某石油公司RI商业油库设计消防工艺设计设计.doc

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1、重庆科技学院本科生设计 摘要 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，以及消防供水系统设计计算。关键词：油库 消防设计 泡沫

2、灭火重庆科技学院本科生设计 目录目 录摘 要1设计说明书1 1.1概述1 1.1.1设计任务1 1.1.2设计内容1 1.1.3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3 2.1设计参数3 2.1.1主要设计资料3 2.1.2相关设计参数4 2.2主要设备工艺计算及选型4 2.2.1泡沫灭火设备选型5 2.2.2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消防供水系统设计与计算

3、。 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，同时还应设置辅助装置。

4、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（GB50151-92) 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) 17重庆科技学院本

5、科生设计 1 设计说明书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

6、油品经由铁路及水路运入，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#、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，最冷月平均气温为12.5，最热月平均气温为35.1；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3.5m/s。年平均降水量

7、为588.3mm；夏季大气压为1.008105Pa，冬季大气压为1.0255105Pa。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2.0105Pa。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2.1 经营油品品种收发油量 油 品名 称密度年销量收 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#车汽72010000070000300006000040000990#车汽71870000500002000040000300001093#车汽71990000700002000060000300001010#

8、轻柴油8408000080000500003000070#柴油84070000700003000040000910#柴油840900009000060000300009CD 5W/30柴油机油9308008008004CD 10W/30柴油机油9305005005004重庆科技学院本科生设计 2 计算说明书SC 5W/20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：柴油罐区：2个10000和4个5000外浮顶罐罐组3：

9、粘油罐区：6个200和2个100m3的立式拱顶罐表2.2油罐类型及相关参数油罐类型公称容积 m3油罐内径 mm浮顶罐5000220001000028500拱顶罐100500020065002.2 主要设备工艺计算及选型 泡沫灭火系统的设置,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)覆土油罐可设高倍数泡沫灭火系统。 油罐的泡沫灭火系统设施的设置方式,应符合下列规定： 1)单罐容量大于的油罐应采用固定式泡沫灭火系统。 2)单罐容量小于或等于

10、的油罐可采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采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覆盖面积选型设置方式选型粘油拱顶罐低倍数半固定式汽油外浮顶罐固定式柴油2.2.1 泡沫灭火设备选型 泡沫供给强度供给强度ZP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ZP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

11、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2.4，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2.4。表2.4 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固定式、半固定式移动式甲、乙0.81.0丙0.60.8 2)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 浮顶油罐泡沫供给强度泡沫产生气类型及泡沫产生量最小泡沫供给强度PC425L/s1.25P

12、C850L/s1.25PC16100L/s1.5PC24150L/s1.5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，产生器为PC16，混合器为PH32。如表2.3泡沫灭火器初步选型。 3)泡沫液的供给强度和连续供给时间，查表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供给强度（）连续供给时间（）甲乙类液体丙类液体蛋白6.04030氟蛋白、水成膜 、成膜氟蛋白5.01530 泡沫计算耗量由以上数据得该油库选择，6个

13、10000m3、6个5000m3的外浮顶罐，6个200m3、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=，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，此处取1.2，所以燃烧面积为102.9m3。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10000m3浮顶罐泡沫计算耗量。 （2.1）式中， QP泡沫计算耗量，l/s； ZP泡沫供

14、给强度,l/s.m2； F 燃烧面积，m2。取泡沫供给强度 Zp=1.5l/s.m2 可得： 2)拱顶罐泡沫计算耗量 选取最大直径的200m3的拱顶罐计算泡沫耗量，面积F为33.2m3.。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 由上述公式求出拱顶罐泡沫计算耗量为 泡沫产生器数量 浮顶油罐的泡沫产生器数量，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

15、小供给强度泡沫混合液泡沫混合液25250141.2512.550500281.2512.51001000481.515 1）10000m3的浮顶油罐泡沫产生器数量 根据以上数据可计算出10000m3的外浮顶油罐的周长为所以，用PC16的泡沫产生器数量为，取2个。 2）200m3的拱顶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： （2.2） 式中， 泡沫产生器数量，个； 单位时间内泡沫消耗量，； 每个泡沫产生器的泡沫产生量，。可得： 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#车用汽油的的油罐作为着火罐进行计算，采用2个PC16的泡沫产生器。

16、由公式2.3计算外浮顶罐所需要的泡沫混合液流量。 (2.3)式中， 扑救油罐火灾需用泡沫混合液流量，； 泡沫产生器数量，个； 每个泡沫产生器的泡沫混合液流量，。可得： 2）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， 扑救流散液体火焰需用泡沫混合液流量，； 泡沫枪数量，支（见表2.8泡沫枪的选择）； 泡沫枪的泡沫混合液流量，。可得： 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 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30min。泡沫混合液总流量，代入以下

17、公式，得出： 3）泡沫液储备量 根据公式2.5，可计算出,外浮顶罐的泡沫液储备量 （2.5）式中， 泡沫液储备量，； 泡沫混合液中泡沫所占的百分比，； 泡沫延续供给时间，； 扑救油罐及流散液体火焰需用泡沫混合液总流量，；可得： 。 一次灭火所需泡沫连续供给时间与泡沫的质量有关，一般一次泡沫连续供给时间按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。 （2.6）式中， 安全容量系数； 一次灭火泡沫液储备量，。可得： 泡沫比例混合器 （2.7）式中， 泡沫比例混合器数量，个； 一次灭火泡沫比例混合器需要总流量，；

18、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，查规范得PH32的混合液流量为。 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，选取2个PC16的泡沫产生器，4个PQ8的泡沫枪，所以混合液总秒流量,根据以下公式可得出混合液管管径。 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的要求，泡沫混合液流速一般取 （2）混合液管的摩阻损失hp (2.8)式中， hp混合液管的摩阻损失，m； V2混合液管管径出口流速，m/s； L输液管长度，此处取700m； d混合液管管径，m。 得出：

19、 （3）泡沫泵的扬程H 式中， 空气泡沫产生器入口与消防水池液面和标高差，近似为油罐高16m； 空气泡沫产生器进口工作压力，取； 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) （2.10） 式中， 泡沫泵设计流量，； 泡沫比例混合器动力水回流流量，； 流量修正系数，取； 泡沫比例混合器喷嘴截面积，一般取； 重力加速度，； 泡沫泵扬程，。得出： 2.2.2 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

20、。由公式2.11计算： (2.11)式中， 配置混合液用水,； 冷却着火罐用水,； 冷却临近油罐用水量,。 2）配置全部泡沫混合液用水量 (2.12)式中， 泡沫混合液中泡沫所占的百分比，% ； 泡沫连续供给时间，； 扑救油罐及流散液体火焰需要泡沫混合液总流量，。可得： 3）冷却着火油罐用水量 (2.13)式中， 冷却水供给强度，； 着火罐冷却范围计算长度，； 却水供给时间，。可得： 4）冷却邻近油罐用水量 因为浮顶油罐着火时，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。所以： 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，

21、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。 （2.14） 其中： （2.15）式中， 消防水池容量，； 消防用水总耗量，； 灭火延续时间，； 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，。得出： 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： (2.16)式中， 冷却水供给强度,； 着火罐冷却范围计算长。得出： 2）清水泵的扬程：表2.9 喷嘴的特性系数喷嘴口径d，mm1316190.01650.01240.00970.3580.8081.570表2.10 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500.01540.00677

22、650.003840.00172760.00150.00077 清水泵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。 （2.17）式中， 充实水柱； 水带的摩阻损失； 消火栓出口压力，不小于； 总摩阻，大约为； 仍然取油罐高。 充实水柱长度： 式中， 充实水柱长度，m； 着火点离地面高度，此处取油罐高度16m； 水枪喷嘴距地面的高度，此处取2m； 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： 式中， 水枪喷嘴处的必须的压力，m； 与水枪喷嘴口径有关的特性参数； 射流总长度与充实水柱长度的比值系数，； 充实水柱长

23、度，m。水袋的摩阻损失： 式中： 水带的摩阻损失，； 水带的摩阻系数，取0.00384； 水带的计算长度，取20m的快速水带4根； 水枪的出水量，。水枪的出水量： 代入数据到公式2.17，可计算出清水泵的扬程为： 3）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。 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式计算 (2

24、.18) 式中， nx水枪的数量，个； nb备用消火栓数量,一般取2-3个； 消火栓的数量，个。所以 ns=0.523+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，以保证被冷却油罐周围任一点都能得到冷却，也就是说保证消火栓与它负责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。 （2.19）式中： 消火栓的保护半径，； 水带的设计长度，每根20m，用4根； 充实水柱长度，； 水枪喷嘴射流与地平面

25、的夹角。可得： 3）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nx个消火栓 d.计算一支消火栓的保护半径R,使R120m e.选定另一个着火罐并确定其邻近油罐 f.重复b、c、e步骤.注意用已布置好消火栓做适当调整 g.重复e、f最终确定消火栓Ns ns 消防车的确定 消防车辆数量的确定,应符合下列规定： 1）当采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。 3）设有固定消防系统、油库总容量等于或大于50000的二级石油库中

26、，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，固定顶罐单罐容量不小于10000或浮顶油罐单罐容量不小于20000时，应配备2辆泡沫消防车或2台泡沫液储量不小于7000L的机动泡沫设备。4） 石油库应和邻近企业或城镇消防站协商组成联防。联防企业或城镇消防站的消防车辆符合下列要求时，可作为油库的消防计算车辆： （1）在接到火灾报警后5min内能对着火罐进行冷却的消防车辆； （2）在接到火灾报警后10min内能对相邻油罐进行冷却的消防车辆； （3）在接到火灾报警后20mi

27、n内能对着火油罐提供泡沫的消防车辆。 消防车库的位置，应能满足接到火灾报警后，消防车到达火场的时间不超过5min的要求。重庆科技学院本科生设计 3 结束语3 结束语 本次课程设计油库设计相比于上次天然气集输工艺的设计较难一点，本组设计的商业油库中的消防工艺设计，中间计算比较多，要计算泡沫系统和消防系统，而泡沫系统有包含了泡沫泵、混合器、泡沫枪等，计算过程比较复杂。但是，通过此次设计，巩固了我们上课所学的知识，把它们运用与实际中，也拓展了我们所学的油库专业方面的知识。消防系统是油库中不可缺少的一部分，具有重大的作用。而设计的每一环节都要和其他工艺相匹配。这一系统由一整套相互匹配的构件组成，可在火

28、灾发生后的5分钟内发挥其功能，保证了时间上的紧迫，其泡沫系统可将泡沫覆盖在油品上，使其窒息，防止了火灾的进一步扩大，而清水系统实现了对油罐的冷却，有效的预防了油罐因过热而发生爆炸，致使火势蔓延。固定式泡沫灭火系统启动迅速，出泡沫快，操作简单，节省人力，劳动强度小，在我国的油库中广泛使用，正在向自动化发展，必将在今后发挥更大的作用。 通过此次为期两周的油库设计，提高了同学们的思维能力、搜集信息的能力，也增强了合作能力，加强了彼此间的友谊，是我们大学生活中重要的一部分。重庆科技学院本科生设计 参考文献 参考文献1郭光臣等.油库设计与管理M.东营：中国石油大学出版社.1994；2石油库工艺设计手册M.北京：商业部设计院.1982；3石油库设计规范（GB50074-2002）M.北京：中国计划出版社.2003；4GB5015192.低倍数泡沫灭火系统设计规范.北京.中华人民共和国建设部.2000年局部修订条文；5王建华.油库消防系统设计问题讨论M.油气储运.2001(1).46-47；6王建华.消防泵房设计及其设备选型探讨M.天然气与石油.20043).25-29；7马秀让.油库工艺设计手册M.北京: 中国人民解放军工程设计研究局, 1979.