（环境工程专业论文）抚顺石油一厂矸子山油库消防给水系统改造设计.pdf

中文摘要 论文针对矸子山油库区不符合规范的消防给水系统，依据现行消防技术规 范，综合考虑企业实际情况，经过分析比较，提出了一个切实可行的改造设计方 案。论文分析了矸子山油库消防给水系统现状、改造的背景、理由及可行性，提 出矸子山油库消防给水系统改造的工艺流程，进行了设计计算。该技术改造设计 的方案解决了矸子山罐区临时高压消防给水系统的严重不符合规范的问题；采用 先进的微机技术、p l c 技术、变频调速技术，全自动控制消防稳压泵自动供水； 采用的是一台消防泵及一台稳压泵，高、低压配电电源分别引自矸子山新建高压 配电间及矸子山中心变电所低压配电间，备用消防泵及稳压泵采用柴油泵来满足 一级负荷供电要求。 此设计如被应用将彻底解决抚顺石油一厂矸子山油库的火灾隐患问题，也将 提高企业的整体安全水平，不但有其理论意义，也有很大的实际意义。 关键词：油库消防给水改造设计 a b s t r a c t a c c o r d i n g t ot h ec u r r e n tt e c h n i c a ls t a n d a r d so ff i r ec o n t r o l ，t h ep a p e r d i s c u s s e dt h ed i s a d v a n t a g e so ft h ef i r ec o n t r o ls u p p l ys y s t e mi ng a n z im o u n t a i no i l d e p o ti nf u s h u nn o 1p e t r o l e u mf a c t o r y an e wd e s i g np r o j e c tf o rt r a n s f o r m i n g t h ef i r ec o n t r o ls u p p l ys y s t e mh a db e e np u tf o r w o r d t h ec u r r e n ts y s t e m a t i cs i t u a t i o n ， b a c k g r o u n do ft h ep r o j e c t ，a n df e a s i b i l i t yf o rt r a n s f o r m i n gh a db e e na n a l y s e d t h e n e wt e c h n i c a lp r o c e s so ft r a n s f o r m i n gt h ef i r ec o n t r o ls u p p l ys y s t e mw a sd e v e l o p e d a n dc a l c u l a t e d d e t a i l e d l y t h e n e wt e c h n i c a l p r o j e c t s o l v e dt h e s y s t e m a t i c s t a n d a r d i z e dd i s a d v a n t a g e so ft e m p o r a r i l yh i g h p r e s s u r ef i r ec o n t r o lw a t e rs u p p l y s y s t e mi ng a n z im o u n t a i no i ld e p o ti nf u s h u nn o 1p e t r o l e u mf a c t o r y m a n y a d v a n c e dt e c h n o l o g i e sw e r eu s e di nt h en e wd e s i g np m j e c t , s u c ha sc o m p u t e r t e c h n o l o g y , p l c ，f r e q u e n c yc o n v e r s i o nt oa d j u s ts p e e do fp u m p s ，a u t o m a t i cw a t e r s u p p l yo fs t e a d yp r e s s u r ep u m p o fa l l a u t o m a t i c a l l y f i r ec o n t r 0 1 t h e h i 曲， l o w - v o l t a g ee l e c t r i c i t yo fa r e s e r v ef i r ec o n t r o lp u m pa n ds t e a d yp r e s s u r ep u m pc o m e f r o mt h en e wh i 【g h - p r e s s u r ee l e c t r i cd i s t r i b u t i o ns t a t i o na n dt h el o w - v o l t a g ee l e c t r i c d i s t r i b u t i o a ns t m i o no ft h ec e n t r a le l e c t r i c p o w e rs u b s t a t i o ni ng a n z im o u n t a i n ， r e s p e c t i v e l y t h es t a n d b yp u m pa n ds t e a d yp r e s s u r ep u m pw e r ed i e s e lp u m p sf o r m e e t i n gt h ed e m a n do ff i r s tc l a s sl o a dp o w e rs u p p l y af i r e s n a gs h o u db et h o r o u g h l yr e s o l v e db yu s i n gt h i sd e s i g np r o j e c ti nt h e g a n z im o u n t a i no i ld e p o ti nf u s h u nn o tp e t r o l e u mf a c t o r y , a n da l s ot h ew h o l es a f e l e v e lo ft h ef a c t o r yw i l li n c r e a s e i tn o to n l yh a v et h em e a n i n go fi t st h e o r i e s ，b u t a l s oh a v ev e r yb i ga c t u a lm e a n i n g k e yw o r d s ：o i l d e p o t ，f i r e f i g h tf e e d w a t e r , t r a n s f o r m ，d e s i g n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨生盘芏或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：羽- 畎 签字日期： j 鲫万年彦月) 日 论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘注盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨童盘望可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：孙田荛敞。 导师签名 签字日期：j 嘭年g 月) 日 签字日期：w 哆年矿月7 j 日 天津大学硕士学位论文 第一章概论 第一章概论 1 1 消防给水系统的概念、作用及类型 1 1 1 消防给水系统的概念、作用 火灾的历史，是同人类用火的历史联系在一起的。火给人们带来温暖、光 明、动力，也给人们带来恐惧、祸害、灾难。火，就是释放热量并伴有烟或火焰 或两者兼有为特征的燃烧现象；燃烧则是一种放热、发光的化学反应；火灾就是 在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。尽管人类在很长时间里不能科学 地认识火和火灾的本质，但是人类用火和发生火灾的历史却十分久远。人类学会 用火，是跨入文明世界的一个标志，也是在认识和利用能源上的一次重大突破。 火的使用与用火技能的逐步提高，使人类摆脱“茹毛饮血”的野蛮时代，在文明 发展的道路上不断向前迈进，然而火既可以造福人类，也会给人类造成危害。随 着火的应用越来越广泛，火灾逐渐增多。古语说“水火无情”，不重视防火灭火， 就会受到火的惩罚。我国历史上许多政治家、思想家、军事家以及科学家、文学 家都对火灾和同火灾的斗争给予很大的重视。综观建国5 0 多年来火灾形势的变 化，可以预料，随着社会的发展和人口、经济的增长，今后发生火灾的几率仍会 增加旷。 水作为最简单易得的灭火剂，一直被普遍应用来灭火，随着人类科学技术 的发展，用水灭火的技术也不断发展，从简单的取水灭火到存水灭火，再到现在 的完善的消防给水系统，都证明人类抗御火灾的能力越来越强。消防给水工程在 国家经济和人民生活中占有重要地位。在现代化的城镇和工业企业中都设有消防 给水系统。建筑设计防火规范规定，在进行城镇、居住区、企事业单位规划 和建筑设计时，必须同时设计消防给水系统。 凡担负消防用水任务的给水系统，均称为消防给水系统。消防给水系统的 作用是经济合理、安全可靠地供应的消防用水。 天津大学硕士学位论文 第一章概论 1 1 2 消防给水系统的类型 1 1 2 1 消防给水系统，按消防水压要求，分成高压给水系统、临时高压给水系 统和低压给水系统“ 1 高压给水系统：消防管网内经常保持足够的压力，火场上不需要使用消防车 或其他移动式消防水泵加压，从消火栓接出水带和水枪，就能扑灭火灾的给水系 统”1 。 ( 1 ) 城镇高压消防给水系统。当生产用水、生活用水和消防用水达到最大，水枪 的充实水柱不应小于1 0 米。即其最不利点消火栓的水压，应满足喷嘴口径1 9 毫 米的水枪和直径6 5 毫米、长度1 2 0 米的麻质水带的要求，每支水枪的流量不小 于5 l s 。 高压给水系统最不利点消火栓的压力，应按下面公式计算。 h = h d + h + h 标 ( 1 1 ) 式中 t 一消火栓压力，米水柱； h 。一6 条直径6 5 毫米麻质水带的压力损失，米水柱： h 枪一口径1 9 毫米水枪，当充实水柱长度不小于1 0 米时的水压，米 水柱； h 。一水枪气站在建筑物的最高处时，消火栓和水枪手的标高差，米； ( 2 ) 高层建筑区的区域高压消防给水系统。当高层建筑区域内的生产用水、生活 用水和消防用水达到最大时，应满足高层建筑内最不利点的灭火设备的水压要 求。 2 临时高压消防给水系统。在临时高压给水管网内，平时水压不高，在泵站内 设置高压消防水泵，在发生火灾时，消防水泵启动后，管网内的压力达到高压消 防给水系统的要求。 3 低压消防给水系统。低压消防给水系统管网内平时压力较低，火场上灭火使 用水枪的压力由消防车或其他移动式消防水泵形成。 低压给水系统往往采用生产、生活和消防用水合用的给水系统。当系统内生 产用水、生活用水和消防用水达到最大时，低压消防给水系统内最不利点消火栓 的水压不应小于l o 米水柱( 从地面算起) 。以满足消防车从消火栓取水的最低要 求，同时保证在消防时管网内维持正压，满足卫生保护的需要。最不利点消火栓 天津大学硕士学位论文 第一章概论 采用1 0 米水柱的水压，对火场供水是不充裕的，在条件允许时宜适当提高，例 如采用1 5 米水柱。 无水塔的管网在平时生产用水和生活用水达到最大时，泵站的水泵扬程为： h p = h z + h 吸+ h 输+ h 网+ h 控 ( 1 2 ) 式中h p 一水泵扬程，米水柱： h z _ 控制点与水泵轴的标高差，米 h 吸一吸水管的压力损失，米水柱 h 输一输水管的压力损失，米水柱 h 网一管网的压力损失，米水柱 h 控一控制点需要的压力，米水柱 发生火灾后，无水塔管网的水泵扬程将大幅度地提高，此时消防水泵的扬程 则为； h p = h z + h 吸+ h 输+ h 网+ h 栓 ( 卜3 ) 式中h p 一消防时水泵扬程，米水柱 h 吸消防时水泵吸水管压力损失，米水柱 h 输消防时输水管网压力损失，米水柱 h 网最不利点( 即控制点) 消火栓处的水压，米水柱，一般可采 用1 0 米水柱 1 1 2 2 消防给水系统，按其用途分成四种给水系统 l _ 生活用水和消防用水合并的给水系统 城镇和企事业单位内广泛采用生活用水和消防用水合并的给水系统。管网内 的水经常保持流动状态，不仅在投资上较经济，而且便于日常检查和保养，消防 给水较安全可靠。 生活用水和消防用水合并的给水系统，当生活用水量达到最大小时流量时， 仍应保证全部消防用水量。 2 生产用水和消防用水合并的给水系统。 企事业单位内，消防用水时不致引起生产事故，生产设备检修时不致引起消 防用水中断的情况，可采用生产用水和消防用水合并的给水系统。 生产用水和消防用水合并的系统，在生产用水量达到最大小时流量时，仍应 天津大学硕士学位论文 第一章概论 保证全部的消防用水量。 生产用水与消防用水的水压要求往往相差很大，在消防用水时可能影响生活 用水，或由于水压提高，生产用水量增大而影响消防用水量；此外，有些工业企 业还要求有不被易燃液体所污染的特殊的水质或生产用水。所以在工业企业内较 少采用生产用水和消防用水合并的给水系统，而较多采用生活用水和消防用水合 并的给水系统，并辅以独立的生产给水系统”。 工业企业内的低压给水系统在消防时不致引起生产事故时，生产用水可作为 消防用水。可在生产给水管网上设置必要的消火栓，作为消防备用水源。或将生 产给水管网与消防给水管网相连接，作为消防的第二水源，但生产用水转为消防 用水的阀门不应超过两个，且开启阀门的时间不应超过5 分钟，以利及时供应火 场用水。 3 生产用水、生活用水和消防用水合并的给水系统。大中城市的给水系统均属 这种系统，采用这种系统有时可以节约大量投资和管材，是较经济的给水系统之 一。当生产和生活用水量很，而相对地说消防用水量不大时，采用这种综合供水 的给水系统是较合适的。当生产用水和生活用水达到最大小时流量时，仍能供应 全部消防用水量。 4 独立的消防给水系统。工业企业内生产和生活用水较小而消防用水量较大时， 或生产用水可能被易燃、可燃液体污染时，常采用独立的消防给水系统。当消防 给水系统有特殊的要求( 例如有高压带架水枪、水喷雾灭火设施等) 时，往往采 用高压或临时高压的独立的消防给水系统。 1 1 2 3 消防给水系统，按其管网平面布置形式分成环状管网给水系统和枝状管 网给水系统。 1 环状管网给水系统。管网在平面布置上，干线形成若干闭合环的管网给水系 统，称为环状管网给水系统。环状管网的干线彼此相通，水源四通八达，畅通无 阻，消防供水安全。因此，在一般情况下，凡负有消防给水任务的给水系统管网， 均应布置成环状管网，确保消防用水的可靠性。 2 枝状管网给水系统。管网在平面布置上，干线成树枝状，分枝后，干线彼此 无联系的管网给水系统，称为枝状管网给水系统。枝状管网给水系统内，水流从 水源地向用户( 用水部位) 单一方向流动。当某段在检修或损坏时，其后方就无 天津大学硕士学位论文第一章概论 水。因此，枝状管网供水不安全，城镇和重要的企事业单位，不应采用枝状管网 消防给水系统。在城镇建设的初期，在某些部位可能难以布置环状管网，可采用 枝状管网，但在重点保卫部位应设置消防水池，并应考虑今后有形成环状管网的 可能。在城镇的郊区，当室外消防用水量不大于1 5 l s 时供应该建筑物的消防给 水管道，可采用枝状给水管道，其消防用水安全问题，由消防队予以解决。 1 1 2 4 此外，消防给水系统按其水源可分成地表水消防给水系统和地下水消防 给水系统；按其水源地的数量( 即水厂的数量) 还可分成单水源消防给水系统和 多水源消防给水系统。 1 2 消防用水量的确定及消防水源的分类、选择； 1 2 1 消防用水量的确定 火灾统计资料说明，火灾造成重大经济损失的主要原因是火场缺水。因此， 消防给水系统供给足够的数量的水量和保证必要的水压，是消防给水设计的重要 任务。在给水系统设计时，首先应确定供应的水量，因为水系统的取水、水处理、 泵站、管网等构筑物，都按规定的水量确定其规模。 城镇和企事业单位消防给水系统设计时，其室外消防用水量可按下式进行计 算”3 。 o = n q + ( 1 4 ) 式中： 卜室外消防用水量， c s ： n 一同一时间内发生火灾次数，次： q 一1 次灭火用水量，c s 工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量，应按同一时间内的火灾次数和一 次灭火用水量确定。 工厂、仓库和民用建筑在同一时间内的火灾次数不应小于表卜1 的规定； 天津大学硕士学位论文 第一章概论 水。因此，桂状管网供水不安全，城镇和重要的企事业单位，不应采用枝状管网 消防给水系统。在城镇建设的初期，在某些部位可能难以布置环状管网，可采用 枝状管网，但在重点保卫部位应设置消防水池，并应考虑今后有形成环状管网的 可能。在城镇的郊区，当室外消防用水量不大于i5 l s 时供应该建筑物的消防给 水管道，可采用枝状给水管道，其消防用水安全问题，由消防队予阱解决。 1 1 2 4 此外，消防给水系统按其水源可分成地表水消防给水系统和地下水消防 给水系统；按其水源地的数量( 即水厂的数量) 还可分成单水源消防给水系统和 多水源消防给水系统。 1 2 消防用水量的确定及消防水源的分类、选择 1 2 1 消防用水量的确定 火灾统计资料说明，火灾造成重大经济损失的主要原因是火场缺水。因此。 消防给水系统供给足够的数量的水量和保证必要的水压，是消防给水设计的重要 任务。在给水系统设计时，首先应确定供应的水量，因为水系统的取水、水处理、 泵站、管网等构筑物，都按规定的水量确定其规模。 城镇和企事业单位消防给水系统设计时，其室外消防用水量可按下式进行计 算“。 q = n q 。 ( 卜4 ) 式中： 卜室外消防用水量，l s ： n 一同一时间内发生火灾次数，次： q 1 次灭火用水量，l s 工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量，应按同一时间内的火灾次数和一 次灭火用水量确定。 工厂、仓库和民用建筑在同一时间内的火灾次数不应小丁表卜l 的规定： 工j 、仓库和民用建筑在同一时间内的火灾次数不应小于表1 1 的规定： 天津大学硕士学位论文第一章概论 水。因此，枝状管网供水不安全，城镇和重要的企事业单位，不应采用枝状管网 消防给水系统。在城镇建设的初期，在某些部位可能难以布置环状管网，可采用 枝状管网，但在重点保卫部位应设置消防水池，并应考虑今后有形成环状管网的 可能。在城镇的郊区，当室外消防用水量不大于1 5 l s 时供应该建筑物的消防给 水管道，可采用枝状给水管道，其消防用水安全问题，由消防队予以解决。 1 1 2 4 此外，消防给水系统按其水源可分成地表水消防给水系统和地下水消防 给水系统；按其水源地的数量( 即水厂的数量) 还可分成单水源消防给水系统和 多水源消防给水系统。 1 2 消防用水量的确定及消防水源的分类、选择； 1 2 1 消防用水量的确定 火灾统计资料说明，火灾造成重大经济损失的主要原因是火场缺水。因此， 消防给水系统供给足够的数量的水量和保证必要的水压，是消防给水设计的重要 任务。在给水系统设计时，首先应确定供应的水量，因为水系统的取水、水处理、 泵站、管网等构筑物，都按规定的水量确定其规模。 城镇和企事业单位消防给水系统设计时，其室外消防用水量可按下式进行计 算”3 。 o = n q + ( 1 4 ) 式中： 卜室外消防用水量， c s ： n 一同一时间内发生火灾次数，次： q 一1 次灭火用水量，c s 工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量，应按同一时间内的火灾次数和一 次灭火用水量确定。 工厂、仓库和民用建筑在同一时间内的火灾次数不应小于表卜1 的规定； 天津大学硕士学位论文第一章概论 表1 - 1 同一时间内的火灾次数表 基地面积 附有居住区同一时间内 名称备注 人数( 万人)的火灾次数 ( h a ) 按需水量最大的一座 1 5 1 建筑物( 或堆场、储罐) 1 0 0 计算 工厂 1 52工厂、居住区各一次 按需水量最大的两座 1 0 0 不限 2 建筑物( 或堆场、储罐) 计算 仓库按需水量最大的一座 民用 不限 不限 1 建筑物( 或堆场、储罐) 建筑计算 注：a 、采矿、选矿等工业企业，如各分散基地有单独的消防给水系统时，可分 别计算。 甲、乙、丙类液体储罐区的消防用水量，应按灭火用水量和冷却用水量之和 计算。 1 灭火用水量应按罐区内最大罐配置泡沫的用水量和泡沫管枪配置泡沫的用水 量之和确定，并应按现行的国家标准低倍数泡沫灭火系统设计规范有关规定 计算 ”1 。 2 储罐区的冷却用水量，应按一次灭火最大需水量计算。距着火罐罐壁1 5 0 倍 直径范围内的相邻储罐应进行冷却，其冷却水的供应范围和供给强度不应小于表 卜2 的规定。 天津大学硕士学位论文 第一章概论 表i - 2 冷却水的供给范围和供给强度 设备类 储罐名称供给范围供给强度 型 固定顶立式罐( 包括保温罐)罐周长o 6 0 ( l s ) 着浮顶罐( 包括保温罐)罐周长0 4 5 ( l s m ) 火卧式罐罐表面积 0 i 0 ( l s m 2 ) 罐 地下立式罐、半地下和地下卧无覆土的表面 0 1 0 ( l l s m 2 ) 式罐积 移动式 固定顶立式非保温罐0 3 5 ( l s m ) 水枪罐周长的一半 罐保温罐 o 2 0 ( t s m ) 相 罐表面积的一 邻卧式罐0 1 0 ( l s m 2 ) 半 罐 无覆土罐表面 半地下、地下罐0 1 0 ( l s m 2 ) 积的一半 着立式罐罐周长 0 5 0 ( l s ：m ) 火 卧式罐罐表面积0 1 0 ( l s m 2 ) 固定式罐 设备相立式罐罐周长的半0 5 0 ( l s m ) 邻罐表面积的一 卧式罐 0 1 0 ( t l s 】1 1 2 ) 罐 坐 注：a 、冷却水的供给强度，还应根据实地灭火战术所使用的消防设备进行校核。 b 、当相邻罐采用不燃烧材料进行保温时，其冷却水供给强度可按本表减少5 0 。 c 、储罐可采用移动式水枪或固定式设备进行冷却。当采用移动式水枪进行冷却 时，无覆土保护的卧式罐、地下掩蔽室内立式罐的消防用水量，如计算出的水量 小于1 5t s 时，仍应采用1 5t l s 。 d 、地上储罐的高度超过1 5 m 时，宜采用固定式冷却水设备。 天津大学硕士学位论文 第一章概论 e 、当相邻储罐超过4 个时，冷却用水量可按4 个计算。 3 覆土保护的地下油罐应设有冷却用水。冷却用水量应按最大着火罐罐顶的表面 积( 卧式罐按投影面积) 计算，其供给强度不应小于0 i 0l s m 2 。当计算出来的 水量小于1 5l s 时，仍应采用1 5l s 。 甲、乙、丙类液体储罐冷却水延续时间，应符合下列要求： ( 1 ) 浮顶罐、地下和半地下固定顶立式罐、覆土储罐和直径不超过2 0 m 的地上固 定顶立式罐，其冷却水延续时间按4 h 计算： ( 2 ) 直径超过2 0 m 的地上固定顶立式罐冷却水延续时间按6 h 计算。 液化石油气储罐区消防用水量应按储罐固定冷却设备用水量和水枪用水量 之和计算，其设计应符合下列要求： ( 1 ) 总容积超过5 0 m 的储罐区和单罐容积超过2 0 m 3 的储罐应设置固定喷淋装置。 喷淋装置的供水强度不应小于0 1 5l s m 2 ，着火储罐的保护面积按其全表面积 计算；距着火罐直径( 卧式罐按罐直径和长度之和的一半) 1 5 倍范围内的相邻储 罐按其表面积的一半计算。 ( 2 ) 水枪用水量，不应小于表1 3 的规定 表1 3水枪用水量 总容积( m 3 ) 2 5 0 0 单罐容积( m 3 ) ) 1 0 04 0 0 4 0 0 水枪用水量( l s ) 2 03 04 5 注：a 、水枪用水量应按本表总容积和单罐容积较大者确定。 b 、总容积 1 5 0 0 0 2 处：一处为厂区消防用水量最大 处，另一外为居住区 1 0 0 0 0 0 0 不限2 处：一处为厂区消防用水量最大 处，另一外为居住区、厂区辅助生 产设旄两处中的消防用水量的较 大处 3 联合企业内的各分厂、罐区、居住区等，如有各自独立的消防给水系统，其 消防用水量应分别进行计算。 4 一次灭火的用水量，应符合下列规定 天津大学硕士学位论文第一章概论 ( 1 ) 工艺装置的消防用水量，应根据其规模、火灾危险类别及固定消防设施的设 置情况等综合考虑确定。当确定有困难时，可按表卜5 选定。火灾延续供水时间 不应小于3 h 。 表卜5 工艺装置的消防用水量 中型( l s )大型( l s ) 石油化工1 5 0 3 0 0 3 0 0 4 5 0 炼油 1 5 0 一2 3 02 3 0 3 0 0 合成氨及氨加工 9 0 - 1 2 0 1 2 0 一1 5 0 ( 2 ) 辅助生产设旌的消防用水量，可按3 0 l s 计算。火灾延续供水时间，不宜 小于2 h 。 注：化纤厂房的消防用水量，可按现行国家标准建筑设计防火规范的有关规 定执行。 5 可燃液体罐组的消防水量计算，应符合下列规定： ( 1 ) 应按火灾时消防用水量最大的罐组计算，其水量应为配置泡沫用水及着火 罐和邻近罐的冷却用水量之和； ( 2 ) 当着火罐为立式罐时，距着火罐罐壁1 5 倍着火罐直径范围内的相邻罐应 进行冷却；当着火罐为卧式罐时，着火罐直径与长度之和的一半范围内的邻近地 上罐应进行冷却； ( 3 ) 当邻近立式罐超过3 个时，冷却水量可按3 个罐的用水量计算；当着火罐 为浮顶或浮舱式内浮顶罐( 浮盖用易熔材料制作的储罐除外) 时，其邻近罐可不考 虑冷却。 6 可燃液体地上立式罐应设固定或移动式消防冷却水系统，其供水范围、供水 强度和设置方式应满足f y j 要求： ( 1 ) 供水范围、供水强度不应小于表卜6 的规定 天津大学硕士学位论文第章概论 ( 2 ) 罐壁高于1 7 m 或储罐容量大于、等于1 0 0 0 0 m 3 的非保温罐应设置固定式消防 冷却水系统，但润滑油罐可采用移动式消防冷却水系统； ( 3 ) 储罐固定式冷却水系统应有确保达到冷却水强度的调节设施。 注：浅盘式内浮顶罐按固定顶罐计算。 表卜6 消防冷却水的供水范围和供水强度 供水强度 储罐供水范围1 6 m m 水中1 9 m m 水附注 枪枪 固定顶罐罐周全长0 6 l s m 0 8 l s i i l 移浮盖用易熔 着 动材料制作的 火浮顶罐、内 式罐周全长0 4 5 l s m0 6 l s m内学顶罐按 罐 浮顶罐 水固定项罐计 枪算 冷 邻不保温0 3 5 l s i l l0 7 l s m 却 近罐周半长 保温0 2 l s m 罐 固定顶罐罐壁表面积 2 5 l m i n 2 浮盖用易熔 着 材料制作的 火浮顶罐、内 固罐壁表面积2 o l m i n m 2内学顶罐按 罐浮顶罐 定固定顶罐计 式算 冷 按实际冷却 却面积计算，但 罐壁表面积 邻近罐2 o l m i n m 2不得小于罐 的1 2 壁表面积的 1 2 天津大学硕士学位论文第一章概论 7 可燃液体地上卧式罐宜采用移动式水枪冷却。冷却面积应按投影面积计算。“。 供水强度：着火罐不应小于6l m i n m 2 ；邻近罐不应小于3l m i n m 2 。 8 可燃液体储罐消防冷却用水的延续时间：直径大于2 0 m 的固定顶罐和浮盖用易 熔材料制作的浮舱式内浮顶罐，应为6 h ；其他储罐可为4 h 。 1 4 3 消防给水管道及消火栓 1 大型石油化工企业的工艺装置区、罐区等，应设独立的稳高压消防给水系统， 其压力宜为0 7 1 2 m p a 。其他场所采用低压消防给水系统时，其压力应确保灭 火时最不利点消火栓的水压，不低于0 1 5 m p a ( 自地面算起) 。低压消防给水系 统不应与循环冷却水系统合并。 2 消防给水管道应环状布置，并符合下列规定： ( 1 ) 环状管道的进水管，不应少于两条； ( 2 ) 环状管道应用阀门分成若干独立管段，每段消火栓的数量不宜超过5 个； ( 3 ) 当某个环段发生事故时，独立的消防给水管道的其余环段，应能通过1 0 0 的消防用水量；与生产、生活合用的消防给水管道，应能通过1 0 0 的消防用水 和7 0 的生产、生活用水的总量； ( 4 ) 生产、生活用水量应按7 0 最大小时用水的秒流量计算；消防用水量应按 最大秒流量计算。 ( 5 ) 地下独立的消防给水管道，应埋设在冰冻线以下，距冰冻线不应小于1 5 0 m m 。 ( 6 ) 工艺装置区或罐区的消防给水干管的管径，应经计算确定，但不宜小于 2 0 0 m e 。 独立的消防给水管道的流速，不宜大于5 m s 。 3 消火栓的设置，应符合下列规定 ( 1 ) 宜选用地上式消火栓； ( 2 ) 消火栓应沿道路敷设： ( 3 ) 消火栓距路面边不宜大于5 m ；距建筑物外墙不宜小于5 m 天津大学硕士学位论文 第一章概论 ( 4 ) 地上式消火栓距城市型道路路面边不得小于0 5 m ：距公路型双车道路肩边 不得小于0 5 m ；距单车道中心线不得小于3 m ； ( 5 ) 地上式消火栓的大口径出水口，应面向道路。当其设置场所有可能受到车 辆冲撞时，应在其周围设置防护设施； ( 6 ) 地下式消火栓应有明显标志。 4 消火栓的数量及位置，应按其保护半径及被保护对象的消防用水量等综合计算 确定，并符合下列规定： ( 1 ) 消火栓的保护半径，不应超过1 2 0 m ； ( 2 ) 高压消防给水管道上的消火栓的出水量，应根据管道内的水压及消火栓出 口要求的水压经计算确定，低压消防给水管道上公称直径为1 0 0 m m 、1 5 0 m m 消火 栓的出水量，可分别取1 5 l s 、3 0 l s ； ( 3 ) 工艺装置区、罐区，宜设公称直径1 5 0 m m 的消火栓。 ( 4 ) 工艺装置区的消火栓应在工艺装置四周设置，消火栓的间距不宜超过6 0 m 。 当装置内设有消防通道时，亦应在通道边设置消火栓。可燃液体罐区、液化烃罐 区距罐壁1 5 m 以内的消火栓，不应计算在该储罐可使用的数量之内。 ( 5 ) 与生产或生活合用的消防给水管道上设置的消火栓，应设切断阀。当检修 消火栓允许停水时，可不设。 抚顺石油一厂矸子山油库的消防给水系统作为一个大型石油化工企业罐区 的消防给水系统未能形成独立的稳高压消防给水系统，严重不符合规范要求室 外消火栓由于不是统一建设的，在规格和形式上都有一定区别，存在地上式和地 下式消火栓两种形式，不利于统一的管理和使用 1 4 4 消防水泵房 1 消防水泵房宜与生活或生产的水泵房合建，其耐火等级不应低于二级。 2 消防水泵应采用自灌式引水系统。当消防水池处于低液位不能保证自灌引水 时，宜设辅助引水系统。 3 消防水泵的吸水管、出水管应符合下列规定： 天津大学硕士学位论文第一章概论 ( 1 ) 每台消防水泵宜有独立的吸水管；两台以上成组布置时，其吸水管不应少 于两条，当其中一条检修时，其余吸水管应能确保吸取全部消防用水量： ( 2 ) 成组布置的水泵，至少应有两条出水管与环状消防水管道连接，两连接点 间应设阀门。当一条出水管检修时，其余出水管应能输送全部消防用水量： ( 3 ) 泵的出水管道应设防止超压的安全设施； ( 4 ) 出水管道上，直径大于3 0 0 r a m 的阀门，宜采用电动阀门、液动阀门或气动 阀门，阀门的启闭应有明显标志。 4 消防水泵、稳压泵应分别设置备用泵。备用泵的能力不得小于最大一台泵的能 力。 5 消防水泵应在接到报警后2 m i n 以内投入运行。稳高压消防给水系统的消防水 泵应为自动控制。 6 消防水泵房应设双动力源；当采用内燃机作为备用动力源时，内燃机的油料 储备量应能满足机组连续运转6 h 的要求。 抚顺石油一厂矸子山油库消防给水系统目前的消防水泵房由于是为临时高 压给水提供压力的，所以根本无法满足稳高压系统的要求，需要重新选址，并应 更新所有的设备以满足新系统的要求 1 5 本课题的技术路线选择。 抚顺石油一厂作为1 9 2 8 年建厂的老石油化工企业，存在多处不符合此规范 的火灾隐患，矸子山油库始建虽然时间不是特别长，但与现行的国家消防技术规 范也有着较大冲突。 首先，由于现有系统为消防与生产合用低压给水管网，不能形成独立的稳高 压系统，系统供水压力只能维持在0 3 0 4 m p a ，当发生火灾时，由于水压力不 足，无法满足固定消防设施及消防水炮工作压力要求； 其次，消防时用水量增大，系统压力降低，将直接影响其它装置正常生产用 水； 第三，现有消防系统管网投用时间较长，系统管材为铸铁管，按承压 0 4 0 5 m p a 设计，若不更换管材只增加管网系统压力，当消防系统压力提高到 天津大学硕士学位论文 第一章概论 0 7 m p a 以上满足消防水炮压力要求时，将会发生爆管事故； 第四，消防系统核心部分消防水泵房不能满足要求。 由于矸子山旧有系统是合建式系统( 其中，矸子山消防泵站是间歇运行，火 灾发生时临时启动消防泵向管网内加压输水，平时的用水量由自来水公司提供) ， 根本无法满足石油化工企业设计防火规范的要求。可见，随着石油化工企 业设计防火规范( 1 9 9 9 年版) g b 5 0 1 6 0 9 2 的发布实施，对照石油一厂矸子山 油库消防水系统现状与国家现行规范及实际消防工作的要求，无论供水压力还是 系统设施的配置与现行规范要求存在的差距太大，必须对现有消防水系统加以改 造，以确保装置“安、稳、长、满、优”运转，为企业提高经济效益提供安全保 证。 天津大学硕士学位论文第二章消防给水系统现状及改造的可行性分析 第二章消防给水系统现状及改造的可行性分析 2 1 项目自然情况 2 1 1 抚顺石油一厂自然情况 抚顺石化分公司石油一厂( 简称：石油一厂) 隶属于中国石油天然气股份有 限公司。始建于1 9 2 8 年，现加工沈北油和大庆油混合原油，年原油加工量3 5 0 万吨。主要生产汽油、柴油、石蜡、润滑油、石油焦等1 2 大类、7 0 个牌号的产 品。拥有常减压蒸馏、催化裂化、酮苯脱油脱蜡、糠醛精制和石蜡加氢等炼油生 产装置2 3 套，辅助装置2 9 套。现有员工2 7 1 1 人，截止2 0 0 0 年末，资产总额为 2 1 4 亿元，固定资产原值2 5 7 亿元，现工业总产值5 4 7 亿元，资产负债8 2 亿元，股东权益总额1 3 2 亿元。石油一厂按地理位置分为老区和新区两部分， 总占地面积1 8 8 5 5 万平方米。其中：老厂区占地面积4 4 7 5 万平方米，矸子山 油库占地面积4 4 6 万平方米。矸子山油库位于老厂区附近，主要储存原油、成 品燃料油、液化气及厂间互供料。 石油一厂是东北首家通过i s 0 9 0 0 2 质量体系认证的炼油企业，1 9 9 5 年通过 认证审核。“九五”期间，石油一厂共为国家上缴利税1 4 7 ，6 9 7 万元，实现利 润6 9 ，5 6 1 万元。 2 1 2 石油一厂矸子山油库自然情况 石油一厂矸子山油库车间自1 9 6 5 年始建以来，随着生产的发展，已成为一 个大型炼厂附属油库。 矸子山油库成品油系统有3 0 0 0m 3 以上的油罐3 3 台( 其中内浮顶罐2 5 台， 固定顶罐8 台) ，5 0 0m 3 固定顶罐2 台，3 0 0m 3 固定顶罐1 台：一次储存能力1 5 4 万吨，年储存能力可达2 0 0 万吨以上。矸子山油库原油系统有1 0 0 0 0 m 3 内浮顶原 油罐2 台，5 0 0 0 0 m 3 外浮顶原油罐2 台；1 0 0 0 m 3 脱水罐1 台。一次储存能力1 2 万 吨，年储存能力可达3 5 0 万吨以上。 油品外运分三种形式：火槽外运、管输外运、汽槽外运，年外运能力可达 天津大学硕士学位论文第二章消防给水系统现状及改造的可行性分析 2 0 0 万吨以上。 火槽外运有小鹤管装卸车栈桥两座，鹤位1 5 8 个：大鹤管装车栈台2 座，8 个鹤位。 北栈桥全长3 4 0 m ( 东部停用) ，双侧装车，有上部喷溅式d g l 0 0 小鹤管1 6 个， 液下套管式小鹤管1 2 个。石脑油有1 6 个鹤位双侧自压装车，平均1 2m i n 装 一台车。还有1 2 个润滑油基础油装车鹤位，分为三组，分别装三个品种的润滑 油基础油。另外，还有1 6 台卸车鹤位，卸车鹤管主要用来卸石油三厂外购分子 筛、m t b e 或其它调合组份。 南装车栈桥全长3 0 0 m ，可双侧装车，每侧可排放槽车2 3 台，有上部喷溅式 d g l 0 0 小鹤管4 6 个，有液下套管式小鹤管6 8 个。o 号柴油、- 3 5 号柴油、粗氢 油、分子筛、汽油轮换交错装车。其中0 号轻柴油和粗氢油共用一套鹤管双侧装 车，共有4 6 个鹤位，除3 0 0 0 m 3 - 3 号罐、3 0 0 0 m 3 5 号罐、3 0 0 0 m 3 6 号罐开泵装 车外其它柴油均可自压装车，平均6m i n 装一台车。分子筛和一3 5 号柴油共用一 套鹤管双侧自压或开泵装车，共有4 6 个上部喷溅式d g l 0 0 小鹤管，平均5m i n 装 一台车。汽油单( 南) 侧装车，有2 2 个液下套管式小鹤管，平均5m i n 装一台 车，因汽油采用大鹤管装车，小鹤管汽油装车已闲置多年。 东、西两座大鹤管栈台，共8 套液下密闭定位装车大鹤管。其中：1 号大鹤 管、2 号大鹤管、3 号大鹤管、4 号大鹤管4 套用于装石油三厂低凝柴油，5 号大 鹤管、6 号大鹤管、7 号大鹤管、8 号大鹤管4 套用于装汽油。东西栈台南北两 侧每次可摆放槽车4 8 台，平均6 m i n 9 m i n 装一台车( 四台鹤管同时使用) ，年 装运能力6 5 万吨以上。 库内有特洗库一座，全长1 0 1m ，宽1 6 5m ，库内有掏车栈桥一座，双侧 掏车。每批可刷洗铁路槽车1 4 台，平均每批刷洗时间为2 5h 。槽车普洗在装 车栈桥进行，边掏边装。 管输外运有汽油、柴油、石脑油、分子筛料、粗轻油、生成油泵房和长输管 线、计量设施。主要输往市石油公司、沈后部队油库、南输首站、石油三厂、乙 烯、远大公司等。 原油脱水系统有一台5 0 m 3 油水分离器、一台5 0 m 3 拣油罐和一台1 0 0 0 m 3 脱水 罐。 天津大学硕士学位论文第二章消防给水系统现状及改造的可行性分析 油库距厂内3k m 以上，现已基本建成供汽、供水、供电、消防、质量检查、 铁路外运、机务、设备维修、电气维护、仪表维护、供排水维护、治安保卫、通 讯、食堂、环卫、浴池等部门，构成了矸子山油品储运的整体系统。 石油一厂矸子山油库成品油系统，主要担负着全厂汽油、分子筛料( 灯油) 、 石脑油、o 号柴油、+ 5 号柴油、+ 1 0 号柴油、一3 0 号柴油、一3 5 号柴油、生成油、 粗氢油、润滑油基础油等l o 种以上产品的接收、储存、调合、输转出厂任务； 油库车间原油系统，主要负责大庆、沈北原油接收、储存、供蒸馏原料油输转工 作。 2 2 项目消防给水系统现状 石油一厂矸子山油库消防水系统建于7 0 年代，为消防与生产合用的低压给 水管网系统，由石油一厂矸子山生活水加压泵房通过一条d n 3 0 0 管道供水，供水 量3 0 0 m v h ，供水压力0 3 - 0 ，4m p a 。矸子山消防水系统现有消防水池5 座( 不 含泡沫站4 0 0m3 ) ，总贮水量9 0 0 0m3 。其中：油库罐区现有消防水池4 座，贮 水量6 0 0 0m3 ；气体球罐区有消防水池1 座，贮水量3 0 0 0m3 。油库罐区有d n l 0 0 旧式地下式消火栓9 9 台，消防水泵房内设l o s h - 9 水泵3 台，其中2 台配y 2 8 0 一s 电机，1 台配6 1 6 0a 型柴油机；气体球罐区有d n l 0 0 旧式地下式消火栓5 台， 消防泵房内设l o s h9 水泵2 台，配b j o 。9 2 4 电机。矸子山消防泵房内设低压消 防水泵情况见表2 - 1 。 表2 1 矸子山消防泵表 流量扬程功率数量 编号泵型号备注 ( m 3 h ) ( m )( k w ) ( 台) 位于油库区消防 泵1 1 0 s h 一93 6 0 6 1 2 1 2 5 泵房，其中2 台配 7 53 3 3 2 5 y 2 8 0 一s 电机，l 台 配6 1 6 0 a 型柴油机 泵1 1 0 s h 一93 6 0 6 1 2 1 2 5 位于气体球罐区 7 52消防泵房，配 2 3 2 5 b 3 0 ：9 2 4 电机 矸子山5 0 0 0 0m 3 原油罐区消防泡沫泵房于1 9 9 6 年8 月建成，该泵房配有4 0 0 天津大学硕士学位论文第二章消防给水系统现状及改造的可行性分析 m 3 消防水池一座，空气泡沫液箱一个，泡沫混合液分配器一个，泡沫比例混合器 四台，消防泵以及相应的管线、泡沫栓。 2 3 项目建设背景及理由 石油一厂矸子山油库在石油化工企业设计防火规范( 1 9 9 9 年版) 实施后， 存在着严重不符合规范处，未形成独立的稳高压消防给水系统，抚顺石化分公司 将石油一厂矸子山油库消防给水系统改造列入