论文总字数：35240字

摘 要

本设计中汽油属于甲B 类可燃液体，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热易造成燃烧爆炸事故，且具有一定的毒性危害，即汽油储存区域存在火灾、爆炸和中毒的危险性，因此必须对汽油储罐区进行消防安全设计，保证其安全、高效运行。

本文依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）等相关规范对某3×800m³汽油和重油贮罐区进行消防安全设计。根据汽油的理化性质及危险特性设计储罐，并对储罐间距、防火堤面积及消防通道等进行安全设计。在汽油和重油贮罐区合理布置的基础上进行泡沫消防系统设计，确定其泡沫用量，合理布置给泡沫管道，并在罐区内布置灭火器等安全设施。在以上设计基础上，通过对该罐区进行预先危险性分析（PHA）和安全检查表（SCL），确定罐区内主要危险有害因素，并依之制定相应的安全管理措施。

关键词：汽油 罐区 消防安全 预先危险性分析 安全检查表

An oil storage base for fire safety design——3×800m³ The petrol tank

ABSTRACT

Gasoline in the design of this belongs to a class B flammable liquid, the steam can form explosive mixtures with air, open flames, hot easy burning explosion accident, and has a certain toxic hazards, namely the gas storage areas there is the danger of fire, explosion and poisoning, so must conduct fire control safety design of gasoline tank area, ensure the safe and efficient operation.
According to the code for fire protection design of petrochemical enterprises (GB50160-2008), and other related specification of a 3 x 800 m after gasoline and crude oil tank area for fire safety design. Physic-chemical properties and hazardous characteristics of the design of gasoline storage tanks, and tank spacing, fire dike area and fire exits and other safety design. In gasoline and crude oil storage tank zone reasonable decorate the foam fire protection system on the basis of the design, determine its foam dosage, reasonable decorate to foam pipe, and decorate fire extinguishers and other safety facilities in tank farm. On the basis of the above design, through the tank farm is preliminary hazard analysis (PHA) and safety check list (SCL), sure main dangerous and harmful factors in the tank farm, and according to the set of corresponding safety management measures.

Key words：Gasoline tank fire control safety PHA SCL

目录

摘 要 II

ABSTRACT III

第一章 绪论 1

1.1 储罐区消防安全设计的重要性 1

1.2 油库消防安全的国内外发展概况 1

1.2.1 国外油库消防安全的发展概况 1

1.2.2 国内油库消防安全的发展概况 1

第二章 汽油的主要特性及重大危险源辨识 3

2.1汽油的物理、化学特性 3

2.2 汽油储罐区的危险性分析 3

2.2.1 汽油可能引起的事故 3

2.2.2 储罐区风险因素分析 4

2.3 汽油储罐区重大危险源辨识 4

2.4 储罐区消防安全设计的研究内容 5

第三章 油库选址 7

3.1 油库的等级 7

3.2 油库地理位置 7

3.2.1 油库选址的相关规定 7

3.2.2 油库地理位置 7

3.3 油库与道路的安全距离 8

第四章 储罐的设计 9

4.1 储罐的设计参数 9

4.1.1 设计温度 9

4.1.2 设计压力 9

4.1.3 设计载荷 9

4.2储罐的选材和选型 10

4.2.1 储罐的选材 10

4.2.2储罐的选型 10

4.3 储罐结构设计 11

4.3.1 储罐结构参数的确定 11

4.4 罐壁设计 11

4.4.1 封头和罐壁厚度计算 11

4.4.2 罐壁的设计厚度 12

4.4.3 罐壁的设计外压 13

4.4.4 罐壁板间的连接 13

4.5 罐壁包边角钢 13

4.5.1 包边角钢的强度验算 14

4.5.1 拱顶的稳定性验算 14

4.6 罐顶设计 15

4.6.1 罐顶厚度与结构 15

4.7 罐底设计 16

4.7.1 罐底的结构形式 16

4.7.2罐底的排版形式与节点 16

4.7.3 罐底的防水设计 16

4.7.4 支座设计 16

4.8 内浮盘 16

4.9 储罐的附件 17

4.9.1附件的选择 17

4.9.2 储罐附件的布置与安装 18

4.10 开孔补强 18

4.10.1 储罐的开孔设计 18

4.10.2 储罐的开孔补强计算 18

4.11 防雷、防静电措施 20

4.11.1 防雷措施 20

4.11.2 防静电措施 20

第五章 储罐区的设计布置 22

5.1 油罐布置 22

5.2 防火堤设计 22

5.2.1 防火堤的功能 23

5.2.2 防火堤选型构造 23

5.2.3 防火堤平面布置 23

5.2.4 防火堤高度计算 24

5.3 隔堤的设计 25

5.3.1 隔堤的选材 25

5.3.2 隔堤的选型 25

5.4 消防道路设计 26

5.5 其他功能分区及道路、围墙的防火间距与平面布置 26

5.5.1 防火间距的相关规定 26

5.5.2 防火间距确定 27

第六章 油罐区泡沫灭火系统设计 28

6.1 泡沫灭火系统形式选择 28

6.1.1 泡沫灭火系统形式 28

6.1.2 泡沫灭火系统设施的设置方式 28

6.2 泡沫灭火系统设计内容 28

6.2.1 沫灭火系统设计基本参数 28

6.2.2 最大油罐用泡沫液的贮备量计算 29

6.2.3 储罐所需泡沫混合液在管道内流量 29

6.3 中倍数泡沫产生器 30

6.3.1 泡沫产生器的设置方式 30

6.3.2 中倍数泡沫产生器个数确定 30

6.4 泡沫枪 30

6.4.1 泡沫枪所需混合液的流量 30

6.4.2 扑救流散火灾所需泡沫混合液体积 31

6.4.3 泡沫栓 31

6.5 泡沫混合液的总流量 31

6.6 泡沫管道 31

6.6.1 确定泡沫混合液在管道内流速 32

6.6.2 泡沫干线管 32

6.6.3 泡沫支线管 32

6.7 泡沫储罐 33

6.8 泡沫比例混合器 33

6.8.1 环泵式泡沫比例混合器的选型 33

6.9 泡沫泵 34

6.9.1 确定泡沫泵的扬程 34

6.9.2 确定泵的流量 35

6.9.3 泵的型号的选择 35

6.10 泡沫系统用水最小贮备量计算 36

6.11 灭火器 36

6.11.1 配置设计计算 36

6.11.2 泡沫灭火器的规格 36

第七章 安全评估和安全管理 39

7.1 储罐区的安全评估 39

7.2 电气安全管理 43

7.3 安全管理 44

第八章 总结与展望 46

8.1 总结 43

8.2 展望 43

参考文献 47

第一章 绪论

1.1 储罐区消防安全设计的重要性

根据相关不完全数据，油库中发生的火灾爆炸事故占事故总数的将近一半左右。而其中油罐着火爆炸事故起数占总爆炸事故的25.6%^[1]。目前我国油库的重大事故基本上都在20世纪80年代后发生，这与我国的储油设施规模越建越大有关^[2]。相较于当代石化企业的管理制度，尽管罐区发生火灾爆炸事故的几率较低。然而，一旦发生此类事故，那么带来的损失将是不可预估的。若处理不当，企业将会承受巨大损失，甚至会给企业带来倒闭的风险^[1]。因此，在建设油库时，也应考虑配套的安全措施，研究应采取的安全手段，一旦发生事故时应采取的扑救方法，防止事故的扩大，防止造成重大伤亡事故。近几年来随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，人民的安全意识也越来越高。罐区万一出现爆炸及火灾事故，造成的经济损失将是巨大的。因此加强对储油罐区的消防安全设计极其必要^[3]。

1.2 油库消防安全的国内外发展概况

1.2.1 国外油库消防安全的发展概况

油库是收发和存储原油、汽油、煤油、柴油、喷气燃料、溶剂油、润滑油和重油等整装、散装油品的独立或附属的仓库以及设施^[4]。油库最关键工作之一就是确保安全。国外的储油罐区消防安全发展较早，尤其是美国、日本等发到国家，油库消防安全技术早已成熟。受占地材料的影响，其消防安全设施已经偏向高效、占地小等方向发展。例如，消防水池的占地面积较大，国外多不采取加设消防水池，一般用把储水罐作为替代品^[6]。国外关于油库消防安全的法规起草的也比较早，例如，在自动喷水灭火系统方面，世界上最早的自动喷水灭火系统的规范是1885年由英格兰曼彻斯特的约翰·沃曼德起草的，联合火灾保险公司的沃曼德看到了建立喷水灭火系统规范的需要，于1888年被伦敦的防火协会(FOC)采用，至1892年，由防火协会起草的第一部规范正式出版了。为了适应新的发展，这一规范反复进行修订，1979年扩充形成英国标准BS5306。在北美，自动喷水灭火系统规范的建立也比较早，早在19世纪末，1895年和1896年，来自20个北美保险公司的代表召开了一系列会议，起草了北美共同的自动喷水灭火系统规范^[7]。

1.2.2 国内油库消防安全的发展概况

自20世纪80年代，我国油库的消防安全设计取得了一些显著的发展。在1966至1986年间中国石化销售公司多个省份及地区的共计2292个储油罐的消防情况，发现消防设备及设施完好率为80%～95%，实际消防人员配备为80%～94%。绝大多数单位都设有健全的消防组织和机构 ^[8]。我国储油罐区的消防体系不断发展，目前已发展到一个设备设施完善、预防为主的消防系统。初期的消防装备主要是天然水和沙子，到后来开始引进前苏联的化学泡沫以及烟雾灭火系统。一系列设备设施的引进，加上国内对消防安全的愈加重视，使得储油罐区的消防安全管理水平上升到一个较为先进的新高度^[9]。这些设施在确保储油罐区的安全方面起到了一定的积极作用，但在此之中也存在一些不足:一是设施设备的可靠性较差，存在火灾情况下操作困难，扑救率不高等问题。例如黄岛储油罐区的火灾，罐区内油罐在1989年8月20日因受累计导致火灾事故发生，罐体上设置固定泡沫灭火系统和消防水系统丝毫不起作用，致使损失惨重 ^[10]；还有南京炼抽厂1993年10月21日发生火灾的310储罐，其(半)固定式泡沫灭火系统也失效^[11]。二是消防系统的管理、维保工作任务较重，并且费用较高。三是消防系统投入较大，实际运作效益不高。根据中国石化销售公司1966—1986年的调查结果，共发生火警、火灾5次，可见其消防设施的实际效益很低 ^[8]。因此我国油库消防安全的发展道路任重而道远。

第二章 汽油的主要特性及重大危险源辨识

2.1汽油的物理、化学特性

汽油，英文名为：ULP，无色液体，具特殊臭味。易挥发。易燃。C₄～C₁₂脂肪烃和环烃类是它的主要成分，并含有少量的芳香烃和硫化物。

表2-1 汽油的部分理化特性

汽油的生产：由石油分馏或重质馏分裂化制得。

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