環(huán)己烷罐區(qū)防火防爆設計說明書k

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 防火防爆設計 課程設計說明書設計題目42000m3環(huán)己烷罐區(qū)防火防爆設計學 院城市建設與安全工程學院專 業(yè) 安全工程班 級安全1101第四組姓 名 蔣妍婷 指導教師華 敏 2014 年 10 月摘 要本設計根據(jù)環(huán)己烷的相關物化性質對4×2000m3環(huán)己烷儲罐區(qū)進行了防火防爆設計。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范 、儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范以及化工設備設計全書-球罐和大型儲罐確定儲罐的選型及設計、防火堤設計以及罐區(qū)總平面布置并繪制了罐區(qū)總平面布置簡圖。然后又依據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范來確定消防用水量及消火栓布置。根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范以及爆炸性氣體

2、環(huán)境用電氣設備第14部分：危險場所分類進行火災危險區(qū)域的劃分，并對儲罐區(qū)及泵房進行分析。根據(jù)石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范繪制了罐區(qū)可燃或有毒氣體（蒸汽）報警儀布置圖。最后依據(jù)依據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008對避雷針的設計進行了分析。關鍵詞：環(huán)己烷 消防用水量消火栓 避雷針 火災危險編制說明本設計制作的具體分工如下：本評價報告所用的相關資料由集體搜集Word分工：（1）蔣妍婷：1）第一章 儲罐的選型及尺寸的設計2）第三章 總平面設計3）第四章 消防用水量及消防栓的布置4）第五章 罐區(qū)火災爆炸危險區(qū)域劃分（2）康曉林：1）第二章 儲罐區(qū)的平面設計2）第六章 罐

3、區(qū)可燃氣體（蒸汽）報警儀布置3) 第七章 罐區(qū)避雷針設計CAD分工：（1）蔣妍婷：1）消防用水量計算及消火栓布置（CAD畫圖）；2）罐區(qū)火災爆炸危險區(qū)域劃分（CAD畫圖）；（2）康曉林：3）罐區(qū)可燃或有毒氣體（蒸汽）報警儀布置圖（CAD畫圖）；4）避雷針設計。本設計說明全稿由蔣妍婷進行排版整理并對細節(jié)部分進行了修改。在本次防火防爆課程設計的過程中，得到了指導老師的大力支持和幫助，獲得了許多寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝！ 【目錄】134434專心-專注-專業(yè)第一章 儲罐選型及尺寸設計1.1 儲罐選擇 1.1.1 環(huán)己烷的理化性質:環(huán)己烷 ，別名六氫化苯，為無色有刺激性氣味的液體。不溶于水

4、，溶于多數(shù)有機溶劑。極易燃燒。一般用作一般溶劑、色譜分析標準物質及用于有機合成，可在樹脂、涂料、脂肪、石蠟油類中應用，還可制備環(huán)己醇和環(huán)己酮等有機物。表1-1 環(huán)己烷性質一覽表參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值熔點/6.5蒸氣壓/kPa13.098相對分子質量84.16爆炸上限/V%8.4液體密度(水=1)0.78爆炸下限/V%1.2沸點/80.7臨界溫度/280.4燃點/245臨界壓力/MPa4.05閃點/-16.5燃燒熱/(kJ·mol-1)3916.1 環(huán)己烷極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生強烈反應，甚至引起燃燒。在火場中，受熱的容器有爆炸危險。

5、其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。1.1.2 儲罐選型儲罐種類是按照幾何形狀來劃分的，按幾何形狀可分為五大類，即立式筒形儲罐、臥式圓筒形儲罐、球形儲罐、雙曲線儲罐和懸鏈式儲罐。其中后兩者已被淘汰。立式圓筒形儲罐按其罐頂結構可分為固定頂儲罐和浮頂儲罐兩種類型。浮頂儲罐可分為浮頂儲罐和內(nèi)浮頂儲罐。3液體化學品儲罐的選型要根據(jù)該物料的火災危險性類別來決定。類別劃分參照建筑設計防火規(guī)范（GB500162006）和 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范 （GB50160-2008）。12一般情況下，當物料的閃點28，其火災的危險性屬于甲B類。考慮該類物料在常溫下其易燃性、易揮發(fā)性、發(fā)生

6、火災的危險性很大，為降低它的蒸發(fā)損耗，減少環(huán)境污染，以及減少占地面積，必須選用儲存損耗很少的內(nèi)浮頂儲罐。環(huán)己烷閃點()：-16.5，故選用內(nèi)浮頂儲罐；設計溫度0-50；設計壓力常壓，即-0.49kpa1.96kpa；環(huán)己烷一般條件下無腐蝕性。 1.1.3 內(nèi)浮頂儲罐的構成及特點構成：內(nèi)浮頂儲罐主要由罐體、內(nèi)浮盤、密封裝置、導向和防轉裝置、靜電導出設施、通氣孔、高液位報警器等組成。為避免浮頂漏損沉沒，多采用帶有環(huán)形隔艙的內(nèi)浮頂，或采用雙盤式內(nèi)浮頂以增加浮盤的浮力及安全性（后者還起隔熱作用）。內(nèi)浮頂儲罐是帶罐頂?shù)母№敼?，也是拱頂罐和浮頂罐相結合的新型儲罐。內(nèi)浮頂儲罐的頂部是拱頂與浮頂?shù)慕Y合，外部為

7、拱頂，內(nèi)部為浮頂。特點：儲液的揮發(fā)損失少。由于內(nèi)浮盤直接與液面接觸，液相無揮發(fā)空間，從而減少發(fā)損失85%90%。由于液面沒有氣相空間，所以減輕了罐體的腐蝕，延長了儲罐的壽命。由于液面覆蓋內(nèi)浮盤，使儲液與空氣隔離，故大大地減少了空氣的污染，減少了著火爆炸的危險，易于保證儲液的質量。特別適用于儲存高級汽油和噴氣燃料，也適合儲存有害的石油化工產(chǎn)品。在結構上可取消呼吸閥及罐頂冷卻噴淋設施。易于老罐改造成內(nèi)浮頂罐，并取消呼吸閥、阻火器等附件，投資少，經(jīng)濟效益明顯。1.2 儲罐設計1.2.1 壁厚設計體積為2000m3的儲罐采用不等壁厚儲罐，罐壁是由一圈一圈的壁板焊接組成的。 根據(jù)HG21502.2-19

8、92鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列，可確定罐壁由8圈壁板組成。根據(jù)實際施工要求和我國通用鋼板規(guī)格，設計如下：自下往上取八層，一至八層取用1.7m寬的鋼板。設計儲罐壁厚應采用下列公式計算5： （1-1） 式中：i儲存介質時的設計厚度（mm） 儲液的密度（） 計算的壁板底邊至罐壁頂端的垂直距離（m） 儲罐內(nèi)直徑（m） 設計溫度下鋼板的許用應力（MPa） 焊縫系數(shù)，取0.9 鋼板或鋼管的厚度負偏差（mm），查閱HG20580-1998，根據(jù)不同壁厚來確定 腐蝕裕量（mm），取1mm 根據(jù)文獻規(guī)范4查表得，公稱容積為2000的內(nèi)浮頂儲罐，計算容積為2186，儲罐內(nèi)徑為14.5m ，罐壁高度14.35m

9、，拱頂高度1.569m ，總高15.919m；罐壁厚度為底圈9mm，二三圈依次是8mm、7mm，四五六七八圈均是6mm，罐體材料為Q235-A； 根據(jù)文獻規(guī)范5查得Q235-A：使用溫度大于-20，許用最大板厚為16mm，=375MPa, =235MPa, =157MPa ?？紤]儲罐的使用條件，材料的焊接性能，加工制造以及經(jīng)濟的合理性，選擇Q235-A鋼作為儲罐罐壁的材料。第一圈：第二圈：第三圈：第四圈：第五圈： 第六圈： 第七圈： 第八圈： 根據(jù)HG 21502.2-1992鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列列表如下：表1-2 罐壁厚度序號計算壁厚（mm）規(guī)定壁厚（mm）最終壁厚（mm）第一圈7.

10、3199第二圈6.4488第三圈5.7877第四圈5.1166第五圈4.4466第六圈3.7766第七圈3.1166第八圈2.4466表1-3儲罐設計參數(shù)公稱容積2000m³計算容積2186m³儲罐內(nèi)徑14500 mm罐壁高度14350 mm拱頂高度1569mm 規(guī)定壁厚 9,8,7,6,6,6,6,6mm 拱頂板厚5.5mm罐底板厚中幅板6mm，邊緣板7mm1.2.2 加強圈計算在風荷載作用下，罐壁筒體應進行穩(wěn)定性校核，防止儲罐被風吹癟。判斷儲罐的側壓穩(wěn)定條件為： （1-2）式中：為罐壁許用臨界壓力，pa；為設計外壓，pa。當時，就可以認為罐壁具備了足夠的抗風能力；反之，

11、則罐壁需設置加強圈以提高儲罐的抗外壓能力。儲罐的臨界壓力計算公式是根據(jù)薄壁短圓筒在外壓作用下的臨界壓力公式得到的5： （1-3）E=192 （1-4） 圓筒壁厚，m； D圓筒直徑，m； L圓筒長度，m。 經(jīng)計算，=4.25罐壁的設計外壓用下式表示，即： （1-5）對于內(nèi)浮頂儲罐，實驗結果=1.0，q=0，則罐壁的設計外壓計算為： （1-6）取=1.0，=0.40經(jīng)計算： =900pa 因為 ，所以不用設置加強圈。1.3 附件1.3.1 通氣孔：內(nèi)浮頂儲罐由于內(nèi)浮盤蓋住了液面，因此蒸發(fā)損失很少，所以罐頂上不設機械呼吸閥和安全閥。但在實用中，浮頂環(huán)形間隙或其他附件結合部位仍難免有泄漏之處，為防止氣

12、體積聚達到危險程度，在罐頂和罐壁上都開有通氣孔。通氣孔的規(guī)格選則：規(guī)格：DN150、型號：GTQ-150、質量：16kg；1.3.2 透光孔：透光孔主要用于儲罐放空后通風和檢修時采光，它安裝于固定頂頂蓋上，一般可設在儲液進出口管上方的位置，與人孔對稱布置（方位180°處），其中心距罐壁8001000mm。透光孔的公稱直徑一般為DN500。如有兩個以上的透光孔時，則透光孔與人孔，清掃孔（或排污孔）的位置盡可能沿圓周均勻布置，便于通風采光。為了開閉安全，透光孔附近的罐頂欄桿需局部加高，局部平臺最好用花紋鋼板，以便防滑。透光孔的規(guī)格選擇：規(guī)格：DN500、型號：GTG-500C、質量：18

13、kg；1.3.3 排污孔：排污孔設置在儲罐底部最低位置，放水管可兼做排污管；1.3.4 人孔：人孔的數(shù)量應根據(jù)儲罐的大小及維修要求設置。通常在罐頂設一個人孔，在罐壁設一個或多個人孔。人孔應設在方便操作的位置，并避開罐內(nèi)附件。對內(nèi)浮頂儲罐，在其固定頂上應設置1個DN500或DN600的人孔；在內(nèi)浮頂上應設置1個DN600的人孔；在內(nèi)浮頂支撐高度以上及以下的罐壁上各設1個DN600的人孔。1.3.5 取樣器：以往物料化驗分析需要的儲液樣品是由操作人員從設置在罐頂上的量孔直接手工采集。取樣器設置在儲罐的下部，除了可以減輕取樣操作人員的勞動強度外，采取物料的準確性也大大提高了。取樣器的選擇：YCJ-L

14、型儲罐液下采樣器；1.3.6 自動通氣閥：自動通氣閥設在浮盤中部位置，它是為保護浮盤處于支撐位置時，儲罐進出物料時能正常呼吸，防止浮盤以下部分出現(xiàn)抽空或憋壓而設。1.3.7 擴散管：擴散管在儲罐內(nèi)與進口管相接，管徑為進口管的2倍，并在兩側均勻鉆有眾多直徑2mm的小孔，它起到儲罐收液時降低流速，保護浮盤支柱的作用。1.3.8 液位計：選用重錘-浮子式鋼帶液位計。重錘-浮子式鋼帶液位計是利用力平衡原理進行液位測量的。液位高度按下式計算： （1-7）1.3.9 靜電接地: 靜電會帶來很多危害，妨礙生產(chǎn)，產(chǎn)生靜電電擊，靜電最為嚴重的危險是引起爆炸和火災。靜電能量雖然不大，但電壓高則易放電放出電火花。點

15、火花會使環(huán)己烷著火燃燒爆炸等。單體接地是是消除靜電的最常見的方法，接地電阻不應大于10歐姆同時做好導線連接。1.3.10 避雷針:由于雷電具有電流很大、電壓很高、沖擊性很強等特點，有多方面的破壞作用，且破壞力很大。雷電具有電性質、熱性質和機械性質等三方面的破壞作用。避雷針必不可少，以防止雷擊導致一系列事故。在罐頂先焊一塊40mm、厚度4mm的鋼板，然后裝針。1.3.11 梯子、平臺:HG 21502.2-1992鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐規(guī)定400-30000儲罐應采用螺旋爬梯，螺旋升角為45度。第二章 儲罐區(qū)的平面設計42000m3的環(huán)己烷儲罐區(qū)，本設計選用4個內(nèi)浮頂罐，每個罐的容積為2000

16、m3。罐的直徑D=15m，高度H=14.35m。2.1 罐間的防火間距根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范表6.2.8，甲B、乙類液體的內(nèi)浮頂儲罐的防火間距為0.4D，本罐組內(nèi)相鄰環(huán)己烷儲罐的防火間距為0.4D =6m。2.2 罐體距防火堤的距離根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范第6.2.13條，立式儲罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半。本儲罐組高度均為14.5m，儲罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離應大于14.35/2=7.175m，取10m2.3 防火堤的設計2.3.1 防火堤的選型與斷面尺寸在進行防火堤選型時除考慮承受靜壓力外，還應考慮當油罐瞬間破裂時，防火堤能否承受一定的罐內(nèi)液體的沖擊載荷，以及火

17、災發(fā)生時，耐燒極限的強度。參照石油化工防火堤設計規(guī)范（SH31252001）第6.0.5條與儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范17（GB50351-2005）第4.2.7條，堤身及基礎底板的厚度取200mm，斷面示意圖如：0.2m0.2m圖2-1 防火堤斷面尺寸示意圖2.3.2 防火堤基礎及其保護措施防火堤基礎設計：根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范17 （GB50351-2005）第4.2.2條，防火堤基礎埋深不宜小于0.5m，地面以下0.5m深度范圍內(nèi)的地基土的壓實系數(shù)不應小于0.95。防火堤保護措施：根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范 （GB50351-2005）第4.2.5條要求，在堤內(nèi)側噴涂隔熱防火涂料。一.防火涂層

18、的抗壓強度不應低于1.5MPa，與混凝土的粘結強度不應小于0.15 MPa，耐火極限不應小于2h，凍融實驗15次強度無變化。二.防火涂層應乃雨水沖刷并能適應潮濕工作環(huán)境。環(huán)己烷一般條件下無腐蝕性，故防火堤不考慮防腐問題。2.3.3 防火堤的尺寸本防火堤根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第6.3.6條設計。當儲罐未采取防止措施時，V不應小于防護墻內(nèi)所有儲罐的總容積，油罐組防火堤有效容積應按下式計算：V=AHj （V1+V2+V3+V4） (2-1)式中：V防火堤的有效容積（m3）； A防火堤中心線圍成的水平投影面積（m2）； H j設計液面高度(m)； V1防火堤內(nèi)設計液面高度內(nèi)的一個最大油罐的基礎體

19、積（m3）； V2防火堤內(nèi)除一個最大油罐以外的其他油罐在防火堤設計液面高度內(nèi)的液體體積和油罐基礎體積之和（m3）； V3防火堤中心線以內(nèi)設計液面高度內(nèi)的防火堤面積和內(nèi)培土體積之和（m3）； V4防火堤內(nèi)設計液面高度內(nèi)的隔堤、配管、設備及其他構建物體積之和（m3）。計算如下：根據(jù)罐體直徑、罐間防火間距、罐體距防火堤的距離計算可得防火堤邊長為： L=2D+2×10+6=56m面積為： A=L×L=3136m2。設防火堤理論高度為H1，實際計算時刻忽略V3，V4。V1 = (14.5×14.5) Hj V2=3V1代入上式：Hj×A-（V1+ V2）=Hj31

20、36-（14.5×14.5）=2000m3得Hj= 0.81m根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范第6.2.17條，立式儲罐防火堤的高度應為計算高度加0.2，但不應低于1且不宜高于2.2。本設計的防火堤高度為0.81+0.2=1.01m，取1.1m2.3.4 防火堤及其內(nèi)部的其他安全布置防火堤及其內(nèi)部的其他安全布置為：根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范（GB50351-2005）第3.2.7條，防火堤內(nèi)的地面坡度宜為5%。根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范（GB50351-2005）第3.2.8條，如果考慮在南京（年降雨量大于200mm且雨水24小時內(nèi)難滲完）的話，防火堤內(nèi)應設置集水設施。連接集水設施的雨水排放

21、管道應從防火堤內(nèi)設計地面以下通出堤外，并應設置安全可靠的載油排水裝置。 根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范（GB50351-2005）第3.1.5條，在防火堤上應設置不少于兩處越堤人行踏步或坡道，并設置在不同方位上。防火堤高度大于等于1.5m時，應在兩個踏步或坡道之間增設踏步或逃逸爬梯。根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范（GB50351-2005）第3.1.5條，隔堤應設置人行踏步或坡道。2.4 隔堤的設計2.4.1 隔堤的布置與選型根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）第6.2.15條，設置的隔堤把成品汽油儲罐區(qū)的儲存區(qū)分成兩組，每組2個環(huán)己烷儲罐。2.4.2 隔堤的高度設隔堤的高度為Hi。根

22、據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）第6.2.12條第2 款，隔堤內(nèi)的有效容積不應小于隔堤內(nèi)1個最大儲罐容積的10%。即2000×10%，得出Hi0.07。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）第6.2.17條第2 款，隔堤的高度不應低于0.5m，所以隔堤高度取0.5m。2.4.3 隔堤的選型與斷面尺寸隔堤高度確定為0.5m。隔堤的選擇，根據(jù)隔堤的高寬比對隔堤穩(wěn)定性的影響，選擇隔堤的厚度要接近0.5m。再根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范（GB50351-2005）第4.2.11條第2款，選擇不宜厚度小于400mm的毛石隔堤。隔堤的方向大致與液流方向垂直，為

23、了方便施工，把它的斷面設計成長方形。如下圖所示：0.4m0.1mm0.4m圖2-2 隔堤斷面尺寸示意圖隔堤雙面水泥砂漿勾縫，堤頂設鋼筋混凝土壓頂，壓頂構造應符合儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范（GB50351-2005）第4.2.8條規(guī)定：壓頂在變形縫處應斷開，壓頂厚度不宜小于100mm，混凝土強度等級不宜低于C20，壓頂內(nèi)縱向鋼筋直徑不宜小于，鋼筋間距不宜大于200mm。2.5 道路寬度及路面內(nèi)緣轉彎半徑根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范第4.3.4條，可燃液體的儲罐區(qū)應設環(huán)形消防車道，當受地形條件限制時，也可設有回車場的盡頭式消防車道。消防車道的路面寬度不應小于6m，路面內(nèi)緣轉彎半徑不宜小于12m，路面上凈

24、空高度不應低于5m。及第4.3.5條，可燃液體任何儲罐的中心距至少兩條消防車道的距離均不應大于120m；當不能滿足此要求時，任何儲罐中心與最近的消防車道之間的距離不應大于80m，且最近消防車道的路面寬度不應小于9m。本設計消防車道路面寬度取值為7.5m ，路面內(nèi)緣轉彎半徑取12m。第三章 總平面設計 根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）和建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）的規(guī)定確定了總體平面布局中，下列建筑物的防火間距：3.1 廠區(qū)內(nèi)部建筑物間的防火間距3.1.1 辦公用房 長15m，寬7m，距離儲罐90m，設在工廠大門附近。 根據(jù)GB50160-2008中4.2

25、.12規(guī)定，環(huán)己烷儲罐與辦公場所間距不小于45m但是由于辦公場所人流量大，因此設置在靠近大門處。3.1.2 門衛(wèi)長6m ，寬6m，緊挨工廠大門。根據(jù)GB50160-2008中4.2.12規(guī)定，環(huán)己烷儲罐與辦公場所間距不小于45m，門衛(wèi)室在布局中緊挨工廠大門。依據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）第3.3.8條，“廠房內(nèi)嚴禁設置員工宿舍。辦公室、休息室等不應設置在甲、乙類廠房內(nèi)，當必須與本廠房貼鄰建造時，其耐火等級不應低于二級，并應采用耐火極限不低于3.00h 的不燃燒體防爆墻隔開和設置獨立的安全出口?！币虼四突鸬燃夁x擇為二級。3.1.3 發(fā)配電間長9m，寬6m。 GB50160-20

26、08中5.2.1規(guī)定：變配電所與2000m³環(huán)己烷儲罐的間距不得小于25m。同時，配電房應設在全年最小頻率風的下風向，且應盡量靠近用電量較大的設備附近，并且宜設在圍墻附近。依據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）第3.3.13條：“油浸變壓器室、高壓配電裝置室的耐火等級不應低于二級，其它防火設計應按現(xiàn)行國家標準火力發(fā)電廠和變電所設計防火規(guī)范GB50229 等規(guī)范的有關規(guī)定執(zhí)行。”耐火等級選擇為一級。3.1.4 壓縮機房 長6m，寬7m。 GB50160-2008中4.2.12規(guī)定：罐區(qū)甲、乙類泵（房）、全冷凍式液化烴儲存的壓縮機（包括添加劑設施及其專用變配電室、控制室）與環(huán)己

27、烷儲罐的距離不小于12m。依據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006），耐火等級為二級。3.1.5 消防泵房 長10m，寬6m。 GB50160-2008中4.2.12規(guī)定全廠性二類重要設施（消防泵房）與2000m³環(huán)己烷儲罐的距離不小于35m,設計距離是45m，滿足規(guī)定要求。依據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）第8.6.4 條，“獨立建造的消防水泵房，其耐火等級不應低于二級?！币虼?，耐火等級為二級。3.1.6 事故收集池 長25m,寬20m,距儲罐防火堤25m。根據(jù)GB50160-2008中4.2.12規(guī)定：污水處理場（隔油池、污油罐）等與2000m3環(huán)己烷儲罐的距

28、離不小于15m。與消防泵房的防火間距不小于25m。依據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006），耐火等級為一級。3.1.7 備用配件庫 長10m，寬9m,緊挨門衛(wèi)室布置。根據(jù)GB50160-2008中4.2.12規(guī)定：甲類物品倉庫與2000m³環(huán)己烷儲罐的距離不小于25m。設計距離88m，完全滿足規(guī)定要求。依據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006），其耐火等級為二級。3.1.8 15m高壓線根據(jù)GB50160-2008中4.1.9規(guī)定：甲類液體罐組與架空電力線路中心線的距離至少為1.5倍線路塔桿高度， 距離罐組1.5倍高度，即22.5m。3.2 廠區(qū)與周圍建筑物的防火間距

29、（1） 與南面、西面村莊的距離100m。（2） 與北面廠房的的距離70m。（3） 與東面普通公路的距離20m。以上距離均以罐壁的最外側為基準。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）、石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）制定下表：表3-1 罐區(qū)內(nèi)各建構筑物火災危險等級、耐火等級編號名稱占地面積火災危險等級耐火等級A辦公用房15×7=105m2丙二級B發(fā)配電間9×6=54m2乙一級C門衛(wèi)6×6=36m2丙二級D壓縮機房6×7=42m2乙二級E消防泵房10×6=60m2乙二級F事故收集池25×20=500m2乙二級

30、G備用配件庫10×9=90m2乙二級H環(huán)己烷儲罐區(qū)56×56=3136m2甲一級第四章 消防用水量計算及消火栓布置根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第8.7.1條規(guī)定，可能發(fā)生可燃液體火災的場所宜采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)，本設計中的環(huán)己烷屬于可燃液體，因此設計采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。而設計中的重點則為消防用水量計算及消火栓的布置。4.1消防用水量消防用水量為低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)中所需水的用量及冷卻水用量之和。4.1.1 消防冷卻用水量（1）根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范（GB50160-2008）第8.4.4條可燃液體罐區(qū)的消防用水量計算應符合下列規(guī)定：1 應按火災時消防用水量最大的罐

31、組計算，其水量應為配置泡沫混合液用水及著火罐和鄰近罐的冷卻用水量之和；2 當著火罐為立式儲罐時，距著火罐罐壁1.5 倍著火罐直徑范圍內(nèi)的相鄰罐應進行冷卻；當著火罐為臥式儲罐時，著火罐直徑與長度之和的一半范圍內(nèi)的鄰近地上罐應進行冷卻；3 當鄰近立式儲罐超過3個時，冷卻水量可按3個罐的消防用水量計算；當著火罐為浮頂、內(nèi)浮頂罐（浮盤用易熔材料制作的儲罐除外）時，其鄰近罐可不考慮冷卻。故1.5D=1.5×15=22.5m，而相鄰兩儲罐之間距離為6m，位于對角線兩儲罐之間距離為14.7m，都小于1.5D。因此，需要冷卻的鄰近儲罐為3個。則冷卻水用量為著火罐冷卻水用量和相鄰3個儲罐冷卻水用量之和

32、。（2） 根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中8.4.5中第二條：罐壁高于17m儲罐、容積等于或大于10000m3儲罐、容積等于或大于2000m3低壓儲罐應設置固定式消防冷卻水系統(tǒng)。本設計中對于儲罐高為14.35m，單儲罐容量為2000m³的環(huán)己烷儲罐，選擇用移動式冷卻系統(tǒng)。（3） 根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中表8.4.5（本文中表4-1）表4-1 消防冷卻水的供水范圍和供水強度項目供水范圍供水強度附注移動式水槍冷卻著火罐固定頂罐罐周全長0.8L/s·m浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐周全長0.6L/s·m注1、2鄰近罐罐周全長0.7L/s·m固定式冷卻著火罐固定頂罐罐壁

33、表面積2.5L/min·m2浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐壁表面積2.0L/min·m2注1、2鄰近罐罐壁表面積的1/2與著火罐相同注3注：1. 浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計算； 2. 淺盤式內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計算；3. 按實際冷卻面積計算，但不得小于罐壁表面積的1/2。因為本設計中儲罐浮盤用易熔材料制作，所以著火罐供水范圍為罐周全長，供水強度為=0.8L/sm；鄰近罐供水范圍為罐周全長，供水強度為=0.7L/sm。著火罐冷卻用水量=D=3.14×15×0.8=37.68L/s （式4-1）鄰近罐冷卻水用量=nD=3×3.14×15&

34、#215;0.7=98.91L/s （式4-2）每秒鐘總冷卻用水量為= +=37.68+98.91=136.59L/s （式4-3）（4）根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中8.4.7 可燃液體儲罐消防冷卻用水的延續(xù)時間：直徑大于20m的固定頂罐和直徑大于20m浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐應為6h；其他儲罐可為4h。則消防冷卻水的延續(xù)時間為4h。冷卻水總量=×冷卻延續(xù)時間=136.59×4×3600=1966.9 m3 （式4-4）4.1.2 泡沫滅火系統(tǒng)用水1. 根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范中第2.2.2條三：甲、乙、丙類液體的外浮頂和內(nèi)浮頂儲罐應選用液上噴射泡沫滅

35、火系統(tǒng)。因此本設計選用液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)。第2.1.1條 對非水溶性甲、乙、丙類液體儲罐，當采用液上噴射泡沫滅火時，可選用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。本設計選用6%的氟蛋白泡沫液。2. 根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范中第3.1.2條 儲罐的保護面積應按下列規(guī)定確定：固定頂儲罐、淺盤式和浮盤采用易熔材料制作的內(nèi)浮頂儲罐，應為其儲罐的橫截面積。因此保護面積A=D24=152×3.14/4=176.625 m2 （式4-5）3. 根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第8.7.2規(guī)定：下列場所應采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)：甲、乙類和閃點等于或小于90的丙類可燃液體的固定頂罐及浮盤為易熔材料

36、的內(nèi)浮頂罐。則本設計選用固定式泡沫滅火系統(tǒng)。固定式泡沫滅火系統(tǒng)由固定的泡沫液消防泵、泡沫液貯罐、比例混合器、泡沫混合液的輸送管道及泡沫產(chǎn)生裝置等組成，并與給水系統(tǒng)連成一體。當發(fā)生火災時，先啟動消防泵、打開相關閥門，系統(tǒng)即可實施滅火。固定式泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫噴射方式可采用液上噴射和液下噴射方式。液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫產(chǎn)生器安裝于罐壁的上部，噴射出的泡沫覆蓋住整個燃燒的液面進行滅火。液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)適用于固定頂、外浮頂和內(nèi)浮頂三種儲罐。4.根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范第323條 內(nèi)浮頂儲罐的泡沫滅火系統(tǒng)的設計，應符合下列規(guī)定：一、淺盤式和浮盤采用易熔材料制作的非水溶性甲、乙、丙類液體內(nèi)浮

37、頂儲罐的供給強度和連續(xù)供給時間，應按本規(guī)范第321條一款的規(guī)定執(zhí)行。表4-2 泡沫混合液供給強度和連續(xù)供給時間泡沫液種類供給強度連續(xù)供給時間（min）（Lmin·m2）甲乙類液體丙類液體蛋白氟蛋白、水成膜 、成膜氟蛋白6.O5.040453030注1：如果采用大于上表規(guī)定的混合液供給強度，混合液連續(xù)供給時間可按相應的比例縮短，但不得小于上表規(guī)定時間的80。注2：含氧添加劑含量體積比大于10的無鉛汽油，其抗溶泡沫混合液供給強度不應小于6Lmin·m2、連續(xù)供給時間不應小于40 min。則本設計氟蛋白泡沫液供給強度為5.0 Lminm2，連續(xù)供給時間為45min。罐滅火所需的泡

38、沫混合液用量： （式4-6）用水量為Q=n×94Q1=4×0.94×39.74=149.42m3 （式4-7）所以消防用水量為冷卻+泡沫=1966.9+149.42=2116.32 m3 （式4-8）4.2消防給水管道的設計4.2.1 給水管道的布置根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第8.5.1條規(guī)定：大型石油化工企業(yè)的工藝裝置區(qū)、罐區(qū)等，應設獨立的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，其壓力宜為0.71.2MPa。第8.5.2規(guī)定：消防給水管道應環(huán)狀布置，并應符合下列規(guī)定：1. 環(huán)狀管道的進水管不應少于兩條；2. 環(huán)狀管道應用閥門分成若干獨立管段，每段消火栓的數(shù)量不宜超過5個；3. 當

39、某個環(huán)段發(fā)生事故時，獨立的消防給水管道的其余環(huán)段應能滿足100%的消防用水量的要求；與生產(chǎn)、生活合用的消防給水管道應能滿足100%的消防用水和70%的生產(chǎn)、生活用水的總量的要求；4. 生產(chǎn)、生活用水量應按70%最大小時用水量計算；消防用水量應按最大秒流量計算。因此，本設計消防給水管道選擇穩(wěn)高壓的環(huán)狀管網(wǎng)。進水管兩條。通過市政管網(wǎng)給水。4.2.2 管道水力計算1.管道直徑的確定 管徑大小的計算公式： (4-9) 式中 Q管段流量，L/s； 流速，m/s；不宜大于3.5m/s D管段直徑，mm2.鋼管管道的沿程水頭損失 （4-10） 式中 i管道的沿程水頭損失， D為計算內(nèi)徑，m，取值應按管道的內(nèi)

40、徑減1mm確定3.管道的局部水頭損失 由于管道局部水頭損失占沿程水頭損大的比例較小，我國有關規(guī)范都規(guī)定局部水頭損失可采用沿程水頭損失百分比計算： 根據(jù)建筑給水排水設計規(guī)范第2.6.1條指出：當生活、生產(chǎn)、消防共用給水管網(wǎng)時，局部水頭損失為20；當為消火栓系統(tǒng)消防給水管網(wǎng)時，局部水頭損失為10；當為生產(chǎn)、消防共用給水管網(wǎng)時，局部水頭損失為15。 因此，本設計的管道局部水頭損失為20%。4.2.3 消防水泵的選擇消防水泵的揚程應按最不利點所需要的水壓進行計算，計算公式為： （4-11）式中H系統(tǒng)管道入口或消防水泵的計算壓力(MPa)； 系統(tǒng)管道沿程水頭損失與局部水頭損失之和(MPa)； 最不利點消

41、火栓的實際工作壓力(MPa)； Z 最不利點系統(tǒng)管道入口或消防水池最低水位之間的高程差，當系統(tǒng)管道入口或消防水池最低位高于最不利點水霧噴頭時，Z應取負值(m)。此處假設為8m。所以消防水泵的揚程為88，流量為10L/s，根據(jù)表4-3，可選擇規(guī)格為XBD9/10-80，其參數(shù)為流量10L/s，揚程0.9MPa，電機功率22KW，轉速2900r/min。表4-3 消防泵型號泵型號流量（L/s）揚程（MPa）電機功率（KW）XBD3.5/10-80100.357.5XBD4/10-80100.47.5XBD4.5/10-80100.4511XBD5/10-80100.515XBD6/10-80100

42、.615XBD7/10-80100.718.5XBD8/10-80100.822XBD9/10-80100.922XBD10/10-80101304.3消防栓的設計4.3.1 消防栓的布置 （1）根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第8.5.5消火栓的設置應符合下列規(guī)定：1. 宜選用地上式消火栓；2. 消火栓宜沿道路敷設；3. 消火栓距路面邊不宜大于5m；距建筑物外墻不宜小于5m；4. 地上式消火栓距城市型道路路邊不宜小于1.0m；距公路型雙車道路肩邊不宜小于1.0m；5. 地上式消火栓的大口徑出水口應面向道路。當其設置場所有可能受到車輛沖撞時，應在其周圍設置防護設施；6. 地下式消火栓應有明顯標志。

43、（2） 根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第8.5.6 -8.5.8的規(guī)定：1. 消火栓的保護半徑不應超過120m；2. 高壓消防給水管道上消火栓的出水量應根據(jù)管道內(nèi)的水壓及消火栓出口要求的水壓計算確定，低壓消防給水管道上公稱直徑為100mm、150mm消火栓的出水量可分別取15L/s、30L/s。3.罐區(qū)及工藝裝置區(qū)的消火栓應在其四周道路邊設置，消火栓的間距不宜超過60m。當裝置內(nèi)設有消防道路時，應在道路邊設置消火栓。距被保護對象15m以內(nèi)的消火栓不應計算在該保護對象可使用的數(shù)量之內(nèi)。4.與生產(chǎn)或生活合用的消防給水管道上的消火栓應設切斷閥。4.3.2 消火栓的選型消火栓根據(jù)其設置方式分為地上式和地

44、下式，本設計中選擇地上式消火栓，且型號為SS100-1.6，具體參數(shù)見表4-4。表4-4 地上式消火栓主要參數(shù)型號進水口直徑（mm）出水口直徑（mm）公稱壓力（Mpa）SS100-1.61001.6SS150-1.61501.64.3.3 消防栓的數(shù)量根據(jù)相關規(guī)范，取消火栓出水量為30 L/s，消火栓個數(shù)為 （式4-12）4.3.4 消火栓保護半徑與最大布置間距1.消火栓的保護半徑根據(jù)要求，本設計消火栓的保護半徑選擇100m。2.室外消火栓的布置間距由規(guī)范可知，罐區(qū)及工藝裝置區(qū)的消火栓應在其四周道路邊設置，消火栓的間距不宜超過60m。同時，本次設計設置室外地上式消防栓6個，間距均不大于60m。

45、4.3.5 消火栓的用水量 根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范第8.4.7 可燃液體儲罐消防冷卻用水的延續(xù)時間：直徑大于20m的固定頂罐和直徑大于20m浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐應為6h；其他儲罐可為4h。 本設計儲罐為直徑15m的內(nèi)浮頂罐，因此，消防冷卻用水延續(xù)時間為4h，又根據(jù)要求選擇消火栓的出水量為30L/s，則儲罐區(qū)消火栓的用水量為： （4-13）第五章 罐區(qū)火災爆炸危險區(qū)域劃分場所分類是對可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所進行分析和分類的一種方法，以便正確選擇和安裝危險場所中的電氣設備，達到安全使用的目的，并把氣體的級別和溫度組別考慮進去。幾乎不可能通過對工廠或工廠布置的簡單檢查來確定工廠中哪

46、些部分能符合三個區(qū)域的規(guī)定（0區(qū)、1區(qū)或2區(qū)）。對此，需要一個更詳細的方法，這涉及到對出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的基本概率的分析。5.1區(qū)域類型簡介根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范（GB50058-92）第2.2.1條規(guī)定，爆炸性氣體環(huán)境應根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間，按下列規(guī)定進行分區(qū)：0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；1區(qū)：在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境；2區(qū)：在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。按0區(qū)、1區(qū)或2區(qū)的定義來確定產(chǎn)生爆炸性氣體環(huán)境的可能性，一旦確定了可能釋放的頻率和持續(xù)時間（釋

47、放等級），釋放速度、濃度、速率、通風和其他影響區(qū)域類型和/或范圍的因素，對確定周圍場所可能存在的爆炸性氣體環(huán)境就有了可靠的根據(jù)。存在爆炸性氣體環(huán)境的可能性和由此形成的區(qū)域類型主要取決于釋放源的等級和通風。5.2區(qū)域范圍影響因素區(qū)域范圍主要受以下化學和物理參數(shù)、一些可燃性物質固有特性的影響，其他因素為加工過程中特有的。為簡便起見，下面所列的各參數(shù)的作用是以假定其他參數(shù)保持不變?yōu)榍疤帷?.氣體或蒸氣的釋放速率釋放速率越大，區(qū)域范圍就越大。釋放速率取決于釋放源本身的其他參數(shù)即：（1）釋放源的幾何形狀（2）釋放速度（3）濃度（4）可燃性液體的揮發(fā)性（5）液體溫度。2.爆炸下限（LEL） 對于給出的釋放

48、體積，爆炸下限（LEL）越低，危險區(qū)域范圍就越大。3.通風 隨著風量的加大，危險區(qū)域范圍可以減小。阻礙通風的障礙物能使危險區(qū)域范圍擴大。另一方面，某些障礙物如堤壩、圍墻或天花板都能限制危險場所范圍。4.釋放氣體或蒸氣的相對密度 如果氣體或蒸氣明顯的輕于空氣，則它就趨于向上飄移，且釋放源上方的垂直方向范圍將隨著相對密度的減小而擴大；如果明顯的重于空氣，它就趨于沉積于地面，在地面上，區(qū)域水平范圍將隨著相對密度的增大而增大。5.應考慮的其他參數(shù)（1） 氣候條件；（2）地形分布狀況。5.3儲罐區(qū)分析爆炸危險場所的劃分首先要查找和確定釋放源，根據(jù)釋放源的等級，劃分爆炸危險區(qū)域，然后還應結合釋放源所在處的

49、通風條件調(diào)整區(qū)域劃分。5.3.1 釋放源確定危險區(qū)域類型的根本因素就是鑒別釋放源和確定釋放源的等級。（1）釋放源鑒別環(huán)己烷儲罐可能釋放源有：人孔、進料口、出料口、取樣口、放空口、排污口、安全閥以及壓力表和液位計的連接口。當儲罐發(fā)生故障時（如壓力過大），一般情況下會首先由安全閥泄放，故以下在考慮釋放源和通風計算時以安全閥為主。（2）釋放源等級確定：內(nèi)浮頂罐在正常運行時，幾乎沒有任何“呼吸”損失，預計不可能釋放環(huán)己烷蒸汽，如果釋放也僅是偶爾和短期釋放的釋放源。根據(jù)危險場所分類標準GB3836.14-2000， 2級釋放源有a）設備正常運行時，預計可燃性物質不會釋放的泵，壓縮機和閥門處；b）在正常運

50、行時，預計可燃性物質不會釋放的法蘭、連接件和管道配件處；c）在正常運行時，預計可燃性物質不會釋放的取樣處；d）在正常運行時，預計可燃性物質不會釋放到大氣中的泄壓閥、排氣口和其他孔。由此可知，環(huán)己烷儲罐上的釋放源屬于二級釋放源。5.3.2 通風通風，即空氣流動，使新鮮空氣置換釋放源周圍的大氣以促進可燃性氣體逸散。通風速率適當，也能避免爆炸性氣體環(huán)境的持久性，影響區(qū)域類型。1.通風類型兩種主要通風類型：a）自然通風；b）人工通風，整體或局部通風。由于儲罐區(qū)為露天場所，通風類型為自然通風。2.通風等級計算釋放特性： 可燃性物質：環(huán)己烷； 釋放源：安全閥故障； 釋放等級：2級 爆炸下限（LEL）：1.

51、2%（體積比）； 濃度初始值：100%（體積比）安全系數(shù)：K =0. 5； 釋放速率（dG/dt）max：1kg/s通風特性：露天場所，自然通風 換氣次數(shù)： C=0.012次/s 通風質量系數(shù)：f =2環(huán)境溫度： T 取20（293K）； 溫度系數(shù)（T/293K）： 1 （5-1）新鮮空氣最小體積流動速率： （5-2）假設體積Vz值： （5-3）持續(xù)時間： （5-4）結論：假設體積Vz很大,但可以控制,而且不會持續(xù)久。相對釋放源，通風等級可視作中級。3.通風的有效性自然通風：對戶外場所，一般情況下，判斷通風條件應以假設最小風速為0.5m/s為基礎，且連續(xù)地存在。這種情況下，通風的有效性應被看作是“良好”。5.3.3 區(qū)域等級確定 根據(jù)危險場所分類標準爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備（GB3836.14-2000），通風對區(qū)域類型的影響表5-1：表5-1 通風對區(qū)域類型的影響通風釋放源等級等級高中低有效性良好一般差良好一般差良好、一般或差連續(xù)級（0區(qū)NE）非危險（0區(qū)NE）2區(qū)（0區(qū)NE）1區(qū)0區(qū)0區(qū)+2區(qū)0區(qū)+1區(qū)0區(qū)1級（0區(qū)NE）非危險（1區(qū)NE）2區(qū)（0區(qū)NE）2區(qū)1區(qū)1區(qū)+2區(qū)1區(qū)+2區(qū)1區(qū)或0區(qū)2級（2區(qū)NE）非危險（2區(qū)NE）非危險2區(qū)2區(qū)2區(qū)2區(qū)1區(qū)至0區(qū)1）0區(qū)NE