李博穎，袁國(guó)清，劉建興

（中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司，北京　100085）

國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)油罐消防標(biāo)準(zhǔn)的差異分析

李博穎，袁國(guó)清，劉建興

（中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司北京分公司，北京100085）

結(jié)合國(guó)外工程設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹了API、NFPA標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)大型固定頂儲(chǔ)油罐的消防系統(tǒng)相關(guān)規(guī)定，分析比較了固定式消防冷卻水系統(tǒng)噴淋強(qiáng)度、保護(hù)面積、連續(xù)供給時(shí)間和泡沫滅火系統(tǒng)等設(shè)計(jì)參數(shù)與規(guī)定的差異，分析了存在這些差異的理由，給出了不同設(shè)計(jì)輸入條件下，如何選擇設(shè)計(jì)參數(shù)的建議。

消防計(jì)算；工程實(shí)例；設(shè)計(jì)參數(shù)；差異分析

在國(guó)際油田工程消防設(shè)計(jì)中常用的國(guó)際消防規(guī)范有NFPA、API、BS、IP等標(biāo)準(zhǔn)，其中最常用的NFPA 11是低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，NFPA 15是固定噴淋冷卻水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。API是美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，是進(jìn)行國(guó)際油田地面建設(shè)的對(duì)口行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而上述國(guó)際消防規(guī)范的設(shè)計(jì)參數(shù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求有所差異，在消防系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，不同參數(shù)的選擇將會(huì)對(duì)消防設(shè)備的選型產(chǎn)生較大影響。

本文基于伊拉克某油田30 000 m3固定頂儲(chǔ)油罐為實(shí)例，重點(diǎn)比較國(guó)內(nèi)外規(guī)范就地面大型固定頂儲(chǔ)油罐的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異。

1　工程概況

該項(xiàng)目位于伊拉克地區(qū)，原油儲(chǔ)罐的容積為30 000 m3，固定頂儲(chǔ)罐，無(wú)相鄰罐。對(duì)于該油罐的保護(hù)采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)和固定式消防冷卻水系統(tǒng)。

2　泡沫滅火系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)選擇

對(duì)選用3%或6%的AFFF水成膜泡沫液作為滅火劑的泡沫滅火系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的差異比較如下。

2.1.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

GB 50151—2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定［1］：非水溶性甲、乙、丙類液體的固定頂儲(chǔ)罐，應(yīng)選用液上噴射、液下噴射或者半液下噴射泡沫滅火系統(tǒng)；非水溶性液體的外浮頂罐、內(nèi)浮頂罐、直徑大于18 m的固定頂罐以及水溶性液體的立式儲(chǔ)罐，不應(yīng)選用泡沫炮作為主要滅火設(shè)施；高度大于7 m或直徑大于9 m的固定頂儲(chǔ)罐，不應(yīng)選用泡沫槍作為主要滅火設(shè)施；儲(chǔ)罐區(qū)泡沫滅火系統(tǒng)撲救一次火災(zāi)的泡沫混合液設(shè)計(jì)用量，應(yīng)按罐內(nèi)用量、該罐輔助泡沫槍用量、管道剩余量三者之和最大的儲(chǔ)罐確定。

GB 50183—2015《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定［2］：?jiǎn)喂奕萘坎恍∮?0 000 m3的固定頂罐應(yīng)設(shè)置固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。

2.1.2國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

NFPA 11—2010《Standard for Low，Medium and High Expansion Foam》中對(duì)于固定頂儲(chǔ)罐主要有如下保護(hù)方法［3］：消火栓、消防炮系統(tǒng)，固定泡沫滅火系統(tǒng)，液下噴射系統(tǒng)，半液下噴射系統(tǒng)，輔助保護(hù)系統(tǒng)；固定低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)不得用于保護(hù)臥式或者壓力容器；直徑大于18 m的固定頂罐，不應(yīng)選用泡沫炮作為主要滅火設(shè)施；直徑大于9 m、高度大于6 m的固定頂儲(chǔ)罐，不應(yīng)選用泡沫栓作為主要滅火設(shè)施。

2.2設(shè)計(jì)參數(shù)

分別采用GB 50151—2010和NFPA 11—2010，對(duì)固定低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表1。

表1　固定低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)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

在國(guó)內(nèi)外的消防規(guī)范中，對(duì)于泡沫比例混合器的分類和使用要求基本相同。

2.4設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析

對(duì)于低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)形式的選擇，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與NFPA要求并無(wú)太大區(qū)別。泡沫混合液流量通過計(jì)算相差不多，差異主要存在于泡沫發(fā)生器個(gè)數(shù)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大直徑的油罐考慮到發(fā)生器的保護(hù)半徑，適當(dāng)增加了個(gè)數(shù)，而NFPA中對(duì)液上低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)并無(wú)保護(hù)距離的限制。另外，在NFPA中，未提及低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)總用量需包括管道剩余量。經(jīng)計(jì)算比較，固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)流量數(shù)值相差甚微，輔助泡沫槍流量數(shù)值稍有差距，而管道中剩余的泡沫液量，作者認(rèn)為應(yīng)該計(jì)算進(jìn)總量中。

3　固定式消防冷卻水系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)選擇

3.1.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

GB 50183—2015中規(guī)定［2］：?jiǎn)喂奕莘e不小于10 000 m3的固定頂油罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)；著火的地上固定頂油罐及距著火油罐罐壁1.5倍直徑范圍內(nèi)的相鄰地上油罐，應(yīng)同時(shí)冷卻；當(dāng)相鄰地上油罐超過3座時(shí)，可按3個(gè)較大的相鄰油罐計(jì)算消防冷卻水用量。

3.1.2國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)系統(tǒng)選擇和相鄰罐定義做出明確的規(guī)定。

3.2設(shè)計(jì)參數(shù)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中固定式消防冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比見表2。

表2　固定式消防冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比Tab.2　Comparison among design parameters of fixed firefighting coo1ing water system in different standards

3.3設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析

對(duì)于固定式消防冷卻水系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外規(guī)范存在較大差異。NFPA 15—2012中的冷卻水供給強(qiáng)度偏大，且在規(guī)范正文未明確說明立式油罐冷卻水供給強(qiáng)度的設(shè)計(jì)取值，10.2 L/（min·m2）是關(guān)于壓力容器的；API RP 2030—2014是石油及石化工業(yè)的固定噴淋系統(tǒng)消防規(guī)范，對(duì)于常壓儲(chǔ)罐有明確的噴淋水供給強(qiáng)度要求，最低為4.1 L/（min·m2），而且在API RP 2030—2014的7.3.13中明確提出了鄰罐噴淋冷卻水供給范圍按罐壁面積1/4～1/2考慮，要求明確，便于執(zhí)行。作者認(rèn)為API標(biāo)準(zhǔn)中的4.1 L/ （min·m2）更具有參考性，API規(guī)范是國(guó)際通行的公認(rèn)的規(guī)范，國(guó)際認(rèn)知度高，且由于噴水強(qiáng)度適中，對(duì)節(jié)約投資效果顯著，因此在業(yè)主和項(xiàng)目所在國(guó)沒有提出特殊要求時(shí)，原油儲(chǔ)罐和固定式水冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先執(zhí)行API RP 2030—2014，油罐區(qū)消防冷卻水供給強(qiáng)度取4.1 L/（min·m2）。而連續(xù)供給時(shí)間，通過參考英國(guó)BP標(biāo)準(zhǔn)和伊朗IPS標(biāo)準(zhǔn)，6 h是合理的。

著火罐的冷卻面積的計(jì)算，API規(guī)范中提到，罐內(nèi)液面到罐頂?shù)倪@部分氣相空間屬于爆炸的范圍，在有點(diǎn)火源的情況下，就將發(fā)生爆炸［5］；故作者認(rèn)為，在計(jì)算冷卻面積時(shí)，應(yīng)該考慮油罐低液位以上的罐壁面積更為合理。

4　結(jié)論

（1）在NFPA 15—2012、API RP 2030—2014和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，固定式消防冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求相差較大，因此設(shè)計(jì)參數(shù)需要根據(jù)不同的項(xiàng)目，不同的適用條件，并適當(dāng)結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及施工要求等來進(jìn)行選擇。

（2）低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)雖然有差異，但是對(duì)水量計(jì)算結(jié)果沒有太大影響，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)不同項(xiàng)目選擇相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。

［1］GB 50151—2010，泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB 50183—2015，石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)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

李博穎（1990-），女，河北深澤人，助理工程師，本科，主要從事給排水消防及注水設(shè)計(jì)與技術(shù)研究，（電話）010-82778214（電子信箱）1iboying@cpebj.com。

2016-01-26（修回稿）