大型储罐泡沫灭火新技术研究伦伟杰课件

1、中国石油中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司2013年11月伦伟杰大型石油储罐泡沫灭火设施技术研究中国石油中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司2013年汇 报 内 容一、摘要二、大型石油储罐火灾风险分析三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升五、结语汇 报 内 容一、摘要一、摘要 文章对大型石油储罐火灾风险进行分析。重点介绍针对不同类型储罐火灾，国内外设置的不同的泡沫灭火设施。建议加强扑救大型石油储罐全液面火灾的研究，引进国外先进理念，提高大型石油储罐泡沫灭火系统的稳定性和可靠性。 一、摘要 文章对大型石油储罐火灾风险进行分析。重点 近几年，我国进行

2、能源战略储备，新建了许多大型石油储备基地。大型浮顶储罐由于具有油品损耗低、环保、安全性能优良、节省占地等优点，是储存原油的主要设施。浮顶储罐的大型化成为一种趋势，已建成的10104m3大型浮顶储罐多达上千座。而确保大型浮顶储罐的安全生产就是我们共同面临的课题。 1、大型石油储罐火灾特点二、大型石油储罐火灾风险分析 近几年，我国进行能源战略储备，新建了许多大型石油 大型石油储罐区一般容积较大，大多在几百万立方以上，有的达到一千万方以上。一旦发生事故，其后果十分严重，事故主要呈现出以下特点： 1）不易扑救； 2）对后续工业生产及油品供应会产生巨大影响； 3）对地区环境及社会影响巨大 。1、大型石油

3、储罐火灾特点二、大型石油储罐火灾风险分析 大型石油储罐区一般容积较大，大多在几百万立方以 储罐火灾事故统计及分类 我们对全球主要石油工业国家在20002010年十年间发生的共计95起油罐火灾事故进行了统计分析。 通过分析得出以下结论： 1）按着火源统计，雷击火灾事故在储罐火灾事故统计中所占比例最高，达到35.7%，其余已知着火源引起的火灾事故，如静电、泄漏、明火等，所占比例均较低。 2）按储存油品统计，原油储罐火灾事故比例最高，达到34.7%，其次是汽油储罐，比例为28.4%。其余油品，如柴油、煤油、石脑油及燃料油等火灾事故比例均较低。 3）按罐型统计，外浮顶储罐火灾事故比例最高，为30.5%

4、，其余罐型，如拱顶罐、内浮顶罐以及球罐等火灾事故比例均较低。 2、火灾事故分析二、大型石油储罐火灾风险分析 储罐火灾事故统计及分类2、火灾事故分析二、大 针对大型储罐火灾事故，雷击是造成大型浮顶储罐火灾的主要原因，2006年至今国内发生了数起大型储罐雷击着火事故 ，其共同点是着火点位置都在密封圈处，事故储罐均有二次密封 。其储罐密封圈火灾主要特点如下： (1)密封圈往往先发生闪爆，若密封圈内可燃气体充足，则密封圈可发生持续燃烧。 (2)密封圈存在多处燃爆点。密封圈往往多处同时发生着火，燃烧点不连续，每处着火点的密封圈长度短则几米，长则十多米，若扑救不及时，可能导致整个密封圈完全着火。 (3)火

5、势相对较小。由于密封圈内暴露的油面仅限于浮盘与罐壁之间约250 mm 的环形空间，燃烧面积非常有限，燃烧时油气挥发量较小，因此，密封圈燃烧时火势相对较小。 2、火灾事故分析二、大型石油储罐火灾风险分析 针对大型储罐火灾事故，雷击是造成大型浮顶储罐 目前泡沫灭火系统设计规范GB 50151-2010是国内油罐泡沫灭火设施设计的主要依据。该规范规定外浮顶储罐的保护面积“应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。” 也就是说国内规范对大型外浮顶储罐火灾泡沫灭火，只是考虑浮顶储罐罐壁与泡沫堰板间密封圈部位的火灾。 根据规范，国内大型储罐设置固定式泡沫灭火系统，主要分为罐壁式泡沫灭火系统和浮盘边缘式泡沫灭火系

6、统。1、规范依据三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 目前泡沫灭火系统设计规范GB 50151 1） 罐壁式泡沫灭火系统 罐壁式泡沫灭火系统的主要特征是泡沫管线固定在罐壁外侧，泡沫发生器安装在罐壁顶部，泡沫喷射口在罐顶圆周上均布，喷射口朝向罐内，泡沫喷射口一般设置在罐壁顶部的梯形护板上，喷射口处还设有泡沫导流板。 2、泡沫灭火系统设置三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 1） 罐壁式泡沫灭火系统2、泡沫灭火系统设置2、泡沫灭火系统设置三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 我国大多数大型浮顶储罐采用罐壁式泡沫灭火系统，该灭火系统优点是技术成熟，基本是标准设计，特别是在扑救储罐高液位密封圈火灾时，泡沫利用率高

7、，效果显著。而且即使浮船倾斜、下沉，仍然可以发挥作用。 缺点是扑救低液位浮顶油罐火灾时，泡沫易受油气燃烧时的上升气流和大风的影响 ，灭火效果不佳。 当密封圈的着火点不在罐顶泡沫喷射口正下方时，从罐顶流下的泡沫不能直接流进密封圈内，只能等泡沫完全淹没密封圈后才能进人密封圈内部灭火，可能错过最佳的灭火时间。 2、泡沫灭火系统设置三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 2）浮盘边缘泡沫灭火系统 其主要特点是把混合液供给方式由罐外改到罐内。从防火堤外引来的泡沫混合液管直接引入罐内，并在罐内与一根耐压柔性软管连接，再通过软管把泡沫混合液送到设置在浮盘中央的泡沫液分配器上，罐内的软管可随浮盘升降而自由收缩和伸展

8、。泡沫发生器由原来固定在罐壁上改为固定在浮盘泡沫密封堰板上，随浮盘上下浮动，泡沫混合液通过泡沫液分配器和浮盘上的泡沫管线输送到均布于浮盘边缘的泡沫发生器，泡沫喷射口设置在泡沫堰板与二次密封装置支撑板(或挡雨板)之间的开放空间，也可直接伸入密封圈内部 。2、泡沫灭火系统设置三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 2）浮盘边缘泡沫灭火系统2、泡沫灭火系统设 2）浮盘边缘泡沫灭火系统2、泡沫灭火系统设置三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 2）浮盘边缘泡沫灭火系统2、泡沫灭火系统设 浮盘边缘泡沫灭火系统突出优点如下： 1)喷出的泡沫可直接覆盖在油面上实施灭火，泡沫分布速度快且分布均匀；另外，由于泡沫直接喷入密

9、封圈内部，泡沫液可避免雨水的稀释和冲刷。 2)由于泡沫喷射口与密封圈之间的距离始终保持不变，从而避免了外界风力、火焰热气流、浮盘与泡沫喷射口的高度差等因素的影响。 3)泡沫覆盖空间大大减小，以10104m3储罐为例，储罐直径80 m，浮盘与罐壁的间距约为250mm，而堰板与罐壁的间距一般为120mm，因此，这种型式泡沫灭火系统的泡沫覆盖面积仅为罐壁式泡沫灭火系统泡沫覆盖面积的21%。 但是泡沫喷射口若设置在密封圈内部，不便于工作人员日常维护和检修；另外，二次密封金属支撑板的管线穿越处需要有效密封，否则容易导致密封圈内的油气从穿越处泄漏。 2、泡沫灭火系统设置三、大型石油储罐泡沫灭火系统设置 浮

10、盘边缘泡沫灭火系统突出优点如下：2、泡沫灭 储罐的浮盘倾覆，发生全液面火灾，上述两种泡沫灭火系统都是无能为力的。但是浮顶储罐浮盘倾覆，发生全液面火灾这种极端事故在现实生活中是有可能发生的。2009年10月波多黎各首府圣胡安海湾储油基地发生的爆炸事故就是一起极端事故，事故最终涉及22座储罐，其中大部分储罐发生的就是全液面火灾，在这种情况下储罐罐壁或浮顶设置的泡沫灭火设施是根本无法发挥作用的。今后，应对储罐全液面火灾的灭火设计能力应有所提升。1、大型石油储罐的全液面火灾四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升 储罐的浮盘倾覆，发生全液面火灾，上述两种泡沫 国外对扑救大型石油储罐的全液面火灾已有所研

11、究。目前扑救成功过最大直径储罐的全液面火灾是利用移动式灭火装备扑救83m直径大型储罐全液面火灾事故。根据其成功经验表明，若想扑救大型储罐（直径大于46m）火灾，需要详细的计划、大功率移动设备以及经专业化训练的灭火团队。2、扑救大型石油储罐的全液面火灾四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升 国外对扑救大型石油储罐的全液面火灾已有所研究 针对这种大型浮顶储罐全液面火灾的极端事故，目前以高流量的泡沫消防炮对储罐进行灭火。 泡沫炮需要布置在能够使得泡沫液可打入罐内的某点并落到液池表面一处相同的区域。这样有助于快速形成稳定的泡沫覆盖层，比泡沫分散的集中在储罐表面 3-4 个分散的位置更加有效。2、扑救

12、大型石油储罐的全液面火灾四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升 针对这种大型浮顶储罐全液面火灾的极端事故，目 大范围的泡沫覆盖区域建立速度越快（又称“足迹”），火灾被扑灭的速度也越快。 在液面附近进行罐壁外部冷却有助于泡沫覆盖层的形成，但是冷却水应该只施加在罐壁上直至泡沫覆盖层控制住火势。在泡沫施加过程中应该小心的使用冷却水，因为如果冷却水误入泡沫层，则会很容易稀释并对泡沫层产生破坏。使用冷却水冷却壁面也有可能降低罐壁的强度。同时使用冷却水冷却壁面也有可能降低罐壁的强度。2、扑救大型石油储罐的全液面火灾四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升 大范围的泡沫覆盖区域建立速度越快（又称“足迹 扑

13、救全液面火灾的主要设计参数如下： 泡沫灭火强度2、扑救大型石油储罐的全液面火灾四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升储罐直径NFPAWilliams FootprintBp InternationalEurope BS/EN-135650 45m6.5L/(minm2）6.5L/(minm2）10.4 12.9L/(minm2）10.0L/(minm2）45 60m6.5L/(minm2）7.3L/(minm2）10.4 12.9L/(minm2）11.0L/(minm2）60 75m6.5L/(minm2）8.2L/(minm2）10.4 12.9L/(minm2）12.0L/(minm2

14、）75 90m6.5L/(minm2）9.0L/(minm2）10.4 12.9L/(minm2）12.0L/(minm2）90 105m6.5L/(minm2）10.2L/(minm2）10.4 12.9L/(minm2）12.0L/(minm2）105 120m6.5L/(minm2）12.9L/(minm2）泡沫供给时间65min65 min65 min90 min 扑救全液面火灾的主要设计参数如下：2、扑救大 扑救全液面火灾的移动消防系统流程： 2、扑救大型石油储罐的全液面火灾四、大型石油储罐泡沫灭火设计应对能力提升400m2x DN30015141L/M/条1,100m1x DN300 30283L/M1,500m (1x) DN300 30283L/M浮桥抽水泵中继增压泵 8000系列灭火使者 30283L/M0.9MPA400m内压力损失在0.06MPA泡沫液 扑救全液面火灾的移动消防系统流程：2、扑救大大型储罐泡沫灭火新技术研究伦伟杰课件大型储罐泡沫灭火新技术研究伦伟杰课件大型储罐泡沫灭火新技术研究伦伟杰课件 综上所述，目前国内大型储罐泡沫灭火设施均立足于扑救浮顶储罐罐壁与泡沫堰板间密封圈部位的火灾。浮盘边缘式泡沫灭火系统与罐壁式泡沫灭火系统相比有许多优点，具有实施和推广的意义。但对浮盘