储罐池火灾计算法.doc

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火灾爆炸热辐射后果影响预测(池火灾计算)

火灾热辐射后果预测（池火灾计算）燃烧速度/火焰高度/热辐射强度及后果对航空煤油（以下简称航煤）进行池火模拟，模拟热灼烧后果。

（1）液池直径本项目隔堤围成的面积为2677m 2，则液池半径r=29.2m 。

（2）燃烧速度液体表面单位面积的燃烧速度dm/dt 为：HT T c Hcdt dm O b p +-=)(001.0/式中：dm/dt ——单位表面积燃烧速度，)/(2s m kg ⋅；c H ——液体燃烧热；航煤为43070000kg J /； p c ——液体的定压比热容；航煤为2000)/(K kg J ⋅；b T ——液体的沸点；取航煤的最小沸点为473K ； o T ——环境温度；取25℃即298K ；H ——液体的汽化热；航煤为280000kg J /。

通过计算可知航煤的燃烧速度为)/(068.02s m kg ⋅ （3）火焰高度火焰高度计算公式为：6.0210])2(/[84gr dtdm r h ρ= 式中，h ——火焰高度；m ； r ——液池半径；29.2m ；0ρ——周围空气密度，ρ0=1.293kg/m 3；(标准状态)；g ——重力加速度，2/8.9s m ；m h 66.58])2.298.92(293.10.068[2.29846.021=⨯⨯⨯= 因此，航煤储罐发生池火事故时火焰高度为58.66m 。

（4）热辐射通量当液池燃烧时放出的总热辐射通量为：()()[]172/261.02+⋅⋅+=dtdm c dt dm H rh r Q ηππ式中，Q ——总热辐射通量；W ；η——效率因子；可取0.13～0.35，取其平均值0.24；其余符号意义同前。

计算得热辐射通量Q=6.3x108瓦。

（5）目标入射热辐射强度及后果假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某一距离（X ）处的入射热辐射强度为：24XQt I cπ=式中，I ——入射通量；2/m W ； Q ——总热辐射通量；W ；c t ——热传导系数，在无相对理想的数据时，可取值为1； X ——目标点到液池中心距离；m 。

储罐安全阀计算池火面积

储罐安全阀计算池火面积摘要：1.储罐安全阀的重要性2.计算池火面积的必要性3.储罐安全阀计算池火面积的方法4.应用实例正文：1.储罐安全阀的重要性储罐安全阀是保障储罐安全的重要设备，当储罐内部压力过高时，安全阀可以自动开启，将部分介质排放出去，以降低储罐内部压力，防止储罐发生爆炸等危险事故。

因此，安全阀的设置和选型对于储罐的安全运行至关重要。

2.计算池火面积的必要性在储罐安全阀的设计和选型过程中，需要考虑储罐发生火灾时，安全阀能否在火灾情况下正常工作。

为此，需要对储罐火灾情况下的安全阀工作性能进行分析，其中计算池火面积是一个重要的参数。

池火面积是指在火灾情况下，火焰在储罐内部形成的燃烧区域面积。

通过计算池火面积，可以评估储罐火灾情况下的安全阀工作性能。

3.储罐安全阀计算池火面积的方法计算池火面积的方法有多种，常见的有以下几种：（1）经验公式法：根据大量实验数据，建立池火面积与储罐直径、高度、介质性质、火焰传播速度等参数之间的关系式。

这种方法简单易行，适用于初步设计阶段。

（2）数值模拟法：利用计算流体力学（CFD）方法对储罐火灾情况下的火焰传播进行数值模拟，得到池火面积。

这种方法精度较高，但计算过程较为复杂，适用于详细设计阶段。

（3）试验法：通过实际试验测量储罐火灾情况下的池火面积。

这种方法最为准确，但试验条件较为苛刻，成本较高，一般不作为常规设计方法。

4.应用实例以一个直径为2m、高度为3m 的液化石油气储罐为例，采用经验公式法计算池火面积。

假设储罐介质为液化石油气，火焰传播速度为10m/s，则可以根据经验公式：池火面积= 0.25 × (储罐直径)^2代入数据，得到池火面积= 0.25 × (2m)^2 = 1m^2。

油罐等火灾消防计算公式

油罐计算公式一般情况下，冷却着火罐的供水强度为0.8L/s.m。

每支19mm口径水枪，有效射程为15m、流量为6.5L/s时，可冷却周长约8m；有效射程17m、流量为7.5L/s时，可冷却周长约10m。

（我们在计算时用流量为7.5L/s）A、泡沫液量Q=A×3 （5分钟3 10分钟6 15分钟9）Q—表示混合液用水量L/SA—表示油罐液面积m23—表示计算泡沫液常数（Q=A×gL/S m2×5×60×0.06%÷6=3）B、混合液用水量Q=A×50 （5分钟50 10分钟100 15分钟150）Q—表示混合液用水量L/SA—表示油罐液面积m250—计算混合液用水量常数（Q=A×gL/S m2×5×60×0.94%÷6=50）C、水量计算公式：Q水=16 × Q液Q水—表示灭火配置水，16—表示0.94%用水等有16，Q液—6倍的泡沫液D、液面积Q=A gA—油罐液面积g—供给强度L/Sm2E、着火罐冷却用水量Q=gπDQ—表示着火罐用水量g—表示着火罐每米周长冷却用水量（0.8L/S）π— 3.14D—表示着火罐直径（米）F、邻近罐冷却用水量Q=Ngπ D/2Q—表示邻近罐冷却用水量L/SN—邻近罐的数量（按最大邻近罐算）g—表示邻近罐每米周长冷却用水量（0.7L/S）π— 3.14D—表示直径（米）1/2—表示半个周长G、着火罐、邻近罐每小时用水量Q=3.6×Q着、邻（3.6表示1小时3600秒）H、6倍泡沫液N=6×Q 液L、6倍水Q水=16×Q 液5000m3以上油罐一次进攻按30分钟计算5000m 3以下油罐（不含5000m 3）一次进攻按15分钟计算例、有一罐组，共有4个5000m 3原油罐，（液面积407、直径22米）各油罐间距为20米，一号罐爆炸发生火灾，计算需多少升泡沫液？多少吨混合液用水量？着火罐冷却用水量多少？邻近罐冷却用水量多少？调集力量时需调集多少升泡沫？多少吨水？解：一次进攻按30分钟计算，泡沫供给强度按1L/ Sm 2计算。

池火灾事故后果计算过程

池火灾事故后果计算过程1）池火灾事故后果计算过程（1）柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。

泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。

表9-4 油品连续泄漏工况泄漏源介质温度( 0C)介质压力（Mpa）介质密度（kg/m3）泄口面积(m2)泄漏时间(min)备注柴油罐常温常压8700.00510按10分钟后切断泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算：Q = CdAρ *2(P-P0)/ ρ+2gh+1/2 W = Q.t式中: Q－泄漏速率（kg/s）；W－泄漏量（kg）；t－油品泄漏时间（s），t=600 sCd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；P－容器内介质压力（Pa）；P0 －大气压力（Pa）；g－重力加速度（9.8 m /s2）；h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。

经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。

总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/（72 m f 0。

61+ 1）式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为0.0137；Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；h—火焰高度h（m），按下式计算：h = 84 r{ m f /*ρO（2 g r）1/2+}0.6 ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g—重力加速度，9.8 m /S2 &。

10万吨级油罐火灾有关计算

10万吨级油罐火灾有关简要计算一、理论计算由于10万吨级油罐火灾变量太多，故假设其为10万吨级立柱式浮顶油罐（直径80m，高度22m），储存油品为原油，该油罐只有一面临路，其余三面临罐。

以最不利情况计算，考虑浮盘破坏后全面积着火，形成稳定的池火燃烧，火灾扑救参照理论数据计算如下：（一）灭火泡沫量：1、燃烧面积为：A=πD2/4=3.14×802/4=5024（m2）2、扑灭储罐需要泡沫量为(当进口压力为70×104pa时, 泡沫供应强度为1 L/s〃m2 )：Q1=A1q=5024×1=5024(L/s)3、车载泡沫炮泡沫混合液量为50L/s，泡沫量为300 L/s，则扑灭储罐需用车载泡沫炮的数量为：N1=Q1/q=5024/300=16.74(门)，实际使用取17门4、泡沫混合液量为： Q混=N1q混=17×50=850(L/s)5、泡沫液常备量为： Q液=0.108Q混=0.108×850=91.8（t）（二）一次性进攻灭火用水量（L/s）： Q灭=aQ混=0.94×850=799(L/s)（三）冷却着火罐用水量（L/s）浮顶罐冷却供给强度为0.6 L/s〃m2Q着=nπDq=1×3.14×80×0.6=150.72(L/s)（四）冷却邻近罐用水量（L/s）Q邻=0.5nπDq=0.5×n×3.14×80×0.45=56.52 n (L/s) （n：表示需冷却的邻近罐数量）当n=3时，Q邻=169.56(L/s)（五）直接出液作战的消防车基本标准（水流量80L/s，泡沫混合液流量50L/s）泡沫车：17辆二、力量估算（一）所需用水量根据理论计算，所需用水量为冷却着火罐和相邻油罐的用水量以及泡沫混合液的用水量之和，即Q总= Q着+ Q临+ Q灭= 1438.2+3255.55+3662.50=8356.25（t）（二）所需泡沫量根据理论计算，所需泡沫量为灭着火罐与流淌火所需泡沫量之和，即Q需=91.8（t）（三）所需装备根据计算结果，扑灭储罐需用车载泡沫炮的数量为17门，即需要泡沫消防车17辆，冷却着火罐需要8门移动摇摆炮，冷却相邻罐需要12门移动摇摆炮，共需要冷却炮20门，即需要水罐消防车20辆。

灭火力量计算

易燃可燃液体储罐灭火力量计算一、每支枪、炮能控制的燃烧面积1支PQ4控制13 m2燃烧面积（20升/秒/1.5升/秒）；1支PQ8控制26 m2燃烧面积（40升/秒/1.5升/秒）；1支PQ16控制53 m2燃烧面积（80升/秒/1.5升/秒）；1台泡沫车控制100 m2燃烧面积；以上泡沫枪进口压力采用5×10 5帕（公斤/平方厘米）。

二、扑救流散液体火灾（一）所需泡沫枪及消防车数1、罐区最大油罐直径小于15米（≦1000 m3），需出2支PQ8泡沫管枪，1台泡沫车；2、罐区最大油罐直径15-25米（﹥1000 m3≦5000 m3），需出3支PQ8泡沫管枪，2台泡沫车；3、罐区最大油罐直径大于25米（≧10000 m3），需出4支PQ8泡沫管枪，2台泡沫车。

注：消防车数按“一车一炮”，“一车两枪”计算。

（二）所需灭火剂量泡沫液量（m3）=泡沫枪数（支）×0.48L/S×30分钟×60秒泡沫液用水量（m3）=泡沫枪数（支）×7.52L/S×30分钟×60秒三、扑救着火罐（一）灭火所需枪、炮及消防车数量灭火泡沫枪、炮数[支（或架）]=（油罐液面积m2×泡沫液供给强度1.5L/S〃m2）/泡沫枪、炮的泡沫液量L/S注：消防车数按“一车一炮”，“一车两枪”。

泡沫液量（m3）=泡沫枪、炮数×泡沫液量L/S×30分钟×60秒泡沫液用水量（m3）=泡沫枪、炮数×水流量L/S×30分钟×60秒（二）冷却所需水枪及消防车数量冷却枪、炮数（支）=油罐周长m2/每支水枪、炮控制周长（水枪8 m）注：消防车数按“一车一炮”，“一车两枪”计算。

冷却用水量（m3）=水枪、炮数×水枪、炮水流量L/S×30分钟×60秒四、冷却邻近罐（一）冷却所需水枪及消防车数量（支）N[冷支（或架）]=邻近油罐半周长m2/每支水枪、炮控制周长（10 m）消防车=“一车一炮”，“一车两枪”。

二硫化碳储罐池火灾安全评价法(一)

二硫化碳储罐池火灾安全评价法(一)
本项目选取一个60m3二硫化碳储罐作为研究对象，贮罐发生泄漏后，二硫化碳液体将会立即扩散到地面，一直流到低洼处或人工边界，被防火堤、防护围堰等阻隔不再扩展，形成液池，若遇到火源将发生池火。

本项目中二硫化碳储罐取其充装系数为85%，其池火事故后果的预测过程如下：1）查阅有关手册，二硫化碳的燃烧速度取为dm／dt：132.97Kg㎡／s。

2）池火的火焰燃烧高度计算为：H=H一火焰高度，m：r—液池半径，根据图纸尺寸，取值1.75m：ρo一周围空气密度，Kg／m3；计算1m3空气的重量为：≈1295(g)式中：1000为1m3空气＝1000升，单位(L)29为1摩尔空气质量，单位(g／mol)22.4为标准状况下每升空气的摩尔数，单位(L／mol)空气密度为1.295Kg／m3。

g—重力加速度，9.8m／s2：dm／dt一燃烧速度，132.97Kgm2／s．计算得到液池火焰燃烧高度为79.43m。

3）进一步计算得到热辐射通量为Q：Q＝Q一总辐射通量，Wη一效率因子，取O．26；hc一二硫化碳燃烧热，取13553K.98J／Kg，计算得到池火的总辐射通量为：64.77×105W4）计算火灾辐射强度造成的损失：火灾辐射强度造成的损失参见下表表5.6-1火灾辐射强度造成的损失表
入射通量(kW／㎡)对设备的损害对人的伤害37.5操作设备全部损坏1％死亡10S,100％死亡1min25在无火焰、长时间的辐射下，木材燃烧的最小能量重大损失1～10S100％死亡1min12.5有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量1度烧伤10S1％死亡1min4.020S感觉疼痛，可能
起泡1.O可以承受。

池火灾事故后果计算过程

泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。

表9-4 油品连续泄漏工况柴油泄漏量用柏努利公式计算：Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh]1/2W = Q.t式中: Q－泄漏速率（kg/s）；W－泄漏量（kg）；t－油品泄漏时间（s），t=600 sCd－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；A－泄漏口面积（m2）；A =0.005 m2ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；P－容器内介质压力（Pa）；P0 －大气压力（Pa）；g－重力加速度（9.8 m /s2）；h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。

经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。

总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：Q = (л r2 + 2л rh) •m f •η•Hc/（ 72 m f 0。

61+ 1）式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为 0.0137；Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；h—火焰高度h（m），按下式计算：h = 84 r{ m f /[ρO（2 g r）1/2]}0.6ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g—重力加速度，9.8 m /S2 η—燃烧效率因子，取0.35；r —液池半径(m)， r =（4S/π）1/2S—液池面积，S=3442 m2；W—泄漏油品量kgρ－柴油密度，ρ=870kg/ m3；火灾持续时间：T= W/S.m f计算结果： Q（w）=1006347（kw）T=537s=9min（3）池火灾伤害半径火灾通过辐射热的方式影响周围环境，根据概率伤害模型计算，不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。

池火灾模型

池火灾模型1)池火灾事故后果计算过程(1)柴油泄漏量3设定一个5000m柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。

泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。

表9-4 油品连续泄漏工况介质温度介质压力介质密度泄口面积泄漏时间泄漏源备注 032( C) (Mpa) (kg/m) (m) (min)按10分钟后切断柴油罐常温常压 870 0.005 10泄漏源计柴油泄漏量用柏努利公式计算:1/2Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh] W = Q.t式中: Q,泄漏速率(kg/s);W,泄漏量(kg);t,油品泄漏时间(s)，t=600 sC,泄漏系数，长方形裂口取值0.55(按雷诺数Re,100计); d2 2A,泄漏口面积(m);A =0.005m3ρ,泄漏液体密度(kg/ m);P,容器内介质压力(Pa);P,大气压力(Pa); 02g,重力加速度(9.8 m /s);h,泄漏口上液位高度(m)，柴油罐液面安全高度15.9 m。

经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg(10分钟泄漏量) (2)泄漏柴油总热辐射通量Q(w) 柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。

总热辐射通量Q(w)采用点源模型计算:2 0。

61 Q = (л r+ 2л rh)m ηHc/( 72 m + 1) •f ••f2 式中: m —单位表面积燃烧速度kg/m.s，柴油为 0.0137; fHc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg;h—火焰高度h(m)，按下式计算:1/20.6 h = 84 r{ m /[ρ(2 g r)]} fO3ρ—环境空气密度，ρ=1.293kg/ m; OO2 g—重力加速度，9.8 m /Sη—燃烧效率因子，取0.35;1/2r —液池半径(m)，r =(4S/π)2S—液池面积，S=3442 m;W—泄漏油品量kg3ρ,柴油密度，ρ=870kg/ m;火灾持续时间:T= W/S.m f计算结果: Q(w)=1006347(kw)T=537s=9min)池火灾伤害半径 (3火灾通过辐射热的方式影响周围环境，根据概率伤害模型计算，不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。

池火灾

池火灾1.池火灾分析步骤可燃液体（如甲醇、乙醇）泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而成池火。

池火计算步骤如下：（1）计算可燃液体（如甲醇、乙醇）的燃烧速度；（2）计算或确定液池面积；（3）计算火焰高度；（4）计算热辐射的不同入射通量所造成的损失。

2.池火灾计算模型简介（1）燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt 为：()H T T C H dt dm b P c +-=0001.0 式中dt dm —单位表面的燃烧速度，s m kg ∙2；c H —液体燃烧热，kg J ；p C —液体的定压比热，k kg J ∙；p T —液体的沸点，K ；0T —环境温度，K ；H —液体的汽化热，kg J 。

当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化气，其单位面积的燃烧速度dt dm 为：HH dt dm c 001.0= 式中符号意义同前。

（2）火焰高度（5.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=πs r ）设液池为一半径为r 的圆池子，其火焰高度可按下式计算：()6.0210284⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=gr dt dm r h ρ式中h —火焰高度，m ；r —液池半径，m ；0ρ—周围空气密度 30293.1m kg =ρ（标准状态）g —重力加速度 28.9s m g =dt dm —燃烧速度（3）总热功率液池燃烧的总热功率：()()[]17226.02+∙∙+=dt dm H dt dm rh r Q c ηππ 式中Q —总热辐射通量，W ；η—效率因子，可取35.0~13.0；其余符号意义同前。

（4）目标入射热辐射强度距离池中心某一距离（r ）处的入射热辐射强度为24r Q q πλ= 式中：q —热辐射强度，2m W ；Q —液池燃烧的总热功率，W ；λ—辐射率，此处可取为0.1；r —目标点到液池中心的距离。

（5）确定火灾损失火灾通过热辐射方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等。

储罐火灾爆炸指数计算

储罐火灾爆炸指数计算
（1）用火灾爆炸指数法确定罐区发生火灾、爆炸的伤亡范围（汽油储罐40立方米，31.6吨）
①储罐区火灾、爆炸指数（F＆EI）表，表三-7。

表三-7，储罐区火灾、爆炸指数（F＆EI）表
④储罐区安全措施补偿系数表，表三-8
表三-8，储罐区安全措施补偿系数表
⑤暴露区域
暴露区域是指当工艺单元发生火灾、爆炸事故后，可能影响的范围。

暴露区域计算方法如下：R= F＆EI×0.2560（m）；S=πR2；式中：R—暴露半径；S—暴露面积（m2）。

⑥评价结果
若工艺单元的火灾、爆炸危险指数评价结果汇总见表三-9。

表三-9，火灾、爆炸危险指数评价结果汇总表
对照火灾爆炸危险指数及危险等级标准，可得出采取安全措施后的危险等级（见表）。

从表中结果可见，经安全措施补偿系数后的火灾、爆炸危险等级均有所下降。

火灾、爆炸危险等级，表三-10。

某油罐区消防计算书_secret

消防计算说明书本罐区火灾危险分类为甲B 类，消防用水由泡沫灭火用水量、罐区冷却用水量两部分组成；罐区最大储罐储量为3860 m 3。

（一）设计计算步骤第一步：计算油罐基本数据（着火罐横截面积和壁表面积、相邻罐壁面积）。

第二步：计算泡沫系统的有关参数先求混合液秒流量和泡沫产生器个数，取整且按罐径最少安装产生器的数量确定油罐上的泡沫产生器安装数量，依次求出产生器实际应供应混合液秒流量、泡沫枪所需混合液秒流量、混合液总秒流量、混合液罐罐径，最后算出泵所需扬程和灭火所需泡沫液总量，确定混合液泵和泡沫液罐容积。

第三步：计算冷却水系统的有关参数先求着火罐冷却水秒流量和相邻罐冷却水秒流量，再求出灭火所需冷却水总量及配置泡沫混合液是所需水量，从而求出消防总水量，确定消防水池容积和水管管径，最后求出冷却水泵扬程，选取冷却水泵。

（二）设计计算过程第一步：绘制油罐区布置图，计算油罐基本数据：１、3、5为着火罐2、4、6为相邻罐V=3860m 3D=25m H 壁=7.5m;消防泵房距灌区管线距离约为500m 。

３第一步：F着截=3.14•D2着/4=3.14×(25)2/4=490.63 m2F 着壁=3.14•D着•H着=3.14×25×7.5=588.75 m2第二步：泡沫系统设计计算：（1）计算混合液流量：Q混计=q混规•F着截/60 ……………(L/S)(式1)式中：q混规为中倍数泡沫灭火供给强度，查规范（GB50196-93）得：q混规=4L/min•m2则Q混计=4L/min•m2×490.63 m2/60min=32.8(L/S)(2) 计算泡沫产生器个数：N计=Q混计/q器……………………(个)（式2）式中：q器为空气泡沫产生器的强度，查消防器材产品样本知:Pz6=6L/S , Pz3=3L/S , 分别代入式2：N=32.8/6=5.5个， N=32.8/3=11个。

原油罐区池火火灾模型计算

原油罐区池火火灾模型计算在油田联合站、长输管线的首末站及石化炼厂中，原油储罐区是原油最集中的场所，储存的原油量较大，由于生产操作、储罐及其相连的设备、管理等原因，原油罐区极易发生油气跑、冒、滴、漏，存在很大的火灾隐患。

原油储罐区一旦发生油气泄漏，极有可能发生火灾、爆炸事故，造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。

1.池火火灾原油泄漏的原因从人-机系统来考虑主要有设计失误、设备原因、管理原因及人为失误等原因。

原油泄漏后聚集在防火堤内形成液池，原油液池表面油气由于对流而蒸发，遇到引火源会发生池火灾。

美国学者R. Merrifield和T.A.Roberts提出，可燃液体引起的池火灾，热辐射是其主要危害。

热辐射对人体的伤害主要通过不同热辐射通量对人体产生的不同伤害程度来表示。

池火灾通过辐射热的形式对周围的人、财物产生危害，其危害程度可依据其辐射强度作为指标来参考，而辐射强度与池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量密切相关，因此池火火灾模型主要通过池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度四个参数来表述。

2.池火火灾模型简述可燃液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成火池。

池火燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、辐射强度可用下面几个关系式来表述。

2.1燃烧速度当液池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单元面积的燃烧速度dtdm： H T -T C H 001.0dt dm 0b p c +=）（式中：dt dm 表示单位表面积燃烧速度，kg/（m 2·s ）；H c 表示液体燃烧热，J/（kg ·k ）；C p 表示液体的比定压热容，J/（kg ·K ）；T b 表示液体的沸点，K ；T 0表示环境温度，K ；H 表示液体的汽化热，J/kg 。

2.2火焰高度设液池为一半径为r 的圆池子，火焰高度按下式计算：6.05.00)2(dt /dm r 84h ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=gr p 式中；h 火焰高度，m ；r 液池半径，m ；dtdm燃烧速率，kg/（m 2· s ）；p 0空气密度，kg/m 3；g 重力加速度；数值为9.8m/s 2。

蒸汽云爆炸、池火灾计算方法

附件4定量分析危险、有害程度的过程附件4.1固有危险程度定量分析1、具有爆炸性的化学品的质量及相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量附表4.7.1 相关数据1、爆炸空间物质量计算W f=VLmρ式中：V-爆炸空间的体积大小m3,Lm-最易爆炸浓度ρ-可燃气体的密度1）二硫化碳IS90车间的晾晒厂房24*15*8=2880m3二硫化碳的密度为3.17kg/m3最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*7.5%*3.17=685kg上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2880*44%*3.17=4020kg2）氨制冷车间厂房20*15*8=2400m3氨的密度为0.71kg/m3最易发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*17%*0.71=290kg上限发生爆炸的总量W f=VLmρ=2400*25%*0.71=426kg3）硫磺粉尘IS60车间的粉碎厂房24*15*8=2880m3硫磺的最易爆炸浓度为70g/m3=0.07kg/m3W f=VLm=2880*0.07=202kg硫磺的发生爆炸的上限浓度为1400g/m3=1.4kg/m3W f=VLm=2880*1.4=4032kg2、TNT当量计算蒸汽云爆炸的TNT当量计算公式：W TNT=AW f Q f/Q TNT式中 A－蒸汽云的TNT当量系数，取4％；W TNT－蒸汽云的TNT当量，Kg；W f－蒸汽云中燃料总质量，Kg；Q f－燃料的燃烧热，MJ/Kg；Q TNT－TNT的爆热， Q TNT=4520 kJ/kg；1）二硫化碳蒸汽云爆炸的TNT当量计算：W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×685×1000/76.14×1030.8/4520＝82.1kgW TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4020×1000/76.14×1030.8/4520＝482kg2）硫磺粉尘蒸汽云爆炸的TNT当量计算：W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×202×1000/32.06×297/4520＝16.6KgW TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×4032×1000/32.06×297/4520＝331Kg3）氨蒸汽云爆炸的TNT当量计算：W TNT1=AW f Q f/Q TNT＝0.04×290×1000/17.07×361.25/4520＝54.3KgW TNT2=AW f Q f/Q TNT＝0.04×426×1000/17.07×361.25/4520＝80Kg3、具有可燃性的化学品的质量及燃烧后放出的热量1）二硫化碳燃烧后放出的热量⑴生产车间二硫化碳的Q1＝1030.8×15000×1000/76.14=20.3×107J⑵储罐区二硫化碳的Q2＝1030.8×30000×1000/76.14=40.6×107J2）硫磺燃烧后放出的热量⑴10t硫磺燃烧Q1＝297×10000×1000/32.06=9.26×107J⑵15t硫磺燃烧Q2＝297×15000×1000/32.06=13.89×107J⑶300t硫磺燃烧Q3＝297×3000000×1000/32.06=2778×107J⑷500t硫磺燃烧Q4＝297×5000000×1000/32.06=4630×107J3）全部氨燃烧Q＝361.25×1800×1000/17.07=3.81×107J附件4.2爆炸事故影响的范围1、爆炸事故的条件引发爆炸的条件是：爆炸品（内含还原剂和氧化剂）或可燃物（可燃气、蒸气或粉尘）与空气混合物达到爆炸极限范围并由起爆能源同时存在引发爆炸。

池火灾计算模型

1.事故假设假设甲醇储罐发生泄漏后，甲醇流到防火堤内形成液池，遇到火源燃烧后会形成池火。

1、计算依据1）液池半径罐区面积：71m2；储罐(φ1.0m)占地面积：(1.0/2)2×3.14×4≈3.14m2液池面积:71-3.14=67.86 m2；液池半径:R= =4.65m67.86/3.142)燃烧速度m fm f =0.001Hc/Cp(T b-T0)+HHc :液体燃烧热(J/kg)；(甲醇227.3×105J/kg•K)；Cp :液体比压定热容J/kg•K ；(甲醇1372J/kg•K)；T b :液体沸点°K（338°K）；T0 : 环境温度°K（298°K）；H ：液体的汽化热J/kg； (甲醇1103×103J/kg•K)；m f =0.001×227.3×105/1372（338-298）+1103×103=0.01962.池火高度计算（1）火焰高度h＝84r〔m f/(ρ0（2gr）1/2)〕0.61其中 m f——液体的燃烧速度，kg/(m2·s)ρ0——空气密度，25℃空气密度1.183kg/m3g——重力加速度，9.8m/s2则：火焰高度h＝84×16.6〔0.0196/(1.183×（2×9.8×16.6）1/2)〕0.61≈19.58m（2）热辐射通量火焰表面热辐射通量Q f为：Q f=（πr2＋2πr h）m fη.Hc/（72×m f0.6+1）其中: Q f——热辐射通量，wη——热辐射系数，取0.25Hc——甲醇的燃烧热，2.27×107，J/kg其余符号意义同前。

则：Q f＝（3.14×4.652＋2×3.14×4.65×19.58）×0.0196×0.25×2.27×107/（72×0.01960.6+1）≈0.91×104kw（3）目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点的小球面辐射出来，则在距离池中心某处（X）的入射热辐射强度为：I= Q f t c / ( 4πX2)其中：I——热辐射强度，kw/m2；Q f——总热辐射通量，kw；t c——热传导系数，取为1；X——目标距离，m。

池火灾模型

1）池火灾事故后果计算过程（1）柴油泄漏量设定一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。

泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见表9-4。

表9-4 油品连续泄漏工况柴油泄漏量用柏努利公式计算：Q = CdAρ [2(P-P0)/ ρ+2gh]1/2W = Q.t式中: Q－泄漏速率（kg/s）；W－泄漏量（kg）；t－油品泄漏时间（s），t=600 sC d－泄漏系数，长方形裂口取值0.55（按雷诺数Re＞100计）；A－泄漏口面积（m2）；A =0.005m2ρ－泄漏液体密度（kg/ m3）；P－容器内介质压力（Pa）；P0 －大气压力（Pa）；g－重力加速度（9.8 m /s2）；h－泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m。

经计算Q = 42.23 kg/s、W = 25341 kg（10分钟泄漏量）（2）泄漏柴油总热辐射通量Q（w）柴油泄漏后在防火堤内形成液池，遇点火源燃烧而形成池火。

总热辐射通量Q（w）采用点源模型计算：Q = (л r2 + 2л rh)•m f •η•Hc/（ 72 m f 0。

61+ 1）式中: m f—单位表面积燃烧速度kg/m2 .s，柴油为 0.0137；Hc—柴油燃烧热，Hc = 43515kJ/kg；h—火焰高度h（m），按下式计算：h = 84 r{ m f /[ρO（2 g r）1/2]}0.6ρO—环境空气密度，ρO=1.293kg/ m3；g—重力加速度，9.8 m /S2η—燃烧效率因子，取0.35；r —液池半径(m)， r =（4S/π）1/2S—液池面积，S=3442 m2；W—泄漏油品量kgρ－柴油密度，ρ=870kg/ m3；火灾持续时间：T= W/S.m f计算结果： Q（w）=1006347（kw）T=537s=9min（3）池火灾伤害半径火灾通过辐射热的方式影响周围环境，根据概率伤害模型计算，不同入射热辐射通量造成人员伤害或财产损失的情况表9-5。

可燃液体储罐的消防设计计算

可燃液体储罐的消防设计计算可燃液体储罐的消防设计计算摘要可燃液体储罐区设置固定式消防冷却水系统和固定式低倍数泡沫灭火系统，通过对消防系统的配管与阀门设置，比较得出较为合理和经济的消防系统设计。

关键词可燃液体储罐泡沫消防消防冷却水随着石油化工产业的不断发展，在辽宁沿海地区利用自然条件兴建了一些石油化工企业，同时也兴建了一批可燃液体大型储罐区。

针对某工程实例，就可燃液体储罐区的消防系统设计介绍如下。

1 .概况拟定工程概况：4只10000 m3的固定顶储罐（见图1），直径d=28m,高H=17.84m，相邻罐按照3只计算。

（图1，罐区平面布置图）2 .泡沫消防系统本工程采用固定式泡沫消防系统，根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92（2000年版），本工程同一时间火灾次数为1次，按V=10000 m3的固定顶非水溶性罐计算。

计算泡沫混合夜供给强度为5.0（L/min.m2），计算出泡沫混合液量=3.14×(28/2) ×5.0/60=51.3（L/s）。

常用的泡沫产生器的标注型号为PC4（Q=4L/s），PC8（Q=8L/s），PC16（Q=16L/s）和PC24（Q=24L/s）4种，选择储罐配置PC24型泡沫产生器4支（按30min计算）,计算泡沫混合液流量为96L/s，1次灭火泡沫混合液量为172.8m3，其中泡沫浓液量为172.8×0.03=5.18m3（抗溶性泡沫，混合比按3%计）。

考虑管道的泡沫液量，1次泡沫混合液量为172.8+172.8×0.3=224.64 m3，其中泡沫浓液量224.64×0.03=6.74 m3。

在泡沫消防设计中须注意的有几点：第一：必须根据储罐的形式来确定采用液上喷射泡沫灭火系统还是液下喷射泡沫灭火系统。

第二：根据罐内的化工液体的介质是水溶性还是非水溶性来确定泡沫混合液的供给强度及连续供给时间。

第三：固定式泡沫系统计算后的泡沫液量要由所选择相应的泡沫产生器来复核。

储罐消防计算

陕西众源绿能天然气有限责任公司定边县天然气存储调峰液化项目LNG储罐消防计算书一、消防冷却水量该项目LNG储罐单罐有效容积为5000m3（￠22.3m×21.6m），由川空公司生产，根据《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》规定，必须设置灭火系统和冷却用水设施。

二、单罐喷淋水系统设计计算罐顶设置一道喷淋环，由两个半环组成，环上设水雾喷头；罐壁设置两道喷淋环，由四个半环组成，环上水雾喷头；喷淋环由两根立管供水。

喷淋环及立管均采用镀锌钢管；立管底部设置补偿器、过滤器、泄水管。

1、喷淋水量：罐顶：Q1=30.3L/s罐壁：Q2=53.0L/s2、喷头选择选用水雾喷头型号为ZSTW A-80-120，流量系数为42.8，雾化角120°，工作压力为0.35MPa~0.7MPa。

（1）喷头流量计算：q＝K P10P－工作压力；0.35~0.70MPa所以q＝80~113.2L/min（2）喷头数量计算：N=Q/q罐顶：N=1818/q＝16~23个罐壁：N=3180/q＝28~40个（3）喷淋管道设计罐顶喷淋环管径DN80,直径15m，周长47m，喷淋头相距2m，每个半环布置12个，共计24个。

罐顶环管流速为：3m/s罐壁喷淋环设两道，管径DN65,直径23.3m，周长73m，喷淋头相距3.7m，每道半环布置10个.，共计40个。

罐壁环管流速为：4m/s立管流速为：2.4m/s三、干粉灭火系统设计计算干粉灭火系统按应用方式可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统。

扑救封闭空间内的火灾应采用全淹没灭火系统；扑救具体保护对象的火灾应采用局部应用灭火系统。

储罐通向大气的安全阀出口管应设置局部喷射式干粉灭火系统，本系统采用ZFP500型干粉灭火装置一套，与紫外和红外复合报警系统或其他类型的报警系统组成自动灭火系统。

装置动力源为氮气瓶，一旦发生火灾,通过控制器（也可人工按下电源按钮）使电源通过控制线路,使氮气瓶释放氮气,推动干粉,通过管道,喷头将干粉喷出,扑灭火灾。