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低温储存LPG罐区的消防设计
摘 要:介绍了低温储存LPG罐区的消防水量计算、水质选择、罐区围堤的设计以及设计中应注意的问题,同时对配管设计中应注意的问题提出探讨性意见,以利完善今后的消防设计。 关键词:低温;LPG罐区;水量计算;水质选择;配管 1 消防水量的确定和规范的执行   液化石油气火灾最有效的消防手段是采取水消防冷却,那么,如何计算水量则是值得注意的问题。目前尚没有低温储存液化石油气方面的规范,只是在《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)第8.2.7条和《石油化工企业设计防火规范》(以下简称《石化规》)第7.9.4条中对液化烃罐区的消防作了笼统的规定,并没有具体指明适用于哪类储罐(立式常压储罐还是球罐或卧罐)。笔者认为,上述规定是针对有压罐(球罐或卧罐)而言的,并不适合于低温常压储罐,故不能按其供水强度和供水范围计算,因低温常压储罐无论外形还是结构均与可燃液体立式储罐相同,应按《石化规》第7.3.8条和《建规》第8.2.5条规定的供水强度和供水范围进行计算更合理,见表1和表2。据了解,日本对双壳低温LPG储罐的消防水量也是按立式可燃液体储罐的供给强度[2 L/(min.Lm2)]计算的。笔者还认为,应按表2进行计算更合理,因为液化烃罐区属于石油化工企业范围,并且按表2计算结果比按表1计算结果大,这样可满足消防部门“哪个规范严执行哪个”的要求。
表1 可燃液体立式储罐冷却水的供给范围   和供给强度(《建规》的规定)[1]
项 目 供水范围 供给强度[L/(s.m)]
固定式
冷 却
着火罐 罐周长 0.5
邻近罐 罐周长的一半 0.5
移动式
冷 却
着火罐 罐周长 0.6
邻近罐 罐周长的一半 0.2
表2 可燃液体立式储罐冷却水的供给范围    和供给强度(《石化规》的规定)[2]
项 目 供水范围 供给强度
固定式
冷 却
着火罐 罐壁表面积 2.5 L/(min.m2)
邻近罐 罐壁表面积的1/2 1.0 L/(min.m2)
移动式
冷 却
着火罐 罐周全长 0.8 L/(s.m)
邻近罐 罐周半长 0.2 L/(s.m)
  以3个40 000 m3低温LPG罐的罐区进行验证比较(一个着火罐,两个相邻罐),计算结果见表3。
表3 水量计算比较表
储罐
容积
(m3)
储罐参数(m) 用水量计算
结果(m3/h)
内径
D1
外径
D2
直壁高度
H1
总高
H2
按表1
计算
按表2
计算
40 000 50.0 51.4 22.1 29.0 1 046.4 1 330.8
  通过表3的比较可以看出,对于低温常压立式储罐的消防用水量,应按《石化规》第7.3.8条规定的供水强度和供水范围进行计算更为合理。 2 消防用水水质选择   低温常压储罐多建于沿海地区,在消防用水的水质选择上,有用淡水消防的,也有用海水消防的,对此笔者建议如下:   当所建装置附近淡水水源充足时,应首先考虑采用淡水消防,尤其是对固定喷淋装置,因海水的腐蚀性很大,且消防喷淋管平时又是空的,如果用海水消防,管道腐蚀过快,需定期更换消防管线,也会因管道内腐蚀的锈渣过多而堵塞喷头,影响喷淋效果,还会给被保护对象的事后清理带来许多麻烦等等。即使是经常充满海水的消防管线,其管道腐蚀也很大,在笔者调查过的工程中,多数采取淡水消防。   当所建装置附近淡水水源有限时,方可考虑用海水消防,但平时宜用淡水保压。火灾结束时,再用淡水冲洗消防管线后用淡水保压以利再用,这样可减少海水对管道腐蚀而造成的不必要损失,同时也可减少喷头堵塞的可能性,增加消防的可靠性。 3 防火堤高度的确定   在罐区的防火设计中,防火堤的设计同样重要,为确保事故时将流淌液体都封闭于防火堤内,避免火灾蔓延,防火堤的有效容积应能容纳罐区内最大储罐的物料。假如因此而增加围堤的高度会带来如下不利因素:①会影响消防水炮(栓)的使用,影响灭火效果;②会增加围堤的受压,从而增加大量投资。如果降低围堤高度,就要增加罐区的占地面积,如何才能处理好围堤的高度与占地面积之间的关系呢?建议按图1进行优化,并且Z值不应小于1.5 m[3],但是为了不影响消防水炮(栓)的使用及火情的发现,Z值不宜大于2.0 m,在Z值确定之后,X值便可根据储罐的大小及液面的高度进行确定。
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X应大于或等于Y和液面上蒸汽空间压力相当的液柱高度之和;X为从罐内壁到围堤最近面的距离;Y为从最高液面至围堤的距离。 图1 围堤高度与边界图
4 消防水量的确定应与配管相结合   固定式消防用水量应为着火罐和邻近罐用水量之和,按表2即可计算。但应注意,表2中着火罐和邻近罐供水范围相差一倍,在配管时应考虑如何才能实现这种水量关系,对此有如下建议:   视罐区储罐的布置情况将喷淋环管分成2段或4段互不连通的管,每段环管应单独一个立管引出防火堤外[4],且每个立管在距被保护罐15 m以外地点设一个能显示启闭状态的阀门加以控制,方能控制消防水量减半的要求,并满足消防要求:   ① 当储罐区只有两个储罐时,环管应分2段布置,如图2所示。
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图2 2个罐时管道布置
  ② 当储罐区有两个以上储罐时,环管应分4段布置,如图3所示。
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图3 2个罐以上时管道布置
  对相邻罐而言,只有采取上述措施后,方能按表2的供水强度及供水范围进行水量计算,如果既不按上图所示将环管分成若干段加以分别控制,又不按罐壁表面积计算水量,着火时是难以同时保证着火罐和邻近罐用水量的,设计时应将二者结合起来统一考虑,以保证火灾时水量的充足供应,又不导致水量过大而不经济。■ 作者单位:丁国臣(吉林化工工程公司,吉林 吉林市 132021;)      刘伟(吉化股份有限公司炼油厂,吉林 吉林市 132022) 电话:(0432)3976071 传真:(0432)3973341 参考文献: [1]公安部.建筑设计防火规范(GB J16—87)[S].北京:中国计划出版社,1997.41-42. [2]中国石油化工总公司.石油化工企业设计防火规范(GB 50160—92)[S].北京:中国计划出版社,1992.42-43. [3]美国国家防火协会.公用煤气装置液化石油气(LPG)储运标准(AFPA-59)[S].1992. [4]中国石油化工总公司.石油库设计规范(GB 74—84)[S].北京:中国计划出版社,1995.188-189.
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Tags:LPG 责任编辑:admin
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