水喷淋与水喷雾系统冷却强度的比较

2011-10-26甄浩艺中国人民武装警察部队学院

中国科技信息 2011年8期

关键词：油罐设计规范冷却水

甄浩艺中国人民武装警察部队学院

水喷淋与水喷雾系统冷却强度的比较

甄浩艺中国人民武装警察部队学院

用于储罐冷却的水系统常用的有水喷雾和水喷淋两种，目前大量文献在对比国内外关于油罐冷却水强度问题时存在一些概念模糊、规定不统一的问题。本文对比了相关规范关于冷却水的强度和范围，并提出一些建议。

水喷雾；水喷淋；冷却强度

引言

地上式钢制储罐发生火灾, 5min内可使罐壁温度升至500℃，使钢板强度降低一半, 8～10 min后钢板将失去支持能力。储罐发生火灾, 为控制火势, 降低火焰辐射强度, 必须对储罐及时进行水喷淋冷却,使罐壁温升不超过100℃。关于油品储罐冷却用水量的规定，国内外规范有所差别，并且国内三本规范也不尽相同，这给石化企业冷却设施的设计安装带来困扰。在油罐发生火灾时，不能正确指导消防队员合理对其进行冷却。

1 各规范对冷却水的规定

1.1 《建筑设计防火规范》第8.2.5条对甲、乙、丙类液体储罐的冷却强度和范围做了规定，见表1

表1 冷却水供给范围和强度

1.2 《石油化工企业设计防火规范》第7.3.8条和《石油库设计规范》第12.2.8条对可燃液体地上立式罐应设固定消防冷却水强度的规定见表2。

表2 可燃液体储罐冷却水强度

表3 冷却水洒水形式的对比

1.3 《石油化工企业设计防火规范》第7.9.3条对液化烃储罐固定消防冷却水系统的用水量单独作出规定：

一、着火罐冷却水供给强度，不应小于9 L/min·m2；

二、距着火罐1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐冷却水供给强度，不应小于4.5 L/min·m2；

1.4《水喷雾灭火系统设计规范》第3.1.2条也对防护冷却强度做了规范：甲乙丙类液体储罐的设计喷雾强度为6 L/min·m2。

2 冷却水洒水形式[4]

据文献介绍，冷却水洒水形式主要有三种，即水雾喷头、淋水管、水幕喷头，对比见表3。

由上表可以看出，水幕喷头受外部条件制约最少，对油罐冷却最有利。而《建筑设计防火规范》、《石油库设计规范》和《石油化工企业设计防火规范》中均未对喷头形式做出明确要求。

而文献经常用来与国内规范冷却水强度做对比的国外规范均为水喷雾强度，如美国NFPA 15 规定控火的喷雾强度为10～20 L/min·m2，针对钢结构防护冷却的强度为10.2 L/min·m2；日本有关法规规定液化石油气储罐及设备的喷雾强度为7 L/min·m2；英国对液化石油气储罐的喷雾强度为10.2 L/min·m2。

水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定灭火系统。相同体积的水以水雾形态喷出时比直射流形态喷出时的表面积大几百倍，当水雾滴喷射到燃烧表面时，因换热面积大而会吸收大量的热迅速汽化，使燃烧物质表面温度迅速降到物质热分解所需要的温度以下，使热分解中断，燃烧即终止。由此可见，文献通常用国外水喷雾的喷射强度来对比国内规范的喷射强度，有失合理。