3　消防設(shè)計(jì)

　　從上述液化石油氣儲罐對火災(zāi)的熱響應(yīng)規(guī)律可以看出，儲罐爆炸主要是兩方面的原因，一是儲罐內(nèi)部的壓力升高；二是儲罐壁溫增加引起儲罐材料強(qiáng)度下降。采取一定的防護(hù)措施控制儲罐內(nèi)部的壓力升高和儲罐壁溫增加，可以防止儲罐在火災(zāi)作用下發(fā)生爆炸，目前我國對于固定儲罐區(qū)的儲罐大都采用水冷卻方式，對于移動儲罐大都采用隔熱保護(hù)方式。以下重點(diǎn)介紹采用水冷卻方式的消防設(shè)計(jì)要求和原則。

　　3.1　消防用水量

　　常溫高壓儲罐有球罐和臥式罐兩種形式，本文主要介紹球罐的消防冷卻水量計(jì)算。

　　3.1.1　固定噴淋水量

　　根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50160-92 (以下簡稱“石化規(guī)”) 第7.9.2條規(guī)定“液化石油氣儲罐容積大于100 m3 時，應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)”[1] ，其冷卻水用量為:

　　著火罐：Q著= PD2q1 (1)

　　相鄰罐：Q鄰= PD2q2 (2)

　　式中：Q著——著火罐固定消防冷卻用水量(L/min) ；

　　Q鄰——相鄰罐固定消防冷卻用水量(L/min) ；

　　D ——球罐直徑(m ) ；??

　　q1,q2—— 著火罐、相鄰罐冷卻水供水強(qiáng)度(L/m in ·m2) ，其大小一般由火災(zāi)實(shí)驗(yàn)確定，世界各國在規(guī)范中規(guī)定也不盡相同，如德國規(guī)范TRB 規(guī)定供給強(qiáng)度為100 L/m2·h，保證在火災(zāi)包圍的情況下90分鐘內(nèi)不會發(fā)生失效。

　　綜上(1)～ (2) 式，球罐固定消防冷卻用水量如下：

　　Q固= Q著+ n·Q鄰??? (3)

　　式中:Q 固—固定消防冷卻用水量(L/m in) ；

　　n—— 距著火罐1.5 D 范圍內(nèi)的相鄰罐數(shù)量(個) ， 當(dāng)n≥3 時, 可按(3) 計(jì)算[2]。

　　3.1.2　移動式消防冷卻用水量

　　根據(jù)“石化規(guī)”第7.9.5 條“移動式消防冷卻用水量，應(yīng)按罐區(qū)內(nèi)最大一個儲罐用水量確定”。

　　當(dāng)球罐容積小于400 m3 時，Q移≥30 L/s (108 m3/h)。

　　當(dāng)球罐容積大于或等于400 m3 時，Q移≥45 L/s(162 m3/h )。

　　3.2　水冷卻方式

　　固定式水冷卻系統(tǒng)包括在頂部集中配水罐壁漫流式、固定水噴淋、水噴霧、固定水炮等4 種基本形式。根據(jù)國外的資料介紹，可靠性的排序依次為漫流式、固定水炮、水噴淋或水噴霧。而我國目前大多采用水噴淋或水噴霧方式，但從使用效果看這種方式不盡妥當(dāng)，因?yàn)檫@種方式在發(fā)生蒸汽爆炸時易受到破壞，西安3. 5 事故就是如此。而且這種方式噴頭容易堵塞，維護(hù)比較困難。根據(jù)我國的國情，水冷卻方式宜采用頂部布水罐壁漫流與固定水炮相結(jié)合的方式，即部分冷卻水用漫流式，部分冷卻水用固定水炮提供。該形式可靠性高且靈活，能分別滿足防日曬冷卻、著火罐冷卻以及鄰近罐冷卻等不同冷卻強(qiáng)度的供水要求，且對于與儲罐內(nèi)部蒸汽區(qū)相接觸的干壁部分冷卻更有保證。該形式容易維護(hù)，工程費(fèi)用比目前使用的水噴淋或水噴霧系統(tǒng)低。對于大型儲罐建議設(shè)置自擺的移動式水炮，以減少滅火人員暴露于火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)中的危險(xiǎn)性，并能有效保證噴射水流到達(dá)暴露于火災(zāi)中的儲罐表面。
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　　4　結(jié)論

　　從液化石油氣儲罐在火災(zāi)作用下的熱響應(yīng)規(guī)律可以看出，儲罐不采取任何保護(hù)措施時，儲罐內(nèi)部的壓力和儲罐壁溫度會迅速升高，儲罐會在短時間內(nèi)發(fā)生爆炸，而采用水噴淋和隔熱防護(hù)等方式可以顯著阻止儲罐內(nèi)部的壓力和壁溫增加，從而延緩儲罐發(fā)生失效的時間。消防設(shè)計(jì)中供給強(qiáng)度建議進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)來重新評估和確定。防護(hù)方式對于固定式儲罐，建議采用儲罐頂部水漫流冷卻和固定水炮相結(jié)合的方式，同時應(yīng)設(shè)置大小合適的安全閥，對于大型儲罐建議設(shè)置自擺的移動水炮。對于移動式儲罐，建議采用隔熱層保護(hù)和安全閥泄壓相結(jié)合的方式。
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　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]　GB 50160-92 (1999) ，石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范。

　　[2]　GBJ 16-87, 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范。

　　[3]　N FPA -59 (1992)，公用煤氣裝置液化石油氣儲運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)。