汽油罐區消防設計探討

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1座，罐區建于已有罐區東側，西側為廠區二期擴建工程。新增罐組有2個5000m3汽油罐，單罐尺寸為φ21m×15.866m，內浮頂罐，罐體材料為碳鋼。新建罐區平面布置見附圖。

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

2 低倍數泡沫滅火系統計算

《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-2008）8.7.2條第一點規定：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采用固定式泡沫滅火系統。可見對此罐區未強制要求設置固定式泡沫滅火系統。但由于該罐區位于郊區，考慮依靠市區機動消防設施距離遠，且采用移動消防泡沫設施不能有效保護罐區，故設置固定泡沫滅火系統。《低倍數泡沫滅火系統設計規范》（2000年版）（GB50151-92）2.2.2條第三點規定：甲、乙、丙類液體的外浮頂和內浮頂儲罐應選用液上噴射泡沫滅火系統或半液下噴射泡沫滅火系統。因此在罐區設固定式泡沫滅火系統，液上噴射泡沫形式，選用6%的環保型水成膜泡沫滅火劑（滅火速度快，抗燒性能好，與廠區原有泡沫滅火系統使用滅火劑相同）。

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 用于撲救罐區內單罐火災的泡沫混合液用量

單個儲罐保護面積為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。

根據計算，每罐對稱布置2個泡沫產生器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，泡沫混合液連續供給時間取45min，則單罐火災的泡沫混合液用量=1920×45=86400L。

2.2 用于撲救罐區內流散液體火災的泡沫混合液用量

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

結合以上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

單罐發生火災時，泡沫混合液輸送量為2880L/min即48L/s，罐區外埋地泡沫混合液干管選用DN150的20#無縫鋼管，管長97m，對應流速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，對應流速1.84m/s。

系統管道內泡沫混合液剩余量=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

用于撲滅此罐區火災的泡沫液儲量為109549.3×0.06=6573L=6.57m3

3 消防冷卻水量計算

罐區的消防用水量按火災時消防用水量最大罐組計算，應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 《石油化工企業設計防火規范》8.4.5第2點規定：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低壓儲罐應設置固定式消防冷卻水系統。規范對此罐區未強制要求設置固定式消防冷卻水系統，但由于廠區內已建有完整的固定式消防冷卻水管網，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、廠區得到更有效的保護，同時考慮罐區擴建的需要，在此罐區內設固定式消防冷卻水系統。

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。

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

用于撲滅儲罐火災的消防冷卻水延續時間為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，用于撲滅罐區火災的消防用水總量為1513m3。

4 低倍數泡沫滅火系統組件

廠區內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，適用于撲滅新罐區火災。

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

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

5 滅火器設置

《石油化工企業設計防火規范》8.9.5條規定：可燃氣體、液化烴和可燃液體的地上罐組宜按防火堤內面積每400m2配置1個手提式滅火器，但每個儲罐配置的數量不宜超過3個。干粉滅火劑對撲救初期火災而言是滅火效果好且速度快的有效滅火劑，因此在罐區防火堤內布置6個干粉滅火器，分3處擺放，型號為MF8。

6 消防管網

廠區內已有獨立的消防冷卻水系統及泡沫滅火系統，消防水管道主管徑為DN300，成環形布置；泡沫管道主管徑為DN300。從廠區已有消防水主干管拉出DN200的消防水管，從新罐區的西南角接入，環狀布置在此罐區防火堤四周。當其中一條發生事故時，另一條獨立的消防水管能通過全部消防用水量。環狀管道用閥門分成若干管段，當某個環段發生事故時其余環段仍能通過全部的消防用水量。在環狀管道上設置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，也從罐區西南角接入，管道中設放空閥。在泡沫混合液管道上設置4個泡沫消火栓，型號SN65，泡沫消火栓間距未超過60m。

無火災事故發生時，消防水管網維持0.65MPa穩高壓；發生火災時，管網壓力下降0.5MPa，自動啟動消防水主泵，將壓力提高到1.06MPa，同時停止穩壓泵。

7 消防水池及消防泵房

廠區內原有消防水池有效容積為2760m3，用于撲滅此罐區火災的消防用水量為1513m3，原有消防水池可滿足此罐區的消防用水要求，無需新建消防水池。廠區現有消防水泵選用額定流量為380m3/h，揚程1.0MPa，兩用一備；現有消防穩壓泵選用額定流量為100m3/h，揚程0.8MPa，一用一備；現有泡沫消防泵選用額定流量為480m3/h，揚程1.1MPa，兩用一備；均滿足新罐區要求，無需新增泵。

8 其它配套設施

廠區內原已建有消防站、火災報警系統等完整配套設施，無需新建，依托現有設施即可。

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