关键词；柴油罐区；低倍数泡沫灭火；设计

引言

某电厂新建3×38MW发电机组，配套建设4×160t/h燃煤高温高压循环流化床锅炉，4台锅炉配点火油泵房l座，外置2台柴油储罐。柴油储罐作为储油的设备，一旦发生火灾将影响到这个电厂的生产运行，给企业造成严重的经济损失，甚至危及人的生命安全，因此，柴油储罐的消防设计非常重要。本文将结合实际工程对柴油罐区的泡沫灭火系统设计展开详细论述。

一、工程概况及设计依据

1.1工程概况

本工程为某电厂配套柴油罐区，共有2座立式固定顶储罐，每个储罐直径4m，容积60 m³，介质为柴油，柴油闪点>65℃。

1.2设计依据

《石油库设计规范》GB50074—2014

《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010

二、灭火系统形式的确定及灭火原理

2.1基本概念

在进行泡沫灭火系统设计时，要分清三个概念，即泡沫液、泡沫混合液、泡沫和低倍数泡沫灭火系统。泡沫液是指可按适宜的混合比与水混合形成泡沫溶液的浓缩液体；泡沫混合液是指泡沫液与水按特定混合比配制成的泡沫溶液；泡沫是泡沫混合液经泡沫产生装置吸入空气后形成的灭火泡沫；低倍数泡沫灭火系统是指泡沫混合液吸入空气后，产生体积膨胀小于2O倍的泡沫灭火系统。

2.2灭火系统方式的选择

根据《石油库设计规范》GB50074—2014，石油库按储罐计算总容量大小可分为5级，本工程柴油储量共计120m³，为五级石油库；石油库火灾危险性按储油品种不同可分为甲、乙、丙三类，本工程柴油闪点>65℃，为丙类。不同级别不同火灾危险类别的石油库，不仅油罐的布置方式不同，泡沫灭火系统的选择也有所不同。根据规范，容量大于1000 m³。的可燃液体地上储罐，应采用固定式泡沫灭火系统，容量不大于200 m³的可燃液体地上储罐，可采用移动式泡沫灭火系统，本工程为便于业主管理，采用固定式泡沫灭火方式，操作简单，管理方便，可使整个系统一直处于战备状态。

低倍数泡沫灭火系统主要适用于易燃或可燃液体的生产、贮存、运输和使用场所，储罐区低倍数泡沫灭火系统按喷射型式不同可分为液上喷射泡沫灭火系统、液下喷射泡沫灭火系统、半液下喷射泡沫灭火系统，本工程为丙类固定顶储罐，选用效果较好的液上喷射系统。

综上，本工程的柴油罐区消防设计选择固定式液上喷射低倍数泡沫灭火系统。

2.3灭火原理

一旦油罐发生火灾，立即启动水供给设施，泡沫液和水按一定比例混合，形成泡沫混合液，并通过管道输送到被保护场所的泡沫产生器，再由泡沫产生器的吸气口吸入空气形成泡沫，泡沫沿油罐壁淌至燃烧的油面上，产生厚厚的一层泡沫覆盖油面，从而起到隔绝空气、迅速灭火的作用。

三、固定顶柴油储罐泡沫灭火系统主要参数的选择与计算

3.1设计参数的选用

根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2010，柴油储罐泡沫消防设计参数选用参见表1、表2、表3。

根据以上原则，确定本工程的相关参数如下：

泡沫液种类：水成膜泡沫浓缩液

供给强度q(L/min·㎡)：5

连续供给时间tl(min)：30

泡沫产生器设置数量nl(个)：1

配备泡沫枪支数n2（支）：1

泡沫枪连续供给时间t2（min）：10 

3.2储罐的保护面积S(mz)

S=n·D²/4=nX4²/4=12.56㎡

式中D-储罐直径(m)。

3.3灭火所需泡沫混合液流量Q(L/s)

Q=q·S/a=5x12.56/60/0.85=1.23L/s

式中a-泡沫发生器实际率。

3.4泡沫产生器泡沫混合液流量Q_器(L/s)

根据3.3计算，泡沫产生器泡沫混合液流量为1.23L/s，但是根据泡沫产生器的产品型号特征，泡沫产生器泡沫混合液最小流量为4L/s，取Q_器=4L/s。

3.5泡沫枪泡沫混合液流量Q_枪(L/s)

根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010中4.1.4条，泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240L/min，则Q_枪=240L/min=4L/s。

3.6泡沫混合液总流量Q(L/s)

根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151～2010中9.1.1条，储罐区泡沫灭火系统的泡沫混合液设计流量，应按储罐上设置的泡沫产生器与该储罐辅助泡沫枪的流量之和计算，又根据该规范9.1.6条，系统泡沫混合液与水的设计流量应有不小于5%的裕度，则Q_总=(Q_器+Q_枪)·1.05=(4+4)x1.05=8.4L/s

3.7一次灭火泡沫混合液设计用量M(L)

根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010中4.1.3条，储罐区泡沫灭火系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量，应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。

M=n1·Q_器·tl+n2·Q_枪·t2+V

=1×4×30X60+1X4X10×60+πX0.065²×60X1000/4=9799L

式中V - 系统管道内泡沫混合液剩余量(L)，预估管道直径0.065米，管道长度60米。

3.8一次灭火泡沫液需要量N(L)

N=M·b=9799X0.06=587.94L

式中b -泡沫液比例

3.9泡沫液储备量A(L)

根据《石油库设计规范》GB50074—2014中12.3.7条，泡沫液储备量应在计算的基础上增加不少于100%的富余量，则

A=N·c=587.94×2=1176L≈1200L

式中c-储备系数。

3.10配备泡沫混合液所需消防水流量Q(L/s)

Q_水=Q_总·(1一b)=8.4×(1—0.06)=7.9L/s

3.11配备泡沫混合液所需消防水储备量B(L)

B=A·(1-b)/b=1200X(1-0.06)/0.06=18800L

四、设备规格及技术性能

根据上述计算，确定该泡沫灭火系统主要设备规格及技术性能如下：

4.1压力式比例混合装置

数量：1套

泡沫液储罐容量：1200L

泡沫液比例：6%

泡沫混合液总流量：≥8.4L/s

泡沫液种类：水成膜泡沫浓缩液

4.2泡沫产生器

数量：2套

型式：立式(根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010中3.6.1.1条)。

额定工作压力：0.5MPa

泡沫混合液产生量：4L/s

4.3空气泡沫枪

数量：2套

泡沫混合液流量：4L/s

管牙接口：KY65

五、罐区泡沫灭火系统设备布置及管道设计注意事项

5.1设备布置

对于该工程的泡沫灭火系统，采用手动控制方式即可。进行设备布置时，在满足规范的前提下，还要考虑人员操作的便捷，应结合总图位置，尽可能将设备布置在有人值守的房间附近，这样一旦放生火灾，值守人员可以最快到达设备区，启动消防系统进行灭火。 

5.2管道布置

为了增强消防的安全性和灵活性，罐区泡沫混合液管网成环状布置，在防火堤外还设有2个泡沫枪，用于供扑灭地面流散可燃液体火灾，此外，管道布置时还应注意如下问题：

(1)每个泡沫产生器应用独立的混合液管道引至防火堤外，并在堤外设置独立的控制阀。

(2)除立管外，其他泡沫混合液管道不得设置在罐壁上，连接泡沫产生器的泡沫混合液立管应用管卡固定在罐壁上，管卡间距不宜大于3米。

(3)泡沫混合液的立管下端应设置锈渣清扫口。

(4)地上泡沫混合液水平管道应敷设在管墩或管架上，与罐壁上的泡沫混合液立管之间宜用金属软管连接，以免发生自燃灾害或火灾时，立管与水平管发生错位，引起管道破裂，从而造成泡沫灭火系统失去灭火与防护的作用。

(5)防火堤内泡沫混合液管道应有3‰的放空坡度，防火堤外泡沫混合液管道应设置放空阀，且应有2‰的放空坡度。

5.3管道材料

泡沫灭火系统只有在发生火灾事故时，才启动使用，因此，管道系统通常处于空管状态，若采用不做任何防腐处理的普通钢管，管道壁因锈蚀而成片脱落，将影响消防的进行，因此，低倍数泡沫灭火系统的水与泡沫混合液及泡沫管道应采用钢管，且管道外壁应进行防腐处理，避免管道受到腐蚀。

六、结语

泡沫灭火系统设计作为固定顶柴油罐区重要的消防设计，应能保证发生火灾时有效灭火。设计时要注意泡沫液的选择、泡沫比例混合器的选用、泡沫产生器及泡沫枪的型号及数量配置等。本文结合工程实际，阐述了固定顶柴油储罐的固定式液上喷射低倍数泡沫灭火系统设计过程，并补充了若干设计注意事项，供同仁参考借鉴。

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