立式地面油罐区消防水和低中倍数泡沫灭火系统的设计

立式地面油罐区消防给水和泡沫灭火系统的设计[摘要]油罐储油是当前应用最普遍的一种储油方式，本文主要介绍了油罐区火灾危险性及火灾原因，油罐区消防工程的内容和现存问题，并根据实例，探讨了油罐区消防给水和低倍数泡沫灭火系统的设计内容和步骤。

[关键词] 立式地面油罐消防给水和低倍数泡沫灭火系统设计

一、油罐区的火灾危险和设置消防工程的意义

（一）油罐区的火灾危险性及火灾主要原因

1.火灾危险性

罐中油品主要是由碳氢化合物组成，受热、遇火以及与氧化剂接触都有发生燃烧的危险。油品的闪点和自燃点越低发生燃烧的危险越大。石油产品的蒸汽与空气的混合比例达到爆炸下限浓度时，遇火花即能爆炸。

石油产品的电阻率在1012Ω·CM 左右，最易在装卸、罐装、泵送等作业过程中慢慢积聚产生静电荷导致油罐燃烧爆炸。

粘度低的油品流动扩散性强，如有渗漏会很快向四周流散，油品的扩散、流淌性是导致火灾的危险因素。

石油产品受热后蒸汽压升高、体积膨胀。若容器罐装过满或储存密闭容器中，会导致油罐膨胀，甚至爆炸引起火灾。

油罐中重质或含有水分的油品燃烧时，燃烧的油品有的大量外溢，有的从罐内猛烈喷出形成高达70-80米的巨大火柱，火柱顺风向喷射距离可达120米左右，容易直接烧至邻近油罐，扩大受灾面积。

对国内炼油厂进行调查的结果表明：在全部油罐火灾中，原油罐占40﹪，汽油罐占32﹪，柴油罐占8﹪，重质油品储罐占20﹪。由此可见，闪点低于28℃的油品占全部油罐火灾的72﹪。立式钢质油罐顶盖全部掀开占40﹪，而大多数情况下是油罐的部分顶盖掀开，造成一定的危险性。

2.油罐区火灾的主要原因

明火引燃、引爆

油罐附近的烟道的火星，车辆喷出的火星、放鞭炮和烧纸的飞火、库区内违章吸烟，动明火、电气焊作业等极易引燃泄露在地面的油品或引爆弥漫在空气中的油蒸汽。2001年9月凌晨4时32分，位于沈阳新路140号的沈阳市大龙洋石油有限公司，因倒油过程中油罐内汽油外溢，大量挥发气体流动到160米以外的汽车库内，当司机发动汽车时，火花引燃汽油挥发气体，导致灌区东北侧建筑物内8个储灌发生恶性爆炸火灾。如油品泄露油蒸汽弥漫到锅炉房、灶房、配电站等处极易引起燃烧或爆炸。若油罐未装阻火器，液压安全阀缺油或各封闭口不严密等原因，很容易将外火传入罐内，引起燃烧或爆炸。

静点火花引起爆炸

电阻率在1012Ω·CM左右的液体最容易产生聚集静电。多数油品的电阻率大于1012Ω·CM，为带静电物质，很容易产生和聚集静电荷，而且消散慢，油品在管道和泵内流动时就常常会发生静电聚集。如果油罐接地电阻过大（大于100Ω），或消除静电的装置失灵，或孤立的导体（如浮顶）与油罐接触不良，很容易聚集静电荷，一旦放电形成火花，就会引燃或引爆弥漫的油蒸汽，发生火灾。

雷击引起火灾或爆炸

由于油罐顶孔口关闭不严或未安装阻火器，避雷装置设计不合理或发生故障，金属罐接地过大（大于10Ω）静电荷消除不掉，混凝土油罐中钢筋未能安全电气闭合，在雷击时易引起火灾或爆炸。

碰撞和摩擦火花引起火灾

若油罐的量油孔口没用有色金属制做，钢尺放入或拉出时易与量油孔口边缘摩擦而发生火花，引燃油罐内油蒸汽；用钢铁造的工具开启油罐孔口或搬运时相互撞击产生火花易引燃泄漏的油蒸汽。

电气原因引起火灾

油罐的主要电气设备如输电设备、线路、泵房电机照明设备等，若发生短路、漏电、接地，过负荷等故障时，产生的电弧、电火花、高热极易引燃泄漏的油及油蒸汽。若泵房电机、灯具、开关等采用非防爆型或防爆等级不够也易点燃泄漏的油蒸汽。

自燃引起火灾

常见的情况如油罐中含硫油品的沉积物在消除时发生自燃，润滑油及重油加温时温度超过闪点而自燃。

放火引起火灾

根据统计资料，石油储运系统发生的火灾，主要原因中明火引燃占67﹪，静电引燃占13﹪，雷击引燃占8﹪，电气故障及其他原因占12﹪。由此看出各种明火引燃是油罐火灾最主要的原因。

（二）油罐区设置消防工程的意义和消防工程的内容

1. 油罐区设置消防工程的意义

由于油灌区致火因素复杂，油罐一旦发生火灾，发展蔓延十分迅速，扑救难度大，容易造成较大的经济损失和人员伤亡。因此，油罐区消防工程对确保油罐安全，降低火灾扑救损失有着十分重要的作用。

油库储存的大量易燃液体，在油品转输作业中，经常散发油品蒸气，火灾危险性较大，容易发生火灾。油罐发生火灾时，往往伴随着可燃气体混合物的爆炸，以及沸溢和喷溅，导致油罐破坏，造成油品流散，给扑救工作带来困难，比如发生在黄岛油库和南京炼油厂的火灾。因此，

就必须设置完善的灭火系统。按系统设备安装情况分类，油罐区灭火系统可分为移动式和固定式两类。移动式灭火系统就是在储罐上不安装固定灭火设备，火灾时完全靠移动灭火力量扑救火灾；固定式灭火系统具有永久固定的完整的消防设施和可靠、充足的水源，灭火时，只需启动水泵、开启有关阀门即可实施灭火。移动式灭火系统投资小，设备利用率高，维护管理较简单，适合用于储量较小的罐区。固定时灭火系统与移动式灭火系统相比，具有启动及时、安全可靠、常期处于战备状态，且操作方便及自动化程度高等优点，适合总储量或单罐容积大，火灾危险性大的油罐区。

2.油罐区消防工程的内容

消防水源及供水系统，含水井、水池、水泵房、供水管网、消火栓、冷却水系统等。

油罐泡沫灭火系统，含泡沫液罐、泡沫混合液泵、泡沫混合液管网、泡沫拴、泡沫产生器等。油罐组防火提。

消防道路。

消防器材、装备。

二、油罐区消防系统

（一）消防水系统

水取用方便，分布广泛，在化学上呈中性，无毒，冷却效果和灭火作用非常好，因此水是最常用、最主要的灭火剂。

1.水是通过以下几种灭火作用实施灭火：

冷却作用。当水于燃烧物接触或流经燃烧区时，将被加热或气化，吸收热量，从而使燃烧区温度大大降低，以致使燃烧中止。

窒息作用。水气化将在燃烧区产生大量水蒸气，阻止新鲜空气进入燃烧区，降低燃烧区氧的浓度，导致燃烧强度减弱直至中止。

稀释作用。水是一种很好的溶剂，可以稀释可燃物的浓度，使燃烧减弱，当可燃液体的浓度降低到可燃浓度以下时，燃烧即行中止。

乳化作用。非水溶性可燃液体的初起火灾，在形成热波之前，以较强的水雾射流灭火，可在液面形成“油包水”型乳液，可以使液体表面受到冷却，使可燃蒸气产生的速率降低，致使燃烧中止。

2.消防水源

消防水源是为消防给水设备提供足够消防用水的储水设施，是确保灭火成功的基本保证。加强消防水源的建设、管理，具有非常重要的实际意义。消防水源有天然水源，市政管网，消防水池三类。

3.消防给水管网

给水管网是油库内的一种重要的消防水源，按布置方式分，可分为环状管网和支状管网两