环己烷罐区防火防爆设计说明书k

1、 防火防爆设计 课程设计说明书设计题目42000m3环己烷罐区防火防爆设计学 院城市建设与安全工程学院专 业 安全工程班 级安全1101第四组姓 名 蒋妍婷 指导教师华 敏 2014 年 10 月摘 要本设计根据环己烷的相关物化性质对42000m3环己烷储罐区进行了防火防爆设计。根据石油化工企业设计防火规范 、储罐区防火堤设计规范以及化工设备设计全书-球罐和大型储罐确定储罐的选型及设计、防火堤设计以及罐区总平面布置并绘制了罐区总平面布置简图。然后又依据石油化工企业设计防火规范来确定消防用水量及消火栓布置。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范以及爆炸性气体环境用电气设备第14部分：危险场所分类

2、进行火灾危险区域的划分，并对储罐区及泵房进行分析。根据石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范绘制了罐区可燃或有毒气体（蒸汽）报警仪布置图。最后依据依据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008对避雷针的设计进行了分析。关键词：环己烷 消防用水量消火栓 避雷针 火灾危险编制说明本设计制作的具体分工如下：本评价报告所用的相关资料由集体搜集Word分工：（1）蒋妍婷：1）第一章 储罐的选型及尺寸的设计2）第三章 总平面设计3）第四章 消防用水量及消防栓的布置4）第五章 罐区火灾爆炸危险区域划分（2）康晓林：1）第二章 储罐区的平面设计2）第六章 罐区可燃气体（蒸汽）报警仪布置3) 第七

3、章 罐区避雷针设计CAD分工：（1）蒋妍婷：1）消防用水量计算及消火栓布置（CAD画图）；2）罐区火灾爆炸危险区域划分（CAD画图）；（2）康晓林：3）罐区可燃或有毒气体（蒸汽）报警仪布置图（CAD画图）；4）避雷针设计。本设计说明全稿由蒋妍婷进行排版整理并对细节部分进行了修改。在本次防火防爆课程设计的过程中，得到了指导老师的大力支持和帮助，获得了许多宝贵的意见和建议，在此表示衷心的感谢！ 【目录】第一章 储罐选型及尺寸设计11.1 储罐选择11.1.1 环己烷的理化性质:11.1.2 储罐选型11.1.3内浮顶储罐的构成及特点21.2 储罐设计31.2.1 壁厚设计31.2.2 加强圈计算5

4、1.3附件61.3.1 通气孔：61.3.2 透光孔：61.3.3 排污孔：71.3.4 人孔：71.3.5 取样器：71.3.6 自动通气阀：71.3.7 扩散管：71.3.8 液位计：71.3.9 静电接地:81.3.10 避雷针:81.3.11 梯子、平台:8第二章 储罐区的平面设计92.1 罐间的防火间距92.2 罐体距防火堤的距离92.3 防火堤的设计92.3.1 防火堤的选型与断面尺寸92.3.2 防火堤基础及其保护措施102.3.3防火堤的尺寸102.3.4防火堤及其内部的其他安全布置112.4隔堤的设计122.4.1隔堤的布置与选型122.4.2 隔堤的高度122.4.3 隔堤

5、的选型与断面尺寸122.5 道路宽度及路面内缘转弯半径13第三章 总平面设计143.1 厂区内部建筑物间的防火间距143.1.1 办公用房143.1.2 门卫143.1.3 发配电间143.1.4 压缩机房153.1.5 消防泵房153.1.6 事故收集池153.1.7 备用配件库153.1.8 15m高压线153.2 厂区与周围建筑物的防火间距16第四章 消防用水量计算及消火栓布置174.1消防用水量174.1.1 消防冷却用水量174.1.2 泡沫灭火系统用水184.2消防栓的设计204.2.1 消防给水管道的设计204.2.2消防栓的布置224.2.3 消火栓的选型234.2.4消防栓的

6、数量234.2.5 消火栓保护半径与最大布置间距23第五章 罐区火灾爆炸危险区域划分255.1区域类型简介255.2区域范围影响因素255.3储罐区分析265.3.1 释放源265.3.2通风265.3.3 区域等级确定275.3.4 区域划分295.4 储罐区泵房分析29第六章 罐区可燃气体（蒸汽）报警仪布置316.1报警仪选型316.2报警仪布置336.2.1检测器布置336.2.2报警器布置33第七章 罐区避雷针设计347.1防雷建筑等级确定347.2避雷针滚球法保护范围的确定34参考文献:36第一章 储罐选型及尺寸设计1.1 储罐选择 1.1.1 环己烷的理化性质:环己烷 ，别名六氢化

7、苯，为无色有刺激性气味的液体。不溶于水，溶于多数有机溶剂。极易燃烧。一般用作一般溶剂、色谱分析标准物质及用于有机合成，可在树脂、涂料、脂肪、石蜡油类中应用，还可制备环己醇和环己酮等有机物。表1-1 环己烷性质一览表参数数值参数数值熔点/6.5蒸气压/kPa13.098相对分子质量84.16爆炸上限/V%8.4液体密度(水=1)0.78爆炸下限/V%1.2沸点/80.7临界温度/280.4燃点/245临界压力/MPa4.05闪点/-16.5燃烧热/(kJmol-1)3916.1 环己烷极易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触发生强烈反应，甚至引起燃烧。在火场

8、中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。1.1.2 储罐选型储罐种类是按照几何形状来划分的，按几何形状可分为五大类，即立式筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐、双曲线储罐和悬链式储罐。其中后两者已被淘汰。立式圆筒形储罐按其罐顶结构可分为固定顶储罐和浮顶储罐两种类型。浮顶储罐可分为浮顶储罐和内浮顶储罐。3液体化学品储罐的选型要根据该物料的火灾危险性类别来决定。类别划分参照建筑设计防火规范（GB500162006）和 石油化工企业设计防火规范 （GB50160-2008）。12一般情况下，当物料的闪点28，其火灾的危险性属于甲B类。考虑该类物料在常温

9、下其易燃性、易挥发性、发生火灾的危险性很大，为降低它的蒸发损耗，减少环境污染，以及减少占地面积，必须选用储存损耗很少的内浮顶储罐。环己烷闪点()：-16.5，故选用内浮顶储罐；设计温度0-50；设计压力常压，即-0.49kpa1.96kpa；环己烷一般条件下无腐蚀性。 1.1.3 内浮顶储罐的构成及特点构成：内浮顶储罐主要由罐体、内浮盘、密封装置、导向和防转装置、静电导出设施、通气孔、高液位报警器等组成。为避免浮顶漏损沉没，多采用带有环形隔舱的内浮顶，或采用双盘式内浮顶以增加浮盘的浮力及安全性（后者还起隔热作用）。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。内浮顶储罐的顶部

10、是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。特点：储液的挥发损失少。由于内浮盘直接与液面接触，液相无挥发空间，从而减少发损失85%90%。由于液面没有气相空间，所以减轻了罐体的腐蚀，延长了储罐的寿命。由于液面覆盖内浮盘，使储液与空气隔离，故大大地减少了空气的污染，减少了着火爆炸的危险，易于保证储液的质量。特别适用于储存高级汽油和喷气燃料，也适合储存有害的石油化工产品。在结构上可取消呼吸阀及罐顶冷却喷淋设施。易于老罐改造成内浮顶罐，并取消呼吸阀、阻火器等附件，投资少，经济效益明显。1.2 储罐设计1.2.1 壁厚设计体积为2000m3的储罐采用不等壁厚储罐，罐壁是由一圈一圈的壁板焊接组成的。 根

11、据HG21502.2-1992钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列，可确定罐壁由8圈壁板组成。根据实际施工要求和我国通用钢板规格，设计如下：自下往上取八层，一至八层取用1.7m宽的钢板。设计储罐壁厚应采用下列公式计算5： （1-1） 式中：i储存介质时的设计厚度（mm） 储液的密度（） 计算的壁板底边至罐壁顶端的垂直距离（m） 储罐内直径（m） 设计温度下钢板的许用应力（MPa） 焊缝系数，取0.9 钢板或钢管的厚度负偏差（mm），查阅HG20580-1998，根据不同壁厚来确定 腐蚀裕量（mm），取1mm 根据文献规范4查表得，公称容积为2000的内浮顶储罐，计算容积为2186，储罐内径为14.5m

12、 ，罐壁高度14.35m ，拱顶高度1.569m ，总高15.919m；罐壁厚度为底圈9mm，二三圈依次是8mm、7mm，四五六七八圈均是6mm，罐体材料为Q235-A； 根据文献规范5查得Q235-A：使用温度大于-20，许用最大板厚为16mm，=375MPa, =235MPa, =157MPa 。考虑储罐的使用条件，材料的焊接性能，加工制造以及经济的合理性，选择Q235-A钢作为储罐罐壁的材料。第一圈：第二圈：第三圈：第四圈：第五圈： 第六圈： 第七圈： 第八圈： 根据HG 21502.2-1992钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列列表如下：表1-2 罐壁厚度序号计算壁厚（mm）规定壁厚（mm）

13、最终壁厚（mm）第一圈7.3199第二圈6.4488第三圈5.7877第四圈5.1166第五圈4.4466第六圈3.7766第七圈3.1166第八圈2.4466表1-3储罐设计参数公称容积2000m计算容积2186m储罐内径14500 mm罐壁高度14350 mm拱顶高度1569mm 规定壁厚 9,8,7,6,6,6,6,6mm 拱顶板厚5.5mm罐底板厚中幅板6mm，边缘板7mm1.2.2 加强圈计算在风荷载作用下，罐壁筒体应进行稳定性校核，防止储罐被风吹瘪。判断储罐的侧压稳定条件为： （1-2）式中：为罐壁许用临界压力，pa；为设计外压，pa。当时，就可以认为罐壁具备了足够的抗风能力；反之

14、，则罐壁需设置加强圈以提高储罐的抗外压能力。储罐的临界压力计算公式是根据薄壁短圆筒在外压作用下的临界压力公式得到的5： （1-3）E=192 （1-4） 圆筒壁厚，m； D圆筒直径，m； L圆筒长度，m。 经计算，=4.25罐壁的设计外压用下式表示，即： （1-5）对于内浮顶储罐，实验结果=1.0，q=0，则罐壁的设计外压计算为： （1-6）取=1.0，=0.40经计算： =900pa 因为 ，所以不用设置加强圈。1.3 附件1.3.1 通气孔：内浮顶储罐由于内浮盘盖住了液面，因此蒸发损失很少，所以罐顶上不设机械呼吸阀和安全阀。但在实用中，浮顶环形间隙或其他附件结合部位仍难免有泄漏之处，为防止

15、气体积聚达到危险程度，在罐顶和罐壁上都开有通气孔。通气孔的规格选则：规格：DN150、型号：GTQ-150、质量：16kg；1.3.2 透光孔：透光孔主要用于储罐放空后通风和检修时采光，它安装于固定顶顶盖上，一般可设在储液进出口管上方的位置，与人孔对称布置（方位180处），其中心距罐壁8001000mm。透光孔的公称直径一般为DN500。如有两个以上的透光孔时，则透光孔与人孔，清扫孔（或排污孔）的位置尽可能沿圆周均匀布置，便于通风采光。为了开闭安全，透光孔附近的罐顶栏杆需局部加高，局部平台最好用花纹钢板，以便防滑。透光孔的规格选择：规格：DN500、型号：GTG-500C、质量：18kg；1.

16、3.3 排污孔：排污孔设置在储罐底部最低位置，放水管可兼做排污管；1.3.4 人孔：人孔的数量应根据储罐的大小及维修要求设置。通常在罐顶设一个人孔，在罐壁设一个或多个人孔。人孔应设在方便操作的位置，并避开罐内附件。对内浮顶储罐，在其固定顶上应设置1个DN500或DN600的人孔；在内浮顶上应设置1个DN600的人孔；在内浮顶支撑高度以上及以下的罐壁上各设1个DN600的人孔。1.3.5 取样器：以往物料化验分析需要的储液样品是由操作人员从设置在罐顶上的量孔直接手工采集。取样器设置在储罐的下部，除了可以减轻取样操作人员的劳动强度外，采取物料的准确性也大大提高了。取样器的选择：YCJ-L型储罐液下

17、采样器；1.3.6 自动通气阀：自动通气阀设在浮盘中部位置，它是为保护浮盘处于支撑位置时，储罐进出物料时能正常呼吸，防止浮盘以下部分出现抽空或憋压而设。1.3.7 扩散管：扩散管在储罐内与进口管相接，管径为进口管的2倍，并在两侧均匀钻有众多直径2mm的小孔，它起到储罐收液时降低流速，保护浮盘支柱的作用。1.3.8 液位计：选用重锤-浮子式钢带液位计。重锤-浮子式钢带液位计是利用力平衡原理进行液位测量的。液位高度按下式计算： （1-7）1.3.9 静电接地: 静电会带来很多危害，妨碍生产，产生静电电击，静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾。静电能量虽然不大，但电压高则易放电放出电火花。点火花会使环

18、己烷着火燃烧爆炸等。单体接地是是消除静电的最常见的方法，接地电阻不应大于10欧姆同时做好导线连接。1.3.10 避雷针:由于雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面的破坏作用，且破坏力很大。雷电具有电性质、热性质和机械性质等三方面的破坏作用。避雷针必不可少，以防止雷击导致一系列事故。在罐顶先焊一块40mm、厚度4mm的钢板，然后装针。1.3.11 梯子、平台:HG 21502.2-1992钢制立式圆筒形内浮顶储罐规定400-30000储罐应采用螺旋爬梯，螺旋升角为45度。第二章 储罐区的平面设计42000m3的环己烷储罐区，本设计选用4个内浮顶罐，每个罐的容积为2000m3。罐的

19、直径D=15m，高度H=14.35m。2.1 罐间的防火间距根据石油化工企业安全防火规范表6.2.8，甲B、乙类液体的内浮顶储罐的防火间距为0.4D，本罐组内相邻环己烷储罐的防火间距为0.4D =6m。2.2 罐体距防火堤的距离根据石油化工企业安全防火规范第6.2.13条，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。本储罐组高度均为14.5m，储罐至防火堤内堤脚线的距离应大于14.35/2=7.175m，取10m2.3 防火堤的设计2.3.1 防火堤的选型与断面尺寸在进行防火堤选型时除考虑承受静压力外，还应考虑当油罐瞬间破裂时，防火堤能否承受一定的罐内液体的冲击载荷，以及火灾发生时，

20、耐烧极限的强度。参照石油化工防火堤设计规范（SH31252001）第6.0.5条与储罐区防火堤设计规范17（GB50351-2005）第4.2.7条，堤身及基础底板的厚度取200mm，断面示意图如：0.2m0.2m图2-1 防火堤断面尺寸示意图2.3.2 防火堤基础及其保护措施防火堤基础设计：根据储罐区防火堤设计规范17 （GB50351-2005）第4.2.2条，防火堤基础埋深不宜小于0.5m，地面以下0.5m深度范围内的地基土的压实系数不应小于0.95。防火堤保护措施：根据储罐区防火堤设计规范 （GB50351-2005）第4.2.5条要求，在堤内侧喷涂隔热防火涂料。一.防火涂层的抗压强度

21、不应低于1.5MPa，与混凝土的粘结强度不应小于0.15 MPa，耐火极限不应小于2h，冻融实验15次强度无变化。二.防火涂层应乃雨水冲刷并能适应潮湿工作环境。环己烷一般条件下无腐蚀性，故防火堤不考虑防腐问题。2.3.3 防火堤的尺寸本防火堤根据石油化工企业设计防火规范第6.3.6条设计。当储罐未采取防止措施时，V不应小于防护墙内所有储罐的总容积，油罐组防火堤有效容积应按下式计算：V=AHj （V1+V2+V3+V4） (2-1)式中：V防火堤的有效容积（m3）； A防火堤中心线围成的水平投影面积（m2）； H j设计液面高度(m)； V1防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积（m3）

22、； V2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（m3）； V3防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤面积和内培土体积之和（m3）； V4防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构建物体积之和（m3）。计算如下：根据罐体直径、罐间防火间距、罐体距防火堤的距离计算可得防火堤边长为： L=2D+210+6=56m面积为： A=LL=3136m2。设防火堤理论高度为H1，实际计算时刻忽略V3，V4。V1 = (14.514.5) Hj V2=3V1代入上式：HjA-（V1+ V2）=Hj3136-（14.514.5）=2000m3得Hj= 0.81

23、m根据石油化工企业安全防火规范第6.2.17条，立式储罐防火堤的高度应为计算高度加0.2，但不应低于1且不宜高于2.2。本设计的防火堤高度为0.81+0.2=1.01m，取1.1m2.3.4 防火堤及其内部的其他安全布置防火堤及其内部的其他安全布置为：根据储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）第3.2.7条，防火堤内的地面坡度宜为5%。根据储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）第3.2.8条，如果考虑在南京（年降雨量大于200mm且雨水24小时内难渗完）的话，防火堤内应设置集水设施。连接集水设施的雨水排放管道应从防火堤内设计地面以下通出堤外，并应设置安全可靠的载油排水装置。

24、 根据储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）第3.1.5条，在防火堤上应设置不少于两处越堤人行踏步或坡道，并设置在不同方位上。防火堤高度大于等于1.5m时，应在两个踏步或坡道之间增设踏步或逃逸爬梯。根据储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）第3.1.5条，隔堤应设置人行踏步或坡道。2.4 隔堤的设计2.4.1 隔堤的布置与选型根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）第6.2.15条，设置的隔堤把成品汽油储罐区的储存区分成两组，每组2个环己烷储罐。2.4.2 隔堤的高度设隔堤的高度为Hi。根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）第6.2.12条

25、第2 款，隔堤内的有效容积不应小于隔堤内1个最大储罐容积的10%。即200010%，得出Hi0.07。根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）第6.2.17条第2 款，隔堤的高度不应低于0.5m，所以隔堤高度取0.5m。2.4.3 隔堤的选型与断面尺寸隔堤高度确定为0.5m。隔堤的选择，根据隔堤的高宽比对隔堤稳定性的影响，选择隔堤的厚度要接近0.5m。再根据储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）第4.2.11条第2款，选择不宜厚度小于400mm的毛石隔堤。隔堤的方向大致与液流方向垂直，为了方便施工，把它的断面设计成长方形。如下图所示：0.4m0.1mm0.4m图2-2

26、 隔堤断面尺寸示意图隔堤双面水泥砂浆勾缝，堤顶设钢筋混凝土压顶，压顶构造应符合储罐区防火堤设计规范（GB50351-2005）第4.2.8条规定：压顶在变形缝处应断开，压顶厚度不宜小于100mm，混凝土强度等级不宜低于C20，压顶内纵向钢筋直径不宜小于，钢筋间距不宜大于200mm。2.5 道路宽度及路面内缘转弯半径根据石油化工企业安全防火规范第4.3.4条，可燃液体的储罐区应设环形消防车道，当受地形条件限制时，也可设有回车场的尽头式消防车道。消防车道的路面宽度不应小于6m，路面内缘转弯半径不宜小于12m，路面上净空高度不应低于5m。及第4.3.5条，可燃液体任何储罐的中心距至少两条消防车道的距

27、离均不应大于120m；当不能满足此要求时，任何储罐中心与最近的消防车道之间的距离不应大于80m，且最近消防车道的路面宽度不应小于9m。本设计消防车道路面宽度取值为7.5m ，路面内缘转弯半径取12m。第三章 总平面设计 根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）和建筑设计防火规范（GB50016-2006）的规定确定了总体平面布局中，下列建筑物的防火间距：3.1 厂区内部建筑物间的防火间距3.1.1 办公用房 长15m，宽7m，距离储罐90m，设在工厂大门附近。 根据GB50160-2008中4.2.12规定，环己烷储罐与办公场所间距不小于45m但是由于办公场所人流量大，因此设置

28、在靠近大门处。3.1.2 门卫长6m ，宽6m，紧挨工厂大门。根据GB50160-2008中4.2.12规定，环己烷储罐与办公场所间距不小于45m，门卫室在布局中紧挨工厂大门。依据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第3.3.8条，“厂房内严禁设置员工宿舍。办公室、休息室等不应设置在甲、乙类厂房内，当必须与本厂房贴邻建造时，其耐火等级不应低于二级，并应采用耐火极限不低于3.00h 的不燃烧体防爆墙隔开和设置独立的安全出口。”因此耐火等级选择为二级。3.1.3 发配电间长9m，宽6m。 GB50160-2008中5.2.1规定：变配电所与2000m环己烷储罐的间距不得小于25m。同时，配

29、电房应设在全年最小频率风的下风向，且应尽量靠近用电量较大的设备附近，并且宜设在围墙附近。依据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第3.3.13条：“油浸变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级，其它防火设计应按现行国家标准火力发电厂和变电所设计防火规范GB50229 等规范的有关规定执行。”耐火等级选择为一级。3.1.4 压缩机房 长6m，宽7m。 GB50160-2008中4.2.12规定：罐区甲、乙类泵（房）、全冷冻式液化烃储存的压缩机（包括添加剂设施及其专用变配电室、控制室）与环己烷储罐的距离不小于12m。依据建筑设计防火规范（GB50016-2006），耐火等级为二级。3

30、.1.5 消防泵房 长10m，宽6m。 GB50160-2008中4.2.12规定全厂性二类重要设施（消防泵房）与2000m环己烷储罐的距离不小于35m,设计距离是45m，满足规定要求。依据建筑设计防火规范（GB50016-2006）第8.6.4 条，“独立建造的消防水泵房，其耐火等级不应低于二级。”因此，耐火等级为二级。3.1.6 事故收集池 长25m,宽20m,距储罐防火堤25m。根据GB50160-2008中4.2.12规定：污水处理场（隔油池、污油罐）等与2000m3环己烷储罐的距离不小于15m。与消防泵房的防火间距不小于25m。依据建筑设计防火规范（GB50016-2006），耐火等

31、级为一级。3.1.7 备用配件库 长10m，宽9m,紧挨门卫室布置。根据GB50160-2008中4.2.12规定：甲类物品仓库与2000m环己烷储罐的距离不小于25m。设计距离88m，完全满足规定要求。依据建筑设计防火规范（GB50016-2006），其耐火等级为二级。3.1.8 15m高压线根据GB50160-2008中4.1.9规定：甲类液体罐组与架空电力线路中心线的距离至少为1.5倍线路塔杆高度， 距离罐组1.5倍高度，即22.5m。3.2 厂区与周围建筑物的防火间距 （1） 与南面、西面村庄的距离100m。（2） 与北面厂房的的距离70m。（3） 与东面普通公路的距离20m。以上距离

32、均以罐壁的最外侧为基准。根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）、石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）制定下表：表3-1 罐区内各建构筑物火灾危险等级、耐火等级编号名称占地面积火灾危险等级耐火等级A办公用房157=105m2丙二级B发配电间96=54m2乙一级C门卫66=36m2丙二级D压缩机房67=42m2乙二级E消防泵房106=60m2乙二级F事故收集池2520=500m2乙二级G备用配件库109=90m2乙二级H环己烷储罐区5656=3136m2甲一级第四章 消防用水量计算及消火栓布置根据石油化工企业设计防火规范第8.7.1条规定，可能发生可燃液体火灾的场所宜采用

33、低倍数泡沫灭火系统，本设计中的环己烷属于可燃液体，因此设计采用低倍数泡沫灭火系统。而设计中的重点则为消防用水量计算及消火栓的布置。4.1消防用水量消防用水量为低倍数泡沫灭火系统中所需水的用量及冷却水用量之和。4.1.1 消防冷却用水量（1）根据石油化工企业设计防火规范（GB50160-2008）第8.4.4条可燃液体罐区的消防用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混合液用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和；2 当着火罐为立式储罐时，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；当着火罐为卧式储罐时，着火罐直径与长度之和的一半范围内的邻近

34、地上罐应进行冷却；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；当着火罐为浮顶、内浮顶罐（浮盘用易熔材料制作的储罐除外）时，其邻近罐可不考虑冷却。故1.5D=1.515=22.5m，而相邻两储罐之间距离为6m，位于对角线两储罐之间距离为14.7m，都小于1.5D。因此，需要冷却的邻近储罐为3个。则冷却水用量为着火罐冷却水用量和相邻3个储罐冷却水用量之和。（2） 根据石油化工企业设计防火规范中8.4.5中第二条：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。本设计中对于储罐高为14.35m，单储罐容量为20

35、00m的环己烷储罐，选择用移动式冷却系统。（3） 根据石油化工企业设计防火规范中表8.4.5（本文中表4-1）表4-1 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/sm浮顶罐、内浮顶罐罐周全长0.6L/sm注1、2邻近罐罐周全长0.7L/sm固定式冷却着火罐固定顶罐罐壁表面积2.5L/minm2浮顶罐、内浮顶罐罐壁表面积2.0L/minm2注1、2邻近罐罐壁表面积的1/2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。因为本

36、设计中储罐浮盘用易熔材料制作，所以着火罐供水范围为罐周全长，供水强度为=0.8L/sm；邻近罐供水范围为罐周全长，供水强度为=0.7L/sm。着火罐冷却用水量=D=3.14150.8=37.68L/s （式4-1）邻近罐冷却水用量=nD=33.14150.7=98.91L/s （式4-2）每秒钟总冷却用水量为= +=37.68+98.91=136.59L/s （式4-3）（4）根据石油化工企业设计防火规范中8.4.7 可燃液体储罐消防冷却用水的延续时间：直径大于20m的固定顶罐和直径大于20m浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐应为6h；其他储罐可为4h。则消防冷却水的延续时间为4h。冷却水总量=冷却

37、延续时间=136.5943600=1966.9 m3 （式4-4）4.1.2 泡沫灭火系统用水1. 根据低倍数泡沫灭火系统设计规范中第2.2.2条三：甲、乙、丙类液体的外浮顶和内浮顶储罐应选用液上喷射泡沫灭火系统。因此本设计选用液上喷射泡沫灭火系统。第2.1.1条 对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐，当采用液上喷射泡沫灭火时，可选用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。本设计选用6%的氟蛋白泡沫液。2. 根据低倍数泡沫灭火系统设计规范中第3.1.2条 储罐的保护面积应按下列规定确定：固定顶储罐、浅盘式和浮盘采用易熔材料制作的内浮顶储罐，应为其储罐的横截面积。因此保护面积A=D24=1523.14

38、/4=176.625 m2 （式4-5）3. 根据石油化工企业设计防火规范第8.7.2规定：下列场所应采用固定式泡沫灭火系统：甲、乙类和闪点等于或小于90的丙类可燃液体的固定顶罐及浮盘为易熔材料的内浮顶罐。则本设计选用固定式泡沫灭火系统。固定式泡沫灭火系统由固定的泡沫液消防泵、泡沫液贮罐、比例混合器、泡沫混合液的输送管道及泡沫产生装置等组成，并与给水系统连成一体。当发生火灾时，先启动消防泵、打开相关阀门，系统即可实施灭火。固定式泡沫灭火系统的泡沫喷射方式可采用液上喷射和液下喷射方式。液上喷射泡沫灭火系统的泡沫产生器安装于罐壁的上部，喷射出的泡沫覆盖住整个燃烧的液面进行灭火。液上喷射泡沫灭火系统

39、适用于固定顶、外浮顶和内浮顶三种储罐。4.根据低倍数泡沫灭火系统设计规范第323条 内浮顶储罐的泡沫灭火系统的设计，应符合下列规定：一、浅盘式和浮盘采用易熔材料制作的非水溶性甲、乙、丙类液体内浮顶储罐的供给强度和连续供给时间，应按本规范第321条一款的规定执行。表4-2 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）（Lminm2）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注1：如果采用大于上表规定的混合液供给强度，混合液连续供给时间可按相应的比例缩短，但不得小于上表规定时间的80。注2：含氧添加剂含量体积比大于10的无铅汽油，其抗

40、溶泡沫混合液供给强度不应小于6Lminm2、连续供给时间不应小于40 min。则本设计氟蛋白泡沫液供给强度为5.0 Lminm2，连续供给时间为45min。罐灭火所需的泡沫混合液用量： （式4-6）用水量为Q=n94Q1=40.9439.74=149.42m3 （式4-7）所以消防用水量为冷却+泡沫=1966.9+149.42=2116.32 m3 （式4-8）4.2消防给水管道的设计4.2.1 给水管道的布置根据石油化工企业设计防火规范第8.5.1条规定：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0.71.2MPa。第8.5.2规定：消防给水管道应环状布置

41、，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。因此，本设计消防给水管道选择稳高压的环状管网。进水管两条。通过市政管网给水。4.2.2 管道水力计算1.管道直径的确定 管径大小的计算公式： (4-9) 式中 Q管段流量，L/s； 流速，m/s；不宜大于3

42、.5m/s D管段直径，mm2.钢管管道的沿程水头损失 （4-10） 式中 i管道的沿程水头损失， D为计算内径，m，取值应按管道的内径减1mm确定3.管道的局部水头损失 由于管道局部水头损失占沿程水头损大的比例较小，我国有关规范都规定局部水头损失可采用沿程水头损失百分比计算： 根据建筑给水排水设计规范第2.6.1条指出：当生活、生产、消防共用给水管网时，局部水头损失为20；当为消火栓系统消防给水管网时，局部水头损失为10；当为生产、消防共用给水管网时，局部水头损失为15。 因此，本设计的管道局部水头损失为20%。4.2.3 消防水泵的选择消防水泵的扬程应按最不利点所需要的水压进行计算，计算公

43、式为： （4-11）式中H系统管道入口或消防水泵的计算压力(MPa)； 系统管道沿程水头损失与局部水头损失之和(MPa)； 最不利点消火栓的实际工作压力(MPa)； Z 最不利点系统管道入口或消防水池最低水位之间的高程差，当系统管道入口或消防水池最低位高于最不利点水雾喷头时，Z应取负值(m)。此处假设为8m。所以消防水泵的扬程为88，流量为10L/s，根据表4-3，可选择规格为XBD9/10-80，其参数为流量10L/s，扬程0.9MPa，电机功率22KW，转速2900r/min。表4-3 消防泵型号泵型号流量（L/s）扬程（MPa）电机功率（KW）XBD3.5/10-80100.357.5X

44、BD4/10-80100.47.5XBD4.5/10-80100.4511XBD5/10-80100.515XBD6/10-80100.615XBD7/10-80100.718.5XBD8/10-80100.822XBD9/10-80100.922XBD10/10-80101304.3消防栓的设计4.3.1 消防栓的布置 （1）根据石油化工企业设计防火规范第8.5.5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；

45、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。（2） 根据石油化工企业设计防火规范第8.5.6 -8.5.8的规定：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。3.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

46、象可使用的数量之内。4.与生产或生活合用的消防给水管道上的消火栓应设切断阀。4.3.2 消火栓的选型消火栓根据其设置方式分为地上式和地下式，本设计中选择地上式消火栓，且型号为SS100-1.6，具体参数见表4-4。表4-4 地上式消火栓主要参数型号进水口直径（mm）出水口直径（mm）公称压力（Mpa）SS100-1.61001.6SS150-1.61501.64.3.3 消防栓的数量根据相关规范，取消火栓出水量为30 L/s，消火栓个数为 （式4-12）4.3.4 消火栓保护半径与最大布置间距1.消火栓的保护半径根据要求，本设计消火栓的保护半径选择100m。2.室外消火栓的布置间距由规范可知，

47、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。同时，本次设计设置室外地上式消防栓6个，间距均不大于60m。4.3.5 消火栓的用水量 根据石油化工企业设计防火规范第8.4.7 可燃液体储罐消防冷却用水的延续时间：直径大于20m的固定顶罐和直径大于20m浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐应为6h；其他储罐可为4h。 本设计储罐为直径15m的内浮顶罐，因此，消防冷却用水延续时间为4h，又根据要求选择消火栓的出水量为30L/s，则储罐区消火栓的用水量为： （4-13）第五章 罐区火灾爆炸危险区域划分场所分类是对可能出现爆炸性气体环境的场所进行分析和分类的一种方法，以便正确选择和

48、安装危险场所中的电气设备，达到安全使用的目的，并把气体的级别和温度组别考虑进去。几乎不可能通过对工厂或工厂布置的简单检查来确定工厂中哪些部分能符合三个区域的规定（0区、1区或2区）。对此，需要一个更详细的方法，这涉及到对出现爆炸性气体环境的基本概率的分析。5.1区域类型简介根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92）第2.2.1条规定，爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也

49、仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。按0区、1区或2区的定义来确定产生爆炸性气体环境的可能性，一旦确定了可能释放的频率和持续时间（释放等级），释放速度、浓度、速率、通风和其他影响区域类型和/或范围的因素，对确定周围场所可能存在的爆炸性气体环境就有了可靠的根据。存在爆炸性气体环境的可能性和由此形成的区域类型主要取决于释放源的等级和通风。5.2区域范围影响因素区域范围主要受以下化学和物理参数、一些可燃性物质固有特性的影响，其他因素为加工过程中特有的。为简便起见，下面所列的各参数的作用是以假定其他参数保持不变为前提。1.气体或蒸气的释放速率释放速率越大，区域范围就越大。释放速率取决于释放源本身的其

50、他参数即：（1）释放源的几何形状（2）释放速度（3）浓度（4）可燃性液体的挥发性（5）液体温度。2.爆炸下限（LEL） 对于给出的释放体积，爆炸下限（LEL）越低，危险区域范围就越大。3.通风 随着风量的加大，危险区域范围可以减小。阻碍通风的障碍物能使危险区域范围扩大。另一方面，某些障碍物如堤坝、围墙或天花板都能限制危险场所范围。4.释放气体或蒸气的相对密度 如果气体或蒸气明显的轻于空气，则它就趋于向上飘移，且释放源上方的垂直方向范围将随着相对密度的减小而扩大；如果明显的重于空气，它就趋于沉积于地面，在地面上，区域水平范围将随着相对密度的增大而增大。5.应考虑的其他参数（1） 气候条件；（2）

51、地形分布状况。5.3储罐区分析爆炸危险场所的划分首先要查找和确定释放源，根据释放源的等级，划分爆炸危险区域，然后还应结合释放源所在处的通风条件调整区域划分。5.3.1 释放源确定危险区域类型的根本因素就是鉴别释放源和确定释放源的等级。（1）释放源鉴别环己烷储罐可能释放源有：人孔、进料口、出料口、取样口、放空口、排污口、安全阀以及压力表和液位计的连接口。当储罐发生故障时（如压力过大），一般情况下会首先由安全阀泄放，故以下在考虑释放源和通风计算时以安全阀为主。（2）释放源等级确定：内浮顶罐在正常运行时，几乎没有任何“呼吸”损失，预计不可能释放环己烷蒸汽，如果释放也仅是偶尔和短期释放的释放源。根据危险场所分类标准GB3836.14-2000， 2级释放源有a）设备正常运行时，预计可燃性物质不会释放的泵，压缩机和