沥青储罐区安全设计论文

1、目录第1章 绪论31.1设计项目概述31.1.1 课程设计的目的和要求41.1.2 课程设计内容 41.2 沥青的概述及储存工艺条件51.2.1 沥青的概述51.2.2沥青的储存工艺条件5第2章 沥青储罐的选型及安全设计62.1沥青储罐的选择62.1.1钢材的选择72.1.2壁厚的计算72.1.3 5000m³拱顶罐液压顶升倒装施工92.1.4油罐附件102.1.4安全附件132.2加热及保温措施132.2.1 搅拌器132.2.2保温加热系统14第3章 沥青储罐区平面布置173.1 沥青储罐区防火间距183.2防火堤及隔堤的安全设计193.2.1防火堤的选型与构造193.

2、2.2防火堤参数设计213.3消防设计233.3.1消防车道设计233.3.2 消防用水规范要求243.3.3 消防用水计算内容253.3.4消防水池273.3.5消防给水管道及消防栓设计283.3.6 灭火器材的选择293.4罐区防雷、防静电设计303.4.1罐区防雷设计303.4.2静电防护措施30第4章 危险有害因素分析334.1沥青储罐区物质危险性分析334.1.1物料固有危险性分析334.1.2储运过程危险性分析354.1.3自然灾害因素分析384.1.4其它危险有害因素分析394.1.5沥青储罐区危险有害因素辨识汇总404.2罐区事故树分析444.2.1罐区事故树分析步骤444.2

3、.2事故树定性分析4465沁人心扉国防生1第5章 安全对策与管理475.1安全技术对策475.1.1设备选型控制475.1.2工艺安全条件控制475.1.3建筑消防措施475.1.4职业卫生及劳动防护485.1.5区域位置及总平面布置安全对策措施495.1.6工艺设备安全对策措施505.2安全管理对策575.2.1安全管理575.2.2员工培训575.2.3作业班次及劳动定员58参考文献58南京工业大学本科生课程设计第1章 绪论1.1设计项目概述化工安全设计课程设计是安全工程专业基础课程教学的综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实践的桥梁，是使学生体会工程实际问题复杂性的重要尝试。通过化工

4、安全设计的课程设计，要求学生能够运用相关课程的基本知识，独立思考、活学活用，在规定的时间内完成给定的化工安全设计任务，从而加强对化学工业企业安全生产过程的深化和整体认识。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工安全设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、积极主动和高度负责的学习和工作作风。课程设计的要求高于平时的作业，是对整个课程及相关知识的一个综合运用。设计要求学生自己查取相关资料、确定设计方案、通过计算选择工艺，并对自己的选择做出论证和校核，经过分析比较，择优选定最理想的方案和合理

5、的设计。所以，课程设计是培养提高学生独立思考和工作能力的有益实践。通过课程设计，应该训练学生提高以下几个方面的能力：（1）根据课程设计的题目，熟悉物料，设计系统；查阅文献资料、收集有关数据、正确选用公式。当缺乏必要数据时，尚需自己通过实验测定或到生产现场进行实际查证。（2）在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定设计方案，进行选择、布置，并提出保证过程正常、安全运行所需要的手段和措施，同时还要考虑火灾爆炸事故发生后的有效处理措施？。（3）用精炼的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。（4）绘制相关图纸。有关图形的绘制必须采用CAD绘制；

6、图表插入要合适、清晰。（5）规范撰写设计报告。1.1.1 课程设计的目的和要求1.项目名称 5000m3×10沥青储罐区防安全设计2. 设计内容1) 根据国家相关规范，结合罐区的防火间距，合理确定罐区的形状、大小、面积等客观情况，进行总平面布置的设计；2) 根据储存的条件，对储罐进行选材、型号、安装方式及安全附件（安全阀、避雷针、静电接地等）的设计；3) 防火堤的安全设计；4) 针对沥青储罐的特点，精心储罐保温加热系统级储罐搅拌器的设计；5) 进行罐区消防系统的设计；6) 进行储罐区物质危险性分析及储运过程危险性分析，划分火灾危险等级；7) 安全管理对策措施。1.1.2 课

7、程设计内容 1) 熟悉相关设计规范；2) 查阅有关书籍、手册、文献资料，了解目前沥青储存的状况，比较各种储存方式的优劣，选择合适的储存方式和容器；3) 确定总平面布置及防火间距，绘制总平面布置图；4) 根据所选的储存容器的种类，进行罐体的基本设计，查阅相关的手册确定罐体的材料、结构、型号及安全附件的选型；5) 针对设计出来的罐区，进行消防系统的设计，包括消防通道、消防等级的确定、灭火剂（灭火器材）的选型、防雷电静电措施设计等；6) 完成工程的安全技术及管理制度设计。1.2 沥青的概述及储存工艺条件1.2.1 沥青的概述沥青以完全溶于二硫化碳的天然的或火成的或天然的与火成的烃类混合物南

8、京工业大学本科生课程设计为主要成分的黑色液体、半固体或固体物质。不溶于水。主要成分是沥青质和树脂。沥青质不溶于低沸点烷烃，却能被低沸点烷烃沉淀。关于其理化特性可见下表。表1-1 理化特性pH值: 无资料熔点(): 无资料沸点(): <470相对密度(水=1): 1.15-1.25相对蒸气密度(空气=1): 无资料临界压力(MPa): 无资料辛醇/水分配系数: 无资料闪点(): 204.4引燃温度(): 485爆炸下限(V/V): 30(g/m3)最小点火能(mJ): 20最大爆炸

9、压力(MPa): 0.61溶解性：不溶于水，溶于溶于二硫化碳、四氯化碳、氢氧化钠等导电性能：绝缘体(常温下)沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种，在其应用方面，在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。根据建筑设计防火规范GB50016-2006和石油化工企业设计防火规范GB50160-20008，可确定沥青分别为丙1类和丙B类。1.2.2沥青的储存工艺条件根据沥青的理化性质，对于5000×10的沥青罐区中沥青储存，可选定路面沥青储存进行安全设计。道路石油沥青

10、基本不具有挥发性，高温下（150以上）与空气中的氧气反应，180以上与元素硫反应迅速，会与卤素发生取代反应。闪点180以上，相对密度1.04左右。沥青的储存条件：除长期不使用的沥青可放在自然温度下存贮外，沥青在混合料拌合场地贮罐中的贮存温度不宜低于130，并不得高于170。本次设计选取路面沥青为储存物质，储存温度设定为150。因为沥青基本无挥发性，闪点较高，在常压下即可保存，且化学性质稳定，腐蚀性很低，具有很高的安全性，所以可选用固定拱顶罐，并采用导热油加热保温在150，常压下储存。南京工业大学本科生课程设计第2章 沥青储罐的选型及安全设计2.1沥青储罐的选择由于沥青基本无挥发性，闪点较高，在

11、常压下即可保存，且化学性质稳定，腐蚀性很低，具有很高的安全性。故选用固定拱顶罐选取中石化北京某设计院立式拱顶油罐。参数如下表2-1 中石化北京某设计院立式拱顶油罐参数 参数公称容积/m³计算容积/m³钢材总用量/壁板内直径/拱顶曲率内半径/壁板总高/罐总高/包边角钢规格尺寸5000550011028023700232961253015143100×10 图2-1 储罐示意图（单位 m）2.1.1钢材的选择选择原则是在满足强度要求的前提下，应保证有良好的成型性、优良的焊接性能，以及好的经济性。低碳钢价格便宜，经济型好，是压力容器中使用最多的钢材，尤以20钢制作的钢板

12、及钢管使用最为广泛，钢材选用20钢。表2-2 20钢的化学成分元素CSiMnPS含量/0.170.240.170.370.350.650.0350.035表2-3 20钢的力学性能板厚/mm/MPa/%（横）/J冷弯试验（180）4204102827d=a2.1.2壁厚的计算由上节可知，壁板总高12530mm，壁板从上至下分九层，每层约1392mm，采用双面焊，采用100%无损探伤。表2-4 钢板厚度钢板厚度/第一圈第二圈第三圈第四圈第五圈第六圈第七圈第八圈第九圈10.8212.1813.5114.8516.1917.5218.8620.2021.54(2-1)2.1.3 5000m³

13、;拱顶罐液压顶升倒装施工液压提升系统作为提升动力系统，具有安全可靠，改善劳动环境降低噪音的优点。其原理是：通过液压油传输管路系统将动力传至各液压缸，驱动活塞杆上升，带动起升臂将储罐壁板升高至组队位置。该施工方法是采用专用的液压顶升装置和配套的液压系统，由控制台操作将已制备好的储罐上部匀速平稳地提升到预定高度，与其下部的一圈壁板进行组队焊接，然后将他们一起顶升到所需的高度，进行与其相联的再下面一圈壁板的组焊，依次提升组队下层壁板，直至罐体最下一圈壁板组焊工完毕，再进行底层壁板与储罐底板间的大角缝组焊。一、其施工顺序：1. 板材预制及基础验收 2.底板组焊 3.第一圈壁板组焊 4.顶板组焊 5.液

14、压系统就位安装、调整 6.胀圈安装、支撑板、杆安装 7.组焊、顶升第二圈壁板 8.胀圈下落并胀紧支撑板杆再安装、固定 9.顶升、组焊第三圈壁板 10.组焊最下一圈壁板 11.液压系统拆除 12.大角缝焊接 13.罐总体试验 14.防腐、保温 15.交工验收二、液压顶升系统： 液压顶升系统由液压泵站、液压顶升装置、控制台、供回油环管等组成。液压泵站的作用是向各个顶升装置提供并保持具有一定压力的液压油；操作人员通过控制台操纵动力元件（电机、油泵）、控制元件（调压阀、换向阀、液控单向阀等），使执行元件（液压缸）处于受控运动状态；液压顶升装置的作用是顶起已安装完毕的罐体上部，并能满足其下部安装施工要求

15、；供回油环管的作用是输送和分配不同流向、不同压力的液压油。液压顶升系统的主要性能指标;适用范围50000m³及以下金属拱顶或浮顶罐；顶升速度2m/4min2m/10min；保压时间212h;适用介质N32、N46液压油或机油（洁度10级）；系统压力调节范围16MPa，作业现场允许最大风力5级，环境温度-40+80.液压缸缸体允许垂直偏差3mm/2m。2.1.4油罐附件一、开孔油库设计其他相关规范中规定，金属油罐主要附件配备数量及规格，应符合下表规定。表2-5 金属油罐主要附件配备数量及规格油罐直径/mm量油口个数罐顶人孔个数罐壁人孔个数排污槽（或清扫口）个数排水管个数×公称

16、直径D1211或21或211×8012D1512211×80（或100）15D3012或3211×100D3013222×100（或150）表2-6 金属油罐开孔规格名称轻油罐、重油罐 附件容积/m³带放水管排污孔透光孔罐顶带梯子人孔放水管直径/mm数量/个直径/mm数量/个直径/mm数量/个300010018003800150001001800480011000015000100180048001对于本储罐，设置量油口一个，罐顶人孔两个（800mm），罐壁人孔两个（直径400mm圆孔），清扫口一个（81mm），100mm直径排水管一个。 透光

17、孔一个（500mm）。二、接合管结合管选用尺寸如下表2-7 结合管选用尺寸直径/mm325377426480530630壁厚/mm101111121414安装在第一圈壁板上，管径630mm。一、压力表压力表是用来测量压力容器内介质压力的一种计量仪表。本储罐设计在常压下储存沥青，使用量程较小的液柱式压力表即可。三、液面计液面计是显示容器内液面位置变化情况的装置。沥青有轻微毒性，且不是透明液体，故选用反射式玻璃板液面计。四、温度计压力容器为控制壁温或为生产工艺需要控制容器的工作温度时，必须装设测温仪表。本储罐在150下储存沥青，故选用测量范围0至300的压力式温度计即可。五、盘梯梯子是为操作人员上

18、罐进行量油、取样等操作而设置的目前最广泛的有罐壁盘梯和立式斜梯。其中盘梯占地面积少、节省钢材，因而得到广泛应用。斜梯多用于小容积油罐组，占地面积达，钢材耗量多。所以我们选用盘梯。5000m³储罐盘梯包角应为62°，梯宽0.65cm。六、支座在直立状态下工作的容器称为立式容器。其支座主要有悬挂式、支撑式及裙式三类。其中悬挂式支座适用于中小型容器，支撑式支座适用于高度较低的储罐，裙式支座是高大的塔设备广泛采用的一种支座。裙座的形式，按照形状不同分为圆筒形和圆锥形两种。圆筒形裙座制造方便，应用广泛，但对高而细的塔，为防止风载荷或地震载荷使设备倾翻，需配备数量较多的地脚螺栓，此时可

19、用圆锥形裙座。采用圆锥形裙式支座以防止风载荷或地震载荷使储罐倾翻。2.1.4安全附件一、呼吸阀呼吸阀分为机械呼吸和液压安全阀两类，根据呼吸阀的结构和工作原理每类分若干种。重力式机械呼吸阀主要用于地上油罐和半地下油罐，弹簧式机械呼吸阀主要用在卧式油罐和油罐车，重力弹簧组合式机械呼吸阀适用于洞室油罐呼吸系统，全天候机械呼吸阀适用于寒冷地区油罐，多功能呼吸阀用于地上、半地下油罐。综上选用重力式机械呼吸阀或多功能呼吸阀，但多功能呼吸阀是总结油罐系统存在问题，研究设计的一种新型呼吸阀，解决了油罐呼吸系统存在的呼吸阀在下，阻火器在上，以及呼吸排气朝下的不合理、不科学问题，实现了呼吸阀和阻火器的有机结合，减

20、少了石油储罐的附件，便于管理。所以选择多功能呼吸阀作为我们5000m³沥青储罐的呼吸阀。图2-2 多功能呼吸阀示意图 1 内外壳体；2 压力阀组件；3 真空阀组件；4 内壳体盖；5 阻火芯组件；6 防尘罩二、防雷根据石油库设计规范GB 500742002中规定油库防雷有关数据，储存可燃油品的钢油罐，不应装设避雷针（线），但必须做防雷接地。接地点2处，接地点延油罐周长的间距，不大于30m。采用50×50×5mm长2.5m的角钢做垂直埋没的接地体。埋深0.5米以上。三、防静电根据石油库设计规范GB 500742002及其他防止静电危害安全规程，设置两处对称的接地点，并

21、连接成闭合回路。采用扁钢做接地引下线（40×4mm）及接地体（40×4mm）。2.2加热及保温措施2.2.1 搅拌器一、 搅拌器的选择 沥青搅拌的目的是传热，而且是单一介质，只需宏观上的均匀即可。查资料有：沥青在140时，沥青黏度为3.49×Pa·s;160时，沥青黏度为1.43×Pa·s;沥青的温度在150，且储罐的容积为5000，所以选择循环能力强，消耗功率小的推进式搅拌器。为防止液体打旋，需在罐壁安装垂直挡板。二、推进式搅拌器的设计1. 叶轮的直径与储罐的直径之比一般为0.20.5之间，考虑到储罐的直径较大，叶轮尺寸太大会有工艺

22、上的难度，将叶轮直径定为5m；2. 当液体黏度不高且储罐较大时，桨叶数一般选为3片，所以桨叶数为3片；3. 叶片宽度应为叶轮直径的0.2倍，即叶片宽度为1m；4. 叶轮的叶片长度应为叶轮的0.25倍，即叶片长度为1.25m；5. 安装时叶轮距罐底的高度应为一倍的叶轮直径，即叶轮距罐底高度为5m；6. 为保证搅拌效果储罐内壁需设挡板，挡板数为6块，在罐内以30°的间距分布焊接；7. 挡板宽度2.2m。图2-3 搅拌器叶片示意图2.2.2保温加热系统一、保温层的设计 由于该罐组沥青的保存温度为150，所以在罐体外部设保温层，一来可以减少沥青的热量通过罐壁向大气的散失，二来可以防止罐壁温度

23、过高发生烫伤事故和其他事故。1) 保温层材料 保温层分为保温材料和保护层（起保护保温材料的作用），以及保温支撑件和保温钩钉（起固定作用）保温材料选用膨胀珍珠岩，导热系数0.0280.048W/mK保护层为镀锌钢板，厚度为0.5mm2) 保温层厚度的确定（一）沥青放热量沥青每小时放出的热量 =m(-) (2-2)式中：热沥青经1h后所放出的热量，kJ； m沥青质量，kg，取5.2×kg；沥青平均比热，取与温度是比热的平均值，取1.8kJ/kg·；经1h降温后允许的沥青温度，取149.9；沥青的初始温度，取150。计算得：=5.2××1.8×（15

24、0-149.9）=9.36×（二）罐壁散热量 沥青通过罐壁散失的热量=3600KS（） (2-3)式中：热沥青通过罐壁1h后散失的热量，kJS储罐的表面积，,1372（侧壁加罐顶）沥青的平均温度，为149.95外界环境空气温度，为20K传热系数，kW/·K= (2-4)由沥青到罐内壁的放热系数，kW/·,取500罐壁厚度，m，取平均值15mm钢的导热系数， 取45保温层厚度，m保温层导热系数，4×保温板厚度，m，0.5mm钢的导热系数，取45由保温板到空气的放热系数，kW/·,取20（三）保温层厚度的确定通过热平衡方程，即=，可求得 =27mm

25、所以保温层的厚度应设为27mm二、加热器的设计 采用全面加热，在罐底设置U型列管式换热器，罐内用循环导热油对沥青进行间接加热保温，加热弥补储罐热量散失，储罐整体热量的散失为9.36×kJ/h1) 导热介质的选择沥青的保存温度150，所以选择在较高温度时可稳定导热的导热油作为导热介质，为了使沥青的温度趋于稳定，所以将导热油加热到160通入列管，出口温度为1502) 导热油循环速度的确定有整个储罐的热量衡算有 = (2-5) =（） (2-6)式中：换热器1h换给沥青的热量kJ导热油的质量流量，kg/h导热油的比热容，kJ/kg·K，2.3kJ/kg·K导热油的进口温

26、度，160导热油的出口温度，,150算得：=9.36×/(2.3·10)=4.07×kg/h3) 换热面积的确定=3600KA (2-7)式中：K换热器的传热系数，kW/·，取0.2kW/·A换热器的换热面积，平均温差，取导热油温差为10，沥青温差为5，则，平均温差为7.2算得：A=180根据结果选取某化机厂的换热器：双管程，管子数792根，换热公称面积为185的列U型列管换热器。第3章 沥青储罐区平面布置本文的设计为50000沥青储罐区的安全设计。该罐区位于某城市边缘某大型炼油厂的东南角，地势十分平坦且视野开阔，其周围住户很少，基本无大型居住

27、区。该地区常年风向为东南风。整个罐区包括储罐、泵站、装卸台、导热油房、系统管道及配套的供水、供电、通信、供气、供风、消防、污水处理等公用设施。罐区共有5000罐10台。根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008相关要求，因为该地区常年风向为东南风，且沥青储罐的火灾危险性大于办公区、控制室、配电房、导热油房、泵房等，所以储罐应该布置在上述区域的下风向即全年最小频率风向的上风侧。10个罐体排成两排且错位布置（详见附录1），防止一个罐体发生火灾事故时，因风向因素加大相邻的罐体的着火危险性。而控制室办公区与泵房、导热油房及配电站也需分区布置，关于该罐区的总平面布置图见附录1。南京工业大学本科

28、生课程设计3.1 沥青储罐区防火间距罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距不应小于表3-1的规定。表3-1 罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距类别储罐型式固定顶罐浮顶、内浮顶罐卧罐1000m3>1000m3甲B、乙类0.75D0.6D0.4D0.8m丙A类0.4D丙B类2m5m注：1. 表中D为相邻较大罐的直径，单罐容积大于1000m3的储罐取直径或高度的较大值；2. 储存不同类别液体的或不同型式的相邻储罐的防火间距应采用本表规定的较大值；3. 现有浅盘式内浮顶罐的防火间距同固定顶罐；4. 可燃液体的低压储罐，其防火间距按固定顶罐考虑；5. 储存丙B类可燃液体的浮顶、内浮顶罐，其防火间距

29、大于15m时，可取15m。两排立式储罐的间距应符合表3-1的规定，且不应小于5m；两排直径小于5m的立式储罐及卧式储罐的间距不应小于3m。由上文中确定的沥青为丙B类，且储罐直径大于5m，可确定沥青储罐间防火间距为5m。立式储罐至防火堤内堤脚线的距离不应小于罐壁高度的一半。因为由上文确定选用的沥青储罐壁高12.56m，所以可设定沥青储罐至防火堤内堤脚线的距离为7m。根据石油库设计规范GB 50074-2002，可确定油泵房、水泵房、装卸台、配电间最低耐火等级分别为三级、三级、三级、二级。再由建筑设计防火规范GB50016-2006,第4.2.1条，可确定本设计中沥青储罐区距离配电房距离为50m、

30、距离控制室办公区25m、距离导热油房25m、距离泵房25m，距装卸台25m，消防水池距离罐区42m。表3-2 沥青储罐区的防火间距名称沥青储罐防火堤控制室办公区导热油房泵房消防水池配电房装卸台沥青储罐（区）5m7m25m25m25m42m50m25m3.2防火堤及隔堤的安全设计根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008 ，沥青储罐区应该设防火堤和隔堤以防止液体外漏和火灾蔓延，对于防火堤及隔堤的设计应满足下列规范要求：1. 防火堤及隔堤应能承受所容纳液体的静压，且不应渗漏；2. 立式储罐防火堤的高度应为计算高度加0.2m，但不应低于1.0m（以堤内设计地坪标高为准），且不宜高于2.2m

31、（以堤外3m范围内设计地坪标高为准）；3. 立式储罐组内隔堤的高度不应低于0.5m；4. 管道穿堤处应采用不燃烧材料严密封闭；5. 在防火堤内雨水沟穿堤处应采取防止可燃液体流出堤外的措施；6. 在防火堤的不同方位上应设置人行台阶或坡道，同一方位上两相邻人行台阶或坡道之间距离不宜大于60m；隔堤应设置人行台阶。3.2.1防火堤的选型与构造一、选型防火堤、防护墙的设计，应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、经济合理的效果。根据储罐区防火堤设计规范防火堤的选择符合下列规定：（1） 土筑防火堤在占地、土质等条件能满足需要的地区选用。（2） 钢筋混凝土防火堤，一般地区均可采用。在

32、用地紧张地区、大型油罐区及储存大宗化学品的罐区可优先选用。（3） 浆砌毛石防火堤在抗震设防烈度不大于6度且地质条件较好、不宜造成基础不均匀沉降的地区可优先选用。（4） 砖砌块防火堤和夹芯式中心填土砖、砖块防火堤，一般地区均可采用。（5） 防护墙宜采用砌体结构。（6） 防火堤（土堤除外）应该采取在堤内侧培土或喷涂隔热防火涂料等保护措施。综合考虑选择采用钢筋混凝土防火堤。二、构造防火堤的构造满足下列要求：1. 防火堤堤身必须密实、不渗漏。2. 防火堤、防护墙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等因素确定为0.5m。3. 防火堤及防火墙变形缝的设置规定：变形缝的间距根据建筑材料、气

33、候特点和地质条件按有关结构设计规范确定；变形缝缝宽设置为35mm，缝内填充硅酸盐类无机防火填料。4. 防水堤内培土应符合下列规定：防火堤内侧培土高度与堤同高；培土顶面宽度300mm；培土应分层压实，坡面应拍实，压实系数0.85；培土表面应作面层，面层应能有效的防止雨水冲刷、杂草生长和小动物破坏，面层可采用砖或预制混凝土块铺砌在南方四季常青地区，可用高度150mm的人工草皮做面层。5. 防火堤内侧喷涂隔热防火涂料选择FH（JF-205）非膨胀型混凝土防火涂料。性能见表3-3。钢筋混凝土防火堤的构造应符合下列规定：1 堤身及基础地板的厚度应由强度计稳定性计算确定为200mm。2 受力钢筋应由强度计

34、算确定不能够满足下列要求：钢筋混凝土防火堤应双向配筋，竖向钢筋直径12mm，水平钢筋直径10mm，钢筋间距200mm；竖向钢筋的保护层厚度30mm，基础地板受力钢筋的保护层厚度（有垫层）40mm；堤身的配筋率0.2。表3-3 防火涂料性能粘结强度/Mpa0.22 涂层厚度/mm16干密度/m3503耐火极限/h2.0耐水性经24h试验后，涂层不开裂、起层、脱落耐碱性经24h试验后，涂层不开裂、起层、脱落耐冷热循环试验经15次试验后，涂层不开裂、起层、脱落、变色 3.2.2防火堤参数设计根据储罐区防火堤设计规范 GB 50351-2005第3.2.4条固定顶沥青罐组防火堤内有效容积应不应小于罐组

35、内一个最大罐的容量。沥青储罐组的防火堤内侧高度不应小于1.0 m，且外侧高度不大于2.2m。罐组隔堤高度宜为0.5-0.8m,则取隔堤高度为0.5m，再根据平面布置图与石油化工企业设计防火规范GB50160-2008中6.2.12条验证 （3-1）-油罐间防火间距；D-油罐直径；-防火堤中心线围成的水平投影区的总宽度。=5.00m,D=23.70m，=66.40m,则V=952.84>500.00，符合规范标准，故取隔堤高度为0.50m。油罐组防火堤有效容积应按下式计算: (3-2)式中：V-防火堤有效容积 （)；A-由防火堤中心线围成的水平投影面积()；-设计液面高度(m)；- 防火堤

36、内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积 ()；-防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计液面高度内的液体体积和油罐基础体积之和()； 防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积之和()； 防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构筑物体积之和()。 图3-1 防火堤有效容积计算示意由总平面布置图可知：V=5000， (3-3)式中 r-防火堤四周角圆弧半径；-防火堤中心线围成的水平投影区的除去边角的总长度；-防火堤中心线围成的水平投影区的总宽度。由总布置图图可知r=10.47m，=131.56m，=66.40m，则9079.97。441.15 （3-4）3970.3

37、5 (3-5) (3-6)式中 -防火堤宽度 ，=0.2m,则 =46.17 (3-7)式中 -隔堤平均宽度；-隔堤设计高度,管道类体积较小可以忽略。-防火堤中心线围成的水平投影区的总宽度。根据储罐区防火堤设计规范 GB 50351-2005 4.2.11条规定，隔堤厚度取100mm，由上文可知=0.1m，=0.5m，则13.28。综合上述公式和数据，可得到=1.12m。根据 石油化工企业设计防火规范GB50160-2008中6.2.17条规定，立式储罐防火堤的高度应为计算高度加0.2m，但不应低于1.0m（以堤内设计地坪标高为准），且不宜高于2.2m（以堤外3m范围内设计地坪标高为准），设定

38、防火堤高度为1.32m。3.3消防设计3.3.1消防车道设计根据建筑设计防火规范GB500162006 ,可燃液体罐区内，任何储罐的中心距至少两条消防车道的距离均不应大于120m，对于50000沥青储罐区这种丙类液体储罐区的消防车道设置应符合下列规定：（1） 储量大于表3-4规定的堆场、储罐区，宜设置环形消防车道。（2） 甲、乙、丙类液体储罐区，可燃气体储罐区，区内的环形消防车道之间宜设置连通的消防车道。（3）间消防车道与环形消防车道交接处应满足消防车转弯半径的要求。（4） 供消防车取水的天然水源和消防水池应设置消防车道。（5） 消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4.0m。供消防车停留的空地

39、，其坡度不宜大于3%。（6） 环形消防车道至少应有两处与其它车道连通。（7） 消防车道路面、扑救作业场地及其下面的管道和暗沟等应能承受大型消防车的压力。消防车道可利用交通道路，但应满足消防车通行与停靠的要求。表3-4 堆场、储罐区的储量名称棉、麻、毛、化纤(t)稻草、麦秸、芦苇(t)木材(m3)甲、乙、丙类液体储罐(m3)液化石油气储罐(m3)可燃气体储罐(m3)储 量100050005000150050030000根据以上规定沥青储罐区的容积是50000m3大于1500m3，应设置环形消防车道。再由石油化工企业设计防火规范GB50160-2008中4.3.4消防车道的路面宽度不应小于6m，路

40、面内缘转弯半径不宜小于12m，则本罐区消防车道和储罐中心的距离设定为27m，路面内缘转弯半径为20m，消防车道宽度设置为8m。3.3.2 消防用水规范要求根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008, 沥青罐区的消防用水量计算应符合下列要求：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混合液用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和；2. 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；3. 当邻近立式储罐超过3个时，冷却水量可按3个罐的消防用水量计算。对于沥青储罐应设消防冷却水系统，其供水范围、供水强度和设置方式应符合下列规定：1. 供水范围、供水强度不应小于表3-

41、5的规定；2. 润滑油罐可采用移动式消防冷却水系统；3. 控制阀应设在防火堤外，并距被保护罐壁不宜小于15m。控制阀后及储罐上设置的消防冷却水管道应采用镀锌钢管。4. 直径大于20m的固定顶罐储罐消防冷却用水的延续时间为6h表3-5 消防冷却水的供水范围和供水强度项目供水范围供水强度附注移动式水枪冷却着火罐固定顶罐罐周全长0.8L/s·m浮顶罐、内浮顶罐罐周全长0.6L/s·m注1、2邻近罐罐周全长0.7L/s·m固定式冷却着火罐固定顶罐罐壁表面积2.5L/min·m2浮顶罐、内浮顶罐罐壁表面积2.0L/min·m2注1、2邻近罐罐壁表面积的1

42、/2与着火罐相同注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。因为沥青消防危险性较低，类似润滑油，所以沥青储罐区可采用移动式冷却水系统。又因为1.5D=35.55m，而两储罐相距5m，则距离储罐壁35.55m会有3个储罐，所以冷却水量按3个罐子算。3.3.3 消防用水计算内容一、冷却用水量计算着火罐冷却水用水量冷却着火罐用水量，可按下式计算： (3-8)式中 -着火罐冷却用水量，；D-着火罐直径，m;q-着火罐每米周长冷却用水量，T-延续时间，s。D=23.7m，q=0.8,则=59.56

43、 。邻近罐冷却用水量冷却邻近罐用水量，可按下式计算： （3-9）式中 -邻近油罐冷却用水量, ;-着火罐直径，m;-邻近油罐每米周长冷却用水量,N-邻近油罐数量, 个。D=23.7m,q=0.7,N=3则=156.36 。冷却用水总量 （3-10）延续时间为21600s，则Q=4663872L=4663.872。二、配置泡沫混合液用水量计算扑救油罐火灾, 不仅需要大量的冷却用水, 而且需要大量的灭火设备和灭火剂。根据低倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92第2.2.2条，沥青储罐采用液上喷射泡沫灭火系统，直径大于 18 m的固定顶储罐发生火灾时，罐顶一般只撕开一条口子，全掀的案例很少。泡

44、沫炮难以将泡沫施加到储罐内。则不宜采用泡沫枪、泡沫炮为主要灭火设施，再由第2.2.5条可选用泡沫喷淋系统，但是现在企业工厂罐区根据经济最优原则一般不选用，并且对于沥青火灾，泡沫喷淋系统作用时间不长，灭火功效不理想，所以可采用移动式泡沫灭火系统。混合液量=供混合液强度×燃烧面积×供液时间泡沫液量一混合比×混合液量采用6泡沫液，一次进攻按5 min计算，扑救丙类液体火灾的泡沫液量，可以用下式计算：=006×5×A×5=1.5 A5丙类液体火灾泡沫混合液供给强度，单位为Lmin·，参见表3-6；A油品燃烧面积，单位为，那么所需要水

45、量可按下式计算：=094×5×A×5=23.5A24A为保证多次进攻顺利进行，一般准备一次进攻所用泡沫液量的6倍，即30 min灭火延续时间。由低倍数泡沫灭火系统设计规范第3.1.2条沥青储罐泡沫喷淋最大保护面积为储罐的横截面面积。对于非水溶性的丙类液体的固定顶储罐液上喷射泡沫灭火系统的泡沫混合液供给强度及连续供给时间，应符合下表要求：表3-6 泡沫混合液供给强度和连续供给时间泡沫液种类供给强度连续供给时间（min）（Lmin·m3）甲乙类液体丙类液体蛋白氟蛋白、水成膜 、成膜氟蛋白6.O5.040453030综合上述条件可知，=441.15则=1057

46、8.6L=10.6。再综合冷却用水量，可算出该沥青储罐区消防用水量为4674.46。3.3.4消防水池关于储罐区的消防水源问题，沥青储罐区设定为由消防水池供给。根据石油化工企业设计防火规范中8.3.2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，其容量可减去火灾延续时间内的补充水量；（2）水池（罐）的总容量大于1000m3时，应分隔成两个，并设带切断阀的连通管；（3）水池（罐）的补水时间，不宜超过48h；（4）当消防水池（罐

47、）与生活或生产水池（罐）合建时，应有消防用水不作他用的措施；（5）寒冷地区应设防冻措施；（6）消防水池（罐）应设液位检测、高低液位报警及自动补水设施。 再根据施洪昌的可燃液体贮罐区消防设计见解可燃液体贮罐区的消防冷却水泵的泡沫泵应采用自灌式进水。为了达到自灌式进水，同时为了施工方便，降低工程造价，通过对多个工程的技术经济比较，消防水池宜建成半地下式的钢筋混凝土水池，一般是地上一半左右，地下一半左右。根据建筑设计防火规范GB50016中8.6.1.6消防水池的保护半径不应大于150m。由于消防用水量为4674.46>1000，所以需设置两个消防水池，并设带切断阀的连通管。消防水池距储罐距离

48、为42m，每个消防水池，长30m，宽30m，地上1.2m，地下1.3m。3.3.5消防给水管道及消防栓设计一、消防水管道对于消防给水管道应环状布置，并应符合下列规定：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满足100%的消防用水量的要求；与生产、生活合用的消防给水管道应能满足100%的消防用水和70%的生产、生活用水的总量的要求；4. 生产、生活用水量应按70%最大小时用水量计算；消防用水量应按最大秒流量计算；5.消防给水管道应保持充水状态。沥青储罐罐区的消防给水干管应

49、采用独立供水管道且流速不大于3.5，对于管道的管径，可由上文中消防水池容积以及规范中流速小于2.5m/s，充水时小于48h规定，取消防水池独立供水管道为DN100，则可验证>4674.46，所以进水管可使用DN100。二、消火栓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；消火栓的数量及位置，应按其保护半径

50、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。罐区及工艺装置区的消火栓应在其四周道路边设置，消火栓的间距不宜超过60m。当装置内设有消防道路时，应在道路边设置消火栓。距被保护对象15m以内的消火栓不应计算在该保护对象可使用的数量之内。综合上述要求规范，取保护半径为120m，每个消火栓间距为60m，根据室外消火栓设计规范取沥青储罐区的消火栓给水管出水量30L/s，

51、由上文消防冷却水用量最大罐=59.56 则每个罐子需要2个消火栓，则该沥青罐区需设20个消火栓，沿罐区外围线分布,详见附录1。3.3.6 灭火器材的选择根据建筑灭火器配置设计规范GB50140 中2.0.1和2.0.3条规范可确定沥青储罐危险等级为中危险级，火灾种类为B类火灾。再由第3.0.2条可确定沥青火灾选用泡沫灭火器。由石油化工企业设计防火规范GB50160中8.9.5条：地上储罐按防火堤内面积每400配置一个手提式灭火器，每个储罐配置数量不超过3个。防火堤内面积为9079，因而每个储罐可配置3个泡沫灭火器。对于灭火器是设置要求应满足下列要求：1 灭火器应设置在明显和便于取用的地点，且不

52、得影响安全疏散。2 灭火器应设置稳固，其铭牌必须朝外。3 手提式灭火器宜设置在挂钩、托架上或灭火器箱内，其顶部离地面高度应小于1.50m；底部离地面高度不宜小于0.15m。4 灭火器不应设置在潮湿或强腐蚀性的地点，当必须设置时，应有相应的保护措施。设置在室外的灭火器，应有保护措施5 灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。3.4罐区防雷、防静电设计3.4.1罐区防雷设计储罐区做为一个整体，堵塞所有的雷击入侵渠道，实行分区和等电位连接的原则，在工程实施中按规范执行，才能起到全面的保护效果根据石油天然气工程设计防火规范GB50183-2004中第9.2.3条可确定沥青储罐可不设避雷针、线，当应设

53、防感应雷接地 。其他的应该满足下列要求：1. 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。2. 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。根据以上规范设计制定防雷措施为：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。，冲击接地电阻设定为20。3.4.2静电防护措施 在化工行业中，静电能引发火灾爆炸事故，造成损失。危险化学品储罐区可燃液体的装卸、输送、调合、采样、检尺、测温及设备清洗等各种环节可能会有产生静电，并静电积聚、放电造成火灾。沥青罐区属于有爆炸、火灾危险性的场所，对可能产生静电危险的设备和管道，均应采取防静电措施。 消除静电的主要途径有两条；一是创造条件加速静电泄漏或中和；二是控制工艺过程，限制静电的产生。针对沥青储罐区的特点，静电的预防主要包括以下几个方面。（一