可燃液體化工儲罐消防冷卻水量計算的研究

魏世強

（撫州市資溪縣消防救援大隊，江西撫州 335300）

可燃液體化工儲罐的火災風險極大，防火工作是化工儲罐消防的關鍵，通過拉開防火間距等措施，能夠令可燃液體化工儲罐區域的安全性大幅提高。除了必要的防火措施以外，消防設計同樣極為關鍵。因此，有必要對可燃液體化工儲罐消防冷卻水量計算進行分析。

1 可燃液體化工儲罐分析

國民經濟的高速發展令人們的生活水平逐漸提高，人們對于工業品的需求持續上漲，工業品的種類、數量也因此變得愈發豐富。在工業生產、儲運期間，往往會接觸到大量易燃易爆危險品，這些危險品不僅具有極高的安全隱患，還將直接關系到工業生產質量。可燃液體化工儲罐因為其具有快捷、便利等一系列優勢，因此已經成了工業生產中的關鍵[1]。儲罐在設計、管理、操作期間如果出現問題，便有可能帶來極其嚴重的破壞與經濟損失，所以必須重點加強對于可燃液體化工儲罐的關注。在儲罐形式明確后，就必須考慮儲罐配套的消防安全設施，這是能夠關系到儲罐質量的關鍵防護措施，因此消防冷卻水量計算極為關鍵，其計算準確性將會直接決定可燃液體化工儲罐的消防冷卻效果。就目前而言，能夠涉及可燃液體化工儲罐消防用水計算的參數多數出自《建筑設計防火規范》《石油化工企業設計規范》《石油庫設計規范》三種，這三種規范對于儲罐消防冷卻水量的計算方式均有一定差別，所以消防冷卻水量的計算應該結合實際需求來選擇適合的計算方式。化工儲罐的構成情況見圖1。

圖1 化工儲罐的構成情況

2 儲罐消防冷卻水量計算分析

某地上儲罐區內共有固定頂立式儲罐四只，儲罐體積均為2 000m3，儲罐尺寸為在對其進行消防冷卻水量計算時，要綜合不同規范來開展分別計算，以此來保證計算結果足夠準確。

2.1 以建筑設計防火規范為核心的消防冷卻水量計算

根據規范條例，甲、乙、丙三類可燃液體化工儲罐區的消防水量需要結合滅火、冷卻用水量來進行綜合計算。在兩種用水參數中，滅火用水量要結合儲罐區域內最大儲罐制作泡沫時的用水量以及管槍制作泡沫用水量之和來確定。然后按照泡沫滅火設計規范來完成后續計算，這樣便可以順利掌握滅火用水量的具體參數，進而實現對于消防作業的合理優化。在計算儲罐區域冷卻用水量時，要結合一次滅火最大用水量來完成參數計算。在此期間，距離著火罐壁1.5倍直徑內的鄰近儲罐全都要開展冷卻處理，所以在計算期間要著重關注水量參數。另外需要注意的是，冷卻水供應范圍、強度要滿足規范，其相關參數應超過表1中的基本參數。

表1 “建規”下的冷卻水供給范圍、強度參考參數

當地上化工儲罐高度滿足15m時，就可以利用固定式冷卻水設備來進行計算，若相鄰儲罐數量大于4只，則在計算冷卻用水量時，就可以按照4只鄰近化工儲罐來進行參數計算。甲、乙、丙三類化工儲罐在計算數據時，還應該注意冷卻水的延續時間，并保證其相關參數滿足如下要求：浮頂罐以及地下、半地下、地上固定立式儲罐與覆土化工儲罐要按照冷卻水延續4h來計算。

著火罐的冷卻用水量的計算方式如下：冷卻水供給范圍，化工儲罐周長為3.14×12.5=39.25m，冷卻水的供給強度為0.5L/（s·m），化工儲罐冷卻用水量參數為39.25×0.5=19.625L/s。

鄰近化工儲罐用水量計算：相鄰儲罐共有三只，按照供給范圍、儲罐周長為1/2進行計算，其計算結果為0.5×3.14×12.5=19.62m，冷卻供給強度0.5L/（s·m），冷卻用水量參數為3×19.62×0.5=29.44L/s。

著火儲罐與鄰近儲罐的總冷卻用水量相加即為冷卻總用水量，19.63+29.44=49.07L/s，一次滅火用水量要結合總水量來計算，其參數為49.07×4×3.6=706.6m3。

2.2 以石油化工企業設計規范為核心的消防冷卻水量計算

根據相關規范可以得知，在對可燃液體化工儲罐進行用水量計算時，要盡量滿足以下規定：要在計算期間按照火災出現后的最大用水量來進行參數計算，水量參數為制作泡沫用水量與著火、鄰近儲罐冷卻水量之間的綜合。地上立式儲罐的冷卻水供水范圍、強度參數應參考表2。

表2 “石化規”下的冷卻水供給范圍、強度參考參數

根據規范數據，化工儲罐消防冷卻水的延續時間如下：整體直徑超過20m的固定頂罐、浮蓋以及采用易熔材質制作的內浮頂罐其參數延續水參數為6h，其他化工儲罐的延續時間則為4h。

著火罐冷卻用水量的計算：冷卻水供給范圍，儲罐壁表面積參數為3.14×12.5×16=628m2，著火罐冷卻水的供給強度為2.5L/（min·m2），化工儲罐冷卻用水量參數為628×2.5/60=26.17L/s。

鄰近儲罐共有三只，冷卻用水量計算方式如下：冷卻水供給范圍，儲罐壁表面積參數為整罐的1/2，即0.5×3.14×12.5×16=314（m2），鄰近儲罐冷卻用水量參數為3×314×1/60=15.7（L/s）。

著火罐與鄰近罐總冷卻用水量為26.17+15.7=41.87L/s，一次滅火用水量參數為41.87×4×3.6=602.9m3。相較于利用“建規”進行計算，其參數數據更低。

2.3 以石油庫設計規范核心的消防冷卻水量計算

石油庫用水量能結合油罐區消防用水量來完成計算，油罐區域消防用水參數為撲救火災時，泡沫最大用水量與冷卻儲罐最大用水量相加。油罐消防冷卻范圍要符合如下規定：半地下、地上著火固定頂油罐以及臨近油罐必須在規定范圍下專門開展冷卻處理。當鄰近油罐大于3只時，就應該結合較大油罐來對冷卻水量進行最終計算。在此期間，油罐消防水以及供給強度需要滿足相關規定。在使用固定冷卻時，此時的著火油罐屬于固定頂油罐以及利用易熔材質制成的內浮頂油罐。此時的冷卻水供給強度參數為2.5L/（min·m2），鄰近油罐的供給強度參數為1L/（min·m2）。除此之外，冷卻水的供給延續時間同樣要符合相關規定，即浮頂、內浮頂等油罐必須在直徑未超過20m頂油罐時，保證供給時間參數達到4h。

由于規范確定了供給強度、延續時間，而且其相關參數與“石化規”基本能夠保證一致，所以在面對沒有明確的供給范圍時，同樣可以與“石化規”的供給范圍參數保持一致，此時兩種規范的計算參數便能相等，計算過程可略過。

在三類不同的規范下，以“建規”為核心計算得出的相關參數要高于后兩者，所以在開展可燃液體化工儲罐冷卻水參數計算時，必須結合實際需求來選擇適合的計算方式，只有這樣才能保證最終得出的計算參數能夠滿足儲罐消防時的實際需求。若計算參數時出現參數錯誤，則有可能導致消防用水量不足，進而對儲罐消防工作帶來影響。

3 結論

儲罐消防冷卻水量計算極其重要，通過對冷卻水量進行精確計算，能夠順利掌握儲罐消防用水的實際需求，進而有效提高化工儲罐的消防安全性，若計算參數無法滿足消防需求，則會讓儲罐消防安全成為一種隱患，并影響到儲罐區域內的人身、財產安全。相信隨著更多人了解到冷卻水量計算的重要性，可燃液體化工儲罐消防工作一定會變得更加完善。