国内外储油罐消防标准的差异分析

李博颖，袁国清，刘建兴

（中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京　100085）

国内外储油罐消防标准的差异分析

李博颖，袁国清，刘建兴

（中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司，北京100085）

结合国外工程设计实例，介绍了API、NFPA标准和国家标准中对大型固定顶储油罐的消防系统相关规定，分析比较了固定式消防冷却水系统喷淋强度、保护面积、连续供给时间和泡沫灭火系统等设计参数与规定的差异，分析了存在这些差异的理由，给出了不同设计输入条件下，如何选择设计参数的建议。

消防计算；工程实例；设计参数；差异分析

在国际油田工程消防设计中常用的国际消防规范有NFPA、API、BS、IP等标准，其中最常用的NFPA 11是低倍数泡沫灭火系统标准，NFPA 15是固定喷淋冷却水系统标准。API是美国石油协会标准，是进行国际油田地面建设的对口行业标准。而上述国际消防规范的设计参数与国家标准的要求有所差异，在消防系统计算时，不同参数的选择将会对消防设备的选型产生较大影响。

本文基于伊拉克某油田30 000 m3固定顶储油罐为实例，重点比较国内外规范就地面大型固定顶储油罐的消防系统设计的差异。

1　工程概况

该项目位于伊拉克地区，原油储罐的容积为30 000 m3，固定顶储罐，无相邻罐。对于该油罐的保护采用固定式泡沫灭火系统和固定式消防冷却水系统。

2　泡沫灭火系统

2.1系统选择

对选用3%或6%的AFFF水成膜泡沫液作为灭火剂的泡沫灭火系统，国内外标准规定的差异比较如下。

2.1.1国家标准规定

GB 50151—2010《泡沫灭火系统设计规范》中规定［1］：非水溶性甲、乙、丙类液体的固定顶储罐，应选用液上喷射、液下喷射或者半液下喷射泡沫灭火系统；非水溶性液体的外浮顶罐、内浮顶罐、直径大于18 m的固定顶罐以及水溶性液体的立式储罐，不应选用泡沫炮作为主要灭火设施；高度大于7 m或直径大于9 m的固定顶储罐，不应选用泡沫枪作为主要灭火设施；储罐区泡沫灭火系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量，应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。

GB 50183—2015《石油天然气工程设计防火规范》中规定［2］：单罐容量不小于10 000 m3的固定顶罐应设置固定式低倍数泡沫灭火系统。

2.1.2国外标准规定

NFPA 11—2010《Standard for Low，Medium and High Expansion Foam》中对于固定顶储罐主要有如下保护方法［3］：消火栓、消防炮系统，固定泡沫灭火系统，液下喷射系统，半液下喷射系统，辅助保护系统；固定低倍数泡沫灭火系统不得用于保护卧式或者压力容器；直径大于18 m的固定顶罐，不应选用泡沫炮作为主要灭火设施；直径大于9 m、高度大于6 m的固定顶储罐，不应选用泡沫栓作为主要灭火设施。

2.2设计参数

分别采用GB 50151—2010和NFPA 11—2010，对固定低倍数泡沫灭火系统设计参数进行对比，结果见表1。

表1　固定低倍数泡沫灭火系统设计参数对比Tab.1　Comparison between design parameters of fixed 1ow expansion foam system in different standards

2.3泡沫比例混合器

在国内外的消防规范中，对于泡沫比例混合器的分类和使用要求基本相同。

2.4设计计算结果分析

对于低倍数泡沫灭火系统形式的选择，国家标准与NFPA要求并无太大区别。泡沫混合液流量通过计算相差不多，差异主要存在于泡沫发生器个数，国家标准对大直径的油罐考虑到发生器的保护半径，适当增加了个数，而NFPA中对液上低倍数泡沫灭火系统并无保护距离的限制。另外，在NFPA中，未提及低倍数泡沫灭火系统总用量需包括管道剩余量。经计算比较，固定式低倍数泡沫灭火系统流量数值相差甚微，辅助泡沫枪流量数值稍有差距，而管道中剩余的泡沫液量，作者认为应该计算进总量中。

3　固定式消防冷却水系统

3.1系统选择

3.1.1国家标准规定

GB 50183—2015中规定［2］：单罐容积不小于10 000 m3的固定顶油罐应设置固定式消防冷却水系统；着火的地上固定顶油罐及距着火油罐罐壁1.5倍直径范围内的相邻地上油罐，应同时冷却；当相邻地上油罐超过3座时，可按3个较大的相邻油罐计算消防冷却水用量。

3.1.2国外标准规定

国外标准没有对系统选择和相邻罐定义做出明确的规定。

3.2设计参数

国内外标准中固定式消防冷却水系统设计参数对比见表2。

表2　固定式消防冷却水系统设计参数对比Tab.2　Comparison among design parameters of fixed firefighting coo1ing water system in different standards

3.3设计计算结果分析

对于固定式消防冷却水系统，国内外规范存在较大差异。NFPA 15—2012中的冷却水供给强度偏大，且在规范正文未明确说明立式油罐冷却水供给强度的设计取值，10.2 L/（min·m2）是关于压力容器的；API RP 2030—2014是石油及石化工业的固定喷淋系统消防规范，对于常压储罐有明确的喷淋水供给强度要求，最低为4.1 L/（min·m2），而且在API RP 2030—2014的7.3.13中明确提出了邻罐喷淋冷却水供给范围按罐壁面积1/4～1/2考虑，要求明确，便于执行。作者认为API标准中的4.1 L/ （min·m2）更具有参考性，API规范是国际通行的公认的规范，国际认知度高，且由于喷水强度适中，对节约投资效果显著，因此在业主和项目所在国没有提出特殊要求时，原油储罐和固定式水冷却系统设计应优先执行API RP 2030—2014，油罐区消防冷却水供给强度取4.1 L/（min·m2）。而连续供给时间，通过参考英国BP标准和伊朗IPS标准，6 h是合理的。

着火罐的冷却面积的计算，API规范中提到，罐内液面到罐顶的这部分气相空间属于爆炸的范围，在有点火源的情况下，就将发生爆炸［5］；故作者认为，在计算冷却面积时，应该考虑油罐低液位以上的罐壁面积更为合理。

4　结论

（1）在NFPA 15—2012、API RP 2030—2014和国家标准中，固定式消防冷却水系统设计参数要求相差较大，因此设计参数需要根据不同的项目，不同的适用条件，并适当结合设计经验以及施工要求等来进行选择。

（2）低倍数泡沫灭火系统的设计参数虽然有差异，但是对水量计算结果没有太大影响，设计人员可根据不同项目选择相对应的标准进行计算。

［1］GB 50151—2010，泡沫灭火系统设计规范［S］.

［2］GB 50183—2015，石油天然气工程设计防火规范［S］.

［3］NFPA 11—2010，Standard for Low，Medium and High Expansion Foam［S］.

［4］API RP 2030—2014，App1ication of Fixed Water Spray Systems for Fire Protection in the Petro1eum and Petrochemica1 Industries［S］.

［5］API RP 2021—2015，Management of Atmospheric Storage Tank Fires［S］.

Analysis on difference between oil storage tank fire protection criterias in China and abroad

LI Bo-ying，YUAN Guo-qing，LIU Jian-xing
（China Petroleum Engineering Co.，Ltd，Beijing Company，Beijing 100085，China）

Combined with the design examp1es of domestic and overseas projects，the codes about fire fighting system of 1arge-sca1e fixed roof oi1 tank in API，NFPA and nationa1 standards were introduced，the differences between design parameters and standards about spraying intensity，protection area，continuous supp1y time of fixed firefighting coo1ing water system and foam extinguishing system were ana1ytica11y compared with the reasons caused those differences ana1yzed at the same time.Some advices about how to se1ect design parameters under different basis were given.

firefighting ca1cu1ation；project examp1e；design parameters；differentia1 ana1ysis

TE48；TU998.1

A

1009-2455（2016）02-0081-03

李博颖（1990-），女，河北深泽人，助理工程师，本科，主要从事给排水消防及注水设计与技术研究，（电话）010-82778214（电子信箱）1iboying@cpebj.com。

2016-01-26（修回稿）