安全文化網(wǎng) www.zltai.com 　　摘要：本文闡述了可燃液體貯罐區(qū)消防設(shè)計(jì)的重要性，消防冷卻水系統(tǒng)和泡沫消防系統(tǒng)的組成，特別是對(duì)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問(wèn)題作了介紹，以利完善今后的消防設(shè)計(jì)。
　　
　　關(guān)鍵詞：可燃液體；貯罐區(qū)；消防；冷卻水；空氣泡沫。
　　
　　前言
　　
　　可燃液體貯罐區(qū)的特點(diǎn)是易燃、易爆、有毒；如果出現(xiàn)火災(zāi)事故，將對(duì)周?chē)�人民的生活、生產(chǎn)和環(huán)境造成極大的危害。由于火災(zāi)危險(xiǎn)性大，貯罐除了必要的安全布置、保證防火間距等措施外，消防冷卻設(shè)施的配備尤為重要。因此，在這樣的貯罐區(qū)的設(shè)計(jì)中，消防設(shè)計(jì)就成為重中之重，必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。
　　
　　1 消防系統(tǒng)的組成
　　
　　1.1水消防系統(tǒng)
　　
　　水消防系統(tǒng)在可燃液體貯罐區(qū)消防中的主要作用是對(duì)著火罐、鄰近罐進(jìn)行冷卻。該系統(tǒng)的消防水源有三種：一是外部的給水管網(wǎng)；二是天然水源；三是自備消防水池。由于可燃液體貯罐區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性大，涉及范圍廣，根據(jù)目前各工程的實(shí)際情況及消防主管部門(mén)的通常要求，消防水源一般采用自備消防水池貯水。
　　采用自備消防水池的水消防系統(tǒng)組成如下：
　　
　　
　　1.2泡沫消防系統(tǒng)
　　
　　泡沫滅火劑按發(fā)泡倍數(shù)分類(lèi)，可分為低倍數(shù)泡沫、中倍數(shù)泡沫和高倍數(shù)泡沫三類(lèi)。
　　
　　可燃液體貯罐消防主要靠泡沫消防設(shè)施來(lái)完成，它的作用是利用空氣泡沫漂浮在可燃液體的表面，切斷可燃液體與空氣的接觸，從而達(dá)到滅火的目的，而消防冷卻水則起輔助的冷卻作用。
　　
　　泡沫消防接化學(xué)藥劑的不同，分為化學(xué)泡沫消防和空氣泡沫消防兩大類(lèi)。化學(xué)泡沫消防設(shè)施滅火性能好，但該系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜、投資和經(jīng)常維護(hù)費(fèi)用高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作要求高，目前一般已很少采用。同時(shí)，近年來(lái)的實(shí)踐證明，空氣泡沫消防設(shè)施對(duì)可燃液體貯罐也能起到良好的滅火效果，百該系統(tǒng)設(shè)施簡(jiǎn)單、操作方便、投資和經(jīng)常費(fèi)用都比較低。因此，目前的可燃液體貯罐區(qū)一般提倡采用空氣泡沫消防系統(tǒng)。
　　
　　空氣泡沫消防系統(tǒng)分為固定式、半固定式和移動(dòng)式。固定式系統(tǒng)安全可靠、操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低。對(duì)大中型可燃液體貯罐區(qū)來(lái)講消防要求應(yīng)該高一些，因此，應(yīng)該采用固定式空氣泡沫消防系統(tǒng)。
　　
　　固定式空氣泡沫消防系統(tǒng)組成如下：
　　
　　2 年產(chǎn)萬(wàn)噸順酐貯罐區(qū)消防冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　　
　　作者在某日化公司萬(wàn)噸/年順酐工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，承擔(dān)了苯罐區(qū)的消防設(shè)計(jì)。根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160－92）中的分類(lèi)規(guī)定，苯罐區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性標(biāo)準(zhǔn)為甲類(lèi)。在掌握了設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，開(kāi)展了設(shè)計(jì)，以下對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程做簡(jiǎn)要介紹。
　　
　　2.1系統(tǒng)形式的確定
　　
　　低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)按泡沫的施放方式分為液上噴射、液下噴射、泡沫噴淋和固定式泡沫炮四類(lèi)。按設(shè)備安裝方式又分為固定式、半固定式和移動(dòng)式三類(lèi)。
　　
　　根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和安全比較，以及當(dāng)?shù)叵�防力量、企業(yè)的重要性、地形等因素，綜合考率決定采用液上噴射固定泡沫滅火系統(tǒng)。
　　
　　2.2系統(tǒng)組成
　　
　　固定式液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)由固定的泡沫混合液管線、MPG型固定式水力空氣泡沫滅火設(shè)備、泡沫比例混合器、泡沫產(chǎn)生器以及水源和動(dòng)力源組成，如圖1所示。
　　
　　
　　1．貯罐2．泡沫產(chǎn)生器3．混合液管道4．閘閥5．水泵6．比例混合器7.泡沫滅火設(shè)備8．消防水帶箱
　　
　　
　　2.3適用范圍
　　
　　固定式液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)主要適用于獨(dú)立油庫(kù)的地上固定頂立式常壓貯罐、地上浮頂油罐；化工企業(yè)的燃料罐；油罐區(qū)防火堤內(nèi)等火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的場(chǎng)所。
　　
　　2.4工作原理
　　
　　貯罐起火后，打開(kāi)出口閥門(mén)，自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)水泵。
　　.5消防冷卻方式、消防系統(tǒng)供水壓力形式的選擇
　　
　　2.5.1冷卻方式的選擇
　　
　　按照《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-92規(guī)定，可燃液體貯罐消防冷卻水系統(tǒng)可采用二種形式。即：移動(dòng)式水槍噴水冷卻和固定式噴頭噴水冷卻。從規(guī)范規(guī)定的供水強(qiáng)度來(lái)看，采用固定冷卻方式，供水強(qiáng)度比采用移動(dòng)式水槍冷卻方式小，但是，罐區(qū)的水消防設(shè)施除消防水池外還應(yīng)包括管道系統(tǒng)及閥門(mén)等附件。作者認(rèn)為可燃液體貯罐應(yīng)提倡采用固定冷卻系統(tǒng)。主要原因：一是消防冷卻水的要求壓力高，移動(dòng)水槍不易操作；二是火災(zāi)時(shí)罐體附近溫度高，熱幅射強(qiáng)，消防人員不易靠近；三是罐區(qū)面積較大，要求消防人員跑動(dòng)的范圍廣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而采用固定式消防冷卻水系統(tǒng)則可避免以上幾個(gè)問(wèn)題.
　　
　　2.5.2消防系統(tǒng)供水壓力形式選擇
　　
　　泡沫消防系統(tǒng)目前均采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)，即消防的臨時(shí)開(kāi)啟泡沫滅火設(shè)備，向貯罐供給泡沫混合液。
　　
　　消防冷卻水系統(tǒng)可分為高壓給水系統(tǒng)、臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)和低壓給水系統(tǒng)。對(duì)可燃液體貯罐區(qū)的消防冷卻水而言，作者提倡采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。因?yàn)椋�高壓給水系統(tǒng)雖然安全可靠，但系統(tǒng)組成復(fù)雜、維護(hù)費(fèi)用高、投資大，低壓給水系統(tǒng)消防時(shí)必須借助消防車(chē)或機(jī)動(dòng)消防泵對(duì)消防管網(wǎng)進(jìn)行臨時(shí)加壓，該系統(tǒng)安全性差、操作麻煩、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)既能在短時(shí)間內(nèi)就能供給系統(tǒng)所需要的消防水流量和消防水壓，安全性能較好。同時(shí)，該系統(tǒng)投資省、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低，從各方面來(lái)看，臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)都比較合適，故采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。
　　
　　3 主要消防設(shè)備選擇與計(jì)算
　　
　　3.1消防水泵
　　
　　中小型可燃液體貯罐區(qū)的消防水流量一般都在100m3Ｒ韻攏?┧?沽χ饕?悸塹氖竅?浪?諍拖?覽淙此?繽匪?璧難沽Γ?酆弦隕隙?鲆蛩兀??藪Φ南?覽淙此?┧?沽π氬恍∮?.7MPa，一般情況下為0.80--1.20MPa。根據(jù)消防流量和壓力的要求，綜合分析目前各類(lèi)水泵的供水性能，選用IS型離心泵比較適臺(tái)本工程的需要。除選用IS型離心泵外，有時(shí)也采用多級(jí)離心泵，但使用較少，主要問(wèn)題是多級(jí)離心泵揚(yáng)揚(yáng)程容易滿定要求，但流量都比較小，不容易滿足要求，而且效率比較低。
　　
　　3.2泡沫滅火設(shè)備
　　
　　3.2.1設(shè)備簡(jiǎn)介
　　
　　泡沫滅火設(shè)備是泡沫消防過(guò)程中最主要的設(shè)備之一，滅火設(shè)備的形式直接影響滅火的效果。按壓力形式分有常壓式和壓力式兩種。壓力式價(jià)格高、投資大；常壓式除價(jià)格低外，還有流程簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)常維護(hù)費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)選用常壓式。
　　
　　3.2.2設(shè)備特點(diǎn)
　　
　　ａ．混合比較穩(wěn)定，發(fā)泡充分，泡沫抗燒性好，滅火威力大。
　　
　　b．對(duì)水源要求低，使用水壓范圍廣，供水壓力在0.3MPa-1.2MPa之間均可使用。
　　
　　c．使用方式靈活，既可獨(dú)立使用，也可聯(lián)合使用，能夠隨意組成各種滅火系統(tǒng)。
　　
　　3.4消防用水量計(jì)算
　　
　　罐區(qū)消防用水量包括冷卻用水量和滅火用水量?jī)刹糠帧Ｓ?jì)算依據(jù)：罐區(qū)最大單罐貯量為200m3（Φ6.628×6.44m），總貯量為1200m3、200m3貯罐四個(gè)，100m3貯罐四個(gè)(Φ180×5.24m)
　　
　　1）燃燒貯罐冷卻用水量按公式Q1=qnπDH
　　
　　式中：Q1——冷卻燃燒貯罐用水量（升/秒）；
　　
　　ｑ——燃燒貯罐冷卻用水量標(biāo)準(zhǔn)（L/minm2）見(jiàn)表1
　　
　　n——同時(shí)燃燒貯罐數(shù)量（個(gè)）；π——圓周率3.14；D——燃燒罐直徑（m）；H——燃燒罐高度
　　
　　Q1＝2.5×1×3.14×6.628ｘ6.44=335.07L/min=20.10m3/h
　　
　　2）鄰近貯罐冷卻用水量按公式Q2=1/2qnπDH
　　
　　式中：Q2——鄰近貯罐冷卻用水量（升／秒）；q——鄰近貯罐冷卻用水量標(biāo)準(zhǔn)（L/min.m2)見(jiàn)表1
　　
　　n——鄰近需冷卻的貯罐數(shù)（個(gè)）。在一般情況下，若鄰近罐超過(guò)2個(gè)時(shí)，仍按2個(gè)計(jì)算。
　　
　　D——鄰近罐直徑（m）；H——鄰近罐高度
　　
　　Q2＝1/2qnπDH=1/2×1×2×3.14×6.628×6.44＝134.03L/min＝8.04m3/h
　　
　　3）冷卻用水總量：
　　
　　Q3=Q1+Q2=20.10＋8.04＝28．14m3
　　
　　此時(shí)消防水池的容積為：
　　
　　V=4Q3＝4×28．14=112．56m3
　　
　　式中：根據(jù)“建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范”（GBJ16－87）修訂本第8、2、6條，苯罐火災(zāi)冷卻水延續(xù)時(shí)間按4h計(jì)算
　　
　　4）滅火用水量
　　
　　Q4=1/4×0．94πD2q
　　
　　式中：Q4——滅火用水量；π——圓周率3．14D——燃燒罐直徑（m）；q——泡沫混合液供給強(qiáng)度（L/min.m2）
　　
　　0．94——混合液內(nèi)含水比例
　　
　　Q4＝1/4×0.94×3．14×6．6282×6＝194．99L/min=16.66m3/h
　　
　　5）滅火用水常備量按公式Q水備＝2．40滅火
　　
　　式中：Q水備——滅火用水常備量（m3）；2.4—40分鐘用水量系數(shù)；Q滅火——滅火用水量（L／s）
　　
　　Q水備=2．4×194．49／6O＝7．78m3
　　
　　6)硝防用水總量
　　
　　Q總=Q1+Q2+Q4=20．10＋8.04+11.66＝39．80m3／h
　　
　　放選用IS80－50－250（n＝2900r/min）兩臺(tái)，一開(kāi)一備，罐區(qū)布置如圖
　　
　　2所示。
　　
　　3．5泡沫混合液的計(jì)算
　　
　　燃燒面積A＝1/4π=1/4×3．14×6．6282=34．48m3≈35m2
　　
　　泡沫混合供給強(qiáng)度=6L/min.m2（標(biāo)準(zhǔn)）
　　
　　連續(xù)供給時(shí)間40min（標(biāo)準(zhǔn)）
　　
　　混合液總供給量6×35=210L／min
　　
　　泡沫產(chǎn)生器數(shù)量=1個(gè)（按標(biāo)準(zhǔn)）
　　
　　每個(gè)泡沫產(chǎn)生器的混合液供給量=210÷60＝3．5L／s
　　
　　所以選用PC4的泡沫產(chǎn)生器
　　
　　泡沫液貯罐選擇4×1×60×40×6％＝576L
　　
　　所以貯罐選用MPG1000一臺(tái)
　　
　　3.6消防泵房水池形式
　　
　　可燃液體貯罐區(qū)的消防冷卻水泵應(yīng)采用自灌式進(jìn)水。為了達(dá)到自灌式進(jìn)水，同時(shí)為了施工方便，降低工程造價(jià)，通過(guò)對(duì)多個(gè)工程的技術(shù)比較后，消防水池建成了半地下式的鋼筋混凝土水池，地上一半，地下一半。消防泵房建成了半地下式的磚混結(jié)構(gòu)，泵房?jī)?nèi)在進(jìn)出、操作方便的靠墻一側(cè)設(shè)置了人行通道。消防泵房?jī)?nèi)消防泵的備用泵和工作泵采用同型號(hào)泵，以便互為備用，操作方便、便于維修，按以上布置的消防泵房一般來(lái)講比較經(jīng)濟(jì)合理、操作方便。
　　
　　4消防管網(wǎng)及器材設(shè)置
　　
　　可燃液體貯罐區(qū)的消防冷卻水管網(wǎng)和泡沫混合液管網(wǎng)都布置成了環(huán)狀網(wǎng)。進(jìn)人防火堤處時(shí)每只貯罐均設(shè)置了獨(dú)立的消防冷卻水管和泡沫液管及相應(yīng)的控制閥門(mén)。根據(jù)試驗(yàn)和實(shí)際資料總結(jié)，將控制閥設(shè)在離罐壁15m以外。為了增強(qiáng)消防的靈活性和機(jī)動(dòng)性，提高安全度，在貯罐區(qū)的防火堤四周還設(shè)置了消防水炮、消火栓、泡沫栓。消火栓的布置間距不大于60m，并采用公稱直徑為150mm的消火栓。泡沫栓每只貯罐設(shè)置了一只，供撲滅地面流散可燃液體著火用。罐區(qū)的四周設(shè)有消防水炮，使貯罐的四周都得到了消防水炮的供水。罐區(qū)消防管網(wǎng)平面布置簡(jiǎn)圖如圖2所示
　　
　　
　　5預(yù)期效果
　　
　　本設(shè)計(jì)項(xiàng)目現(xiàn)已建成，我們對(duì)生產(chǎn)單位進(jìn)行了回訪，該系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中情況良好，滿定了《泡沫滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50281-98的各項(xiàng)指標(biāo)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
　　
　　6結(jié)論
　　
　　總之，消防設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求來(lái)進(jìn)行，以保證設(shè)計(jì)工程防火的安全、可靠性。本文不足之處請(qǐng)專家、同行給予指正。 安全文化網(wǎng) www.zltai.com