某化工物流园项目消防给排水设计要点

某化工物流园项目消防给排水设计要点

夏海艳

上海凯赢达化工设计工程咨询有限公司 200000

[摘要] 结合某化工物流园项目，对消防给排水的设计要点计行分析，通过对甲类可燃液体罐区的泡沫及消防冷却用水进行详细计算，确定系统的最大消防用水量。。

[关键词] 可燃液体罐区；泡沫灭火；消防冷却；消防用水量

储罐区作为石化行业中转、储存、运输等环节的关键内容，其消防风险与危害性极大，因此有必要对储罐区进行有效的消防防护。在项目的建设过程中，应重视对消防系统的投资，努力贯彻“预防为主，防消结合”的基本原则，防患于未然。

一、项目概况：

某化工物流园按功能自东向西划分3个区域，区域1为综合办公区；区域2为危险品仓储区域，均为甲乙类仓库；区域3 是危险品储罐区，设置有1#2#3#甲类可燃液体储罐等。

该项目占地面积小于1000000m2,同一时间火灾数按1处考虑。其中综合办公区消火栓系统火灾延续时间按2小时考虑、喷淋系统火灾延续时间按1小时考虑。经计算，综合办公区消防用水量为：V1=562m3;

危险品仓储区域均为仓库，甲乙类仓库火灾延续时间按3小时考虑，该区域内单体最大消防用水量为：V1=378m3。

根据石化规8.4节的规定，可燃液体罐区的消防用水量应为配置泡沫混合液用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和确定。以下进行详细计算。

二、罐区泡沫灭火系统的计算

可燃液体储罐的火灾主要采用低倍数泡沫灭火系统。本项目罐区均采用6%的泡沫液。

根据石化规8.7节的规定，单罐容积均超500 m3的甲类水溶性可燃液体应采用固定式泡沫灭火系统。根据泡沫规4.1节的规定，储罐区泡沫灭火系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量，应按罐内用量、该辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。

以下分别对Ø11000×H12640规格的固定顶罐区和内浮顶储罐的泡沫混合液用水进行计算。

1、固定顶储罐泡沫系统计算

a、罐内用量计算：固定顶储罐的保护面积应按其横截面积确定。

F=2/4=3.14×11×11/4=95m2

泡沫液供给强度为q=10L/(min.m2)，供给时间t=30min，泡沫液计算流量Q1=F×q=95×10=950 L/min=15.83 L/S。

根据规范，储罐直径>10米，泡沫产生器数量不应少于2个，取其数量为2个，单个产生器流量取8L/S，则泡沫混合液设计流量为Q=2×8=16L/S，泡沫混合液用量Q1=Qt=16×30×60/1000=28.8 m3

b、辅助泡沫枪用量计算

本项目固定顶储罐直径为11米，配备泡沫枪数量为1支，泡沫混合液连续供给时间为20min，泡沫混合液流量不小于4L/S，泡沫液用量为Q2=4×20×60/1000=4.8m3

c、管道剩余量

经计算，控制阀后，管道内剩余泡沫混合液用量Q3=1.6 m3

综合以上计算：单座Ø11000×H12640规格固定顶储罐所需泡沫混合液流量为16+4=20L/S,所需泡沫混合液量为28.8+4.8+1.6=35.2 m3

2、内浮顶储罐泡沫系统计算

a、罐内用量计算：内浮顶储罐的保护面积应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。泡沫堰板距离罐壁取1米（不小于0.55米）

F=2-d2)/4=3.14×(11×11-9×9)/4=31.4m2

泡沫液供给强度为q=15L/(min.m2)，供给时间t=60min，泡沫液计算流量Q1=F×q=31.4×15=471 L/min=7.85 L/S。

根据规范，单个泡沫产生器保护周长不大于24米，取泡沫产生器数量为3.14×11/24=1.44，取其数量为2个，单个产生器流量取4L/S，则泡沫混合液设计流量为Q=2×4=8L/S，泡沫混合液用量Q1=Qt=8×60×60/1000=28.8 m3

b、辅助泡沫枪用量计算

本项目内浮顶储罐直径为11米，配备泡沫枪数量为1支，泡沫混合液连续供给时间为20min，泡沫混合液流量不小于4L/S，泡沫液用量为Q2=4×20×60/1000=4.8m3

c、管道剩余量

经计算，控制阀后，管道内剩余泡沫混合液用量Q3=1.2 m3

综合以上计算：单座Ø11000×H12640规格内浮顶储罐所需泡沫混合液流量为8+4=12L/S,所需泡沫混合液量为28.8+4.8+1.2=34.8 m3

按此方法，Ø17000×H15400内浮顶储罐的所需泡沫混合液流量为20L/S,所需泡沫混合液量为64 m3

三、罐区消防冷却水系统的计算

本项目储罐高度均在17米以下，且容积均小于10000立方，故可不设固定式消防冷却系统，仅设移动式冷却。消防冷却水系统该设计流量应按照着火罐与邻近罐最大设计流量并计算确定。本项目储罐直径均未超过20米，消防冷却用水的延续时间均按4小时考虑。

a、1#甲类罐区消防冷却水的计算

1#甲类罐区仅两台储罐，着火罐为Ø17000×H15400的立式罐，邻近罐为Ø8200×H11000，均为内浮顶储罐。着火罐供水强度为0.6L/s.m，设计流量为0.6×3.14×14=32.03L/S；邻近罐罐供水强度为0.7L/s.m，设计流量为0.7×3.14×8.2/2=9.01L/S

1#罐区冷却用水设计流量为：32.03+9.01=41.04L/S

1#罐区消防冷却用水量为：41.04×4×3600/1000=591 m3

b、2#甲类罐区消防冷却水的计算

本罐区冷却用水量最大的是一个Ø11000×H12640的着火罐，其邻近罐是两个Ø11000×H12640的立式罐和一个Ø17000×H15400的立式罐，均为内浮顶罐。着火罐供水强度为0.6L/s.m，设计流量为0.6×3.14×11=20.73L/S；邻近罐罐供水强度为0.7L/s.m，设计流量为0.7×（3.14×17+2×3.14×11）/2=42.87L/S

2#罐区冷却用水设计流量为：20.73+42.87=63.6L/S

2#罐区消防冷却用水量为：63.6×4×3600/1000=915.84 m3

c、3#甲类罐区消防冷却水的计算

本罐区冷却用水量最大的是一个Ø11000×H12640的着火罐，其邻近罐是三个Ø11000×H12640的立式罐，均为固定顶。着火罐供水强度为0.8L/s.m，设计流量为0.8×3.14×11=27.64L/S；邻近罐罐供水强度为0.6L/s.m，设计流量为3×0.6×3.14×11/2=31.09L/S

3#罐区冷却用水设计流量为：27.64+31.09=58.73L/S

3#罐区消防冷却用水量为：58.73×4×3600/1000=845.8 m3

综合以上计算，罐区消防用水量为:

1#罐区：64×0.94+591=652 m3

2#罐区：64×0.94+915.84=976 m3

3#罐区：35.2×0.94+845.8=879 m3

通过以上计算发现，本项目消防用水量最大的为2#甲类罐区，其消防用水量为976 m3。

四、结论

通过以上计算发现，化工项目可燃液体罐区消防冷却用水用量非常可观，本项目最大消防用水量不是仓储区，而是甲类可燃液体储罐区。

可燃液体罐区由于存储介质的多样性和特殊性，是消防安全关注的重点，该区域一旦发生火灾、爆炸事故，将对生产、周边居民及环境造成极大的危害。因此，可燃液体储罐的消防系统设计及计算就尤为重要，在设计时必须严格遵循设计标准，计算取值也要规范严谨。

参考资料：

[1] 张巍敏浅谈石油化工油罐区消防系统设计策略，当代化工研究 2023.14

[2] 范一丁 可燃液体储罐消防系统设计及计算科学管理 2023年第4期

[3] GB50160-2008(2018年版)《石油化工企业设计防火标准》

[4] GB50151-2021 《泡沫灭火系统技术标准》

[5] GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》