国家经济贸易委员会2003－03－18批准 2003－08－01实施
前言
为指导易燃和可燃液体的地面大型储罐的防火和灭火工作，特制定本标准。
本标准等同采用API Publ 2021A《大型地面常压储罐防火和灭火》（1998年，第1版）。
为便于使用，对于API Publ 2021A（1998年，第1版）做了编辑性修改，删去了原标准的特别声明、引言、附录C、案例记载摘要、附录E“泡沫摩擦损失数据”。原标准的附录D变成本标准附录C、原标准的附录F变成本标准附录D。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D为资料性附录。
本标准由石油工业安全专业标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位：胜利石油管理局技术监督处。
本标准主要起草人：牟善军、崔伟珍、王智晓、张亚男、王建龙、任大光。
1 概述
1．1 范围和目的
本标准只适用于储存易燃和可燃液体的大型地面储罐。本标准所指储罐是指直径为30m（100ft）或者更大的，或储存能力为12640m3（80000bbl）以上的储罐。
本标准的目的是为存放易燃和可燃液体的地面大型储罐的防火和灭火事宜提供指导。在本标准的编制过程中参考了以往的有关大型储罐的火灾数据。
1．2 大型地面储罐火灾控制的系统的方法
为了保护大型地面储罐，并确定可获得的物资能够得到有效的分配，对以下的方面进行考虑是十分必要的：
a） 有关标准和规范的要求；
b） 对公众、相邻储罐和设施热辐射的风险评价、对业务的影响、公众对风险感受程度以及工业做法。
在大型地面储罐火灾控制的设计中，包括了下列的4个因素：
——防火；
——火灾探测系统；
——火灾灭火系统；
——手动灭火。
一个完整的防火程序应对所有的这4个因素给予某种程度的考虑。但是，不同的公司对这4个因素中的每一个所关注的程度会有所不同。这可能是由于坐落位置、作业性质、操纵设施、进入现场、供应水以及灭火方法等因素决定的。
防火因素对于降低火灾控制的成本具有最大的潜在影响，并且从人员安全的角度考虑，防火因素也是迄今为止4个因素中最重要的。防火因素包括的项目有储罐的设计、施工和维护，设施的选址、布置和安全操作规程。
API Std 2610对安全使用大型地面储罐的设施提供了基本的指南。
其余的3个因素——火灾探测、火灾灭火系统和的动灭火也应在火灾控制程序中给予考虑。对以上每个因素的重视程度会因公司的侧重点、位置的重要程度、中断操作的代价及现场的特殊情况不同而不同。现场的特殊情况可包括：地形、布置、对外围的热辐射、气候、作业的性质、定员水平、地方的规定要求以及可得到的灭火人员设备和物资等。每一因素对于大型地面储罐相关的重要性将在第4章中进行讨论。
在采用四因素法对火灾进行控制时，为使各因素达到现场要求，保持各因素间有效的费用平衡是十分必要的。这可以保证能够提供一个适当的防护水平，并使可获得的资金不会不必要地浪费在某一因素上。
1．3 如何使用本标准
对于如何防止火灾保护大型地面储罐方面，本标准不提供具体的建议。但是，本标准为用户提供了有关防火和大型地面储罐保护方面决策所需要的一般性信息。关于大型地面储罐火灾的控制和灭火程序和规程的见SY/T 6306。对于大型储罐的防火保护是有效的技术手段，应将资源集中用于有效的防火措施方面。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
SY/T 6306 易燃、可燃液体常压储罐的内外灭火
SY/T 6319 防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施
API Publ 2009 炼油厂、汽油厂和石化厂内安全焊接和切割规程
API Publ 2026 安全登上石油设施浮顶罐
API Publ 2027 烃类设施维修中与常压储罐喷砂清理有关的引燃点燃危险
API Publ 2207 罐底热作业预准备
API RP 500 石油设施中电气安装场地的分级
API RP 651 地面石油储罐的阴极保护
API RP 652 地面石油储罐罐底的衬里
API Std 620 大型焊接低压储罐的设计与建造
API Std 650 钢制焊接储油罐
API Std 653 储罐的检验、维修、更替和重建
API Std 2015 石油储罐的安全进入和清理
API Std 2350 石油储罐过满装载的保护
API Std 2610 装卸油码头和储罐设施的设计、建造、操作、维护和检查
NFPA 11 低膨胀泡沫标准
NFPA 30 易燃和可燃液体规范
NFPA 25 以水为基础的防火系统的检验、测试和维护
NFPA 77 静电
NFPA 780 闪电保护规范
3 防火和设计
3．1 概述
每一次火灾都造成了财产损失。降低这些费用的主要措施就是遵从相应的措施来预防火灾的引燃和蔓延。
本章主要关注与储罐设计、建筑、溢流抑制和防止沸溢的控制措施有关的防火内容。这些内容对于大型地面储罐的防火是尤为重要的。
3．2 大型地面储罐
为有助于将火灾的隐患和火灾的蔓延降低到最小程度，大型地面常压储罐在设计和建筑方面需考虑以下内容。
3．2．1 罐顶的类型
外浮顶储罐最有可能产生边缘密封火灾，但是却不大可能发生整个表面火灾。因为扑灭大型地面储罐整个表面火灾是非常困难的，在选择罐顶设计时应对发生此类火灾的可能性进行考虑。
3．2．2 浮顶的建造
通常下沉浮顶的整个表面火灾较之锥形浮顶储罐的火灾更难于扑灭。因此，应对防止罐顶下沉（无论是火灾发生前还是火灾发生之后）的下列措施进行考虑：
a） 采用浮筒罐顶而不是盘式罐顶；
b） 确保浮筒检查孔位置合适；
c） 调整浮筒放气孔以防进入灭火水；
d） 提供充足的罐顶排水通道；
e） 采用适当布置的泡沫屏障；
f） 采用地面控制的浮顶排水（即开口在罐顶），以利于将过多的灭火水或大雨后的雨不排走，以防止罐顶下沉。
3．2．3 预防闪电的措施
闪电是外浮顶罐火灾的主要原因，同时闪电也是多个储罐火灾同时引燃的主要原因。因此，预防闪电引燃火灾的措施，臂和浮顶与罐壁的结合，在设计、施工和维护时应特别注意。有关闪电危险的更多信息见SY/T6319和NFPA780。
3．2．4 泡沫灭火
储罐设计应考虑安全的泡沫灭火方法，对由于浮顶下沉或罐顶部分被液体覆盖情况下所暴露出来的液体进行保护。泡沫发生室或其它少量施加泡沫的方法可以作为防止静电引燃的安全措施。措施参见NFPA11的附录A－3。
关于防火设计和作业规程方面的更多的信息参见附录D。
在常压储罐设施设计过程中应对灭火问题进行考虑（见第4章）。
3．3 溢流的抑制和控制
地面火灾是所有储罐火灾中的主要原因之一，同时也是储罐之间火灾蔓延的主要途径。API Std 2610对防火堤、护道和污水清理系统的布置给出了总体的指导。在下面列出可以降低由于地面火灾而导致储罐被引燃及火灾蔓延可能性的其它措施。
3．3．1 围控布置
在新的罐区，按照NFPA 30布置的远程围控措施，对于降低溢流火灾对其它储罐的影响是非常有效的。因为它可以将从储罐中溢流出来的液体导向远处的某一地点。储罐周围单独的围控可以防止火灾扩散到其它的储罐。对于现有罐区中的储罐，应根据NFPA 30中有关防火堤建造和布置指南修建防火堤。
3．3．2 防火堤排放
防火堤的排放系统的大小和布置应能将来自灭火作业的水迅速排放到一个安全的地点。防火堤排放阀应布置在罐区之外，并且保持关闭（排水时除外）。排放的方式应引导燃烧的液体远离暴露地点，如管道栈桥和建筑物，并且不允许通过邻近的防火堤区域进行排放。
3．3．3 防火堤地面坡度
防火堤地面应有一定的坡度，以使得溢流液体可以迅速地从储罐附近流开。另外，可以通过在管线和管线附件的下面建造较矮的隔离沟，以避免火焰直接冲击和防止管线下面形成燃烧液体池，降低地面火灾损坏进出储罐管线的可能性。
3．3．4 泵和其它的设备
具有潜在的高泄漏可能性的设备，如泵、过滤器和管汇应布置在储罐防火堤之外，以便将防火堤区域内的泄漏潜力降低到最小程度。
3．3．5 检修和检验
应定期检查防火堤地面、隔离沟、防火堤壁、围控槽和防火堤排放系统，以确保地面沉降、风和水的侵蚀、变更及车辆和人员的交通没有造成设计的排放方式和围控能力的改变。
3．4 沸溢的预防措施
虽然沸溢极少发生，但是却受到特别的关注，因为它们会造成火灾迅速扩散且影响范围大，接近燃烧储罐的人员是极端危险的。有关沸溢的进一步的详细内容，参见附录C。
4 火灾的探测和火灾的灭火
4．1 探测
在报告的灭火工作取得成功的72例中，只有1例是有火灾探测系统并被激发。据报告即使没有使用火灾探测系统，储罐火灾也没有迅速扩展。
4．2 火灾灭火
4．2．1 概述
SY/T6306中讨论的许多做法和程序在密封火灾的灭火过程中，已经被证明是非常有效的。因为扑灭大型储罐火灾需要大量的物资，并且这些资源使用的频率非常低，许多企业正在寻求便携式装备和互助的方式来提供充分迅速的反应。
4．2．2 固定的和半固定的泡沫火灾灭火系统
设计和安装泡沫灭火系统的主要参考资料见NFPA11。
4．2．3 密封火灾
根据NFPA 11设计的泡沫火灾灭火系统，在密封火灾的灭火中是有效的。这些系统可以使用最少的人力和工作量。对于内浮顶储罐的封闭区域内（出口是有限的）的火灾控制和灭火，这些系统尤为有用。如果罐顶下沉并且没有扑灭最初的密封火灾，可能会导致整个表面火灾。
根据NFPA 11正确设计和安装的泡沫屏障是密封火灾控制中的一个主要因素。泡沫屏障的不足可能会导致作用于密封火灾的泡沫不充分。在一些情况下，火灾控制所用的水和泡沫会将浮顶淹没并使浮顶下沉，从而使火灾蔓延到整个表面区域。当二次密封或天气防护罩发生了变化时，可能需要对泡沫屏障进行调整，以确保泡沫屏障的高度高于密封或防护罩的高度。
4．2．4 整个表面火灾
限制泡沫灭火系统在大型地面储罐上应用的主要原因是泡沫覆盖层扩散到整个燃烧油料表面上的有限的能力。NFPA、石油公司和供货商的试验以及实际的火灾经历都表明：泡沫覆盖层在燃烧的液体表面从其作用点能够扩散的最大距离为30m（100ft）。
基于这样的限制，用传统的壳装式泡沫室进行灭火的最大整个表面火灾估计为60m（200ft）。目前，对于保护大于60m（200ft）储罐可以有三种选择：液下注射、半液下注射以及投射泡沫灭火。
4．2．4．1 液下注射
液下注射的方法将会把连续的泡沫覆盖层分布到整个燃烧的液体表面。假如各泡沫的注射点进行了战略性的布置从而保证了泡沫的行进距离在30m（100ft）的范围以内。采用此种方法输送泡沫最适用于锥顶储罐，因为在那里障碍物与泡沫覆盖层的扩散不会相互干扰。有关使用液下方法灭火的储罐，对储罐大小惟一的限制是保证按要求的使用量供应泡沫。
严格限制利用生产管线对大型地面储罐进行液下注射，除非沿储罐的周围有数量特别多的喷嘴，并且管线进口的布置对于液下泡沫的注射也是适当的（即，保持泡沫行进的距离在30m（100ft）的范围之内）。
由于考虑到泡沫在燃烧的液体表面分布得不恰当，对于浮顶罐，NFPA 11并不推荐液下注射。
4．2．4．2 半液下方法
有一个泡沫设备供货商供应了一种半液下注射系统，它是在每一泡沫的出口利用漂浮的软管将泡沫直接输送到液体表面。当泡沫进系统时，这些系统的软管从罐壁底部的储存室中释放出来。这种半液下泡沫输送方式的优点是降低了泡沫的流动要求，并且可以通过注射，对那些对泡沫有破坏作用的液体中发生的火灾进行控制。
4．2．4．3 投射泡沫灭火
利用固定系统泡沫对直径等于或大于60m（200ft）储罐进行灭火的推荐方法之一是采用投射泡沫灭火器。该泡沫输送系统采用了安装在罐壁上的喷嘴代替泡沫发生室将泡沫连续输送到储罐中心。基于对射流物范围及泡沫的行程的估计，该系统可用于90m（300ft）的储罐。投射灭火器可与传统的壳装式泡沫发生室结合使用，并且可用于任何类型的储罐。
4．3 使用便携式和移动式装备手动灭火
有关利用手动泡沫灭火以达到储罐火灾灭火的方案，主要的参考资料是NFPA 11。
4．3．1 密封火灾
对于外浮顶储罐和密封区域可以进入的内浮顶储罐，手动扑灭密封处火灾是非常有效的。下面的规程和设计方案的选择可能会对提高成功率有所帮助：
a） 安装NFPA 11建议的泡沫屏障。泡沫屏障降低了进入外浮罐顶打开二次密封或天气防护罩的要求。
b） 确保泡沫屏障高于天气防护罩或二次密封；如果防护罩或密封已经作为改装的一部分被安装到罐顶上，应注意确保现有泡沫屏障的有效性。
c） 在天气防护罩或二次密封上安装热融嵌板，以便让泡沫施加到液体表面或一次密封上。
d） 装设一根或多根泡沫立管直到外顶储罐的梯子平台或防风加强槽钢圈，以减少对软管和人力的要求，要求随手可得的带喷嘴的软管和消防灭火器，可以考虑将其安装在计量平台上。
e） 在内浮顶储罐上，提供可以移动的或热融的边缘通风天气防护罩以接近密封。
f） 沿着外浮顶储罐的防风加强槽钢安装扶手或其它防摔倒的装置，以防消防人员发生伤害。
4．3．2 整个表面火灾
造成整个表面火灾手动灭火成功率相对较低的最大因素是泡沫的流动受到限制。塌陷的固定顶或部分下沉的浮顶所形成的空间，阻碍了泡沫横过整个液体表面。造成这些失败的其它因素包括：
a） 进行灭火尝试时，未能提供充足数量的泡沫灭火剂来进行不间断的灭火；
b） 未能达到NFPA 11中推荐的为实现灭火所要求的泡沫流量。
对于直径达到45m（150ft）以上时，成功的可能性会降低。主要是因为降低了对液体表面的接近。另外一个因素是提供充足泡沫灭火剂和充足水供应的能力。随着储罐直径的增加，泡沫横过燃烧的液体表面的有限的流动能力[大约为从接触点30m（100ft）]同样牵制了灭火工作。
目前，许多单位正在对60m（200ft）直径和更大的储罐倡导使用一项不同于NFPA 11方法的超量泡沫输送技术。这种策略被称为大喷射器，即采用战略性的布置便携式或移动式的释放能力范围在9m3/min~54m3/min（2000gal/min~12000gal/min）的泡沫炮。便携式的泡沫炮是经过瞄准的，所以泡沫落在液体表面上的图案为椭圆形（覆盖区）。泡沫覆盖层的边缘距罐壁不应超过24m（80ft）。自燃烧表面的火焰和烟雾降低能见度的情况下，正确地对泡沫流动予以导向并形成一个合适的泡沫图案存在着很大困难。
对泡沫输送的要求通常是根据燃营业税表面面积确定的，将它乘以泡沫的密度（相关的流量参见NFPA 11）。大喷射器策略对泡沫的超量使用不采用这种确定泡沫输送要求的方法。大喷射器策略的泡沫释放的要求是基于达到总体覆盖燃烧液体表面所需泡沫炮的数量和大小（流量）。流量是基于为在燃烧的液体上产生一个泡沫覆盖区的图案提供充足的泡沫，从覆盖层边缘计算使得泡沫横过液体表面最大行程不超过24m（80ft）。
通常最有效的火灾控制措施是将储罐中的介质泵出到一个替代用储罐中、管道或类似的地方。为提供充足的泵出设施，下面的方案可以考虑：
a） 将泵安置在防火堤区域和排放路径之外；
b） 保护泵的动力源不会受到火灾的侵害，并提供备用动力源；
c） 提供备用的泵出设施；
d） 保护储罐连接的入口，不要阻塞（尤其是有衬里的储罐）。
4．4 固定的喷淋系统和热辐射防护系统
安装在储罐上用于对罐壳进行冷却的固定的喷淋系统，可降低来自内部火灾和来自火灾热辐射的热效应。另外，某些地点已经安装了固定的和摆动的消防水炮，代替或加强喷淋系统。
邻近储罐的热辐射对大型地面储罐并不是一个关键的因素，并且在大多数情况下，手动水冷就已足够了。
采用固定的水喷淋系统对燃烧的大型地面储罐的罐体进行冷却效果不大。总的来说，固定水喷淋系统的使用增加了需要的消防用水供应量，并且可能会加重排放系统的负担。
对那些人力资源有限或罐壁到罐壁之间推荐的间隔要求不能够满足的情况下，还是可以考虑安装固定的水喷淋系统。
4．5 火灾灭火考虑
对于储罐火灾灭火的规划和组织，见SY/T 6306。
4．5．1 灭火费用
大型地面储罐火灾的灭火费用可能是高昂的，整个表面火灾事故尤其如此。大型地面储罐设施的作业者应在火灾发生之前对潜在的灭火费用进行评估。在进行此项工作时，应考虑如下的费用：
a） 灭火剂——泡沫灭火剂；
b） 水（如果使用了计量的市政供水系统）；
c） 劳动力，包括现场人员、应包反应人员和承包商；
d） 消防器材和装备费用，包括燃烧、磨损以及损坏；
e） 重型设备作业费用；
f） 紧急运输和输送费用；
g） 长期作业过程中的饮食；
h） 警戒保卫。
有一点必须认识到的事实是：灭火的努力可能会失败，只会有非常少的或者没有任何回报。
估计的灭火费用应与潜在的财产损失和业务中断费用（包括由于坏新闻造成的商务损失）、债务要求以及罚款进行比较，从而确定有必要进行灭火尝试的储罐的最大尺寸。
如果潜在灭火费用超过了公司的财力，则有几个长期的替代方案可以考虑。
a） 避免采用锥顶和内浮顶储罐，以降低整个表面火灾的可能性和消防的难度。
b） 采取额外的措施确保浮顶的稳定性，以降低发生整个表面火灾的可能性。
c） 确保有足够的和备用的泵出设施。
d） 同应急反应人员进行沟通，以保证他们能够了解你的费用限制和意图。当使用的是外部的应急反应人员，把储罐抽空直至烧完时是你的意图时，尤其如此。
4．5．2 水的供应
在编制火灾控制规划时，水的供应是必须予以考虑的关键因素。哪怕是一支训练良好的紧急反应队伍，也会由于供水系统的不足而遭到严重的打击。因此，公司必须将他们的目标策略和他们的供水情况紧密结合，反之亦然。表1归纳了75m（250ft）直径储罐发生整个表面火灾时，采用泡沫灭火情况下的供水要求。
表1 泡沫灭火通常的供水要求（75m直径储罐）（略）
表中的流量要求不包括冷却罐壁或邻近储罐或补充泡沫软管流量（NFPA推荐）所需的水量。
在对大型储罐火灾的灭火供水进行规划时，对人力、器材、装备和建立水供应所需的时间进行考虑是很重要的。应当考虑使用所有可以使用的水源，包括内部的供水系统、市政供水系统以及静态供水系统（湖、江以及其它）。这些水源可以单独地也可以结合起来使用。
4．5．3 火灾前规划
对任何的大型地面储罐设施来讲，火灾前规划都是必不可少的。正如以上所讨论的，公司的财务限制、灭火战略和水的供应应在火灾发生之前明确。另外，火灾前规划应强调对涉及大型地面储罐可能发生的灭火作业的后勤支持。火灾控制作业的后勤工作包括采购、运输和管理等方面：
a） 采取多种泡沫灭火或泵出产品作业或者两者都涉及时，可能需要消耗很多的工时；
b） 大量的消防资源，这可能包括超过100个消防员和数量巨大的器材；
c） 专业从事储罐灭火的承包商的使用；
d） 采购、送货和搬运数量巨大的泡沫灭火剂（以及潜在数千磅的辅助的干化学灭火药剂）；
e） 泡沫灭火剂以每分钟数立方米的速度消耗；
f） 预计的水的消耗速度高达45m3/min（10000gal/min）是常见的；
g） 设备的预制，如泡沫棒及虹吸管道以抽出罐内产品；
h） 重型设备、材料的处理设备及便携式或移动泵的使用。
从这种情况下得到的主要教训证明了将火灾前规划和培训作为降低费用和将储罐火灾控制工作的复杂性降低到最小程度的方法是有价值的。
4．5．4 消防通道
排放和围堵系统的布置将会严重地限制消防的通道。大直径储罐罐壁和它周围的防火堤壁之间的间距可能是实质性的问题。如果防火堤区域充满了水或者产品，或者二者兼有，则该间距能阻碍消防作业。4.5.4.1到4.5.4.3中的做法可能会有助于缓解这一问题。
4．5．4．1 永久平台
在每一防火堤区域内至少设置一个延伸到距离罐壁15m~21m（50ft~70ft）之内的永久平台。平台应布置在储罐的主导风向的上风侧，与防火堤等高，可以从人行道上进入，并且其宽度可以进行预期的灭火作业。平台可以是土质的或其它合适的阻燃材料建筑的。
4．5．4．2 临时平台
如果取土设备和土壤可以轻易地得到，根据需要建造临时平台是可行的。这一做法也可以用来作为永久平台的一个补充。
4．5．4．3 远距离围控
因为降低了防火堤墙和罐壁之间的距离，采用远距离围控可以解决灭火通道问题。但是，采用远距离围控一般会至少在一个方向上阻止到储罐的通道。
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