1、某20000m3汽油儲罐區消防安全設計摘 要本設計在分析論證油庫地理位置的基礎上，根據規范要求確定了油庫選址的正確性。完成了汽油儲罐的選型和相應的平面布置，對罐區防火堤和消防道路進行設計。在此基礎上，重點完成了油罐區泡沫滅火系統設計和油罐區噴淋冷卻系統設計。主要確定了泡沫滅火系統的形式及組成，系統管線的管徑、泡沫儲罐的容量、泡沫噴頭的數量、消防水量及水泵規格等。針對噴淋冷卻系統確定了消防用水量、消防水池的大小、噴頭數量、冷卻管網的布置和管徑大小、冷卻用消防泵的規格等。關鍵詞：消防安全 儲罐區 泡沫滅火 噴淋冷卻design of fire protection on a 20000m3 gas

2、oline storage tanks area abstractthe geographical position of the oil house was analyzed and the correction of the oil house site selection was confirmed. the types of gasoline storage tanks were selected and the corresponding layout of the tanks area was finished. the fire dike and the fire road we

3、re designed. the foam fire extinguishing system and the spray cooling system of the gasoline storage tanks area were designed. the system form and components of the foam fire extinguishing system were selected. the diameter of pipeline, the foam tank capacity, the number of foam sprinklers, fire wat

4、er and the pump were calculated.key words: fire safety; tanks area; foam fire extinguishing; spray cooling目 錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 儲罐區消防安全設計的必要性11.2 油庫消防安全的國內外發展概況11.2.1 國外油庫消防安全的發展概況11.2.2 國內油庫消防安全的發展概況21.3 汽油可能引起的事故31.4 儲罐區風險因素分析31.5 儲罐區消防安全設計的研究內容41.6 設計依據4第2章 油庫選址52.1 油庫的等級52.2 油庫地理位置52.2.1 油庫

5、選址的相關規定52.2.2 油庫地理位置62.3 油庫與道路的安全距離6第3章 儲罐區的設計布置73.1 油罐設計73.1.1 汽油的特點、性質和儲存要求73.1.2 油罐選型73.1.3 油罐布置83.2 防火堤設計93.2.1 防火堤的功能93.2.2 防火堤選型構造93.2.3 防火堤平面布置103.2.4 防火堤高度計算113.2.5 防火堤剖面圖123.3 消防道路設計13第4章 油庫總平面布置144.1 一般要求144.2 油庫各分區布置144.2.1 分區劃分144.2.2 防火間距的相關規定154.2.3 防火間距確定154.3油庫的平面布置圖16第5章 油罐區泡沫滅火系統設計

6、175.1 泡沫滅火系統形式選擇175.1.1 泡沫滅火系統形式175.1.2 泡沫滅火系統設施的設置方式175.2 泡沫滅火系統設計內容175.2.1 沫滅火系統設計基本參數175.2.2 最大一個油罐用泡沫液的貯備量計算185.2.3 儲罐所需泡沫混合液在管道內流量195.3 中倍數泡沫產生器195.3.1 泡沫產生器的設置方式195.3.2 中倍數泡沫產生器個數確定205.4 泡沫槍205.4.1 泡沫槍所需混合液的流量205.4.2 撲救流散火災所需泡沫混合液體積215.4.3 泡沫栓215.5 泡沫混合液的總流量215.5 泡沫管道225.5.1 確定泡沫混合液在管道內流速225.5

7、.2 泡沫干線管225.5.3 泡沫支線管235.6 泡沫儲罐235.7 泡沫比例混合器245.7.1 安裝方式和工作原理245.7.2 環泵式泡沫比例混合器的選型255.8 泡沫泵255.8.1 確定泡沫泵的揚程265.8.2 確定泵的流量275.8.3 泵的型號的選擇275.9. 泡沫系統用水貯備量計算28第6章 油罐區噴淋冷卻系統設計296.1 消防冷卻系統形式296.2 消防冷卻水量296.2.1 消防冷卻用水的時間306.2.2 固定式冷卻水量306.2.3 移動式冷卻水量316.3 冷卻水管道326.3.1 基本參數的確定326.3.2 消防冷卻水干線管326.3.3 消防冷卻水支

8、線管336.4 確定冷卻水泵規格336.4.1 確定冷卻水泵的揚程336.4.2 確定冷卻水泵的流量345.8.3 泵的型號的選擇356.5 消防水池356.5.1 相關規定356.5.2 消防水池大小356.5.3 消防水池平面圖36第7章 小結37參考文獻38附錄39附表1 dn管道直徑表39附表2 is系列常用水泵規格、型號、參數一覽表39南京工業大學本科生畢業設計（論文）第1章 緒論1.1 儲罐區消防安全設計的必要性據統計,在油庫事故中,火災爆炸事故占事故總數的42.4%以上。而在油庫著火爆炸事故中,油罐著火爆炸事故數占總爆炸事故數的25.6%1。目前我國油庫的重大事故基本上都在20世

9、紀80年代后發生，這與我國的儲油設施規模越建越大有關2。對于管理有素的現代石化企業來講,盡管油罐火災爆炸事故的發生幾率很低,甚至可以說是百年不遇。然而,此類事故一旦發生,處理起來較為麻煩。稍有不慎,便會使企業遭受重大損失,甚至可能會給企業帶來滅頂之災1。因此，在建設油庫時，也應考慮配套的安全措施，研究應采取的安全手段，一旦發生事故時應采取的撲救方法，防止事故的擴大，防止造成重大傷亡事故。近幾年來隨著我國經濟的發展，人們生活水平的提高，人民的安全意識也越來越高。一旦儲罐區發生火災或爆炸，造成的經濟損失將是災難性的。所以對油庫罐區的消防安全設計極其必要3。1.2 油庫消防安全的國內外發展概況1.2

10、.1 國外油庫消防安全的發展概況油庫是收發和儲存原油、汽油、煤油、柴油、噴氣燃料、溶劑油、潤滑油和重油等整裝、散裝油品的獨立或企業附屬的倉庫或設施4。確保安全是油庫最關鍵的工作。由于國外的油庫消防安全發展較早，尤其是美國、日本等發到國家，油庫消防安全技術早已成熟。受占地材料的影響，其消防安全設施已經偏向高效、占地小等方向發展。例如，我國現行的規范規定,閃點超過120的液體，且儲罐容量大于1000m3時，其儲罐之間間距一定要大于或等于5m5。而國外發達國家對土地的概念比較強，制度規范和項目設計也偏向也省土地、節省資源，如美國在同類情況下，其儲罐之間間距標準為2.0m，日本和東南亞則為1.5m；消

11、防水池由于占地面積大，在國外也不允許采用，一般用儲水罐代替6。國外關于油庫消防安全的法規起草的也比較早，例如，在自動噴水滅火系統方面，世界上最早的自動噴水滅火系統的規范是1885年由英格蘭曼徹斯特的約翰沃曼德起草的，聯合火災保險公司的沃曼德看到了建立噴水滅火系統規范的需要，于1888年被倫敦的防火協會(foc)采用，至1892年，由防火協會起草的第一部規范正式出版了。為了適應新的發展，這一規范反復進行修訂，1979年擴充形成英國標準bs5306。在北美，自動噴水滅火系統規范的建立也比較早，早在19世紀末，1895年和1896年，來自20個北美保險公司的代表召開了一系列會議，起草了北美共同的自動

12、噴水滅火系統規范7。1.2.2 國內油庫消防安全的發展概況自20世紀80年代，我國油庫的消防達到了一定的水平。中國石化銷售公司自19661986年調查了10個省(自治區)、3個直轄市和3個直屬分公司共16個單位所屬的13級油庫共2292個油罐的消防情況消防設施完好率為8o%95%，實有消防人員為應配備的8o%94%。消防組織和機構健全的單位占92%95%。在10個省屬單位中達到訓練要求的單位占56%，3個直轄市屬單位和3個直屬分公司達到訓練要求的單位占95%。與地方消部門密切聯系的單位占80%8。可以說我國油庫消防系統從無到有，已發展到一個具有較完整的預防為主的消防體系。消防裝備從初期的天然水

13、和沙子，到從前蘇聯引進的化學泡沫、煙霧滅火系統，到90年代的引進安裝日本干燥化學公司和香港集寶公司油庫消防自動化系統，該系統包括火災報警系統、工業電視監視系統、泡沫自動滅火系統、自動噴淋冷卻系統、控制系統、動力系統等六個支系統，使油庫的消防安全管理水平達到一個比較先進的新水平9。這些設施對保障油庫的安全、防止意外事故的發生起到了一定的作用，但也存在著一些缺憾:一是消防設施的可靠性差，火災情況下操作困難，撲救率不高，而且撲救率取決于泡沫、水源、泵、閥、人員、報警、組織等綜合因素，如黃島油庫火災就是典型一例，黃島油庫5油罐于1989年8月20日遭雷擊發生火災，其油罐上所設置的固定泡沫滅火系統和冷卻

14、水系統未發揮作用，致使損失慘重，共犧牲20多人，受傷28人，燒毀車輛數十臺，燒掉漏掉原油近4萬噸，燒毀5個油罐及全部輔助設備10；還有南京煉抽廠310油罐于1993年10月21日發生火災，其(半)固定泡沫滅火系統也失效11。二是系統的管理、維護、保養工作量大，費用高。三是油庫消防系統投資大，效益差。根據中國石化銷售公司對其屬下的16個單位的2292個油罐自1966年1986年的消防情況的調查，共發生火警、火災5次，其中2次火災還是發生于沒有消防設施的覆土油罐，可見其消防設施的實際效益很低，幾近為零8。所以我國油庫消防安全的發展道路任重而道遠。1.3 汽油可能引起的事故長期以來，汽油都是人們使用

15、的最主要燃料之一，屬于易燃易爆物質，如果在工業生產或存儲中因為管理不當或設備故障可能造成火災爆炸事故。火災爆炸事故類型包括油池火災、噴射火災、沸騰液體擴展蒸汽爆炸和未封閉蒸汽云爆炸4種12。沸騰液體擴展蒸汽爆炸事故是當儲罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，使儲罐內物質的壓力平衡被破壞,造成介質急劇汽化，并隨即被火焰點燃時發生沸騰液體擴展蒸汽爆炸。未封閉蒸汽云爆炸是指泄漏出來的介質與空氣形成的混合氣體中可燃物質的濃度在爆炸極限范圍內，并遇到延遲點火的情況下所導致蒸汽云爆炸13。汽油的沸點在30205，常溫下是液態，不能在空氣中形成蒸汽云，發生蒸汽云爆炸和沸騰液體擴展蒸汽爆炸事故的可能性極小14。1.4

16、 儲罐區風險因素分析（1）基礎問題不均勻沉降將使儲罐傾斜，導致平底儲罐底板開裂、連接管道斷裂，引起成品油泄漏。（2）安全附件油罐的液位報警系統失靈時，易引起成品油泄漏。成品油外輸時，可能由于儲罐的液位儀表失靈或操作失誤的情況下，造成儲罐抽空發生危險。（3）呼吸閥、阻火器失效若油罐的呼吸閥、阻火器被堵塞，或進出油量過大而超過呼吸閥的能力時，引起油罐內外壓力不平衡，造成脹罐或癟罐事故。 （4）安裝隱患若儲罐安裝、施工過程中存在許多未被發現的裝配、焊接缺陷，留下安全隱患，而使用過程中又疏于檢查和管理，易造成安全事故。 （5）腐蝕作用儲罐的罐體特別是罐體底板，由于受到介質沉淀物及土壤的腐蝕，加上檢驗檢

17、測困難及底板處介質泄漏后不能及時發現，使之成為安全的薄弱環節，容易導致安全事故。 （6）檢修事故檢修時，儲罐清理不凈或成品油揮發出的可燃氣體未完全置換，若此時人員進入罐內作業則有可能引起火災、爆炸、人員中毒窒息事故發生。1.5 儲罐區消防安全設計的研究內容本設計擬從兩個個方面研究儲罐消防安全設計（1）儲罐區的設計布置根據汽油的特點、性質、儲存要求等對油罐設計，確定油罐的型式、容量、數量以及相應的平面布置。然后對罐區防火堤和消防道路進行設計。（2）儲罐區的消防設計儲罐區的消防設計包括油罐區泡沫滅火系統設計和油罐區噴淋冷卻系統設計。消防系統的見圖1-1。圖1-1 消防系統流程圖針對所設計的油罐區，

18、完成油罐區泡沫滅火系統設計和油罐區噴淋冷卻系統設計。確定泡沫滅火系統的形式及組成，以此為基礎進行水力計算，確定管線的管徑、泡沫儲罐大小、泡沫噴頭的數量、消防水量及水泵規格等。然后在水力計算的基礎上，確定消防用水量、消防水池的大小、噴頭數量、冷卻管網的布置和管徑大小、冷卻用消防泵的規格等。1.6 設計依據 （1）石油化工企業設計防火規范gb50160-2008（2）石油庫設計規范gb50074-2002（3）建筑設計防火規范gb50016-2006（4）低倍數泡沫滅火系統設計規范gb50151-92（5）高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb50196-93（6）儲罐區防火堤設計規范gb5035

19、1-2005（7）管道元件 dn(公稱尺寸)的定義和選用gb/t1047-200543第2章 油庫選址庫址的選擇是油庫建設中至關重要的工作，不僅直接影響到油庫建設者的基本投資和總平面分區布置，而且對投產后油庫的管理使用、改建、擴建和安全經營都將產生長遠的影響。因此，庫址選擇在滿足油庫的業務和所承擔任務的前提下，必須綜合考慮區域的地理環境、水電供應、交通運輸等因素，嚴格執行有關安全防火和環境保護規定，才能確定最佳庫址。2.1 油庫的等級根據石油庫設計規范gb50074-2002第3.0.1條規定，石油庫的等級劃分，應符合表2-1的規定。表2-1 石油庫的等級劃分等 級石油庫總容量tv（m3）一

20、級100000tv二 級30000tv100000三 級10000tv30000四 級1000tv10000五 級tv1000表中總容量系指油罐容量和桶裝油品設計存放量之總和，不包括零位罐和放空罐的容量。當石油庫儲存液化石油氣時，液化石油氣罐的容量應計入石油庫的總容量。本設計中汽油庫的總容量tv為20000m3，通過查表2-1可知，滿足10000tv30000，所以20000m3汽油庫為三級油庫。2.2 油庫地理位置2.2.1 油庫選址的相關規定三級石油庫的庫址，不得選在地震基本烈度為9度及以上的地區。石油庫的庫址應具備良好的地質條件，不得選擇在有土崩、斷層、滑坡、沼澤、流沙及泥石流的地區和地

21、下礦藏開采后有可能塌陷的地區。當庫址選定在靠近江河、湖泊等地段時，庫區場地的最低設計標高，應高于計算洪水位0.5m及以上，三級石油庫計算洪水位采用洪水重現期為50年的防洪水標準。油庫宜位于鄰近城鎮或居民區全年最小頻率風向的上風側。2.2.2 油庫地理位置油庫所在城市地處長江中游，該地區地震烈度為8度，土層地質以沙土層為主，全年主導風向是東南風，油庫位于該市西北臨江地區。通過對相關規定進行分析，油庫地理位置符合要求。2.3 油庫與道路的安全距離根據石油庫設計規范gb50074-2002第4.0.7條和5.0.3條規定，三級油庫與公路的安全距離不小于15m，三級油庫與國家鐵路線的安全距離不小于50

22、m，三級油庫與裝卸碼頭的安全距離不小于37.5m。因此，油庫南面距其100m處是油品裝卸碼頭，西面距油庫180m處有一鐵路線通過，東北面距油庫45m處是一條國道，安全距離符合要求。第3章 儲罐區的設計布置儲罐區的設計布置根據汽油的特點、性質、儲存要求等對油罐設計，確定油罐的型式、容量、數量以及相應的平面布置，然后對罐區防火堤和消防道路進行設計，對油庫進行總平面布置。3.1 油罐設計3.1.1 汽油的特點、性質和儲存要求汽油是油品的一大類，碳原子數約412的復雜烴類混合物，易燃,為色至淡黃色的易流動液體。汽油的閃點為50度，初餾點范圍在30至205，空氣中含量為74g123g/m3時遇火爆炸。與

23、汽油存儲要求有關的規定，石油化工企業設計防火規范gb50160-2008第3.0.2條和6.2.2條的規定，汽油屬于甲b類液體，存儲汽油選用金屬浮艙式的內浮頂罐，石油庫設計規范gb50074-2002第6.0.2條規定，儲存甲類和乙a類油品的地上立式油罐，應選用浮頂油罐或內浮頂油罐，浮頂油罐應采用二次密封裝置。3.1.2 油罐選型根據汽油的存儲要求和設計需要，汽油油罐選用二次密封裝置的內浮頂油罐。內浮頂儲罐是在拱頂儲罐內部增設浮頂而成，罐內增設浮頂可減少介質的揮發損耗，外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進入罐內，保證罐內介質清潔。這種儲罐主要用于儲存輕質油，例如汽油、航空煤油等。內浮頂儲罐

24、采用直線式罐壁，壁板對接焊制，拱頂按拱頂儲罐的要求制作。目前國內的內浮頂有兩種結構：一種是與浮頂儲罐相同的鋼制浮頂；另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。鋼制浮頂的材質為非易熔材料，而鋁合金浮頂的材質屬于易熔材料。根據法規，如將內浮頂儲油罐浮盤由易熔材料改為非易熔材料，例如鋼制材料，這樣儲罐可以按照浮頂油罐考慮平面布置和消防設置，具有以下幾方面的優勢：（1）減小占地，油罐之間的防火距離可由0.6d（罐直徑）變為0.4d，單罐容積越大越有利。（2）儲罐安全性提高，危險性減小，著火后滅火容易。（3）由于內浮頂儲罐危險性小，消防設置可以降低。（4）消防冷卻水供給范圍、供給強度和連續供給時間降低（5）泡沫滅火

25、系統：著火罐的保護面積減小，由其橫截面積變為罐壁與泡沫堰板之間的環形面積。泡沫混合液的連續供給時間降低。油罐上每個空氣泡沫產生器出防火堤管線數量減少。（6）消防設施及其配套設施相應減少或減小15。所以汽油儲罐的浮盤為鋼制單盤。本設計的汽油儲罐區容量為20000m3，根據任務需要和受占地面積影響，選用二個有效容積為4000m3和二個有效容積為6000m3內浮頂油罐。儲罐主要參數見表3-1。表3-1 儲罐主要參數有效容積/m340006000油罐直徑/mm1600019600油罐高度/mm2000020000罐壁與泡沫堰板距離/mm80010003.1.3 油罐布置油庫以儲存汽油為主，面積約100

26、00m2。，為了減少占地面積，合理利用土地資源，油罐采用雙排布置。根據石油庫設計規范gb50074-2002第6.0.5條規定，存儲甲b類液體的浮頂油罐、內浮頂油罐油罐之間的防火距離為0.4d。所以汽油油罐間距為8m，油罐的平面布置如圖3-1。圖3-1 油罐平面布置3.2 防火堤設計隨著石油化工事業的發展，大型化工液體原料儲運庫，化工生產裝置的液體原料、中間體和成品，都需要數量較多的儲罐區。根據有關規范需要設置防火堤，亦稱防油堤、防液堤。3.2.1 防火堤的功能（1）當儲罐一旦破裂或失火，為使儲罐內的物料不致漫延到其它范圍，減少損失，并及時處理。（2）正常生產時，由于儲罐內的介質一般屬于有污染

27、的液體，操作過程中管道閥門又有滴漏，設置防火堤便于進行污水處理16。3.2.2 防火堤選型構造（1）防火堤選型防火堤的主要類型包括土筑防火堤、磚混結構防火堤、毛石防火堤和鋼筋混凝土防火堤14。防火堤的選型應在滿足各項技術要求的基礎上，因地制宜，合理選型，達到安全耐久、經濟合理的效率。由于土筑防火堤占用土地資源多，磚混結構防火堤和毛石防火堤由于均屬脆性材料，使用中容易出現裂縫，耐久性、安全性較差。而鋼筋混凝土防火堤整體性好，強度高，抗震性能好，安全性能好，特別是當罐區下游地區為重要工業區或生活區時，采用強度和密實性皆佳的鋼筋混凝土防火堤更具有明顯的安全意義。故選用鋼筋混凝土防火堤。（2）防火堤構

28、造根據儲罐區防火堤設計規范gb50351-2005規定，鋼筋混凝土防火堤的堤身要構造密實、不滲漏，防火堤內無培土并噴涂隔熱防火涂料，耐火極限不宜低于3小時。鋼筋混凝土防火堤堤身及基礎底板的厚度應由強度及穩定性計算確定且不應小于200mm,鋼筋混凝土防火堤應雙向雙面配筋，豎向鋼筋直徑不宜小于12mm，水平鋼筋直徑不宜小于l0mm，鋼筋間距不宜大于200mm，豎向鋼筋的保護層厚度不應小于30mm，基礎底板受力鋼筋的保護層厚度當有墊層時不應小于40mm，無墊層時不應小于70mm。堤身的最小配筋率和耐久性要求應按現行國家標準混凝土結構設計規范gb50010執行。進出油罐組的泡沫管線、冷卻水管線和電纜線

29、從防火堤的頂部跨越。當管線必須穿越防火堤時，應設置套管并采取有效的密封措施。如圖3-2，一般在堤壁內預埋一個短管，然后連接一根1m長左右的軟管，以便適應罐基的下沉及管道的伸縮，待管道安裝完畢后用非燃燒材料封閉16。圖3-2 管線必須穿越防火堤時安裝圖3.2.3 防火堤平面布置根據石油化工企業設計防火規范gb50160-2008第6.2.13條規定立式儲罐至防火堤內堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半。由于本設計油罐高度為20m，所以汽油儲罐到防火堤內堤腳線為10m。防火堤的平面布置如圖3-3。圖3-3 防火堤的平面布置由防火堤的平面布置圖可知:防火堤長m防火堤寬m3.2.4 防火堤高度計算防火堤

30、的高度一般考慮兩個方面：一方面是在發生事故時，能方便消防員進入事故區進行消防工作。另一方面是發生事故時，能有效地阻止可燃液體的蔓延。所以，防火堤的高度不能建的太高，也不能太低。根據石油化工企業設計防火規范gb50160-2008，防火堤內的有效容積不應小于罐組內1個最大儲罐的容積并且立式儲罐防火堤的高度應為計算高度加0.2m，但不應低于1.0m（以堤內設計地坪標高為準），且不宜高于2.2m（以堤外3m范圍內設計地坪標高為準）。防火堤高度下限規定為1.0m，是為了防止消防水及泡沫液外溢，同時也是為了限制罐組占地面積過大。防火堤高度上限規定為2.2m，且從外側計算，主要考慮滿足消防操作視野的要求，

31、同時也考慮到單罐容積和儲罐組容積越來越大，儲罐區占地面積急劇增加，為了減少占地，并盡可能增大防火堤的有效容積。（1）防火堤的體積根據石油庫設計規范gb50074-2002第6.2.12條規定，內浮頂罐罐組防火堤內的有效容積不應小于罐組內1個最大儲罐容積的一半。本設計最大儲罐體積為6000m3，所以有效容積為取3000m3。（2）防火堤的高度根據儲罐區防火堤設計規范gb50351-2005第3.2.6條規定，油罐組防火堤有效容積按3-1式計算： （3-1）式中：v防火堤有效容積，m3；a由防火堤中心線圍成的水平投影面積，m3；hj設計液面高度，m；v1防火堤內設計液面高度內的一個最大油罐的基礎體

32、積，m3；v2防火堤內除一個最大油罐以外的其他油罐在防火堤設計液面高度內液體體積和油罐基礎體積之和，m3；v3防火堤中心線以內設計液面高度內的防火堤體積和內培土體積之和，m3；v4防火堤內設計液面高度內的隔堤、配管、設備及其他構筑物體積之和，m3。有效容積v取3000m3。由于汽油儲罐的基礎高度很低，相對體積很小，汽油儲罐基礎體積不計，所以v1取0。本設計選取防火堤內堤腳線為標準，且無培土，故v3取0。防火堤內無隔堤，其他體積忽略不計，v4也取0。m根據石油化工企業設計防火規范gb50160-2008第6.2.17條立式儲罐防火堤的高度應為計算高度加0.2m，防火堤的設計高度m。施工時可按1.

33、1m建造。3.2.5 防火堤剖面圖根據儲罐區防火堤設計規范gb50351-200規定，儲罐區防火堤的設計寬度為200mm，基礎埋深0.5m。防火堤要承受液體的水平剪切力和彎矩，如圖3-4，防火堤內側所受的靜液壓力荷載值可按下列公式計算確定:圖3-4 防火堤內側所受的靜液壓力荷載值 (3-2) (3-3) (3-4)式中：在液體深度方向防火堤內側受最大靜液壓力值，kn/m2；堤內液體重度，取10kn/m3；液體最大深度，1.04m；在液體深度方向防火堤內側受最大靜液壓合力值，kn/m2；在液體深度方向靜液壓力對防火堤內側最大彎矩值，kn/m；帶入數據得：kn/m2kn/m2kn/m所以防火堤要承

34、受液體的最大靜液壓力10.4kn/m2，承受的最大彎矩2.704kn/m。防火堤的設計高度1.04m，防火堤剖面圖如圖3-4：圖3-4 防火堤剖面圖3.3 消防道路設計根據石油庫設計規范gb50074-2002第5.0.9條規定，油庫油罐區應設環行消防道路，油罐中心與最近的消防道路之間的距離，不應大于80m。消防道路與防火堤外堤腳線之間的距離，不宜小于3m。根據石油化工企業設計防火規范gb50160-2008第4.3.4條規定，消防車道的路面寬度不應小于6m，路面內緣轉彎半徑不宜小于12m。故消防道路寬度設計6m，消防道路與防火堤外堤腳線之間的距離為3m，轉彎半徑12m。第4章 油庫總平面布置

35、油庫的總平面布置是根據油品業務要求和油庫的安全要求，合理確定各項設施的相對位置，以保證油品的安全儲存和收發作業。4.1 一般要求進行油庫總平面布置時應考慮下列原則：（1）符合油庫總工藝流程的要求；（2）分區合理、明確；（3）合理利用地形，又要結合水文及地質要求；（4）油庫裝卸和發放區要盡可能靠近交通線，使鐵路專用線和公路支線較短；（5）油庫的鐵路專用線不應和油庫出入口的道路交叉；（6）庫內油品盡量做到單向流動，避免在庫內往返、迂回；（7）庫內各種設施及建、構筑物之間的防火間距，必須符合的有關規定；（8）油庫通向公路的車輛出入口，三級油庫不宜小于二處17。4.2 油庫各分區布置4.2.1 分區劃

36、分 20000m3汽油油庫包括生產區、輔助生產區和行政管理區，分區及分區內主要建、構筑物見表4-1：表4-1 分區及分區內主要建、構筑物序號分區區內主要建、構筑物1生產區油罐、防火堤、油泵房2輔助生產區消防泵房、消防水池、污水處理場、變配電站3行政管理區辦公樓、宿舍、食堂4.2.2 防火間距的相關規定汽油油泵房的耐火等級為二級，根據石油庫設計規范gb50074-2002第5.0.3條規定，油泵房與單罐容量6000m3內浮頂油罐的安全間距為15m。變配電站的耐火等級為二級，根據石油庫設計規范gb50074-2002第5.0.3條規定，變配電站與單罐容量6000m3內浮頂油罐的安全間距為15m，與

37、油泵房安全間距為15m。消防泵房包括泡沫泵站和消防水泵房，泡沫泵站在救火過程中起著心臟作用，這就要求在救火過程中，不受火災威脅，所以規定其建筑耐火等級不低于二級，而且距保護對象的安全距離不小于30m。泡沫泵站與消防水泵房都需要水源、電源，為了便于管理和集中控制，并且節省投資，泡沫泵站宜于消防水泵房合建。另外，從救火角度，泡沫泵站出泡沫時間規定在5min以內。根據石油化工企業設計防火規范gb50160-2008第5.4.3條規定，污水處理場內的設備、建(構)筑物平面布置防火間距不應小于表4-2的規定。表4-2 污水處理場內的設備、建（構）筑物平面布置的防火間距（m）類別變配電所、化驗室、辦公室等

38、含可燃液體的隔油池、污水池等集中布置的水泵房污油罐、含油污水調節罐焚燒爐污油泵房變配電所、化驗室、辦公室等15151515含可燃液體的隔油池、污水池等15151515集中布置的水泵房1515污油罐、含油污水調節罐15151515焚燒爐151515污油泵房1515根據石油庫設計規范gb50074-2002第4.0.7條規定，三級油庫的居住區及公共建筑物與防火堤的中心線安全間距為80m，少于1000人或300戶的居住區與三級油庫的距離可減少25%，故行政管理區與防火堤的中心線安全間距設計為60m。4.2.3 防火間距確定根據防火間距的相關規定，本設計中油庫內主要建、構筑物之間的防火間距見表4-3：

39、表4-3 建、構筑物之間的防火間距（m）建、構筑物油泵房防火堤中心線消防泵房行政管理區變配電站污水處理場最大儲罐油泵房1515防火堤中心線6010消防泵房1530行政管理區6015續表4-3變配電站151515污水處理場15151515最大儲3 油庫的平面布置圖油庫的辦公樓、宿舍區等行政管理區和輔助生產區主要集中于油庫的北面，而油罐區則位于油庫的南端，總平面布置如圖4-1。圖4-1 油庫平面布置第5章 油罐區泡沫滅火系統設計5.1 泡沫滅火系統形式選擇5.1.1 泡沫滅火系統形式根據石油庫設計規范gb50074-2002第12.1.3條規定，內浮頂油罐應設低倍數泡沫滅

40、火系統或中倍數泡沫滅火系統。由于汽油儲罐發生的火災為b類火災，高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb50196-93第1.0.4條規定，汽油、煤油、柴油、工業苯等b類火災使用中倍數泡沫滅火系統，所以本設計選用中倍數泡沫滅火系統。中倍數泡沫液為發泡倍數為21200的泡沫，國產yez型中倍數泡沫液是一種氟蛋白泡沫液，在油面上可流動一分鐘左右，泡沫厚度可達5cm，其性能指標如表5-1所示。表5-1 中倍數泡沫液性能性能指標相對密度（20）1.11ph值（20）67.5黏度（20）/（10-3pas）2530流動點/-5發泡倍數（20）2025%析液時間（20）/min6抗燒時間（20）/min105

41、.1.2 泡沫滅火系統設施的設置方式根據石油庫設計規范gb50074-2002第12.1.4條規定，單罐容量大于1000m3的油罐應采用固定式泡沫滅火系統。所以本設計采用固定式中倍數泡沫滅火系統。5.2 泡沫滅火系統設計內容5.2.1 沫滅火系統設計基本參數1泡沫液的選型根據高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb5019693第3.2.2條，油罐宜選用混合比為6%型的中倍數泡沫液。2泡沫混合液的供給強度根據高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb 5019693第5.1.2.2條，泡沫混合液的供給強度為4l/minm2。3泡沫液的噴放時間根據高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb5019693第

42、5.1.2.3條，泡沫的最小噴放時間可按表4-2確定。表5-2 泡沫的最小噴放時間火災類別時間/min流散的b類火災，不超過100m2流淌的b類火災10油罐火災15由于汽油儲罐發生的為油罐火災，所以泡沫的噴放時間按15min設計。4泡沫液儲罐至最遠一個油罐泡沫發生器之間管道的長度通過對泡沫管道平面布置圖進行分析計算，確定泡沫液儲罐至最遠一個油罐泡沫發生器之間管道的長度170m。5.2.2 最大一個油罐用泡沫液的貯備量計算根據高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb50196-93第5.1.4.2條，最大一個油罐用泡沫液的貯備量： (5-1)式中：wd油罐用泡沫液的最小貯備量，l；rz泡沫混合液的

43、供給強度，l/minm2；sz油罐防護面積，m2；（拱頂油罐、鋼制淺盤和鋁合金雙盤內浮頂油罐的防護面積可按油罐截面面積計算；外浮頂油罐和鋼制單雙盤內浮頂油罐的防護面積可按環形面積計算）k混合比，當采用混合比為6%型中倍數泡沫液時，蛋白型取0.08，合成型取0.06。本設計泡沫混合液為蛋白型，所以k取0.08；tz泡沫的最小噴放時間，min。代入數據，得：l5.2.3 儲罐所需泡沫混合液在管道內流量 (5-2)式中：儲罐所需泡沫混合液在管道內流量，l/s；rz泡沫混合液的供給強度，l/minm2； sz油罐防護面積，m2；l/s5.3 中倍數泡沫產生器中倍數泡沫產生器是泡沫滅火系統中產生和噴射中

44、倍數泡沫的設備。空氣泡沫產生器的作用是將空氣與泡沫混合液混合形成滅火泡沫。常見中倍數空氣泡沫產生器型號為pz3和pz6。它們的主要參數見表5-3。表5-3 中倍數空氣泡沫產生器主要參數型號進口壓力泡沫流速pz30.6mpa3l/spz60.6mpa6l/s5.3.1 泡沫產生器的設置方式空氣泡沫產生器按使用位置分為液上空氣泡沫產生器和液下空氣泡沫產生器，本設計采用液上設置。液上空氣泡沫產生器有橫式和豎式兩種，均安裝在油罐壁的上部，它們只是安裝形式不同，構造和工作原理是相同的，本設計采用豎式安裝。安裝示意圖見圖5-1。圖5-1 豎式安裝示意圖5.3.2 中倍數泡沫產生器個數確定根據公式計算中倍數

45、泡沫產生器個數 (5-3)式中：儲罐所需泡沫混合液在管道內流量，l/s； 單個中倍數泡沫產生器泡沫流速，l/s。把=3l/s和=6l/s分別帶入公式得：和。根據石油庫設計規范gb50074-2002第12.3.2條規定，內浮頂油罐泡沫發生器的數量不應少于2個，且宜對稱布置。故選用2個pz3型中倍數泡沫產生器。5.4 泡沫槍5.4.1 泡沫槍所需混合液的流量設置固定式泡沫滅火系統的儲罐區，應在其防火堤外設置用于撲救液體流散火災的輔助泡沫槍，根據石油庫設計規范gb50074-2002第12.3.5條規定，撲救油品流散火災用的中倍數泡沫槍數量、連續供給時間，不應小于表5-4的規定。表5-4 中倍數泡

46、沫槍數量和連續供給時間油罐直徑/m泡沫槍流量/l/s泡沫槍數量/支連續供給時間/min1531151532156000m3汽油內浮頂罐的直徑為19.6m，故選泡沫槍的數量2支。泡沫槍所需泡沫混合液的流量：l/s。5.4.2 撲救流散火災所需泡沫混合液體積根據石油庫設計規范gb50074-2002第12.3.5條規定，泡沫槍的連續供給時間為15min。由于泡沫槍所需混合液的流量為6l/s，撲救流散火災所需泡沫混合液量： (5-4)式中：泡沫槍所需泡沫混合液的流量，l/s； 泡沫槍的連續供給時間，s。帶入數據得：l5.4.3 泡沫栓泡沫栓系供應泡沫混合液的消防栓。在泡沫栓上接水帶和泡沫槍，用泡沫撲

47、救油品火災。根據規定，采用固定式泡沫滅火系統的儲罐區，應沿防火堤外側均勻布置泡沫消火栓。泡沫消火栓的間距不應大于60m，且設置數量不宜少于4個。本設計共4個儲罐，泡沫消火栓的設置數量為8個。5.5 泡沫混合液的總流量泡沫滅火系統的泡沫混合液總流量為單個儲罐的泡沫混合液流量與輔助泡沫槍泡沫混合液流量之和，再乘以裕度系數1.05。泡沫混合液的總流量： (5-5)式中：q泡沫混合液的總流量，l/s；q1儲罐所需泡沫混合液在管道內流量，l/s；q2撲救流散火災所需泡沫混合液在管道內流量，l/s。所以得：l/s5.5 泡沫管道泡沫管道是流通泡沫混合液的通道，包括從消防泵到儲罐之間的所有管線，按管徑的不同

48、分為泡沫干線管道和泡沫支線管道。泡沫管徑大小的選擇要根據管道元件 dn(公稱尺寸)的定義和選用gb/t10472005確定，dn系列選用的數值附表1所示。5.5.1 確定泡沫混合液在管道內流速通常為了及時滅火和滿足安全需要，泡沫泵啟動后將泡沫混合液輸送到最遠油罐的時間不超過5min的要求，泡沫混合液的流速一般不超過m/s。泡沫混合液的最小流速： (5-6)式中：s泡沫液儲罐至最遠一個油罐泡沫發生器之間管道的長度，170m；t泡沫混合液輸送到最遠油罐的最大時間，5min。所以，m/s考慮到設計需要，泡沫混合液在管道內的流速取m/s。5.5.2 泡沫干線管泡沫干線管一般都是圍繞著防火堤敷設成環型管

49、網或沿防火堤的長軸作成枝狀管網。其一端與泵出口連接，另一端與油罐頂上的固定空氣泡沫產生器的支管線相連，在連接的支管線上設截斷閥門，以便集中地向著火罐供給泡沫。為了保證油罐上某一個空氣泡沫產生器遭到破壞時，其余的空氣泡沫產生器仍能使用，故油罐上的每一個空氣泡沫產生器宜用一根單獨泡沫混合液管線。泡沫干線管道的管徑與泡沫混合液的總流量有關，計算式為： (5-7)式中：q泡沫混合液的總流量，l/s；s1泡沫干線管道截面積，m2；v泡沫混合液在管道內的流速，m/s。所以，mm考慮設計余量并參照管道直徑表，應該選用的泡沫管徑，的管徑參數為de744.5。5.5.3 泡沫支線管泡沫支線管其一端與泡沫干線管連

50、接，另一端與油罐頂上的固定空氣泡沫產生器相連。泡沫支線管的管徑受中數泡沫產生器的泡沫流速影響，pz3型中數泡沫產生器的泡沫流速為3l/s。 (5-8)式中：s2泡沫支線管道截面積，m2；所以，mm考慮設計余量并參照管道直徑表，應該選用的泡沫管徑，的管徑參數為de594.5。5.6 泡沫儲罐系統用于貯存泡沫液的貯罐為常壓罐，可用不銹鋼、玻璃鋼、聚乙烯等材料制作，貯罐型狀、安裝方式可根據實際需求進行設計，但所有貯罐必須有檢修人孔和通氣孔以及液位計。求系統用泡沫液的最小貯備量，根據高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范gb5019693第5.1.4條規定，系統用泡沫液的最小貯備量應按下式計算： (5-9

51、)式中：w系統用泡沫液的最小貯備量，l；wd最大一個油罐用泡沫液的貯備量，l；wg泡沫液儲罐與一個油罐的泡沫發生器之間管道中最大的泡沫液量，l；wa油罐區內撲救油品流散火災需用泡沫液的貯備量，l。所以：l根據設計所需泡沫液量，并考慮在實際滅火中保證泡沫液量充足，本設計選用300l不銹鋼儲罐。5.7 泡沫比例混合器泡沫比例混合裝置是泡沫滅火系統實現泡沫滅火劑與水按規定比例自動混合成泡沫混合液，通過輸送管網將其送入泡沫產生設備或泡沫噴射設備噴射泡沫實施滅火的核心設備。目前國外的泡沫比例混合裝置的型式主要有五種:管線式負壓空氣泡沫比例混合裝置、環泵式負壓空氣泡沫比例混合裝置、平衡式空氣泡沫比例混合裝置、壓力式空氣泡沫比例混合裝置、水輪機驅動泵式泡沫比例混合裝置18。本設計采用環泵式泡沫比例混合器。5.7.1 安裝方式和工作原理環泵比例混合流程是泡沫消防工程上最早的一