消防用水量計(jì)算及消火栓布置

1、第5章 油罐區(qū)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 泡沫滅火系統(tǒng)形式選擇5.1.1 泡沫滅火系統(tǒng)形式根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-2002第12.1.3條規(guī)定，內(nèi)浮頂油罐應(yīng)設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)或中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。由于汽油儲罐發(fā)生的火災(zāi)為B類火災(zāi)，高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50196-93第1.0.4條規(guī)定，汽油、煤油、柴油、工業(yè)苯等B類火災(zāi)使用中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)，所以本設(shè)計(jì)選用中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。中倍數(shù)泡沫液為發(fā)泡倍數(shù)為21200的泡沫，國產(chǎn)YEZ型中倍數(shù)泡沫液是一種氟蛋白泡沫液，在油面上可流動一分鐘左右，泡沫厚度可達(dá)5cm，其性能指標(biāo)如表5-1所示。表5-1 中倍數(shù)泡沫液性能性能指標(biāo)相對

2、密度（20）1.11pH值（20）67.5黏度（20）/（10-3Pa·s）2530流動點(diǎn)/-5發(fā)泡倍數(shù)（20）2025%析液時(shí)間（20）/min6抗燒時(shí)間（20）/min105.1.2 泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)施的設(shè)置方式根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-2002第12.1.4條規(guī)定，單罐容量大于1000m3的油罐應(yīng)采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)。所以本設(shè)計(jì)采用固定式中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。5.2 泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容5.2.1 沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)1泡沫液的選型根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5019693第3.2.2條，油罐宜選用混合比為6%型的中倍數(shù)泡沫液。2泡沫混合液的供給強(qiáng)度根據(jù)高

3、倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 5019693第5.1.2.2條，泡沫混合液的供給強(qiáng)度為4L/min·m2。3泡沫液的噴放時(shí)間根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5019693第5.1.2.3條，泡沫的最小噴放時(shí)間可按表4-2確定。表5-2 泡沫的最小噴放時(shí)間火災(zāi)類別時(shí)間/min流散的B類火災(zāi)，不超過100m2流淌的B類火災(zāi)10油罐火災(zāi)15由于汽油儲罐發(fā)生的為油罐火災(zāi)，所以泡沫的噴放時(shí)間按15min設(shè)計(jì)。4泡沫液儲罐至最遠(yuǎn)一個(gè)油罐泡沫發(fā)生器之間管道的長度通過對泡沫管道平面布置圖進(jìn)行分析計(jì)算，確定泡沫液儲罐至最遠(yuǎn)一個(gè)油罐泡沫發(fā)生器之間管道的長度100m。5.2.2 最大一個(gè)

4、油罐用泡沫液的貯備量計(jì)算根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50196-93第5.1.4.2條，最大一個(gè)油罐用泡沫液的貯備量： (5-1)式中：WD油罐用泡沫液的最小貯備量，L；RZ泡沫混合液的供給強(qiáng)度，L/min·m2；SZ油罐防護(hù)面積，m2；（拱頂油罐、鋼制淺盤和鋁合金雙盤內(nèi)浮頂油罐的防護(hù)面積可按油罐截面面積計(jì)算；外浮頂油罐和鋼制單雙盤內(nèi)浮頂油罐的防護(hù)面積可按環(huán)形面積計(jì)算）K混合比，當(dāng)采用混合比為6%型中倍數(shù)泡沫液時(shí)，蛋白型取0.08，合成型取0.06。本設(shè)計(jì)泡沫混合液為蛋白型，所以K取0.08；TZ泡沫的最小噴放時(shí)間，min。代入數(shù)據(jù)，得：L5.2.3 儲罐所需泡沫混合液

5、在管道內(nèi)流量 (5-2)式中：儲罐所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量，L/s；RZ泡沫混合液的供給強(qiáng)度，L/min·m2； SZ油罐防護(hù)面積，m2；L/s5.3 中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器是泡沫滅火系統(tǒng)中產(chǎn)生和噴射中倍數(shù)泡沫的設(shè)備?？諝馀菽a(chǎn)生器的作用是將空氣與泡沫混合液混合形成滅火泡沫。常見中倍數(shù)空氣泡沫產(chǎn)生器型號為PZ3和PZ6。它們的主要參數(shù)見表5-3。表5-3 中倍數(shù)空氣泡沫產(chǎn)生器主要參數(shù)型號進(jìn)口壓力泡沫流速PZ30.6MPa3L/SPZ60.6MPa6L/S5.3.1 泡沫產(chǎn)生器的設(shè)置方式空氣泡沫產(chǎn)生器按使用位置分為液上空氣泡沫產(chǎn)生器和液下空氣泡沫產(chǎn)生器，本設(shè)計(jì)采用液上設(shè)置。

6、液上空氣泡沫產(chǎn)生器有橫式和豎式兩種，均安裝在油罐壁的上部，它們只是安裝形式不同，構(gòu)造和工作原理是相同的，本設(shè)計(jì)采用豎式安裝。安裝示意圖見圖5-1。圖5-1 豎式安裝示意圖5.3.2 中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器個(gè)數(shù)確定根據(jù)公式計(jì)算中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器個(gè)數(shù) (5-3)式中：儲罐所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量，L/s； 單個(gè)中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器泡沫流速，L/s。把=3L/s和=6L/s分別帶入公式得：和。根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-2002第12.3.2條規(guī)定，內(nèi)浮頂油罐泡沫發(fā)生器的數(shù)量不應(yīng)少于2個(gè)，且宜對稱布置。故選用2個(gè)PZ6型中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器。5.4 泡沫槍5.4.1 泡沫槍所需混合液的流量設(shè)置固定式泡沫滅火

7、系統(tǒng)的儲罐區(qū)，應(yīng)在其防火堤外設(shè)置用于撲救液體流散火災(zāi)的輔助泡沫槍，根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-2002第12.3.5條規(guī)定，撲救油品流散火災(zāi)用的中倍數(shù)泡沫槍數(shù)量、連續(xù)供給時(shí)間，不應(yīng)小于表5-4的規(guī)定。表5-4 中倍數(shù)泡沫槍數(shù)量和連續(xù)供給時(shí)間油罐直徑/m泡沫槍流量/L/s泡沫槍數(shù)量/支連續(xù)供給時(shí)間/min1531151532152000m3汽油內(nèi)浮頂罐的直徑為14.5m，故選泡沫槍的數(shù)量1支。泡沫槍所需泡沫混合液的流量：L/S。5.4.2 撲救流散火災(zāi)所需泡沫混合液體積根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-2002第12.3.5條規(guī)定，泡沫槍的連續(xù)供給時(shí)間為15min。由于泡沫槍所需混合液的流

8、量為3L/S，撲救流散火災(zāi)所需泡沫混合液量： (5-4)式中：泡沫槍所需泡沫混合液的流量，L/s； 泡沫槍的連續(xù)供給時(shí)間，s。帶入數(shù)據(jù)得：L5.5 泡沫混合液的總流量泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫混合液總流量為單個(gè)儲罐的泡沫混合液流量與輔助泡沫槍泡沫混合液流量之和，再乘以裕度系數(shù)1.05。泡沫混合液的總流量： (5-5)式中：Q泡沫混合液的總流量，L/s；Q1儲罐所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量，L/s；Q2撲救流散火災(zāi)所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量，L/s。所以得：L/s5.5 泡沫管道泡沫管道是流通泡沫混合液的通道，包括從消防泵到儲罐之間的所有管線，按管徑的不同分為泡沫干線管道和泡沫支線管道。泡沫管徑大小的選擇

9、要根據(jù)管道元件 DN(公稱尺寸)的定義和選用GB/T10472005確定。5.5.1 確定泡沫混合液在管道內(nèi)流速通常為了及時(shí)滅火和滿足安全需要，泡沫泵啟動后將泡沫混合液輸送到最遠(yuǎn)油罐的時(shí)間不超過5min的要求，泡沫混合液的流速一般不超過m/s。泡沫混合液的最小流速： (5-6)式中：S泡沫液儲罐至最遠(yuǎn)一個(gè)油罐泡沫發(fā)生器之間管道的長度，100m；T泡沫混合液輸送到最遠(yuǎn)油罐的最大時(shí)間，5min。所以，m/s考慮到設(shè)計(jì)需要，泡沫混合液在管道內(nèi)的流速取m/s。5.5.2 泡沫干線管泡沫干線管一般都是圍繞著防火堤敷設(shè)成環(huán)型管網(wǎng)或沿防火堤的長軸作成枝狀管網(wǎng)。其一端與泵出口連接，另一端與油罐頂上的固定空氣泡

10、沫產(chǎn)生器的支管線相連，在連接的支管線上設(shè)截?cái)嚅y門，以便集中地向著火罐供給泡沫。為了保證油罐上某一個(gè)空氣泡沫產(chǎn)生器遭到破壞時(shí)，其余的空氣泡沫產(chǎn)生器仍能使用，故油罐上的每一個(gè)空氣泡沫產(chǎn)生器宜用一根單獨(dú)泡沫混合液管線。泡沫干線管道的管徑與泡沫混合液的總流量有關(guān)，計(jì)算式為： (5-7)式中：Q泡沫混合液的總流量，L/s；S1泡沫干線管道截面積，m2；v泡沫混合液在管道內(nèi)的流速，m/s。所以，14.7×10-3=D1=97mm考慮設(shè)計(jì)余量并參照管道直徑表，應(yīng)該選用DN100的泡沫管徑。5.5.3 泡沫支線管泡沫支線管其一端與泡沫干線管連接，另一端與油罐頂上的固定空氣泡沫產(chǎn)生器相連。泡沫支線管的

11、管徑受中數(shù)泡沫產(chǎn)生器的泡沫流速影響，PZ6型中數(shù)泡沫產(chǎn)生器的泡沫流速為6L/s。 (5-8)式中：S2泡沫支線管道截面積，m2；所以,6×10-3=D2=63mm考慮設(shè)計(jì)余量并參照管道直徑表，應(yīng)該選用DN65的泡沫管徑。5.6 泡沫液最小貯備量系統(tǒng)用于貯存泡沫液的貯罐為常壓罐，可用不銹鋼、玻璃鋼、聚乙烯等材料制作，貯罐型狀、安裝方式可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，但所有貯罐必須有檢修人孔和通氣孔以及液位計(jì)。求系統(tǒng)用泡沫液的最小貯備量，根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5019693第5.1.4條規(guī)定，系統(tǒng)用泡沫液的最小貯備量應(yīng)按下式計(jì)算： (5-9)式中：W系統(tǒng)用泡沫液的最小貯備量，

12、L；WD最大一個(gè)油罐用泡沫液的貯備量，L；WG泡沫液儲罐與一個(gè)油罐的泡沫發(fā)生器之間管道中最大的泡沫液量，L；(這里按干路管道的管徑計(jì)算)WA油罐區(qū)內(nèi)撲救油品流散火災(zāi)需用泡沫液的貯備量，L。所以：W=792+1149L5.7 泡沫系統(tǒng)用水貯備量計(jì)算根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50196-93第5.1.5條，泡沫系統(tǒng)用水的最小貯備量： (5-13)式中：WS泡沫系統(tǒng)用水的最小貯備量，L； W系統(tǒng)用泡沫液的最小貯備量，L。 K混合比，當(dāng)采用混合比為6%型中倍數(shù)泡沫液時(shí)，蛋白型取0.08，合成型取0.06。本設(shè)計(jì)泡沫混合液為蛋白型，所以K取0.08；所以： 第6章 油罐區(qū)噴淋冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

13、消防冷卻水功能是一方面吸收輻射熱，并及時(shí)帶走熱量，以保護(hù)著火罐及臨近罐壁； 另一方面，利用噴頭噴射水霧作為隔熱屏障。因此消防冷卻水的噴水強(qiáng)度及噴水效果均十分重要。目前固定消防冷卻水系統(tǒng)具有自動和半自動或手動控制功能的消防冷卻水系統(tǒng)主要有以下幾種：自動噴水雨淋滅火系統(tǒng)，電動、氣動閥門自動噴水滅火系統(tǒng)和固定消防水炮滅火系統(tǒng)20。6.1 消防冷卻系統(tǒng)形式根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160-2008第8.4.5條罐壁高于17m儲罐、容積等于或大于10000m3儲罐、容積等于或大于2000m3低壓儲罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)內(nèi)容尚未達(dá)到所要求，故采用移動式消防冷卻水系統(tǒng)。根據(jù)石油化工企

14、業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160-2008第8.4.5條，冷卻用水量的確定可根據(jù)表6-1：表6-1 消防冷卻水的供水范圍和供水強(qiáng)度項(xiàng)目供水范圍供水強(qiáng)度附注移動式水槍冷卻著火罐固定頂罐罐周全長0.8L/s·m浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐周全長0.6L/s·m注1、2鄰近罐罐周全長0.7L/s·m固定式冷卻著火罐固定頂罐罐壁表面積2.5L/min·m2浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐壁表面積2.0L/min·m2注1、2鄰近罐罐壁表面積的1/2與著火罐相同注3注：1浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計(jì)算；2淺盤式內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計(jì)算；3按實(shí)際冷卻面積計(jì)算，但不得小于罐壁

15、表面積的1/2。6.1.1 移動式冷卻水量冷卻水流量： （6-2）式中：著火罐移動冷卻水供應(yīng)強(qiáng)度，L/s·m；（著火罐供水強(qiáng)度為0.6，鄰近罐供水強(qiáng)度為0.7 ）C內(nèi)浮頂罐罐壁周長，m。（1）著火罐移動冷卻水流量著火罐與鄰近水罐冷卻周長：C1=C2=C3=C4=D=3.14×14.5=45.53m冷卻水流量：Q1=0.6×45.53=28L/s（2）相鄰罐移動冷卻水流量 Q2=Q3=Q4=45.53×0.7=32L/s（3） 移動冷卻水總流量：Q動冷=Q1+Q2+Q3+Q4=124L/s（4）故移動冷卻用消防冷卻水的總體積：V動冷=Q動冷×4&

16、#215;3600=124×10-3×4×3600=1785.6m36.2 消防栓泡沫栓系供應(yīng)泡沫混合液的消防栓。在泡沫栓上接水帶和泡沫槍，用泡沫撲救油品火災(zāi)。根據(jù)規(guī)定，采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)的儲罐區(qū)，應(yīng)沿防火堤外側(cè)均勻布置泡沫消火栓。根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第條，消火栓的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：1 宜選用地上式消火栓；2 消火栓宜沿道路敷設(shè)；3 消火栓距路面邊不宜大于5m；距建筑物外墻不宜小于5m；4 地上式消火栓距城市型道路路邊不宜小于1.0m；距公路型雙車道路肩邊不宜小于1.0m；5 地上式消火栓的大口徑出水口應(yīng)面向道路。當(dāng)其設(shè)置場所有可能受到車輛沖撞時(shí)，應(yīng)

17、在其周圍設(shè)置防護(hù)設(shè)施；6 地下式消火栓應(yīng)有明顯標(biāo)志。根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第條， 消火栓的數(shù)量及位置，應(yīng)按其保護(hù)半徑及被保護(hù)對象的消防用水量等綜合計(jì)算確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1 消火栓的保護(hù)半徑不應(yīng)超過120m；2 高壓消防給水管道上消火栓的出水量應(yīng)根據(jù)管道內(nèi)的水壓及消火栓出口要求的水壓計(jì)算確定，低壓消防給水管道上公稱直徑為100mm、150mm 消火栓的出水量可分別取15L/s、30L/s。n=q消防栓的出水量，這里取30L/s故上式為：=4.1因此每個(gè)罐區(qū)設(shè)立5個(gè)消防栓才能滿足移動冷卻用水的需求 第七章 消防用水量和消防水池7.1 消防用水量冷卻水系統(tǒng)供水泵移動冷卻水系統(tǒng)消防水罐消防

18、水源油罐泡沫發(fā)生器消防泡沫系統(tǒng)供水泵泡沫液罐根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-2002第12.2.6條規(guī)定，石油庫的消防用水量，應(yīng)按油罐區(qū)消防用水量計(jì)算確定。油罐區(qū)的消防用水量，應(yīng)為撲救油罐火災(zāi)配置泡沫最大用水量與冷卻油罐最大用水量的總和。綜上，V水池=(V動冷+WS)×2V水池水池的大小，m³V動冷移動消防冷卻水體積，m³WS泡沫系統(tǒng)用水的最小貯備量故上式為：（1785.6+9.108）×2=3589m³7.2 .1水池的相關(guān)法規(guī)根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160-2008第8.3.2條規(guī)定，工廠水源直接供給不能滿足消防用水量、水壓和火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)消防用水總量要求時(shí)，應(yīng)建消防水池（罐），并應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）水池（罐）的容量，應(yīng)滿足火災(zāi)延