浅谈甲乙类水溶性物料储运站消防设计
10000M3 贮运站规模较大, 一般情况下,所贮存的物料品种多, 消防环境复杂, 因此,设计人员必须针对各种物料的性质进行消防设计。特别是甲、乙类水溶性物料, 因火灾危险性大、危害严重, 其消防设计应引起高度重视。另外, 10000M3 贮运站内建、构筑物较多,也增加了贮运站消防设计的难度。现以江西液体化工原料贮运站为例谈谈消防设计。
1 贮运站概况
江西液体化工原料贮运站存贮的物料为甲醇、丙醇、丙酮、冰醋酸。它们均为水溶性易燃液体, 火灾危险性为甲、乙级, 其中甲醇、丙醇不仅易燃、易爆, 而且有毒, 甲醇对视神经危害尤为严重, 冰醋酸有较强的腐蚀性。站内有汽车站台、火车栈桥、贮罐区等主要建、构筑物。罐区内设置四座10000M3 贮罐(直径á 17.6m , 高H = 13. 8m ) 分别存储上述四种物料。贮罐形式为地上式固定顶立式罐。该站为典型的10000M3 甲、乙类水溶性物料贮运站。
2 贮运站消防设计
2.1 设计原则
设计原则上应根据贮运物料的性质、规模、结合当地消防力量, 依据《建筑设计防火规范》GBJ 16- 87 进行。泡沫灭火系统的设计还应符合国家现行的泡沫灭火系统设计规范。小型灭火器具的设置应符合《石油化工企业设计防火规范》。
2.2 泡沫消防系统
2.2.1 系统形式的确定
系统型式有固定式、半固定式和移动式。系统形式的选择, 应根据保护对象的规模、火灾危险性、总体布置、扑救难易程度、消防站的设置情况等因素综合确定。
贮运站同一时间的火灾次数为一次, 消防设施应按需水量最大的消防对象——罐区设计。本工程罐区总储量为10000M 3, 根据GBJ 50151—92, 采用了固定式泡沫灭火系统, 同时还设置了移动式泡沫灭火设备。
2.2.2 罐区泡沫灭火系统设计
(1) 灭火剂的选择
设计人员必须针对不同的贮存物料的性质确定灭火剂。对甲醇、丙醇、丙酮、冰醋酸等水溶性有机溶剂, 普通的空气泡沫与之接触,泡沫中的水份会很快被吸收, 泡沫很快消失,灭火困难, 因此, 对于水溶性甲、乙类液体必须选用抗溶性空气泡沫液来扑救火灾, 空气泡沫比这些液体轻, 能浮在液体表面自由展开, 并强韧地覆盖在燃烧液体表面上, 形成固体薄膜, 该薄膜有效地防止水溶性有机溶剂吸收泡沫水份, 而且有较长时间的稳定性, 能耐火焰和高温, 从而切断可燃气体与外界空气的接触实施灭火。本设计选用YEKH - 6型抗溶性泡沫灭火剂。
(2) 固定式泡沫灭火系统的组成
由固定的泡沫液罐、泡沫消防泵、泡沫比例混合器、空气泡沫产生器和管道组成。
(3) 泡沫液罐和泡沫消防泵的设计泡沫比例混合器分为压力式和环泵式二种。参照规范关于泡沫混合液输送到最远保护对象的时间不宜大于5m in 的要求, 结合本工程消防泵房距贮罐区约40m 的实际, 设计上采用环泵式混合器, 故泡沫液罐可设置在消防水池与消防泵房之间。
泡沫液罐的总储量除按规定的泡沫混合液供给强度、泡沫枪数量和连续供给时间计算外, 尚应考虑充满管道的需要量, 经计算确定为10M3 泡沫液罐一只。
泡沫消防泵宜选用特性曲线平缓的离心泵。当采用环泵式混合器时, 泵的设计流量应为计算流量的1.1 倍。在计算泡沫泵扬程时,消防器材的工作压力应取泡沫产生器和泡沫枪两者中工作压力较大者。经计算选取IS150- 100- 250 型泡沫消防泵三台, 二用一备, 每台Q = 130～ 200M3/h , H = 86～80M。
(4) 泡沫产生器的设置
泡沫产生器数量应根据所需的泡沫混合液流量及所选定的泡沫产生器工作时的混合液流量计算确定, 但设置数量不小于表1 的规定。
(5) 泡沫混合液管道设计
防火堤内的水平管段应敷设在管墩、管架上, 但不得固定。在防火堤外的管道应布置成环状, 并用阀门分成若干独立段, 在该管道上设置消火栓, 其数量应根据需配置的泡沫枪数量及其保护半径确定, 并考虑风向等因素, 适当增加备用消火栓。
2.2.3 汽车站台泡沫灭火系统
汽车站台设有四个地上式固定顶立式罐, 每罐á = 2.20m , 高H = 3. 8m , 从其规模、总体布置、扑救难易程度及站内已设固定泡沫消防系统考虑, 设置了半固定式泡沫消防系统, 并在站台附近设置泡沫消火栓, 配备泡沫枪作备用。
2.2.4 火车栈桥泡沫灭火系统
设置移动式泡沫灭火系统, 在栈桥沿线距铁路线15m 外布置泡沫消火栓, 并配备相应的泡沫枪。
2.3 水消防系统
2.3.1 系统型式的选择
系统型式有移动式和固定式两种。按照规模, 地上贮罐的高度小于15m 时, 可采用移动式水消防系统, 但考虑到保护对象的规模、火灾危险性、危害性及站内消防力量不足, 在罐区及汽车站台设置了固定式水消防系统, 在火车栈桥设置移动式水消防系统。
2.3.2 消防水池设计
消防水池的容量应满足在火灾延续时间内消防用水量的要求。
消防水池的高程设计(地上式、半地上式、地下式) , 在尽量满足消防水泵自灌式引水的前提下, 视所在地的地耐力及是挖方区还是填方区而定。
2.3.2 消防水泵
本工程消防时所需消防水泵的流量为248M3/h , 扬程为28m , 而罐体夏季降温所需水泵的流量为Q 平均= 180M3/h , Q 最大=240M3/h , 扬程H = 25. 7m , 考虑到两种工况不会同时发生, 故选IS150- 125- 315 型水泵二台, 一用一备, 这样不仅满足两种工况之需要, 又减少设备数量、维修量及泵房占地面积, 节省了投资。
2.3.4 消防水管道
防火堤内的水平管道尽量与泡沫混合液管道并行, 敷设在管墩、管架上, 不得固定。沿罐体周长方向敷设的固定喷淋管需要分段设置, 以提供消防时所需的冷却水量。防火堤外的消防水管道设计基本上同防火堤外的泡沫混合液管道设计。
2.4 灭火器材的设计
灭火器材的设计, 主要是确定灭火剂的类型及灭火器材的数量, 物料所适用的灭火剂类型见表2
选择灭火剂类型时, 应考虑其种类的简单、有效、经济及通用性。据上表, 选用抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土作为物料的灭火剂。选择干粉扑救电气火灾, 灭火器的数量按规范GB50156- 92 确定。
3 对设计中几个问题的思考
3.1 在设计消防泵时, 按规范均应设置备用泵, 且备用泵的能力不得小于最大一台泵的能力。在不具备双动力源时, 按规范消防水泵可采用内燃机作动力。消防泵的运行方案为:电网电源→发电机→→消防电动泵及备用泵, 这样势必增加用电增容费。若消防泵用电几倍于正常生产用电, 电网电源容量不能满足或需经改造才能满足用电要求时, 笔者认为可选用汽油发动机驱动固定式消防泵组, 这样更经济, 当然还需经安全生产、技术可靠、经济运行诸因素综合比较选消防泵。
3.2 相邻罐固定式冷却用水量, 按照规范,对于立式罐, 其供给范围为罐周长的一半。在设计中, 对于单排布置的罐区, 可考虑将固定喷淋管分成两段来实现; 对于双排布置的罐区, 则需分成四段来实现。
3.3 灭火器具的选择, 必须注意不同类型的互容性, 否则延误战机酿成大祸。例如, 干粉灭火剂就不能与蛋白泡沫和一般合成泡沫联用, 因为前者对后者有较大的破坏作用, 而对于扑救非水溶性可燃、易燃液体的火灾时, 干粉与氟蛋白泡沫或轻水泡沫联用, 可取得很好的灭火效果。【文章出处：韩瑛】
1 贮运站概况
江西液体化工原料贮运站存贮的物料为甲醇、丙醇、丙酮、冰醋酸。它们均为水溶性易燃液体, 火灾危险性为甲、乙级, 其中甲醇、丙醇不仅易燃、易爆, 而且有毒, 甲醇对视神经危害尤为严重, 冰醋酸有较强的腐蚀性。站内有汽车站台、火车栈桥、贮罐区等主要建、构筑物。罐区内设置四座10000M3 贮罐(直径á 17.6m , 高H = 13. 8m ) 分别存储上述四种物料。贮罐形式为地上式固定顶立式罐。该站为典型的10000M3 甲、乙类水溶性物料贮运站。
2 贮运站消防设计
2.1 设计原则
设计原则上应根据贮运物料的性质、规模、结合当地消防力量, 依据《建筑设计防火规范》GBJ 16- 87 进行。泡沫灭火系统的设计还应符合国家现行的泡沫灭火系统设计规范。小型灭火器具的设置应符合《石油化工企业设计防火规范》。
2.2 泡沫消防系统
2.2.1 系统形式的确定
系统型式有固定式、半固定式和移动式。系统形式的选择, 应根据保护对象的规模、火灾危险性、总体布置、扑救难易程度、消防站的设置情况等因素综合确定。
贮运站同一时间的火灾次数为一次, 消防设施应按需水量最大的消防对象——罐区设计。本工程罐区总储量为10000M 3, 根据GBJ 50151—92, 采用了固定式泡沫灭火系统, 同时还设置了移动式泡沫灭火设备。
2.2.2 罐区泡沫灭火系统设计
(1) 灭火剂的选择
设计人员必须针对不同的贮存物料的性质确定灭火剂。对甲醇、丙醇、丙酮、冰醋酸等水溶性有机溶剂, 普通的空气泡沫与之接触,泡沫中的水份会很快被吸收, 泡沫很快消失,灭火困难, 因此, 对于水溶性甲、乙类液体必须选用抗溶性空气泡沫液来扑救火灾, 空气泡沫比这些液体轻, 能浮在液体表面自由展开, 并强韧地覆盖在燃烧液体表面上, 形成固体薄膜, 该薄膜有效地防止水溶性有机溶剂吸收泡沫水份, 而且有较长时间的稳定性, 能耐火焰和高温, 从而切断可燃气体与外界空气的接触实施灭火。本设计选用YEKH - 6型抗溶性泡沫灭火剂。
(2) 固定式泡沫灭火系统的组成
由固定的泡沫液罐、泡沫消防泵、泡沫比例混合器、空气泡沫产生器和管道组成。
(3) 泡沫液罐和泡沫消防泵的设计泡沫比例混合器分为压力式和环泵式二种。参照规范关于泡沫混合液输送到最远保护对象的时间不宜大于5m in 的要求, 结合本工程消防泵房距贮罐区约40m 的实际, 设计上采用环泵式混合器, 故泡沫液罐可设置在消防水池与消防泵房之间。
泡沫液罐的总储量除按规定的泡沫混合液供给强度、泡沫枪数量和连续供给时间计算外, 尚应考虑充满管道的需要量, 经计算确定为10M3 泡沫液罐一只。
泡沫消防泵宜选用特性曲线平缓的离心泵。当采用环泵式混合器时, 泵的设计流量应为计算流量的1.1 倍。在计算泡沫泵扬程时,消防器材的工作压力应取泡沫产生器和泡沫枪两者中工作压力较大者。经计算选取IS150- 100- 250 型泡沫消防泵三台, 二用一备, 每台Q = 130～ 200M3/h , H = 86～80M。
(4) 泡沫产生器的设置
泡沫产生器数量应根据所需的泡沫混合液流量及所选定的泡沫产生器工作时的混合液流量计算确定, 但设置数量不小于表1 的规定。
(5) 泡沫混合液管道设计
防火堤内的水平管段应敷设在管墩、管架上, 但不得固定。在防火堤外的管道应布置成环状, 并用阀门分成若干独立段, 在该管道上设置消火栓, 其数量应根据需配置的泡沫枪数量及其保护半径确定, 并考虑风向等因素, 适当增加备用消火栓。
2.2.3 汽车站台泡沫灭火系统
汽车站台设有四个地上式固定顶立式罐, 每罐á = 2.20m , 高H = 3. 8m , 从其规模、总体布置、扑救难易程度及站内已设固定泡沫消防系统考虑, 设置了半固定式泡沫消防系统, 并在站台附近设置泡沫消火栓, 配备泡沫枪作备用。
2.2.4 火车栈桥泡沫灭火系统
设置移动式泡沫灭火系统, 在栈桥沿线距铁路线15m 外布置泡沫消火栓, 并配备相应的泡沫枪。
2.3 水消防系统
2.3.1 系统型式的选择
系统型式有移动式和固定式两种。按照规模, 地上贮罐的高度小于15m 时, 可采用移动式水消防系统, 但考虑到保护对象的规模、火灾危险性、危害性及站内消防力量不足, 在罐区及汽车站台设置了固定式水消防系统, 在火车栈桥设置移动式水消防系统。
2.3.2 消防水池设计
消防水池的容量应满足在火灾延续时间内消防用水量的要求。
消防水池的高程设计(地上式、半地上式、地下式) , 在尽量满足消防水泵自灌式引水的前提下, 视所在地的地耐力及是挖方区还是填方区而定。
2.3.2 消防水泵
本工程消防时所需消防水泵的流量为248M3/h , 扬程为28m , 而罐体夏季降温所需水泵的流量为Q 平均= 180M3/h , Q 最大=240M3/h , 扬程H = 25. 7m , 考虑到两种工况不会同时发生, 故选IS150- 125- 315 型水泵二台, 一用一备, 这样不仅满足两种工况之需要, 又减少设备数量、维修量及泵房占地面积, 节省了投资。
2.3.4 消防水管道
防火堤内的水平管道尽量与泡沫混合液管道并行, 敷设在管墩、管架上, 不得固定。沿罐体周长方向敷设的固定喷淋管需要分段设置, 以提供消防时所需的冷却水量。防火堤外的消防水管道设计基本上同防火堤外的泡沫混合液管道设计。
2.4 灭火器材的设计
灭火器材的设计, 主要是确定灭火剂的类型及灭火器材的数量, 物料所适用的灭火剂类型见表2
选择灭火剂类型时, 应考虑其种类的简单、有效、经济及通用性。据上表, 选用抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土作为物料的灭火剂。选择干粉扑救电气火灾, 灭火器的数量按规范GB50156- 92 确定。
3 对设计中几个问题的思考
3.1 在设计消防泵时, 按规范均应设置备用泵, 且备用泵的能力不得小于最大一台泵的能力。在不具备双动力源时, 按规范消防水泵可采用内燃机作动力。消防泵的运行方案为:电网电源→发电机→→消防电动泵及备用泵, 这样势必增加用电增容费。若消防泵用电几倍于正常生产用电, 电网电源容量不能满足或需经改造才能满足用电要求时, 笔者认为可选用汽油发动机驱动固定式消防泵组, 这样更经济, 当然还需经安全生产、技术可靠、经济运行诸因素综合比较选消防泵。
3.2 相邻罐固定式冷却用水量, 按照规范,对于立式罐, 其供给范围为罐周长的一半。在设计中, 对于单排布置的罐区, 可考虑将固定喷淋管分成两段来实现; 对于双排布置的罐区, 则需分成四段来实现。
3.3 灭火器具的选择, 必须注意不同类型的互容性, 否则延误战机酿成大祸。例如, 干粉灭火剂就不能与蛋白泡沫和一般合成泡沫联用, 因为前者对后者有较大的破坏作用, 而对于扑救非水溶性可燃、易燃液体的火灾时, 干粉与氟蛋白泡沫或轻水泡沫联用, 可取得很好的灭火效果。【文章出处：韩瑛】
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