中小型化工企業(yè)可燃液體儲罐消防設計要點

杜麗莎

（天津市化工設計院，天津 300193）

一般中小型化工企業(yè)儲罐常采用固定頂立式儲罐，且罐型較小，一般小于等于2000m3。本文著重就其消防設計進行討論。

1 固定頂立式儲罐消防設計內容

1.1 一般化工廠儲罐應按《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB50160-2008(以下簡稱《石化規(guī)》)設計。也有一些中小型化工企業(yè)可按《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006(以下簡稱《建規(guī)》)設計。以上兩本規(guī)范均要求甲乙丙類儲罐應進行消防設計。

1.2 甲乙丙類固定頂立式儲罐消防設計包括滅火與冷卻兩部分。

1.2.1 按《石化規(guī)》及《建規(guī)》要求，撲救可燃液體儲罐火災一般采用泡沫滅火系統(tǒng)，包括固定式泡沫滅火系統(tǒng)、半固定式泡沫滅火系統(tǒng)、泡沫炮及泡沫槍等。泡沫滅火系統(tǒng)按混合比的不同分為低倍數(shù)滅火系統(tǒng)、中倍數(shù)滅火系統(tǒng)及高倍數(shù)滅火系統(tǒng)。撲救可燃液體火災目前最常用的是氟蛋白低倍數(shù)空氣泡沫，酒精等可溶性液體采用抗溶性泡沫。

1.2.2 可燃液體儲罐發(fā)生火災后應及時進行冷卻，減少罐體鋼板強度降低，防止罐體變形甚至破裂。冷卻方式包括固定式及移動式水炮、水槍等。

1.2.3 應用規(guī)范。儲罐滅火在《石化規(guī)》及《泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50151-2010(以下簡稱《泡沫規(guī)》)中均有所提及，故設計中應根據(jù)具體情況參考相應條文。儲罐冷卻在《石化規(guī)》及《建規(guī)》中均有規(guī)定，同樣也應根據(jù)具體情況參照相應條文設計。

2 甲乙丙類固定頂立式儲罐滅火設計

2.1 甲乙丙類固定頂立式儲罐的低倍數(shù)泡沫滅火設計首先應明確使用何種滅火系統(tǒng)。不同的滅火系統(tǒng)泡沫混合液的供給強度及連續(xù)供給時間都是不同的。

2.1.1 選擇泡沫滅火系統(tǒng)形式的第一步是明確使用什么規(guī)范作為“母規(guī)”。《石化規(guī)》與《建規(guī)》在中小型化工企業(yè)的設計中都可能作為“母規(guī)”使用。《石化規(guī)》一般用于大、中型化工企業(yè)，《建規(guī)》則多用于小型化工企業(yè)。作為一個工程項目首先需明確使用哪本規(guī)范，以便指導所有涉及專業(yè)的設計工作。

2.1.2 當以《建規(guī)》作為“母規(guī)”時，滅火系統(tǒng)形式可按《泡沫規(guī)》的相關要求進行選擇。本文不再贅述。

2.1.3 當以《石化規(guī)》作為“母規(guī)”時，滅火系統(tǒng)形式應同時符合《石化規(guī)》與《泡沫規(guī)》的相關要求。這里尤其應注意：對于罐壁高度小于7m或容積小于等于200m3的水溶性可燃液體儲罐按《泡沫規(guī)》可采用泡沫槍滅火，而按《石化規(guī)》不能采用泡沫槍、泡沫炮等移動式泡沫滅火系統(tǒng)。因此，筆者建議對水溶性可燃液體儲罐均采用固定式或半固定式泡沫滅火系統(tǒng)。

2.2 明確使用何種泡沫滅火系統(tǒng)后，即可按《泡沫規(guī)》進行可燃液體儲罐的泡沫滅火設計，具體內容因《泡沫規(guī)》中均有詳細要求，本文不再討論。

3 甲乙丙類固定頂立式儲罐冷卻設計

3.1 同滅火設計一樣，應首先確定使用《石化規(guī)》還是《建規(guī)》。一個項目中只能有一本規(guī)范作為“母規(guī)”，絕不能一部分使用《石化規(guī)》作“母規(guī)”，另一部分又使用《建規(guī)》作“母規(guī)”，因此一旦確定“母規(guī)”，另一本規(guī)范將不再作為設計依據(jù)。

3.2 應用規(guī)范的確定在儲罐的冷卻設計中尤為重要，因為兩本規(guī)范在冷卻設計中不僅影響固定式或移動式系統(tǒng)的選型，更重要的對于儲罐供水范圍、供水強度、相鄰罐數(shù)量的確定均不相同(見表1)，這就導致了設計水量南轅北轍。

3.3 中小型化工企業(yè)一般多采用固定頂立式不保溫常壓儲罐，容積一般都小于2 0 0 0 m3，按規(guī)范要求使用移動式冷卻系統(tǒng)即可。表2列出分別按《石化規(guī)》及《建規(guī)》計算的移動式冷卻理論水量。

由表2計算結果可清晰看出應用《石化規(guī)》計算理論冷卻水量比《建規(guī)》大，且罐型越大差值也越大。即使《建規(guī)》按4個相鄰罐計算理論冷卻水量仍遠小于《石化規(guī)》3個相鄰罐理論冷卻水量。這說明《石化規(guī)》對于移動式冷卻系統(tǒng)的要求較《建規(guī)》更加嚴格。

表1 《石化規(guī)》與《建規(guī)》設計參數(shù)

最大相鄰罐數(shù)量：《石化規(guī)》3個、《建規(guī)》4個。

3.4 又由于移動式水槍冷卻應按每支槍保護8～1 0 m周長核對實際冷卻水量。因此當相鄰罐≤3個時《石化規(guī)》與《建規(guī)》實際冷卻水量計算結果是一致的，當相鄰罐數(shù)量超過3個時，應用《建規(guī)》比《石化規(guī)》多了一個相鄰罐的冷卻水量。

表2 《石化規(guī)》與《建規(guī)》理論計算水量

3.5 當儲罐容積≥2 0 0 m3時，如果相鄰罐數(shù)量＞2個，此時至少需要9支槍，一支槍至少需要一個人操作，這就至少需9個人。又一個室外消火栓可以出2支槍，則需要至少5個室外消火栓，從滅火人員、滅火設施設置及實際操作等角度都是不合理的。因此筆者建議在這種情況下采用固定式冷卻系統(tǒng)。

3.6 中小型化工企業(yè)一般罐型較小，數(shù)量較少。使用水槍數(shù)量很少會超過8支，一般情況下以移動式冷卻作為首選冷卻方式。因此本文不再討論固定式冷卻系統(tǒng)，其設計可參考相關規(guī)范進行。

3.7 中小型化工企業(yè)罐區(qū)，尤其是中間儲罐組還有一個特點設計時應著重考慮。如某工程需配套裝置儲罐組，共5個儲罐見圖1。當著火罐為右數(shù)第2個(200m3)時，其相鄰的200 m3罐及兩個60 m3罐均在1.5倍著火罐直徑范圍內(虛線部分)。正常情況下著火罐與其左側第二個儲罐隔著一個儲罐可不計入冷卻范圍內。本例中由于罐型不同，著火罐高度6.55m，左側兩個儲罐高度4.5 m，為控制著火罐火災蔓延，降低火焰輻射熱，其左側第2個儲罐也應計入冷卻范圍。這也成為設計人員經(jīng)常會忽略的問題。

圖1 某裝置儲罐組布置圖