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1、油氣儲(chǔ)存 2011 年 11 月 第 30 卷第 11 期 總第 275 期油氣儲(chǔ)運(yùn) OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION文章編號(hào):1000-8241(2011)11-0864-03大型油庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)董林林(中油遼河工程有限公司環(huán)境工程所,遼寧盤錦 124010)董林林.大型油庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì).油氣儲(chǔ)運(yùn),2011,30(11):864 - 866.摘要:為有效提升大型油庫(kù)消防安全等級(jí),降低事故發(fā)生概率。首先從油品性質(zhì)、儲(chǔ)油形式方面對(duì)大型油庫(kù)的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合大型油庫(kù)火災(zāi)撲救的實(shí)際情況,從工程設(shè)計(jì)角度對(duì)大型油庫(kù)儲(chǔ)罐布置形式、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)、
2、事故排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。認(rèn)為現(xiàn)行規(guī)范的部分規(guī)定不能滿足撲滅大型火災(zāi)的需要,指出柴油消防泵的油料儲(chǔ)備量,以及消防水池和泡沫罐的容積應(yīng)適當(dāng)加大,并針對(duì)庫(kù)區(qū)道路寬度、罐組布置、儲(chǔ)罐防火堤設(shè)置、消防泵房動(dòng)力源以及事故緩沖池的設(shè)置等問(wèn)題提出改進(jìn)意見(jiàn),供工程實(shí)踐參考。關(guān)鍵詞:大型油庫(kù);消防系統(tǒng);設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):TE821文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:CNKI:13-1093/TE.20110926.0857.001油庫(kù)消防從開始的純手動(dòng)操作發(fā)展至今,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)滅火和噴淋冷卻等先進(jìn)消防控制技術(shù) , 在油庫(kù)火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)撲滅及人員調(diào)度等方面發(fā)揮了積極的作用1,很大程度地提升了油庫(kù)的消防安全水
3、平。但近年來(lái)油庫(kù)規(guī)模和儲(chǔ)量不斷擴(kuò)大,造成運(yùn)行管理難度和安全風(fēng)險(xiǎn)增大,因此,研究如何提高大型油庫(kù)消防系統(tǒng)的應(yīng)急保障能力,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。大型油庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析大型油庫(kù)概述油庫(kù)大型化是原油加工能力提高和國(guó)家石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備的需要,也是原油運(yùn)輸油輪日趨大型化的需要2。與常規(guī)油庫(kù)相比,大型油庫(kù)的特點(diǎn)有:由于船舶運(yùn)輸優(yōu)于其他運(yùn)輸方式,庫(kù)址趨于沿海港口;油罐密集,單罐容積大;工藝流程復(fù)雜,管道多且管徑大;自動(dòng)化程度高,控制系統(tǒng)復(fù)雜;附屬設(shè)施配備齊全。油庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析油品性質(zhì)大型油庫(kù)儲(chǔ)存的油品主要為原油,其性質(zhì)包括:原油閃點(diǎn)小于 28 ,閃點(diǎn)越低,火災(zāi)危險(xiǎn)性越大;原油屬于寬沸程油品,燃燒時(shí)將產(chǎn)生熱波,因此
4、,原油儲(chǔ)罐燃燒時(shí)存在沸溢的可能性3;原油儲(chǔ)罐內(nèi)存在的原油蒸氣與空氣混合后存在發(fā)生爆炸的危險(xiǎn),而且爆炸極限范圍越寬、爆炸下限越低,爆炸危險(xiǎn)性越大;原油粘度變化較大,一般為 1100 mPas,原油粘度越低,越易滲漏和流動(dòng)擴(kuò)散,越易導(dǎo)致火災(zāi)蔓延和擴(kuò)大;石油產(chǎn)品的電阻率一般在 11012 cm 左右,電阻率越高,靜電積聚能力越強(qiáng),越容易發(fā)生靜電火花引燃。儲(chǔ)油形式與分類油品儲(chǔ)存形式多種多樣,可根據(jù)投資、庫(kù)址條件、建設(shè)工期等因素綜合考慮后進(jìn)行選擇,同時(shí)應(yīng)滿足防變質(zhì)、易于接收和儲(chǔ)運(yùn)、保障油品安全性等要求。地上儲(chǔ)罐通常用鋼板焊接而成,由于其具有投資小、建設(shè)周期短、日常維護(hù)和管理方便等優(yōu)點(diǎn),因此被大多數(shù)大型油
5、庫(kù)所采用。其缺點(diǎn)是占地面積大,油品蒸發(fā)損耗較嚴(yán)重,火災(zāi)危險(xiǎn)性較大。地下 / 半地下儲(chǔ)罐多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造,內(nèi)壁涂敷防滲材料或用薄鋼板襯里。其優(yōu)點(diǎn)是:油品蒸發(fā)損耗低、火災(zāi)危險(xiǎn)性小, 有一定的隱蔽能力;缺點(diǎn)是:造價(jià)高、建設(shè)周期長(zhǎng)、日常維護(hù)管理不方便,且不宜建在地下水位較高的地區(qū)。水下儲(chǔ)油是為適應(yīng)海上石油開采而發(fā)展起來(lái)的,整個(gè)油罐建在水面以下,一般用于接收和轉(zhuǎn)運(yùn)海上原油。地上儲(chǔ)罐按罐頂結(jié)構(gòu)可分為固定頂和浮頂(內(nèi)浮頂、外浮頂)兩種。固定頂儲(chǔ)罐在油品液面以上存在油氣混合空間,極易發(fā)生爆炸,不宜用來(lái)儲(chǔ)存大量油品;864網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2011-9-26 8:57:15網(wǎng)絡(luò)出版地址: HYPERLINK
6、 /kcms/detail/13.1093.TE.20110926.0857.001.html /kcms/detail/13.1093.TE.20110926.0857.001.html大型油庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)The design of fire extinguishment system for large-scale oil tankfarm2011 年 11 月 第 30 卷第 11 期 總第 275 期油氣儲(chǔ)存內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的密閉性較好,能夠大幅度減少油品的蒸發(fā),安全性較高,一般用于儲(chǔ)存揮發(fā)性較高的油品4; 外浮頂儲(chǔ)罐因無(wú)氣相存在,幾乎沒(méi)有蒸發(fā)損耗5,一般用來(lái)儲(chǔ)存原油,儲(chǔ)存容量較大?;馂?zāi)危險(xiǎn)
7、性等級(jí)由高到低依次是外浮頂儲(chǔ)罐、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐和固定頂儲(chǔ)罐。油庫(kù)火災(zāi)發(fā)生原因引起油庫(kù)火災(zāi)的直接原因有明火、雷電、靜電、焊接等6。調(diào)查表明:油罐的年平均著火率僅為 0.448, 其中大多數(shù)火災(zāi)事故是由于操作時(shí)不遵守安全規(guī)程造成的7。發(fā)生在遼寧省大連新港的保稅油庫(kù)一期工程103# 原油儲(chǔ)罐的爆炸事故,就是由于在向輸油管道中加入脫硫劑的過(guò)程中操作不當(dāng)引起的。可以根據(jù)燃燒的 3 要素,控制油庫(kù)火災(zāi)事故的發(fā)生。具體方法可歸納為:一是控制人的不安全意識(shí)和行為,包括加強(qiáng)技能培訓(xùn)、建立健全規(guī)章制度、嚴(yán)格安全管理等;二是控制物的不安全狀態(tài),包括采用安全技術(shù)、定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)、經(jīng)常開展隱患排查工作等。大型油庫(kù)
8、消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大型油庫(kù)消防系統(tǒng)現(xiàn)狀近年來(lái),油庫(kù)的建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,這對(duì)油庫(kù)消防提出了更高要求,但一些大型油庫(kù)的消防系統(tǒng)由于資金、施工、管理等原因,存在嚴(yán)重的安全隱患。設(shè)計(jì)落后。隨著設(shè)計(jì)規(guī)范的不斷更新和逐步完善,導(dǎo)致部分已建油庫(kù)無(wú)法滿足規(guī)范要求:消防水池容量、泡沫罐容量達(dá)不到最低容量要求;冷卻水、泡沫供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理;消防泵房?jī)?nèi)無(wú)備用消防泵、未采用雙電源或設(shè)置柴油消防泵;消防給水系統(tǒng)不獨(dú)立,與生活給水系統(tǒng)共用等。施工質(zhì)量差。部分油庫(kù)工程存在未按照設(shè)計(jì)要求施工、安裝不規(guī)范和偷工減料等現(xiàn)象,如泡沫混合液管道、消防冷卻水管道坡向不正確,管道放空閥不在最低點(diǎn),很難達(dá)到排空目的,以致管道凍裂。設(shè)備
9、完好率低。油庫(kù)由于檢測(cè)項(xiàng)目、手段、方法不明確,無(wú)法準(zhǔn)確掌握泡沫滅水系統(tǒng)的實(shí)際滅火能力;油庫(kù)消防設(shè)備陳舊,加之專業(yè)技術(shù)人員缺乏對(duì)消防設(shè)備的維護(hù)意識(shí),檢查檢修不及時(shí),使整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期處于“帶病工作”或喪失工作能力的狀態(tài)。管理松懈。由于客觀上發(fā)生火災(zāi)的概率較小,管理人員普遍存在僥幸心理,導(dǎo)致日常消防管理不嚴(yán)格,消防安全檢查不規(guī)范。如一些油庫(kù)泡沫液超期使用,水池蓄水不足,罐區(qū)消防設(shè)施丟失或不在規(guī)定設(shè)置點(diǎn),寒冷地區(qū)泡沫、冷卻水管沒(méi)有及時(shí)排空等。儲(chǔ)罐布置形式儲(chǔ)罐的布置原則是在保證操作方便和生產(chǎn)安全的前提下盡量減少油罐間距,以達(dá)到節(jié)約占地,從而減少投資的目的。大型油庫(kù)通常采用地上式外浮頂儲(chǔ)罐儲(chǔ)存原油,單罐容積
10、大多超過(guò) 10104 m3,各油罐按組布置。根據(jù) GB 500742002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定, 在同一個(gè)油罐組內(nèi)最多可以布置6 座10104 m3 油罐, 且不得超過(guò)兩排。主要是考慮油罐失火時(shí),消防員可直接對(duì)著火罐進(jìn)行滅火和對(duì)相鄰罐進(jìn)行冷卻,而減少受周圍罐體遮擋的影響,但在 6 個(gè)儲(chǔ)罐成組布置的形式中,處于中間的兩個(gè)儲(chǔ)罐在發(fā)生火災(zāi)時(shí),消防員可以進(jìn)行撲救的儲(chǔ)罐面積相對(duì)有限,對(duì)于鄰近油罐的安全也存在威脅。因此,可以考慮將 4 個(gè)儲(chǔ)罐成組布置,增加暴露于消防道路的儲(chǔ)罐面積,從而提高滅火效率。從防止油品流散而導(dǎo)致火災(zāi)蔓延的角度考慮,每個(gè)儲(chǔ)罐均應(yīng)設(shè)置防火隔堤,隔堤內(nèi)的有效容積應(yīng)按照最大浮頂儲(chǔ)罐的 1/
11、2 容積和事故時(shí)消防水量的總和確定,儲(chǔ)罐高度應(yīng)比防火堤低 0.2 m,以防止著火油品漫過(guò)防火堤,設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)按動(dòng)壓強(qiáng)考慮,并采用非燃燒材料建造。另外,庫(kù)區(qū)主干道寬度應(yīng)不低于 10 m,罐組間的道路應(yīng)盡量加寬,確有困難的,可增設(shè)消防車作業(yè)場(chǎng)地,以便兩臺(tái)大型消防車可同時(shí)通過(guò),提升消防安全等級(jí)。消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)單位在對(duì)油庫(kù)消防系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,應(yīng)先聽(tīng)取建設(shè)單位和當(dāng)?shù)叵啦块T對(duì)消防系統(tǒng)的意見(jiàn)和要求,設(shè)計(jì)完的圖紙也應(yīng)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)部門自審和消防部門審核后方可施工,防止出現(xiàn)重大隱患8。根據(jù) GB 501832004石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范的規(guī)定 , 對(duì)于單罐容積達(dá)到 10104 m3 的大型油庫(kù),消防系統(tǒng)應(yīng)采用
12、固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)和固定式冷卻水系統(tǒng),并可實(shí)現(xiàn)手 / 自動(dòng)控制,同時(shí)輔助消火栓、固定式消防水泡、泡沫栓和滅火器等進(jìn)行滅火。圖 1 為油庫(kù)消防流程。 HYPERLINK / 865油氣儲(chǔ)存 2011 年 11 月 第 30 卷第 11 期 總第 275 期油氣儲(chǔ)運(yùn) OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION圖 1 油庫(kù)消防流程消防水池、泡沫罐在大連新港保稅油庫(kù)火災(zāi)事故中,在對(duì)著火罐進(jìn)行滅火的同時(shí)對(duì)鄰近受到威脅的 6 座油罐以及輸油管道進(jìn)行了冷卻,滅火用時(shí) 15 h,共使用泡沫約 1 300 t、用水約 6104 t9。因此,GB 501511992低倍數(shù)泡沫滅
13、火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的泡沫混合液最小供給時(shí)間,以及 GB 500742002石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的消防冷卻水最小供給時(shí)間無(wú)法滿足撲滅大型火災(zāi)的需要;另外,規(guī)范中關(guān)于距離著火浮頂罐大于 0.4D(D 為油罐直徑)的相鄰罐可不冷卻的規(guī)定,也與當(dāng)前消防安全要求不相符。建議在條件允許的情況下,消防水池和泡沫罐的容積應(yīng)在規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)用量的兩倍以上,并設(shè)置供消防車取用的接口,以保證在火場(chǎng)斷電的情況下,消防水池和泡沫罐也能發(fā)揮作用,同時(shí)保證火災(zāi)情況下消防水池可連續(xù)補(bǔ)水。可將鄰近的江河湖泊作為消防水源,以降低建造消防水池的成本。消防泵站許多油庫(kù)火災(zāi)發(fā)生之初火勢(shì)并不大,但由于供電系統(tǒng)遭到破壞,使得無(wú)備用動(dòng)力源
14、的消防系統(tǒng)癱瘓,無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的作用,從而延誤火災(zāi)撲救時(shí)機(jī),造成火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。因此,消防泵房的冷卻水泵和泡沫泵均應(yīng)設(shè)置柴油機(jī)泵或由柴油機(jī)發(fā)電的電動(dòng)泵作為備用動(dòng)力源,一旦電動(dòng)消防泵的電力源因故障切斷時(shí),可自動(dòng)由電動(dòng)消防泵切換到柴油機(jī)泵。同時(shí),柴油機(jī)的油料儲(chǔ)備量應(yīng)滿足機(jī)組連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不低于 6 h 的需要。消防自動(dòng)控制系統(tǒng)大型油庫(kù)消防應(yīng)采用全自動(dòng)報(bào)警滅火控制方案, 在火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)多參數(shù)檢測(cè),根據(jù)火災(zāi)信號(hào), 自動(dòng)啟動(dòng)不同的滅火系統(tǒng)。例如,系統(tǒng)檢測(cè)到火焰信號(hào),自動(dòng)啟動(dòng)噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng);系統(tǒng)檢測(cè)到溫度信號(hào),只啟動(dòng)噴淋冷卻系統(tǒng);系統(tǒng)檢測(cè)到可燃?xì)怏w濃度報(bào)警信號(hào),只進(jìn)行聲光報(bào)警。供電和消防控制線路均
15、應(yīng)埋地敷設(shè),并盡量避免與輸油管道同排布置,以防事故時(shí)受到損壞不能正常工作。輸油管道上的閥門應(yīng)設(shè)置快速關(guān)閉裝置或備用動(dòng)力關(guān)閥接口,以便事故時(shí)閥門可以及時(shí)關(guān)閉,防止火焰沿輸油管道蔓延引燃儲(chǔ)罐。事故排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)庫(kù)區(qū)排水應(yīng)設(shè)置清潔雨水和含油污水兩個(gè)系統(tǒng), 同時(shí)做好罐區(qū)和管涵的防滲工作,并將庫(kù)區(qū)電纜溝、管涵等用沙填滿,以防事故時(shí)油品隨地溝漫流或滲入地下。整個(gè)油庫(kù)應(yīng)設(shè)置事故緩沖池,容積可根據(jù)事故時(shí)的消防水量、漏油量和同時(shí)的雨水量確定。對(duì)于臨海而建的大型油品儲(chǔ)運(yùn)基地,則應(yīng)充分利用整個(gè)庫(kù)區(qū)的地勢(shì)高差,結(jié)合整體布局,考慮各庫(kù)區(qū)分別設(shè)置事故緩沖池,若無(wú)法實(shí)現(xiàn),可采取導(dǎo)流措施將各庫(kù)區(qū)事故排水引至下游,在入??谔幵O(shè)終
16、端事故緩沖池,確保事故時(shí)不會(huì)對(duì)海水造成污染。參考文獻(xiàn):王建華. 油庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題討論J. 油氣儲(chǔ)運(yùn),2001,20(1):46-47.何龍輝. 我國(guó)大型油庫(kù)規(guī)模探討J. 煉油技術(shù)與工程,2004,34(8):55-58.何利民,何躍生,郭光臣. 原油儲(chǔ)罐的沸溢與消防中應(yīng)注意的問(wèn)題J. 油氣儲(chǔ)運(yùn),1994,13(4):57-59.葛曉霞,董希琳. 大型石油儲(chǔ)罐消防設(shè)計(jì)研究J. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2008,18(9):79-83.王伶俐,陳春梅. 外浮頂油罐密封系統(tǒng)分析J. 油氣田地面工程,2004,23(7):25-26.張虹,謝翔. 油庫(kù)火災(zāi)爆炸事故原因分析及控制J. 石油化工安全技術(shù),2
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18、LINK / Nov. 25,2011 Vol.30 No. 11 Total 275 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATIONOGSTpoint potential and a benchmark zero was adopted by the long-term reference electrode and the potable reference electrode, the U would be completely eliminated.Key words:cathode protection,feeding point potential,set
19、 potential,reference electrodeWang Chaozhen:Zibo Gas Compressor Station,PetroChina Pipeline Company,Zibo,Shandong,255206. TelEmail: HYPERLINK mailto:angel830818 angel830818Structure and features of tankfarms SCADA systemSun Jianhua and Chen ChunxiangOGST,Vol. 30 No. 11,pp. 853858,11/25/
20、2011. ISSN 1000-8241;In ChineseSCADA system is an automatic system for the production process automatic control and monitoring based on computer. It integrates the multi-function including production operation data acquisition and processing,alarming for various types of signals,device control,prote
21、ction control and parameter adjustment together. A SCADA system for a large-scale oil tankfarm is composed of management layer,control layer and field layer. The paper introduces the structure,functions and features of each layer in details. And its feature is illustrated in field bus device,tank li
22、quid level automatic metering system,industrial TV monitor system and SCADA system connecting with safe protection and fire protection. Combined with the operation and maintenance features of SCADA system for large-scale oil tankfarm,the point-to-point control for electrical valve which works based
23、on real time feedback is presented. Suggestions to further improve the SCADA system in one-key operation of field facilities are given. Key words:tankfarm,SCADA system,composition,functionSun Jianhua:Sinochem Xinzhong Oil Storage & Transportation (Zhoushan) Co. Ltd.,Zhoushan,Zhejiang,316000. Tel:138
24、84307628;Email: HYPERLINK mailto:sunjianhua sunjianhuaComparison and application of API old and new formulas for small breathing evaporation loss of oil tankHuang Weiqiu,Li Feng,Wang Danli,et alOGST,Vol. 30 No. 11,pp. 859863,11/25/2011. ISSN 1000-8241;In ChineseThe paper presents the old and new for
25、mulas about the evaporation loss in small breathing type of fixed roof tank recommanded by American Petroleum Institute (API). According to different kinds of oil,the evaporation loss is calculated with the old and new formulas and the experiment results are compared and analyzed. The applicable sco
26、pe and accuracy of the old and new formulas are given and their sensitivities are analyzed. Research shows that the new formula from API has wider applicable scope than the old one. The calculated error in evaporation loss by old formula for gasoline is a bit larger than the new one. However,for oil
27、 and glycol the error is much larger. With the new developed TANKS 4.09D software and integrated database, the new formula is more convenient to use. Sensitivity analysis on the two formulas under the respective parameters is performed and the dependence of the two formulas on the respective paramet
28、ers is summarized.Key words:oil,organic liquid,fixed roof storage tank,API,small breathing evaporation loss,evaluation formulaHuang Weiqiu:Jiangsu Provincial Key Laboratory of Oil & Gas Storage and Transportation Technology,Changzhou University, Changzhou,Jiangsu,213016.TelEmail: HYPERL
29、INK mailto: The design of fire extinguishment system for large-scale oil tankfarmDong LinlinOGST,Vol. 30 No. 11,pp. 864866,11/25/2011. ISSN 1000-8241;In ChineseThe fire extinguishment system for large-scale oil tankfarm has been studied in order to significantly improve the firefighting safety level
30、 and reduce the fire probability. Based on fire risk analysis of large-scale oil tankfarm in terms of the oil properties and forms of oil stored,and some practical firefighting cases of large-scale oil tankfarm,the layout forms of tankfarms,the design of fire extinguishment system and water drainage
31、 system have been researched in the aspect of engineering design. It is considered that the part of current specifications does not meet the demands of firefighting for large-scale tankfarm,the diesel inventory for fire pump and the capacity of fire pool and foam tank should be enlarged appropriately. Finally,some suggestions of improvement direction in the road width of tankfarm,layout of tank group,allocation of fire bank,power source of pump chamber and setting up of fire accident buffer pool have been put forward,which
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