第五章 罐区冷却系统设计油罐内储存的汽油属甲类低闪点易燃液体，其闪点50，爆炸上限 6.0%，爆炸下限1.3，其蒸汽与空气接触形成爆炸性混合物，高热极易燃烧爆炸。根据石油库设计规范规定，应设置消防冷却水系统，以对着火罐和临近罐实施冷却；同时根据石油化工企业设计防火规范规定：“甲类液体固定顶罐或压力储罐除有保温的原油罐外，应设防日晒的固定冷却水喷淋系统或其他设施。 ”故对油罐实施水冷却保护有两方面含义：一指火灾发生时，对着火油罐和临近罐采取的应急降温措施，即消防冷却；二指夏季高温对油罐实施的日常性防护冷却，即防日晒冷却。由于对着火油罐和临近罐冷却用水量及设备要求更高，所以前者冷却系统调节水量后可兼作防日晒冷却。5.1 总用水量的计算储罐参数：罐体为内浮顶罐，容积 5000m；罐体外径 19m；罐高 19m；据石油化工企业建筑设计防火规范8.5.5 条规定：罐壁高于 17m 的储罐应设置固定式消防冷却系统；着火罐为浮顶罐时，应对罐壁整体进行冷却，供水强度不应小于2.0L/min；临近罐需冷却时，冷却表面为罐壁表面积的 1/2。8.4.6 条规定，其冷却时间为 4h。一般罐区极少出现两罐同时起火现象，现取一罐起火，一罐需冷却为最大冷却时供给情况： 230.2dhQL/min43m 81663t水 池v5.2 喷头选型及布置5.2.1 喷头数量确定1、 水雾喷头的平面布置方式可为矩形或菱形。当按矩形布置时， 水雾喷头之间的距离不应大于 14 倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；当按菱形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于 17 倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。水雾锥底圆半径应按式 5-1 计算：RBtg/2 (5-1)式中：R-水雾锥底圆半径（m ） ；B-水雾喷头的喷口与保护对象之间的距离（m ） ；-水雾喷头的雾化角（ ） ；此次设计选用矩形布置，喷头雾化角 取 120；B 取 1m。故喷头工作时单个喷头喷洒范围如下图：图 5-1 喷头喷洒示意图按式 5-1 计算： m73.160tgR喷头之间距离应大于 1.4R，故设计距离为 1.4R=2.4m喷头环圈周长 65.94m5.102)(Dl每圈喷头个数 取整为 28。4.7.965n喷头圈数共 4 圈图 5-2 喷头布置剖面图总喷头数：428=112 个5.2.2 喷头选型由于水幕喷头喷出的水能形成雾状层及膜状层的双层效果，其均匀性、隔离性、冷却效果均很好，故设计采用型水幕喷头。水幕喷头工况直接决定水泵的选型，合理选择喷头，优化喷头布置是油罐水冷却系统节能降耗的途径之一。选型依据：1.已选用雾化角为 120的喷头。2.着火时单罐须冷却水流量 Q=816 L/min，故单个喷头流量为L/min18.62q取水幕喷头SMTBD 10120 ，其主要参数为特性系数如下： K=4.40.14 Q=100.2L/min雾化角 120由公式 5-2 ：(5-2) Pkq10其中：q喷头流量（L/min）P喷头工作压力（MPa ）K喷头流量系数工作压力取 0.5MPa，流量系数取 2.2 ： L/min 9.135.04.q所以水幕喷头 SMTBD10120 满足设计要求5.3 管径选取图 5-3 水力计算示意图5.3.1 环管管径已知 =2266.6L/min（单罐最大用水量） 一般情况 v 5 m/s，故 d vdq24198.1mm进行规格化DN100。故环管取 DN100 的钢管。5.3.2 配水管管径BC 段配水管流量为环管的 ，流量 2266.6 =566.65 L/min41BCq41流速同样取 5 m/s，d=49.0mm。故 BC 段环管取 DN50 的钢管。AB 段配水管为环管的 ，流量 2266.6 =283.3 L/min，v =5 m/s，计算得8AB8d=34.7mm。故 AB 段环管取 DN40 的钢管。5.4 泵及扬程泵扬程应按公式 5-3 计算： (5-4) ZPhH0其中：H入口供水压力，即扬程，MPa局部及沿程损失之和，MPahP0最不利点处泡沫产生装置或泡沫喷射装置的工作压力，MPaZ最不利点与消防水池的最低水位或系统水平供水引入管中心线之间的静压差，MPa水力计算时，对于长路径管道，局部损失可取沿程损失的 0.2 倍，即=1.2 ， 由公式 5-5 计算： =iL（ 5-5） 。据自动喷水灭火系统设hffhfh计规范9.2.2 条规定：每米管道水头损失由式 5-5 计算： i=0.0000107 MPa/m (5-6)； 3.12jdv自动喷水灭火系统设计规范10.31 条规定：最不利点喷头最小工作压力为0.05MPa。水力计算：图 5-3 中，A 点即为最不利点。据不同节点 AB 段 =iL=0.0000107 =0.008 MPafh1239.05BC 段 =iL=0.0000107 =0.015 MPaf .74.31环管部分 =iL=0.0000107 =0.007 MPafh259.031总 =0.008+0.015+0.007=0.03 MPafh=1.2 =0.031.2=0.036 MPafMPa18.010gZ所以 MPa24636.H根据扬程及流量：Q=3400L/min；H=0.246 MPa ，查阅苏尔寿离心泵手册 ，可用国际标准单级单汲清水离心泵，型号为 IS50400125。参考文献GB 500742002 石油库设计规范S 2003-03-01.GB 50016-2006 建筑设计防火规范S 2006-07-12.GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范S 2009-07-01.GB50242-2002 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范S 2002-02-15油罐水冷却设计计算探讨储罐区消防冷却喷淋装置设计探讨Comment MS1: 参考文献的格式不对消防应用技术