某石油公司RI商业油库设计消防工艺设计设计

1、重庆科技学院本科生设计摘要某石油公司RI商业油库设计消 防工艺设计设计摘要油库是用来接收、储存和发放原油或石油产品的企业和单位。它是协调原油生产、 原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防 和促进国民经济高速发展具有重要的意义。而一个油库的消防系统有着无比重要的作 用。一个完整的消防系统包括：消防道路、消防给水系统、泡沫（烟雾）灭火系统、动 消防设备（消防车、激动消防泵）、消防报警和通信、消防器材。油库发生火灾时，消 防系统起到了重要的作用。本文主要就某石油公司RI商业油库设计一一消防工艺设计 计算作了介绍，涉及到泡沫泵、泡沫产生器、混合器、泡沫枪及泡沫液，

2、以及消防供水 系统设计计算。关键词：油库消防设计泡沫灭火重庆科技学院本科生设计目录目录摘要I1设计说明书11.1概述11.11设计任务11.1.2设计内容11.1.3设计依据11.1.4遵循的主要规范和标准11. 2主要设备选型结果22计算说明书32.1设计参数32.1. 1主要设计资料32.1. 2相关设计参数422主要设备工艺计算及选型42. 2.1泡沫灭火设备选型52.2.2消防供水系统计算103结束语15参考文献16重庆科技学院本科生设计1设计说明书1设计说明书1.1概述1.1.1设计任务按照设计要求进行某石油公司RI商业油库设计一消防工艺设计计算。本设计主要 就油库泡沫灭火设备选型及

3、消防供水系统设计与计算。1.1.2设计内容 正确分析和处理设计参数，设计出合理的泡沫灭火设备选型：泡沫泵、泡沫产生 器、混合器、泡沫枪、泡沫液； 通过设计手册，确定合理的消防供水系统，包括设计与计算。1.1.3设计依据 课程设计任务书的设计要求及某石油公司RI商业油库设计基础数据； 油库设计相关规范及标准。 泡沫混合液量，应满足扑救储罐区内泡沫混合液最大用量的单罐火灾和扑救该储 罐流散液体火灾所设辅助泡沫枪的混合液量之和的要求。 储罐区泡沫液的总储量除按规定的泡沫混合液的供给强度泡沫枪数量和连续供 给时间外，尚应增加充满管道的需要量。 采用固定式泡沫灭火系统时，除设置固定式泡沫灭火系统外，同时

4、还应设置辅助 装置。 满足设计功能满足油库消防需求的前提下，尽可能做到总体平面布置合理紧凑， 减少占用的土地面积，做到流程简单，操作管理方便。 满足设计功能满足油库消防需求的前提下，设备尽可能统一使用，降低改造造价。 满足操作和维修要求、工艺流程合理，减少操作步骤和维护成本。 符合环保要求，创造良好生产、生活环境。满足抗震、防台风、防涝、耐海风腐 等要求。1.1.4遵循的主要的规范和标准1 石油库设计规范(GB50074-2002)2 低倍数泡沫灭火系统设计规范(GB50151T2)3 中华人民共和国国家标准石油库设计规范(GBJ74-84)4 消防给水及消火栓系统技术规范(GBJ50-51)

5、1 2主要设备选型结果根据此次设计要求及规范，选择泡沫混合液的供给强度为1.5/5-,n2产生器为PC16, 混合器为PH32。空气泡沫灭火系统中外浮顶罐所需24个PC16空气泡沫产生器，拱顶 罐所需86个PC16空气泡沫灭火器。选用PH32型泡沫比例混合器2个，所需水枪数23 个，消火栓14个。重庆科技学院本科生设计2计算说明书2计算说明书2.1设计参数2.1.1主要设计资料该油库是隶属某石油公司的分配型成品油库，其主要任务是接受海路和铁路来油并 向某市各下属油库及本市各加油站、企业事业单位等供油。油库拟建于某市东部，库区 东面1公里处靠海，能够停靠3000吨的油轮，油库所经营的油品经由铁路

6、及水路运入, 并通过铁路、公路销往本省各地。该油库北临铁路主干线，铁路编组站位于库区西北2 公里处，该油库南临国家公路主干线，公路为东西走向。经营油品主要有90#、93#、 97#车用汽油，0#、10#、一 10#轻柴油，机械油和10、15、汽油机油等。油库由某市市主输电线路供电，电压为20kV。主输电线路沿公路架设，可就近分线 入库。库区用水由X市自来水管网提供，可保证正常生产及生活用水的需求。油库所在地区年平均气温为12.5-C,最冷月平均气温为一12. 5C,最热月平均气温 为35.VC；春、夏季主导风向及风频为SE (26),秋、冬季主导风向及风频为NW (20), 平均风速为3. 5

7、m/so年平均降水量为58& 3mm；夏季大气压为1.008X10sPa,冬季大气 压为1.0255X10sPa<,最大冻土深度为地表下500mm；最高地下水水位为海拔20m。土质为亚粘土，承载能力为2.0X105Pao所有油品由水路和铁路运入，由铁路散装、公路散装和整装发出。表21经营油品品种收发油量油 品 名 称密 度年 销收油 方式发油方 式周转吨/ 年水 路 来 油铁 路 来 油铁 路 散 装公 路 散装公 路 整 装系数97”车71007003060409汽200000000000000090*车770050020403010汽10000000000800093*车79

8、0070020603010汽10000000000900010* 轻880080050307柴油4000000000000喋870070030409油400000000000-10#890090060309柴油400000000000CD 5W/3 0柴 油机油9308008008004CD10W/ 30柴 油机油9305005005004SC5W/2 0汽 油机 油9207007007003SD 10W/ 10汽 油机油9206006006003图2.1油库优先征地范围和地形2.1.2相关设计参数罐区的分组罐组1：汽油罐区：4个10000/?/ '和2个5000,外浮顶罐罐组2：柴油

9、罐区：2个10000/n3和4个5000m3外浮顶罐表2. 2油罐类型及相关参数罐组3：粘油罐区：6个200/和2个100n?的立式拱顶罐油罐类型公称容积m3油罐内径mm5000220001000028500100500020065002. 2主要设备工艺计算及选型 泡沬灭火系统的设置，应符合下列规定：1）地上式固定顶油罐.内浮顶油罐应设低倍数泡沫灭火系统或中倍数泡沫灭火系统。2）浮顶油罐宜设低倍数泡沫灭火系统；当采用中心软管配置泡沫混合液的方式时,亦可设中倍数泡沫灭火系统。3）覆土油罐可设髙倍数泡沫灭火系统。 油罐的泡沫灭火系统设施的设置方式，应符合下列规定：1）单罐容量大于1000/的油罐

10、应采用固定式泡沫灭火系统。2）单罐容量小于或等于1000,n3的油罐可釆用半固定式泡沫灭火系统。3）卧式油罐、覆土油罐、丙B类润滑油罐和容量不大于200的地上油罐,可采用移动式泡沫灭火系统。4）当企业有较强的机动消防力量时，其附属石油库的油罐可釆用半固定式或移动式泡沫灭火系统。表2. 3泡沫灭火器初步选型油品类型罐类型粘油拱顶罐耗油外浮顶罐柴油覆盖面积 选型设置方式 选型低倍数半固定式固定式2. 2.1泡沫灭火设备选型泡沫供给强度供给强度Z,定义为：为了有效灭火，单位时间内、单位燃烧面积上所需供给的混合液量称为泡沫混合液供给强度，用以表示。泡沫供给强度与油品的类型.发射泡沫的设备和消防队的战术

11、水平有关。轻质油品 挥发能力强，油品蒸汽的穿透能力强，需要有较大的泡沫供给强度；固定式泡沫灭火设 备的泡沫的使用效率高，可采用较小的供给强度。泡沫混合液供给强度Zp的取值应符合石油库设计规范和低倍数泡沫灭火系统 设计规范中的有关规定。油罐的泡沫混合液供给强度按以下两个表格中选取（表24, 表 2. 5）。1）固定顶油罐低倍数泡沫混合液供应强度和连续供应时间，见表2. 4o表24低倍数泡沫混合液供应强度和连续供应时间液体类型供给强度也/（5叮固定式、半固定式移动式甲、乙0.8L0120.80.62）浮顶油罐泡沫混合液供给强度.泡沫产生器的最大保护周长和连续供给时间, 见表2.5。表2. 5浮顶油

12、罐泡沫供给强度 型，单位时间里必须向单位燃烧面积上提供的泡沫体积称为泡沫供给强度。根据此次设 计要求及规范,选择泡沫混合液的供给强度为1.5/$ m2,产生器为PC16,混合器为PH32。 如表2. 3泡沫灭火器初步选型。根据以上规定以及表2. 2油罐型号及尺寸的基础数据，对泡沫灭火器类型进行选3) 泡沫液的供给强度和连续供给时间，査表2. 6低倍数泡沫灭火系统设计规范。表2. 6低倍数泡沫灭火系统设计规范泡沫液种类蛋白氟蛋白、水成膜、成膜氟蛋白供给强度(L/min-/?2)6.05.0连续供给时间(min )甲乙类液体40丙类液体301530泡沫计算耗量由以上数据得该油库选择，6个10000

13、m'、6个5000m3的外浮顶罐，6个200m'、2 个100m3的拱顶罐。1) 内浮顶罐泡沫计算耗量本库最大外浮顶罐储油罐为10000m3,取10000m3的罐作为着火罐，确定本库一次灭 火所需要的最大泡沫用量。本库设计取90#车用汽油的10000m3的油罐作为着火罐进行 计算，内径D=28.5/n ,因为浮顶罐的燃烧面积，应按罐壁与泡沫堰板之间的环形面积计 算。泡沫堰板距罐壁的距离应为121.4川，此处取1.2,所以燃烧面积为102. 9mso为了扑灭着火罐火灾，单位时间内所必须供给的泡沫体积为泡沫计算耗量。由以下公式求 出10000m，浮顶罐泡沫计算耗量。Qp=ZpF(2

14、.1)式中，Qr泡沫计算耗量，1/S;Zr一一泡沫供给强度,1/s. m2；F一一燃烧面积，m2o取泡沫供给强度Z,=l. 51/s. m2可得：0, =1.5xlO2.9 = 154.3/s2) 拱顶罐泡沫计算耗量选取最大直径的200m$的拱顶罐计算泡沫耗量，面积F为33.2m'。拱顶罐发生火灾 后，除油罐本身液面上发生燃烧外，还有可能发生泄漏火灾。因此，立式罐区的燃烧面 积应为油罐区内直径最大的油罐横截面积与流散液体火焰面积之和。燃烧面积尸=S横+ S流=1107.2/n2由上述公式求出拱顶罐泡沫计算耗量为0, =1.5x1107.2 = 1660.8/$ 泡沫产生器数量浮顶油罐的

15、泡沫产生器数量，应按每个泡沫产生器的保护周长计算确定。不同泡沫 产生器所采用的保护周长和泡沫或混合液供给强度，见表2.7。表2. 7泡沫产生器保护周长及泡沫供给强度泡沫产生器规格最大保 护周长最小供给强度泡沫L/S混合液厶/minm泡沫L/S-min混合液L/S min'25250141.2512.550500281.2512.51001000481.5151) 10000m3的浮顶油罐泡沫产生器数量根据以上数据可计算出10000ms的外浮顶油罐的周长为(2 = tiD = 89.5m所以，用FC16的泡沫产生器数量为89.5/48 = 1.86,取2个。2) 200m'的拱顶

16、罐油罐泡沫产生器数量固定顶油罐泡沫产生器的数量由2. 2式确定：N严皿(2.2)式中，化一一泡沫产生器数量，个；2p单位时间内泡沫消耗量，一一每个泡沫产生器的泡沫产生量，$。1107.2可得：N产 100 "所以，泡沫产生器取12个。 泡沫液储备量1) 油罐所需的泡沫混合液流量取90#车用汽油的10000”的油罐作为着火罐进行计算，采用2个PC16的泡沫产生 器。由公式2. 3计算外浮顶罐所需要的泡沫混合液流量。重庆科技学院本科生设计2计算说明书Qh = Ngz（2. 3）式中，a,-一扑救油罐火灾需用泡沫混合液流量，iis；V一泡沫产生器数量，个；务一一每个泡沫产生器的泡沫混合液流

17、量，lls°可得：Qlt = 2 x 1000 = 20001 / nin2）流散液体火焰所需的泡沫混合液流量根据公式2. 4,可计算出10000/H'外浮顶罐的流散液体火焰所需的泡沫混合液流量。（2.4） 式中，0,扑救流散液体火焰需用泡沫混合液流量，Ms ；Nq泡沫枪数量，支（见表28泡沫枪的选择）；qcl泡沫枪的泡沫混合液流量，Us.可得：g/p= 4x400 = 1600/min表2. 8泡沫枪的选择油罐直径mPQ8型泡沫枪数 量连续供给时间 min< 1523015-25330> 25430因为本油罐直径为28.5m,所以选择PQ8数量为4,连续供给时间

18、30mino泡沫混合液总流量，代入以下公式，得出：Qh = Qhi + Qhl = 2000 +1600 = 3600/ min3）泡沫液储备量根据公式2. 5,可计算出10000广,外浮顶罐的泡沫液储备量（2.5） 式中，Qyi一一泡沫液储备量，/;m泡沫混合液中泡沫所占的百分比，%;r一一泡沫延续供给时间，min；a一扑救油罐及流散液体火焰需用泡沫混合液总流量，厂 可得：Q .t = m zQh = 10% x 30 x 3600 = 10800m3 o一次灭火所需泡沫连续供给时间与泡沫的质量有关，一般一次泡沬连续供给时间 按30min计算。4）泡沫液储罐容量泡沫液罐容量，不应小于所需的泡

19、沫液量与充满管道的泡沫混合液中所含泡沫液量 之和，见公式2. 6。U = (1.05 1.2)0刀(2.6)式中，1.05 1.2安全容量系数；Q.,次灭火泡沫液储备量，必。可得：V = 1.2xl 0800 = 12960/n5 泡沫比例混合器(2. 7)式中，Nh泡沫比例混合器数量,个;Qh次灭火泡沫比例混合器需要总流量，l/s；qb一一某型号泡沫比例混合器最大泡沫混合液流量，因为前面提到是选择的PH32比例混合器，査规范得PH32的混合液流量为32/$。=&=260 = 188qb 32x60所以泡沫比例混合器取2个。 泡沫泵1) 泡沫泵的扬程(1)混合液管管径d根据以上数据可得

20、，选取2个FC16的泡沫产生器，4个PQ8的泡沫枪，所以混合I 4x64V3.14x3x1000液总秒流量Qhz = Qlu, +an. = 2xl6 + 4x8 = 64/5,根据以下公式可得出混合液管管径。= 0.16/7/式中是泡沫混合液计算流速。为了满足泡沫泵启动后将泡沫混合液输送到最远 油罐的时间不超过5min的要求，泡沫混合液流速一般取 = 2.5 3.0m/s(2)混合液管的摩阻损失hh =Q00107L p (I13 式中,hp一一混合液管的摩阻损失，m；V：混合液管管径岀口流速，m/s； L液管长度，此处取700m； d一混合液管管径，moy _40加 _心10004x640

21、.16x0.16x3.14x1000=3.2m/ s得出：(3)泡沫泵的扬程H0.00107V2L _ 0.00107x3.6x700-= 0.1613=29.2m+层= 29.2 + 16 +謊晋 95加式中，AZ一空气泡沬产生器入口与消防水池液面和标高差，近似为油罐高16m；P 一一空气泡沫产生器进口工作压力，取5x10巳；p泡沫混合液密度，近似为水的密度。2) 泡沫泵的设计流量应按扑灭一次着火油罐火灾所必须的泡沫混合液流量和泡沫比例混合器动力的回 流损失流量计算：(2. 9)q =吋(2. 10) 式中，Qi泡沫泵设计流量，“T/min；q一一泡沫比例混合器动力水回流流量，加'/

22、min；“一一流量修正系数，取“ = 0.98；f 一一泡沫比例混合器喷嘴截面积，一般取9.7x10g重力加速度，加/s'；H泡沫泵扬程，也。得出：q =对 j2gH = 0.98 x 9.7 xl0_5x J2x9.8x95.2 =4.1x103m3 / min<2j =Qh+q = 3600/60 + 4.1 = 64.1L/min2. 2. 2消防供水系统计算 清水系统1) 消防用水总耗量消防用水总耗量包括配置全部泡沫混合液用水量、冷却着火罐和冷却临近油罐最大 用水量的总和。由公式2. 11计算：&=&1+&2+&3(2. 11)式中，efl

23、一一配置混合液用水，l；qs2冷却着火罐用水，厶；q,3冷却临近油罐用水量，厶。2) 配置全部泡沫混合液用水量Qs =(l-w)xrxa,(2. 12)式中，m泡沫混合液中泡沫所占的百分比， ；r泡沫连续供给时间，min ；Qh一一扑救油罐及流散液体火焰需要泡沫混合液总流量，Us.可得：=(1-10%)x30x3600 = 97200L3) 冷却着火油罐用水量02=Z.、厶®(2 .式中，Zs冷却水供给强度，L/S-m；厶一 火罐冷却范围计算长度，也；r,一一却水供给时间，力。可得：0S2 =Z，厶耳=0.5x3.14x28.5x6 = 268.5厶4) 冷却邻近油罐用水量因为浮顶油

24、罐着火时，基本上只在浮盘周边燃烧，火势较小。故规定着火的浮顶油 罐相邻油罐可不冷却。所以23=0。所以：Qs = 97200 + 268.5 + 0 = 97469厶5) 消防水池容量消防水池容量主要取决于配制全部泡沫混合液用水量和冷却油罐用水量，同时与扑 救火灾和冷却期间，能否向消防水池补充清水有关。匕=2_讥(2. 14)其中：qs弋(2. 15)96式中，匕消防水池容量，川；Q、消防用水总耗量，亦；耳一一灭火延续时间，h；qs扑救火灾和冷却油罐期间内，单位时间提供的清水补充数量，“F/力。得出：V =Qy-t.qs =97469 "J&° =96961/60x

25、96 清水泵的选择1) 因为该油库不用计算邻近油罐冷却范围计算长度，所以：Q2=Z$x/rx 厶(2.16)式中，Z,冷却水供给强度，加；厶一一着火罐冷却范围计算长(加)"。得出：=0.5x3.14x(2&5x34 + 0) = 140.5s2) 清水泵的扬程：表2. 9喷嘴的特性系数喷嘴口径d, mm131619(P0. 01650. 01240. 0097p0. 3580. 8081.570表210水带的阻力系数水带直径d, mm水带阻力系数，Ad麻质水带衬胶水带500. 01540. 00677650. 003840. 00172760. 00150. 00077清水泵

26、的扬程与消防给水管线所需的压力有关，它必须满足在消火栓处有足够的压 力。清水泵的扬程由公式2.17可计算得出。H=h.+hd+h：,+Z(2.17)式中，h.充实水柱；£I.一一水带的摩阻损失；h. +hd消火栓出口压力，不小于0niH2O ；几一一总摩阻，大约为20加； AZ 仍然取油罐高16加。充实水柱长度：.HH、16-2 zSt = ! = = 16.2 加Sin a, SinGO式中，®充实水柱长度，m；比着火点离地面高度，此处取油罐高度16m；H,水枪喷嘴距地面的高度，此处取2m；q水枪喷嘴射流与地平面的夹角，一般为60度。水枪喷嘴处必须的压力：6/ = 1.1

27、9 + 80(0.015,)4=1.2h. = aSk =1,2x16,2= 24.0 加1-(paS k 1-0.0097 xl.2xl6.2式中，hz一一水枪喷嘴处的必须的压力，m；cp 一一与水枪喷嘴口径有关的特性参数；a一一射流总长度与充实水柱长度的比值系数，“ = 1.19 + 8O(O.O1SJ；S衣一一充实水柱长度，m«水袋的摩阻损失：hd = Adlq； = 0.00384 x20x6.12 = 2.9m式中：hd一一水带的摩阻损失，加；A,水带的摩阻系数，取0.00384；/ 一一水带的计算长度，取20m的快速水带4根；qx水枪的出水量，水枪的出水量：q、= yjf

28、ih. = y/ .570x 24.0 = 6.1/s代入数据到公式2.17,可计算出清水泵的扬程为：H = /l +1. + 叽 + AZ = 24.0 + 2.9 + 20 + 16 = 62.9m3) 水枪的数量水枪的数量取决于单位时间内冷却水总流量和每个水枪出水量的比值，由以下公式 计算。叮J班= 23.0乞6所以水枪数取23个。 消火栓在确定消火栓的数量和位置时，一方面应保证有足够数量的直流水枪和开花水枪同 时工作，以满足冷却油罐和掩护消防队员工作的需要；另一方面，应保证消火栓与被冷 却油罐间的距离不大于消火栓的作用半径。1)消火栓的数量每只消火栓提供两支水枪工作，所以消火栓的数量按

29、式计算(2. 18)式中，m一水枪的数量，个；m备用消火栓数量,一般取2-3个；傀一一消火栓的数量，个。所以n,=0. 5X23+2=13. 5所以消防栓取整个数为14个。2) 消火栓的位置消火栓的位置应按消火栓的保护半径确定。早初步布置了消火栓的位置后，应该用 消火栓的保护半径检验其不知是否合理，以保证被冷却油鑲周围任一点都能得到冷却， 也就是说保证消火栓与它负贵冷却的油罐之间的距离，不大于消火栓的保护半径。消火 栓的保护半径与水带的设计长度、水枪的充实水柱长度有关，可按公式2.19计算。R = O.Sl + Sk-Cosak(2. 19)式中：R一一消火栓的保护半径，加；L水带的设计长度，

30、每根20m,用4根；5,充实水柱长度，加；乙一水枪喷嘴射流与地平面的夹角。可得：/? = 0.8 x 20 x 4 +16.2 x 0.5 = 72.m3) 确定消火栓的数量原则：a. 确定着火罐及邻近的油罐b. 确定消火栓的数量c. 初步布置这m个消火栓d计算一支消火栓的保护半径R,使RW120me.选定另一个着火罐并确定其邻近油罐f重复b、c、e步骤.注意用己布置好消火栓做适当调整g.重复e、f最终确定消火栓N,WEn, 消防车的确定消防车辆数量的确定，应符合下列规定：1) 当釆用水罐消防车对油罐进行冷却时，水罐消防车的台数应按油罐最大需要水 量进行配备。2) 当采用泡沫消防车对油罐进行灭火时，泡沫消防车的台数应按着火油罐最大需 要泡沫液量进行配备。重庆科技学院本科生设计2计算说明书3）设有固定消防系统、油库总容量等于或大于50000n/3的二级石油库中，固定顶 罐单罐容量不小于10000m3或浮顶油罐单罐容量不小于20000"时,应配备1辆泡沫消 防车或1台泡沫液储量不小于7000L的机动泡沫设备。设有固定消防系统的一级石油库 中