儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范

1、儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范瀏覽次數(shù)：628日期：2010年3月15日 11:14摘要：儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明GB 503512005中華人民共和國(guó)建設(shè)部中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局20050317發(fā)布 20050701實(shí)施32 油罐組防火堤的布置321 本條規(guī)定油罐罐壁到防火堤內(nèi)堤腳線的距離，對(duì)于隔堤到油罐罐壁的距離，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)操作要求確定，規(guī)范不再作出規(guī)定；對(duì)于高架立式罐的罐壁到防火堤內(nèi)側(cè)堤腳線的距離，以注解的形式加以規(guī)定。322 相鄰油罐組防火堤外側(cè)堤腳線之間留有不小于7m的消防空地，是考慮到消防作業(yè)時(shí)的通行要求，便于對(duì)事故油罐的各個(gè)側(cè)面進(jìn)行撲救，同時(shí)，也能減小事故油罐組對(duì)

2、相鄰油罐組的影響。323 本條為油罐區(qū)成組布置的規(guī)定：1、2 隨著石化工業(yè)的發(fā)展，油罐的容量越來(lái)越大，浮頂油罐單體容量已達(dá)150000m3，固定頂油罐也達(dá)到了20000 m3，所以適當(dāng)提高油罐組總?cè)萘坑欣诓捎么笕萘坑凸?，以減少占地。3 一個(gè)油罐組內(nèi)油罐數(shù)量越多，其發(fā)生火災(zāi)事故的機(jī)會(huì)就越多；單個(gè)油罐容量越大，火災(zāi)損失及危害就越大。為了控制一定的火災(zāi)范圍和火災(zāi)損失，故根據(jù)油罐容量大小規(guī)定了最多油罐數(shù)量。4 油罐布置不允許超過(guò)2排，主要是考慮油罐失火時(shí)便于撲救。如果布置超過(guò)2排，當(dāng)中間一排油罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，因四周都有油罐，會(huì)給撲救工作帶來(lái)一定困難，也可能導(dǎo)致火災(zāi)事故的擴(kuò)大。儲(chǔ)存丙B類油品的油罐(尤其

3、是儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的油罐)，其發(fā)生火災(zāi)事故的幾率極小，至今沒(méi)有發(fā)生過(guò)火災(zāi)事故，所以規(guī)定這種油罐可以布置成4排，以節(jié)約用地和投資。324 油罐組防火堤內(nèi)有效容積的規(guī)定，主要出發(fā)點(diǎn)是：1 固定頂罐，油品裝滿半罐的油罐如果發(fā)生爆炸，大部分是炸開(kāi)罐頂，因?yàn)楣揄攺?qiáng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)要小些，而且油氣聚集在液面以上，一旦火災(zāi)爆炸，掀開(kāi)罐頂是多見(jiàn)的，而罐底和罐壁則往往保持完好。根據(jù)有關(guān)資料介紹，在19起油罐火災(zāi)導(dǎo)致油罐破壞的事故中，有18起是破壞罐頂?shù)模挥?次是爆炸后撕裂罐底的(撕裂原因是罐內(nèi)中心柱與罐底板焊死)。另外，在一個(gè)油罐組內(nèi)，同時(shí)發(fā)生一個(gè)以上油罐破裂事故的幾率極小。因此，規(guī)定油罐組防火堤的有效容積不應(yīng)小于油罐組

4、內(nèi)一個(gè)最大油罐的容積是合適的。2 浮頂罐(包括內(nèi)浮頂罐)，因浮頂下面基本上沒(méi)有氣體空間，不易發(fā)生爆炸。即使發(fā)生爆炸，也只能將其浮頂盤掀掉，不會(huì)破壞油罐的下部，所以油體流出油罐的可能性小，即使有些油體流出，其量也不大。故防火堤內(nèi)的有效容積，對(duì)于浮頂罐來(lái)說(shuō)，規(guī)定不應(yīng)小于最大儲(chǔ)罐容積的二分之一是安全的。325 防火堤內(nèi)有效容積對(duì)應(yīng)的計(jì)算液面是液體外溢的臨界面，故防火堤頂面應(yīng)比計(jì)算液面高出02m。防火堤高度下限規(guī)定為10m，是為了防止消防水及泡沫液外溢，同時(shí)也是為了限制罐組占地面積過(guò)大。防火堤高度上限規(guī)定為22m，且從外側(cè)計(jì)算，主要考慮滿足消防操作視野的要求，同時(shí)也考慮到單罐容積和儲(chǔ)罐組容積越來(lái)越大，

5、儲(chǔ)罐區(qū)占地面積急劇增加，為了減少占地，并盡可能增大防火堤的有效容積。根據(jù)隔堤的定義及其功能，將隔堤的高度規(guī)定為0508m是合適的，既滿足功能要求，又簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)尺寸。國(guó)外NF-PA 30 1990年版規(guī)定隔堤的高度為450mm。326 防火堤有效容積的計(jì)算，設(shè)計(jì)人員常常有錯(cuò)誤發(fā)生。為統(tǒng)一計(jì)算方法，本條給出計(jì)算公式。公式中各參數(shù)的圖示見(jiàn)圖1。圖1 防火堤有效容積計(jì)算示意327 防火堤內(nèi)場(chǎng)地地面設(shè)計(jì)，是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，難以用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求，故本次制訂根據(jù)調(diào)研結(jié)果分別對(duì)待。1 對(duì)于大部分地區(qū)，為了排除雨水或消防水，堤內(nèi)地面均應(yīng)有不小于05的設(shè)計(jì)地面坡度。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土地

6、區(qū)，在降雨或噴淋試水后地面產(chǎn)生沉降或膨脹，可能危害到儲(chǔ)罐和防火堤的基礎(chǔ)安全，所以應(yīng)采取預(yù)防措施，防止水害。南方地區(qū)，四季常青，堤內(nèi)種植草坪，既可降低地面溫度，又可美化環(huán)境，特作此規(guī)定。2 對(duì)土壤滲透性很強(qiáng)的地區(qū)，為防止儲(chǔ)罐滲漏物對(duì)附近地下水源及環(huán)境的污染，所以提出堤內(nèi)地面應(yīng)采取防滲漏措施的要求。328 規(guī)范編制組在調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，目前許多儲(chǔ)罐區(qū)場(chǎng)地的雨水排放設(shè)備極不完善，針對(duì)儲(chǔ)罐區(qū)場(chǎng)地雨水排放的問(wèn)題，規(guī)范編制組進(jìn)行了深入的探討。一致認(rèn)為：儲(chǔ)罐組堤內(nèi)雨水排放的問(wèn)題是有關(guān)安全的一個(gè)重要方面，為徹底解決這個(gè)問(wèn)題，杜絕因此而帶來(lái)的安全隱患，在規(guī)范上必須提出嚴(yán)格的要求儲(chǔ)罐區(qū)必須設(shè)置安全可靠的截油排水設(shè)備

7、、絕對(duì)避免油流的外泄。329 防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)地坪如果高于堤外消防道路路面或地面，不僅加大了防火堤高，使防火堤設(shè)計(jì)斷面加大，而且給人以不安全感，而利用地形處理成內(nèi)低外高的布置方式，則大大提高了儲(chǔ)罐組的安全性(如秦皇島油庫(kù))。所以，當(dāng)?shù)匦螚l件允許時(shí)，宜采用儲(chǔ)罐組內(nèi)地坪下沉、堤外道路高路基的布置方式。3210 大型儲(chǔ)罐在檢修時(shí)，往往要進(jìn)出大型起重設(shè)備和車輛，如果不設(shè)置進(jìn)出儲(chǔ)罐組的道路，勢(shì)必要在防火堤上扒出缺口，即使再恢復(fù)，也難以達(dá)到原有的強(qiáng)度和嚴(yán)密性。所以，本條要求設(shè)置進(jìn)出儲(chǔ)罐組的坡道，并從防火堤頂越過(guò)。3211 本條規(guī)定了儲(chǔ)罐組內(nèi)隔堤的設(shè)置，目的是當(dāng)儲(chǔ)罐發(fā)生冒頂、漏油事故時(shí)，把這些事故控制在較小的范

8、圍內(nèi)，使污染及撲救在盡可能小的范圍內(nèi)進(jìn)行，以減小損失。33 液化石油氣、天然氣凝液及其他儲(chǔ)罐組防火堤、防護(hù)墻的布置331 本條規(guī)定全壓力式與全冷凍式儲(chǔ)罐組防火堤及隔堤的高度：1 全壓力式儲(chǔ)罐組內(nèi)罐體發(fā)生事故以后，液體卸壓后變?yōu)橄鲁翚?，在一定高度范圍?nèi)對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，因此規(guī)定防護(hù)墻高度宜為06m、隔墻高度宜為03m。2 全冷凍式儲(chǔ)罐組防火堤高度通過(guò)計(jì)算進(jìn)行確定，計(jì)算時(shí)應(yīng)滿足防火堤內(nèi)有效容積應(yīng)能容納儲(chǔ)罐組內(nèi)一個(gè)最大儲(chǔ)罐的容量、防火堤高度應(yīng)比計(jì)算液面高出02m、儲(chǔ)罐罐壁與防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于儲(chǔ)罐最高液位高度與防火堤高度之差等條件。332 本條規(guī)定儲(chǔ)罐罐壁與防火堤或防護(hù)墻內(nèi)堤腳線之間的距離。33

9、4 本條規(guī)定儲(chǔ)罐組總?cè)萘考皟?chǔ)罐數(shù)量：1 全壓力式儲(chǔ)罐組罐體泄漏的幾率主要取決于儲(chǔ)罐數(shù)量，數(shù)量越多，泄漏的可能性越大，故對(duì)儲(chǔ)罐組內(nèi)總?cè)莘e及儲(chǔ)罐的數(shù)量進(jìn)行限制。儲(chǔ)罐不應(yīng)超過(guò)2排是為了方便消防。2 全冷凍式儲(chǔ)罐組內(nèi)儲(chǔ)罐數(shù)量不應(yīng)多于2座，主要是考慮減少事故概率，并根據(jù)Design and Construction of LPG Installations(API Std 2510 1995年版)第9353條規(guī)定：“兩個(gè)具有相同基本結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐可置于同一圍堤內(nèi)”3 本規(guī)范對(duì)其他化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐組的總?cè)萘考皟?chǔ)罐數(shù)量沒(méi)作具體的規(guī)定，可參照相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。335 全冷凍式儲(chǔ)罐組，防火堤內(nèi)有效容積不應(yīng)小于一個(gè)最大

10、儲(chǔ)罐的容積，是考慮到一旦罐體發(fā)生破裂等事故時(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)罐體流出的液體不會(huì)馬上氣化，仍保持液體狀態(tài)，為把事故液體控制在防火堤的圈閉范圍內(nèi)，所以防火堤的有效容積不應(yīng)小于一個(gè)最大儲(chǔ)罐的容積。另外，根據(jù)Design and Construction of LPGInstallations(API Std 2510 1995年版)第9353條規(guī)定：“圍堤內(nèi)的容積應(yīng)考慮該圍堤內(nèi)扣除其他容器或儲(chǔ)罐占有的容積后，至少為最大儲(chǔ)罐容積的100。”其他液態(tài)化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐組規(guī)定其防火堤內(nèi)有效容積不應(yīng)小于一個(gè)最大儲(chǔ)罐的容量，主要是考慮到儲(chǔ)罐組內(nèi)任何一個(gè)儲(chǔ)罐發(fā)生破裂，都能將事故控制在防火堤的范圍以內(nèi)，以減少影響。33

11、6 本條規(guī)定防火堤、防護(hù)墻內(nèi)的地面處理方式：1 全壓力式和全冷凍式儲(chǔ)罐組內(nèi)地面予以鋪砌，主要是考慮到減少地面粗糙度，減少事故時(shí)的影響程度，便于清潔和管理。鋪砌地面設(shè)置不小于05的坡度，主要是考慮到排水方便。2 儲(chǔ)存酸、堿等腐蝕性介質(zhì)的儲(chǔ)罐組內(nèi)的地面應(yīng)作防腐蝕處理，主要是考慮到一旦儲(chǔ)罐發(fā)生滲漏及破裂等事故，會(huì)腐蝕地面及影響到防火堤、防護(hù)墻的嚴(yán)密性。337 儲(chǔ)罐組內(nèi)應(yīng)設(shè)置集水設(shè)施及安全可靠的排水設(shè)施，以保證雨水及噴淋冷卻水能順利快捷的排出儲(chǔ)罐組。338 本條規(guī)定全壓力式和全冷凍式儲(chǔ)罐組內(nèi)隔堤的設(shè)置，目的是當(dāng)儲(chǔ)罐發(fā)生事故時(shí)，把這些事故控制在較小的范圍內(nèi)，使污染及撲救在盡可能小的范圍內(nèi)進(jìn)行，以減小損失

12、。另外，對(duì)全冷凍式儲(chǔ)罐組考慮每罐一隔，還根據(jù)了Design and Construction of LPG Installations(API Std 2510 1995年版)第9353條規(guī)定：“在兩個(gè)儲(chǔ)罐間設(shè)隔堤，隔堤的高度應(yīng)比周圍的圍堤低1ft”4 防火堤的選型與構(gòu)造42 構(gòu)造421 規(guī)范編制組在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別罐區(qū)磚砌的防火堤墻體砌筑砂漿不飽滿，有的防火堤存在很寬的裂縫未修補(bǔ)，存在安全隱患，故作本條規(guī)定。422 本規(guī)定是考慮到防火堤的抗滑、抗傾覆的要求，也考慮了基礎(chǔ)埋深如果過(guò)淺，小動(dòng)物容易從基礎(chǔ)下打洞從而破壞防火堤的密封性。423 我國(guó)國(guó)土面積遼闊，氣候各不相同，地質(zhì)條件各有特點(diǎn)，防

13、火堤和防護(hù)墻變形縫的設(shè)置間距很難給出統(tǒng)一的規(guī)定，應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧稀夂蚝偷刭|(zhì)條件按有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范確定。427429 規(guī)范對(duì)磚、砌塊防火堤、鋼筋混凝土防火堤和漿砌毛石防火堤的構(gòu)造作出了詳細(xì)的規(guī)定。規(guī)范編制組在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)為數(shù)不少的磚砌防火堤，不管多高，截面都是370mm，雖然滿足構(gòu)造要求，但并不滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，故本規(guī)范強(qiáng)調(diào)截面設(shè)計(jì)在滿足構(gòu)造要求的同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。4210、4211 防護(hù)墻、隔堤及隔墻由于其使用功能的特點(diǎn)，可不進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算，只需滿足構(gòu)造要求。5 防火堤的強(qiáng)度計(jì)算及穩(wěn)定性驗(yàn)算51 荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)的組合511 由于對(duì)防火堤的構(gòu)造要求已能滿足

14、剛度要求，不需進(jìn)行防火堤的變形計(jì)算，因此不再進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算；另外，對(duì)于數(shù)值很大而出現(xiàn)幾率又非常小的油罐破裂時(shí)油品對(duì)防火堤的沖擊力，盡管我們?cè)c天津大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行了專題研究并對(duì)其成果完成了技術(shù)鑒定，規(guī)范也沒(méi)有考慮這種偶然組合。512514 根據(jù)對(duì)各種荷載產(chǎn)生的內(nèi)力的計(jì)算結(jié)果表明，靜液壓力產(chǎn)生的內(nèi)力一般遠(yuǎn)大于其他荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，因此，公式512和513兩種工況的荷載分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)，是以靜液壓力為主要活荷載來(lái)規(guī)定的。堤身的地震作用、動(dòng)液壓力和動(dòng)土壓力三者同時(shí)出現(xiàn)且均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的幾率很小而且為瞬時(shí)作用，故取組合值06，能夠滿足安全要求。52 荷載、地震作用及內(nèi)力計(jì)算522526 這五條

15、中的水平力和彎矩的計(jì)算公式，只適用于計(jì)算截面取在地面線以上或地面線上的情況。至于地面線以下的截面內(nèi)力，可根據(jù)地面線處的截面內(nèi)力進(jìn)行換算確定。523 防火堤內(nèi)培土靜壓力的計(jì)算公式是根據(jù)庫(kù)倫主動(dòng)土壓力理論并按培土與水平夾角為-推導(dǎo)出來(lái)的。見(jiàn)規(guī)范圖523。延長(zhǎng)培土傾斜面交堤面延長(zhǎng)線于A點(diǎn)，分別計(jì)算堤背為AB而填土面為水平時(shí)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖形ABC及以堤背為AB而填土表面傾角為-時(shí)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖形ABD這兩個(gè)圖形交于F點(diǎn)，則實(shí)際計(jì)算截面以上主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖形可近似取圖中的ABDFA，它的面積就是主動(dòng)土壓力PT的近似值。對(duì)于粉土、粉質(zhì)粘土及粘土，可將其內(nèi)摩擦角直接代入公式計(jì)算，即不考慮它

16、們的粘聚力，仍按無(wú)粘性土計(jì)算主動(dòng)土壓力，這樣使計(jì)算簡(jiǎn)化，并偏于安全。524 規(guī)范給出的防火堤水平地震作用的計(jì)算方法分為下列兩種情況：1 由于鋼筋混凝土堤的高厚比一般都大于4，在水平地震作用下，以彎曲變形為主。規(guī)范給出的計(jì)算公式524-1524-4就是以純彎曲變形理論為基礎(chǔ)確定的。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，選用了比較簡(jiǎn)單的振型函數(shù)(圖2)：圖2 振型函數(shù)曲線而按純彎曲懸臂桿理論計(jì)算出的精確值為：前者僅高出后者42，故以式(1)作為振型函數(shù)來(lái)計(jì)算鋼筋混凝土防火堤的水平地震作用，其精確度能夠滿足工程要求。規(guī)范中式524-1的振型參與系數(shù)1由下式計(jì)算得出： （3）鋼筋混凝土防火堤的基本周期一般都小于01s，考慮到

17、地震反應(yīng)曲線在T1001s之間的數(shù)值離散性較大，雖然現(xiàn)行抗震規(guī)范中將此區(qū)間加工成一條斜線，但實(shí)際上人為因素較大，故為安全起見(jiàn)，本規(guī)范仍然取地震影響系數(shù)最大值max偏于安全。2 磚石砌體防火堤一般為變截面的懸臂結(jié)構(gòu)。其高厚比一般在24之間。經(jīng)過(guò)實(shí)算，接近于純剪切變形。規(guī)范中表達(dá)水平地震作用的分布值公式524-5就是按等截面純剪切理論推導(dǎo)出來(lái)的，其振型函數(shù)為：(4)基本振型參與系數(shù)1由下式計(jì)算得出：(5)系數(shù)14都是通過(guò)積分推導(dǎo)出來(lái)的，其表達(dá)式見(jiàn)式(6)式(9)，也可以直接查本規(guī)范表524。 (6) (7)(8)(9)525 水平動(dòng)液壓力的計(jì)算公式是參照室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范(GB

18、 500322003)第623條。該條公式中的水平地震加速度與重力加速度的比值用125max代替；水平動(dòng)液壓力系數(shù)的值取自該條表62。3。526 水平動(dòng)土壓力的計(jì)算公式是參照室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范(GB 500322003)第624條。由于動(dòng)土壓力的合力與動(dòng)土壓力分布值成正比，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，本規(guī)范把上述規(guī)范動(dòng)土壓力分布值直接換算成動(dòng)土壓力合力值；該條公式中的水平地震加速度與重力加速度的比值用125max代替。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，取動(dòng)土壓力的力矩為04HT，偏于安全。53 強(qiáng)度計(jì)算532 防火堤截面強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。具體地講，對(duì)于磚、砌塊及毛石防火堤，應(yīng)根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 500032001)第541條和542條規(guī)定計(jì)算截面強(qiáng)度；對(duì)于鋼筋混凝土防火堤，應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)