德起草的,联合火灾保险公司的沃曼德看到了建立喷水灭火系统规范的需要,于1888年被伦敦的防火协会(FOC)采用,至1892年,由防火协会起草的第一部规范正式出版了。为了适应新的发展,这一规范反复进行修订,1979年扩充形成英国标准BS5306。在北美,自动喷水灭火系统规范的建立也比较早,早在19世纪末,1895年和1896年,来自20个北美保险公司的代表召开了一系列会议,起草了北美共同的自动喷水灭火系统规范
[7]
。
1.2.2 国内油库消防安全的发展概况
自20世纪80年代,我国油库的消防达到了一定的水平。中国石化销售公司自1966~1986年调查了10个省(自治区)、3个直辖市和3个直属分公司共16个单位所属的1~3级油库共2292个油罐的消防情况消防设施完好率为8O%~95%,实有消防人员为应配备的8O%~94%。消防组织和机构健全的单位占92%~95%。在10个省属单位中达到训练要求的单位占56%,3个直辖市属单位和3个直属分公司达到训练要求的单位占95%。与地方消部门密切联系的单位占80%[8]。可以说我国油库消防系统从无到有,已发展到一个具有较完整的预防为主的消防体系。消防装备从初期的天然水和沙子,到从前苏联引进的化学泡沫、烟雾灭火系统,到90年代的引进安装日本干燥化学公司和香港集宝公司油库消防自动化系统,该系统包括火灾报警系统、工业电视监视系统、泡沫自动灭火系统、自动喷淋冷却系统、控制系统、动力系统等六个支系统,使油库的消防安全管理水平达到一个比较先进的新水平[9]。这些设施对保障油库的安全、防止意外事故的发生起到了一定的作用,但也存在着一些缺憾:一是消防设施的可靠性差,火灾情况下操作困难,扑救率不高,而且扑救率取决于泡沫、水源、泵、阀、人员、报警、组织等综合因素,如黄岛油库火灾就是典型一例,黄岛油库5油罐于1989年8月20日遭雷击发生火灾,其油罐上所设置的固定泡沫灭火系统和冷却水系统未发挥作用,致使损失惨重,共牺牲20多人,受伤28人,烧毁车辆数十台,烧掉漏掉原油近4万吨,烧毁5个油罐及全部辅助设备[10];还有南京炼抽厂310油罐于1993年10月21日发生火灾,其(半)固定泡沫灭火系统也失效[11]。二是系统的管理、维护、保养工作量大,费用高。三是油库消防系统投资大,效益差。根据中国石化销售公司对其属下的16个单位的2292个油罐自1966年~1986年的消防情况的调查,共发生火警、火灾5次,其中2次火灾还是发生于没有消防设施的覆土油罐,可见其消防设施的实际效益很低,几近为零[8]。所以我国油库消防安全的发展道路任重而道远。
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1.3 汽油可能引起的事故
长期以来,汽油都是人们使用的最主要燃料之一,属于易燃易爆物质,如果在工业生产或存储中因为管理不当或设备故障可能造成火灾爆炸事故。火灾爆炸事故类型包括油池火灾、喷射火灾、沸腾液体扩展蒸汽爆炸和未封闭蒸汽云爆炸4种[12]。沸腾液体扩展蒸汽爆炸事故是当储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂,使储罐内物质的压力平衡被破坏,造成介质急剧汽化,并随即被火焰点燃时发生沸腾液体扩展蒸汽爆炸。未封闭蒸汽云爆炸是指泄漏出来的介质与空气形成的混合气体中可燃物质的浓度在爆炸极限范围内,并遇到延迟点火的情况下所导致蒸汽云爆炸[13]。汽油的沸点在30~205℃,常温下是液态,不能在空气中形成蒸汽云,发生蒸汽云爆炸和沸腾液体扩展蒸汽爆炸事故的可能性极小[14]。
1.4 储罐区风险因素分析
(1)基础问题
不均匀沉降将使储罐倾斜,导致平底储罐底板开裂、连接管道断裂,引起成品油 泄漏。
(2)安全附件
油罐的液位报警系统失灵时,易引起成品油泄漏。成品油外输时,可能由于储罐的 液位仪表失灵或操作失误的情况下,造成储罐抽空发生危险。
(3)呼吸阀、阻火器失效
若油罐的呼吸阀、阻火器被堵塞,或进出油量过大而超过呼吸阀的能力时,引起油罐内外压力不平衡,造成胀罐或瘪罐事故。 (4)安装隐患
若储罐安装、施工过程中存在许多未被发现的装配、焊接缺陷,留下安全隐患,而使用过程中又疏于检查和管理,易造成安全事故。 (5)腐蚀作用
储罐的罐体特别是罐体底板,由于受到介质沉淀物及土壤的腐蚀,加上检验检测困难及底板处介质泄漏后不能及时发现,使之成为安全的薄弱环节,容易导致安全事故。 (6)检修事故
检修时,储罐清理不净或成品油挥发出的可燃气体未完全置换,若此时人员进入罐
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内作业则有可能引起火灾、爆炸、人员中毒窒息事故发生。
1.5 储罐区消防安全设计的研究内容
本设计拟从两个个方面研究储罐消防安全设计 (1)储罐区的设计布置
根据汽油的特点、性质、储存要求等对油罐设计,确定油罐的型式、容量、数量以及相应的平面布置。然后对罐区防火堤和消防道路进行设计。
(2)储罐区的消防设计
储罐区的消防设计包括油罐区泡沫灭火系统设计和油罐区喷淋冷却系统设计。消防系统的见图1-1。
消防水源消防水罐冷却水系统供水泵油罐冷却水环状管油罐冷却喷头消防泡沫系统供水泵泡沫液罐油罐区泡沫混合液环状管油罐泡沫产生器图1-1 消防系统流程图 针对所设计的油罐区,完成油罐区泡沫灭火系统设计和油罐区喷淋冷却系统设计。确定泡沫灭火系统的形式及组成,以此为基础进行水力计算,确定管线的管径、泡沫储罐大小、泡沫喷头的数量、消防水量及水泵规格等。然后在水力计算的基础上,确定消防用水量、消防水池的大小、喷头数量、冷却管网的布置和管径大小、冷却用消防泵的规格等。
1.6 设计依据
(1)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008 (2)《石油库设计规范》GB50074-2002 (3)《建筑设计防火规范》GB50016-2006 (4)《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151-92 (5)《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196-93 (6)《储罐区防火堤设计规范》GB50351-2005
(7)《管道元件 DN(公称尺寸)的定义和选用》GB/T1047-2005
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第2章 油库选址
库址的选择是油库建设中至关重要的工作,不仅直接影响到油库建设者的基本投资和总平面分区布置,而且对投产后油库的管理使用、改建、扩建和安全经营都将产生长远的影响。因此,库址选择在满足油库的业务和所承担任务的前提下,必须综合考虑区域的地理环境、水电供应、交通运输等因素,严格执行有关安全防火和环境保护规定,才能确定最佳库址。
2.1 油库的等级
根据《石油库设计规范》GB50074-2002第3.0.1条规定,石油库的等级划分,应符合表2-1的规定。
表2-1 石油库的等级划分
等 级
一 级 二 级 三 级 四 级 五 级
石油库总容量TV(m3)
100000≤TV 30000≤TV<100000 10000≤TV<30000 1000≤TV<10000
TV<1000
表中总容量系指油罐容量和桶装油品设计存放量之总和,不包括零位罐和放空罐的容量。当石油库储存液化石油气时,液化石油气罐的容量应计入石油库的总容量。本设计中汽油库的总容量TV为20000m3,通过查表2-1可知,满足10000≤TV<30000,所以20000m3汽油库为三级油库。
2.2 油库地理位置
2.2.1 油库选址的相关规定
三级石油库的库址,不得选在地震基本烈度为9度及以上的地区。石油库的库址应具备良好的地质条件,不得选择在有土崩、断层、滑坡、沼泽、流沙及泥石流的地区和地下矿藏开采后有可能塌陷的地区。当库址选定在靠近江河、湖泊等地段时,库区场地的最低设计标高,应高于计算洪水位0.5m及以上,三级石油库计算洪水位采用洪水重现期为50年的防洪水标准。油库宜位于邻近城镇或居民区全年最小频率风向的上风侧。
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2.2.2 油库地理位置
油库所在城市地处长江中游,该地区地震烈度为8度,土层地质以沙土层为主,全年主导风向是东南风,油库位于该市西北临江地区。通过对相关规定进行分析,油库地理位置符合要求。
2.3 油库与道路的安全距离
根据《石油库设计规范》GB50074-2002第4.0.7条和5.0.3条规定,三级油库与公路的安全距离不小于15m,三级油库与国家铁路线的安全距离不小于50m,三级油库与装卸码头的安全距离不小于37.5m。因此,油库南面距其100m处是油品装卸码头,西面距油库180m处有一铁路线通过,东北面距油库45m处是一条国道,安全距离符合要求。
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