消防用水量計算及消火栓布置

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所小。表5-1中倍數(shù)泡沫液性能性能指標(biāo)相對密度

2、（20C）>1.11pH值（20C）67.5黏度（20C）/（10-3Pas）2530流動點/C>5發(fā)泡倍數(shù)（20C）>2025%析液時間（20C）/min>6抗燒時間（20C）/min>105.1.2 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)計內(nèi)容5.2.1 沫滅火系統(tǒng)設(shè)計基本參數(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)計規(guī)范油罐宜選用混合比為6%型的中倍數(shù)泡沫液。1.1.1 .泡沫混合液

3、的供給強(qiáng)度根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范泡沫混合液的供給強(qiáng)度為4L/minm2。2.2.2 .泡沫液的噴放時間根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范泡沫的最小噴放時間可按表4-2確定。GB5019693第3.2.2條,GB5019693第5.1.2.零,GB5019693第5.1.2.3條,時間/min10表5-2泡沫的最小噴放時間火災(zāi)類別流散的B類火災(zāi)，不超過100m2流淌的B類火災(zāi)油罐火災(zāi)15由于汽油儲罐發(fā)生的為油罐火災(zāi)，所以泡沫的噴放時間按15min設(shè)計。4.泡沫液儲罐至最遠(yuǎn)一個油罐泡沫發(fā)生器之間管道的長度通過對泡沫管道平面布置圖進(jìn)行分析計算，確定泡沫液儲罐至最遠(yuǎn)一個油罐泡沫發(fā)生

4、器之間管道的長度100m。5.2.2最大一個油罐用泡沫液的貯備量計算根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50196-93第5.1.4.2條，最大一個油罐用泡沫液的貯備量：W)=Rz&KTz(5-1)式中：Wb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/minm2；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)形面積計算）K-混合比，當(dāng)采用混合比為6%型中倍數(shù)泡沫液時，蛋白型取0.08,合成型取0.06。本設(shè)計泡沫混合液為蛋白型，所以K取0.08;Tz泡沫的最小噴放時

5、間，min代入數(shù)據(jù)，得:二1.451.4540.0815=792L5.2.3儲罐所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量RzSz60(5-2)式中：Qi-儲罐所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量，L/s；2L/minm;Rz泡沫混合液的供給強(qiáng)度,Sz油罐防護(hù)面積，m2;4二14.514.5460=11L/S6.1 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)PZ30.6MPa3L/SPZ60.6MPa6L/S5.3.1泡沫

6、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)計采用液上設(shè)置液上空氣泡沫產(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)計采用豎式安裝。安裝示意圖見圖5-1。泡沫室蓋玻璃蓋泡沫導(dǎo)板泡沫產(chǎn)生器本體罐壁空氣吸入口孔板圖5-1豎式安裝示意圖泡沫室本體5.3.2中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器個數(shù)確定根據(jù)公式計算中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器個數(shù)N0q1(5-3)式中：Qi儲罐所需泡沫混合液在管道內(nèi)流量,L/s；q1-單個中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器泡沫流速,L/So113.7和N=1.9。6把q=3L/s和q=6L/s分別帶入公式得：N根據(jù)石油庫設(shè)計規(guī)

7、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，且宜對稱布置。故選用2個PZ6型中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器。6.2 泡沫槍6.2.1 泡沫槍所需混合液的流量設(shè)置固定式泡沫滅火系統(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)計規(guī)范GB50074-2002第12.3.舔規(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)供給時間/min<153115>1532152000m3汽油內(nèi)浮頂罐的直徑為14.5m,故選泡

8、沫槍的數(shù)量1支。泡沫槍所需泡沫混合液的流量：Q2=3父1=3L/S。6.2.2 撲救流散火災(zāi)所需泡沫混合液體積根據(jù)石油庫設(shè)計規(guī)范GB50074-2002第12.3.5條規(guī)定，泡沫槍的連續(xù)供給時間為15min。由于泡沫槍所需混合液的流量為3L/S,撲救流散火災(zāi)所需泡沫混合液量：WA=tQ2(5-4)式中：Q2泡沫槍所需泡沫混合液的流量，L/s;t'泡沫槍的連續(xù)供給時間，So帶入數(shù)據(jù)得：Wa=15360=270L6.3 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，冉乘以裕度系數(shù)1.05。泡沫混合液的總流量：Q=1.05QiQ2(

9、5-5)式中：Q泡沫混合液的總流量，L/s；Qi一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。所以彳4：Q=1.05113=14.7L/s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要根據(jù)管道元件DN(公稱尺寸)的定義和選用GB/T10472005確定。確定泡沫混合液在管道內(nèi)流速通常為了及時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)油罐的時間不超過5min的要求，泡沫混合液的流速一般不超過v=2.53.0m/s。泡沫混合液的最小流速：Lv=一T

10、(5-6)式中：S-泡沫液儲罐至最遠(yuǎn)一個油罐泡沫發(fā)生器之間管道的長度，100m；T泡沫混合液輸送到最遠(yuǎn)油罐的最大時間，5min。所以，.二100=0.33m/s605考慮到設(shè)計需要，泡沫混合液在管道內(nèi)的流速取v=2.0m/s。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)。具一端與泵出口連接，另一端與油罐頂上的固定空氣泡沫產(chǎn)生器的支管線相連，在連接的支管線上設(shè)截斷閥門，以便集中地向著火罐供給泡沫。為了保證油罐上某一個空氣泡沫產(chǎn)生器遭到破壞時，其余的空氣泡沫產(chǎn)生器仍能使用，故油罐上的每一個空氣泡沫產(chǎn)生器官用一根單獨泡沫混合液管線。泡沫干線管道的管徑與泡沫混合液

11、的總流量有關(guān)，計算式為：Q=Siv(5-7)式中：Q泡沫混合液的總流量，L/s；Si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,14.7X10-3=-一D1D12D1=97mm考慮設(shè)計余量并參照管道直徑表，應(yīng)該選用DN100的泡沫管徑。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。q1=S2v(5-8)式中：S2泡沫支線管道截面積，m2；3二D2D2所以,6M0-3=父24D2=63mm考慮設(shè)計余量并參照管道直徑表，應(yīng)該選用DN65的泡沫管徑

12、。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)實際需求進(jìn)行設(shè)計，但所有貯罐必須有檢修人孔和通氣孔以及液位計。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)按下式計算：W二WWgWa(5-9)式中：W系統(tǒng)用泡沫液的最小貯備量，L;WD-最大一個油罐用泡沫液的貯備量，L;WG-泡沫液儲罐與一個油罐的泡沫發(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算)愀一-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+"

13、".05”.05父1001+270=1149L<4)泡沫系統(tǒng)用水貯備量計算根據(jù)高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50196-93第5.1.舔，泡沫系統(tǒng)用水的最小貯備量：1一KWs=WK(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，蛋白型取0.08,合成型取0.06。本設(shè)計泡沫混合液為蛋白型，所以K取0.08;所以：Ws=110.081149=13214L0.08第6章油罐區(qū)噴淋冷卻系統(tǒng)設(shè)計消防冷卻水功能是一方面吸收輻射熱，并及時帶走熱量，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

14、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消防冷卻系統(tǒng)形式根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(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)石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(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

15、和供水強(qiáng)度移動式水槍冷卻著火罐固定頂罐浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐周全長罐周全長0.8L/sm0.6L/sm一注1、2鄰近罐罐周全長0.7L/sm一固定式冷卻著火罐固定頂罐浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐壁表面積罐壁表面積22.5L/minm22.0L/minm一注1、2鄰近罐罐壁表面積的1/2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算；2.淺盤式內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計算；3.按實際冷卻面積計算，但不得小于罐壁表面積的1/2。移動式冷卻水量冷卻水流量：Q動冷=q動冷C(6-2)式中：q動冷著火罐移動冷卻水供應(yīng)強(qiáng)度，L/sm；(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

16、罐移動冷卻水流量著火罐與鄰近水罐冷卻周長：Ci=C2=C3=C4=二D=3.14X14.5=45.53m冷卻水流量：Qi=0.6X45.53=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動冷此X3600=124X10-3>4X3600=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

17、業(yè)設(shè)計防火規(guī)范第8.5.5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，應(yīng)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)計防火規(guī)范第8.5.6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

18、栓出口要求的水壓計算確定，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。Qn=qq消防栓的出水量，這里取30L/S124L/S故上式為：=4.130L/S因此每個罐區(qū)設(shè)立5個消防栓才能滿足移動冷卻用水的需求消防栓分布示意圖3第七章消防用水量和消防水池7.1消防用水量根據(jù)石油庫設(shè)計規(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）X2V水池一一一水池的大小，m3V動冷一一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)X2=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)時間內(nèi)消防用水總量要求時，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)延續(xù)時間內(nèi)消防用水總量的要求。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)能保證向水池（罐）連續(xù)補(bǔ)水時，其容