30000立方米原油儲(chǔ)罐區(qū)噴淋冷卻設(shè)計(jì)方案

1、30000m3原油儲(chǔ)罐區(qū)噴淋冷卻設(shè)計(jì)方案消防噴淋冷卻系統(tǒng)以其先進(jìn)完善的技術(shù)性能和安全可靠地冷卻效果，成為大型可燃液體儲(chǔ)罐所必備地消防措施。1 固定式消防冷卻水系統(tǒng)的選擇30000m3原油儲(chǔ)罐區(qū)共有10000m3容積的儲(chǔ)罐2座，5000m3容積的儲(chǔ)罐2座，儲(chǔ)存物料為原油。其中10000m3儲(chǔ)罐內(nèi)徑28.64m，罐壁高15.85m；5000m3儲(chǔ)罐內(nèi)徑22.12m，罐壁高14.27m，外壁均無(wú)保溫設(shè)施。地上式鋼制儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)，5min內(nèi)可使罐壁溫度升至500，使鋼板強(qiáng)度降低一半，810min后鋼板將失去支持能力。儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)，為控制火勢(shì)，降低火焰輻射強(qiáng)度，必須對(duì)儲(chǔ)罐及時(shí)進(jìn)行水噴淋冷卻，使罐壁溫升不

2、超過(guò)100。附著罐壁的水膜，沒(méi)有充分受熱完全氣化，則罐壁不會(huì)形成過(guò)熱，罐的耐壓強(qiáng)度可以得到保證，可使事故不擴(kuò)大。石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gb501602008）第8.4.5條第二款規(guī)定：罐壁高于17m儲(chǔ)罐、容積等于或小于10000m3儲(chǔ)罐、容積等于或大于2000m3低壓儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)。2 30000m3儲(chǔ)罐的流量設(shè)計(jì)計(jì)算 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gb501602008）第8.4.5規(guī)定：浮頂罐的罐壁表面積供水強(qiáng)度2.0l/(minm2)。10000m3儲(chǔ)罐內(nèi)徑28.64m，罐壁高15.85m；5000m3儲(chǔ)罐內(nèi)徑22.12m，罐壁高14.27m。2.1 設(shè)計(jì)流量 根據(jù)石油化

3、工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gb501602008）。表8.4.5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(dòng)式水槍冷卻著火罐固定頂罐罐周全長(zhǎng)0.8l/sm浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐周全長(zhǎng)0.6l/sm注1、2鄰近罐罐周全長(zhǎng)0.7l/sm固定式冷卻著火罐固定頂罐罐壁表面積2.5l/minm2浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐壁表面積2.0l/minm2注1、2鄰近罐罐壁表面積的1/2與著火罐相同注3 根據(jù)上表，流量設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)其中一個(gè)10000m3儲(chǔ)罐為著火罐，其余三罐為鄰近罐，進(jìn)行流量的設(shè)計(jì)計(jì)算。 1. 10000m3儲(chǔ)罐著火罐計(jì)算（1）冷卻面積:（2）流量。設(shè)計(jì)噴淋強(qiáng)度2l/(min m2)，安全系數(shù)1

4、.051.10 計(jì)算流量： 設(shè)計(jì)流量： 2. 10000m3鄰近儲(chǔ)罐計(jì)算（1）冷卻面積：（2）流量 計(jì)算流量： 設(shè)計(jì)流量： 3. 5000m3鄰近儲(chǔ)罐（1）冷卻面積：（2）流量 計(jì)算流量： 設(shè)計(jì)流量： 整個(gè)5000m3罐壁冷卻流量： 2.2 消防給水總管 1根消防給水總管，選取管徑為dn300，流量6891l/min，流速1.33m/s。2.3 消防給水水管 每個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)安裝4根消防給水立管，流速取1.8m/s。 10000m3儲(chǔ)罐 圓整dn100 5000m3儲(chǔ)罐 圓整dn1002.4 環(huán)管 10000m3儲(chǔ)罐和5000m3儲(chǔ)罐都設(shè)計(jì)兩層環(huán)管 10000m3儲(chǔ)罐（1）上圈環(huán)管管徑流量 流速取

5、1.5m/s 圓整為dn80 （2）下圈環(huán)管管徑流量 流速取1.5m/s 圓整為dn80 5000m3儲(chǔ)罐 （1）上圈環(huán)管管徑流量 流速取1.5m/s 圓整為dn65 （2）下圈環(huán)管管徑流量 流速取1.5m/s 圓整dn802.5 噴頭 （1）噴頭數(shù)量 保證水幕搭接，不能留有盲區(qū)。水幕噴頭噴角120，噴頭間距約1500mm。 10000m3儲(chǔ)罐 每圈噴頭數(shù)量： 考慮環(huán)管加工制作的方便，每圈環(huán)管分為4段。為保證噴頭均勻，噴頭數(shù)量取整為60個(gè)，噴頭間距調(diào)整為1498.8mm。參見(jiàn)圖 5000m3儲(chǔ)罐 每圈噴頭數(shù)量 考慮環(huán)管加工制作的方便，每圈環(huán)管分為4段。為保證噴頭均勻，噴頭數(shù)量取整為48個(gè)，噴頭

6、間距調(diào)整為1447.0mm。參見(jiàn)圖 （2）噴頭流量 10000m3儲(chǔ)罐 上圈環(huán)管的噴頭流量： 圓整為20l/min 下圈環(huán)管的噴頭流量 圓整為30l/min 5000m3儲(chǔ)罐 上圈環(huán)管的噴頭流量： 圓整為18l/min 下圈環(huán)管的噴頭流量 圓整為27l/min2.6 校核 1. 流量校核 由計(jì)算結(jié)果可得出，在安全系數(shù)范圍之內(nèi)。 2. 管徑、流速校核 根據(jù)建筑消防技術(shù)（第二版），第三章消火栓及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中表3-17 表3-17 一半場(chǎng)所噴灑管網(wǎng)管徑的初定管徑/mm253240507080100最多噴頭數(shù)/個(gè)1345891213323364管徑、流速、流量對(duì)照表。管徑/流速/流量對(duì)照表管徑(

7、dn)流量 m3/h0.4m/s0.6m/s0.8m/s1.0m/s1.2m/s1.4m/s1.6m/s1.8m/s2.0m/s2.2m/s2.4m/s2.6m/s2.8m/s3.0m/s200.50.70.91.11.41.61.82.02.32.52.72.93.23.4250.71.11.41.82.12.52.83.23.53.94.24.64.95.3321.21.72.32.93.54.14.65.25.86.46.97.58.18.7401.82.73.64.55.46.37.28.19.010.010.911.812.713.6502.84.25.77.18.59.911.31

8、2.714.115.617.018.419.821.2654.87.29.611.914.316.719.121.523.926.328.731.133.435.8807.210.914.518.121.725.329.032.636.239.843.447.050.754.310011.317.022.628.333.939.645.250.956.562.267.973.579.284.812517.726.535.344.253.061.970.779.588.497.2106.0114.9123.7132.515025.438.250.963.676.389.1101.8114.512

9、7.2140.0152.7165.4178.1190.920045.267.990.5113.1135.7158.3181.0203.6226.2248.8271.4294.1316.7339.325070.7106.0141.4176.7212.1247.4282.7318.1353.4388.8424.1459.5494.8530.1300101.8152.7203.6254.5305.4356.3407.1458.0508.9559.8610.7661.6712.5763.4350138.5207.8277.1346.4415.6484.9554.2623.4692.7762.0831.

10、3900.5969.81039.1400181.0271.4361.9452.4542.9633.3723.8814.3904.8995.31085.71176.21266.71357.2450229.0343.5458.0572.6687.1801.6916.11030.61145.11259.61374.11488.61603.21717.7500282.7424.1565.5706.9848.2989.61131.01272.31413.71555.11696.51837.81979.22120.6600407.1610.7814.31017.91221.41425.01628.6183

11、2.22035.72239.32442.92646.52850.03053.6由于計(jì)算得出的10000m3儲(chǔ)罐環(huán)管的噴頭數(shù)為60，5000m3儲(chǔ)罐環(huán)管的噴頭數(shù)為48，所以根據(jù)上表對(duì)管徑進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)由于管徑的修改，流速也做相應(yīng)的調(diào)整。建筑消防技術(shù)中規(guī)定管道中的最大流速不宜超過(guò)5m/s，而對(duì)于某些配水支管可以采用縮小管徑、增大沿程水頭損失以達(dá)到減壓的目的時(shí)，管中流速允許超過(guò)5m/s，但也不能超過(guò)10m/s。修改結(jié)果為：消防噴淋冷卻給水總管 dn300 流速1.8m/s10000m3儲(chǔ)罐給水立管總管 dn200 流速1.8m/s10000m3儲(chǔ)罐給水立管 dn100 流速1.8m/s 5000m3

12、儲(chǔ)罐給水立管總管 dn200 流速1.8m/s5000m3儲(chǔ)罐給水立管 dn100 流速1.8m/s 10000m3儲(chǔ)罐環(huán)管 dn125 流速2.4m/s 5000m3儲(chǔ)罐環(huán)管 dn100 流速2.4m/s3 水幕噴頭的選型 噴頭主要分為灑水噴頭、水霧噴頭、水幕噴頭。水幕噴頭的工作過(guò)程是使壓力水流通過(guò)噴頭，按照設(shè)定的方向噴射成一道密集的水幕，將定量的水均勻地噴灑在可燃液體儲(chǔ)罐表面，形成水膜，從而阻止熱輻射和火災(zāi)蔓延。水幕噴頭選用大角度、大流量的噴頭，可降低成本造價(jià)。水幕噴頭材質(zhì)選用鋁合金，經(jīng)內(nèi)、外陽(yáng)極化防腐處理后，具有耐潮濕、耐雨淋的特點(diǎn)。水幕噴頭流量特性曲線 選定水幕噴頭的型號(hào)為zstmc-

13、t20.51804 管道材料及接口消防噴淋冷卻系統(tǒng)只有在當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)才啟動(dòng)工作，因而，系統(tǒng)管道平時(shí)處于空管狀態(tài)。若選用普通碳鋼管道，內(nèi)壁將銹蝕而成片脫落，進(jìn)而堵塞管道。因此，選用20號(hào)無(wú)縫鋼管并采用機(jī)械冷隈加工，將水幕噴頭的螺紋短節(jié)和彎制成型的鋼管組焊，經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)安裝準(zhǔn)確無(wú)誤后，再將制成型的立管、環(huán)管、管件、螺紋短節(jié)、法蘭等所有部件均進(jìn)行內(nèi)外鍍鋅處理。這樣，能有效避免管道內(nèi)壁銹蝕和外壁腐蝕，系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上。管道接口選用溝槽式接口，具有自補(bǔ)償、密封性能可靠、安裝和維修方便等優(yōu)點(diǎn)。5 消防水池設(shè)計(jì)消防水池（或罐）的有效容積必須滿足一次消防所需的消防水量，且不應(yīng)與其他用水設(shè)施合用。

14、消防水池（或罐）應(yīng)設(shè)液位檢測(cè)、高低液位報(bào)警及自動(dòng)補(bǔ)水設(shè)施。消防水池的補(bǔ)水時(shí)間主要考慮第二次火災(zāi)撲救需要。一般情況下，補(bǔ)水時(shí)間不宜超過(guò)48h；在無(wú)管網(wǎng)的缺水區(qū)，采用深井泵補(bǔ)水時(shí)，可延長(zhǎng)到96h。消防用水與生產(chǎn)、生活用水合并時(shí)，為防止消防用水被生產(chǎn)、生活用水所占用，因此要求有可靠的技術(shù)設(shè)施(例如生產(chǎn)、生活用水的出水管設(shè)在消防水面之上)保證消防用水不作他用。在氣候條件允許并利用游泳池、噴水池、冷卻水池等用作消防水池時(shí)：必須具備消防水池的功能，設(shè)置必要的過(guò)濾裝置，各種用作儲(chǔ)存消防用水的水池，當(dāng)清洗放空時(shí)，必須另有保證消防用水的水池。消防水池容量過(guò)大時(shí)應(yīng)分成2個(gè)，以便水池檢修、清洗時(shí)仍能保證消防用水，但

15、2個(gè)水池都應(yīng)具備獨(dú)立使用的功能，各有水泵吸水管、補(bǔ)水進(jìn)水管、泄水管、溢水管等。2個(gè)水池之間還應(yīng)設(shè)置連通管和控制閥門。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gb50016-2006）第8.3.4規(guī)定：在火災(zāi)情況下能保證連續(xù)補(bǔ)水時(shí)，消防水池的容量可減去火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充的水量。 消防水池容量如超過(guò) 1000m3 時(shí)，應(yīng)分設(shè)成兩個(gè)。 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范（gb501602008）第8.4.7 規(guī)定：可燃液體儲(chǔ)罐消防冷卻用水的延續(xù)時(shí)間：直徑大于20m的固定頂罐和直徑大于20m浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐應(yīng)為6h;其他儲(chǔ)罐可為4h。 消防冷卻總用水量： 6 泵的確定 冷卻用消防泵的選型 根據(jù)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

16、規(guī)范，水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口供水壓力應(yīng)按下式計(jì)算： 式中：h水泵揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供水壓力（mpa）1.1安全系數(shù)h管道沿程和局部的水頭損失累計(jì)值（mpa）p0最不利點(diǎn)噴頭處的工作壓力（mpa）；z最不利點(diǎn)處噴頭與消防水池的最低水位或系統(tǒng)入口管水平中心線之間的高程差，當(dāng)系統(tǒng)入口管或消防水池最低水位高于最不利點(diǎn)處噴頭時(shí)，z應(yīng)取負(fù)值（mpa）。最不利點(diǎn)噴頭的工作壓力: 式中：q噴頭流量（l/min）k噴頭流量系數(shù)p噴頭工作壓力（mpa）已知q=20l/min,噴頭型號(hào)zstmc-t20.5180，k=20.5所以，p=0.095mpa最不利點(diǎn)處噴頭與消防水池的最低水位或系統(tǒng)入口管水平中心線之間的高程差z

17、=15.85mh2o=0.1585mpa管道的壓力損失： 式中： h管道沿程和局部的水頭損失累計(jì)值（mpa） 管道的沿程損失（mpa） 管道的局部損失（mpa）每米管道的水頭損失應(yīng)按下式計(jì)算： 式中： i每米管道的水頭損失(mpa/m)；v管道內(nèi)水的平均流速(m/s)；dj管道的計(jì)算內(nèi)徑(m)，取值應(yīng)按管道的內(nèi)徑減lmm確定?？偣埽?10000m3儲(chǔ)罐給水立管總管： 10000m3儲(chǔ)罐給水立管： 5000m3儲(chǔ)罐給水立管總管： 5000m3儲(chǔ)罐給水立管： 10000m3儲(chǔ)罐環(huán)管： 5000m3儲(chǔ)罐環(huán)管： 總管長(zhǎng)度： 10000m3儲(chǔ)罐給水立管總管：10000m3儲(chǔ)罐給水立管： 5000m3儲(chǔ)罐給水立管總管： 5000m3儲(chǔ)罐給水立管： 10000m3儲(chǔ)罐環(huán)管： 5000m3儲(chǔ)罐環(huán)管： 由公式： 式中： 管道的沿程損失（mpa） l管道的長(zhǎng)度i每米管道的水頭損失(mpa/m)管道的局部水頭損失，宜采用當(dāng)量長(zhǎng)度法計(jì)算。管道上的閥門和部分管件的當(dāng)量長(zhǎng)度(m) 直徑名稱50708010012530045彎頭0.60.90.91.