第5章 油罐区泡沫灭火系统设计
5.1 泡沫灭火系统形式选择
5.1.1 泡沫灭火系统形式
根据《石油库设计规范》GB50074-2002第12.1.3条规定，内浮顶油罐应设低倍数泡沫灭火系统或中倍数泡沫灭火系统。由于汽油储罐发生的火灾为B类火灾，《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196-93第1.0.4条规定，汽油、煤油、柴油、工业苯等B类火灾使用中倍数泡沫灭火系统，所以本设计选用中倍数泡沫灭火系统。
中倍数泡沫液为发泡倍数为21～200的泡沫，国产YEZ型中倍数泡沫液是一种氟蛋白泡沫液，在油面上可流动一分钟左右，泡沫厚度可达5cm，其性能指标如表5-1所示。
表5-1 中倍数泡沫液性能
性能
相对密度（20℃） pH值（20℃） 黏度（20℃）/（10-3Pa·s）
流动点/℃ 发泡倍数（20℃） 25%析液时间（20℃）/min 抗烧时间（20℃）/min
指标 ＞1.11 6～7.5 25～30 ≥-5 ＞20 ＞6 ＞10
5.1.2 泡沫灭火系统设施的设置方式
根据《石油库设计规范》GB50074-2002第12.1.4条规定，单罐容量大于1000m3的油罐应采用固定式泡沫灭火系统。所以本设计采用固定式中倍数泡沫灭火系统。
5.2 泡沫灭火系统设计内容
5.2.1 沫灭火系统设计基本参数
1．泡沫液的选型
根据《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196—93第3.2.2条，油罐宜选用混合比为6%型的中倍数泡沫液。
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2．泡沫混合液的供给强度
根据《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50196—93第5.1.2.2条，泡沫混合液的供给强度为4L/min·m2。
3．泡沫液的喷放时间
根据《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196—93第5.1.2.3条，泡沫的最小喷放时间可按表4-2确定。
表5-2 泡沫的最小喷放时间
火灾类别
流散的B类火灾，不超过100m2流淌的B类火灾
油罐火灾
时间/min 10 15
由于汽油储罐发生的为油罐火灾，所以泡沫的喷放时间按15min设计。
4．泡沫液储罐至最远一个油罐泡沫发生器之间管道的长度
通过对泡沫管道平面布置图进行分析计算，确定泡沫液储罐至最远一个油罐泡沫发生器之间管道的长度170m。
5.2.2 最大一个油罐用泡沫液的贮备量计算
根据《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196-93第5.1.4.2条，最大一个油罐用泡沫液的贮备量：
WD?RZ·SZ·K·TZ (5-1)
式中：WD——油罐用泡沫液的最小贮备量，L；
RZ——泡沫混合液的供给强度，L/min·m2；
SZ——油罐防护面积，m2；（拱顶油罐、钢制浅盘和铝合金双盘内浮顶油罐的防
护面积可按油罐截面面积计算；外浮顶油罐和钢制单双盘内浮顶油罐的防护面积可按环形面积计算）
K——混合比，当采用混合比为6%型中倍数泡沫液时，蛋白型取0.08，合成型取
0.06。本设计泡沫混合液为蛋白型，所以K取0.08； TZ——泡沫的最小喷放时间，min。 代入数据，得：
WD?4????19.62?17.62?4?0.08?15?281L
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5.2.3 储罐所需泡沫混合液在管道内流量
Rz?Sz (5-60Q1?2)
式中：Q1——储罐所需泡沫混合液在管道内流量，L/s；
RZ——泡沫混合液的供给强度，L/min·m2； SZ——油罐防护面积，m2；
4???19.6?17.6Q1??60422??3.9L/s
5.3 中倍数泡沫产生器
中倍数泡沫产生器是泡沫灭火系统中产生和喷射中倍数泡沫的设备。空气泡沫产生器的作用是将空气与泡沫混合液混合形成灭火泡沫。常见中倍数空气泡沫产生器型号为PZ3和PZ6。它们的主要参数见表5-3。
表5-3 中倍数空气泡沫产生器主要参数
型号 PZ3 PZ6
进口压力 0.6MPa 0.6MPa
泡沫流速 3L/S 6L/S
5.3.1 泡沫产生器的设置方式
空气泡沫产生器按使用位置分为液上空气泡沫产生器和液下空气泡沫产生器，本设计采用液上设置。
液上空气泡沫产生器有横式和竖式两种，均安装在油罐壁的上部，它们只是安装形式不同，构造和工作原理是相同的，本设计采用竖式安装。安装示意图见图5-1。
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泡沫室盖玻璃盖泡沫导板过滤网泡沫室本体泡沫产生器本体空气吸入口罐壁孔板
图5-1 竖式安装示意图
5.3.2 中倍数泡沫产生器个数确定
根据公式计算中倍数泡沫产生器个数
N?Q1 (5-q13)
式中：Q1——储罐所需泡沫混合液在管道内流量，L/s； q1——单个中倍数泡沫产生器泡沫流速，L/s。 把q1=3L/s和q1=6L/s分别带入公式得：N?3.93.9?2和N??1。 36根据《石油库设计规范》GB50074-2002第12.3.2条规定，内浮顶油罐泡沫发生器的数量不应少于2个，且宜对称布置。故选用2个PZ3型中倍数泡沫产生器。
5.4 泡沫枪
5.4.1 泡沫枪所需混合液的流量
设置固定式泡沫灭火系统的储罐区，应在其防火堤外设置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪，根据《石油库设计规范》GB50074-2002第12.3.5条规定，扑救油品流散火灾用的中倍数泡沫枪数量、连续供给时间，不应小于表5-4的规定。
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表5-4 中倍数泡沫枪数量和连续供给时间
油罐直径/m
≤15 ＞15
泡沫枪流量/L/s
3 3
泡沫枪数量/支
1 2
连续供给时间/min
15 15
6000m3汽油内浮顶罐的直径为19.6m，故选泡沫枪的数量2支。泡沫枪所需泡沫混合液的流量：Q2=3?2=6L/S。
5.4.2 扑救流散火灾所需泡沫混合液体积
根据《石油库设计规范》GB50074-2002第12.3.5条规定，泡沫枪的连续供给时间为15min。由于泡沫枪所需混合液的流量为6L/S，扑救流散火灾所需泡沫混合液量：
WA?t??Q2 (5-4)
式中：Q2——泡沫枪所需泡沫混合液的流量，L/s； t?——泡沫枪的连续供给时间，s。 带入数据得：WA?15?6?60?540L 5.4.3 泡沫栓
泡沫栓系供应泡沫混合液的消防栓。在泡沫栓上接水带和泡沫枪，用泡沫扑救油品火灾。根据规定，采用固定式泡沫灭火系统的储罐区，应沿防火堤外侧均匀布置泡沫消火栓。泡沫消火栓的间距不应大于60m，且设置数量不宜少于4个。本设计共4个储罐，泡沫消火栓的设置数量为8个。
5.5 泡沫混合液的总流量
泡沫灭火系统的泡沫混合液总流量为单个储罐的泡沫混合液流量与辅助泡沫 枪泡沫混合液流量之和，再乘以裕度系数1.05。泡沫混合液的总流量：
Q?1.05??Q1?Q2? (5-5) 式中：Q——泡沫混合液的总流量，L/s；
Q1——储罐所需泡沫混合液在管道内流量，L/s； Q2——扑救流散火灾所需泡沫混合液在管道内流量，L/s。 所以得：Q?1.05??3.9?6??10.4L/s
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