《EPAnet软件在炼油厂消防水系统优化设计中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EPAnet软件在炼油厂消防水系统优化设计中的应用（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Hans iXlfiHans Journal of Civil Engineering 土木工程,2017, 6(5), 492-497Published Online September 2017 in Hans. http:/www.hanspub.org/journal/hjce https:/doi.org/10.12677/hjce.2017.65059Applicati on of EPAnet Software for Optimizati on Desig n in Refinery Firefighting Water SystemHon gchao Liu, Tiega n
2、g ZhangCNPC Engin eeri ng Con structi on Cooperati on, EastCh ina Desig n Bran ch, Qin gdao Shandong Emails tgS03(S126xomReceived: Aug. 17th, 2017; accepted: Sep. 1 st, 2017; published: Sep. 11 th, 2017AbstractFirefighting water system in some refinery in Shandon province is simulated by EPAnet soft
3、ware. The worst using condition of firefighting water system is checked and studied. By analyzing point pressure and pip ing velocity, some optimizati on desig n measures are take n. These measures may reduce engineer investment and be used to check and optimize firefighting water system in similar
4、refin ery.KeywordsRefin ery, Firefighti ng Water System, Optimizati on Desig nEPAnet软件在炼油厂消防水系统 优化设计中的应用刘宏超，张铁刚中国石油工程建设有限公司华东设计分公司，山东青岛Email： tg303 126xo rn收稿日期：2017年8月17日 ;录用日期：2017年9月1日；发布日期：2017年9月11 日摘要采用EPAnet软件模拟山东某炼油厂消防水系统，完成了消防水系统最不利运行工况的校核，通过分析节点压力、管段流速等参数，提岀了系统优化设计的途径，降低了工程投资，可供类似项目消防水系统校文
5、章引用：刘宏超，张铁刚.EPAnet软件在炼油厂消防水系统优化设计中的应用J. 土木工程,2017, 6(5): 492-497.DOI: 10.12677/hjce.2017.65059刘宏超，张铁刚核和优化时借鉴。关键词炼油厂，消防水系统，优化设计Copyright ? 2017 by authors and Ha ns Publishers Inc.This work is lice nsed un der the Creative Commons Attributi on In ter nati onal Lice nse (CC BY). http:/creativecom mon
6、s.org/lice nses/by/4.0/1. 引言EPAnet是由美国国家环境保护局(EPA)开发的有压管网水力特性模拟的计算机程序1，主要用于区域、城市和乡镇供水管网的规划和设计2 3，也用于自动喷淋系统等的设计。目前，炼油厂消防水系统设计多采用传统经验法，尽管满足石油化工企业设计防火规范(GB50160-2008)要求，但消防水泵扬程及管道管径的选取偏于保守，导致工程投资增加。将EPAnet软件应用于山东某炼油厂消防水系统的设计和优化中，通过初选法确定系统设计参数，用EPAnet建立模型，根据软件模拟结果对系统进行优化。2. 工程概况山东某炼油厂占地约 85 hm2,根据GB5016
7、0-2008，同一时间内火灾按一处厂区消防用水量最大处考 虑。经计算，厂区消防用水量最大处为液化石油气球罐区，其消防用水量为1908 m3/h (530 L/s)，火灾延续供水时间为6 h, 次设计消防用水量为11,448 m3。厂区采用独立的稳高压消防水系统。厂区设置1座消防加压泵站，设计规模为2000 m3/h，消防水储量为20,000 m3。站内配置1台电动消防水泵和 2台柴油机消防水泵，单泵额定流量为1000 m3/h，额定扬程为120 m正常时一电一柴即可满足炼厂消防供水要求，失电时采用两台柴油机消防泵。配置消防稳 压泵2台(1用1备)，单泵额定流量为 54 m3/h，额定扬程为10
8、0 m ;配置消防水储罐共2座，总有效容积为20,000 m3。消防水管网平时由稳压泵维持压力不低于08 MPa(g)，消防时最不利点的系统工作压力不低于0.8 MPa(g)，消防时开启消防水泵，确保消防管网最不利点的压力不低于08 MPa(g)。根据保护对象的消防用水流量和传统经验法，首先初步确定了厂区消防管网的布置和管径选择初步 方案。消防加压泵站和液化石油气球罐区周围消防管道的管径采用DN450，工艺装置和其它罐区采用DN300 ,辅助生产设施采用DN200。3. EPAnet的应用3.1. 模型建立根据厂区消防水系统初步设计方案，分别建立节点、管段、水泵、储水罐等要素，并依据设计参数
9、对上述要素赋值，如节点赋值流量，管段赋值管径和长度，水泵赋值流量和扬程等。EPAnet中水头损失可采用Hazen-Williams ， Darcy-Weisbach或Chezy-Manning公式计算1。本工程消防水管道选用流体输 送用无缝钢管(GB/T8163-2008)，材质为20#钢。管道水头损失采用Hazen-Williams公式计算，管壁粗糙系数Ch取100 4。厂区消防水系统模型如图1所示。DOI: 10.12677/hjce.2017.65059#土木工程刘宏超，张铁刚刘宏超，张铁刚Figure 1. Firefighting water system model in refi
10、nery 图1.厂区消防水系统模型3.2. 消防水系统最不利运行工况校核厂区消防用水量最大处为液化石油气球罐区，消防用水量为1908 m3/h (530 L/s)，消防时供水压力不低于0.8 MPa(g)。消防水系统的最不利运行工况为液化石油气罐区处发生火灾，同时考虑管网一处管道 发生事故停用，由其余环段供给消防用水。消防水系统模型中设置液化石油气球罐区附近节点15和18为火灾用水点，用水量分别为954 m3/h (265 L/s)，节点16处于发生事故的环段，所连接的管段8、9、38和39均无过流量，采用EPAnet对模型执行分析，结果如 图2所示。从图2和分析结果可知，最不利工况时，火灾点
11、消防用水量为530 L/s，节点18模拟工作压力最低，为1.07 MPa(g)，管段21流速最高，为 2.41 m/s。根据消防水系统初步设计方案的模拟结果，最低工作压力明显大于0.8 MPa(g)，最高流速明显小于GB50160-2008要求的不大于3.5 m/s，说明该消防水系统还有较大的优化空间。3.3. 系统优化1)系统工作压力该炼油厂消防水系统在最不利工况时各节点工作压力详见图3。从图3可知，消防水系统各节点工作压力为1.07 MPa(g)1.20 MPa(g)，设计最低工作压力为0.80MPa(g)，系统工作压力满足要求，且仍有降低空间。通过调整水泵参数进行多次重新模拟可知，选用总
12、 流量为2000 m3/h，扬程为95 m的水泵即可满足系统工作压力大于0.80 MPa(g)的要求。本方法还可用于扩建或改建工程，当消防水管网已建成或不易改变时，用于校核管网工作压力及流DOI: 10.12677/hjce.2017.65059#土木工程刘宏超，张铁刚DOI: 10.12677/hjce.2017.65059#土木工程刘宏超，张铁刚5D35輿BE2刖I-|5-31出1朗V93一D 3EDB59Q0,39BO0-10biD in1 17 21D 83Rfcfciu inaof 112 HBM lJtMFigure 2. Firefighting water system wor
13、st running condition 图2.消防水系统的最不利运行工况rg 3S33c_)12.3621111朝D9B1720恃_2 4150&60810 DBI凝化若港叫童 。現3 |4+? Mf.Ofi080r i06IB事竝玮從,0 01!1 141aeo破卜10甲90J345一?&3程1DD109。Q 1-6叫药222651571.3B1.300.17D 73353630:2423171訂41n1B11 g.0272S44A115717i.ie1.3Fr營！么|* 00 59 Io.ee：眸水浪站|lia?7019节点压力 疑低压力10 203040节点編号Figure 3. Point pressure of firefighting water system worst running condition 图3.消防水系统的最不利运行工况各节点压力量、确定消防水泵的参数选取和更换方案。2）管径的选取在最不利工况时，该炼油厂消防水系统各管段流速详见图4DOI: 10.12677/hjce.2017.65059#土木工程刘宏超，张铁刚刘宏超，张铁刚管段漩速 最高流速0204060A0骨段編号Figure 4. Piping velocity of fi
