某火電廠液氨罐區(qū)事故廢液池設(shè)計(jì)變更的合理性分析

劉皓磊

摘 要： 本文對液氨罐區(qū)防火堤及事故廢液池的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了綜述，總結(jié)出計(jì)算液氨罐區(qū)消防廢水量的相關(guān)參數(shù)的最保守取值，并結(jié)合某電廠的液氨罐區(qū)事故廢液池設(shè)計(jì)，按照承納最保守的消防廢水水量的要求對其設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞： 液氨儲罐；事故廢液池；消防廢水

0 前言

某新建火電廠設(shè)有液氨儲罐區(qū)，建設(shè)3×60m3液氨儲罐。該工程環(huán)評批復(fù)要求氨區(qū)設(shè)置一座150m3事故廢液池、圍繞氨區(qū)設(shè)置1260m3防火堤、圍繞儲罐設(shè)置300m3圍堰，并要求上述設(shè)施兼做事故廢液池，總?cè)萘窟_(dá)到1410m3。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，未將整個氨區(qū)用防火堤包圍，導(dǎo)致1410 m3的事故廢液儲存能力無法實(shí)現(xiàn)。為滿足環(huán)評批復(fù)，對事故廢液儲存設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)變更：

①圍繞3個液氨儲罐修建1m高的防火堤，堤內(nèi)總有效容積350 m3。

②氨區(qū)外另建有效容積30m×17m×2.5m=1275m3的事故廢液池。

本文收集了與氨區(qū)防火堤及消防廢水有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，并結(jié)合規(guī)范對氨區(qū)事故廢液池變更設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行了論證。采用本文結(jié)論的環(huán)境影響報告書已得到了相關(guān)主管部門的批復(fù)，因此本文的論證方法可用作類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)合理性論證或環(huán)境影響評價的參考。

1 防火堤的設(shè)計(jì)合理性

1.1 防火堤設(shè)計(jì)方案

圍繞3個液氨儲罐修建防火堤，并將3個儲罐以隔堤分開，防火堤及隔堤高度均為1m，如圖1。

1.2 防火堤設(shè)計(jì)合理性

與氨區(qū)防火堤尺寸相關(guān)的規(guī)范及其條文見表1。[1]～[6]

上述規(guī)范主要?dú)w納為以下四點(diǎn)：

（1）防火堤容積應(yīng)≥堤內(nèi)最大儲罐容積。

（2）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）要求防火堤高1.0～2.0m，《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50160-2008）要求防火堤高≤0.6m，《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T5480-2013）要求防火堤高1.0m。

（3）防火堤內(nèi)側(cè)基腳線至儲罐水平距離應(yīng)≥3m。

（4）相鄰罐間距應(yīng)≥1.5m。

本設(shè)計(jì)方案防火堤及隔堤均高1m，考慮0.1m預(yù)留高度，則每個隔堤容積為118.3m3，除去隔堤內(nèi)儲罐基礎(chǔ)體積1.7m3，則隔堤內(nèi)有效容積為116.6m3，大于一個儲罐的容積（60 m3）。堤內(nèi)基腳線至儲罐水平距離3040mm，大于3m，相鄰兩罐間距大于1.5m。防火堤尺寸滿足上述規(guī)范要求，其設(shè)計(jì)合理。

2 事故廢液池設(shè)計(jì)合理性

上述規(guī)范均未規(guī)定氨區(qū)事故廢液池的設(shè)計(jì)方法，對事故廢液池設(shè)計(jì)合理性的分析從是否滿足消防廢水水量及其布置、排水系統(tǒng)是否滿足規(guī)范要求的角度出發(fā)。

2.1氨區(qū)消防廢水水量

消防給水包括冷卻噴淋水及消防水炮水。火災(zāi)延續(xù)時間、消防水炮水量及冷卻噴淋水量的計(jì)算主要參考表2。[3][6][7]

由上述規(guī)范可知，若對各參數(shù)取最嚴(yán)格的取值，則消防時間為6h、噴淋冷卻水供水強(qiáng)度為9 L/min·m2，消防水炮供水強(qiáng)度為30L/s。著火罐冷卻面積應(yīng)為罐體表面積（91.5 m2），鄰近罐冷卻面積應(yīng)為半個罐體表面積，但結(jié)合類似工程實(shí)際情況可知，各罐在噴淋冷卻時往往不會按著火罐與臨近罐區(qū)別噴淋，而是將各個儲罐均以同樣的噴淋強(qiáng)度噴淋，因此較為保守的取值是，不區(qū)分著火罐或臨近罐，均按其罐體表面積（91.5 m2）計(jì)算冷卻噴淋水量。

由此可計(jì)算得到消防給水量：

①噴淋冷卻水量：9（L/min·m2）×91.5（m2）×60（min/h）×6（h）×3÷1000=889（m3）。

②消防水炮水量：30（L/s）×3600（s/h）×6（h）=648（m3）。

③總消防給水量：889（m3）+648（m3）=1537（m3）。

而消防廢水量還應(yīng)加上進(jìn)入消防水中的儲存物料量及雨水量。

④進(jìn)入消防廢水中的存儲物料量：一個液氨儲罐的容積60m3，填充系數(shù)0.85，按照所有液氨均泄露進(jìn)入消防水中考慮，并忽略液氨溶于水中體積的變化，則儲存物料量為60（m3）×0.85=51（m3）。

⑤初期雨水量：氨區(qū)防火堤配備有擋雨棚，邊緣超出防火堤外0.8m，可有效防止雨水落入防火堤中被泄漏液氨污染，故氨區(qū)不考慮初期雨水水量。

綜上所述，氨區(qū)消防廢水總量為1537（m3）+51（m3）=1588（m3）。

2.2事故廢液池承納消防廢水的有效性

防火堤總有效容積116.6（m3）×3=350（m3），事故廢液池有效容積30（m）×17（m）×2.5（m）=1275（m3），總有效容積1625m3，大于1588m3的消防廢水水量，因此從有效容納消防廢水水量的角度，事故廢液池的設(shè)計(jì)是合理的。

2.3事故廢液池位置及排水設(shè)施設(shè)置的合理性

《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50160-2008）[3]對事故廢液池有如下規(guī)定：

（1）事故廢液池距防火堤的距離不應(yīng)小于7m。

（2）設(shè)有事故廢液池的罐組應(yīng)設(shè)導(dǎo)液管（溝），使溢漏液體能順利地流出罐組并自流入存液池內(nèi)。

（3）事故廢液池應(yīng)有排水設(shè)施。

事故廢液池建在氨區(qū)以北，距氨區(qū)圍墻15m，因此距防火堤距離已滿足不小于7m的要求。氨區(qū)底部標(biāo)高0m，排水管道埋深-1.32m，事故廢液池底深度至少為-3m，因此防火堤底部與事故廢液池底部高差至少為3m，排水管道與事故廢液池底部底高差至少為1.68m，可保證消防廢水從氨區(qū)自流至事故廢液池。防火堤及設(shè)備區(qū)域都單獨(dú)設(shè)置排水系統(tǒng)與事故廢液池互通，見圖2。

消防廢水落入防火堤內(nèi)，通過排水管自流至事故廢液池，排水管道設(shè)有隔斷閥，日常工況隔斷閥處于常開狀態(tài)，當(dāng)事故廢液池中存水達(dá)到1275 m3、水深達(dá)到2.5m后，隔斷閥關(guān)閉，余下的313 m3消防廢水將存于防火堤中，從而防止過量消防廢水進(jìn)入事故廢液池引發(fā)其溢流。

綜上所述，在氨區(qū)外設(shè)置有效容積30m×17m×2.5m的事故廢液池在容量方面、位置方面及排水系統(tǒng)設(shè)置方面均符合相關(guān)要求，其設(shè)置是合理的。

3 結(jié)論

（1）本文對氨區(qū)防火堤及消防廢水相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了總結(jié)歸納，并對條文進(jìn)行了逐條綜述與對比，可知液氨罐區(qū)的設(shè)計(jì)中，各關(guān)鍵參數(shù)較為保守嚴(yán)格的取值應(yīng)為：消防時間6h、冷卻噴淋水強(qiáng)度9 L/min·m2、消防水炮水強(qiáng)度30L/s、冷卻面積取所有罐的表面積之和。

（2）事故存液池距防火堤的距離不應(yīng)小于7m且應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流排水設(shè)施。

（3）綜合以上各規(guī)范，本工程氨區(qū)消防廢水水量為1588m3，防火堤加事故廢液池總有效容積1625 m3，大于消防廢水水量，且事故廢液池距防火堤的距離大于7m并設(shè)置有排水設(shè)施，因此本事故廢液池的設(shè)計(jì)是合理的。

參考文獻(xiàn)

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