可燃液體罐區(qū)消防設(shè)計(jì)

1、<p>　　可燃液體罐區(qū)消防設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文通過(guò)對(duì)可燃液體的化學(xué)物理性質(zhì)分析，以天津市某制藥有限公司化學(xué)原料藥物產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目溶媒罐區(qū)的設(shè)計(jì)為案例，在總結(jié)以前相關(guān)罐區(qū)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為提高項(xiàng)目的安全，經(jīng)濟(jì)和適用性，在滿足國(guó)家和地方相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量提高發(fā)生事故時(shí)的消防安全措施，使事故的損失降低到最小程度。對(duì)設(shè)計(jì)工作中遇到的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)與探討。 </p>

2、<p>　　關(guān)鍵詞：可燃液體儲(chǔ)罐；泡沫滅火系統(tǒng)；消防冷卻水系統(tǒng)；事故池 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　引言：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平也迅速的提高，人們對(duì)各種工業(yè)品的需求量越來(lái)越大，工業(yè)品的種類也越來(lái)越豐富，因此各類的工業(yè)也迅速的發(fā)展起來(lái)，但很多工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中都涉及到易燃易爆的危險(xiǎn)品，怎樣安全儲(chǔ)存這些易

3、燃易爆的物品成了工業(yè)生產(chǎn)中的重點(diǎn)。大的儲(chǔ)罐為工業(yè)生產(chǎn)提供的快捷便利的生產(chǎn)，已成為很多工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一部分，收到了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。但這些儲(chǔ)罐如果在設(shè)計(jì)、管理和操作出現(xiàn)問(wèn)題那么它產(chǎn)生的破壞和損失也是巨大的，這些年出現(xiàn)了不少可燃液體在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)和爆炸事件引起了人們嚴(yán)重的關(guān)注。 </p><p>　　在石化、醫(yī)藥和輕工行業(yè)中的儲(chǔ)罐區(qū)起著承上啟下的作用，按其生產(chǎn)過(guò)程可以分為：原料罐區(qū)、中間原

4、料罐區(qū)以及成品罐區(qū)。一個(gè)完整的儲(chǔ)罐區(qū)包括儲(chǔ)罐組、裝卸區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)以及消防安全設(shè)施，其中儲(chǔ)罐區(qū)主要由儲(chǔ)罐、防火堤、工藝生產(chǎn)管道和泵組等組成。當(dāng)儲(chǔ)罐的形式確定后，給其配套的消防安全設(shè)施必然成為其安全運(yùn)行尤為重要的防護(hù)手段。儲(chǔ)罐區(qū)的消防設(shè)施主要是由給排水工程來(lái)體現(xiàn)，給排水專業(yè)的消防設(shè)計(jì)直接關(guān)系到儲(chǔ)罐區(qū)的運(yùn)行安全、人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和項(xiàng)目的可實(shí)施性。因此，一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的儲(chǔ)罐區(qū)給排水設(shè)計(jì)是項(xiàng)目建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素之一，在儲(chǔ)罐區(qū)的設(shè)計(jì)

5、中對(duì)應(yīng)的給排水設(shè)計(jì)必須同時(shí)到位。 </p><p><b>　　1．工程概況 </b></p><p>　　天津市某制藥有限公司化學(xué)原料藥物產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目溶媒罐區(qū)儲(chǔ)有：甲類水溶性可燃液體乙醇罐4個(gè)，環(huán)氧氯丙烷罐1個(gè)，乙酸乙酯罐1個(gè)，二氯甲烷3個(gè)，甲類非水溶性可燃液體石油醚罐4個(gè)，甲苯罐4個(gè)，庚烷罐2個(gè)，環(huán)己烷罐1個(gè)，二乙二醇二甲醚罐2個(gè)；儲(chǔ)罐型式均為固定頂罐，除1個(gè)環(huán)己烷

6、罐和1個(gè)乙醇罐單罐容積為15m3,直徑為2.6m，高度為3m以外，其它儲(chǔ)罐單罐容積為50m3,直徑為3.6m,高度為5.7m。 </p><p>　　溶媒罐區(qū)為本廠原料罐區(qū)，本次設(shè)計(jì)罐區(qū)罐體采用火災(zāi)爆炸事故幾率較低的鋼質(zhì)浮頂儲(chǔ)罐，全部為地上立式儲(chǔ)罐。按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）第4.25條規(guī)定，在儲(chǔ)罐組四周設(shè)置不燃燒體防火堤，在事故時(shí)防火堤能使燃燒的流散液體限制在防火堤內(nèi)，給撲救火災(zāi)創(chuàng)造有利

7、條件。因本次設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐容積不是特別大，故防火堤的有效容積按不小于最大儲(chǔ)罐的容積來(lái)定，比規(guī)范中規(guī)定浮頂儲(chǔ)罐防火堤的有效容積不應(yīng)小于其中最大儲(chǔ)罐容量的一半要高，這樣能在經(jīng)濟(jì)和適用的前提小盡量增加安全性。 </p><p>　　2．可燃液體罐區(qū)消防系統(tǒng)方式的確定 </p><p>　　經(jīng)過(guò)查詢相關(guān)手冊(cè)⑴，得出上述各物品的物理化學(xué)性質(zhì)，滅火方式都可采用泡沫、干粉和砂土。因此本工程消防介質(zhì)主要采取泡沫

8、、干粉和砂土，同時(shí)采用循環(huán)水來(lái)冷卻罐壁。泡沫滅火又有很多形式，包含低倍數(shù)、中倍數(shù)和高倍數(shù)泡沫三種，貯罐的噴射形式也分為液上噴射和液下噴射；同時(shí)消防冷卻用水也可以分為移動(dòng)式和固定式二種形式，怎樣選擇選擇合理的消防滅火方式是保證設(shè)計(jì)合理的關(guān)鍵。 </p><p>　　2.1罐壁冷卻系統(tǒng)的選擇 </p><p>　　根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50160-92)第7.3.8條規(guī)定:“

9、罐壁高于17m或儲(chǔ)罐容量大于或等于10000 m3的非保溫儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)?！币虮竟こ虄?chǔ)罐高度最大為5.7 m，且單罐容量最大為50m3，故消防冷卻水可選擇固定式消防冷卻水系統(tǒng)，也可選移動(dòng)式消防冷卻水系統(tǒng)。由于儲(chǔ)罐著火時(shí)，輻射熱高，人工操作強(qiáng)度大，水炮向罐壁射水時(shí)，水被罐壁的反作用力擊離罐壁，呈柱狀下落，冷卻效果不佳;同時(shí)由于該儲(chǔ)罐區(qū)罐的數(shù)目較多，相互之間的遮掩突出，水槍、水炮難以保證著火罐及鄰近罐冷卻用水要求。因此設(shè)計(jì)采

10、用固定式消防冷卻水系統(tǒng)。 </p><p>　　消防冷卻水系統(tǒng)可分為高壓給水系統(tǒng)、臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)和低壓給水系統(tǒng)。因?yàn)楦邏航o水系統(tǒng)雖然安全可靠,但系統(tǒng)組成復(fù)雜、維護(hù)費(fèi)用高、投資大,低壓給水系統(tǒng)消防時(shí)必須借助消防車或機(jī)動(dòng)消防泵對(duì)消防管網(wǎng)進(jìn)行臨時(shí)加壓,該系統(tǒng)安全性差、操作麻煩、勞動(dòng)強(qiáng)度大,而臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)既能在短時(shí)間內(nèi)就能供給系統(tǒng)所需的消防水流量和消防水壓,安全性能較好,同時(shí)該系統(tǒng)投資省、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低,從各

11、方面來(lái)看臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)都比較合適，本次設(shè)計(jì)采用采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。 </p><p>　　2.2泡沫系統(tǒng)的選擇 </p><p>　　低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)適用于加工、貯存和裝卸易燃、可燃液體的危險(xiǎn)場(chǎng)所，特別是對(duì)易燃、可燃液體庫(kù)的貯罐區(qū)火災(zāi)，低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、最有效的一種消防措施⑵。因此，設(shè)計(jì)采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。 </p><p>　　因

12、罐區(qū)貯存有可溶性液體，故設(shè)計(jì)采用抗溶性泡沫滅火劑。泡沫液下噴射不適用于浮頂油罐（其中也包括內(nèi)浮頂罐），因泡沫噴到罐內(nèi)不能迅速地、均勻地蔓延到油罐的密封環(huán)部位⑵。液下噴射抗溶性泡沫也不適用于撲救水溶性易燃、可燃液體，因?yàn)榭谷芘菽ㄟ^(guò)這些液體時(shí)，泡沫易遭到破壞⑵。本罐區(qū)罐體采用的是鋼質(zhì)浮頂儲(chǔ)罐。因此，設(shè)計(jì)采用固定式液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：整個(gè)系統(tǒng)時(shí)刻處于戰(zhàn)備狀態(tài)，滅火時(shí)不需要鋪設(shè)管線和安裝其他設(shè)備，出泡沫快、操作簡(jiǎn)單、節(jié)省人力、勞動(dòng)

13、強(qiáng)度小。 </p><p><b>　　3．消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　儲(chǔ)罐的消防中，消防冷卻水功能主要是吸收輻射熱，并及時(shí)帶走熱量，以保護(hù)著火罐及鄰近罐壁，因此消防冷卻水量的計(jì)算主要與著火罐和相鄰罐的表面積以及罐體的布置形式有關(guān)。消防中的滅火劑在著火中起著主要的作用，滅火劑的用量計(jì)算主要與可燃液體的性格以及滅火設(shè)備的系統(tǒng)的形式有關(guān)。在設(shè)計(jì)中盡量做到安

14、全、經(jīng)濟(jì)、合理的選取以及布置各種消防設(shè)備和管道是很重要的。 </p><p>　　3.1消防冷卻水系統(tǒng) </p><p>　　本工程的罐體布置由防火堤隔離分開(kāi)為六個(gè)相鄰的防火區(qū)，每個(gè)防火堤內(nèi)設(shè)置四個(gè)儲(chǔ)罐，罐區(qū)局部平面見(jiàn)圖1。 </p><p>　　圖1罐區(qū)布置局部平面圖 </p><p>　　按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50160-

15、92)第7.3.7條中第2款規(guī)定當(dāng)鄰近立式罐超過(guò)3個(gè)時(shí)，冷卻水量可按3個(gè)罐的用水量計(jì)算；當(dāng)著火罐為浮頂或浮艙式內(nèi)浮頂罐(浮蓋用易熔材料制作的儲(chǔ)罐除外)時(shí)，其鄰近罐可不考慮冷卻。本罐區(qū)單個(gè)罐體不大，單個(gè)罐體著火時(shí)可然液體可能會(huì)濺到相鄰的防火堤內(nèi)，考慮到安全性在不大幅增加工程量的前提下，選擇著火罐本防火堤和相鄰防火堤內(nèi)的所有罐體作為著火罐冷卻對(duì)象，因此冷卻水罐體數(shù)為8個(gè)，比規(guī)范要求的高。 </p><p>　　3.1

16、.1消防冷卻水量計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）第8.2.4條中第2款規(guī)定： </p><p>　　表8.2.4 甲、乙、丙類液體儲(chǔ)罐冷卻水的供給范圍和供給度 </p><p>　　本設(shè)計(jì)采用固定冷卻水系統(tǒng)，同時(shí)罐體形式是立體罐，按規(guī)范計(jì)算冷卻水流量： </p><p>　　Q=8xq1xDx3

17、.14 </p><p>　　參數(shù)q1取0.50[L(/s·m)] </p><p><b>　　D取3.6m </b></p><p>　　Q=8x0.5x3.6x3.14 </p><p>　　＝45.216L/s </p><p>　　消防冷卻水火災(zāi)持續(xù)時(shí)間為4h，消防冷卻用水量為

18、： </p><p>　　V=Qx3.6x4 </p><p>　?。?5.216x3.6x4 </p><p><b>　?。?51m3 </b></p><p>　　因火災(zāi)時(shí)固定冷卻水系統(tǒng)的環(huán)管和立管容易損壞，故在設(shè)計(jì)時(shí)考慮固定冷卻系統(tǒng)損壞時(shí)的補(bǔ)救措施，一般采用水泡作為冷卻水補(bǔ)救措施，此時(shí)按移動(dòng)式水槍的冷卻水量來(lái)核實(shí)

19、，本工程經(jīng)校核移動(dòng)冷卻水量為41 L/s。 </p><p>　　3.1.2噴水設(shè)施 </p><p>　　消防冷卻水由廠區(qū)室外消防管網(wǎng)接入罐區(qū)消防冷卻水管,設(shè)計(jì)流量采用45L/s。在罐壁最高處設(shè)置一圈環(huán)管，孔口淹沒(méi)出流，來(lái)滿足罐體的消防冷卻需求。 </p><p>　　為了進(jìn)一步提高消防冷卻臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的安全程度,縮短操作時(shí)間,在設(shè)計(jì)臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)時(shí),通

20、過(guò)電氣、儀表設(shè)計(jì),在消防冷卻水泵房和罐區(qū)中央控制室均設(shè)置控制按鈕,在兩處均能開(kāi)啟和關(guān)閉消防冷卻水泵及出水電動(dòng)閥門(mén),使該系統(tǒng)更加安全可靠,靈活方便。同時(shí)在每個(gè)儲(chǔ)罐的冷卻水進(jìn)水管上設(shè)置溫控閥門(mén)，當(dāng)儲(chǔ)罐壁溫度達(dá)到罐內(nèi)液體燃點(diǎn)時(shí)開(kāi)啟，著火罐所在防火分區(qū)及與著火罐相鄰最近的防火分區(qū)的閥門(mén)應(yīng)開(kāi)啟噴水冷卻。 </p><p>　　3.2泡沫滅火系統(tǒng) </p><p>　　可燃液體貯罐消防主要靠泡沫消防設(shè)

21、施來(lái)完，它的作用是利用空氣泡沫漂浮在可燃液體的表面,切斷可燃液體與空氣的接觸,從而達(dá)到滅火的目的,而消防冷卻水則起輔助的冷卻作用?？諝馀菽老到y(tǒng)分為固定式、半固定式和移動(dòng)式。 </p><p>　　固定式系統(tǒng)安全可靠、操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低。對(duì)大中型可燃液體貯罐區(qū)來(lái)講消防要求應(yīng)該高一些,因此本設(shè)計(jì)采用固定式空氣泡沫消防系統(tǒng)。 </p><p>　　3.2.1泡沫液的計(jì)算 </p>

22、;<p>　　根據(jù)《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》GB50151-92（2000年版）中第3.2.1條第二款以及3.1.4條規(guī)定。 </p><p>　　泡沫混合液供給強(qiáng)度和連續(xù)供給時(shí)間 表3．2．1－2 </p><p>　　泡沫滅火系統(tǒng)撲救儲(chǔ)罐區(qū)一次火災(zāi)的泡沫混合液設(shè)計(jì)用量，應(yīng)按罐內(nèi)用量、該罐輔助泡沫槍用量、管道剩余量三者之和最大的儲(chǔ)罐確定。 </p><

23、;p>　　M1 =V1+V2+V3 </p><p>　　=A1 ·R1 ·T1 ＋n·Qf·t + V3 </p><p>　?。ň唧w計(jì)算過(guò)程略） </p><p>　　經(jīng)計(jì)算本工程罐區(qū)泡沫液總用量為85400L，泡沫液總流量為88L/s。 </p><p>　　3.2.2泡沫滅火設(shè)施 <

24、/p><p>　　罐區(qū)泡沫滅火所需抗溶性水成膜泡沫液(6%)泡沫液量為5.124t，每個(gè)罐上設(shè)置空氣泡沫產(chǎn)生器 PC4一個(gè),共需 PC4空氣泡沫產(chǎn)生器24套，采用壓力式空氣泡沫比例混合裝置（PHYM120/55）一套,流量2~120L/s，儲(chǔ)液量5.5m3。 </p><p><b>　　4.其他安全措施 </b></p><p>　　4.1輔助消

25、防措施 </p><p>　　罐區(qū)周邊按B類嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)配置滅火器，共配置型號(hào)MP9滅火器24具。在防火堤外的泡沫液輸送環(huán)管上設(shè)置2臺(tái)泡沫-水兩用炮PLM40,以及四個(gè)室外地下式泡沫消火栓(SS100/65-1.6),每個(gè)室外泡沫消火栓箱配置一個(gè)PQD4型泡沫槍和一個(gè)長(zhǎng)25m的麻質(zhì)水帶，箱內(nèi)設(shè)防暴按鈕啟動(dòng)泵房?jī)?nèi)的噴淋加壓泵。在每個(gè)防火堤區(qū)域外每邊設(shè)置一個(gè)消防砂箱，共設(shè)置12個(gè)消防砂箱。 </p>&l

26、t;p>　　4.2事故調(diào)節(jié)措施 </p><p>　　本罐區(qū)在防火堤外設(shè)置有獨(dú)立的事故調(diào)節(jié)池和配套的獨(dú)立收集管道，發(fā)生泄漏等事故時(shí)，可燃液體可以通過(guò)管道排入事故池，以減少事故時(shí)可燃液體產(chǎn)生的危害，事故池設(shè)置有效容積為60m3，能容納最大罐體泄露的可燃液體量。 </p><p>　　本工程在廠區(qū)設(shè)有動(dòng)力車間，車間內(nèi)設(shè)有對(duì)應(yīng)的消防泵和消防水池，在廠區(qū)也設(shè)置有獨(dú)立的消防管網(wǎng)以保證罐區(qū)的消防

27、用水。 </p><p>　　結(jié)語(yǔ)：該工程已通過(guò)消防部門(mén)驗(yàn)收，各系統(tǒng)運(yùn)行正常。罐區(qū)設(shè)置消防冷卻水系統(tǒng)、低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)、消火栓給水系統(tǒng)、干砂、滅火器等設(shè)施，對(duì)罐區(qū)實(shí)行多層保護(hù)，體現(xiàn)了“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針。罐區(qū)給排水工程在整個(gè)項(xiàng)目中，所占投資比重較小，但作用不可低估；他能防患于未然，為安全生產(chǎn)又增添了一道保護(hù)鎖，保障了人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。罐區(qū)安全最重要的是生產(chǎn)和使用單位建立規(guī)范