外浮頂儲罐泡沫導流罩設計應用對比分析

張守森駱杰張明張明星

（1．西部管道公司，新疆 烏魯木齊 830011；2．西部管道烏魯木齊輸油氣分公司，新疆 烏魯木齊 830068；3．西部管道新疆輸油氣分公司，新疆 烏魯木齊 830011）

外浮頂儲罐泡沫導流罩設計應用對比分析

張守森1駱杰2張明3張明星3

（1．西部管道公司，新疆 烏魯木齊 830011；2．西部管道烏魯木齊輸油氣分公司，新疆 烏魯木齊 830068；3．西部管道新疆輸油氣分公司，新疆 烏魯木齊 830011）

本文通過某大型油庫外浮頂儲罐二次密封泡沫導流罩形式研究和測試，論證了實際應用中，擴散式導流罩比直流式導流罩在撲滅火災、控制火勢方面更有優勢，更便于推廣應用。

外浮頂儲罐；泡沫導流罩；噴射形式

目前，隨著石油戰略物資儲備提升和油氣管道行業大發展，國內油庫、尤其是大型石油儲備庫越來越多。而油庫最大風險就是泄露引發的著火、爆炸，因此，消防管理在油庫管理中越來越受重視。

作者所在單位為國有某大型石油庫，庫區有外浮頂油罐若干，由于建設時期不同，外浮頂儲罐二次密封處泡沫導流罩設計也不相同，主要有2種類型，一種是擴散式導流罩，另一種為直流式導流罩。目前，國標、行標都未對泡沫導流罩設計及噴射形式進行規定[1]。因此兩種都是合規的，為了驗證擴散式和直流式哪種更優越便于推廣，作者進行了如下測試和分析。

1 測試經過

2016年7月某日，為檢測儲罐泡沫滅火系統實際工作性能，作者決定啟動固定式泡沫滅火系統進行實地噴射測試。選取兩個相同儲罐5萬方原油儲罐進行噴射測試。其中一個罐為擴散式導流罩，另一為直流式導流罩，進行對比測試。

測試發現，儲罐泡沫導流罩由于設計形式不同，導致噴射泡沫效果截然不同（圖1儲罐泡沫導流罩噴射泡沫呈擴散式，圖2儲罐泡沫導流罩噴射泡沫呈直流式）。

圖1 擴散式導流罩噴射情況

圖2 直流式導流罩噴射情況

2 對比分析

通過對兩座儲罐泡沫導流罩結構、工作原理、設計安裝方面進行對比研究。發現擴散式泡沫導流罩比直流式更適用于外浮頂儲罐二次密封初期火災撲救應用。擴散式導流罩相比直流式導流罩的優點如下。

一是冷卻保護覆蓋更全面。資料顯示，如果油罐發生火災不及時進行冷卻，5-8min內罐壁溫度可達到500℃，導致鋼板強度下降50%；10min后，鋼材結構溫度可達700℃，鋼材強度降低約90%以上，基本失去承載能力[2]。外浮頂儲罐外壁設有保溫層，利用儲罐噴淋圈管或移動消防從外部進行冷卻在著火初期階段無法起到作用，因此從內壁進行冷卻才是重要的。內壁冷卻決定因素就是泡沫噴射范圍。測量發現，擴散式導流罩冷卻保護距離為8～21m，而直流式導流罩僅為2m左右。儲罐液位高低，首先決定火勢大小（低液面火災，火焰高溫直接燒烤在罐壁上，罐壁升溫較快，一定時間內即可引起油罐垮塌）；其次決定泡沫導流罩冷卻范圍。

二是工作原理更合理。中石化儀征輸油站和白沙灣輸油站兩起外浮頂儲罐二次密封著火事故中，密封圈著火通常為多點位火災，著火點處于兩個泡沫導流罩之間居多。直流式導流罩工作原理是將泡沫混合液完全覆蓋二次密封才能起到滅火作用，若儲罐為低液位，無法對罐壁火進行撲救，需等專業消防人員登罐滅火。以50000m3儲罐為例，儲罐在高液位時，從啟動固定式泡沫滅火系統至泡沫混合液覆蓋二次密封需要7min左右。而擴散式導流罩工作原理也是覆蓋二次密封滅火，但噴射狀態呈傘狀，初期階段可以直接對罐壁火和密封圈著火點進行有效滅火。

三是設計安裝更方便。日常管理發現，直流式導流罩周圍未有效密封，導致在噴射泡沫滅火時，存在5%-8%的損耗；而擴散式導流罩在噴射泡沫滅火時損耗為2%-4%，后期稍作改動，效果更佳。

3 結語

外浮頂儲罐二次密封發生火災，及時有效啟動固定式泡沫滅火系統及消防冷卻水系統是撲滅火災、控制火勢，減少財產損失的有效保證。通過上述對比分析，相關標準未對泡沫導流罩的選型安裝做明確要求，泡沫導流罩能在初期階段控制和撲滅著火點是有效措施之一，同時也是泡沫滅火系統的重要環節。設計單位應將對此問題加以重視，確保消防系統完好有效，為企業安全生產提供有利保障。

[1]GB50151-2010泡沫滅火系統設計規范.北京.中國計劃出版社.2010.

[2]徐興芳竇占祥.大型原油儲罐火災成因及撲救對策[J].水消觀點,2007.(3).

張守森（1966-），男，籍貫：山東日照，學歷：本科，職稱：工程師，研究方向：油氣田、油氣儲運企業消防技術與管理。