第七章答案油库设计的答案

Qs1 = (1 − m)τQh = (1 − 0.066)× 30 × 4200 = 117684L （配制泡沫用水量）
Qs2 = Z s L1τ 1 = 0.5 × 3.14 × 22.7 × 6 × 3600 = 769802L (冷却着火罐用水)
（2）油库中常用的防雷装置为避雷针。
19．避雷针的结构有哪几部分?它们各自的功能是什么?
避雷针的结构及其功能：
（1）接闪器：用于直接接受雷电的金属构件。
（2）引下线：将雷电流自接闪器引入接地装置。
（3）接地装置：用来向大地泄放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高。
20．何谓避雷针的保护范围?
受到避雷针某种程度保护的空间称为避雷针的保护范围。
需要机动消防车和水泵，并要有一定数量的操作人员。
（3）移动式灭火系统：包括泡沫钩管、升降式泡沫管架、空气泡沫枪、空气 泡沫炮等设备。具有安全性好，使用灵活，投资少等优点。但是操作复杂，灭
火的准备时间长等缺点。
14.空气泡沫灭火系统设计的基本参数有哪些?是怎样确定的? 空气泡沫灭火基本参数及其确定：
① 泡沫混合液供给强度 Zh(L/min.m2)
保护周长 连续供给时间
型号 混合液流量
Zh2 (L/min.m2）
(m)
th2
(min)
PC4 240 (L/min)
12.5
18
30
PC8 280 (L/min)
12.5
36
30
②泡沫计算耗量
式中
Qp=ZpF
Qp-----泡沫计算耗量，l/s； Zp------着火罐所储存油品的泡沫供给强度，l/s.m2； F----燃烧面积，m2。 ③泡沫产生器数量
24．按照《石油库设计规范》(GBJ74—84)的规定，接地电阻不宜大于多少欧
姆?
规定：当油罐顶装有避雷针或利用罐体作接闪器时，接地电阻不宜大于
1×10-2千欧，当油罐仅作防感应雷接地时，接地电阻不宜大于3×10-2千欧。
25．如何计算垂直、水平、复合接地体的接地电阻?
答：（1）垂直接地体的接地电阻
式中：
R
=
ρ 2πL
⎜⎛ ln ⎝
2L d
+
1 2
ln
4t 4t
+ −
L L
⎟⎞ ⎠
ρ ：土壤电阻率， Ω ⋅ m
L：接地体全长，m
d：接地体直径或当量直径，m
t：地面到接地体中部的深度，m
（2）水平接地体的接地电阻
R
=
ρ 2πL
⎜⎜⎝⎛ ln
L2 td
+
K
⎟⎟⎠⎞
式中：
d：水平接地体直径或等效直径，m
些主要设备?各自的优缺点是什么?
（1）固定式灭火系统：包括空气泡沫比例混合器、空气泡沫产生器等主要设
备。具有灭火时不需要铺设管线和安装设备；启动迅速，出泡沫快；操作简单，
节省人力；劳动强度小等优点。其缺点是设备一次性投资大。
（2）半固定式灭火系统：除设有固定的泡沫产生器及下面装有部分附属管道 外，还有一些可移动的器材设备。具有建设投资和维修费用较低等优点，但是
16．雷电的直接危害和间接危害指的是什么? （1）直接危害
①电效应 ②热效应 ③机械效应 （2）间接危害 ①雷电反击 ②跨步电压 ③静电感应 ④电磁感应 17．防止直接雷击和感应霄击有哪些措施?
在油罐上安装避雷针。
18．防雷装置有哪些?油库中常用的是什么防雷装置?
（1）常见的防雷装置有避雷针，避雷线，避雷网，避雷带，避雷器。
二、计算题
1、解：油罐布置形式见下图：
（1）防火堤高度计算
(13.9 × 2 + 31.6 × 2)× (13.9 + 32.7.18.4)× h = 5000 − 22.72 × 3.14h − 3 × 15.82 × 3.14h
4
4
h = 0.726m 最终取防火堤高度为 1m。 （2）选定泡沫产生器和泡沫比例混合器的型号及个数
21. 处于避雷针保护范围内的物体是不是可以保证一定不遭受雷击?为什么?
位于避雷针附近的任何空间都能受到避雷针的保护，只是受到的保护程度
不同。一般地说，距离避雷针越近的空间受到保护程度越高，遭受雷击的可能
性越小。由于雷电放电途径受很多因素的影响，要想保证被保护物绝对不遭受
雷击是很不容易的。
22．如何用公式和作图来确定单支避雷针的保护范围?
度＜4mm，设避雷针。
（2）浮顶油罐 按《石油库设计规范》规定，浮顶罐可以不设避雷针，罐体做良好的接
地，并且浮顶与罐体之间用两根截面积不小于25mm2的软铜线作电气连接。 （3）地上非金属油罐
应装设独立避雷针。油罐的金属附件和外露金属件做电气连接并接地，为 了防止电磁感应、静电感应的破坏，在罐顶铺设金属网并接地，金属网采用直 径不小于8mm的圆钢做不大于6m×6m的网格。 （4）覆土油罐
凡覆土厚度在0.5m以上者，可不设避雷装置。 27．液体产生静电的主要原因是什么? （1）液体与固体（气体、不相容的液体）接触，形成双电层； （2）接触两相的相对运动，两者带有极性相反的电荷。 28．油品的起电方式有哪些? （1）油品管路流动起电 （2）水滴、杂质在油品中的沉降起电 （3）油品冲击起电 （4）喷射起电 29．影响油品带电量的因素有哪些? （1）介质电阻率的影响 （2）管线材质及管壁粗糙度的影响 （3）管路中的设备、附件的影响 （4）流态的影响 30．静电放电的类型有哪几种?其中哪一种放电的危险性最大? （1）电晕放电 （2）火花放电 （3）刷形放电 （4）放电危险程度:火花放电＞刷形放电＞电晕放电。 31．由于静电放电而引起爆炸和火灾，必须具备哪四个必要条件? （1）有静电产生的来源； （2）静电能积累到放电的程度； （3）静电放电能量达到爆炸性混合物最小引燃能量；
第七章 油库安全技术
一、复习思考题
1．油库火灾和爆炸的原因有哪些? （1）主观原因： 麻痹大意；不遵守规章；等等 （2）客观原因
①电器设备的火花、过热等 ②金属的撞击引起火花 ③静电和雷电 ④可燃物的自燃 ⑤库外火源 2．石油产品的燃烧、爆炸特性一般用什么指标来衡量? （1）石油产品易燃性的衡量判据： 闪点、燃点、自燃点 （2）石油产品易爆性的衡量判据： 爆炸极限 3．爆炸极限的含义是什么? 爆炸下限、上限：油蒸气在空气中会引起爆炸的最小浓度和最大浓度，称 为该气体或蒸气的爆炸下限、上限。 4．当油蒸气浓度超过爆炸上限时是不是就不存在爆炸的危险性了?为什么? 不是，因为当油蒸气浓度超过爆炸上限时，因为油品蒸气含量太多，而空气中 的氧气供应不足，不能产生激烈的氧化反应，因而不会引起爆炸，但是在燃烧 过程中，油品蒸气体积浓度有可能会降到爆炸上限，从而引起爆炸。 5．燃烧的三个必要条件(或称燃烧的三要素)是什么? （1）可燃物 （2）助燃物 （3）导致燃烧的能源（点火源） 6．灭火的原理是什么?有哪些灭火方法? 灭火的原理就是破坏燃烧条件。其方法如下： （1）冷却法 （2）窒息法 （3）隔离法 （4）化学中断法（化学抑制法） 7．燃烧速度的概念是什么?影响燃烧速度的主要因素有哪些? （1）燃烧速度：其表达了单位时间内从油品表面烧掉的油品数量。
Qp = Zp ⋅F
Qp
=
0.6 ×
22.7 2 4
× 3.14
=
242.7L /
s
Nc = Qp qc
Nc
=
242.7 150
=
2个
扑灭流散液体所需泡沫枪 3 个 PQ8。（混合液流量 400L/min，泡沫量 1.5 L/min） 所以选用 2 个 PC24 空气泡沫产生器。
Nb
=
Qh qb
=
4200 64 × 60
当30<h<120 m 时， P = 30 h
ha：避雷针的有效高度，m; ha = h − hx
23．避雷针接地电阻为什么不能过大、不能过小?
为了迅速将雷电流导入地下，并在引下线上不形成很高的对地电压，就要
求接地电阻不能太大，以免造成雷电反击，但也不能太小，不然浪费材料。并
且由于电流泄放，雷电流变化率非常大，可能因电磁感应而产生雷电破坏现象。
（4）放电空间有处于爆炸极限范围之内的可燃气体。 32．防止静电事故的措施有哪些? （1）减少静电的产生
①控制流速 ②控制加油方式 ③防止不同油品相混或油品中含有空气和水 ④油品经过过滤器后，要有足够的静电泄漏时间 （2）增强电荷的流散 ①接地与跨接 ②加抗静电剂 ③设置静电消除器 ④设置静电缓和器 （3）消除危险放电 （4）消除爆炸性混合气体
或悬浮水相遇，或者是热波面到达罐低的水垫层时，水就被汽化，由于水汽化
时体积迅速扩大为原来的千倍以上，大量的蒸汽上浮，形成强烈的搅拌，形成
油包汽的气泡。从而将油品携带出罐外，造成油品的扩散，使火灾扩大，称此
现象为沸溢。
10．油罐火灾中，发生沸溢的条件是什么?
（1）油品具有移动热波特性；
（2）油品中含有游离水、乳化水、或者油层下有水垫层；
即在等距离范围内下风方向温度最高，约为上风方向的2—3倍，上风方向温度
最低，侧向居中。测定结果还表明油面高度越高，周围地面附近的温度越低。
而油面高度越低，周围地面附近的温度越高，所以说油罐低液位火灾时不利于
消防人员进行灭火工作。
9．简述沸溢的概念．
当下移的热波面温度达到或超过了水的沸点，而该热波与油品中的浮化水
K：水平接地体形状系数
（3）复合接地体的接地电阻
Rf
=R nη
式中：
Rf ：复合接地体的接地电阻， R：单根垂直（水平）接地体的接地电阻，
n：垂直（水平）接地体的根数；
η ：复合接地体的屏蔽系数，一般取0.8 。
26．对于油罐可采用什么样的防雷措施?
（1）地上固定顶金属油罐
我国的《石油库设计规范》规定：顶板厚度≥4mm，不设避雷针；顶板厚
答：单支避雷针的保护范围
在地面上的保护半径： r0 = 1.5h
任一高度hx水平面上的保护半径： rx
= 1.5ha 1+ hx
P
h
式中：
h： 避雷针的总高度，m
hx：被保护物体的高度，m
rx： 高度为hx处避雷针的保护半径，m
P： 避雷针超过30m时，保护范围受高度影响的系数。
当 h ≤ 30 m 时，P=1
固定顶油罐： 式中
Nc= Qp/qc
Nc-----泡沫产生器数量，个； Qp-----单位时间内泡沫消耗量，l/s； qc-----每个泡沫产生器的泡沫产生量，l/s。 浮顶油罐 浮顶油罐的泡沫产生器数量，应按每个泡沫产生器的保护周长计算 确定。 ④泡沫液储备量 Qyi=mtQh 式中 Qyi----泡沫液储备量，m3； m-----泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，%； t------泡沫延续供给时间 ，min； Qh-----扑救油罐及流散液体火焰需用泡沫混合液总流量，l/s。 ⑤消防用水总耗量 Qs= Qs1+ Qs2+ Qs3 Qs1-----配置全部泡沫混合液用水量，l Qs2------冷却着火油罐用水量，l； Qs3----冷却邻近油罐用水量，l。 15．雷电有哪三种类型? （1）线状雷电 （发生在云、地之间） （2）片状雷电 （发生在云、云之间） （3）球雷
表1 非水溶性甲、乙、丙类液体泡沫混合液供给强度（固定顶罐、液上喷射）
液体类别
混合液供给强度Zh1(L/min.m2) 固定式、半固定式 移动式
连续供给时间 th1 (min)
甲、乙
6.0
8.0
40
丙
6.0
8.0
30
表2 非水溶性甲、乙、丙类液体泡沫混合液供给强度（外浮顶罐、液上喷射）
泡沫产生器
供给强度
（3）油品具有足够的粘度。
11．空气泡沫(或称空气机械泡沫)灭火的机理是什么?
（1）隔离与窒息作用
（2）隔热作用与降温作用
（3）冲淡可燃气体，减轻火势
器
加空气 泡沫混合液
泡沫产生器
泡沫混合液=泡沫液:水=6:94或（3:97）
空气泡沫
13．根据灭火设备的设置情况，空气泡沫灭火系统可分为哪三种形式?各有哪
=
2
所以选用 2 个 PH64 型泡沫比例混合器。 泡沫液储备量：
Qh1 = N C qc1 = 2 × 1500 = 3000L / min Qh2 = N qqc2 = 3 × 400 = 1200 L / min
Qh = Qh1 + Qh2 = 4200L / min Qyi = mτQh = 6.6%× 30 × 4200 = 8.316m 3 消耗用水总耗量
（2）影响油品燃烧速度的因素有很多，主要有油品种类、油位高低、油品含
水率、油罐开口面积、油罐直径等等。
8．油罐火灾的热辐射特性如何?为什么说油罐低液位火灾时不利于消防人员进
行灭火工作?
油罐着火后，由于热辐射的作用，其周围空气的辐射温度和辐射强度均由
近及远而降低。其等温线或等辐射强度线呈梨形，其尖端部分指向下风方向，