甲醇儲(chǔ)罐區(qū)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　甲醇儲(chǔ)罐區(qū)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　近幾年來(lái)，石化企業(yè)因可燃液體泄露或操作不當(dāng)?shù)仍蛞鸬陌踩鹿试絹?lái)越多?；馂?zāi)頻繁發(fā)生給人民生命及財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重影響。本文通過(guò)擬建案例，對(duì)石油化工企業(yè)甲乙類儲(chǔ)罐區(qū)消防系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及計(jì)算。并簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。 </p><p&

2、gt;　　關(guān)鍵詞固定式冷卻水系統(tǒng) 固定式泡沫滅火系統(tǒng) 水泵選型 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　近幾年來(lái)，石油化工企業(yè)安全事故頻發(fā)。儲(chǔ)罐作為原材料及成品儲(chǔ)存地在石油化工企業(yè)生產(chǎn)生活中扮演了極其重要的角色。而此處一旦發(fā)生火災(zāi)，將造成嚴(yán)重后果。甲乙類可燃液

3、體泄露更是對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此如何及時(shí)撲滅火災(zāi)，保護(hù)人民生命及財(cái)產(chǎn)安全，一直受到人們的重視。 </p><p><b>　　2、工程概況 </b></p><p>　　某項(xiàng)目建有儲(chǔ)罐區(qū)一座，設(shè)置有立式固定頊儲(chǔ)罐12座。其中甲醇儲(chǔ)罐(VlOla-d V102a-d)8座，汽油儲(chǔ)罐4座(V103a-d)。 </p><p><b>

4、;　　儲(chǔ)罐區(qū)平面示意圖 </b></p><p>　　Vl0la-d為立式固定頂儲(chǔ)罐。D=30000mm，H=16500mm，V=11658m3；儲(chǔ)存物質(zhì)為甲醇。 </p><p>　　V102a-d為立式固定頂儲(chǔ)罐。D=2l000mm，H=16500mm，V=5712m3；儲(chǔ)存物質(zhì)為甲醇。 </p><p>　　V103a-d為立式固定頂儲(chǔ)罐。D=2l

5、000mm，H=16500mm．V=5712rri3；儲(chǔ)存物質(zhì)為汽油。 </p><p><b>　　3、系統(tǒng)設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)選擇 </b></p><p>　　根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008) 8.4.5條的規(guī)定，罐壁高于17m儲(chǔ)罐、容積等于或大于1000

6、0m3儲(chǔ)罐、容積等于或大于2000m3低壓儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)。因V10la-d容積大于10000 m3，故應(yīng)采用固定式消防冷卻水系統(tǒng)。 </p><p>　　又根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008) 8.7.2.1條的規(guī)定，單罐容積等于或大于500 m3的水溶性可燃液體儲(chǔ)罐應(yīng)采用固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。甲醇為水溶性甲類可燃液體，且Vl0la-d及V102a-d.容積均大于50

7、m3，故應(yīng)采用固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。泡沫類型應(yīng)為抗溶性泡沫。 </p><p>　　3.2冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008) 8.4.4.條的規(guī)定，當(dāng)著火罐為立式儲(chǔ)罐時(shí)，距著火罐罐壁1.5倍著火罐直徑范圍內(nèi)的相鄰罐應(yīng)進(jìn)行冷卻。當(dāng)鄰近立式儲(chǔ)罐超過(guò)3個(gè)時(shí)，冷卻水量可按3個(gè)罐的消防用水量計(jì)算。 </p>

8、<p>　　以甲醇儲(chǔ)罐VlOla為著火罐，V10lb-c為相鄰儲(chǔ)罐計(jì)算，消防冷卻水量為最大。 </p><p>　　根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008)表8.4.5的規(guī)定，固定式冷卻系統(tǒng)著火罐為固定頂儲(chǔ)罐，供水范圍為罐壁表面積，供水強(qiáng)度2.5L/min.m2，鄰近罐供水范圍為罐壁表面積1/2，供水強(qiáng)度2.5 L/min.m2。計(jì)算V10la表面積為1554.3 m2，需要消防冷卻

9、水量為3885.75 L/min，鄰近罐共需消防冷卻水量為5828.625 L/min。一共需要消防冷卻水量為9714.375 L/min (162L/S)?；馂?zāi)延續(xù)時(shí)間為4小時(shí)。共需冷卻水量為2331.36m3。 </p><p>　　采用水幕噴頭對(duì)罐壁進(jìn)行冷卻。設(shè)噴頭霧化角為120度，噴頭最小工作壓力為0. 2mpa，噴頭距罐壁間距為700mm。圍繞罐壁每100設(shè)置一個(gè)，共設(shè)置噴頭36只。Vl0la噴頭布置

10、</p><p><b>　　見(jiàn)下圖。 </b></p><p>　　噴頭流量系數(shù)按公式計(jì)算。 </p><p>　　K=Q÷（l0P）^0.5 </p><p><b>　　其中K為流量系數(shù) </b></p><p>　　Q為流量，單位L/min </p&g

11、t;<p>　　P為工作壓力，單位mpa </p><p>　　計(jì)算得出單個(gè)噴頭流量系數(shù)K值不得小于76.3。 </p><p>　　同理，可得Vl02a-d及V103a-d水幕噴頭參數(shù)及布置位置。 </p><p>　　水慕噴頭數(shù)量考慮備用，取全部噴頭數(shù)量的10%為備用噴頭，以便維修更換。 </p><p>　　3.3泡沫系統(tǒng)

12、設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算 </p><p>　　甲醇是一種有機(jī)化合物，閃點(diǎn)為1 1。C，爆炸下限為5.5%，溶于水，易揮發(fā)，蒸汽與空氣混合形成爆炸性混合物。遇明火、高熱易發(fā)生爆炸。為水溶性甲類液體。汽油主要成分為脂肪烴和環(huán)烷烴。閃點(diǎn)為-45。C，爆炸下限為1.3%，不溶于水，易揮發(fā)，遇明火、高熱易發(fā)生爆炸。為不溶于水的甲類液體。 </p><p>　　根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5015120

13、10)第3.2.3條規(guī)定，對(duì)水溶性甲、乙、丙類液體和含氧添加劑含量體積比超過(guò)10%的無(wú)鉛汽油，以及用一套泡沫滅火系統(tǒng)同時(shí)保護(hù)水溶性和烴類液體的，必須選用抗溶性泡沫液。本項(xiàng)目采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)，采用液上噴射式，泡沫類型為抗溶性泡沫。 </p><p>　　以甲醇儲(chǔ)罐Vl0la為著火罐計(jì)算泡沫用量。根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB50151-2010)表5.2.2-3規(guī)定，對(duì)于甲醇固定頂儲(chǔ)罐，泡沫供給強(qiáng)度為1

14、2 L／min.m2，連續(xù)供給時(shí)間為25min。甲醇儲(chǔ)罐Vl0la保護(hù)面積為706.5 m 2，計(jì)算得出泡沫供給強(qiáng)度為8478L/min，共需泡沫混合液量為211.95m3．選用混合比例為96%的撓溶性氟蛋白泡沫，則泡沫液量為8.5 m 3。 </p><p>　　根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50151-2010)表5.2.3規(guī)定，直徑大于30m的儲(chǔ)罐，設(shè)置的泡沫產(chǎn)生器數(shù)量不應(yīng)小于3個(gè)。V10la設(shè)置泡沫產(chǎn)

15、生器6個(gè)，每個(gè)泡沫產(chǎn)生器流量不小于1413 L/min。選用型號(hào)為PC24的泡沫產(chǎn)生器，發(fā)泡倍數(shù)大于等于6，額定工作壓力0.5mpa，根據(jù)公式K=Q÷（l0P）^0.5進(jìn)行K值計(jì)算，得出K值不得小于631.9。 </p><p>　　同理，可得V102a-d及V103a-d固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)。 </p><p>　　3.4消防泡沫栓及滅火器 </p>

16、<p>　　由于采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)，故應(yīng)在其防火堤外設(shè)置用于撲救液體流散火災(zāi)的輔助泡沫槍。根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50151-2010)表5.1.2的規(guī)定。每支輔助泡沫槍的泡沫混合液流量不應(yīng)小于240L/min。本項(xiàng)目配備泡沫槍數(shù)2只，泡沫槍連續(xù)供給時(shí)間20min。所需泡沫混合液流量為480 L/min。泡沫混合液量為9.6m3，選用混合比例為96%的抗溶性泡沫，則泡沫液量為0.384m3。 </p>

17、<p>　　罐區(qū)防火堤內(nèi)設(shè)置手提式干粉滅火器，型號(hào)為MF/ABC8，增設(shè)推車式干粉滅火器，型號(hào)為MFT/ABC20。手提式干粉滅火器設(shè)景在滅火器箱內(nèi)。 </p><p>　　3.5消防泵房設(shè)備及消防泵選型 </p><p>　　消防系統(tǒng)按罐區(qū)考慮，采用穩(wěn)高壓消防水系統(tǒng)，消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)置消防水泵，消防穩(wěn)壓泵，消防泡沫泵，平衡式泡沫比例混合裝置等。其中，消防水泵、消防穩(wěn)壓泵及消防

18、泡沫泵需要備用泵。 </p><p>　　3.5.1消防水泵水量及水壓 </p><p>　　通過(guò)公式K=Q÷（l0P）^0.5，由最不利點(diǎn)噴頭所需要的水壓計(jì)算出噴頭水量，再由公式i=105Ch-1.85dj-487qg1.85計(jì)算沿程水頭損失。(其中，i為管道單位長(zhǎng)度水頭損失(kPa/m)．dj為管道計(jì)算內(nèi)徑（m），qg為給水設(shè)計(jì)流量(m3/s)，Ch為海澄．威廉系數(shù)。）由最不

19、利點(diǎn)噴頭以此推算出所有噴頭工作水壓及流量。從而得出冷卻著火罐所需要的水量。進(jìn)而計(jì)算出實(shí)際消防工況下消防冷卻水水量。 </p><p>　　水泵揚(yáng)程h為最不利點(diǎn)噴頭所需要的水壓、水頭損失及水泵出水口到最不利點(diǎn)高差之和。其中水頭損失為沿程水頭損失及局部水頭損失之和。局部損失可用沿程水頭損失的0.2倍進(jìn)行估算。 </p><p>　　3.5.2消防泡沫泵及平衡式泡沫比例混合裝置 </p&g

20、t;<p>　　最不利點(diǎn)泡沫產(chǎn)生器工作壓力0.5mpa，已知K值，。通過(guò)公式K=Q÷（l0P）^0.5計(jì)算流量Q。再通過(guò)公式i=105Ch-1.85dj-487qg1.85計(jì)算沿程水頭擐失。進(jìn)而計(jì)算出實(shí)際消防工況下泡沫混合液用量。 </p><p>　　水泵揚(yáng)程h為最不利點(diǎn)噴頭所需要的水壓、水頭損失。水泵出水口到最不利點(diǎn)高差及泡沫混合液經(jīng)過(guò)消防設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的水頭損失之和。其中水頭損失計(jì)算同消

21、防水泵。 </p><p>　　計(jì)算完畢后需要校核平衡式泡沫比例混合裝置在消防泡沫泵揚(yáng)程確定下能提供的泡沫混合液流量，若單臺(tái)設(shè)備流量不能滿足時(shí)，可采用多臺(tái)設(shè)備并聯(lián)的模式，使泡沫混合液流量滿足消防需求。 </p><p>　　對(duì)于某些管段，壓力增高引起水量增大，需要設(shè)置減壓孔板或減壓閥減少水壓，應(yīng)將水量控制在合理的范圍內(nèi)，以達(dá)到更好的滅火效果。 </p><p>　　

22、泡沫罐容積需以撲救最大儲(chǔ)罐的泡沫量、輔助泡沫槍泡沫量及管線殘留泡沫量之和確定。 </p><p>　　3.6其他應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　3.6.1泡沫緩沖裝置 </p><p>　　由于甲醇為可溶性液體，直接由泡沫發(fā)生器產(chǎn)生的泡沫未經(jīng)過(guò)充分的膨脹，易溶解于可燃液體中。故應(yīng)設(shè)置泡沫緩沖裝置，使泡沫和燃燒液體充分接觸，以保證滅火效果。 </p>

23、<p>　　3.6.2分區(qū)冷卻 </p><p>　　考慮到發(fā)生火災(zāi)時(shí)，部分鄰近罐因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)，受熱輻射部分較小，半冷卻不僅效果不理想，還會(huì)造成浪費(fèi)，故將消防冷卻水管道及水幕噴頭分為四個(gè)部分，可根據(jù)火災(zāi)發(fā)展的各個(gè)階段，靈活進(jìn)行分區(qū)冷卻。 </p><p><b>　　3.6.3其他 </b></p><p>　　由于泡沫管道長(zhǎng)期處于

24、空置狀態(tài)，管道內(nèi)存有大量的氣體，故應(yīng)在立管頂部設(shè)置自動(dòng)排氣裝置。且因大量氣體的存在，需要注意管道的防腐，應(yīng)在立管前設(shè)置過(guò)濾裝置，以防止鐵銹剝落破壞泡沫發(fā)生器，并在立管底部設(shè)置盲板法蘭等裝置，定期除銹。保證消防順利進(jìn)行。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　l、石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160-2008 </p>&