2000 m3 ×8 汽油储罐区防火防爆设计基础

1、2000 m3 8 汽油储罐区防火防爆设计基础第1章 汽油的理化性质1.1 物理化学性质汽油的重要性能有为蒸发性、抗爆性、安定性和腐蚀性，建筑火险分类为甲类。1.2 汽油的危险特性 1.2.1 油料的火灾危险特性油料具有较强的挥发性和扩散性，具有易燃易爆特性，具有易积累静电和热膨胀性。由于这些特性的存在，使它具有较大的火灾危险性：挥发性；扩散性；易燃性；易爆性；易积聚静电荷性；热膨胀性；沸溢性。第2章 油罐的选型与设计 根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008条规定，选用立式内浮顶16MnR钢罐。2.2 油罐设计参数 对于储存2000 8的汽油选择的储罐容积为2000 罐体参数依据

2、储罐系列技术规格查得储罐内经 =14.5m 罐壁高度 =14.27m 储罐总高拱顶高度第2章 油罐的选型与设计储罐内的最大静压力 2.4 选材根据汽油物性选择罐体材料，汽油几乎没有腐蚀性，且有属于低压灌，可以考虑20R和16MnR这两种钢材。(本设计以16MnR钢为标准)第2章 油罐的选型与设计2.5封头与罐壁厚度计算 封头有多种形式，半球形封头就单位容积的表面积来说为最小，需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一，从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但圈点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。查椭圆形封头标准（JB/T4737-95）封头取与筒体相同材料。经计

3、算封头壁厚与筒体壁厚壁厚近似相等第2章 油罐的选型与设计内浮顶油罐的结构形式其实就是内浮盘和密封装置的结构形式。本设计采用边缘板的钢制单盘式内浮顶和弹性材料密封结构。2.6.1 内浮盘内浮盘由一层薄的单盘板，在其外侧围以一圈边缘板焊制而成。盘上带有若干立柱，使浮盘下沉时最终支撑在罐底上，以免浮顶与罐内附件相碰。为了检修需要，内浮盘上还设有人孔。第2章 油罐的选型与设计2.6.2 密封装置内浮顶油罐要求密封间隙为150mm，密封为196N/m时，达到良好的密封性能。本设计采用弹性材料密封结构，由密封袋、软泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑到储存介质为油品，密封袋采用丁腈耐油橡胶带制作，厚度取。第2

4、章 油罐的选型与设计2.6.3 罐体1 灌顶：罐顶按自支承式拱顶的弱顶结构设计。锥顶厚度应在计算厚度的基础上加上腐蚀裕量，其值不应低于罐体厚度。自支承式的罐顶形状近似球面，靠拱顶周边支撑于焊在罐壁的包边角钢上。采用弱顶焊接结构，以防一旦发生事故，罐顶首先被掀开，以避免罐壁破坏，物料漏出。第2章 油罐的选型与设计2 罐底：罐底由中幅板和边缘板搭接而成。罐底为消耗或补偿因基础下沉而引起的中部凹陷，同时也便于排除残液，设计有一定的坡度。第2章 油罐的选型与设计2.6.4 内浮顶与罐壁之间的密封 圆弧转角是为不致戳破密封胶袋。每米圆周长度设置固定钩板。内浮盘与罐壁之间间隙取 150mm，采用断面宽度

5、230250mm 的软泡沫塑料密封块，密封力约为200N/m。为消除蒸汽空间，弹性块应侵入液面下 20-50mm，外层密封袋能在使用环境中经久耐用，且不污染储液。为防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。第2章 油罐的选型与设计2.7 安全附件安全附件有：通气孔、透光孔、人孔、液位计、高液位报警器、温度计、自动联锁装置、静电导出线、泡沫发生器等2.7.1 通气孔通气孔属于浮顶油罐专用附件。孔口之间的环向间距应不大于10m，每个油罐至少应开设4个。通气孔出入口安装有金属丝网罩。通气孔在储油液位超高和自动报警装置失灵时，还兼起溢流作用。第2章 油罐的选型与设计2.7.2 液位计这里采用光导式

6、液位计，是近几年才投入使用的一种新型液位计。光导电子液位计的安装没有特别的地方。在此按情况设在12-14m处。2.7.3 温度计在化工生产中使用的种类较多，现安全设计中使用膨胀式，电阻式，热电式，辐射式等。第2章 油罐的选型与设计2.7.4 检尺孔、透光孔、人孔立式油罐的容量在5000m3以下时设12个人孔，5000m3以上的设2个人孔。人孔的安装应与进出油管线相隔不大于90。2.7.5 静电导出内浮顶油罐在作业过程中，由于浮盘与罐壁间采用橡胶、塑料等高绝缘体密封材料，所以很容易形成静电积聚。第2章 油罐的选型与设计2.7.6 泡沫发生器泡沫发生器又称消防泡沫室，是固定于油罐上的灭火装置。泡沫

7、发生器一端和泡沫管线相连，一端带有法兰焊在罐壁最上一层圈板上。第3章 罐区的总平面布局根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008表规定甲类内浮顶罐之间的防火距离为即 =0.414.5=5.8 定义：用于常压液体储罐组，在油罐和其他液态危险品储罐发生泄漏事故时，防止液体外流和火灾蔓延的构筑物。（GB50351-2005储罐区防火堤设计规范）第3章 罐区的总平面布局1 防火堤应采用非燃烧材料建造，并应能承受所容纳油品的静压力且不应泄漏。2 立式油罐防火堤的计算高度应保证堤内有效容积需要。3 严禁在防火堤上开洞。管道穿越防火堤处应采用非燃烧材料严密填实。在雨水沟穿越防火堤处，应采取排水阻油

8、措施。第3章 罐区的总平面布局地上立式油罐的罐壁至防火堤内堤脚线的距离，不应小于罐壁高度的一半。（石油库设计规范）即 第3章 罐区的总平面布局根据储罐区防火堤设计规范 GB 50351-2005 油罐组防火堤内有效容积应符合下列规定：（1）固定顶油罐，不应小于油罐组内一个最大油罐的容量。（2）浮顶油罐或内浮顶油罐，不应小于油罐组内一个最大油罐容量的一半。第3章 罐区的总平面布局（3）当固定顶油罐与浮顶油罐或内浮顶油罐同组布置时，应取分别按本条第1,2款规定的计算值中的较大值。（4）覆土罐的防火堤内有效容积规定同本条第1,2,3款，但油罐容量应按其高出地面部分的容量计算防火堤设计：汽油属于甲类液

9、体，则储罐两两之间防火间距取第3章 罐区的总平面布局根据石油化工企业设计防火规范防火堤内侧基角线至立式储罐外壁的水平距离不应小于罐壁高度的一半，则防火堤与储罐的距离为7m,则防火堤的边长为，而防火堤的有效容积不应小于最大储罐的容量，对于浮顶罐，应为最大储罐容积的一半，正方形的罐区（以4个储罐为一个罐区）第3章 罐区的总平面布局2h,h大于1，在原有基础上高，取1.2m(根据建筑设计防火规范GB50016-2006.2.5)。防火堤厚度依据储罐区防火堤设计规范设计为300mm第3章 罐区的总平面布局防火堤的设计应在满足各项技术要求的基础上，因地制宜，合理选型，达到安全耐久，经济适用的要求。根据本

10、课题主题是关于大型汽油油罐区的防火防爆设计，所以选用钢筋混凝土防火堤，此防火堤可在用地紧张，大型油罐区的地区优先使用。第3章 罐区的总平面布局防火堤堤身必须密实，不渗漏。防火堤的埋置深度应根据工程地质，建筑材料，冻土深度和稳定性计算的因素确定。除岩土地基外，基础埋深不应该小于。防火堤变形缝设置的一些规定第3章 罐区的总平面布局根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008条规定油罐中心与最近的消防道路之间的距离，不应大于80m；及条规定相邻罐组防火堤的外堤脚线之间应留有宽度不小于7m的消防空地。消防道路与防火堤外堤脚线之间的距离，不宜小于3m。则油罐中心与最近的消防道路之间的距离设计为3

11、0m,相邻罐组防火堤的外堤脚线之间宽度为8m，消防道路与防火堤外堤脚线之间的距离为3m。第4章 罐区防雷设计汽油储罐的防雷措施由于雷电在极短时间内放出巨大的能量，如果汽油罐区内的易燃易爆区域遭受雷击，就易造成火灾、爆炸事故。为抑制和减少雷电的危害，应设置防雷装置，常见的有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器。根据石油天然气工程设计防火规范GB50183-2004 9.2.3 可燃气体、油品、液化石油气、天然气凝液的钢罐，必须设防雷接地，并应符合下列规定：第4章 罐区防雷设计1 避雷针（线）的保护范围，应包括整个储罐。2 装有阻火器的甲B、乙类油品地上固定顶罐，当顶板厚度等于或大于4mm时，不

12、应装设避雷针（线），但必须设防雷接地。3 压力储罐、丙类油品钢制储罐不应装设避雷针（线），但必须设防感应雷接地。4 浮顶罐、内浮顶罐不应装设避雷针（线），但应将浮顶与罐体用2根导线作电气连接。第4章 罐区防雷设计9.2.4 钢储罐防雷接地引下线不应少于2根，并应沿罐周均匀或对称布置，其间距不宜大于30m。9.2.5 防雷接地装置冲击接地电阻不应大于10，当钢罐仅做防感应雷接地时，冲击接地电阻不应大于30。9.2.9 装卸甲B、乙类油品、液化石油气、天然气凝液的鹤管和装卸栈桥的防雷，应符合下列规定：第4章 罐区防雷设计1 雷天装卸作业的，可不装设避雷针（带）。2 在棚内进行装卸作业的，应装设避雷

13、针（带）。避雷针（带）的保护范围应为爆炸危险1区。3 进入装卸区的油品、液化石油气、天然气凝液输送管道在进入点应接地第4章 罐区防雷设计根据以上规范及中华人民共和国行业标准钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列表：2000 内浮顶储罐拱顶板厚5.5mm4mm(近似为罐壁厚度)设计制定防雷措施为：设计一：不装设避雷针（线），但必须设防感应雷接地，每个储罐设防雷接地线2根，对称分布在油罐两侧，接地电阻10。，冲击接地电阻不应大于10。第4章 罐区防雷设计设计二：单针折线法每个罐区设置1个接闪器。这里简要说明一下，接闪器距离地面的深度是米米即可。每个接地模块单挖一个坑，坑的大小是米宽，米深；因为接地模块是大小

14、所以其余缝隙夯实降阻剂即可。用几块地模块挖几个这样的坑即可。每个模块之间用镀锌扁铁连接，镀锌扁铁也要用降阻剂夯实护好。（另见图纸）第4章 罐区防雷设计单避雷针保护范围，从针的顶点向下作45的斜线，构成椎形保护空间的上部，45的斜线在h/2处转折，与地面上距针底各方向处相连接，图2表示则其转折点以下的斜线，即构成保护空间的下半部。如果用公式表达，则避雷针在地面上的保护半径米。在储油罐保护高度hx的水平面上的保护半径rx按下式计算：第4章 罐区防雷设计（1）当hx h/2时，rx=（h-hx）p米（2）当hxh/2时，rx=（）p米，式中 P-高度影响系数。h30米，P=1; 30米h120米。根

15、据罐区尺寸避雷针在地面的保护半径为则避雷针高度第4章 罐区防雷设计对直击雷防护，当雷击于避雷针，很大的雷电流通过接地引下线至接地装置泄入大地时，在避雷针上将形成极高的电位，放电过成可能产生反击电压或跨步电压，对于反击的防止是降低接地电阻和保证避雷针与设备之间有足够的距离，不发生避雷针向被保护物反击的空间距离不应小于5米。第4章 罐区防雷设计避雷针安装在罐区周边比罐2倍高，远距罐30米至40米范围是防雷主要可行措施。从雷击储油罐分析，主要原因是没有足够的避雷针做保护罐区。避雷针的作用，是它能对雷电场产生一个附加电场（这附加电场是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的），使雷电场畸变，而将雷云放电的道

16、路吸引到本身，并由它及与它相联的引下线和接地装置，将雷电流泄放到大地中去，隔离雷电进入罐区，使储油罐免受直接雷击。第4章 罐区防雷设计4.2雷电感应的防护措施 根据建筑物防雷设计规范汽油储罐区防雷电感应的措施，应符合下列要求: 储罐区内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架等大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，并应每隔1824m采用引下线接地一次。第4章 罐区防雷设计 平行敷设的管道、构架和电缆金属外皮等长金属物，其净距小于100mm时应采用金属线跨接，跨接点的间距不应大于30m；

17、交叉净距小于100mm时，其交叉处亦应跨接。当长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于时，连接处应用金属线跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不跨接。第4章 罐区防雷设计 防雷电感应的接地装置应和电气设备接地装置共用，其工频接地电阻不应大于10。防雷电感应的接地装置与独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网的接地装置之间的距离应符合本规范第条五款的要求。在电源引入的总配电箱处宜装设过电压保护器。第五章 油罐区泡沫灭火系统设计5.1 泡沫灭火系统形式选择5.2 泡沫灭火系统设计内容5.3 中倍数泡沫产生器5.4 泡沫枪5.5 泡沫混合液的总流量5.6 泡沫液最小贮备量5.

18、7 泡沫系统用水贮备量计算（详细见WORD）第6章 油罐区喷淋冷却系统设计6.1 消防冷却系统形式根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008第条罐壁高于17m储罐、容积等于或大于10000m3储罐、容积等于或大于2000m3低压储罐应设置固定式消防冷却水系统。本设计内容尚未达到所要求，故采用移动式消防冷却水系统。第6章 油罐区喷淋冷却系统设计6. 移动式冷却水量冷却水流量： （6-2）式中： 着火罐移动冷却水供应强度，L/sm；（着火罐供水强度为，邻近罐供水强度为0.7 ）C内浮顶罐罐壁周长，m。第6章 油罐区喷淋冷却系统设计（1）着火罐移动冷却水流量着火罐与邻近水罐冷却周长：冷却水

19、流量：Q1=0.645.53=28L/s（2）相邻罐移动冷却水流量 Q2=Q3=Q4=45.530.7=32L/s移动冷却水总流量：Q动冷=Q1+Q2+Q3+Q4=124L/s（第6章 油罐区喷淋冷却系统设计4）故移动冷却用消防冷却水的总体积：V动冷=Q动冷6.2 消防栓泡沫栓系供应泡沫混合液的消防栓。在泡沫栓上接水带和泡沫枪，用泡沫扑救油品火灾。根据规定，采用固定式泡沫灭火系统的储罐区，应沿防火堤外侧均匀布置泡沫消火栓并应符合下列规定：1 消火栓的保护半径不应超过120m；2 高压消防给水管道上消火栓的出水量应根据管道内的水压及消火栓出口要求的水压计算确定，低压消防给水管道上公称直径为100

20、mm、150mm 消火栓的出水量可分别取15L/s、30L/s。n= q消防栓的出水量，这里取30L/s故上式为：因此每个罐区设立5个消防栓才能满足移动冷却用水的需求第七章 消防用水量和消防水池7.1 消防用水量根据石油库设计规范GB50074-2002第条规定，石油库的消防用水量，应按油罐区消防用水量计算确定。油罐区的消防用水量，应为扑救油罐火灾配置泡沫最大用水量与冷却油罐最大用水量的总和。第七章 消防用水量和消防水池综上，V水池=(V动冷+WS)2V水池水池的大小，mV动冷移动消防冷却水体积，mWS泡沫系统用水的最小贮备量故上式为：（）2=3589m第七章 消防用水量和消防水池7.2.1 消防水池平面图消防水池体积3589m3，设计4座体积同为1024m3水池，水池间设有连通管。消防水池