大型石油库消防设计若干问题探讨

大型石油库消防设计若干问题探讨大型石油库消防设计若干问题探讨 1 引言 近年来 石油供需矛盾突出 油价屡创新高 燃料油市场 逐步开放 国家石油储备基地 民营大型石油库以及化工企业 配套油库建设项目不断增多 笔者根据石油库消防审核和验收 工作中的实践经验 以及辖区油库火灾爆炸扑救的切身体会 就当前大型石油库消防设计中的一些问题进行探讨 2 石油库的等级划分 石油库建设规模不一 库容大则在 500 104m3 以上 单罐 容积达 10 15 104m3 而小的仅几千几万 m3 我国现行 石 油库设计规范 将石油库按库容划分为五个等级 一级石油库 容量等于和大于 10 104m3 笔者认为 这样划分并不合理 一 级石油库范围太广 造成总库容 10 104m3 的油库与 500 104m3 的油库安全标准相同 在现阶段油库建设规模不断 扩大 单罐容量逐步趋于大型的情况下 建议对石油库等级进 行调整 容量在 10 104m3 以上石油库再进行分级 并相应调 整安全标准 3 安全距离 3 1 石油库之间的安全距离 石油库设计规范 第 4 0 7 条注 8 当两个石油库或油库 与工矿企业的油罐区相毗邻建设时 其相邻油罐之间的防火距 离可取相邻油罐中较大罐直径的 1 5 倍 但不应小于 30m 当 前工业布局往往呈现块状 化工园区的建设比较普遍 油库和 油罐建造逐步向大型过渡 10 104m3 油罐的直径达 80m 1 5 倍直径就是 120m 而作为同一油库内的相邻两个油罐 以浮顶 罐为例 间距为 0 4d 即 32m 且特殊情况下还可取 20m 从 工程实际和当前土地资源紧张实际情况出发 相邻油库油罐间 的间距应予以适当放宽 大型油库可以参照 4 0 7 条与工矿企业 的安全距离 60 米确定 其它油库应根据储存油品的种类和油罐 容积分别作出规定 予以适当放宽 3 2 油罐之间的防火距离 我国现行规范规定 浮顶油罐之间的防火距离为 0 4d 特 殊情况下取 20m 丙 a 类地上式固定顶油罐为 0 4d 最小可取 15m 1000m3 以上的丙 b 类油罐间距均为 5m 规范从节约用 地的角度和火灾概率的大小 并参照其它国家的有关规范作出 这些规定 笔者认为 上述规定值得商榷 笔者辖区内某重油 罐区 5 个 5 104m3 油罐加 3 个 2 104m3 油罐 间距均为 5m 基本上没有任何防火意义 现行规范确定油罐防火间距时 并没有考虑在极端条件下的最不利情况 如违章操作引发爆炸 造成油罐或相邻油罐罐体破裂形成火灾 浮盘坠落导致的全面 积敞口火灾 地基沉降引发的油罐沉陷造成罐体破裂 焊接 钢板腐蚀等施工质量引起的罐壁破裂等 石油库设计规范 引用的油罐火灾数据是 80 年代的 计划经济下的生产经营活动 少 维护保养 油料进出没有现阶段频繁 以往油罐着火几率 低并不代表今后不会发生火灾 少数火灾案例记载的着火油罐 没有引起相邻油罐爆炸并不能说明现行的油罐间距是足够的 大型油库一旦发生非常规火灾 后果将是灾难性的 并且 日 本等国家对油罐之间的防火间距已经有所调整 从过去的 0 3d 增大为 1 0d 也值得我们借鉴 3 3 油品装卸码头与工作船码头的安全距离 沿海建造的油库一般都建设油品码头 地处海岛的油库还 建有接送人员和运输物资的工作船码头 按照现行规范要求 工作船码头往往参照货运码头 则甲 乙类油品装卸码头与工 作船码头的安全距离应达到 150m 装卸油品码头防火设计规 范 中 油品泊位与明火或散发火花场所的防火间距要求为不 应小于 40m 且 3 万吨级代表船型相邻油品泊位的间距为 35m 鉴于当前岸线资源紧张 工作船码头为油库配套码头 不对外开放 且易于管理 故防火间距不宜参照货运码头 可 适当放宽至 40m 4 防火堤 大型油库的防火堤往往采用钢筋混凝土喷涂防火涂料的形 式 防火堤高度设置考虑不超过最大罐容的 50 这种防火堤 占地面积少 强度高 密封性好但耐高温性能和抗冲击作用差 其喷涂采用的高温隔热防火涂料 往往就是室外厚型钢结构防 火涂料 国家有关部门提供的检测报告并不是在油罐发生火灾 的条件下检测的 其抗压强度 粘结强度 耐火极限等数据难 以证明其是否适用防火堤并能提供有效防护 一旦防火涂料失 效 在高温作用下 混凝土会脱水龟裂 强度和密封性都会受 到影响 同时 混凝土在高温下受到水流喷射 抗压强度将大 幅降低 其配置的钢筋在高温下将很快丧失强度 另外 一旦 大型油罐发生整体性开裂 在高液位情况下 混凝土防火堤极 易被液流冲毁 因此 建议油罐设计时采用土筑防火堤或内培 土砖彻防火堤 堤高应按最大罐总容量计算 大型油罐防火堤 外侧应堆土 堤内侧宜低于罐区外道路 并宜与堤外道路连成 一体 笔者所在辖区的中化兴中石油转运 舟山 有限公司岙山油 库拟对防火堤进行堤外堆土改造 以应对突发情况下的油品外 溢事故 5 消防设施 5 1 消防冷却水供给强度和消火栓设置 以 10 104m3 浮顶罐为例 我国规范规定固定式冷却水的 供给强度为 2 0l min m2 不考虑相邻罐冷却 按照这个供给 强度 罐区消防冷却用水量仅需 3000m3 笔者认为 在火灾现 场 这是远远不够的 油罐着火时 应考虑着火罐辅助水枪或 水炮灭火用水量 以及一旦敞开燃烧时的相邻罐冷却用水量 在实战情况下 即使是浮顶罐环形密封圈着火 也会启动相邻 罐冷却系统 如果是储罐大面积燃烧 在火场环境中 指挥员动 用的水枪 移动式水炮和高喷车的数量是规范理论的数倍 在 管网压力和流量能够满足的前提下 将同时使用尽可能多的消 火栓 因此 消火栓 60m 的设置间距过大 建议调整为 30 40m 冷却水供给强度参照其他国家标准 如美国为 10 2l min m2 英国为 9 8l min m2 日本为 10l min m2 建议增至 10l min m2 对于依山而建的大型油库 难以形成 环形消防车道 消防扑救面受限 应考虑在沿山一面开辟人行 通道 敷设消防给水管线 根据罐壁与山体间距设置消火栓或 消防水炮 5 2 泡沫灭火系统 大型油库泡沫灭火系统普遍采用固定式低倍数泡沫灭火系 统 浮顶油罐上设置的泡沫产生器普遍采用传统的罐壁顶部设 置方式 当油罐液位处于中低液位时 泡沫受风力作用 难以 有效覆盖环形密封圈 灭火效果并不理想 且损耗较大 建议 使用泡沫软管 coflexip 灭火系统 确保在任何液位时泡沫液均 能准确覆盖至环形密封圈 同时 罐顶应设置泡沫栓接口 设 置位置宜在泡沫发生器前 便于对初期小火的准确打击 以及 平时清洗放水 防止泡沫发生器堵塞 现行规范对泡沫液储备 量要求不高 以 10 104m3 浮顶罐为例 根据罐区布置和泡沫 站设置位置不同 着火罐泡沫液用量 泡沫枪泡沫液用量 管 网泡沫液用量总和一般为 6 8m3 如上一节所述 现行规范对 泡沫液储量的要求是在比较乐观的情况下得出的 没有考虑大 面积大范围燃烧 供给时间仅考虑 30min 没有考虑扑救过程 中的复燃 油罐不规则变形后泡沫液难以有效输入罐内以及被 冷却水稀释后的损耗 在实战中是远远不够的 笔者认为 泡 沫液作为灭火剂 是有效扑灭油罐火灾的根本 其储量在达到 规范规定的前提下 应考虑备用量 备用量不应小于设计储量 的 1 倍 对于地处僻远地区以及悬水海岛的大型油库 泡沫液 难以调集 备用量应增加至 2 倍以上 5 3 阀门的选型 一些油库出于成本控制 消防管线阀门通常采用手动闸阀 在管网压力过高情况下 难以开启 建议消防泵出水管上阀门 管线上泡沫混合液控制阀和罐前冷却水 泡沫混合液控制阀门 为电动蝶阀 当采用手动阀门时 包括水泵接合器的阀门 应 对开启工具进行改造 按照杠杆原理 增加阀门中心支点位置 与作用力点距离 加长动力臂 使阀门能够用最少的人力在最 短时间内开启 5 4 消防车设置 现行规范对大型油库消防车的配置要求较低 要求设置 2 辆泡沫消防车 根据大型油罐的体量及油库的规模 10 104m3 以上油罐高度达 20m 以上 普通泡沫消防车已不能适应灭火作 战实际 且大型油库地处偏僻 必须立足自救 因此 建议提 高消防车辆配置标准 对于单罐容积在 10 104m3 以上的大型 油库 应设立企业专职消防队 消防车配备应以大型泡沫消防 车为主 且应配备高喷车 消防站不必设置训练塔 宜设置油 罐模拟灭火装置 6 结束语 笔者所在的浙江省舟山市大型油库项目较多 规模不一 分布遍及各岛屿 其中岙山岛作为油品贮运基地 建成后规模 达 1000 104m3 以上 一些油罐火灾爆炸也时有发生 例如 在笔者撰写此文期间 2008 年 3 月 9 日 舟山浙海油污水处理 有限公司一 500m3 油罐发生爆炸 致使相邻一 350m3 油罐变形 开裂并引起燃烧 消防部门调集 17 辆消防车 100 余名警力参 与