《对可燃液体储罐消防冷却保护问题的探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《对可燃液体储罐消防冷却保护问题的探讨（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、306对可燃液体储罐消防冷却保护问胚的探讨对可燃液体储罐消防冷却保护问题的探讨傅玉祥 (广东省消 防总队) 向军(公安部天津消防科学研究所)摘要本文就目前地上可燃液体立式储罐消防冷却保护上存在的问题，特别 是对多孔管式水喷淋和多齿堰式淋水保护型式的应用提出几点意见。关键词 可燃液体储罐冷却 储罐供给强度1前言 随着我国社会主义现代化建设事业的发展，国内各地炼油厂、石油化工厂、石油库、液化气库等易燃易爆场所的数量和规模都相当可观。如广东省内的茂名石化联合企业、广州石化联 合企业等。其不但含有石化联合生产工艺装置，而且还有大型的易燃易爆的原料油品和化工成 品储罐区。这些场所皆有很大的火灾危险性，其
2、火灾特点是燃烧速度快、释放能量大、火焰温度 高、热辐射强度大，且具有爆炸危险，易导致大范围火灾而造成扑救困难和人身重大伤亡及财 产的重大损失，例如1999年6月27日北京东方化工厂火灾。因此各级公安消防监督部门通常 将其列为本地区的消防安全重点单位，给予了相当的注意。 笔者就在消防监督工作中，所见到的可燃液体储罐的固定式消防冷却保护上存在的问题，与同行分析探讨。2存在问题 目前，较多的可燃液体立式储罐和液化烃类卧式储罐的固定式消防冷却保护系统多采用 多孔管式水喷淋方式，且多数情况下是在立式储罐和卧式储罐上方只安装了一环消防冷却水 管，其设计依据应来自以下3个规范要求。21石油库设计规范)GBJ
3、 7484中第926条第一款：“当采用固定冷却方式时，着火油 罐及相邻油罐的冷却水供给强度均为05 Lsm，冷却范围的计算长度：当环形冷却管做成 一个圆形管时，着火罐及相邻罐均为油罐周长，当环形冷却水管做成两个或四个圆弧形管时， 着火罐为油罐周长，相邻油罐为油罐周长的一半。”而在1995年10月1日施行的该规范修订 本中，该条款的表述为：“当采用固定冷却方式时，着火油罐为固定顶油罐及浮盘为浅盘和浮舱 用易熔材料制作的内浮顶油罐，冷却水供给强度为25 Lminm2；着火的浮顶、内浮顶油罐， 冷却水供给强度为20 LrainITl2。相邻油罐冷却水供给强度为10 Lrainm2。当冷却罐壁 全表面
4、积时，环形冷却管可为一个圆形管；当冷却罐壁一半表面积时，环形冷却水管可做成两 个或四个圆弧形管。”这里只是提高了冷却水供给强度，但在罐壁上方仍是“一”个环状冷却管， 也未规定冷却水的施放形式。晨f斯世纪漓防学术研讨套论文亲30722石油化工企业设计防火规范GB 5016092中第七章第3节第738条：可燃液体地 上立式罐消防冷却水的供水范围和供水强度，不应小于表738的规定，虽然规定了冷却水的 供水范围和供应强度，但也未规定冷却水的施放形式。23建筑设计防火规范GBJ 1687中第825第二款规定：“储罐区的冷却用水量，应按 一次灭火最大需水量计算。距着火罐罐壁150倍直径范围内的相邻储罐应进
5、行冷却，其冷却 水的供应范围和供给强度不应小于表8255的规定”(略)，该规范于1995年11月1日施 行的修订本中对此部分规定未作修改。对立式罐的固定式消防冷却水的供给范围仍然规定为 “罐周长”及“罐周长的一半”。在上述相关规范条文中均未提及冷却水的施放形式，表面上看是给消防工程设计人员提 供了“八仙过海，各显其能”的机会，但实际上却是给其提出了一个难题。在这“责任重大”的消 防问题上，设计人员在无实际经验的情况下是不敢越“雷池”一步的，往往会采取“别人怎么做， 我也怎样做”的所谓“保险方法”来处理，在此问题上以往的“工程先例”起到了“路标”的作用， 造成部分消防工程设计人员在设计思想和设计
6、方案上，采取了对立式储罐和卧式储罐的固定式消防冷却系统套用了石油化工企业设计防火规范GB 50160一92中第七章第九节(液化烃 罐区消防)第797条规定：固定式消防冷却系统可采用水喷雾，多孔管式水喷淋或多齿堰式 淋水等形式。因此，只设计了一环环状水管，且多数情况下是采取多孔管式的水喷淋冷却方式，因为此方式节省投资。同样的道理也使得公安消防监督机构在审核设计图纸和消防工程竣工验收上得以通过，以至形成目前的实际状况。3实际冷却效果及讨论 按上述设计的储罐固定式消防冷却系统实际喷淋冷却效果是相当不理想的。表现为冷喷 过程中，罐壁上有相当大的部分表面积无冷却水湿润现象，甚至在只有一环消防冷却水管的以
7、 水喷雾方式施放冷却水的储罐上，在经约10 min的冷喷后，仍有较大部分罐壁表面无冷却水 湿润现象。而且这种状况随储罐的直径和高度的增加而表现更为突出，例如广石化1万吨浮顶 罐的消防冷却系统、茂名石化的2万吨储罐。造成这种结果，笔者认为主要有以下原因。 31冷却水施放方式的影响 因从多孔管中喷射出的冷却水是以细直流水柱出现，其以一定 的 角度和速度与罐壁接触时，相当部分的冷却水被反溅而离开罐壁表面，造成冷却水的有效利 用 率低。 32罐壁外表面结构的影响 特别是当储罐的直径和高度达一定程度时，在储罐的外表面上会出现抗风圈等结构件，其对沿罐壁流淌下来的冷却水起到阻挡作用，造成其以下部分的罐壁无冷
8、却水冷却。 33风力吹扫的影响当环境风速达到一定程度(4级以上)时，其也会对沿罐壁流淌的冷却 水起到相当的阻滞和吹散作用，特别是储罐的迎风面和侧面。34设计与施工质量的问题 造成多孔管孔洞直径、数量和方向的一致性等方面重复性很差。 我们知道结构钢材的温度在200。C以内时其强度变化不大；到达250 oc时其极限强度局 部提高；超过300。C以后其屈服点出现，极限强度开始下降；当温度达到500。C时，其强度下 降5055；达到600时，其强度下降7580，已经完全丧失支撑能力。我们也知 道可燃液体和液化气体在燃烧时的火焰温度均远超过800。C，而且具有燃烧速度快，火焰高度308 对可燃液体储罐消
9、防冷却保护问题的探讨高、热辐射强度大等特征。这一热量主要是通过对流和辐射作用于燃烧罐和相邻罐，导致储罐 罐体结构被破坏，引发可燃液态物料泄漏，造成火灾规模迅速扩大和在空间上失去控制。所以， 对能否成功地扑救此类火灾而言，能否有效地冷却罐壁来达到保持罐体结构的完整性是至关 重要的前提条件之一。储罐的固定式消防冷却水系统能否有效地冷却罐壁，确实起到扑救其火灾的保障作用，关 键是看它在实际作用的情况下是否能将储罐罐壁的外表面积全部湿润，并在火灾的延续时间 内保持这一状态。能够解决这一问题的技术就是GB 5021995水喷雾灭火系统设计规范中 的相应条款。 因为可燃液体储罐的火灾危险性与可燃液体的理化
10、性质和储存容器的结构型式密切相 关，但其理化性质是固有的性质，所以目前多从储存容器的结构型式上考虑来降低其火灾危险 性，例如采取内浮顶和外浮顶式储罐，以减少可燃液体饱和蒸气的数量，有的拱顶式储罐还采 取用惰性气体抑爆方式来达到此目的。但是，储罐的火灾危险性仍是客观存在的，而且需要采 取正确的技术规范、合理地设计、严格地施工质量保障才能达到减少火灾危害，保护国家和人 民的人身和财产安全的目地。4 几点意见41考虑到目前在储罐消防冷却保护方面存在的问题，建议对石油化工企业设计防火规范 GB 50160一92、石油库设计规范GBJ 7484修订本、建筑设计防火规范)GBJ 1687修订 本中的相应条
11、款予以修订。对不同容积的立式储罐简单规定为只做一环消防冷却水管往往是 不足的，应必须规定要以水喷雾的施放型式冷却。力争做到同类规范中条款规定的致性，消 除规范编制组之间“井水不犯河水”的各自规定不一的现象。42建议有关设计单位在进行储罐消防冷却保护系统设计时，应按照水喷雾灭火系统设计 规范GB 5021995规定设计。特别应注意当储罐直径和高度达一定程度时，应至少保证在各 抗风圈处有一环水喷雾冷却水管或采取“导水板”方式将被“剥离”的冷却水导回罐壁等方式保 证冷却效果。例如广石化大亚湾马鞭洲油库的各5万吨浮顶罐的消防冷却水系统是在每一抗 风圈处设一环管，并采用水喷雾冷却方式，虽其位于海岛上，在
12、环境风力达56级时实际冷喷 效果仍可迅速冷却全部罐壁表面。 43对仍在用的以多孔管式水喷淋和多齿堰式淋水来冷却保护的储罐，应以实际喷水冷却时 能否有效地全部湿润需保护的罐壁表面为依据，如达不到此效果，则应在适当时机如维修储罐 时予以整改，以满足实效要求。 结束语对可燃液体储罐的消防问题，我们应贯彻“以防为主，防消结合”的消防工作方 针。笔者认为，在扑救此类火灾时，储罐冷却保护的实际效果，是取得成功扑灭火灾的关键环 节。对可燃液体立式储罐火灾而言，消防冷却水是起到“防”的作用，是“消”的前提，“防”得住， 则“消”得了，如果“防”不住，则就难“消”了，就要付出更大的代价。所以，应对此问题给予必要 的重视。第一作者简介：傅玉祥，广东省公安厅消防局防火部，工程师，广州市天河区五山瘦狗岭路481号，510640联系电话：02087119115
