某航空企业附属油库中内浮顶油罐的消防设计

按照《石油库设计规范》 (GB50074-2002) , 油库的等级划分按油库总容量大小分为六级, 本油库总容量有66000000mm33, 属于四级油库。

本油库内建构筑物主要由油罐区、卸油/供油站、发油站、铁路油品装卸栈桥、桶装油品库房、消防泵房、消防水池及含油污水处理设施等组成, 主要储存喷气燃料、航空汽油、轻柴油、航空煤油等油品。本油库中, 储存乙A类油品 (喷气燃料) 的地上立式油罐选用内浮顶油罐。在航煤储油罐组设置1000m3立式内浮顶油罐3座, 油罐直径10.8m, 罐壁高度12.83m, 储存3号喷气燃料;本文将重点介绍1000m3立式内浮顶油罐消防设计。

1 油罐消防冷却水系统设计

1.1 消防冷却水的一般要求

按照《石油库设计规范》 (GB50074-2002) 规定, 该航空企业位于城区内, 要求消防设施非常齐全, 1000m3的立式内浮顶油罐采用固定式消防冷却水系统。

1.2 消防冷却水系统

本油库为四级油库, 消防给水系统与生产、生活给水系统分开设置, 采用独立的消防给水系统。

(1) 消防冷却水管网和消防总用水量

消防冷却水系统从消防泵房引出两条出水管道, 在油罐区环状敷设, 每条管道可以通过全部消防用水量。四级以上的油库一次最大消防用水量在油罐区, 所以本油库的消防用水量应按油罐区的消防用水量计算确定, 它包括扑救油罐火灾配置泡沫最大用水量和冷却油罐最大用水量的总和。

(2) 消防冷却水供水范围、供给强度和用水量

立式内浮顶油罐:根据《石油库设计规范》规范, 冷却水供给时间为4h。经计算确定设计消防水量为32.63L/s, 总用水量为470m3。

(3) 固定式消防的冷却方式。

采用的是固定式消防冷却, 冷却喷水环管上设置水幕喷头, 喷头采用耐腐蚀材料制作, 应能方便的拆下检修。喷头布置间距不宜大于2m, 喷头的出水压力不应小于0.1MPa。油罐冷却水的进水立管下端应设清扫口, 清扫口下端应高于罐基础顶面, 其高差不应小于0.3m。消防冷却水管道上应设控制阀和放空阀。控制阀、放空阀设在防火堤外。根据水量和水压要求, 在罐周围均匀布置26个SMTBD-40-120型水幕喷头, 间距为1.45m, 工作压力0.3MPa。

(4) 消火栓的设置

内浮顶油罐组的防火堤外布置2个SA100/65型消火栓。

(5) 消防冷却水压力

本油库采用高压消防给水系统, 给水压力不应小于达到设计消防水量时最不利点灭火所需要的压力。本系统最不利点应为固定式水幕喷头处, 起点为水泵的吸水口, 末端所需压力为0.3MPa, 经计算确定冷却水泵扬程需要70m, 流量20-40L/s。

2 油罐泡沫灭火系统设计

根据《石油库设计规范》规范, 本设计1000m3的立罐采用低倍数固定式液上喷射泡沫灭火系统。

2.1 立罐的泡沫灭火系统

扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和来确定。

罐内用量:固定式液上喷射泡沫灭火系统的燃烧面积, 按油罐横截面面积计算, 混合比3%, 供给强度5 L/min·m2, 供给时间45min, 经计算确定混合液供给量为7.67L/s。依据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》 (GB50151-92) 规定, 选PC8型泡沫产生器2个, 对称布置, 实际混合液供给量为16L/s, 45分钟的供给量为43.2m3, 其中水成膜的量为1.3m3, 水量为41.9m3。

辅助泡沫枪用量:按照《低倍数泡沫灭火系统设计规范》 (GB50151-92) 要求, 本设计中设2支PQ4泡沫枪, 设2个泡沫消火栓 (间距不大于60m) , 用于连接泡沫枪扑救防火堤内流散火灾。经计算确定扑救流散火需要的泡沫混合液量为4.8m3, 其中水成膜的量为0.144m3, 水量为4.656m3。

管道剩余量:埋地的干管选DN150, 上油罐的支管选DN80, 经计算确定管道容积为5.3m3, 即泡沫混合液的量为5.3m3, 其中水成膜的量为0.16m3, 水量为5.14m3。

经计算最终确定泡沫罐的贮量为2.08m3, 配置泡沫液所需的水量为51.7m3。

此系统除设置固定式泡沫灭火设备外, 同时还应设置泡沫钩管、泡沫枪和泡沫消防车等移动泡沫灭火设备。

2.2 泡沫灭火压力

本系统最不利点为固定式液上喷射空气泡沫产生器处, 起点为水泵的吸水口, 末端所需压力为0.5MPa, 经计算确定泡沫泵扬程需要80m, 流量30-50L/s。

3 消防泵房及消防水池

本系统设计的消防冷却水泵和泡沫混合液泵均采用自灌启动。冷却水泵和泡沫泵各设置一台备用泵, 一用一备, 自动切换。工作泵和备用泵各自配有吸水管从消防水池中吸水, 且每条吸水管均能通过全部用水量, 以保证供水的可靠性。

由前面的计算可得泡沫储罐的贮量为3.5m3, 故选用YPHN型压力式胶囊泡沫比例混合装置一台, 其参数:储罐容积3500L, 工作压力0.5-1.0MPa, 混合液流量32-48L/s, 混合比3%, 水成膜灭火剂。

系统扑救油罐火灾配置泡沫最大用水量和冷却油罐最大用水量的总和为470+51.7≈522m3, 消防水池设计储水容积720m3, 尺寸20×12×3.5 (h) m。油库着火几率小, 发生一次火灾后, 一般不会在96h内再次发生火灾, 所以消防水池的补水时间不应超过96h。当消防水池容量大于500m3时, 为保证消防用水安全, 消防水池应分隔为两个, 并用带阀门的连通管连通, 以便一个水池检修时, 另一个水池能保存必要的应急用水。

摘要：油库一旦发生火灾, 不仅严重威胁人民生命安全, 还给国家和企业带来巨大的经济损失, 因此油库的消防设计非常重要。本文主要是从消防冷却水系统、油罐泡沫灭火系统设计、消防泵房及消防水池等三个方面介绍内浮顶油罐的消防设计。

关键词：航空工业,油库,油罐,消防冷却水,泡沫灭火