中小型石油储罐消防设计研究

2020-02-19张友先

建材与装饰 2020年10期

张友先

（山西省商业设计院山西省太原市 030000）

0 引言

随着我国能源战略的不断实施，石油成为了国家最重要的战略储备资源。为了能够有效地节约成本，石油储罐的体型变得越来越大。我国已建的储罐容量基本都已经超过100*104m3了，甚至还有1500*104m3以上容量的储罐。然而，中小型油罐在石油的储存中仍然起着最重要的作用，石油库规模的扩大造成储存风险也相应增加。为了有效遏制石油储罐火灾的发生，在进行油罐设计时必须减少消防上的先天不足，降低安全隐患，因此需要从工艺设计、布局、防火灭火等角度进行考虑。

1 中小型型石油库与消防系统

1.1 中小型石油库

中小型石油库与大型石油库的区别主要在选址、容量和消防设置方面。大型油库一般设置在沿海地区，储存的规模很大，进出的管线很多，而且单罐的储存量巨大，但是中小型油罐相对可以设置在内陆地区，而且规模较小，由于使用的罐体较小，油库可能排列较多的油罐，因此管线排布复杂。

1.2 消防系统

中小型石油库的消防设置主要是按照我国的现行规范，设计了消防给水系统、水喷淋冷却系统和泡沫灭火系统、火灾监控系统等，还配置了一定数量的移动消防设备，即使这样，油罐的安全隐患仍然很高。

2 中小型石油储罐的火灾分析

通过对比可以发现中小型石油储罐的火灾危险性主要来自管线复杂，难以管理，而且放置密集。由于罐体较多，空间不足，一旦起火很难扑灭，发生火灾后罐体的辐射热很强，容易引发爆炸，罐体多清理也不及时，因此石油中的一些化学物质容易腐蚀管道等等。

2.1 中型油罐的辐射热较高

我国建设的中小型石油储罐中，中型油罐罐体的直径往往达到20m左右，如果发生敞开式油罐燃烧，产生的热辐射会影响到周围。通过研究发现，容积2*104m3的储罐燃烧时产生的辐射热已经可以达到1500*104kW以上，因此一旦发生燃烧，辐射热会按指数增加，对周边产生毁灭性破坏。

2.2 储罐密集可能造成地基沉降

由于储罐较多，如果罐区选择的位置地基条件较差，储罐群就会产生巨大的压力，一旦发生自然灾害可能会引起地基不均匀沉降，导致油罐破裂，油品泄露。比如日本三棱水岛炼油厂发生的沉降事故，我国也曾经发生过类似的事故。

2.3 腐蚀的影响

油罐会泄露的一个重要原因是油罐的腐蚀，常用的防腐手段只能够延缓罐体的腐蚀却不能根治。油罐中的油品越多，腐蚀成分越高，因此油罐的腐蚀更加剧烈，一些反应会放热，这些热量增加了火灾事故的危险。

2.4 油罐密集

中小型石油储备库随着社会的发展不断扩张，目前一般储备的油量都在百万级以上，因此所需要的储罐也很多，这样大规模的储罐一旦发生火灾，扑灭的难度非常之大，一般都是毁灭性的，固定消防设施也起不到任何作用。

3 火灾的发生原因

引起火灾的原因可能为明火、焊接以及其他。明火一般包括静电和雷电等，还有库内库外的明火比如吸烟，发动机产生的明火来自表面发热、火星等，其他原因包括摩擦和冲击。根据相关统计，电气火灾的比例大约为40%，明火为20%，其他的原因多为用火不慎，所以进行油库的消防设计时，应当根据油库的特点进行。

4 中小型油罐的消防技术

针对中小型油罐的危险性和影响，设计人员主要从储罐的布局、工艺设计、防灭火等角度进行消防安全措施的研究。

4.1 油罐的工艺

4.1.1 储罐的工艺设计

石油储罐的常用储存设备有外浮顶、内浮顶和固定顶三种，固定顶的储罐有一个空间会造成油气混合，因此不适合储存大量的油品。内浮顶储罐密闭性很好，能够降低油品的蒸发，因此火灾的危险性较小，安全性较高，用来储存轻质油。外浮顶的储罐安全性也比固定顶的好，容易做成大型的储罐，所以大容量的储罐一般都做成外浮顶的储罐。

4.1.2 储罐材料的选择

目前我国的石油储存主要采用金属油罐，油罐出于密封性的考虑需要更高的抗压能力，因此对于钢材的性能提出了更高的要求。当前国际上有非常成熟的钢材生产技术，材质纯净而且具有很好的韧性和塑性。我国的钢材也可以满足生产优质储罐的要求。

4.1.3 储罐防腐处理

由于油品内含有一些氯化物、硫酸盐、硫化氢等物质，这些物质会对油罐形成腐蚀，引起这些部位的腐蚀穿孔，因此需要对油罐进行防腐处理，比如刷防腐材料，增加罐底的厚度和采用阴极保护等措施。