瀝青 儲罐區(qū) 安全設計論文

1、目錄第1章 緒論31.1設計項目概述31.1.1 課程設計的目的和要求41.1.2 課程設計內容 41.2 瀝青的概述及儲存工藝條件51.2.1 瀝青的概述51.2.2瀝青的儲存工藝條件5第2章 瀝青儲罐的選型及安全設計62.1瀝青儲罐的選擇62.1.1鋼材的選擇72.1.2壁厚的計算72.1.3 5000m³拱頂罐液壓頂升倒裝施工92.1.4油罐附件102.1.4安全附件132.2加熱及保溫措施132.2.1 攪拌器132.2.2保溫加熱系統(tǒng)14第3章 瀝青儲罐區(qū)平面布置173.1 瀝青儲罐區(qū)防火間距183.2防火堤及隔堤的安全設計193.2.1防火堤的選型與構造193.

2、2.2防火堤參數(shù)設計213.3消防設計233.3.1消防車道設計233.3.2 消防用水規(guī)范要求243.3.3 消防用水計算內容253.3.4消防水池273.3.5消防給水管道及消防栓設計283.3.6 滅火器材的選擇293.4罐區(qū)防雷、防靜電設計303.4.1罐區(qū)防雷設計303.4.2靜電防護措施30第4章 危險有害因素分析334.1瀝青儲罐區(qū)物質危險性分析334.1.1物料固有危險性分析334.1.2儲運過程危險性分析354.1.3自然災害因素分析384.1.4其它危險有害因素分析394.1.5瀝青儲罐區(qū)危險有害因素辨識匯總404.2罐區(qū)事故樹分析444.2.1罐區(qū)事故樹分析步驟444.2

3、.2事故樹定性分析4465沁人心扉國防生1第5章 安全對策與管理475.1安全技術對策475.1.1設備選型控制475.1.2工藝安全條件控制475.1.3建筑消防措施475.1.4職業(yè)衛(wèi)生及勞動防護485.1.5區(qū)域位置及總平面布置安全對策措施495.1.6工藝設備安全對策措施505.2安全管理對策575.2.1安全管理575.2.2員工培訓575.2.3作業(yè)班次及勞動定員58參考文獻58南京工業(yè)大學本科生課程設計第1章 緒論1.1設計項目概述化工安全設計課程設計是安全工程專業(yè)基礎課程教學的綜合性和實踐性較強的教學環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實踐的橋梁，是使學生體會工程實際問題復雜性的重要嘗試。通過化工

4、安全設計的課程設計，要求學生能夠運用相關課程的基本知識，獨立思考、活學活用，在規(guī)定的時間內完成給定的化工安全設計任務，從而加強對化學工業(yè)企業(yè)安全生產過程的深化和整體認識。通過課程設計，要求學生了解工程設計的基本內容，掌握化工安全設計的主要程序和方法，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力。同時，通過課程設計，還可以使學生樹立正確的設計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、積極主動和高度負責的學習和工作作風。課程設計的要求高于平時的作業(yè)，是對整個課程及相關知識的一個綜合運用。設計要求學生自己查取相關資料、確定設計方案、通過計算選擇工藝，并對自己的選擇做出論證和校核，經(jīng)過分析比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理

5、的設計。所以，課程設計是培養(yǎng)提高學生獨立思考和工作能力的有益實踐。通過課程設計，應該訓練學生提高以下幾個方面的能力：（1）根據(jù)課程設計的題目，熟悉物料，設計系統(tǒng)；查閱文獻資料、收集有關數(shù)據(jù)、正確選用公式。當缺乏必要數(shù)據(jù)時，尚需自己通過實驗測定或到生產現(xiàn)場進行實際查證。（2）在兼顧技術上先進性、可行性，經(jīng)濟上合理性的前提下，綜合分析設計任務要求，確定設計方案，進行選擇、布置，并提出保證過程正常、安全運行所需要的手段和措施，同時還要考慮火災爆炸事故發(fā)生后的有效處理措施？。（3）用精煉的語言、簡潔的文字、清晰的圖表來表達自己的設計思想和計算結果。（4）繪制相關圖紙。有關圖形的繪制必須采用CAD繪制；

6、圖表插入要合適、清晰。（5）規(guī)范撰寫設計報告。1.1.1 課程設計的目的和要求1.項目名稱 5000m3×10瀝青儲罐區(qū)防安全設計2. 設計內容1) 根據(jù)國家相關規(guī)范，結合罐區(qū)的防火間距，合理確定罐區(qū)的形狀、大小、面積等客觀情況，進行總平面布置的設計；2) 根據(jù)儲存的條件，對儲罐進行選材、型號、安裝方式及安全附件（安全閥、避雷針、靜電接地等）的設計；3) 防火堤的安全設計；4) 針對瀝青儲罐的特點，精心儲罐保溫加熱系統(tǒng)級儲罐攪拌器的設計；5) 進行罐區(qū)消防系統(tǒng)的設計；6) 進行儲罐區(qū)物質危險性分析及儲運過程危險性分析，劃分火災危險等級；7) 安全管理對策措施。1.1.2 課

7、程設計內容 1) 熟悉相關設計規(guī)范；2) 查閱有關書籍、手冊、文獻資料，了解目前瀝青儲存的狀況，比較各種儲存方式的優(yōu)劣，選擇合適的儲存方式和容器；3) 確定總平面布置及防火間距，繪制總平面布置圖；4) 根據(jù)所選的儲存容器的種類，進行罐體的基本設計，查閱相關的手冊確定罐體的材料、結構、型號及安全附件的選型；5) 針對設計出來的罐區(qū)，進行消防系統(tǒng)的設計，包括消防通道、消防等級的確定、滅火劑（滅火器材）的選型、防雷電靜電措施設計等；6) 完成工程的安全技術及管理制度設計。1.2 瀝青的概述及儲存工藝條件1.2.1 瀝青的概述瀝青以完全溶于二硫化碳的天然的或火成的或天然的與火成的烴類混合物南

8、京工業(yè)大學本科生課程設計為主要成分的黑色液體、半固體或固體物質。不溶于水。主要成分是瀝青質和樹脂。瀝青質不溶于低沸點烷烴，卻能被低沸點烷烴沉淀。關于其理化特性可見下表。表1-1 理化特性pH值: 無資料熔點(): 無資料沸點(): <470相對密度(水=1): 1.15-1.25相對蒸氣密度(空氣=1): 無資料臨界壓力(MPa): 無資料辛醇/水分配系數(shù): 無資料閃點(): 204.4引燃溫度(): 485爆炸下限(V/V): 30(g/m3)最小點火能(mJ): 20最大爆炸

9、壓力(MPa): 0.61溶解性：不溶于水，溶于溶于二硫化碳、四氯化碳、氫氧化鈉等導電性能：絕緣體(常溫下)瀝青主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種，在其應用方面，在礦質材料中摻入路用瀝青材料鋪筑的各種類型的路面。瀝青結合料提高了鋪路用粒料抵抗行車和自然因素對路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50016-2006和石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-20008，可確定瀝青分別為丙1類和丙B類。1.2.2瀝青的儲存工藝條件根據(jù)瀝青的理化性質，對于5000×10的瀝青罐區(qū)中瀝青儲存，可選定路面瀝青儲存進行安全設計。道路石油瀝青

10、基本不具有揮發(fā)性，高溫下（150以上）與空氣中的氧氣反應，180以上與元素硫反應迅速，會與鹵素發(fā)生取代反應。閃點180以上，相對密度1.04左右。瀝青的儲存條件：除長期不使用的瀝青可放在自然溫度下存貯外，瀝青在混合料拌合場地貯罐中的貯存溫度不宜低于130，并不得高于170。本次設計選取路面瀝青為儲存物質，儲存溫度設定為150。因為瀝青基本無揮發(fā)性，閃點較高，在常壓下即可保存，且化學性質穩(wěn)定，腐蝕性很低，具有很高的安全性，所以可選用固定拱頂罐，并采用導熱油加熱保溫在150，常壓下儲存。南京工業(yè)大學本科生課程設計第2章 瀝青儲罐的選型及安全設計2.1瀝青儲罐的選擇由于瀝青基本無揮發(fā)性，閃點較高，在

11、常壓下即可保存，且化學性質穩(wěn)定，腐蝕性很低，具有很高的安全性。故選用固定拱頂罐選取中石化北京某設計院立式拱頂油罐。參數(shù)如下表2-1 中石化北京某設計院立式拱頂油罐參數(shù) 參數(shù)公稱容積/m³計算容積/m³鋼材總用量/壁板內直徑/拱頂曲率內半徑/壁板總高/罐總高/包邊角鋼規(guī)格尺寸5000550011028023700232961253015143100×10 圖2-1 儲罐示意圖（單位 m）2.1.1鋼材的選擇選擇原則是在滿足強度要求的前提下，應保證有良好的成型性、優(yōu)良的焊接性能，以及好的經(jīng)濟性。低碳鋼價格便宜，經(jīng)濟型好，是壓力容器中使用最多的鋼材，尤以20鋼制作的鋼板

12、及鋼管使用最為廣泛，鋼材選用20鋼。表2-2 20鋼的化學成分元素CSiMnPS含量/0.170.240.170.370.350.650.0350.035表2-3 20鋼的力學性能板厚/mm/MPa/%（橫）/J冷彎試驗（180）4204102827d=a2.1.2壁厚的計算由上節(jié)可知，壁板總高12530mm，壁板從上至下分九層，每層約1392mm，采用雙面焊，采用100%無損探傷。表2-4 鋼板厚度鋼板厚度/第一圈第二圈第三圈第四圈第五圈第六圈第七圈第八圈第九圈10.8212.1813.5114.8516.1917.5218.8620.2021.54(2-1)2.1.3 5000m³

13、;拱頂罐液壓頂升倒裝施工液壓提升系統(tǒng)作為提升動力系統(tǒng)，具有安全可靠，改善勞動環(huán)境降低噪音的優(yōu)點。其原理是：通過液壓油傳輸管路系統(tǒng)將動力傳至各液壓缸，驅動活塞桿上升，帶動起升臂將儲罐壁板升高至組隊位置。該施工方法是采用專用的液壓頂升裝置和配套的液壓系統(tǒng)，由控制臺操作將已制備好的儲罐上部勻速平穩(wěn)地提升到預定高度，與其下部的一圈壁板進行組隊焊接，然后將他們一起頂升到所需的高度，進行與其相聯(lián)的再下面一圈壁板的組焊，依次提升組隊下層壁板，直至罐體最下一圈壁板組焊工完畢，再進行底層壁板與儲罐底板間的大角縫組焊。一、其施工順序：1. 板材預制及基礎驗收 2.底板組焊 3.第一圈壁板組焊 4.頂板組焊 5.液

14、壓系統(tǒng)就位安裝、調整 6.脹圈安裝、支撐板、桿安裝 7.組焊、頂升第二圈壁板 8.脹圈下落并脹緊支撐板桿再安裝、固定 9.頂升、組焊第三圈壁板 10.組焊最下一圈壁板 11.液壓系統(tǒng)拆除 12.大角縫焊接 13.罐總體試驗 14.防腐、保溫 15.交工驗收二、液壓頂升系統(tǒng)： 液壓頂升系統(tǒng)由液壓泵站、液壓頂升裝置、控制臺、供回油環(huán)管等組成。液壓泵站的作用是向各個頂升裝置提供并保持具有一定壓力的液壓油；操作人員通過控制臺操縱動力元件（電機、油泵）、控制元件（調壓閥、換向閥、液控單向閥等），使執(zhí)行元件（液壓缸）處于受控運動狀態(tài)；液壓頂升裝置的作用是頂起已安裝完畢的罐體上部，并能滿足其下部安裝施工要求

15、；供回油環(huán)管的作用是輸送和分配不同流向、不同壓力的液壓油。液壓頂升系統(tǒng)的主要性能指標;適用范圍50000m³及以下金屬拱頂或浮頂罐；頂升速度2m/4min2m/10min；保壓時間212h;適用介質N32、N46液壓油或機油（潔度10級）；系統(tǒng)壓力調節(jié)范圍16MPa，作業(yè)現(xiàn)場允許最大風力5級，環(huán)境溫度-40+80.液壓缸缸體允許垂直偏差3mm/2m。2.1.4油罐附件一、開孔油庫設計其他相關規(guī)范中規(guī)定，金屬油罐主要附件配備數(shù)量及規(guī)格，應符合下表規(guī)定。表2-5 金屬油罐主要附件配備數(shù)量及規(guī)格油罐直徑/mm量油口個數(shù)罐頂人孔個數(shù)罐壁人孔個數(shù)排污槽（或清掃口）個數(shù)排水管個數(shù)×公稱

16、直徑D1211或21或211×8012D1512211×80（或100）15D3012或3211×100D3013222×100（或150）表2-6 金屬油罐開孔規(guī)格名稱輕油罐、重油罐 附件容積/m³帶放水管排污孔透光孔罐頂帶梯子人孔放水管直徑/mm數(shù)量/個直徑/mm數(shù)量/個直徑/mm數(shù)量/個300010018003800150001001800480011000015000100180048001對于本儲罐，設置量油口一個，罐頂人孔兩個（800mm），罐壁人孔兩個（直徑400mm圓孔），清掃口一個（81mm），100mm直徑排水管一個。 透光

17、孔一個（500mm）。二、接合管結合管選用尺寸如下表2-7 結合管選用尺寸直徑/mm325377426480530630壁厚/mm101111121414安裝在第一圈壁板上，管徑630mm。一、壓力表壓力表是用來測量壓力容器內介質壓力的一種計量儀表。本儲罐設計在常壓下儲存瀝青，使用量程較小的液柱式壓力表即可。三、液面計液面計是顯示容器內液面位置變化情況的裝置。瀝青有輕微毒性，且不是透明液體，故選用反射式玻璃板液面計。四、溫度計壓力容器為控制壁溫或為生產工藝需要控制容器的工作溫度時，必須裝設測溫儀表。本儲罐在150下儲存瀝青，故選用測量范圍0至300的壓力式溫度計即可。五、盤梯梯子是為操作人員上

18、罐進行量油、取樣等操作而設置的目前最廣泛的有罐壁盤梯和立式斜梯。其中盤梯占地面積少、節(jié)省鋼材，因而得到廣泛應用。斜梯多用于小容積油罐組，占地面積達，鋼材耗量多。所以我們選用盤梯。5000m³儲罐盤梯包角應為62°，梯寬0.65cm。六、支座在直立狀態(tài)下工作的容器稱為立式容器。其支座主要有懸掛式、支撐式及裙式三類。其中懸掛式支座適用于中小型容器，支撐式支座適用于高度較低的儲罐，裙式支座是高大的塔設備廣泛采用的一種支座。裙座的形式，按照形狀不同分為圓筒形和圓錐形兩種。圓筒形裙座制造方便，應用廣泛，但對高而細的塔，為防止風載荷或地震載荷使設備傾翻，需配備數(shù)量較多的地腳螺栓，此時可

19、用圓錐形裙座。采用圓錐形裙式支座以防止風載荷或地震載荷使儲罐傾翻。2.1.4安全附件一、呼吸閥呼吸閥分為機械呼吸和液壓安全閥兩類，根據(jù)呼吸閥的結構和工作原理每類分若干種。重力式機械呼吸閥主要用于地上油罐和半地下油罐，彈簧式機械呼吸閥主要用在臥式油罐和油罐車，重力彈簧組合式機械呼吸閥適用于洞室油罐呼吸系統(tǒng)，全天候機械呼吸閥適用于寒冷地區(qū)油罐，多功能呼吸閥用于地上、半地下油罐。綜上選用重力式機械呼吸閥或多功能呼吸閥，但多功能呼吸閥是總結油罐系統(tǒng)存在問題，研究設計的一種新型呼吸閥，解決了油罐呼吸系統(tǒng)存在的呼吸閥在下，阻火器在上，以及呼吸排氣朝下的不合理、不科學問題，實現(xiàn)了呼吸閥和阻火器的有機結合，減

20、少了石油儲罐的附件，便于管理。所以選擇多功能呼吸閥作為我們5000m³瀝青儲罐的呼吸閥。圖2-2 多功能呼吸閥示意圖 1 內外殼體；2 壓力閥組件；3 真空閥組件；4 內殼體蓋；5 阻火芯組件；6 防塵罩二、防雷根據(jù)石油庫設計規(guī)范GB 500742002中規(guī)定油庫防雷有關數(shù)據(jù)，儲存可燃油品的鋼油罐，不應裝設避雷針（線），但必須做防雷接地。接地點2處，接地點延油罐周長的間距，不大于30m。采用50×50×5mm長2.5m的角鋼做垂直埋沒的接地體。埋深0.5米以上。三、防靜電根據(jù)石油庫設計規(guī)范GB 500742002及其他防止靜電危害安全規(guī)程，設置兩處對稱的接地點，并

21、連接成閉合回路。采用扁鋼做接地引下線（40×4mm）及接地體（40×4mm）。2.2加熱及保溫措施2.2.1 攪拌器一、 攪拌器的選擇 瀝青攪拌的目的是傳熱，而且是單一介質，只需宏觀上的均勻即可。查資料有：瀝青在140時，瀝青黏度為3.49×Pa·s;160時，瀝青黏度為1.43×Pa·s;瀝青的溫度在150，且儲罐的容積為5000，所以選擇循環(huán)能力強，消耗功率小的推進式攪拌器。為防止液體打旋，需在罐壁安裝垂直擋板。二、推進式攪拌器的設計1. 葉輪的直徑與儲罐的直徑之比一般為0.20.5之間，考慮到儲罐的直徑較大，葉輪尺寸太大會有工藝

22、上的難度，將葉輪直徑定為5m；2. 當液體黏度不高且儲罐較大時，槳葉數(shù)一般選為3片，所以槳葉數(shù)為3片；3. 葉片寬度應為葉輪直徑的0.2倍，即葉片寬度為1m；4. 葉輪的葉片長度應為葉輪的0.25倍，即葉片長度為1.25m；5. 安裝時葉輪距罐底的高度應為一倍的葉輪直徑，即葉輪距罐底高度為5m；6. 為保證攪拌效果儲罐內壁需設擋板，擋板數(shù)為6塊，在罐內以30°的間距分布焊接；7. 擋板寬度2.2m。圖2-3 攪拌器葉片示意圖2.2.2保溫加熱系統(tǒng)一、保溫層的設計 由于該罐組瀝青的保存溫度為150，所以在罐體外部設保溫層，一來可以減少瀝青的熱量通過罐壁向大氣的散失，二來可以防止罐壁溫度

23、過高發(fā)生燙傷事故和其他事故。1) 保溫層材料 保溫層分為保溫材料和保護層（起保護保溫材料的作用），以及保溫支撐件和保溫鉤釘（起固定作用）保溫材料選用膨脹珍珠巖，導熱系數(shù)0.0280.048W/mK保護層為鍍鋅鋼板，厚度為0.5mm2) 保溫層厚度的確定（一）瀝青放熱量瀝青每小時放出的熱量 =m(-) (2-2)式中：熱瀝青經(jīng)1h后所放出的熱量，kJ； m瀝青質量，kg，取5.2×kg；瀝青平均比熱，取與溫度是比熱的平均值，取1.8kJ/kg·；經(jīng)1h降溫后允許的瀝青溫度，取149.9；瀝青的初始溫度，取150。計算得：=5.2××1.8×（15

24、0-149.9）=9.36×（二）罐壁散熱量 瀝青通過罐壁散失的熱量=3600KS（） (2-3)式中：熱瀝青通過罐壁1h后散失的熱量，kJS儲罐的表面積，,1372（側壁加罐頂）瀝青的平均溫度，為149.95外界環(huán)境空氣溫度，為20K傳熱系數(shù)，kW/·K= (2-4)由瀝青到罐內壁的放熱系數(shù)，kW/·,取500罐壁厚度，m，取平均值15mm鋼的導熱系數(shù)， 取45保溫層厚度，m保溫層導熱系數(shù)，4×保溫板厚度，m，0.5mm鋼的導熱系數(shù)，取45由保溫板到空氣的放熱系數(shù)，kW/·,取20（三）保溫層厚度的確定通過熱平衡方程，即=，可求得 =27mm

25、所以保溫層的厚度應設為27mm二、加熱器的設計 采用全面加熱，在罐底設置U型列管式換熱器，罐內用循環(huán)導熱油對瀝青進行間接加熱保溫，加熱彌補儲罐熱量散失，儲罐整體熱量的散失為9.36×kJ/h1) 導熱介質的選擇瀝青的保存溫度150，所以選擇在較高溫度時可穩(wěn)定導熱的導熱油作為導熱介質，為了使瀝青的溫度趨于穩(wěn)定，所以將導熱油加熱到160通入列管，出口溫度為1502) 導熱油循環(huán)速度的確定有整個儲罐的熱量衡算有 = (2-5) =（） (2-6)式中：換熱器1h換給瀝青的熱量kJ導熱油的質量流量，kg/h導熱油的比熱容，kJ/kg·K，2.3kJ/kg·K導熱油的進口溫

26、度，160導熱油的出口溫度，,150算得：=9.36×/(2.3·10)=4.07×kg/h3) 換熱面積的確定=3600KA (2-7)式中：K換熱器的傳熱系數(shù)，kW/·，取0.2kW/·A換熱器的換熱面積，平均溫差，取導熱油溫差為10，瀝青溫差為5，則，平均溫差為7.2算得：A=180根據(jù)結果選取某化機廠的換熱器：雙管程，管子數(shù)792根，換熱公稱面積為185的列U型列管換熱器。第3章 瀝青儲罐區(qū)平面布置本文的設計為50000瀝青儲罐區(qū)的安全設計。該罐區(qū)位于某城市邊緣某大型煉油廠的東南角，地勢十分平坦且視野開闊，其周圍住戶很少，基本無大型居住

27、區(qū)。該地區(qū)常年風向為東南風。整個罐區(qū)包括儲罐、泵站、裝卸臺、導熱油房、系統(tǒng)管道及配套的供水、供電、通信、供氣、供風、消防、污水處理等公用設施。罐區(qū)共有5000罐10臺。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008相關要求，因為該地區(qū)常年風向為東南風，且瀝青儲罐的火災危險性大于辦公區(qū)、控制室、配電房、導熱油房、泵房等，所以儲罐應該布置在上述區(qū)域的下風向即全年最小頻率風向的上風側。10個罐體排成兩排且錯位布置（詳見附錄1），防止一個罐體發(fā)生火災事故時，因風向因素加大相鄰的罐體的著火危險性。而控制室辦公區(qū)與泵房、導熱油房及配電站也需分區(qū)布置，關于該罐區(qū)的總平面布置圖見附錄1。南京工業(yè)大學本科

28、生課程設計3.1 瀝青儲罐區(qū)防火間距罐組內相鄰可燃液體地上儲罐的防火間距不應小于表3-1的規(guī)定。表3-1 罐組內相鄰可燃液體地上儲罐的防火間距類別儲罐型式固定頂罐浮頂、內浮頂罐臥罐1000m3>1000m3甲B、乙類0.75D0.6D0.4D0.8m丙A類0.4D丙B類2m5m注：1. 表中D為相鄰較大罐的直徑，單罐容積大于1000m3的儲罐取直徑或高度的較大值；2. 儲存不同類別液體的或不同型式的相鄰儲罐的防火間距應采用本表規(guī)定的較大值；3. 現(xiàn)有淺盤式內浮頂罐的防火間距同固定頂罐；4. 可燃液體的低壓儲罐，其防火間距按固定頂罐考慮；5. 儲存丙B類可燃液體的浮頂、內浮頂罐，其防火間距

29、大于15m時，可取15m。兩排立式儲罐的間距應符合表3-1的規(guī)定，且不應小于5m；兩排直徑小于5m的立式儲罐及臥式儲罐的間距不應小于3m。由上文中確定的瀝青為丙B類，且儲罐直徑大于5m，可確定瀝青儲罐間防火間距為5m。立式儲罐至防火堤內堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半。因為由上文確定選用的瀝青儲罐壁高12.56m，所以可設定瀝青儲罐至防火堤內堤腳線的距離為7m。根據(jù)石油庫設計規(guī)范GB 50074-2002，可確定油泵房、水泵房、裝卸臺、配電間最低耐火等級分別為三級、三級、三級、二級。再由建筑設計防火規(guī)范GB50016-2006,第4.2.1條，可確定本設計中瀝青儲罐區(qū)距離配電房距離為50m、

30、距離控制室辦公區(qū)25m、距離導熱油房25m、距離泵房25m，距裝卸臺25m，消防水池距離罐區(qū)42m。表3-2 瀝青儲罐區(qū)的防火間距名稱瀝青儲罐防火堤控制室辦公區(qū)導熱油房泵房消防水池配電房裝卸臺瀝青儲罐（區(qū)）5m7m25m25m25m42m50m25m3.2防火堤及隔堤的安全設計根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008 ，瀝青儲罐區(qū)應該設防火堤和隔堤以防止液體外漏和火災蔓延，對于防火堤及隔堤的設計應滿足下列規(guī)范要求：1. 防火堤及隔堤應能承受所容納液體的靜壓，且不應滲漏；2. 立式儲罐防火堤的高度應為計算高度加0.2m，但不應低于1.0m（以堤內設計地坪標高為準），且不宜高于2.2m

31、（以堤外3m范圍內設計地坪標高為準）；3. 立式儲罐組內隔堤的高度不應低于0.5m；4. 管道穿堤處應采用不燃燒材料嚴密封閉；5. 在防火堤內雨水溝穿堤處應采取防止可燃液體流出堤外的措施；6. 在防火堤的不同方位上應設置人行臺階或坡道，同一方位上兩相鄰人行臺階或坡道之間距離不宜大于60m；隔堤應設置人行臺階。3.2.1防火堤的選型與構造一、選型防火堤、防護墻的設計，應滿足各項技術要求的基礎上，因地制宜，合理選型，達到安全耐久、經(jīng)濟合理的效果。根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范防火堤的選擇符合下列規(guī)定：（1） 土筑防火堤在占地、土質等條件能滿足需要的地區(qū)選用。（2） 鋼筋混凝土防火堤，一般地區(qū)均可采用。在

32、用地緊張地區(qū)、大型油罐區(qū)及儲存大宗化學品的罐區(qū)可優(yōu)先選用。（3） 漿砌毛石防火堤在抗震設防烈度不大于6度且地質條件較好、不宜造成基礎不均勻沉降的地區(qū)可優(yōu)先選用。（4） 磚砌塊防火堤和夾芯式中心填土磚、磚塊防火堤，一般地區(qū)均可采用。（5） 防護墻宜采用砌體結構。（6） 防火堤（土堤除外）應該采取在堤內側培土或噴涂隔熱防火涂料等保護措施。綜合考慮選擇采用鋼筋混凝土防火堤。二、構造防火堤的構造滿足下列要求：1. 防火堤堤身必須密實、不滲漏。2. 防火堤、防護墻埋置深度應根據(jù)工程地質、建筑材料、凍土深度和穩(wěn)定性計算等因素確定為0.5m。3. 防火堤及防火墻變形縫的設置規(guī)定：變形縫的間距根據(jù)建筑材料、氣

33、候特點和地質條件按有關結構設計規(guī)范確定；變形縫縫寬設置為35mm，縫內填充硅酸鹽類無機防火填料。4. 防水堤內培土應符合下列規(guī)定：防火堤內側培土高度與堤同高；培土頂面寬度300mm；培土應分層壓實，坡面應拍實，壓實系數(shù)0.85；培土表面應作面層，面層應能有效的防止雨水沖刷、雜草生長和小動物破壞，面層可采用磚或預制混凝土塊鋪砌在南方四季常青地區(qū)，可用高度150mm的人工草皮做面層。5. 防火堤內側噴涂隔熱防火涂料選擇FH（JF-205）非膨脹型混凝土防火涂料。性能見表3-3。鋼筋混凝土防火堤的構造應符合下列規(guī)定：1 堤身及基礎地板的厚度應由強度計穩(wěn)定性計算確定為200mm。2 受力鋼筋應由強度計

34、算確定不能夠滿足下列要求：鋼筋混凝土防火堤應雙向配筋，豎向鋼筋直徑12mm，水平鋼筋直徑10mm，鋼筋間距200mm；豎向鋼筋的保護層厚度30mm，基礎地板受力鋼筋的保護層厚度（有墊層）40mm；堤身的配筋率0.2。表3-3 防火涂料性能粘結強度/Mpa0.22 涂層厚度/mm16干密度/m3503耐火極限/h2.0耐水性經(jīng)24h試驗后，涂層不開裂、起層、脫落耐堿性經(jīng)24h試驗后，涂層不開裂、起層、脫落耐冷熱循環(huán)試驗經(jīng)15次試驗后，涂層不開裂、起層、脫落、變色 3.2.2防火堤參數(shù)設計根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范 GB 50351-2005第3.2.4條固定頂瀝青罐組防火堤內有效容積應不應小于罐組

35、內一個最大罐的容量。瀝青儲罐組的防火堤內側高度不應小于1.0 m，且外側高度不大于2.2m。罐組隔堤高度宜為0.5-0.8m,則取隔堤高度為0.5m，再根據(jù)平面布置圖與石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008中6.2.12條驗證 （3-1）-油罐間防火間距；D-油罐直徑；-防火堤中心線圍成的水平投影區(qū)的總寬度。=5.00m,D=23.70m，=66.40m,則V=952.84>500.00，符合規(guī)范標準，故取隔堤高度為0.50m。油罐組防火堤有效容積應按下式計算: (3-2)式中：V-防火堤有效容積 （)；A-由防火堤中心線圍成的水平投影面積()；-設計液面高度(m)；- 防火堤

36、內設計液面高度內的一個最大油罐的基礎體積 ()；-防火堤內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的液體體積和油罐基礎體積之和()； 防火堤中心線以內設計液面高度內的防火堤體積和內培土體積之和()； 防火堤內設計液面高度內的隔堤、配管、設備及其他構筑物體積之和()。 圖3-1 防火堤有效容積計算示意由總平面布置圖可知：V=5000， (3-3)式中 r-防火堤四周角圓弧半徑；-防火堤中心線圍成的水平投影區(qū)的除去邊角的總長度；-防火堤中心線圍成的水平投影區(qū)的總寬度。由總布置圖圖可知r=10.47m，=131.56m，=66.40m，則9079.97。441.15 （3-4）3970.3

37、5 (3-5) (3-6)式中 -防火堤寬度 ，=0.2m,則 =46.17 (3-7)式中 -隔堤平均寬度；-隔堤設計高度,管道類體積較小可以忽略。-防火堤中心線圍成的水平投影區(qū)的總寬度。根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設計規(guī)范 GB 50351-2005 4.2.11條規(guī)定，隔堤厚度取100mm，由上文可知=0.1m，=0.5m，則13.28。綜合上述公式和數(shù)據(jù)，可得到=1.12m。根據(jù) 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008中6.2.17條規(guī)定，立式儲罐防火堤的高度應為計算高度加0.2m，但不應低于1.0m（以堤內設計地坪標高為準），且不宜高于2.2m（以堤外3m范圍內設計地坪標高為準），設定

38、防火堤高度為1.32m。3.3消防設計3.3.1消防車道設計根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB500162006 ,可燃液體罐區(qū)內，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，對于50000瀝青儲罐區(qū)這種丙類液體儲罐區(qū)的消防車道設置應符合下列規(guī)定：（1） 儲量大于表3-4規(guī)定的堆場、儲罐區(qū)，宜設置環(huán)形消防車道。（2） 甲、乙、丙類液體儲罐區(qū)，可燃氣體儲罐區(qū)，區(qū)內的環(huán)形消防車道之間宜設置連通的消防車道。（3）間消防車道與環(huán)形消防車道交接處應滿足消防車轉彎半徑的要求。（4） 供消防車取水的天然水源和消防水池應設置消防車道。（5） 消防車道的凈寬度和凈空高度均不應小于4.0m。供消防車停留的空地

39、，其坡度不宜大于3%。（6） 環(huán)形消防車道至少應有兩處與其它車道連通。（7） 消防車道路面、撲救作業(yè)場地及其下面的管道和暗溝等應能承受大型消防車的壓力。消防車道可利用交通道路，但應滿足消防車通行與?？康囊?。表3-4 堆場、儲罐區(qū)的儲量名稱棉、麻、毛、化纖(t)稻草、麥秸、蘆葦(t)木材(m3)甲、乙、丙類液體儲罐(m3)液化石油氣儲罐(m3)可燃氣體儲罐(m3)儲 量100050005000150050030000根據(jù)以上規(guī)定瀝青儲罐區(qū)的容積是50000m3大于1500m3，應設置環(huán)形消防車道。再由石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008中4.3.4消防車道的路面寬度不應小于6m，路

40、面內緣轉彎半徑不宜小于12m，則本罐區(qū)消防車道和儲罐中心的距離設定為27m，路面內緣轉彎半徑為20m，消防車道寬度設置為8m。3.3.2 消防用水規(guī)范要求根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008, 瀝青罐區(qū)的消防用水量計算應符合下列要求：1. 應按火災時消防用水量最大的罐組計算，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. 距著火罐罐壁1.5倍著火罐直徑范圍內的相鄰罐應進行冷卻；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。對于瀝青儲罐應設消防冷卻水系統(tǒng)，其供水范圍、供水強度和設置方式應符合下列規(guī)定：1. 供水范圍、供水強度不應小于表3-

41、5的規(guī)定；2. 潤滑油罐可采用移動式消防冷卻水系統(tǒng)；3. 控制閥應設在防火堤外，并距被保護罐壁不宜小于15m?？刂崎y后及儲罐上設置的消防冷卻水管道應采用鍍鋅鋼管。4. 直徑大于20m的固定頂罐儲罐消防冷卻用水的延續(xù)時間為6h表3-5 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表面積2.5L/min·m2浮頂罐、內浮頂罐罐壁表面積2.0L/min·m2注1、2鄰近罐罐壁表面積的1

42、/2與著火罐相同注3注：1. 浮盤用易熔材料制作的內浮頂罐按固定頂罐計算； 2. 淺盤式內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。因為瀝青消防危險性較低，類似潤滑油，所以瀝青儲罐區(qū)可采用移動式冷卻水系統(tǒng)。又因為1.5D=35.55m，而兩儲罐相距5m，則距離儲罐壁35.55m會有3個儲罐，所以冷卻水量按3個罐子算。3.3.3 消防用水計算內容一、冷卻用水量計算著火罐冷卻水用水量冷卻著火罐用水量，可按下式計算： (3-8)式中 -著火罐冷卻用水量，；D-著火罐直徑，m;q-著火罐每米周長冷卻用水量，T-延續(xù)時間，s。D=23.7m，q=0.8,則=59.56

43、 。鄰近罐冷卻用水量冷卻鄰近罐用水量，可按下式計算： （3-9）式中 -鄰近油罐冷卻用水量, ;-著火罐直徑，m;-鄰近油罐每米周長冷卻用水量,N-鄰近油罐數(shù)量, 個。D=23.7m,q=0.7,N=3則=156.36 。冷卻用水總量 （3-10）延續(xù)時間為21600s，則Q=4663872L=4663.872。二、配置泡沫混合液用水量計算撲救油罐火災, 不僅需要大量的冷卻用水, 而且需要大量的滅火設備和滅火劑。根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范GB50151-92第2.2.2條，瀝青儲罐采用液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)，直徑大于 18 m的固定頂儲罐發(fā)生火災時，罐頂一般只撕開一條口子，全掀的案例很少。泡

44、沫炮難以將泡沫施加到儲罐內。則不宜采用泡沫槍、泡沫炮為主要滅火設施，再由第2.2.5條可選用泡沫噴淋系統(tǒng)，但是現(xiàn)在企業(yè)工廠罐區(qū)根據(jù)經(jīng)濟最優(yōu)原則一般不選用，并且對于瀝青火災，泡沫噴淋系統(tǒng)作用時間不長，滅火功效不理想，所以可采用移動式泡沫滅火系統(tǒng)?；旌弦毫?供混合液強度×燃燒面積×供液時間泡沫液量一混合比×混合液量采用6泡沫液，一次進攻按5 min計算，撲救丙類液體火災的泡沫液量，可以用下式計算：=006×5×A×5=1.5 A5丙類液體火災泡沫混合液供給強度，單位為Lmin·，參見表3-6；A油品燃燒面積，單位為，那么所需要水

45、量可按下式計算：=094×5×A×5=23.5A24A為保證多次進攻順利進行，一般準備一次進攻所用泡沫液量的6倍，即30 min滅火延續(xù)時間。由低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范第3.1.2條瀝青儲罐泡沫噴淋最大保護面積為儲罐的橫截面面積。對于非水溶性的丙類液體的固定頂儲罐液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫混合液供給強度及連續(xù)供給時間，應符合下表要求：表3-6 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·m3）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綜合上述條件可知，=441.15則=1057

46、8.6L=10.6。再綜合冷卻用水量，可算出該瀝青儲罐區(qū)消防用水量為4674.46。3.3.4消防水池關于儲罐區(qū)的消防水源問題，瀝青儲罐區(qū)設定為由消防水池供給。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中8.3.2工廠水源直接供給不能滿足消防用水量、水壓和火災延續(xù)時間內消防用水總量要求時，應建消防水池（罐），并應符合下列規(guī)定：（1）水池（罐）的容量，應滿足火災延續(xù)時間內消防用水總量的要求。當發(fā)生火災能保證向水池（罐）連續(xù)補水時，其容量可減去火災延續(xù)時間內的補充水量；（2）水池（罐）的總容量大于1000m3時，應分隔成兩個，并設帶切斷閥的連通管；（3）水池（罐）的補水時間，不宜超過48h；（4）當消防水池（罐

47、）與生活或生產水池（罐）合建時，應有消防用水不作他用的措施；（5）寒冷地區(qū)應設防凍措施；（6）消防水池（罐）應設液位檢測、高低液位報警及自動補水設施。 再根據(jù)施洪昌的可燃液體貯罐區(qū)消防設計見解可燃液體貯罐區(qū)的消防冷卻水泵的泡沫泵應采用自灌式進水。為了達到自灌式進水，同時為了施工方便，降低工程造價，通過對多個工程的技術經(jīng)濟比較，消防水池宜建成半地下式的鋼筋混凝土水池，一般是地上一半左右，地下一半左右。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50016中8.6.1.6消防水池的保護半徑不應大于150m。由于消防用水量為4674.46>1000，所以需設置兩個消防水池，并設帶切斷閥的連通管。消防水池距儲罐距離

48、為42m，每個消防水池，長30m，寬30m，地上1.2m，地下1.3m。3.3.5消防給水管道及消防栓設計一、消防水管道對于消防給水管道應環(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、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、生活用水的總量的要求；4. 生產、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；5.消防給水管道應保持充水狀態(tài)。瀝青儲罐罐區(qū)的消防給水干管應

49、采用獨立供水管道且流速不大于3.5，對于管道的管徑，可由上文中消防水池容積以及規(guī)范中流速小于2.5m/s，充水時小于48h規(guī)定，取消防水池獨立供水管道為DN100，則可驗證>4674.46，所以進水管可使用DN100。二、消火栓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；消火栓的數(shù)量及位置，應按其保護半徑

50、及被保護對象的消防用水量等綜合計算確定，并應符合下列規(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。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以內的消火栓不應計算在該保護對象可使用的數(shù)量之內。綜合上述要求規(guī)范，取保護半徑為120m，每個消火栓間距為60m，根據(jù)室外消火栓設計規(guī)范取瀝青儲罐區(qū)的消火栓給水管出水量30L/s，

51、由上文消防冷卻水用量最大罐=59.56 則每個罐子需要2個消火栓，則該瀝青罐區(qū)需設20個消火栓，沿罐區(qū)外圍線分布,詳見附錄1。3.3.6 滅火器材的選擇根據(jù)建筑滅火器配置設計規(guī)范GB50140 中2.0.1和2.0.3條規(guī)范可確定瀝青儲罐危險等級為中危險級，火災種類為B類火災。再由第3.0.2條可確定瀝青火災選用泡沫滅火器。由石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160中8.9.5條：地上儲罐按防火堤內面積每400配置一個手提式滅火器，每個儲罐配置數(shù)量不超過3個。防火堤內面積為9079，因而每個儲罐可配置3個泡沫滅火器。對于滅火器是設置要求應滿足下列要求：1 滅火器應設置在明顯和便于取用的地點，且不

52、得影響安全疏散。2 滅火器應設置穩(wěn)固，其銘牌必須朝外。3 手提式滅火器宜設置在掛鉤、托架上或滅火器箱內，其頂部離地面高度應小于1.50m；底部離地面高度不宜小于0.15m。4 滅火器不應設置在潮濕或強腐蝕性的地點，當必須設置時，應有相應的保護措施。設置在室外的滅火器，應有保護措施5 滅火器不得設置在超出其使用溫度范圍的地點。3.4罐區(qū)防雷、防靜電設計3.4.1罐區(qū)防雷設計儲罐區(qū)做為一個整體，堵塞所有的雷擊入侵渠道，實行分區(qū)和等電位連接的原則，在工程實施中按規(guī)范執(zhí)行，才能起到全面的保護效果根據(jù)石油天然氣工程設計防火規(guī)范GB50183-2004中第9.2.3條可確定瀝青儲罐可不設避雷針、線，當應設

53、防感應雷接地 。其他的應該滿足下列要求：1. 鋼儲罐防雷接地引下線不應少于2根，并應沿罐周均勻或對稱布置，其間距不宜大于30m。2. 防雷接地裝置沖擊接地電阻不應大于10，當鋼罐僅做防感應雷接地時，沖擊接地電阻不應大于30。根據(jù)以上規(guī)范設計制定防雷措施為：不裝設避雷針（線），但必須設防感應雷接地，每個儲罐設防雷接地線2根，對稱分布在油罐兩側，接地電阻10。，沖擊接地電阻設定為20。3.4.2靜電防護措施 在化工行業(yè)中，靜電能引發(fā)火災爆炸事故，造成損失。危險化學品儲罐區(qū)可燃液體的裝卸、輸送、調合、采樣、檢尺、測溫及設備清洗等各種環(huán)節(jié)可能會有產生靜電，并靜電積聚、放電造成火災。瀝青罐區(qū)屬于有爆炸、火災危險性的場所，對可能產生靜電危險的設備和管道，均應采取防靜電措施。 消除靜電的主要途徑有兩條；一是創(chuàng)造條件加速靜電泄漏或中和；二是控制工藝過程，限制靜電的產生。針對瀝青儲罐區(qū)的特點，靜電的預防主要包括以下幾個方面。（一