汽油罐区消防设计探讨

朱艳红

（茂名瑞派石化工程有限公司，广东 茂名 525000）

1 项目概述

我国某化工厂扩建，新增罐区1座，罐区建于已有罐区东侧，西侧为厂区二期扩建工程。新增罐组有2个5000m3汽油罐，单罐尺寸为φ21m×15.866m，内浮顶罐，罐体材料为碳钢。新建罐区平面布置见附图。

汽油为甲B类可燃液体，此罐区设置固定消防冷却水系统(配备消火栓)、低倍数泡沫灭火系统(配备泡沫枪、泡沫消火栓)。

2 低倍数泡沫灭火系统计算

《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）8.7.2条第一点规定：甲、乙类和闪点等于或小于900C的丙类可燃液体的浮顶罐及浮盘为易熔材料的内浮顶罐：单罐容积等于或大于10000m3的非水溶性可燃液体储罐应采用固定式泡沫灭火系统。可见对此罐区未强制要求设置固定式泡沫灭火系统。但由于该罐区位于郊区，考虑依靠市区机动消防设施距离远，且采用移动消防泡沫设施不能有效保护罐区，故设置固定泡沫灭火系统。《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（2000年版）（GB50151-92）2.2.2条第三点规定：甲、乙、丙类液体的外浮顶和内浮顶储罐应选用液上喷射泡沫灭火系统或半液下喷射泡沫灭火系统。因此在罐区设固定式泡沫灭火系统，液上喷射泡沫形式，选用6%的环保型水成膜泡沫灭火剂（灭火速度快，抗烧性能好，与厂区原有泡沫灭火系统使用灭火剂相同）。

选其中一个汽油罐作为着火罐，泡沫混合液量计算如下：

2.1 用于扑救罐区内单罐火灾的泡沫混合液用量

单个储罐保护面积为346.2m2，泡沫混合液供给强度取5.0L/min·m2，则泡沫混合液流量为346.2×5.0=1731L/min=28.85L/s。

根据计算，每罐对称布置2个泡沫产生器PC16，泡沫混合液流量为16L/s，固定安装在油罐上（每个泡沫产生器连接独立泡沫混合液立管），则单个储罐泡沫混合液流量为32L/s即1920L/min，泡沫混合液连续供给时间取45min，则单罐火灾的泡沫混合液用量=1920×45=86400L。

2.2 用于扑救罐区内流散液体火灾的泡沫混合液用量

在罐区防火堤外布置2支泡沫枪用于扑救流散火灾，型号PQ8，单支泡沫枪的泡沫混合液流量为8L/s即480L/min，泡沫枪混合液连续供给时间为20min；则流散液体火灾的泡沫混合液流量为960L/min，泡沫混合液用量为19200L。

结合以上1、2两点，泡沫混合液流量=着火罐混合液流量+辅助泡沫枪混合液流量=2880L/min

2.3 充满管道的泡沫混合液量

单罐发生火灾时，泡沫混合液输送量为2880L/min即48L/s，罐区外埋地泡沫混合液干管选用DN150的20#无缝钢管，管长97m，对应流速2.83m/s。单个储罐的单根泡沫混合液立管输送量为16L/s，选用DN100的20#无缝钢管，2根立管对称布置，管长156m，对应流速1.84m/s。

系统管道内泡沫混合液剩余量=管道断面积×管道长度=0.0079×156×1000+0.0177×97×1000=3949.3L。

则泡沫混合液总用量M1=86400+19200+3949.3=109549.3L

用于扑灭此罐区火灾的泡沫液储量为109549.3×0.06=6573L=6.57m3

3 消防冷却水量计算

罐区的消防用水量按火灾时消防用水量最大罐组计算，应为配置泡沫混合液用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和。

3.1 《石油化工企业设计防火规范》8.4.5第2点规定：罐壁高于17m储罐、容积等于或大于10000m3储罐、容积等于或大于2000m3低压储罐应设置固定式消防冷却水系统。规范对此罐区未强制要求设置固定式消防冷却水系统，但由于厂区内已建有完整的固定式消防冷却水管网，考虑消防时以自身消防力量为主、外部消防力量为辅，为了让罐区、厂区得到更有效的保护，同时考虑罐区扩建的需要，在此罐区内设固定式消防冷却水系统。

按其中1个汽油罐为着火罐，另一个汽油罐为邻近罐计算（浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐消防冷却按固定顶罐考虑，因此需要考虑邻近罐消防冷却用水）。

着火罐消防水量为 2.5×3.14×21×15.87=2616.2L/min=157m3/h，邻近罐消防水量为2.5×3.14×21×15.87/2=1308L/min=78m3/h，固定式消防冷却水量为157+78=235m3/h。

在罐区外布置DN200的（20#）无缝钢管作为埋地干管，流量为235m3/h，对应流速为v=2.12m/s，规范要求不大于3.5m/s。单个储罐对称设置两路支管上水，支管选用DN125的20#无缝钢管，流量78m3/h，对应流速1.8m/s。

用于扑灭储罐火灾的消防冷却水延续时间为6h，则消防冷却水总量为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，用于扑灭罐区火灾的消防用水总量为1513m3。

4 低倍数泡沫灭火系统组件

厂区内已建有压力式比例混合装置，型号为PHYM160/150，最大工作压力为1.2MPa，最大混合液流量为160L/s。包括一个15m3卧式隔膜储罐、混合器主管路、其它管路、压力表、安全阀门等，适用于扑灭新罐区火灾。

由上面计算可得，用于扑救此罐区的泡沫液量为6.57m3，最大混合液流量为48L/s，现有泡沫灭火系统可以满足新罐区灭火泡沫量要求，无需增加泡沫液储罐。

泡沫站距离此罐区距离632m，按流速2.83m/s计算，发生火灾事故后不到4min，泡沫混合液可送到罐区，满足消防需要。

5 灭火器设置

《石油化工企业设计防火规范》8.9.5条规定：可燃气体、液化烃和可燃液体的地上罐组宜按防火堤内面积每400m2配置1个手提式灭火器，但每个储罐配置的数量不宜超过3个。干粉灭火剂对扑救初期火灾而言是灭火效果好且速度快的有效灭火剂，因此在罐区防火堤内布置6个干粉灭火器，分3处摆放，型号为MF8。

6 消防管网

厂区内已有独立的消防冷却水系统及泡沫灭火系统，消防水管道主管径为DN300，成环形布置；泡沫管道主管径为DN300。从厂区已有消防水主干管拉出DN200的消防水管，从新罐区的西南角接入，环状布置在此罐区防火堤四周。当其中一条发生事故时，另一条独立的消防水管能通过全部消防用水量。环状管道用阀门分成若干管段，当某个环段发生事故时其余环段仍能通过全部的消防用水量。在环状管道上设置4个地上式消火栓，型号SS150-16，消火栓间距未超过60m。

从厂区已有泡沫混合液主干管拉出DN150的泡沫混合液管道，也从罐区西南角接入，管道中设放空阀。在泡沫混合液管道上设置4个泡沫消火栓，型号SN65，泡沫消火栓间距未超过60m。

无火灾事故发生时，消防水管网维持0.65MPa稳高压；发生火灾时，管网压力下降0.5MPa，自动启动消防水主泵，将压力提高到1.06MPa，同时停止稳压泵。

7 消防水池及消防泵房

厂区内原有消防水池有效容积为2760m3，用于扑灭此罐区火灾的消防用水量为1513m3，原有消防水池可满足此罐区的消防用水要求，无需新建消防水池。厂区现有消防水泵选用额定流量为380m3/h，扬程1.0MPa，两用一备；现有消防稳压泵选用额定流量为100m3/h，扬程0.8MPa，一用一备；现有泡沫消防泵选用额定流量为480m3/h，扬程1.1MPa，两用一备；均满足新罐区要求，无需新增泵。

8 其它配套设施

厂区内原已建有消防站、火灾报警系统等完整配套设施，无需新建，依托现有设施即可。

[1]陈守庆，王争元.油库的消防系统[J].煤气与热力，2002-12-25.