_大型油库消防系统设计

1、油气储存 2011 年 11 月 第 30 卷第 11 期 总第 275 期油气储运 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION文章编号：1000-8241(2011)11-0864-03大型油库消防系统设计董林林（中油辽河工程有限公司环境工程所，辽宁盘锦 124010）董林林.大型油库消防系统设计.油气储运，2011，30（11）：864 - 866.摘要：为有效提升大型油库消防安全等级，降低事故发生概率。首先从油品性质、储油形式方面对大型油库的火灾危险性进行了分析，在此基础上，结合大型油库火灾扑救的实际情况，从工程设计角度对大型油库储罐布置形式、消防系统设计、

2、事故排水系统设计进行研究。认为现行规范的部分规定不能满足扑灭大型火灾的需要，指出柴油消防泵的油料储备量，以及消防水池和泡沫罐的容积应适当加大，并针对库区道路宽度、罐组布置、储罐防火堤设置、消防泵房动力源以及事故缓冲池的设置等问题提出改进意见，供工程实践参考。关键词：大型油库；消防系统；设计中图分类号：TE821文献标识码：ADOI：CNKI:13-1093/TE.20110926.0857.001油库消防从开始的纯手动操作发展至今，已经实现了自动报警、自动监视、自动灭火和喷淋冷却等先进消防控制技术 , 在油库火灾预警、火灾扑灭及人员调度等方面发挥了积极的作用1，很大程度地提升了油库的消防安全水

3、平。但近年来油库规模和储量不断扩大，造成运行管理难度和安全风险增大，因此，研究如何提高大型油库消防系统的应急保障能力，具有重要的现实意义。大型油库火灾危险性分析大型油库概述油库大型化是原油加工能力提高和国家石油战略储备的需要，也是原油运输油轮日趋大型化的需要2。与常规油库相比，大型油库的特点有：由于船舶运输优于其他运输方式，库址趋于沿海港口；油罐密集，单罐容积大；工艺流程复杂，管道多且管径大；自动化程度高，控制系统复杂；附属设施配备齐全。油库火灾危险性分析油品性质大型油库储存的油品主要为原油，其性质包括：原油闪点小于 28 ，闪点越低，火灾危险性越大；原油属于宽沸程油品，燃烧时将产生热波，因此

4、，原油储罐燃烧时存在沸溢的可能性3；原油储罐内存在的原油蒸气与空气混合后存在发生爆炸的危险，而且爆炸极限范围越宽、爆炸下限越低，爆炸危险性越大；原油粘度变化较大，一般为 1100 mPas，原油粘度越低，越易渗漏和流动扩散，越易导致火灾蔓延和扩大；石油产品的电阻率一般在 11012 cm 左右，电阻率越高，静电积聚能力越强，越容易发生静电火花引燃。储油形式与分类油品储存形式多种多样，可根据投资、库址条件、建设工期等因素综合考虑后进行选择，同时应满足防变质、易于接收和储运、保障油品安全性等要求。地上储罐通常用钢板焊接而成，由于其具有投资小、建设周期短、日常维护和管理方便等优点，因此被大多数大型油

5、库所采用。其缺点是占地面积大，油品蒸发损耗较严重，火灾危险性较大。地下 / 半地下储罐多采用钢筋混凝土结构建造，内壁涂敷防渗材料或用薄钢板衬里。其优点是：油品蒸发损耗低、火灾危险性小， 有一定的隐蔽能力；缺点是：造价高、建设周期长、日常维护管理不方便，且不宜建在地下水位较高的地区。水下储油是为适应海上石油开采而发展起来的，整个油罐建在水面以下，一般用于接收和转运海上原油。地上储罐按罐顶结构可分为固定顶和浮顶（内浮顶、外浮顶）两种。固定顶储罐在油品液面以上存在油气混合空间，极易发生爆炸，不宜用来储存大量油品；864网络出版时间：2011-9-26 8:57:15网络出版地址： HYPERLINK

6、 /kcms/detail/13.1093.TE.20110926.0857.001.html /kcms/detail/13.1093.TE.20110926.0857.001.html大型油库消防系统设计The design of fire extinguishment system for large-scale oil tankfarm2011 年 11 月 第 30 卷第 11 期 总第 275 期油气储存内浮顶储罐的密闭性较好，能够大幅度减少油品的蒸发，安全性较高，一般用于储存挥发性较高的油品4； 外浮顶储罐因无气相存在，几乎没有蒸发损耗5，一般用来储存原油，储存容量较大。火灾危险

7、性等级由高到低依次是外浮顶储罐、内浮顶储罐和固定顶储罐。油库火灾发生原因引起油库火灾的直接原因有明火、雷电、静电、焊接等6。调查表明：油罐的年平均着火率仅为 0.448， 其中大多数火灾事故是由于操作时不遵守安全规程造成的7。发生在辽宁省大连新港的保税油库一期工程103# 原油储罐的爆炸事故，就是由于在向输油管道中加入脱硫剂的过程中操作不当引起的。可以根据燃烧的 3 要素，控制油库火灾事故的发生。具体方法可归纳为：一是控制人的不安全意识和行为，包括加强技能培训、建立健全规章制度、严格安全管理等；二是控制物的不安全状态，包括采用安全技术、定期对设备进行检查和维护、经常开展隐患排查工作等。大型油库

8、消防系统的设计大型油库消防系统现状近年来，油库的建设规模和标准不断提高，这对油库消防提出了更高要求，但一些大型油库的消防系统由于资金、施工、管理等原因，存在严重的安全隐患。设计落后。随着设计规范的不断更新和逐步完善，导致部分已建油库无法满足规范要求：消防水池容量、泡沫罐容量达不到最低容量要求；冷却水、泡沫供给系统设计不合理；消防泵房内无备用消防泵、未采用双电源或设置柴油消防泵；消防给水系统不独立，与生活给水系统共用等。施工质量差。部分油库工程存在未按照设计要求施工、安装不规范和偷工减料等现象，如泡沫混合液管道、消防冷却水管道坡向不正确，管道放空阀不在最低点，很难达到排空目的，以致管道冻裂。设备

9、完好率低。油库由于检测项目、手段、方法不明确，无法准确掌握泡沫灭水系统的实际灭火能力；油库消防设备陈旧，加之专业技术人员缺乏对消防设备的维护意识，检查检修不及时，使整个系统长期处于“带病工作”或丧失工作能力的状态。管理松懈。由于客观上发生火灾的概率较小，管理人员普遍存在侥幸心理，导致日常消防管理不严格，消防安全检查不规范。如一些油库泡沫液超期使用，水池蓄水不足，罐区消防设施丢失或不在规定设置点，寒冷地区泡沫、冷却水管没有及时排空等。储罐布置形式储罐的布置原则是在保证操作方便和生产安全的前提下尽量减少油罐间距，以达到节约占地，从而减少投资的目的。大型油库通常采用地上式外浮顶储罐储存原油，单罐容积

10、大多超过 10104 m3，各油罐按组布置。根据 GB 500742002石油库设计规范的规定， 在同一个油罐组内最多可以布置6 座10104 m3 油罐， 且不得超过两排。主要是考虑油罐失火时，消防员可直接对着火罐进行灭火和对相邻罐进行冷却，而减少受周围罐体遮挡的影响，但在 6 个储罐成组布置的形式中，处于中间的两个储罐在发生火灾时，消防员可以进行扑救的储罐面积相对有限，对于邻近油罐的安全也存在威胁。因此，可以考虑将 4 个储罐成组布置，增加暴露于消防道路的储罐面积，从而提高灭火效率。从防止油品流散而导致火灾蔓延的角度考虑，每个储罐均应设置防火隔堤，隔堤内的有效容积应按照最大浮顶储罐的 1/

11、2 容积和事故时消防水量的总和确定，储罐高度应比防火堤低 0.2 m，以防止着火油品漫过防火堤，设计强度应按动压强考虑，并采用非燃烧材料建造。另外，库区主干道宽度应不低于 10 m，罐组间的道路应尽量加宽，确有困难的，可增设消防车作业场地，以便两台大型消防车可同时通过，提升消防安全等级。消防系统设计设计单位在对油库消防系统进行设计之前，应先听取建设单位和当地消防部门对消防系统的意见和要求，设计完的图纸也应经过设计部门自审和消防部门审核后方可施工，防止出现重大隐患8。根据 GB 501832004石油天然气工程设计防火规范的规定 , 对于单罐容积达到 10104 m3 的大型油库，消防系统应采用

12、固定式低倍数泡沫灭火系统和固定式冷却水系统，并可实现手 / 自动控制，同时辅助消火栓、固定式消防水泡、泡沫栓和灭火器等进行灭火。图 1 为油库消防流程。 HYPERLINK / 865油气储存 2011 年 11 月 第 30 卷第 11 期 总第 275 期油气储运 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATION图 1 油库消防流程消防水池、泡沫罐在大连新港保税油库火灾事故中，在对着火罐进行灭火的同时对邻近受到威胁的 6 座油罐以及输油管道进行了冷却，灭火用时 15 h，共使用泡沫约 1 300 t、用水约 6104 t9。因此，GB 501511992低倍数泡沫灭

13、火系统设计规范中规定的泡沫混合液最小供给时间，以及 GB 500742002石油库设计规范中规定的消防冷却水最小供给时间无法满足扑灭大型火灾的需要；另外，规范中关于距离着火浮顶罐大于 0.4D（D 为油罐直径）的相邻罐可不冷却的规定，也与当前消防安全要求不相符。建议在条件允许的情况下，消防水池和泡沫罐的容积应在规范规定的设计用量的两倍以上，并设置供消防车取用的接口，以保证在火场断电的情况下，消防水池和泡沫罐也能发挥作用，同时保证火灾情况下消防水池可连续补水。可将邻近的江河湖泊作为消防水源，以降低建造消防水池的成本。消防泵站许多油库火灾发生之初火势并不大，但由于供电系统遭到破坏，使得无备用动力源

14、的消防系统瘫痪，无法发挥应有的作用，从而延误火灾扑救时机，造成火势进一步扩大。因此，消防泵房的冷却水泵和泡沫泵均应设置柴油机泵或由柴油机发电的电动泵作为备用动力源，一旦电动消防泵的电力源因故障切断时，可自动由电动消防泵切换到柴油机泵。同时，柴油机的油料储备量应满足机组连续运转不低于 6 h 的需要。消防自动控制系统大型油库消防应采用全自动报警灭火控制方案， 在火灾检测系统中，设计多参数检测，根据火灾信号， 自动启动不同的灭火系统。例如，系统检测到火焰信号，自动启动喷淋冷却和泡沫灭火系统；系统检测到温度信号，只启动喷淋冷却系统；系统检测到可燃气体浓度报警信号，只进行声光报警。供电和消防控制线路均

15、应埋地敷设，并尽量避免与输油管道同排布置，以防事故时受到损坏不能正常工作。输油管道上的阀门应设置快速关闭装置或备用动力关阀接口，以便事故时阀门可以及时关闭，防止火焰沿输油管道蔓延引燃储罐。事故排水系统设计库区排水应设置清洁雨水和含油污水两个系统， 同时做好罐区和管涵的防渗工作，并将库区电缆沟、管涵等用沙填满，以防事故时油品随地沟漫流或渗入地下。整个油库应设置事故缓冲池，容积可根据事故时的消防水量、漏油量和同时的雨水量确定。对于临海而建的大型油品储运基地，则应充分利用整个库区的地势高差，结合整体布局，考虑各库区分别设置事故缓冲池，若无法实现，可采取导流措施将各库区事故排水引至下游，在入海口处设终

16、端事故缓冲池，确保事故时不会对海水造成污染。参考文献：王建华. 油库消防系统设计问题讨论J. 油气储运，2001，20（1）：46-47.何龙辉. 我国大型油库规模探讨J. 炼油技术与工程，2004，34（8）：55-58.何利民，何跃生，郭光臣. 原油储罐的沸溢与消防中应注意的问题J. 油气储运，1994，13（4）：57-59.葛晓霞，董希琳. 大型石油储罐消防设计研究J. 中国安全科学学报，2008，18（9）：79-83.王伶俐，陈春梅. 外浮顶油罐密封系统分析J. 油气田地面工程，2004，23（7）：25-26.张虹，谢翔. 油库火灾爆炸事故原因分析及控制J. 石油化工安全技术，2

17、006，22（4）：21-26.丁浩，张星臣. 石油企业实施 HSE 管理体系研讨J. 中国安全科学学报，2004，14（10）：55-58.姚勤. 浅谈大型油库潜在的火灾危险与防范J. 石油化工消防，2004，23（增刊）：72-74.苗国典，李红旗. 大连“7.16”油库爆炸火灾J. 武警学院学报，2010，26（10）：23-26.（收稿日期：2011-06-20）作者简介：董林林，工程师，1983 年生，2007 年硕士毕业于天津大学环境科学专业，现主要从事油气田地面工程给排水设计工作。电话Email： HYPERLINK mailto: 866 HYPER

18、LINK / Nov. 25,2011 Vol.30 No. 11 Total 275 OIL & GAS STORAGE AND TRANSPORTATIONOGSTpoint potential and a benchmark zero was adopted by the long-term reference electrode and the potable reference electrode， the U would be completely eliminated.Key words：cathode protection，feeding point potential，set

19、 potential，reference electrodeWang Chaozhen：Zibo Gas Compressor Station，PetroChina Pipeline Company，Zibo，Shandong，255206. TelEmail： HYPERLINK mailto:angel830818 angel830818Structure and features of tankfarms SCADA systemSun Jianhua and Chen ChunxiangOGST，Vol. 30 No. 11，pp. 853858，11/25/

20、2011. ISSN 1000-8241；In ChineseSCADA system is an automatic system for the production process automatic control and monitoring based on computer. It integrates the multi-function including production operation data acquisition and processing，alarming for various types of signals，device control，prote

21、ction control and parameter adjustment together. A SCADA system for a large-scale oil tankfarm is composed of management layer，control layer and field layer. The paper introduces the structure，functions and features of each layer in details. And its feature is illustrated in field bus device，tank li

22、quid level automatic metering system，industrial TV monitor system and SCADA system connecting with safe protection and fire protection. Combined with the operation and maintenance features of SCADA system for large-scale oil tankfarm，the point-to-point control for electrical valve which works based

23、on real time feedback is presented. Suggestions to further improve the SCADA system in one-key operation of field facilities are given. Key words：tankfarm，SCADA system，composition，functionSun Jianhua：Sinochem Xinzhong Oil Storage & Transportation (Zhoushan) Co. Ltd.，Zhoushan，Zhejiang，316000. Tel：138

24、84307628；Email： HYPERLINK mailto:sunjianhua sunjianhuaComparison and application of API old and new formulas for small breathing evaporation loss of oil tankHuang Weiqiu，Li Feng，Wang Danli，et alOGST，Vol. 30 No. 11，pp. 859863，11/25/2011. ISSN 1000-8241；In ChineseThe paper presents the old and new for

25、mulas about the evaporation loss in small breathing type of fixed roof tank recommanded by American Petroleum Institute (API). According to different kinds of oil，the evaporation loss is calculated with the old and new formulas and the experiment results are compared and analyzed. The applicable sco

26、pe and accuracy of the old and new formulas are given and their sensitivities are analyzed. Research shows that the new formula from API has wider applicable scope than the old one. The calculated error in evaporation loss by old formula for gasoline is a bit larger than the new one. However，for oil

27、 and glycol the error is much larger. With the new developed TANKS 4.09D software and integrated database， the new formula is more convenient to use. Sensitivity analysis on the two formulas under the respective parameters is performed and the dependence of the two formulas on the respective paramet

28、ers is summarized.Key words：oil，organic liquid，fixed roof storage tank，API，small breathing evaporation loss，evaluation formulaHuang Weiqiu：Jiangsu Provincial Key Laboratory of Oil & Gas Storage and Transportation Technology，Changzhou University， Changzhou，Jiangsu，213016.TelEmail： HYPERL

29、INK mailto: The design of fire extinguishment system for large-scale oil tankfarmDong LinlinOGST，Vol. 30 No. 11，pp. 864866，11/25/2011. ISSN 1000-8241；In ChineseThe fire extinguishment system for large-scale oil tankfarm has been studied in order to significantly improve the firefighting safety level

30、 and reduce the fire probability. Based on fire risk analysis of large-scale oil tankfarm in terms of the oil properties and forms of oil stored，and some practical firefighting cases of large-scale oil tankfarm，the layout forms of tankfarms，the design of fire extinguishment system and water drainage

31、 system have been researched in the aspect of engineering design. It is considered that the part of current specifications does not meet the demands of firefighting for large-scale tankfarm，the diesel inventory for fire pump and the capacity of fire pool and foam tank should be enlarged appropriately. Finally，some suggestions of improvement direction in the road width of tankfarm，layout of tank group，allocation of fire bank，power source of pump chamber and setting up of fire accident buffer pool have been put forward，which