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1、课程设计成果说明书 题目：油 库 安 全 课 程 设 计 学 生 姓 名 ：雷 富 伟 学号 ：130714121 学院 ：石 化 与 能 源 工 程 学 院 班级 ：A13 储 运 3 班 指 导 教 师 ：徐玉朋 浙江海洋学院教务处 2016年 1 月 5 日 第 1 页 浙江海洋学院课程设计成绩评定表 20152016 学年第 一 学期 学院石化与能源工程学院班级 A13 储运 3 班专业油气储运工程 学生姓名 ( 学号) 雷富伟 （130714121） 课程设计 名称 油库安全课程设计 题目油库安全课程设计 指导教师评语 指导教师签名： 年月日 答辩评语及成绩 答辩小组教师签名： 年月
2、日 第 2 页 浙江海洋学院课程设计任务书 20152016 学年第 一 学期 学院石化与能源工程学院班级 A13 储运 3 班专业油气储运工程 学生姓名 ( 学号 ) 雷富伟 （130714121） 课程设计 名称 油库安全课程设计 设计 题目 油库安全课程设计 完成 期限 自 2016 年 1 月 4 日至 2016 年 1 月 10 日共 一 周 设 计 依 据 1. 油库加油站安全技术与管理范继义主编； 2. 石油库设计规范 GB50074-2002 ； 3. 石油库工艺设计手册商业部设计院1982 年； 4. 泡沫灭火系统设计规范（GB50151 2010）； 5. 已知水的流速一般
3、为1.5-2.5m/s，泡沫混合液的流速3m/s； 6. 已知 2000m 3油罐的直径D=16.2m，H=10.4m。 设 计 要 求 及 主 要 内 容 已知某罐区有2 个 2000 m3的拱顶轻柴油罐， 2 个 2000m3的单盘式内浮顶汽油罐。 消防管道的长度按430 米，水的流速一般为1.5-2.5m/s，泡沫混合液的流速一 般不大于 3m/s。设计如下内容： 1. 泡沫混合液流量； 2.泡沫产生器的确定； 3. 泡沫液总储量的计算； 4.消防水池的容量计算； 5. 泡沫比例混合器的确定； 6.泡沫混合液管道和消防冷却水管道的计算； 7. 消防水泵和泡沫泵的选取； 8. 消火栓数量的
4、确定。 参 考 资 料 1. 石油库设计规范（GB 500742014） 中国计划出版社 2. 泡沫灭火系统设计规范（GB501512010）中国计划出版社 3. 油库加油站安全技术与管理范继义中国石化出版社2010 年 4. 泵和压缩机姬忠礼石油工业出版社2011 年 5. 工程流体力学袁恩熙石油工业出版社2012 年 指导教 师签字 日期 第 3 页 目录 摘要 .4 一、设计要求： .5 二、计算内容： .5 1、泡沫混合液流量 .5 2、泡沫产生器的确定 .6 3、泡沫液总储量的计算 .7 4、消防水池的容量计算 .7 5、泡沫比例混合器的确定 .8 6、泡沫混合液管道和消防冷却水管道
5、的计算 .8 7、消防水泵和泡沫泵的选取 .9 8、消火栓数量的确定 .10 三、参考文献 .10 第 4 页 摘要 关键词：拱顶轻柴油罐、单盘式内浮顶汽油罐、泡沫混合液、消防冷却水、安全设 计。 按照设计要求，对某罐区的2 个 2000 m3的拱顶轻柴油罐，和2 个 2000m3的单 盘式内浮顶汽油罐做消防冷却水量、泡沫混合液量、消火栓数量等安全设计。其中 给出消防管道的长度为430 米，水的流速取 1.5-2.5m/s,泡沫混合液的流速一般不 大于 3m/s。具体设计时的四个油罐的布置如图1 所示： 图 1 内浮顶 A 2000m 3 90 号汽 拱顶 C 2000m 3 内浮顶 B 20
6、00m 3 90 号汽 拱顶 D 2000 m 3 轻柴油 第 5 页 根据本次油库安全消防课程设计的要求，现对具体的设计内容做如下详细的说 明： 一、设计要求： 已知某罐区有 2 个 2000 3 m的拱顶轻柴油罐， 2 个 2000 3 m的单盘式内浮顶汽油 罐。其中，消防管道的长度按430 米计算，水的流速取为2m/s，泡沫混合液的流速 取为 3m/s。 二、计算内容： 1、泡沫混合液流量 根据防火性能等级，管道长度按430 米计算，确定拱顶C轻柴油罐为着火罐， 其余 3 个为冷却罐。查相关规范得知，2000 3 m油罐的直径 D=16.2m ，H=10.4m则油 罐液的面积 A和周长
7、L 为： （1）拱顶油罐： 1A = 2 2/D）（= 2 ）2/2.16（3.14=206 2 m 1 L=D=3.1416.2=51m 泡沫混合液供给强度，据油品情况可选用6% 普通蛋白。 表 1 拱顶油罐据油品类型及泡沫灭火系统的设置类型，选泡沫混合液供给强度为 6L/(min ? 2 m), 时间为 1 t=40min，则混合液供给量： 1 Q= 1 Aq=2066=1236L/min=20.6 L/s 。 （2）内浮顶罐： 2 A=206-（16.2/2 ）-1.3 2=60.806 2 m 第 6 页 根据 油库设计规范 （GBJ74 84） 中规定，泡沫堰板与管壁距离点位1.2-
8、1.4m ， 取 1.3m。 泡沫混合液供给强度，据油品可选用6% 普通蛋白。 内浮顶油罐据GB50151 92 中规定，单盘式内浮顶汽油罐的泡沫混合液供给强 度不小于 12.5 L/ （min?m2 ），连续供给时间不小于30 min，则泡沫混合液供给量： 2 Q= 2 Aq=60.80612.5=12.7 L/s。 2、泡沫产生器的确定 （1）拱顶油罐： N= 1 Qq=20.6/16 1.6 只 显然可取 16L/s(PC16) 泡沫发生器 1 只与一只 8L/s(PC8) 足够，但是按低倍数 泡沫灭火规范设计要求，当储罐超过一个泡沫产生器时宜选用相同规格的泡沫产 生器，故确定本库200
9、0m 3 拱顶油罐选用 2 个 PC16泡沫产生器。 按 D 1 L=51 m 所以符合要求。 3、泡沫液总储量的计算 Q拱=32L/s 取泡沫流速 V=2m/s 管长 L=430 则 t=L/v=570/2=215s V管泡=322150.0016%=0.4128 m3 V备泡=V拱泡+V枪泡+V管泡= （Q拱 1 t+ Q枪 3 t）600.06 3- 10+0.4128= （3240+420）600.06 3- 10+0.4128=7.488+0.8208=5.3088 m3 4、消防水池的容量计算 V泡水=（Q 拱 1 t+ Q 枪 3 t）60（1-6% ） 3- 10=（3240+
10、420）60 94% 3- 10=81.216 m3 V管水： V管泡=94:6 V管水=6.4672 m3 另外， 冷却用水量考虑，冷却采用固定方式，燃烧罐冷却水强度选取2.5 （L/min. ），邻近罐冷却水强度取2（L/min. ），供给时间为 4 t=6h。因为都是 2000m3油 罐，即一个作着火罐冷却，三个作临近罐冷却，则有： Q 1 冷=1?DH 4 q=13.14 16.2 10.4 2.5 1323（L/min ） 第 8 页 Q2 冷 =3?DH 5 q（1/2 ）=33.1416.210.420.5 1587（L/min ） 冷却水量： V冷水=（Q冷 1+ Q冷 2）
11、4 t 3- 10=（1323+1587）6600.0011048 m3 又取泡沫流速 V=2m/s 管长 L=430 则 t=L/v=430/2=215s 则 V管水=322150.00194%=6.4672 m3 冷却用水总量： V水总=（V泡水+V管水+V冷水）=81.216+6.4672+1048=1136 m3 5、泡沫比例混合器的确定 由第 2 问计算可知：泡沫混合液供给流量 1 Q=20.6 L/s 则：泡沫液量 1 Q=20.6 L/s 6%=1.236 L/s 查油库加油站安全技术与管理P204表 712 知： PH系列环泵式负压泡沫比例混合器数据表知PH48型比例混合器的
12、: 泡沫液量 3 Q=1.44L/s 1Q =1.236 L/s 且泡沫混合液供给流量 3 Q=24L/s 1 Q=20.6L/s 皆满足要求，即可选用PH48型比例混合器环泵式负压泡沫比例混合器。 6、泡沫混合液管道和消防冷却水管道的计算 （1）设计选定管道流速 低倍数泡沫灭火系统设计规范中第3.5.1 条规定泡沫混合液泡“沫输送至最 远保护对象的时间不宜大于5min” ，设计中从泡沫储罐间至最远保护对象的距离约 430m，则泡沫混合液流速不应小于430560=1.4m/s，所以设计流量必须大于 1.4m/s才能符合规定要求。 一般消防管道内流速不宜小于1.0 m/s，不宜大于 3.0 m/
13、s， 故设计选定管道流速为2 m/s。 （2）管道直径计算： 根据 Q=A ?v=（ 2 D /4 ）v D= v Q4 =）14. 32（）001. 0324（=143 mm 故设计选用 DN200的钢管 （3）消防冷却水管道的计算： 流速：设定流速为2 m/s 。 管道的直径计算： Q冷水= Q 1 冷+Q2 冷 =(1323+1587)/60=48.5 L/s 第 9 页 根据 Q=A ?v=（ 2 D/4 ）v D=v/Q4=(4 48.5 0.001)/(2) (1/2)=124 mm 故选用 DN125的钢管。 7、消防水泵和泡沫泵的选取 （1）根据泡沫灭火系统设计规范GB5015
14、1 2010 中的 9.2.2 可知系统水或泡沫 混合液管道的水头损失应按下式计算： i=0.0000107 2 v/ 3. 1 d i 泡沫管道水头损失（ Mpa/m ）； v管道内水或泡沫混合液均流速（m/s）； d管道的计算内径（ m ），取值应按管道的内径减1mm 确定。 （2）根据泡沫灭火系统设计规范GB50151 2010 中的 9.2.2 可知，水泵或根据 工程流体力学可知： f h=iL 泡沫混合液的扬程H=h+p0+ z h 1）消防水泵： Q冷水=48.5L/s f h=iL j h=20% f h h= f h+ j h=1.2 f h=1.2iL 依据规范可知，当选DN
15、125 的钢管是，其公称内径是140mm ，壁厚是 4.5mm ， 则本题公式中的 d=140-9-1=130mm,则： h=1.24300.0000107 2 2/ 3. 1 130.0=0.313 Mpa 查表可得 p0=0.5 Mpa 最不利点泡沫产生装置 z h=10.4m H=31.3+10.4+50=91.7 m( 水柱) 根据泵与压缩机H放大 1.05 倍，Q放大 1.1 倍： Q实=48.51.1=53.35 L/s H实=91.71.05=96.29 m 所以，查离心泵型号表可选消防水泵为ISW80-315B型，级数为单级单吸清水离 心泵。 2）泡沫混合液泵的选择： Q拱=3
16、2 L/s 第10页 依据规范可知，当选DN200 的钢管是，其公称内径是219mm ，壁厚是 6mm ，则 本题公式中的 d=219-12-1=206mm, 则 h=1.2 f h=1.2iL=1.2 4300.0000107 2 2/ 3. 1 206.0=0.172 Mpa 0 p=0.5 Mpa z h=10.4 m H= h+ 0 p+ z h=17.2+50+10.4=77.6 m( 水柱) Q实=321.1=35.2 L/s H实=77.61.05=81.48 m 所以，查离心泵性能型号表可选泡沫混合液泵为ISW80-250A型卧式离心泵。 8、消火栓数量的确定 消火栓数： N=冷却用水总流量 /13=48.5/13=3.7 （个） 考虑到备用和保护半径，则消火栓数取5 个。 三、参考文献 1. 石油库设计规范（ GB 500742014） 中国计划出版社 2. 泡沫灭火系统设计规范（GB501512010）中国计划出版社 3. 油库加油站安全技术与管理范继义中国石化出版社2010年 4. 泵和压缩机姬忠礼石油工业出版社2011年 5. 工程流体力学袁恩熙石油工业出版社2012年