汽油储罐区防火防爆设计.ppt

2000 m3 8 汽油储储罐区防火防爆设计设计 学 院:城市建设与安全工程学院 专专 业业: 安全工程 班 级级: 安全1001 指导导教师师: 张明广 潘旭海 第1章 汽油的理化性质质 1.1 物理化学性质质 汽油的重要性能有为蒸发性、抗爆性、安 定性和腐蚀性，建筑火险分类为 甲类。 1.2 汽油的危险险特性 1.2.1 油料的火灾危险险特性 油料具有较强的挥发 性和扩散性，具有易 燃易爆特性，具有易积累静电和热膨胀性 。由于这些特性的存在，使它具有较大的 火灾危险性：挥发 性；扩散性；易燃性； 易爆性；易积聚静电荷性；热膨胀性；沸 溢性。 第2章 油罐的选选型与设计设计 根据石油化工企业设计 防火规范 gb50160-20086.2.1-6.2.2条规定，选用 立式内浮顶16mnr钢罐。 2.2 油罐设计设计 参数 对于储存2000 8的汽油选择 的储罐容积 为2000 罐体参数依据储罐系列技术规 格查得 储罐内经 =14.5m 罐壁高度 =14.27m 储 罐总高 =15.866m 拱顶高度 =1.5m 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.3设计压设计压 力 储罐内的最大静压力 2.4 选选材 根据汽油物性选择 罐体材料，汽油几乎没 有腐蚀性，且有属于低压灌，可以考虑 20r和16mnr这两种钢材。(本设计 以 16mnr钢为标 准) 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.5封头头与罐壁厚度计计算 封头有多种形式，半球形封头就单位容 积的表面积来说为 最小，需要的厚度是同 样直径圆筒的二分之一，从受力来看，球 形封头是最理想的结构形式，但圈点是深 度大，直径小时，整体冲压困难，大直径 采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。查椭 圆形封头标 准（jb/t4737-95）封头取与 筒体相同材料。经计 算封头壁厚与筒体壁 厚壁厚近似相等 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.6结结构设计设计 内浮顶油罐的结构形式其实就是内浮盘和 密封装置的结构形式。本设计 采用边缘 板 的钢制单盘 式内浮顶和弹性材料密封结构 。 2.6.1 内浮盘盘 内浮盘由一层薄的单盘 板，在其外侧围 以 一圈边缘 板焊制而成。盘上带有若干立柱 ，使浮盘下沉时最终支撑在罐底上，以免 浮顶与罐内附件相碰。为了检修需要，内 浮盘上还设 有人孔。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.6.2 密封装置 内浮顶油罐要求密封间隙为150mm，密封 为196n/m时，达到良好的密封性能。本设 计采用弹性材料密封结构，由密封袋、软 泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑到储 存介质为 油品，密封袋采用丁腈耐油橡胶 带制作，厚度取1.5mm。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.6.3 罐体 1 灌顶：罐顶按自支承式拱顶的弱顶结 构 设计 。锥顶 厚度应在计算厚度的基础上加 上腐蚀裕量，其值不应低于罐体厚度。自 支承式的罐顶形状近似球面，靠拱顶周边 支撑于焊在罐壁的包边角钢上。采用弱顶 焊接结构，以防一旦发生事故，罐顶首先 被掀开，以避免罐壁破坏，物料漏出。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2 罐底：罐底由中幅板和边缘 板搭接而成 。罐底为消耗或补偿 因基础下沉而引起的 中部凹陷，同时也便于排除残液，设计 有 一定的坡度。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.6.4 内浮顶顶与罐壁之间间的密封 圆弧转角是为不致戳破密封胶袋。每米 圆周长度设置固定钩板。内浮盘与罐壁之 间间 隙取 150mm，采用断面宽度 230250mm 的软泡沫塑料密封块，密封 力约为 200n/m。为消除蒸汽空间，弹性 块应 侵入液面下 20-50mm，外层密封袋能 在使用环境中经久耐用，且不污染储液。 为防止液体的毛细现 象，要在橡胶密封袋 上压有锯齿 。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.7 安全附件 安全附件有：通气孔、透光孔、人孔、液 位计、高液位报警器、温度计、自动联锁 装置、静电导 出线、泡沫发生器等 2.7.1 通气孔 通气孔属于浮顶油罐专用附件。孔口之间 的环向间距应不大于10m，每个油罐至少 应开设4个。通气孔出入口安装有金属丝网 罩。通气孔在储油液位超高和自动报 警装 置失灵时，还兼起溢流作用。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.7.2 液位计计 这里采用光导式液位计，是近几年才投入 使用的一种新型液位计。光导电 子液位计 的安装没有特别的地方。在此按情况设在 12-14m处。 2.7.3 温度计计 在化工生产中使用的种类较 多，现安全设 计中使用膨胀式，电阻式，热电 式，辐射 式等。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.7.4 检检尺孔、透光孔、人孔 立式油罐的容量在5000m3以下时设 12个 人孔，5000m3以上的设2个人孔。人孔的 安装应与进出油管线相隔不大于90。 2.7.5 静电导电导 出 内浮顶油罐在作业过 程中，由于浮盘与罐 壁间采用橡胶、塑料等高绝缘 体密封材料 ，所以很容易形成静电积 聚。 第2章 油罐的选选型与设计设计 2.7.6 泡沫发发生器 泡沫发生器又称消防泡沫室，是固定于油 罐上的灭火装置。泡沫发生器一端和泡沫 管线相连，一端带有法兰焊 在罐壁最上一 层圈板上。 第3章 罐区的总总平面布局 根据石油化工企业设计 防火规范 gb50160-2008表6.2.8规定甲类内浮顶 罐之间的防火距离为0.4d 即 =0.414.5=5.8 3.2防火堤 定义：用于常压液体储罐组，在油罐和其 他液态危险品储罐发生泄漏事故时，防止 液体外流和火灾蔓延的构筑物。（ gb50351-2005储罐区防火堤设计规 范 2.0.3） 第3章 罐区的总总平面布局 3.2.1防火堤的设设置 1 防火堤应采用非燃烧材料建造，并应能 承受所容纳油品的静压力且不应泄漏。 2 立式油罐防火堤的计算高度应保证堤内 有效容积需要。 3 严禁在防火堤上开洞。管道穿越防火堤 处应 采用非燃烧材料严密填实。在雨水沟 穿越防火堤处，应采取排水阻油措施。 第3章 罐区的总总平面布局 3.2.2罐与防火堤的距离 地上立式油罐的罐壁至防火堤内堤脚线的 距离，不应小于罐壁高度的一半。（石 油库设计规 范6.0.8）即 第3章 罐区的总总平面布局 3.2.3防火堤的参数设计设计 根据储罐区防火堤设计规 范 gb 50351-2005 油罐组防火堤内有效容积应 符合下列规定 ： （1）固定顶油罐，不应小于油罐组内一个 最大油罐的容量。 （2）浮顶油罐或内浮顶油罐，不应小于油 罐组内一个最大油罐容量的一半。 第3章 罐区的总总平面布局 （3）当固定顶油罐与浮顶油罐或内浮顶油 罐同组布置时，应取分别按本条第1,2款规 定的计算值中的较大值。 （4）覆土罐的防火堤内有效容积规 定同本 条第1,2,3款，但油罐容量应按其高出地面 部分的容量计算 防火堤设计 ：汽油属于甲类液体，则储 罐 两两之间防火间距取5.8m 第3章 罐区的总总平面布局 根据石油化工企业设计 防火规范gb50160 -2008 6.2.8 防火堤内侧基角线至立式储罐外壁的水平 距离不应小于罐壁高度的一半，则防火堤 与储罐的距离为7m,则防火堤的边长为 7+7+14.5+14.5+5.8=48.8m，而防火堤的 有效容积不应小于最大储罐的容量，对于 浮顶罐，应为 最大储罐容积的一半，正方 形的罐区（以4个储罐为一个罐区） 第3章 罐区的总总平面布局 v=2000=48.82h,h大于1，在原有基础上高 0.2m，取1.2m(根据建筑设计 防火规范 gb50016-2006.2.5)。 防火堤厚度依据储罐区防火堤设计规 范 设计为 300mm 第3章 罐区的总总平面布局 3.3.4防火堤的选选型 防火堤的设计应 在满足各项技术要求的基 础上，因地制宜，合理选型，达到安全耐 久，经济 适用的要求。根据本课题 主题是 关于大型汽油油罐区的防火防爆设计 ，所 以选用钢筋混凝土防火堤，此防火堤可在 用地紧张 ，大型油罐区的地区优先使用。 第3章 罐区的总总平面布局 3.3.5防火堤的构造 防火堤堤身必须密实，不渗漏。防火堤的 埋置深度应根据工程地质，建筑材料，冻 土深度和稳定性计算的因素确定。除岩土 地基外，基础埋深不应该 小于0.5。防火堤 变形缝设 置的一些规定 第3章 罐区的总总平面布局 3.4消防道路的设计设计 根据石油化工企业设计 防火规范 gb50160-20084.3.6.1条规定油罐中心与 最近的消防道路之间的距离，不应大于 80m；及6.2.14条规定相邻罐组防火堤的 外堤脚线之间应 留有宽度不小于7m的消防 空地。消防道路与防火堤外堤脚线之间的 距离，不宜小于3m。 则油罐中心与最近的消防道路之间的距离 设计为 30m,相邻罐组防火堤的外堤脚线之 间宽 度为8m，消防道路与防火堤外堤脚线 之间的距离为3m。 第4章 罐区防雷设计设计 4.1汽油储储罐的防雷措施 由于雷电在极短时间 内放出巨大的能量， 如果汽油罐区内的易燃易爆区域遭受雷击 ，就易造成火灾、爆炸事故。为抑制和减 少雷电的危害，应设 置防雷装置，常见的 有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避 雷器。 根据石油天然气工程设计 防火规范 gb50183-2004 9.2.3 可燃气体、油品、液 化石油气、天然气凝液的钢罐，必须设 防 雷接地，并应符合下列规定： 第4章 罐区防雷设计设计 1 避雷针（线）的保护范围，应包括整个 储罐。 2 装有阻火器的甲b、乙类油品地上固 定顶罐，当顶板厚度等于或大于4mm时， 不应装设避雷针（线），但必须设 防雷接 地。 3 压力储罐、丙类油品钢制储罐不应 装设避雷针（线），但必须设 防感应雷接 地。 4 浮顶罐、内浮顶罐不应装设避雷针 （线），但应将浮顶与罐体用2根导线 作 电气连接。 第4章 罐区防雷设计设计 9.2.4 钢储 罐防雷接地引下线不应少于2根 ，并应沿罐周均匀或对称布置，其间距不 宜大于30m。 9.2.5 防雷接地装置冲击接地电阻不应 大于10，当钢罐仅做防感应雷接地时， 冲击接地电阻不应大于30。 9.2.9 装卸甲b、乙类油品、液化石油 气、天然气凝液的鹤管和装卸栈桥 的防雷 ，应符合下列规定： 第4章 罐区防雷设计设计 1 雷天装卸作业的，可不装设避雷针（带 ）。 2 在棚内进行装卸作业的，应装设避 雷针（带）。避雷针（带）的保护范围应 为爆炸危险1区。 3 进入装卸区的油品、液化石油气、天然气 凝液输送管道在进入点应接地 第4章 罐区防雷设计设计 根据以上规范及中华人民共和国行业标 准 钢制立式圆筒形内浮顶储 罐系列 hg21502.2-92表3.0.2：2000 内浮顶储 罐拱顶板厚5.5mm4mm(近似为罐壁厚度) 设计 制定防雷措施为： 设计设计 一：不装设避雷针（线），但必须设 防感应雷接地，每个储罐设防雷接地线2 根，对称分布在油罐两侧，接地电阻10 。，冲击接地电阻不应大于10。 第4章 罐区防雷设计设计 设计 二：单针 折线法 每个罐区设置1个接闪器。这里简要说明 一下，接闪器距离地面的深度是0.8米1.0 米即可。每个接地模块单 挖一个坑，坑的 大小是0.5米宽，0.8米深；因为接地模块 是0.12*0.6大小所以其余缝隙夯实降阻剂 即可。用几块地模块挖几个这样 的坑即可 。每个模块之间用镀锌 扁铁连 接，镀锌 扁 铁也要用降阻剂夯实护 好。（另见图纸 ） 第4章 罐区防雷设计设计 单避雷针保护范围，从针的顶点向下作 45的斜线，构成椎形保护空间的上部， 45的斜线在h/2处转 折，与地面上距针底 各方向1.5h处相连接，图2表示则其转折 点以下的斜线，即构成保护空间的下半部 。 如果用公式表达，则避雷针在地面上的保 护半径r =1.5h米。在储油罐保护高度hx的 水平面上的保护半径rx按下式计算： 第4章 罐区防雷设计设计 （1）当hx h/2时，rx=（h-hx）p米 （2）当hxh/2时，rx=（1.5h-2hx）p米， 式中 p-高度影响系数。h30米，p=1; 30 米h120米p=5.5/。 根据罐区尺寸避雷针在地面的保护半径为 24.4m则避雷针高度h=16.3m 第4章 罐区防雷设计设计 对直击雷防护，当雷击于避雷针，很大的 雷电流通过接地引下线至接地装置泄入大 地时，在避雷针上将形成极高的电位，放 电过 成可能产生反击电压 或跨步电压 ，对 于反击的防止是降低接地电阻和保证避雷 针与设备 之间有足够的距离，不发生避雷 针向被保护物反击的空间距离不应小于5 米。 第4章 罐区防雷设计设计 避雷针安装在罐区周边比罐2倍高，远距罐 30米至40米范围是防雷主要可行措施。从 雷击储 油罐分析，主要原因是没有足够的 避雷针做保护罐区。避雷针的作用，是它 能对雷电场产 生一个附加电场 （这附加电 场是由于雷云对避雷针产 生静电感应引起 的），使雷电场 畸变，而将雷云放电的道 路吸引到本身，并由它及与它相联的引下 线和接地装置，将雷电流泄放到大地中去 ，隔离雷电进 入罐区，使储油罐免受直接 雷击。 第4章 罐区防雷设计设计 4.2雷电电感应应的防护护措施 根据建筑物防雷设计规 范汽油储罐 区防雷电感应的措施，应符合下列要求: 4.2.1储罐区内的设备 、管道、构架、电 缆金属外皮、钢屋架等大金属物和突出屋 面的放散管、风管等金属物，均应接到防 雷电感应的接地装置上。现场浇 制的或由 预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋 宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔18 24m采用引下线接地一次。 第4章 罐区防雷设计设计 4.2.2 平行敷设的管道、构架和电缆 金属外 皮等长金属物，其净距小于100mm时应 采 用金属线跨接，跨接点的间距不应大于 30m；交叉净距小于100mm时，其交叉处 亦应跨接。 当长金属物的弯头、阀门 、法兰盘 等连接 处的过渡电阻大于0.03时，连接处应 用 金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法 兰盘 ，在非腐蚀环 境下，可不跨接。 第4章 罐区防雷设计设计 4.2.3 防雷电感应的接地装置应和电气设 备接地装置共用，其工频接地电阻不应大 于10。防雷电感应的接地装置与独立避 雷针、架空避雷线或架空避雷网的接地装 置之间的距离应符合本规范第3.2.1条五款 的要求。 在电源引入的总配电箱处宜装设过电压 保 护器。 第五章 油罐区泡沫灭灭火系统设统设 计计 5.1 泡沫灭灭火系统统形式选择选择 5.2 泡沫灭灭火系统设计统设计 内容 5.3 中倍数泡沫产产生器 5.4 泡沫枪枪 5.5 泡沫混合液的总总流量 5.6 泡沫液最小贮备贮备 量 5.7 泡沫系统统用水贮备贮备 量计计算 （详细见 word） 第6章 油罐区喷喷淋冷却系统设计统设计 6.1 消防冷却系统统形式 根据石油化工企业设计 防火规范 gb50160-2008第8.4.5条罐壁高于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。本设计 内容尚未达到 所要求，故采用移动式消防冷却水系统。 第6章 油罐区喷喷淋冷却系统设计统设计 6.1.1 移动动式冷却水量 冷却水流量： （6-2）式 中： 着火罐移动冷却水供应强度， l/sm；（着火罐供水强度为0.6，邻近罐 供水强度为0.7 ） c内浮顶罐罐壁周长，m。 第6章 油罐区喷喷淋冷却系统设计统设计 （1）着火罐移动冷却水流量 着火罐与邻近水罐冷却周长： c1=c2=c3=c4= d=3.1414.5=45.53m 冷却水流量：q1=0.645.53=28l/s （2）相邻罐移动冷却水流量 q2=q3=q4=45.530.7=32l/s 移动冷却水总流量：q动冷 =q1+q2+q3+q4=124l/s （ 第6章 油罐区喷喷淋冷却系统设计统设计 4）故移动冷却用消防冷却水的总体积： v动冷=q动冷43600=12410- 343600=1785.6m3 6.2 消防栓 泡沫栓系供应泡沫混合液的消防栓。在泡 沫栓上接水带和泡沫枪，用泡沫扑救油品 火灾。根据规定，采用固定式泡沫灭火系 统的储罐区，应沿防火堤外侧均匀布置泡 沫消火栓 并应符合下列规定： 1 消火栓的保护半径不应超过120m； 2 高压消防给水管道上消火栓的出水量应 根据管道内的水压及消火栓出口要求的水 压计 算确定，低压消防给水管道上公称直 径为100mm、150mm 消火栓的出水量可 分别取15l/s、30l/s。 n= q消防栓的出水量，这里取30l/s 故上式为： =4.1 因此每个罐区设立5个消防栓才能满足移动 冷却用水的需求 第七章 消防用水量和消防水池 7.1 消防用水量 根据石油库设计规 范gb50074-2002 第12.2.6条规定，石油库的消防用水量， 应按油罐区消防用水量计算确定。油罐区 的消防用水量，应为 扑救油罐火灾配置泡 沫最大用水量与冷却油罐最大用水量的总 和。 第七章 消防用水量和消防水池 综上，v水池=(v动冷+ws)2 v水池水池的大小，m v动冷移动消防冷却水体积，m ws泡沫系统用水的最小贮备 量 故上式为：（1785.6+9.108）2=3589m 第七章 消防用水量和消防水池 7.2.1 消防水池平面图图 消防水池体积3589m3，设计 4座体积同为 10