摘要：本文闡述了可燃液體貯罐區消防設計的重要性，消防冷卻水系統和泡沫消防系統的組成，特別是對消防系統設計中應注意的一些問題作了介紹，以利完善今后的消防設計。
　　
　　關鍵詞：可燃液體；貯罐區；消防；冷卻水；空氣泡沫。
　　
　　前言
　　
　　可燃液體貯罐區的特點是易燃、易爆、有毒；如果出現火災事故，將對周圍人民的生活、生產和環境造成極大的危害。由于火災危險性大，貯罐除了必要的安全布置、保證防火間距等措施外，消防冷卻設施的配備尤為重要。因此，在這樣的貯罐區的設計中，消防設計就成為重中之重，必須引起設計人員的高度重視。
　　
　　1 消防系統的組成
　　
　　1.1水消防系統
　　
　　水消防系統在可燃液體貯罐區消防中的主要作用是對著火罐、鄰近罐進行冷卻。該系統的消防水源有三種：一是外部的給水管網；二是天然水源；三是自備消防水池。由于可燃液體貯罐區的火災危險性大，涉及范圍廣，根據目前各工程的實際情況及消防主管部門的通常要求，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組成如下：
　　
　　
　　1.2泡沫消防系統
　　
　　泡沫滅火劑按發泡倍數分類，可分為低倍數泡沫、中倍數泡沫和高倍數泡沫三類。
　　
　　可燃液體貯罐消防主要靠泡沫消防設施來完成，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。
　　
　　泡沫消防接化學藥劑的不同，分為化學泡沫消防和空氣泡沫消防兩大類。化學泡沫消防設施滅火性能好，但該系統設備復雜、投資和經常維護費用高、勞動強度大、操作要求高，目前一般已很少采用。同時，近年來的實踐證明，空氣泡沫消防設施對可燃液體貯罐也能起到良好的滅火效果，百該系統設施簡單、操作方便、投資和經常費用都比較低。因此，目前的可燃液體貯罐區一般提倡采用空氣泡沫消防系統。
　　
　　空氣泡沫消防系統分為固定式、半固定式和移動式。固定式系統安全可靠、操作方便、勞動強度低。對大中型可燃液體貯罐區來講消防要求應該高一些，因此，應該采用固定式空氣泡沫消防系統。
　　
　　固定式空氣泡沫消防系統組成如下：
　　
　　2 年產萬噸順酐貯罐區消防冷卻系統的設計
　　
　　作者在某日化公司萬噸/年順酐工程項目設計中，承擔了苯罐區的消防設計。根據《石油化工企業設計防火規范》（GB50160－92）中的分類規定，苯罐區的火災危險性標準為甲類。在掌握了設計規范的前提下，開展了設計，以下對設計過程做簡要介紹。
　　
　　2.1系統形式的確定
　　
　　低倍數泡沫滅火系統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。按設備安裝方式又分為固定式、半固定式和移動式三類。
　　
　　根據經濟、技術和安全比較，以及當地消防力量、企業的重要性、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。
　　
　　2.2系統組成
　　
　　固定式液上噴射泡沫滅火系統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備、泡沫比例混合器、泡沫產生器以及水源和動力源組成，如圖1所示。
　　
　　
　　1．貯罐2．泡沫產生器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主要適用于獨立油庫的地上固定頂立式常壓貯罐、地上浮頂油罐；化工企業的燃料罐；油罐區防火堤內等火災危險性較大的場所。
　　
　　2.4工作原理
　　
　　貯罐起火后，打開出口閥門，自動或手動啟動水泵。
　　.5消防冷卻方式、消防系統供水壓力形式的選擇
　　
　　2.5.1冷卻方式的選擇
　　
　　按照《石油化工企業設計防火規范》GB50160-92規定，可燃液體貯罐消防冷卻水系統可采用二種形式。即：移動式水槍噴水冷卻和固定式噴頭噴水冷卻。從規范規定的供水強度來看，采用固定冷卻方式，供水強度比采用移動式水槍冷卻方式小，但是，罐區的水消防設施除消防水池外還應包括管道系統及閥門等附件。作者認為可燃液體貯罐應提倡采用固定冷卻系統。主要原因：一是消防冷卻水的要求壓力高，移動水槍不易操作；二是火災時罐體附近溫度高，熱幅射強，消防人員不易靠近；三是罐區面積較大，要求消防人員跑動的范圍廣，勞動強度大，而采用固定式消防冷卻水系統則可避免以上幾個問題.
　　
　　2.5.2消防系統供水壓力形式選擇
　　
　　泡沫消防系統目前均采用臨時高壓系統，即消防的臨時開啟泡沫滅火設備，向貯罐供給泡沫混合液。
　　
　　消防冷卻水系統可分為高壓給水系統、臨時高壓給水系統和低壓給水系統。對可燃液體貯罐區的消防冷卻水而言，作者提倡采用臨時高壓給水系統。因為，高壓給水系統雖然安全可靠，但系統組成復雜、維護費用高、投資大，低壓給水系統消防時必須借助消防車或機動消防泵對消防管網進行臨時加壓，該系統安全性差、操作麻煩、勞動強度大，而臨時高壓給水系統既能在短時間內就能供給系統所需要的消防水流量和消防水壓，安全性能較好。同時，該系統投資省、操作方便、維護費用低，從各方面來看，臨時高壓給水系統都比較合適，故采用臨時高壓給水系統。
　　
　　3 主要消防設備選擇與計算
　　
　　3.1消防水泵
　　
　　中小型可燃液體貯罐區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。根據消防流量和壓力的要求，綜合分析目前各類水泵的供水性能，選用IS型離心泵比較適臺本工程的需要。除選用IS型離心泵外，有時也采用多級離心泵，但使用較少，主要問題是多級離心泵揚揚程容易滿定要求，但流量都比較小，不容易滿足要求，而且效率比較低。
　　
　　3.2泡沫滅火設備
　　
　　3.2.1設備簡介
　　
　　泡沫滅火設備是泡沫消防過程中最主要的設備之一，滅火設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。壓力式價格高、投資大；常壓式除價格低外，還有流程簡單、操作方便、經常維護費低等優點，故本次設計選用常壓式。
　　
　　3.2.2設備特點
　　
　　ａ．混合比較穩定，發泡充分，泡沫抗燒性好，滅火威力大。
　　
　　b．對水源要求低，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，既可獨立使用，也可聯合使用，能夠隨意組成各種滅火系統。
　　
　　3.4消防用水量計算
　　
　　罐區消防用水量包括冷卻用水量和滅火用水量兩部分。計算依據：罐區最大單罐貯量為200m3（Φ6.628×6.44m），總貯量為1200m3、200m3貯罐四個，100m3貯罐四個(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準（L/minm2）見表1
　　
　　n——同時燃燒貯罐數量（個）；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準（L/min.m2)見表1
　　
　　n——鄰近需冷卻的貯罐數（個）。在一般情況下，若鄰近罐超過2個時，仍按2個計算。
　　
　　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
　　
　　此時消防水池的容積為：
　　
　　V=4Q3＝4×28．14=112．56m3
　　
　　式中：根據“建筑設計防火規范”（GBJ16－87）修訂本第8、2、6條，苯罐火災冷卻水延續時間按4h計算
　　
　　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——泡沫混合液供給強度（L/min.m2）
　　
　　0．94——混合液內含水比例
　　
　　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；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，一開一備，罐區布置如圖
　　
　　2所示。
　　
　　3．5泡沫混合液的計算
　　
　　燃燒面積A＝1/4π=1/4×3．14×6．6282=34．48m3≈35m2
　　
　　泡沫混合供給強度=6L/min.m2（標準）
　　
　　連續供給時間40min（標準）
　　
　　混合液總供給量6×35=210L／min
　　
　　泡沫產生器數量=1個（按標準）
　　
　　每個泡沫產生器的混合液供給量=210÷60＝3．5L／s
　　
　　所以選用PC4的泡沫產生器
　　
　　泡沫液貯罐選擇4×1×60×40×6％＝576L
　　
　　所以貯罐選用MPG1000一臺
　　
　　3.6消防泵房水池形式
　　
　　可燃液體貯罐區的消防冷卻水泵應采用自灌式進水。為了達到自灌式進水，同時為了施工方便，降低工程造價，通過對多個工程的技術比較后，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構，泵房內在進出、操作方便的靠墻一側設置了人行通道。消防泵房內消防泵的備用泵和工作泵采用同型號泵，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講比較經濟合理、操作方便。
　　
　　4消防管網及器材設置
　　
　　可燃液體貯罐區的消防冷卻水管網和泡沫混合液管網都布置成了環狀網。進人防火堤處時每只貯罐均設置了獨立的消防冷卻水管和泡沫液管及相應的控制閥門。根據試驗和實際資料總結，將控制閥設在離罐壁15m以外。為了增強消防的靈活性和機動性，提高安全度，在貯罐區的防火堤四周還設置了消防水炮、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。泡沫栓每只貯罐設置了一只，供撲滅地面流散可燃液體著火用。罐區的四周設有消防水炮，使貯罐的四周都得到了消防水炮的供水。罐區消防管網平面布置簡圖如圖2所示
　　
　　
　　5預期效果
　　
　　本設計項目現已建成，我們對生產單位進行了回訪，該系統在試驗過程中情況良好，滿定了《泡沫滅火系統施工及驗收規范》GB50281-98的各項指標，達到了設計要求。
　　
　　6結論
　　
　　總之，消防設計應嚴格按照有關設計防火規范的要求來進行，以保證設計工程防火的安全、可靠性。本文不足之處請專家、同行給予指正。