儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)

1、儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)L3698-KKI1483-LUI12689-ITT289-儲(chǔ) 罐 區(qū) 防 火 堤 設(shè) 計(jì)前言(1)火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲、乙、丙類的液體儲(chǔ)罐或儲(chǔ)罐組，應(yīng)設(shè)置防火堤，防止 儲(chǔ)罐爆炸起火時(shí)液體到處流散，造成火災(zāi)蔓延擴(kuò)大。由于防火堤貌似簡(jiǎn) 單，往往沒(méi)有引起人們足夠的重視，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，總是存在這樣那樣 的問(wèn)題，就防火堤的設(shè)計(jì)淺談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)與看法。防火堤的設(shè)置條件(2)不是所有可燃液體儲(chǔ)罐都需要設(shè)防火堤。據(jù)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范規(guī)定，下列情 況之一的儲(chǔ)罐、堆場(chǎng)，如有防止液體流散的設(shè)施，可不設(shè)防火堤：1 .閃點(diǎn)超過(guò)120的液體儲(chǔ)罐、儲(chǔ)罐區(qū)。近年沿海地區(qū)的新建港區(qū)大量 出現(xiàn)棕桐油成品油罐區(qū)，該油品為食用油，

2、閃點(diǎn)遠(yuǎn)大于120,屬于比較 安全的可燃液體。出于運(yùn)輸成本考慮油罐區(qū)緊靠碼頭，用地十分緊張， 因此，該類罐區(qū)往往不設(shè)防火堤，只設(shè)置了簡(jiǎn)易圍堤，以保障基本安 全。2 .桶裝的乙、丙類液體堆場(chǎng)。例如桶裝潤(rùn)滑油等，為便于運(yùn)輸中轉(zhuǎn)，往 往不設(shè)防火堤。3 .甲類液體半露天堆場(chǎng)。這類半露天堆場(chǎng)常常是一些有蓋無(wú)墻的棚房,例如液化石油氣實(shí)瓶間，一般不設(shè)防火堤。除了上述幾類情形，根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，甲、乙、丙類液體 的地上、半地下儲(chǔ)罐或儲(chǔ)罐組，應(yīng)設(shè)置非燃燒材料的防火堤。防火堤的基本要求（3）防火堤的根本目的是臨時(shí)存放圍堤內(nèi)儲(chǔ)罐的事故漏油，防止漏油到處流 淌，因此，它的基本要求有兩個(gè)：其一是防火堤有效容積應(yīng)

3、能容納事故 漏油；其二是防火堤的設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)能承受所納油品的靜壓力。簡(jiǎn)單地 說(shuō)，就是要滿足“裝得下”和“裝得穩(wěn)”的要求。防火堤的有效容積在建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ16-87, 1997年版，以 下簡(jiǎn)稱建規(guī)）和石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ74-84,以下簡(jiǎn)稱石 規(guī)都有明確規(guī)定：1.對(duì)于固定頂罐，不應(yīng)小于最大罐容量：2.對(duì)于 內(nèi)、外浮頂罐，不應(yīng)小于最大罐容量的一半；3.當(dāng)固定頂罐與內(nèi)、外浮 頂罐布置在同一組時(shí)，取上述兩款最大值；4.對(duì)于半地下油罐，規(guī)定同 上，但油罐容量按其高出地面那部分與容量計(jì)算。 另外，建規(guī)和石規(guī)都規(guī)定，防火堤的實(shí)際高度（H）應(yīng)比計(jì)算高 度（Hj）高出0.2m,也就是說(shuō)，防火堤的有效容

4、積是指防火堤0.2m以下 的實(shí)際容積,即H=Hj+0.2 （m） o防火堤的尺寸設(shè)計(jì)（4）防火堤的尺寸設(shè)計(jì)，就是要確定防火堤的長(zhǎng)（L）、寬（W）、高（H）的 實(shí)際數(shù)值。總的要求是符合有效容積要求即可，這個(gè)問(wèn)題貌似簡(jiǎn)單，實(shí) 際上很多問(wèn)題值得推敲。1 .防火堤的高度（H）：建規(guī)的規(guī)定是1. OmWHWl. 6m：石規(guī)的規(guī)定是1. 0mWHW2. 2m： 兩者不盡一致，筆者認(rèn)為應(yīng)該采用建規(guī)的規(guī)定。我國(guó)消防隊(duì)員的平 均身高在1.7m左右，1.6m已是消防隊(duì)員平視的極限高度，為使滅火人員 易于觀察防火堤內(nèi)的情況，應(yīng)當(dāng)控制防火堤的高度在1.6m左右，這時(shí)計(jì) 算高度 Hj=L 6-0. 2=1. 4nu有時(shí)

5、候，由于受用地面積限制，不得不收縮防火堤長(zhǎng)（L）、寬（W）尺 寸，迫使防火堤高度（H）超過(guò)1.6m時(shí)，如何處置？筆者建議在設(shè)計(jì)時(shí) 降低防火堤內(nèi)的地坪標(biāo)高，這樣既提高了防火堤的有效容積乂無(wú)需擴(kuò)大 防火堤面積。這種做法不但加強(qiáng)了防火堤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且還使防火堤 外的消防車道也構(gòu)成第二道防火堤，提高儲(chǔ)罐區(qū)的安全系數(shù)。對(duì)于儲(chǔ)存量在數(shù)十萬(wàn)立方米的大型儲(chǔ)罐區(qū)，這種方法尤其值得推薦，其 積極意義十分顯著。2 .防火堤的長(zhǎng)（L）、寬（W）：據(jù)上所述，防火堤的高度在1. Om-1. 6m之間選擇一個(gè)合適數(shù)據(jù)后，就可 以根據(jù)防火堤的有效容積經(jīng)計(jì)算確定防火堤的長(zhǎng)與寬尺寸。同時(shí)，在確 定防火堤的長(zhǎng)與寬以及防火堤本身的

6、截面尺寸時(shí)，還應(yīng)綜合考慮以下兩 個(gè)因素：防火堤內(nèi)坡基腳線至立式罐的距離不應(yīng)小于罐高的一半，至臥式罐的 距離不應(yīng)小于3m；防火堤外坡基腳線至消防車道的間距宜為5m,至其 他建構(gòu)筑物不應(yīng)小于10m,或執(zhí)行其他規(guī)范另有規(guī)定的較大值。防火隔堤的設(shè)計(jì)（5）對(duì)于沸溢性液體地上、半地下儲(chǔ)罐，建規(guī)規(guī)定每個(gè)儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)一個(gè)防 火堤或防火隔堤，而石規(guī)規(guī)定每個(gè)隔堤內(nèi)不應(yīng)超過(guò)兩個(gè)，兩部規(guī)范 的要求不盡相同。沸溢性液體一般指含水率在0.3%-0.蜴的油品，常見(jiàn)的 有原油、渣油、重油等，由于這些油品的含水率較高，自由水在火災(zāi)的 高溫作用下汽化，體積急劇膨脹，將浮在上面的著火油品拋出罐體，發(fā) 生可怕的沸溢現(xiàn)象。油品沸溢會(huì)造成火

7、災(zāi)蔓延擴(kuò)大，因此要設(shè)防火堤或 隔堤來(lái)限制油品流淌。筆者認(rèn)為，只要用地許可，都應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)“每 罐一隔”而不是“每?jī)晒抟桓舾鶕?jù)建規(guī)和石規(guī)的規(guī)定，防火堤高度應(yīng)高于隔堤高度不少于0. 2m,至于防火隔堤的容積，建規(guī)和石規(guī)都沒(méi)有明確規(guī)定。筆 者認(rèn)為，應(yīng)與防火堤的有效容積要求一致，防火隔堤的對(duì)象是沸溢油品 儲(chǔ)罐，其容積如果太小，不能防止油品外溢，則失去了隔堤的意義。誠(chéng) 然，防火隔堤的有效容積是否可算至隔堤堤頂高度而無(wú)需減去0. 2m高 度，這點(diǎn)放寬，還是可以接受的。防火堤的人行踏步設(shè)計(jì)（6）上述兩部規(guī)范規(guī)定，防火堤應(yīng)設(shè)人行踏步，且不應(yīng)少于兩處。筆者認(rèn) 為，防火堤內(nèi)如果設(shè)隔堤，隔堤形成的每個(gè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)不少

8、于兩處人行 踏步，而且，至少應(yīng)有一處人行踏步設(shè)于防火堤（外堤）上，以便于火 災(zāi)情況下與堤外的直接交通聯(lián)系。這點(diǎn)往往被設(shè)計(jì)人員忽視了。防火堤的密封性設(shè)計(jì)（7） 由于防火堤的最根本目的是在油罐受破壞后臨時(shí)存放事故漏油，所以對(duì) 防火堤的設(shè)計(jì)有一個(gè)密封性要求，并能承受所納油品的靜壓力，防火堤 內(nèi)的地坪和防火堤本身的選材及施工方法都應(yīng)充分考慮密封性能，并要 注意幾個(gè)問(wèn)題：1.嚴(yán)禁在防火堤上開(kāi)洞；2.含油污水排水管在出防火堤處應(yīng)設(shè)水封設(shè) 施，雨水排水管在出防火堤處應(yīng)設(shè)截止閥門；3.工藝管、泡沫管、冷卻 給水管等管線在穿過(guò)防火堤時(shí)，應(yīng)盡可能埋地，從地坪下面穿過(guò)防火 堤，以確保防火堤的嚴(yán)密性。當(dāng)明管穿過(guò)防火堤

9、時(shí)，必須采用非燃燒材 料嚴(yán)密填塞。無(wú)論以哪種方式過(guò)防火堤，都應(yīng)在防火堤兩側(cè)的管線上設(shè) 置截止閥門。防火堤對(duì)操作閥門的保護(hù)設(shè)計(jì)（8）在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，油罐區(qū)的一些閥門是必須操作的，例如為了倒罐而開(kāi) 啟、關(guān)閉某些輸油管線閥門；為了滅火而選擇開(kāi)啟、關(guān)閉某些泡沫管線 閥門；為了供應(yīng)冷卻水而選擇開(kāi)啟、關(guān)閉某些冷卻管線閥門；同時(shí)關(guān)閉 排出雨水的管道閥門等等。這些閥門是不應(yīng)受到大火威脅的。19世紀(jì)80 年代，我國(guó)浙江省某個(gè)油罐區(qū)著火，就發(fā)生過(guò)兩名工人冒險(xiǎn)在防火堤附 近操作閥門而被燒至重傷的事故。又如，1983年6月魯寧輸油管線臨邑 首站發(fā)生大火，火勢(shì)猛烈難以控制，火場(chǎng)指揮員立即作出關(guān)閉流向火場(chǎng) 的原油管線的閥門

10、的決定，而那里的閥門平常是電力控制的，當(dāng)時(shí)已失 效，只能人工操作。這種大型閥門，人工關(guān)閉需20分鐘，最后工人們冒 著生命危險(xiǎn)，在水槍和濕棉被保護(hù)下，輪番上陣，終于關(guān)閉了閥門，對(duì) 控制火勢(shì)發(fā)展直至集中力量一舉撲滅火災(zāi)，起了關(guān)鍵作用。因此，在設(shè) 計(jì)中要考慮對(duì)閥門的保護(hù)。首先，這些閥門不應(yīng)設(shè)置在防火堤內(nèi)，而應(yīng) 在防火堤外，否則在火災(zāi)下人員難以接近。其次，應(yīng)局部提高閥門組附 近的防火堤高度，使防火堤在著火區(qū)與閥門組之間構(gòu)成一道屏障。防火堤的選材（9）建規(guī)和石規(guī)規(guī)定防火堤應(yīng)采用非燃燒材料。常見(jiàn)的有泥土、塊 石、鋼筋做、粘土破這幾種材料，符合規(guī)范要求，各有優(yōu)缺點(diǎn)：1 .泥土堤多見(jiàn)于上世紀(jì)五六十代，其截面為

11、梯形，按規(guī)范要求，堤頂寬 不應(yīng)小于0.5米，以確保其穩(wěn)定性。土堤的優(yōu)點(diǎn)十分明顯：經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn) 是土方量大、占地面積大，并且需要在土堤表面種植草皮防止土壤流 失。海上運(yùn)輸成本低。大型油庫(kù)區(qū)多靠碼頭設(shè)置，港區(qū)寸土寸金，用地 緊張；另外，在海邊種植草皮難成活。因此，采用土堤并不理想。2 .塊石堤多在靠山油庫(kù)區(qū)采用，外觀厚實(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是就地取材、經(jīng)濟(jì)可 靠，常溫下強(qiáng)度與密封性都比較好。其缺點(diǎn)是在油口著火后的高溫作用 下由于熱膨脹和熱分散作用，塊石容易開(kāi)裂塌落，甚至完全破壞；另外 在撲救火災(zāi)時(shí)，滅火劑噴射在熾熱的石材上，引起表層急劇冷卻，在高 溫作用下巖石的CaC03分解產(chǎn)物在生石灰CaO再和水化合成Ca

12、(OH) 2, 加劇巖石破壞，失去防火堤作用。這個(gè)不利因素往往被設(shè)計(jì)人員忽視。3 .鋼筋碎堤比較普通，多見(jiàn)于中小型油罐區(qū)，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高，密封性 好，且占地面積少；其缺點(diǎn)是不經(jīng)濟(jì)，施工較復(fù)雜，且耐高溫性能差。 在高溫作用下，混凝土?xí)撍斄眩瑥?qiáng)度和密封性都會(huì)受到影響。另 外，混凝土在高溫下受水槍噴射突然冷卻時(shí)，其抗壓強(qiáng)度比熱態(tài)時(shí)還要 低；鋼筋在500c的高溫下，強(qiáng)度基本上喪失。根據(jù)四川消防科研所試 驗(yàn)，在500c的溫度下，混凝土強(qiáng)度下降一半。常見(jiàn)的解決方法是在混凝 土堤的內(nèi)側(cè)噴涂一種合適的防火涂料。4 .磚堤是一種比較理想的防火堤，其耐火性能好，在高溫條件下其強(qiáng)度 和密封性能沒(méi)有明顯變化，能保

13、證火災(zāi)條件下防火堤的穩(wěn)定。值得指出 的是粘土磚耐急冷急熱性能好，高溫下射水也不容易受破壞。其缺點(diǎn)是 造價(jià)高。為了承受所納油品的靜壓力，磚堤的截面尺寸有一定的要求， 多呈梯形截面，再加上基礎(chǔ)，整個(gè)磚堤的用磚量比較大。儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)一一結(jié)論(10)綜上所述，各種防火堤各有優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)尋找性能價(jià)格比更好的 防火堤做法。筆者提出一個(gè)不成熟構(gòu)思，就是“磚+土+磚”的三文治結(jié) 構(gòu)。具體做法是內(nèi)側(cè)砌厚240毫米磚，中間填土(截面為直角梯形)， 厚度可視實(shí)際情形定，這里假設(shè)上200毫米寬，下500毫米寬，外側(cè)順 土坡砌厚60毫米磚，形成混合磚堤，堤頂壓一皮磚，內(nèi)、外側(cè)及堤頂抹 灰，截面仍呈直角梯形。這種混合磚堤具有如下優(yōu)點(diǎn)：1 .耐火性能好。它具有磚堤的各項(xiàng)優(yōu)越性能。它的耐火極限之高是無(wú)需 置疑的，據(jù)建規(guī)附錄二所示，光是厚240毫米的磚墻的耐火極限已 達(dá)8小時(shí)。另外，它和磚堤一樣，耐急熱急冷性能好，使火災(zāi)后防火堤 基本不受損，減少災(zāi)后修補(bǔ)的費(fèi)用。2 .與磚堤相比，減少造價(jià)。由于堤中間填土，大大減少了用磚量。按同 樣體量的破堤計(jì)算，這種