消防用水量计算及消火栓布置

1、第5章油罐区泡沫灭火系统设计5.1 泡沫灭火系统形式选择5.1.1 泡沫灭火系统形式根据石油库设计规范GB50074-2002第12.1.3条规定，内浮顶油罐应设低倍数泡沫灭火系统或中倍数泡沫灭火系统。由于汽油储罐发生的火灾为B类火灾，高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范GB50196-93第1.0.4条规定，汽油、煤油、柴油、工业苯等B类火灾使用中倍数泡沫灭火系统，所以本设计选用中倍数泡沫灭火系统。中倍数泡沫液为发泡倍数为21200的泡沫，国产YEZ型中倍数泡沫液是一种氟蛋白泡沫液，在油面上可流动一分钟左右，泡沫厚度可达5cm,其性能指标如表5-1所小。表5-1中倍数泡沫液性能性能指标相对密度

2、（20C）>1.11pH值（20C）67.5黏度（20C）/（10-3Pas）2530流动点/C>5发泡倍数（20C）>2025%析液时间（20C）/min>6抗烧时间（20C）/min>105.1.2 泡沫灭火系统设施的设置方式根据石油库设计规范GB50074-2002第12.1.4条规定，单罐容量大于1000m3的油罐应采用固定式泡沫灭火系统。所以本设计采用固定式中倍数泡沫灭火系统。5.2 泡沫灭火系统设计内容5.2.1 沫灭火系统设计基本参数1.泡沫液的选型根据高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范油罐宜选用混合比为6%型的中倍数泡沫液。1.1.1 .泡沫混合液

3、的供给强度根据高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范泡沫混合液的供给强度为4L/minm2。2.2.2 .泡沫液的喷放时间根据高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范泡沫的最小喷放时间可按表4-2确定。GB5019693第3.2.2条,GB5019693第5.1.2.零,GB5019693第5.1.2.3条,时间/min10表5-2泡沫的最小喷放时间火灾类别流散的B类火灾，不超过100m2流淌的B类火灾油罐火灾15由于汽油储罐发生的为油罐火灾，所以泡沫的喷放时间按15min设计。4.泡沫液储罐至最远一个油罐泡沫发生器之间管道的长度通过对泡沫管道平面布置图进行分析计算，确定泡沫液储罐至最远一个油罐泡沫发生

4、器之间管道的长度100m。5.2.2最大一个油罐用泡沫液的贮备量计算根据高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范GB50196-93第5.1.4.2条，最大一个油罐用泡沫液的贮备量：W)=Rz&KTz(5-1)式中：Wb油罐用泡沫液的最小贮备量，L;Rz泡沫混合液的供给强度，L/minm2；Sz油罐防护面积，m2;(拱顶油罐、钢制浅盘和铝合金双盘内浮顶油罐的防护面积可按油罐截面面积计算；外浮顶油罐和钢制单双盘内浮顶油罐的防护面积可按环形面积计算）K-混合比，当采用混合比为6%型中倍数泡沫液时，蛋白型取0.08,合成型取0.06。本设计泡沫混合液为蛋白型，所以K取0.08;Tz泡沫的最小喷放时

5、间，min代入数据，得:二1.451.4540.0815=792L5.2.3储罐所需泡沫混合液在管道内流量RzSz60(5-2)式中：Qi-储罐所需泡沫混合液在管道内流量，L/s；2L/minm;Rz泡沫混合液的供给强度,Sz油罐防护面积，m2;4二14.514.5460=11L/S6.1 中倍数泡沫产生器中倍数泡沫产生器是泡沫灭火系统中产生和喷射中倍数泡沫的设备。空气泡沫产生器的作用是将空气与泡沫混合液混合形成灭火泡沫。常见中倍数空气泡沫产生器型号为PZ3和PZ6。它们的主要参数见表5-3。表5-3中倍数空气泡沫产生器主要参数PZ30.6MPa3L/SPZ60.6MPa6L/S5.3.1泡沫

6、产生器的设置方式空气泡沫产生器按使用位置分为液上空气泡沫产生器和液下空气泡沫产生器，本设计采用液上设置液上空气泡沫产生器有横式和竖式两种，均安装在油罐壁的上部，它们只是安装形式不同，构造和工作原理是相同的，本设计采用竖式安装。安装示意图见图5-1。泡沫室盖玻璃盖泡沫导板泡沫产生器本体罐壁空气吸入口孔板图5-1竖式安装示意图泡沫室本体5.3.2中倍数泡沫产生器个数确定根据公式计算中倍数泡沫产生器个数N0q1(5-3)式中：Qi储罐所需泡沫混合液在管道内流量,L/s；q1-单个中倍数泡沫产生器泡沫流速,L/So113.7和N=1.9。6把q=3L/s和q=6L/s分别带入公式得：N根据石油库设计规

7、范GB50074-2002第12.3.2条规定，内浮顶油罐泡沫发生器的数量不应少于2个，且宜对称布置。故选用2个PZ6型中倍数泡沫产生器。6.2 泡沫枪6.2.1 泡沫枪所需混合液的流量设置固定式泡沫灭火系统的储罐区，应在其防火堤外设置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪，根据石油库设计规范GB50074-2002第12.3.舔规定，扑救油品流散火灾用的中倍数泡沫枪数量、连续供给时间，不应小于表5-4的规定。表5-4中倍数泡沫枪数量和连续供给时间油罐直径/m泡沫枪流量/L/s泡沫枪数量/支连续供给时间/min<153115>1532152000m3汽油内浮顶罐的直径为14.5m,故选泡

8、沫枪的数量1支。泡沫枪所需泡沫混合液的流量：Q2=3父1=3L/S。6.2.2 扑救流散火灾所需泡沫混合液体积根据石油库设计规范GB50074-2002第12.3.5条规定，泡沫枪的连续供给时间为15min。由于泡沫枪所需混合液的流量为3L/S,扑救流散火灾所需泡沫混合液量：WA=tQ2(5-4)式中：Q2泡沫枪所需泡沫混合液的流量，L/s;t'泡沫枪的连续供给时间，So带入数据得：Wa=15360=270L6.3 泡沫混合液的总流量泡沫灭火系统的泡沫混合液总流量为单个储罐的泡沫混合液流量与辅助泡沫枪泡沫混合液流量之和，冉乘以裕度系数1.05。泡沫混合液的总流量：Q=1.05QiQ2(

9、5-5)式中：Q泡沫混合液的总流量，L/s；Qi一储罐所需泡沫混合液在管道内流量，L/s;Q2扑救流散火灾所需泡沫混合液在管道内流量，L/s。所以彳4：Q=1.05113=14.7L/s泡沫管道泡沫管道是流通泡沫混合液的通道，包括从消防泵到储罐之间的所有管线，按管径的不同分为泡沫干线管道和泡沫支线管道。泡沫管径大小的选择要根据管道元件DN(公称尺寸)的定义和选用GB/T10472005确定。确定泡沫混合液在管道内流速通常为了及时灭火和满足安全需要，泡沫泵启动后将泡沫混合液输送到最远油罐的时间不超过5min的要求，泡沫混合液的流速一般不超过v=2.53.0m/s。泡沫混合液的最小流速：Lv=一T

10、(5-6)式中：S-泡沫液储罐至最远一个油罐泡沫发生器之间管道的长度，100m；T泡沫混合液输送到最远油罐的最大时间，5min。所以，.二100=0.33m/s605考虑到设计需要，泡沫混合液在管道内的流速取v=2.0m/s。泡沫干线管泡沫干线管一般都是围绕着防火堤敷设成环型管网或沿防火堤的长轴作成枝状管网。具一端与泵出口连接，另一端与油罐顶上的固定空气泡沫产生器的支管线相连，在连接的支管线上设截断阀门，以便集中地向着火罐供给泡沫。为了保证油罐上某一个空气泡沫产生器遭到破坏时，其余的空气泡沫产生器仍能使用，故油罐上的每一个空气泡沫产生器官用一根单独泡沫混合液管线。泡沫干线管道的管径与泡沫混合液

11、的总流量有关，计算式为：Q=Siv(5-7)式中：Q泡沫混合液的总流量，L/s；Si泡沫干线管道截面积，m2;v泡沫混合液在管道内的流速，m/s所以,14.7X10-3=-一D1D12D1=97mm考虑设计余量并参照管道直径表，应该选用DN100的泡沫管径。泡沫支线管泡沫支线管其一端与泡沫干线管连接，另一端与油罐顶上的固定空气泡沫产生器相连。泡沫支线管的管径受中数泡沫产生器的泡沫流速影响，PZ6型中数泡沫产生器的泡沫流速为6L/s。q1=S2v(5-8)式中：S2泡沫支线管道截面积，m2；3二D2D2所以,6M0-3=父24D2=63mm考虑设计余量并参照管道直径表，应该选用DN65的泡沫管径

12、。泡沫液最小贮备量系统用于贮存泡沫液的贮罐为常压罐，可用不锈钢、玻璃钢、聚乙烯等材料制作，贮罐型状、安装方式可根据实际需求进行设计，但所有贮罐必须有检修人孔和通气孔以及液位计。求系统用泡沫液的最小贮备量，根据高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范GB5019693第5.1.4条规定，系统用泡沫液的最小贮备量应按下式计算：W二WWgWa(5-9)式中：W系统用泡沫液的最小贮备量，L;WD-最大一个油罐用泡沫液的贮备量，L;WG-泡沫液储罐与一个油罐的泡沫发生器之间管道中最大的泡沫液量，L;(这里按干路管道的管径计算)愀一-油罐区内扑救油品流散火灾需用泡沫液的贮备量，L。所以：W=792+"

13、".05”.05父1001+270=1149L<4)泡沫系统用水贮备量计算根据高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范GB50196-93第5.1.舔，泡沫系统用水的最小贮备量：1一KWs=WK(5-13)式中：Ws泡沫系统用水的最小贮备量，L;W系统用泡沫液的最小贮备量，L。K-混合比，当采用混合比为6%型中倍数泡沫液时，蛋白型取0.08,合成型取0.06。本设计泡沫混合液为蛋白型，所以K取0.08;所以：Ws=110.081149=13214L0.08第6章油罐区喷淋冷却系统设计消防冷却水功能是一方面吸收辐射热，并及时带走热量，以保护着火罐及临近罐壁；另一方面，利用喷头喷射水雾作

14、为隔热屏障。因此消防冷却水的喷水强度及喷水效果均十分重要。目前固定消防冷却水系统具有自动和半自动或手动控制功能的消防冷却水系统主要有以下几种：自动喷水雨淋灭火系统，电动、气动阀门自动喷水灭火系统和固定消防水炮灭火系统20消防冷却系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。根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008第8.4.5条，冷却用水量的确定可根据表6-1:表6-1消防冷却水的供水范围

15、和供水强度移动式水枪冷却着火罐固定顶罐浮顶罐、内浮顶罐罐周全长罐周全长0.8L/sm0.6L/sm一注1、2邻近罐罐周全长0.7L/sm一固定式冷却着火罐固定顶罐浮顶罐、内浮顶罐罐壁表面积罐壁表面积22.5L/minm22.0L/minm一注1、2邻近罐罐壁表面积的1/2注3注：1.浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐按固定顶罐计算；2.浅盘式内浮顶罐按固定顶罐计算；3.按实际冷却面积计算，但不得小于罐壁表面积的1/2。移动式冷却水量冷却水流量：Q动冷=q动冷C(6-2)式中：q动冷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。(1)着火

16、罐移动冷却水流量着火罐与邻近水罐冷却周长：Ci=C2=C3=C4=二D=3.14X14.5=45.53m冷却水流量：Qi=0.6X45.53=28L/s(2)相邻罐移动冷却水流量Q2=Q3=Q4=45.53>0.7=32L/s(3)移动冷却水总流量：Q动冷=Q1+Q2+Q3+Q4=124L/s(4)故移动冷却用消防冷却水的总体积：V动冷=Q动冷此X3600=124X10-3>4X3600=1785.6m36.2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。根据石油化工企

17、业设计防火规范第8.5.5条，消火栓的设置应符合下列规定：1宜选用地上式消火栓；2消火栓宜沿道路敷设；3消火栓距路面边不宜大于5m；距建筑物外墙不宜小于5m；4地上式消火栓距城市型道路路边不宜小于1.0m；距公路型双车道路肩边不宜小于1.0m;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。根据石油化工企业设计防火规范第8.5.6条，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

18、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。Qn=qq消防栓的出水量，这里取30L/S124L/S故上式为：=4.130L/S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消防栓分布示意图3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。综上，V水池=（V动冷+Ws）X2V水池一一一水池的大小，m3V动冷一一移动消防冷却水体积，m3Ws泡沫系统用水的最小贮备量故上式为：(1785.6+9.108)X2=3589m37.2.1水池的相关法规根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008第8.3.2条规定，工厂水源直接供给不能满足消防用水量、水压和火灾延续时间内消防用水总量要求时，应建消防水池（罐），并应符合下列规定：（1）水池（罐）的容量，应满足火灾延续时间内消防用水总量的要求。当发生火灾能保证向水池（罐）连续补水时，其容