中小型石油儲罐消防設計研究

張友先

（山西省商業(yè)設計院 山西省太原市 030000）

0 引言

隨著我國能源戰(zhàn)略的不斷實施，石油成為了國家最重要的戰(zhàn)略儲備資源。為了能夠有效地節(jié)約成本，石油儲罐的體型變得越來越大。我國已建的儲罐容量基本都已經超過100*104m3了，甚至還有1500*104m3以上容量的儲罐。然而，中小型油罐在石油的儲存中仍然起著最重要的作用，石油庫規(guī)模的擴大造成儲存風險也相應增加。為了有效遏制石油儲罐火災的發(fā)生，在進行油罐設計時必須減少消防上的先天不足，降低安全隱患，因此需要從工藝設計、布局、防火滅火等角度進行考慮。

1 中小型型石油庫與消防系統(tǒng)

1.1 中小型石油庫

中小型石油庫與大型石油庫的區(qū)別主要在選址、容量和消防設置方面。大型油庫一般設置在沿海地區(qū)，儲存的規(guī)模很大，進出的管線很多，而且單罐的儲存量巨大，但是中小型油罐相對可以設置在內陸地區(qū)，而且規(guī)模較小，由于使用的罐體較小，油庫可能排列較多的油罐，因此管線排布復雜。

1.2 消防系統(tǒng)

中小型石油庫的消防設置主要是按照我國的現行規(guī)范，設計了消防給水系統(tǒng)、水噴淋冷卻系統(tǒng)和泡沫滅火系統(tǒng)、火災監(jiān)控系統(tǒng)等，還配置了一定數量的移動消防設備，即使這樣，油罐的安全隱患仍然很高。

2 中小型石油儲罐的火災分析

通過對比可以發(fā)現中小型石油儲罐的火災危險性主要來自管線復雜，難以管理，而且放置密集。由于罐體較多，空間不足，一旦起火很難撲滅，發(fā)生火災后罐體的輻射熱很強，容易引發(fā)爆炸，罐體多清理也不及時，因此石油中的一些化學物質容易腐蝕管道等等。

2.1 中型油罐的輻射熱較高

我國建設的中小型石油儲罐中，中型油罐罐體的直徑往往達到20m左右，如果發(fā)生敞開式油罐燃燒，產生的熱輻射會影響到周圍。通過研究發(fā)現，容積2*104m3的儲罐燃燒時產生的輻射熱已經可以達到1500*104kW以上，因此一旦發(fā)生燃燒，輻射熱會按指數增加，對周邊產生毀滅性破壞。

2.2 儲罐密集可能造成地基沉降

由于儲罐較多，如果罐區(qū)選擇的位置地基條件較差，儲罐群就會產生巨大的壓力，一旦發(fā)生自然災害可能會引起地基不均勻沉降，導致油罐破裂，油品泄露。比如日本三棱水島煉油廠發(fā)生的沉降事故，我國也曾經發(fā)生過類似的事故。

2.3 腐蝕的影響

油罐會泄露的一個重要原因是油罐的腐蝕，常用的防腐手段只能夠延緩罐體的腐蝕卻不能根治。油罐中的油品越多，腐蝕成分越高，因此油罐的腐蝕更加劇烈，一些反應會放熱，這些熱量增加了火災事故的危險。

2.4 油罐密集

中小型石油儲備庫隨著社會的發(fā)展不斷擴張，目前一般儲備的油量都在百萬級以上，因此所需要的儲罐也很多，這樣大規(guī)模的儲罐一旦發(fā)生火災，撲滅的難度非常之大，一般都是毀滅性的，固定消防設施也起不到任何作用。

3 火災的發(fā)生原因

引起火災的原因可能為明火、焊接以及其他。明火一般包括靜電和雷電等，還有庫內庫外的明火比如吸煙，發(fā)動機產生的明火來自表面發(fā)熱、火星等，其他原因包括摩擦和沖擊。根據相關統(tǒng)計，電氣火災的比例大約為40%，明火為20%，其他的原因多為用火不慎，所以進行油庫的消防設計時，應當根據油庫的特點進行。

4 中小型油罐的消防技術

針對中小型油罐的危險性和影響，設計人員主要從儲罐的布局、工藝設計、防滅火等角度進行消防安全措施的研究。

4.1 油罐的工藝

4.1.1 儲罐的工藝設計

石油儲罐的常用儲存設備有外浮頂、內浮頂和固定頂三種，固定頂的儲罐有一個空間會造成油氣混合，因此不適合儲存大量的油品。內浮頂儲罐密閉性很好，能夠降低油品的蒸發(fā)，因此火災的危險性較小，安全性較高，用來儲存輕質油。外浮頂的儲罐安全性也比固定頂的好，容易做成大型的儲罐，所以大容量的儲罐一般都做成外浮頂的儲罐。

4.1.2 儲罐材料的選擇

目前我國的石油儲存主要采用金屬油罐，油罐出于密封性的考慮需要更高的抗壓能力，因此對于鋼材的性能提出了更高的要求。當前國際上有非常成熟的鋼材生產技術，材質純凈而且具有很好的韌性和塑性。我國的鋼材也可以滿足生產優(yōu)質儲罐的要求。

4.1.3 儲罐防腐處理

由于油品內含有一些氯化物、硫酸鹽、硫化氫等物質，這些物質會對油罐形成腐蝕，引起這些部位的腐蝕穿孔，因此需要對油罐進行防腐處理，比如刷防腐材料，增加罐底的厚度和采用陰極保護等措施。

4.2 防滅火措施

對油罐進行合理的消防設計才能夠保證消防安全，在進行消防設計時，不但要考慮到日常的防火需要，還得考慮到滅火的技術保障。

4.2.1 布置防雷、防靜電措施

雷電引起火災事故時有發(fā)生，在設計油罐的時候應當進行防雷設計，對于外浮頂儲罐來講，通常用兩根導線連接罐頂與罐壁，并最好合適的接地。油品與固體之間、油品與液體之間或者不同液體之間發(fā)生相對運動的時候，也會產生靜電，靜電引起的火災占據整個火災比例的15%，因此也需要選擇合理的靜電防護措施。

4.2.2 采用合格的電氣設備與防爆設施

油罐周圍的設備如果采用非防爆型或者防爆等級不夠的設施，比如燈具和開關等，容易在使用的時候產生火花，引起火災事故，因此需要選擇合理的電氣設備，科學使用和管理。

4.2.3 設置火災報警系統(tǒng)和監(jiān)測裝置

在消防設計中應當采用火災報警設施對油罐進行監(jiān)測，如果某處發(fā)生故障，就能夠發(fā)出報警的信號，把火災消滅在萌芽階段。目前的火災自動報警系統(tǒng)包括光柵光纖和感溫電纜，光柵是最近新出的系統(tǒng)，比感溫電纜使用起來穩(wěn)定，更加適合大型油罐的應用。

5 結語

通過分析我國大型石油儲罐的特點，以及火災的原因和特點得知，我國的中小型油罐具有布局密集、管線復雜等特點，而且由于較難管理，儲罐發(fā)生事故的概率也高。本文通過工藝、布置以及消防設計幾個方面，結合儲罐的間距布置，優(yōu)化了中小型儲罐的消防設計。