浅析油库储罐的泡沫灭火及水冷却系统
摘要：通过对GB50016-2014(建筑设计防火规范》、GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》、GB50160-2008(石油化工企业设计防火规范》、GB50219-2014(水喷雾灭火系统技术规范》、GB50151—2Ol0《泡沫灭火系统设计规范》和GB50116—2O13《火灾自动报警系统设计规范》相关条文的分析，明确了焦化厂储罐的泡沫灭火及水冷却系统的设计要点及设计依据。
油库储罐区是焦化厂重点防火危险场所，油库储罐如果发生火灾且不能及时控制，将对经济和环境造成重大损失。所以焦化厂的油库储罐区的灭火系统必须按照相关规范严格执行。近几年，随着GB50016-2014《建筑设计防火规范》、GB50974—2014((消防给水及消火栓系统技术规范》和GB50219-2014(水喷雾灭火系统技术规范》等消防法规的颁布实施，新法规对甲、乙、丙类液体储罐的灭火系统设置有更严格和明确的要求，有必要对焦化厂储罐灭火系统设置涉及的相关规范进行梳理分析，明确焦化油库储罐的泡沫灭火及水冷却系统的设计要点及设计依据。当对某一个问题，不同规范的表述不一致时，以新颁布的规范和要求更严格的规范为准。
一、焦化厂油库储罐分析
焦化厂油库储罐储存的可燃液体主要是焦油和粗苯。焦油属于丙类，非水溶性液体，闪点100℃左右；粗苯属于甲类，非水溶性液体，闪点12℃。以某焦化工程为例，焦油储罐的单罐容积为3000m，储罐直径15800mm，高度15998mm，储罐采用地上、立式、固定顶式储罐，常压储存；粗苯储罐的单罐容积为3000m，储罐直径为15800mm，高度15998mm，储罐采用地上、立式、内浮顶式储罐，浮盘材料为铝合金，常压储存。
二、系统选择
2.1泡沫灭火系统
对于泡沫灭火系统的选择，GB50016-2014《建筑设计防火规范》的表述是“8.3.10甲、乙、丙类液体储罐的灭火系统设置应符合下列规定：单罐容量大于1000m的固定顶罐应设置固定式泡沫灭火系统”；而且此条是强制性条文，必须严格执行。
而在GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》的表述是“8.7.1可能发生可燃液体火灾的场所宜采用低倍数泡沫灭火系统。8.7.2下列场所应采用固定式泡沫灭火系统：甲、乙类和闪点等于或小于90℃的丙类可燃液体的固定顶及浮盘为易熔材料的内浮顶罐；单罐容积等于或大于10000m的非水溶性可燃液体储罐。”两者对比可见GB50016～2014的要求更加严格，所以该工程的焦油储罐和粗苯储罐均应采用固定式的，低倍数泡沫灭火系统。还要说明的是根据GB50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》的4.4.1条说明，由铝合金材料制作浮盘的内浮顶储罐，按固定顶储罐对待。
2.2水冷却系统
对于水冷却形式的选择GB50016-2014的表述是“8.1.4甲、乙、丙类液体储罐(区)内的储罐应设置移动水枪或固定水冷却设施。高度大于15m或单罐容积大于2000m的甲、乙、丙类液体地上储罐，宜采用固定水冷却设施。”而在GB50160-2008的表述是“8.4.52罐壁高于17m储罐、容积等于或大于10000m储罐、容积等于或大于2000m低压储罐应设置固定式消防冷却水系统。”两者对比可见，GB50016-2014的要求更加严格，所以该焦化工程的焦油储罐和粗苯储罐均应采用固定水冷却系统。
三、系统控制
3.1火灾自动报警系统
火灾自动报警系统的作用是能够及时发现初期火灾并发出警报，对灭火系统有着重要作用。GB50116—20l3《火灾自动报警系统设计规范》的12.2条对油罐区火灾自动报警系统有具体的规定，对于焦油储罐和粗苯储罐区宜采用火焰探测器、图像型火灾探测器和工业视频装置。
3.2响应时间
当初期火灾被火灾自动报警系统及时发现，灭火系统能否及时启动成为关键的问题。响应时间是保证灭火和防火冷却效果的基本设计参数，响应时间越短，越能及时扑灭初期火灾；同时响应时间越短，对灭火系统的自动连锁控制的要求也越高。
对于固定式水冷却系统的响应时间在GB50219—2014的3.1.2条有明确表述，对于甲、乙、丙类液体，固定顶储罐的防火冷却系统响应时间不应大于300s。对于固定式的泡沫灭火系统的响应时间作者在各规范中并没有找到明确的表述，只在GB50151-2010中找到类似表述如下“4.1.10固定式泡沫灭火系统的设计应满足在泡沫消防水泵或泡沫混合液泵启动后，将泡沫混合液或泡沫输送到保护对象的时间不大于5min。”由此可以理解为，固定式泡沫灭火系统和固定水冷却系统要求的响应时间都是不大于300s。
3.3系统的控制方式
为了达到响应时间的要求，灭火系统必须设置合适的控制方式。对于固定水冷却系统的控制GB50219-2014有明确的表述：“6.0.1系统应具有自动控制、手动控制和应急机械启动3种控制方式；但当响应时间大于120s时，可采用手动控制和应急机械启动两种控制方式。”这里的手动控制是指远程手动的控制方式，应急机械启动时指人为现场操作。
根据6.0.5条可知，系统的远程手动控制阀门可以是雨淋报警阀、电动控制阀或启动控制阀。对于固定式泡沫灭火系统的控制，规范的表述并不完整，GB5016O-2008的表述如下：“8.7.5泡沫灭火系统控制方式应符合下列规定：单罐容积等于或大于20000m的固定顶罐及浮盘为易熔材料的内浮顶罐应采用远程手动启动的控制程序。”对于单罐容积小于20000m的固定顶罐及浮盘为易熔材料的内浮顶罐该采用何种控制方式并无表述。
GB50151-2010的表述如下：“4.1.5当储罐区固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液流量大于或等于100L/s时，系统的泵、比例混合装置及其管道上的控制阀、干管控制阀宜具备远程控制功能。”对于当储罐区固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液流量小于lOOL/s时，系统的泵、比例混合装置及其管道上的控制阀、干管控制阀是否应该具备远程控制功能并无表述。“8.1.6当泡沫比例混合器设置在泡沫消防泵站内无法满足规范第4.1.10条的规定时，应设置泡沫站，且泡沫站的设置应符合下列规定：当泡沫站靠近防火堤设置时，其与各甲、乙、丙类液体储罐罐壁的间距应大于20m，且应具备远程控制功能。”对于泡沫站以外的泡沫混合液控制阀是否应具备远程控制功能并无表述。
对于固定式泡沫灭火系统的控制作者的理解有以下两点：①固定式泡沫灭火系统的控制方式与固定水冷却系统的控制方式应一致，这样才能保证2套系统的响应时间基本一致，保证灭火和防火冷却系统能够同时启动。②既然新规范对要求设置固定式泡沫灭火系统和固定水冷却系统的单罐容积比旧有规范要求下调很多，类比可知要求设置远程手动控制对单罐容积和泡沫混合液流量的要求必然应向下调整。综上所述，该焦化工程的焦油储罐和粗苯储罐的固定式泡沫灭火系统和固定水冷却系统均应具备远程手动控制和应急机械启动2种控制方式，控制阀采用具有手动功能的电动控制阀。
四、消防水泵接合器
消防水泵接合器是建筑室外消防给水系统的组成部分，主要是用于连接消防车，向室内消火栓给水系统、自动喷水或水喷雾等水灭火系统或设施供水。GB50016-2014的8.1.3条和GB50974-2014的5.4.2条均用强制性条文规定水喷雾灭火系统和泡沫灭火系统均应设置消防水泵接合器。对于储罐的固定水冷却系统是否设置消防水泵接合器，GB50219-2014的表述是“5.4.1室内设置的系统宜设置水泵接合器。”对室外设置的系统是否设置消防水泵接合器并无表述，作者认为从消防水泵接合器的定义理解，消防水泵接合器的作用是连接消防车向“室内”灭火系统供水。
储罐的固定水冷却系统，是室外设置的系统，当储罐发生火灾超过一定时间时，罐体会由于受热变形，对固定在罐体上的固定水冷却系统的管道会造成破坏，在这种情况下消防车直接喷水冷却会更加直接有效。对于储罐的固定式泡沫灭火系统是否设置消防水泵接合器，GB50151—2O10表述是“8.2.5建(构)筑物内设置的泡沫-水喷淋系统宜设置水泵接合器，且宜设置在比例混合器的进口侧。”该条文同样强调是“建(构)筑物内”设置的系统，对室外设置的系统是否设置消防水泵接合器并无表述。还有“4.1.9储罐区固定式泡沫灭火系统应具备半固定式系统功能。”半固定式系统的定义是由固定的泡沫产生器与部分连接管道，泡沫消防车或机动消防泵，用水带连接组成的灭火系统。作者理解对于储罐的固定式泡沫灭火系统，半固定式系统与消防水泵接合器的作用是相似的，该焦化工程的焦油储罐和粗苯储罐的固定式泡沫灭火系统和固定水冷却系统无需设置消防水泵接合器。
五、结语
通过对GB50016-2014((建筑设计防火规范》、GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》、GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》、GB50219-2014((水喷雾灭火系统技术规范》、GB5015l一2010《泡沫灭火系统设计规范》和GB50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》相关条文的分析，焦化厂焦油储罐和粗苯储罐的泡沫灭火系统和水冷却系统的选择应按GB50016—2014((建筑设计防火规范》的相关条文执行；储罐的固定式泡沫灭火系统和固定水冷却系统均应具备远程手动控制和应急机械启动2种控制方式；焦油储罐和粗苯储罐的固定式泡沫灭火系统和固定水冷却系统无需设置消防水泵接合器。
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本文主要内容来自于：于洪涛、张亦弛、迟宇(中冶焦耐工程技术有限公司，大连116085)
中图分类号：TQ522文献标识码：A文章编号：1001—3709(2017)03—0062—03
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