沸点高于45℃的甲B 类可燃液体球罐的消防做法

冯娜

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

在东营市四氢呋喃改造项目中，厂区已建球罐区1 座，围堰内设有球形储罐2 个，直径为9.2m，容积为400m3。甲方考虑节约投资，要求利旧已建球形储罐用以储存四氢呋喃。四氢呋喃为水溶性甲B 类可燃液体，沸点为65.4℃。根据《石油化工企业设计防火标准》，甲乙丙类可燃液体储罐的消防设计包括冷却水系统及泡沫灭火系统。大多数化工项目中，甲乙丙类可燃液体均采用立式固定顶储罐、立式内浮顶储罐或立式外浮顶储罐储存，确定消防设计方案时，其冷却水系统及泡沫灭火系统的设计参数均可在相关规范中找到明确的条款执行。而采用球形储罐储存性甲类可燃液体的做法，各规范中均无明确的相关参数。

1 新型储存形式的消防设计方案

球形储罐在以往的化工项目中均用于储存液化烃，规范中消防设计方案的相关要求均根据液化烃的物料性质、火灾特征结合球形罐体的特点确定，而甲乙丙类可燃液体储罐规范中消防设计方案的相关要求均结合立式罐体的特点确定，两者的冷却水设计要求不同，且液化烃由于泄露后常压下为气体，不使用泡沫灭火系统，规范中无关于球罐的泡沫灭火系统设计要求。

然而，本项目中的球罐为低压储罐，从工艺及设备角度考虑，球罐耐压强度高不易破损，罐内设有氮封系统，爆破片出口接入厂区原有火炬系统，均为密闭系统，正常情况下不会有空气进入球罐内，因此，球罐内着火情况几乎不会发生。经与规范编制组咨询，专家认为此种储存方式安全性优于立式储罐。

但关键问题是与此方案相配合的消防系统设计参数在各规范中均无明确要求，我公司就此问题开展方案评审，经各专业研讨后确定：

1）已建球罐按照压力容器设计，其各性能均符合相关规范规定的要求，性能优于立式常压储罐。因此，采用球罐储存四氢呋喃工艺方案可行。

2）在《石油化工企业设计防火标准》有相近情形描述，“沸点低于45℃甲B 类液体压力球罐的消防冷却应按液化烃全压力式储罐要求设置，并应有灭火措施”，考虑四氢呋喃为水溶性甲B类可燃液体，沸点为65.4℃，高于45℃，与此条中描述的情形相近，均为球罐储存甲乙丙类可燃液体。经与规范编制专家咨询，本条款所述物料为C5混合物及其一下组分，因此，四氢呋喃火灾危险性低于此条中所述物料，因此本工艺方案可行。

3）参照《石油化工企业设计防火标准》第8.10.12 条设计消防系统，即按照球罐的设计要求设计冷却水系统，并设置泡沫灭火系统。考虑球形储罐的特点，发生火灾时罐体不易被破坏，此与立式储罐不同，如发生火灾，球形储罐最不利处为各连接管口，且除安全阀外工艺管口均在罐体下部，其火灾状态主要为从下部管口处泄露物料导致的流淌火焰。因此，参考《泡沫灭火系统设计规范》中第4.5.3 条，甲乙丙类液体泄漏导致的室外流淌火灾场所，采用移动式泡沫灭火系统。第4.1.2条扑灭水溶性甲类液体流淌火焰不宜采用泡沫炮作为主要灭火设施，根据第4.1.2 条及条文说明，考虑对于水溶性甲乙丙类液体，由于泡沫炮为强施放喷射装置，喷出的泡沫会潜入其液体中，使泡沫脱水而遭到破坏，不宜使用泡沫炮作为主要灭火设施，因此采用泡沫枪作为主要灭火设施，保护围堰内的流淌火焰。为节省泡沫液用量，采用单罐单堤的布置方式。

2 具体消防方案

2.1 冷却水系统

根据《石油化工企业设计防火标准》第8.10章中液化烃罐区消防，第8.10.2 条公称容积为400～1000m3的球罐，采用固定式水炮系统及移动式室外消火栓系统。

2.1.1 固定式水炮系统

根据第8.10.4 条：

1）着火罐1 个，邻近罐1 个；冷却水供给强度定为9L/min·m2；

2）供给范围：着火罐为罐壁表面积，S 着火罐=266m2；

3）邻近罐为罐壁表面积一半，S 邻近罐=133m2。

经计算， 固定式冷却水量为9×（266+133）=59.9L/s。实际使用水炮4 门，其中着火罐2 门，邻近罐2 门，型号为PS30，因此，实际固定式冷却水量为120L/s，符合第8.10.2 条中“固定式水炮作为固定式消防冷却设施时，其冷却水量不宜小于水量计算值得1.3 倍，消防水炮保护范围应覆盖每个液化烃罐”的要求。

2.1.2 移动式室外消火栓系统

根据第8.10.5 条，移动式消防冷却水量为45L/s。实际使用地上式室外消火栓3 个，型号为SS150/65-1.6。经计算，实际移动式冷却水量为45L/s。

2.1.3 本罐区冷却水量为165L/s，根据第8.10.7条火灾延续时间为6h，一次冷却水量为3564m3。2.1.4 罐区周围敷设室外消防管网为环状，管径为DN350，其上设室外地上式消火栓4 套及消防水炮4 门，间距不＞60m。管网设置检修阀门及井，保证同时关闭的室外消火栓及消防水炮数量＜5 个。

2.2 泡沫灭火系统

参考《泡沫灭火系统设计规范》第4.1.2 条，采用泡沫枪作为主要灭火设施，保护围堰内的流淌火焰。

2.2.1 设计参数

根据第4.5.3 条规定，采用3%抗溶性泡沫混合液，泡沫混合液连续供给强度12L/min·m2，保护范围为单罐防火堤面积，S流淌=387m2。经计算，泡沫混合液流量为Q=78 L/s。实际配泡沫枪10 支，型号为PQ8，泡沫混合液用量为80L/s。

2.2.2 根据第4.5.3 条规定，连续供给时间不＜15min，参考规范第4.4.3 条规定中未安装泡沫缓冲装置的内浮顶储罐，其泡沫连续供给时间延长1.5 倍。考虑增加安全性，设计连续供给时间延长至2 倍，采用连续供给时间为30min。一次灭火所需3%抗溶性泡沫液量为4.32m3，配泡沫用水量为140m3。

2.2.3 罐区周围敷设室外泡沫管网，干管管径为DN250，综合考虑保护距离及泡沫栓间距，其上设泡沫栓6 套，型号为Ps80/65x2。管网设置放空阀门及井。

3 各类新型生产储存工艺设施对消防设计的新要求

本次设计中采用球形储罐，从工艺生产角度，由于球形储罐按照压力容器设计，其在储罐材质、管道设置、耐压耐火能力等方面均高于各类立式储罐，此种方式提升了安全性，降低了火灾时发生大规模泄露的概率，在安全要求日益增高的今天，采用类似方案的项目将越来越多；从消防方案设计角度，规范对此种新型储存方式与之相配合的消防方案均无明确参数，则需要消防专业设计人员根据工艺专业提供的关于物料特性、火灾特性、有效灭火剂、生产工艺特性、储罐反应器等其他生产储存设备特性等信息进行分析，多渠道与规范编制单位及工程专家沟通研究，找出其灭火的关键位置、适当方法，合理制定出消防方案，与审查部门确认，必要时则需进行专家论证会。当今，作为消防专业设计人员，经济的快速发展对我们提出了更高的要求，在深刻理解规范并严格执行规范的基础上，了解规范条款的社会历史技术背景对比当下具体情景，与时俱进，正确合理运用规范是至关重要的。