摘 要

当今技术条件的支持下，虽然大多数的罐区火灾都能在发生前制止，但仍有不少罐区因为灭火系统设计的不完善导致财产损失、人员伤亡。为了能够减少这些不必要的损失，就先要从设计者方面入手，虽然这只是罐区灭火的一个方面，但同样重要。目前整个化工企业可燃液体储罐消防系统主要由消防给水系统、消防冷却水系统以及泡沫灭火系统这几个方面所共同构成。本文主要阐述了12个10×10⁴ m³的大型油罐的泡沫灭火系统和水喷淋冷却系统的设计。针对泡沫灭火确定了泡沫灭火的形式、泡沫产生器、泡沫管道、泡沫储罐、泡沫泵选型等方面。针对水喷淋系统确定了冷却水的用量、冷却水管道、冷却水水泵、消防水池等方面。通过对泡沫灭火系统和水喷淋冷却系统的设计，做到对罐区火灾事故的控制，避免大型灾难型事故出现。

关键词：储罐区 泡沫灭火 水喷淋设计 低倍数泡沫灭火

Design of foam fire extinguishing and water sprinkler system in a crude oil storage tank area

Abstract

With the support of today's technical conditions, although most tank fires can be stopped before they occur, there are still many tank areas that cause property damage and casualties due to imperfect design of fire extinguishing systems. In order to be able to reduce these unnecessary losses, we must start with the designer, although this is only one aspect of the fire in the tank area, but it is equally important. At present, the flammable liquid storage tank fire protection system of the entire chemical enterprise is mainly composed of fire water supply system, fire cooling water system and foam fire extinguishing system. This paper mainly describes the design of 12 foam fire extinguishing systems and water spray cooling systems for 10×10⁴ m³ large oil tanks. The form of foam fire extinguishing, foam generator, foam pipe, foam storage tank, foam pump selection and the like are determined for foam fire extinguishing. The amount of cooling water, cooling water pipe, cooling water pump, fire fighting pool, etc. are determined for the water sprinkler system. Through the design of the foam fire extinguishing system and the water spray cooling system, the fire accidents in the tank area can be controlled to avoid large-scale disaster-type accidents.

Key Words：Tank area; Foam fire; Water spray design；Low expansion fo foam

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1罐区安全设计的必要 1

1.2发展历史 1

1.2.1泡沫灭火的发展 1

1.2.2水喷淋冷却的发展 2

1.3原油的重要地位以及产生的事故的因素 2

1.3.1原油的地位 2

1.3.2引起原油产生的事故的因素 2

1.4储罐区消防设计 3

第二章 储罐库区的概况 4

2.1油库的等级 4

2.2油库选址 4

2.3防火堤的设置 5

2.3.1防火堤选材 5

2.3.2防火堤高度计算 5

2.3.3防火堤平面图 7

2.4油库平面布 7

2.4.1平面布置 7

2.4.2库区道路 8

2.4.3油罐组及油罐组间防火间距 8

2.5油库的平面布置图 9

第三章 泡沫灭火系统设计 11

3.1泡沫灭火的设置方式和发泡倍数 11

3.1.1泡沫灭火系统设置方式 11

3.1.2泡沫灭火发泡倍数 11

3.1.3喷射方式 11

3.2泡沫灭火系统内容设计 12

3.2.1泡沫选型和供应时间 12

3.2.2扑救罐区火灾所用泡沫量 12

3.3低倍数泡沫产生器 13

3.3.1泡沫产生器的个数 13

3.3.2泡沫喷射口的安装 14

3.4泡沫枪 14

3.5泡沫混合液总流量 15

3.6泡沫管道 15

3.6.1确定混合液在管道内的流速 15

3.6.2泡沫干线管和支线管 16

3.7泡沫储罐 16

3.8泡沫泵 17

3.8.1泡沫比例混合器 17

3.8.2确定泡沫泵扬程 18

3.8.3泡沫泵的选型 19

3.9泡沫系统用水储备计算 19

第四章 油罐区水喷淋冷却系统设计 20

4.1消防水冷却形式 20

4.2消防冷却水用量 20

4.2.1消防冷却水供给时间 20

4.2.2固定式冷却水量 20

4.2.3移动式冷却水量 21

4.3冷却水管道 21

4.3.1基本参数的确定 21

4.3.2消防冷却水干线管 21

4.3.3消防冷却水支线管 22

4.4冷却水泵的选择 22

4.4.1确定冷却水泵的扬程 22

4.4.2冷却水泵的选择 23

4.5消防水池 23

4.5.1消防水池的大小 24

4.5.2消防水池平面图 24

第五章 小结 25

参考文献 26

附录 27

附表1 DN管直径表 27

附表2 泡沫齿轮泵性能参数 27

附表3 冷却水离心泵性能参数 28

致谢 31

第一章 绪论

1.1罐区安全设计的必要

罐区储存的石化产品易燃易爆，一旦发生火灾，火势迅速蔓延，极易形成爆炸性火灾，灭火难度大^[1]。那些大中型可燃液体贮罐，贮罐区必须要有安全布置保证防火间距，除此之外消防冷却水系统及泡沫消防系统的配备也显得特别重要^[6]，因为，大型石油储罐及库区发生失火时难以灭火达到快速救援，所以如果发生了大规模火灾，灾难性的后果也会伴随而来^[2]。

在近50年间，就单单对于油品储罐发生的事故而言，就有两百多起重大事故。在发生的油品储罐事故中，黄岛油库失火震惊中外，因为这个事故导致了10多人失去生命，同时还造成了巨大的经济损失。为了减少石油储罐事故的发生而导致的人员伤亡和经济损失，只能在油罐设计开始的时候在技术上贯彻落实，减少消防设计上的先天不足，降低消防安全隐患。泡沫灭火系统对扑救油罐火灾起到决定性作用，因为油罐泡沫灭火系统是防止油罐发生大面积燃烧和爆炸事故的重要安全屏障^[8]。

1.2发展历史

1.2.1泡沫灭火的发展

消防系统的科学设计是保证大型油罐消防活动安全信息的前提之一。泡沫灭火在当今的石油化工企业以及大型油库中扮演者必不可少的角色。早在19世纪的时候，石油罐区以及油库发生的失火事故就频频发生，只要发生失火事故就会造成极为严重的财产损失和不可挽回的人员伤亡。同时传统的灭火剂——水对罐区的灭火就显得无能为力，为了寻求新的灭火方法，泡沫灭火就在人们的探索者产生了。在1900年，一种由硫酸铝溶液与碳酸氢钠及皂角草素溶液经过了一系列复杂的反应过程而产生泡沫的灭火方法被一个名叫劳兰特的科学家发明出来。在二十世纪二十年代，另一种泡沫灭火的方法——干发化学泡沫法被发明。在二十世纪三十年代初，德国的有家生产蛋白泡沫的公司问世。在20世纪60年代，瑞典首先开发了高背压泡沫生产器以及适用于固定顶罐的半液下喷射泡沫灭火剂。随后，很多对灭火有巨大帮助的泡沫灭火剂被开发出来，其中就有水成膜蛋白泡沫灭火剂。

我国是在20世纪50 年代开始蛋白泡沫灭火剂的研制，继而又研制了氟蛋白泡沫灭火剂，抗溶泡沫灭火剂。20年后，发生了飞跃式的进展：根据发泡倍数划分为高、中、低三个类别的泡沫生产器相继问，经过试验检测，达到灭火的作用，随后投入生产。20世纪80年代后期，开发了高倍泡沫灭火剂和一些与泡沫灭火相关的设备。近年来，我国泡沫灭火系统的应用越来越稳定，先后成功扑灭过多起特级油库发生的火灾。