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摘 要

本设计通过储罐设计对储罐的结构和性能有了一定的认识后，运用安全消防知识对储罐区的平面布局和消防布置进行了设计。平面布局主要内容是储罐布置、防火堤和隔堤设计、消防通道设计等；消防设计则主要进行了灭火器布置和泡沫灭火系统设计。

关键词：储罐区 平面布置 泡沫灭火系统 灭火器

Abstract

The design of the tank has a certain understanding of the structure and performance of the tank , and uses the knowledge of safety fire protection to design the layout and fire control layout of the tank area. he main contents of the layout of the plane are tank layout, fire embankment and dike design, fire channel design, etc. The fire protection design mainly carried out fire extinguisher layout and foam fire extinguishing system design.

Key words:  Storage area，Plane layout ，Foam fire extinguishing system，fire extinguisher

目录

第一章 概况 6

1.1设计背景 6

1.2任务要求 6

第二章 储罐设计 7

2.1燃料油理化性质及危险性分析 7

2.1.1燃料油选择 7

2.1.2理化性质 7

2.1.3危险性分析 8

2.2设计参数确定 8

2.2.1设计温度 8

2.2.2设计压力 9

2.2.3设计寿命 9

2.2.4腐蚀速率 9

2.3储罐选材 9

2.4储罐选型 9

2.5储罐结构设计 9

2.5.1主体设计 9

2.6储罐附件 12

2.6.1温度计 12

2.6.2出液口设计 12

2.6.3压力表 13

2.6.4液面计 13

第三章 储罐区设计 13

3.1平面布置 13

3.1.1安全间距 13

3.1.2防火堤和隔堤 14

3.1.3消防车道 16

第四章 消防安全设计 17

4.1泡沫灭火系统设计 17

4.1.1泡沫灭火系统 17

4.1.2泡沫灭火系统的机理 17

4.1.3系统形式选择 17

4.1.4泡沫比例混合器（装置） 18

4.1.5泡沫液储罐 18

4.1.6报警联动设计 18

4.1.7管道 18

4.1.8选择泡沫液类型 18

4.1.9泡沫混合液流量的计算 19

4.1.6泡沫液储存量计算 23

4.1.10泡沫液管选型 24

4.1.11压力损失计算 25

4.1.12泡沫消防泵 27

4.2储罐区灭火器配置设计 28

4.2.1灭火器选择考虑因素 28

4.2.2灭火器选型 28

4.2.3灭火器最大保护距离 31

4.2.4灭火器配置 31

第五章 安全评价 34

5.1储罐区事故树分析 34

5.1.1储罐区物理爆炸 34

5.1.2储罐区化学爆炸 37

5.2道化学评价法 39

第六章 总结 40

第一章 概况

某市地处长江中下游，该地区地震烈度为7度，土层地质以沙土层为主，全年主导风向是东南和西北季风。

现在该市西南临江地区某石化化纤企业贮罐区拟建乙二醇罐区，该储罐区储存有2座3000 m³乙二醇储罐，燃料油罐区内设有2座800m³。储罐区北面距其2000m处是化工原料装卸码头，西面距化工原料库1000m处有一铁路线通过，东南面距罐区1500m处是一条国道。

储罐区的办公楼、宿舍区等行政管理区和辅助生产区主要集中于罐区的北面。

1.1设计背景

人类对于安全重要性的认知与社会经济发展的不同时代和劳动方式等因素有关，我国经历了安全笼统认知的雏形阶段、安全的局部认识阶段、系统安全认识阶段以及现在的安全系统认识阶段几个过程，实现了从无到有、从杂乱无章到体系健全的质变。安全科学的诞生是人类对劳动安全过程认识的里程碑，标志着人类对劳动安全的认知一定到达了比较高的层次，是人类科技进步与社会发展的产物。安全科学技术在劳动过程中给予了劳动者充分的保护，它不是一下子就被完善的，是人类在长期的实践过程中积累和总结出来的。

安全设计就是以保证劳动者安全为首要任务，并在这个前提下对作业场所、工艺流程、生产器械等进行合理、高效设计，好的安全设计极大程度上降低了作业过程中发生危险的可能性。

现实生产对安全的要求和我国当前对于安全的重视程度决定了安全科学这门学科必然会占据越来越重要的位置，并将在生产生活中实现它的价值，安全生产势在必行。

1.2任务要求

1．燃料油储罐的设计

（1）熟悉燃料油储罐及压力容器在设计、生产、制造、使用过程中的安全要求，掌握储罐设计的具体方法及燃料油储罐在使用、检修过程中的安全技术。

（2）通过查阅资料掌握燃料油储罐在设计过程中必须注意的安全技术要点以及目前国内外燃料油储罐的设计方法。

（3）根据给定的技术参数展开具体的燃料油储罐的设计。

2．罐区总平面布置

（1）罐区储罐布置：根据储罐相关参数确定罐区相应的平面布置；

（2）防火堤设计：确定防火堤位置、高度、组砌材料；（如有需要，还应考虑防火隔堤的位置、高度等内容）；

（3）消防道路设计：确定油罐区消防道路的位置及宽度；

3．储罐区的消防设计

针对所设计的储罐区完成相应部分的消防设计：

（1）泡沫灭火系统设计

确定泡沫灭火系统的形式及组成，以此为基础进行水力计算，确定管线的管径、泡沫储罐大小、泡沫喷头的数量、消防水量及水泵规格等；

（2）罐区的灭火器配置

灭火器类型确定，灭火器的配置计算设计，确定灭火器的型号、数量和具体的布置等。

第二章 储罐设计

2.1燃料油理化性质及危险性分析

2.1.1燃料油选择

储罐中的燃料油选择国产7号燃料油

2.1.2理化性质

表2.1.1 可燃液体类别

7号是粘度和蒸馏范围较高的残渣燃料油，开口闪点为130℃，水和沉淀物体积百分比为3%，100℃运动粘度不大于185mm2/s，为了能够保证正常雾化和装卸，需要在低温状态下进行预热。

根据GB 50160-2008《石油化工企业设计防火规范》[1]，确定“7号燃料油为丙B类液体[1]。”

2.1.3危险性分析

1. 易燃性

燃料油在一定温度下挥发的气体与上方空气混合形成爆炸性混合气，达到一定的浓度范围后，遇点火源就会发生强烈的反应，蒸汽比空气密度大的性质决定了其蒸汽沿地标低洼处存积，遇到点火源会着火回燃。

（2）爆炸性

燃料油闪点、燃点较高，性质比较稳定，但在储罐的有限空间中持续燃烧就可能会发生爆炸事故。其特点为爆炸危险系数较高，但无整体爆炸危险，且可燃物本体极端不敏感。如果能够在燃烧后及时发现并扑救火灾可有效避免爆炸发生。

（3）窒息

燃烧不充分产生大量一氧化碳等有毒有害气体，吸入人体后会影响人的血红蛋白输氧功能，造成窒息现象危及人的生命安全。

2.2设计参数确定

2.2.1设计温度

根据《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》,“油罐的设计温度，应取油罐正常使用状态时罐壁能达到的最高金属温度[2]。”

由于燃料油的闪点为130℃，不易挥发，且储罐区位于长江中下游地区，且处于露天环境无保温设施。因此，设计温度取该地区环境温度，此处取为南京地区，根据中国气象局报道的最近几年温度得到南京地区最高温度约为50℃，定储罐的最高设计温度为50℃。

2.2.2设计压力

通过《石油炼制工艺学》上的相关图表获得7号燃料油正常工作的饱和蒸汽压约为0.5kPa，因此设计压力为0.0005MPa。

2.2.3设计寿命

设计储罐的寿命定为25年。

2.2.4腐蚀速率

燃料油的硫含量决定了储罐的腐蚀速率，参考HG-T20580-2011《钢制化工容器设计基础规定》确定储罐的腐蚀速率为0.1mm/年。

2.3储罐选材

参考《钢制压力容器》[3]，确定储罐主体结构选用材料为钢材，选用型号为16MnDR ，钢板厚度为14.0mm。

2.4储罐选型

本设计燃料油属于丙B类液体，所以选用固定顶罐。

储罐的公称容积为800m³，因为拱顶罐储罐具有简单的结构特征，受力状况优良，载荷能力较高，消耗钢材较少等一系列优点，所以储罐选型为立式圆筒拱顶罐储罐。

2.5储罐结构设计

2.5.1主体设计

2.5.1自支撑拱顶罐

因为7号燃料油储罐公称容积为800m³lt;1000m³，所以可以不设置加强肋。

（1）直径、高度设计

根据《球罐和大型储罐》中关于等壁厚储罐最省材料的经济尺寸的相关规定设计储罐尺寸：

q1=πR²（S₁ S₂） 2.2-1

令λ=S₁ S₂，则

q1=πR²λ 2.2-2

设罐壁的金属体积为q₂，则

Q2=2πRHS 2.2-3

若金属总体积为Q，则

Q=q₁ q₂=πR²λ 2πRHS

因为 V=πR²H 2.2-4

所以 2.2-6则 2.2-7

取Q对H的一阶导数，并使其等于0，得：

2.2.7-2

所以 2.2-8

根据“”计算储罐直径，取高度H为10.20m，则

m

所以储罐设计高度为10.2m，设计直径为9.99m。

1. 壁厚设计

储罐壁板计算厚度按照下列公式计算，即：

T=0.0049[ρ（h-0.3）D/[σ]^tΦ] 2.2-5

所以：

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