min=78m3/h，固定式消防冷卻水量為157+78=235m3/h。

在罐區(qū)外布置DN200的（20#）無縫鋼管作為埋地干管，流量為235m3/h，對應(yīng)流速為v=2.12m/s，規(guī)范要求不大于3.5m/s。單個儲罐對稱設(shè)置兩路支管上水，支管選用DN125的20#無縫鋼管，流量78m3/h，對應(yīng)流速1.8m/s。

用于撲滅儲罐火災(zāi)的消防冷卻水延續(xù)時間為6h，則消防冷卻水總量為1410m3。

3.2 用于配置泡沫混合液的用水量109549.3×0.94=102976L=103m3。

由上可得，用于撲滅罐區(qū)火災(zāi)的消防用水總量為1513m3。

4 低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)組件

廠區(qū)內(nèi)已建有壓力式比例混合裝置，型號為PHYM160/150，最大工作壓力為1.2MPa，最大混合液流量為160L/s。包括一個15m3臥式隔膜儲罐、混合器主管路、其它管路、壓力表、安全閥門等，適用于撲滅新罐區(qū)火災(zāi)。

由上面計算可得，用于撲救此罐區(qū)的泡沫液量為6.57m3，最大混合液流量為48L/s，現(xiàn)有泡沫滅火系統(tǒng)可以滿足新罐區(qū)滅火泡沫量要求，無需增加泡沫液儲罐。

泡沫站距離此罐區(qū)距離632m，按流速2.83m/s計算，發(fā)生火災(zāi)事故后不到4min，泡沫混合液可送到罐區(qū)，滿足消防需要。

5 滅火器設(shè)置

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》8.9.5條規(guī)定：可燃?xì)怏w、液化烴和可燃液體的地上罐組宜按防火堤內(nèi)面積每400m2配置1個手提式滅火器，但每個儲罐配置的數(shù)量不宜超過3個。干粉滅火劑對撲救初期火災(zāi)而言是滅火效果好且速度快的有效滅火劑，因此在罐區(qū)防火堤內(nèi)布置6個干粉滅火器，分3處擺放，型號為MF8。

6 消防管網(wǎng)

廠區(qū)內(nèi)已有獨立的消防冷卻水系統(tǒng)及泡沫滅火系統(tǒng)，消防水管道主管徑為DN300，成環(huán)形布置；泡沫管道主管徑為DN300。從廠區(qū)已有消防水主干管拉出DN200的消防水管，從新罐區(qū)的西南角接入，環(huán)狀布置在此罐區(qū)防火堤四周。當(dāng)其中一條發(fā)生事故時，另一條獨立的消防水管能通過全部消防用水量。環(huán)狀管道用閥門分成若干管段，當(dāng)某個環(huán)段發(fā)生事故時其余環(huán)段仍能通過全部的消防用水量。在環(huán)狀管道上設(shè)置4個地上式消火栓，型號SS150-16，消火栓間距未超過60m。

從廠區(qū)已有泡沫混合液主干管拉出DN150的泡沫混合液管道，也從罐區(qū)西南角接入，管道中設(shè)放空閥。在泡沫混合液管道上設(shè)置4個泡沫消火栓，型號SN65，泡沫消火栓間距未超過60m。

無火災(zāi)事故發(fā)生時，消防水管網(wǎng)維持0.65MPa穩(wěn)高壓；發(fā)生火災(zāi)時，管網(wǎng)壓力下降0.5MPa，自動啟動消防水主泵，將壓力提高到1.06MPa，同時停止穩(wěn)壓泵。

7 消防水池及消防泵房

廠區(qū)內(nèi)原有消防水池有效容積為2760m3，用于撲滅此罐區(qū)火災(zāi)的消防用水量為1513m3，原有消防水池可滿足此罐區(qū)的消防用水要求，無需新建消防水池。廠區(qū)現(xiàn)有消防水泵選用額定流量為380m3/h，揚程1.0MPa，兩用一備；現(xiàn)有消防穩(wěn)壓泵選用額定流量為100m3/h，揚程0.8MPa，一用一備；現(xiàn)有泡沫消防泵選用額定流量為480m3/h，揚程1.1MPa，兩用一備；均滿足新罐區(qū)要求，無需新增泵。

8 其它配套設(shè)施

廠區(qū)內(nèi)原已建有消防站、火災(zāi)報警系統(tǒng)等完整配套設(shè)施，無需新建，依托現(xiàn)有設(shè)施即可。

[1]陳守慶，王爭元.油庫的消防系統(tǒng)[J].煤氣與熱力，2002-12-25.