储罐冷却系统设计
甲醇储罐区消防给水系统设计
甲醇储罐区消防给水系统设计摘要近几年来，石化企业因可燃液体泄露或操作不当等原因引起的安全事故越来越多。
火灾频繁发生给人民生命及财产安全造成了严重影响。
本文通过拟建案例，对石油化工企业甲乙类储罐区消防系统进行设计及计算。
并简要说明设计中应注意的问题。
关键词固定式冷却水系统固定式泡沫灭火系统水泵选型1、前言近几年来，石油化工企业安全事故频发。
储罐作为原材料及成品储存地在石油化工企业生产生活中扮演了极其重要的角色。
而此处一旦发生火灾，将造成严重后果。
甲乙类可燃液体泄露更是对环境造成了严重的污染。
因此如何及时扑灭火灾，保护人民生命及财产安全，一直受到人们的重视。
2、工程概况某项目建有储罐区一座，设置有立式固定顼储罐12座。
其中甲醇储罐(VlOla-d V102a-d)8座，汽油储罐4座(V103a-d)。
储罐区平面示意图Vl0la-d为立式固定顶储罐。
D=30000mm，H=16500mm，V=11658m3；储存物质为甲醇。
V102a-d为立式固定顶储罐。
D=2l000mm，H=16500mm，V=5712m3；储存物质为甲醇。
V103a-d为立式固定顶储罐。
D=2l000mm，H=16500mm．V=5712rri3；储存物质为汽油。
3、系统设计3.1系统选择根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008) 8.4.5条的规定，罐壁高于17m储罐、容积等于或大于10000m3储罐、容积等于或大于2000m3低压储罐应设置固定式消防冷却水系统。
因V10la-d容积大于10000 m3，故应采用固定式消防冷却水系统。
又根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008) 8.7.2.1条的规定，单罐容积等于或大于500 m3的水溶性可燃液体储罐应采用固定式低倍数泡沫灭火系统。
甲醇为水溶性甲类可燃液体，且Vl0la-d及V102a-d.容积均大于50 m3，故应采用固定式低倍数泡沫灭火系统。
可燃液体储罐可移动式消防冷却水系统设计
可燃液体储罐可移动式消防冷却水系统设计摘要：随着化工行业的发展，越来越多的可燃液体储罐得到应用，可燃液体储罐的消防设计应严格贯彻和执行国家现行的各项消防法规、设计标准和规定。
坚决执行“预防为主，防消结合”的方针，从项目全局出发，统筹兼顾，采用行之有效的先进消防技术。
根据储罐规格选择适合的消防系统，实际应用中根据储罐型号确定可燃液体储罐区消防系统。
关键词：可燃液体储罐；消防系统选择；消防冷却水系统随着我国化工行业的发展，储罐区在化工行业中的应用不断增加，储罐按等级分为甲、乙、丙、丁、戊四类储罐，其中易燃易爆炸储罐的消防系统就更加重要。
目前储罐区消防用水量计算可参考规范《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014（2018年版），以下简称“建规”）、《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-2008（2018年版），以下简称“石化规”），《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014），以下简称“消规”。
《建规》和《石化规》这两个规范中关于着火罐和邻近罐的冷却水供给范围、供给强度的规定不同，应根据结合实际情况选择合理的消防系统计算储罐区消防水量。
例：一地上储罐区内有4只固定顶立式储罐，分别为2只甲醇储罐、2只液碱储罐，每只储罐体积为100m3，尺寸为∅4000X8000。
储罐布置如下图1所示：图1 储罐区平面布置1 泡沫消防系统《建规》8.3.10条中规定罐壁高度小于7m或容量不大于200m3的储罐可采用移动式泡沫灭火系统，其他储罐宜采用半固定式泡沫灭火系统。
但《石化规》8.7.3条中规定罐壁高度小于7m或容积等于或小于200m3的非水溶性可燃液体储罐可采用移动式泡沫灭火系统。
8.7.4 条除本规范第8.7.2条及第8.7.3条规定外的可燃液体罐宜采用半固定式泡沫灭火系统。
本项目的甲醇储罐和液碱储罐虽然高度小于7m，容量不大于200m3，但是甲醇属于水溶性液体储罐，所以甲醇储罐采用半固定式泡沫灭火系统，液碱储罐采用移动式泡沫灭火系统。
二异丁烯储罐水喷淋冷却设计计算探讨
技术研究
二异丁烯储罐水喷淋冷却设计计算探讨
高思春 徐凡
惠生工程（中国）有限公司河南化工设计院分公司工程设计二室 河南 郑州 450018 摘要：建立热平衡方程导出储罐防晒供水强度，确定了冷却水量，以此为依据选取喷淋喷头并对其进行了合理布置。 同时，对喷淋供水管进行了合理选取。 关键词：水喷淋冷却 供水强度 水幕喷头 供水管
4 结束语
综上所述，在低渗油气田的开发中，高效开发钻井技
术的合理应用对提高效率至关重要；目前低渗油气资源是
我国重点开发的主要资源种类，在开发的过程中合理利用
这些技术，可以提高钻井效率，降低成本，提升经济效
式中：Q'—喷头流量，L/min；
（4）
K—喷头流量系数；
P—喷头工作压力，流量系数选取28；冷却
水选用循环水，工作压力为0.4MPa，代入公式得喷头工作
时的喷水量 ，满足冷却要求。
3.2 供水管设计
环管内水流速一般不大于5m/s，喷头工作时
环管中水流量为
，
，平均分布5个水幕喷头，则喷头 水平距离为1.76m（小于1.4R）。 3.1.2 喷头选型
由于水幕喷头喷出的水能形成雾状层及膜状层的双 重效果，其均匀性及冷却效果均很好，故设计中采用 SMTBD型水幕喷头。
已确定选用雾化角为120°的喷头，单个喷头所需冷
却喷水量为 时的喷水量由下式[3]计算：
。喷头实际工作
某储罐内储存的物料为二异丁烯，其闪点为-6.7℃，
爆炸上限4.8%，爆炸下限0.8%，属甲B类中闪点易燃 液体，其蒸汽与空气接触能形成爆炸性混合物，高热
极易燃烧爆炸。根据《石油化工企业设计防火规范》
（GB50160-2008）之规定：“甲B类液体固定顶罐 或低压 储罐应采取减少日晒升温的措施”，对此储罐设置水喷淋
液化烃球罐水喷雾冷却系统的设计与计算
液化烃球罐水喷雾冷却系统的设计与计算摘要：介绍了液化烃的性质及发生火灾的特点，对液化烃储罐火灾的危险性及水喷雾冷却、灭火机理进行了分析，列举了液化烃球罐水喷雾系统的设计计算实例，提出了设计中应注意的问题。
关键字：液化烃球罐火灾水喷雾灭火系统报警消防冷却1、概述液化轻烃的主要成分是：乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等烃类组成，在气态时比重比空气重，（是空气的1.5~2.0倍）。
液化烃储罐发生火灾的根源是液化烃泄漏。
液化烃一旦泄漏，迅速汽化且难以控制。
汽化时，从周围环境吸收大量的热量，使空气中的水份冷却成为细小雾滴，形成液化烃的蒸气云。
液化烃的蒸气云从泄漏点沿地面向下风向或低洼处漂移、积聚。
液化轻烃爆炸极限低（2%~10%体积比），如大量泄漏遇明火可造成大面积的火灾或可燃蒸气云爆炸事故。
液化轻烃的燃烧热值高，爆炸迅速、威力大，破坏性强，其火焰温度达200℃以上，极易引起邻罐的爆炸。
液化轻烃的体积膨胀系数比水大，过量超装十分危险。
液化轻烃生产出来，为了便于储存和运输，通常进行加压和冷却使其汽化，储存在密闭的压力储罐内，由于球罐耐压大且受力均匀，储存量大，因而石化企业普遍采用球罐和卧式罐做为储存液化气的压力容器。
液化轻烃球罐发生火灾时，若球罐内尚有剩余可燃气体时就将火扑灭，剩余的可燃气体泄漏出来与空气混合到一定的浓度，遇明火就会发生爆炸，产生更大的危害。
因此，控制液化气球罐火灾的根本措施是切断气源和紧急排空。
在完成放空之前应维持其稳定燃烧，同时对着火罐及相邻罐进行喷水冷却保护，使球罐不会因受热发生破坏。
因为液化烃会吸收热量而大量蒸发，导致罐内温度、压力升高。
罐壁的热量不能及时的传出，温度迅速升高，强度急剧下降。
如果不及时供给冷却水，一般在火灾持续10min左右将出现热塑裂口，储罐破裂。
因此对储罐壁进行及时有效的冷却，是防止球罐发生破裂而引起灾难性火灾事故的重要措施。
笔者在春晓气田群建设开发项目陆上终端的轻烃球罐区采用水喷雾冷却系统，对液化烃球罐实施了固定式消防冷却水系统。
LNG储罐区的消防冷却设计
２ ． ３ 储罐 消 防冷却 水量 计算
Ｇ Ｂ ５ ０ １ ８ ３ －２ ０ ０ ４ （ 石油天然气工程设计 防火规 范》 第１ ０ ． ４ ． ５ 条 规定 ： Ｌ Ｎ Ｇ厂 站 固定 消 防 水 系统 的
ｈ 。
由于本 工 程 所处 地 区冬 季 较 寒冷 ， 出 于 防冻 及
操作便利的考虑 ， 设 置了阀门间 （ 站 内消防系统的 所 有 阀 门均在 阀 门间 内 ） ， 阀 门 间远离 储 罐 区 ， 所 有
阀 门均 采用 电动 和手动 控制 ， 可在 控制 室远 程控 制 。 ④ 消 防泵房 及消 防水 池
９ ５ １ ３ ＂ １ ， 电机 功率 为 １ ６ ０ ｋ Ｗ， 供 电电压 为 ３ ８ ０ Ｖ； ２台
为柴油 泵 ： 流量 为 ３ ２ ５ ｉ ｎ 。 ／ ｈ ， 扬程为 ９ ５ １ Ｔ Ｉ ， 功 率 为
消防余量／ （ ｍ ・ ｈ ）
单位时间 内的消防水量／ （ Ｉ Ｔ Ｉ ・ ｈ ）
③
④
火规 范》 第 １ ０章 未 对 火 灾延 续 时 间 作 出 规 定 。本
Ｍ Ｐ ａ 。每个消火栓旁都配有一个消火箱 ， 内有 消防 水龙 带及 消 防水枪 。
③ 阀门间
文参照第 ８ ． ５ ． ７条规定 ， 确定以上① 、 ②两项的火灾 延续 时 间为 ６ ｈ 。２ ０ ０ ｍ 。 ／ ｈ 消 防余 量 （ 用 于水 枪 、 水 炮） 的火 灾延 续 时 间按 照 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ０ ３ ６ ８ － － ２ ０ １ ２ （ 液 化 天然气 （ Ｌ Ｎ Ｇ ） 生产、 储存和装运》 的规定确定 为 ２
储罐冷却水设置要求
储罐冷却水设置要求
储罐冷却水的设置要求可以包括以下方面：
1. 温度要求：冷却水的温度需要低于储罐内物质的温度，以有效降低储罐内物质的温度。
2. 流量要求：冷却水的流量需要根据储罐内物质的热量负荷计算得出，确保足够的冷却效果。
3. 冷却介质要求：使用的冷却介质需要具有良好的冷却性能和热稳定性，能够有效降低储罐内物质的温度。
4. 冷却系统安全要求：冷却水系统需要具备良好的安全性能，包括防止冷却水污染物进入储罐、防止冷却水泄漏等。
5. 设备要求：冷却水系统需要包括冷却水池、冷却水泵、冷却水管道等设备，这些设备需要具备足够的容量和质量，以确保冷却水系统的正常运行。
6. 控制要求：冷却水系统需要配备相应的控制设备，可以实现对冷却水的温度、流量等参数进行控制和调节。
7. 维护保养要求：冷却水系统需要定期进行维护保养，包括设备的清洁、冷却水的更换等，以确保冷却水系统的性能和工作效率。
以上是一些常见的储罐冷却水设置要求，具体要求会根据储罐的具体情况和需要进行调整。
在具体的应用中，还需要根据实际情况进行设计和施工，以确保冷却水系统的安全性和可靠性。
30000立方米原油储罐区喷淋冷却设计方案
30000立方米原油储罐区喷淋冷却设计方案在原油储罐区进行喷淋冷却设计时，需要考虑以下几个方面：冷却系统的设计要求、冷却系统的工作原理、喷淋装置的选型和布置、冷却水的供应和循环系统的设计等。
首先，冷却系统的设计要求包括原油储罐区的温度要求、冷却效果要求、喷淋冷却装置的可靠性要求等。
根据这些设计要求，选择合适的喷淋冷却装置，并确定所需喷淋装置的数量和布置。
其次，冷却系统的工作原理一般是采用水与空气的热交换来实现冷却效果。
通过将冷却水喷洒到原油储罐区的周围空气中，使冷却水蒸发吸收空气中的热量，并将热量带走，从而降低储罐区的温度。
喷淋装置的选型和布置需要考虑到原油储罐区的具体情况。
一般来说，可以选择喷淋头和喷淋管作为喷淋装置。
喷淋头可以选择旋转喷头或者固定喷头，以覆盖整个储罐区。
喷淋管的布置需要根据储罐区的大小和形状来确定，确保喷淋水能够均匀地覆盖整个区域。
冷却水的供应和循环系统的设计是冷却系统中非常重要的环节。
首先，需要确定冷却水的供应方案，可以通过自来水供应或者针对储罐区设置的冷却水供应系统来实现。
其次，需要设计冷却水的循环系统，使冷却水能够循环使用，并确保冷却水的流量和温度满足设计要求。
在循环系统的设计中，还需要考虑到冷却水的过滤和处理，以确保喷淋装置的正常运行和冷却效果。
最后，冷却系统的运行和维护也需要得到充分考虑。
在冷却系统的运行中，需要监测和控制冷却水的流量和温度，以及喷淋装置的工作状态。
同时，定期对冷却水进行检测和维护，如清洗喷淋装置、更换滤网等，确保冷却系统的可靠性和效果。
综上所述，原油储罐区喷淋冷却设计方案需要考虑到冷却系统的设计要求、工作原理、喷淋装置选型和布置、冷却水供应和循环系统的设计等方面，以确保冷却系统能够满足储罐区的要求，提供良好的冷却效果。
某立式可燃液体储罐区消防灭火及冷却用水系统的设计
广东化工 2012年第16期· 148 · 第39卷总第240期某立式可燃液体储罐区消防灭火及冷却用水系统的设计王伟(上海纬纵化工工程咨询有限公司给排水部门，上海 200235)[摘要]根据相关规范和业主要求，某立式可燃液体罐区采用固定式消防冷却水系统和低倍数泡沫灭火系统相结合的灭火系统。
本设计通过对市场上实际灭火设备参数的选取，确定了泡沫比例混合装置的参数；并通过对罐区环状消防冷却水管分区布管的比较，选择最优的布管方式，该布管方式不仅避免了因设计取值较小造成消防储水量的不足而且减少了消防用水量。
[关键词]可燃液体储罐区；固定式消防冷却水系统；低倍数泡沫灭火系统[中图分类号]TH [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0148-02The Design Specification of Extinguishing System and Cooling Water System for Vertical Flammable Liquid Storage Tank FarmWang Wei(Fire fighting &Plumbing, Lengthwise Engineering & Consulting Co., Ltd., Shanghai 200235, China) Abstract: According to relative code and owner requirements, the flammable liquid storage tank farm including fixed type fire fighting cooling water system and low expansion foam extinguishing system, foam pressure proportioning tank parameter of design is based on actual market equipment parameter. Contrast circle ring cooling water pipe layout proposal to reduce fire fighting water consumption, avoid use design parameter result in fire fighting water storage volume less than actual fire fighting water consumption.Keywords: flammable liquid storage tank farm；fixed type fire fighting cooling water system；low expansion foam extinguishing system可燃液体罐区的物料一般为易燃，易爆，有毒甚至剧毒的物质。
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第五章 罐区冷却系统设计
油罐内储存的汽油属甲类低闪点易燃液体，其闪点﹣50℃，爆炸上限6.0%，爆炸下限
1.3％，其蒸汽与空气接触形成爆炸性混合物，高热极易燃烧爆炸。
根据《石油库设计规范》规定，应设置消防冷却水系统，以对着火罐和临近罐实施冷却；同时根据《石油化工企业设计防火规范》规定：“甲类液体固定顶罐或压力储罐除有保温的原油罐外，应设防日晒的固定冷却水喷淋系统或其他设施。
”故对油罐实施水冷却保护有两方面含义：一指火灾发生时，对着火油罐和临近罐采取的应急降温措施，即消防冷却；二指夏季高温对油罐实施的日常性防护冷却，即防日晒冷却。
由于对着火油罐和临近罐冷却用水量及设备要求更高，所以前者冷却系统调节水量后可兼作防日晒冷却。
5.1总用水量的计算
储罐参数：罐体为内浮顶罐，容积5000m³；罐体外径19m ；罐高19m ；
据《石油化工企业建筑设计防火规范》8.5.5条规定：罐壁高于17m 的储罐应设置固定式消防冷却系统；着火罐为浮顶罐时，应对罐壁整体进行冷却，供水强度不应小于2.0L/min·㎡；临近罐需冷却时，冷却表面为罐壁表面积的1/2。
8.4.6条规定，其冷却时间为4h 。
一般罐区极少出现两罐同时起火现象，现取一罐起火，一罐需冷却为最大冷却时供给情况：
2
30.2⨯⨯=dh Q π 3400=⇒Q L/min
3m 8164603400t Q =⨯⨯=⨯=水池v
5.2 喷头选型及布置
5.2.1喷头数量确定
1、水雾喷头的平面布置方式可为矩形或菱形。
当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不
应大于1．4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；当按菱形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1．7倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。
水雾锥底圆半径应按式5-1计算：
R＝B·tgθ/2(5-1)
式中：R-水雾锥底圆半径（m）；
B-水雾喷头的喷口与保护对象之间的距离（m）；
θ-水雾喷头的雾化角（°）；
此次设计选用矩形布置，喷头雾化角θ取120°；B取1m。
故喷头工作时单个喷头喷洒范围如下图：
图5-1 喷头喷洒示意图
按式5-1计算：
m 73.1601=︒⨯=tg R
喷头之间距离应大于1.4R ，故设计距离为1.4R=2.4m 喷头环圈周长=⨯⨯=+=5.102)12
(
2ππD l 65.94m 每圈喷头个数4.274.294.65==n 取整为28。
喷头圈数共4圈
图5-2 喷头布置剖面图
总喷头数：4×28=112 个
5.2.2喷头选型
由于水幕喷头喷出的水能形成雾状层及膜状层的双层效果，其均匀性、隔离性、冷却效果均很好，故设计采用型水幕喷头。
水幕喷头工况直接决定水泵的选型，合理选择喷头，优化喷头布置是油罐水冷却系统节能降耗的途径之一。
选型依据：1.已选用雾化角为120°的喷头。
2.着火时单罐须冷却水流量 Q=816 L/min ，故单个喷头流量为
18.6122
816==q L/min
取水幕喷头SMTBD －10－120 ，其主要参数为特性系数如下： K=4.4±0.14 Q=10±0.2L/min 雾化角120°
由公式5-2 ： P k q 10•= (5-2)
其中：q ——喷头流量（L/min ）
P ——喷头工作压力（MPa ）
K ——喷头流量系数
工作压力取0.5MPa ，流量系数取2.2 ： 9.135.0104.4=⨯=q L/min
所以水幕喷头SMTBD －10－120满足设计要求
5.3 管径选取
图5-3 水力计算示意图
5.3.1 环管管径
已知 v d q •=
24
1π=2266.6L/min （单罐最大用水量） 一般情况v ≤5 m/s ，故d ≥98.1mm
进行规格化——DN100。
故环管取DN100的钢管。
5.3.2 配水管管径
BC 段配水管流量为环管的41，流量=BC q 2266.6×4
1=566.65 L/min 流速同样取5 m/s ，d=49.0mm 。
故BC 段环管取DN50的钢管。
AB 段配水管为环管的81，流量=AB q 2266.6×8
1=283.3 L/min ，v =5 m/s ，计算得d=34.7mm 。
故AB 段环管取DN40的钢管。
5.4 泵及扬程
泵扬程应按公式5-3计算：
Z P h H ++=∑0 (5-4)
其中：H ——入口供水压力，即扬程，MPa
∑h ——局部及沿程损失之和，MPa
P 0——最不利点处泡沫产生装置或泡沫喷射装置的工作压力，MPa
Z ——最不利点与消防水池的最低水位或系统水平供水引入管中心
线之间的静压差，MPa
水力计算时，对于长路径管道，局部损失可取沿程损失的0.2倍，即∑h =1.2∑f h ，∑f h 由公式5-5计算：∑f h =i×L （5-5）。
据《自动喷水灭火系统设计规范》9.2.2条规定：
每米管道水头损失由式5-5 计算：i=0.0000107×3.12
j
d v MPa/m (5-6)； 《自动喷水灭火系统设计规范》10.31条规定：最不利点喷头最小工作压力为0.05MPa 。
水力计算：
图5-3中，A 点即为最不利点。
据不同节点AB 段∑f h =i×L=0.0000107×1239
.053.12
⨯=0.008 MPa BC 段∑f h =i×L=0.0000107×5.2749
.053.12
⨯=0.015 MPa 环管部分∑f h =i×L=0.0000107×2599
.053.12
⨯=0.007 MPa 总∑f h =0.008+0.015+0.007=0.03 MPa
∑h =1.2∑f h =0.03×1.2=0.036 MPa
18.018101000=⨯⨯==gh Z ρ MPa
所以 246.018.0036.003.0=++=H MPa
根据扬程及流量：Q=3400L/min ；H=0.246 MPa ，查阅《苏尔寿离心泵手册》，可用国际标准单级单汲清水离心泵，型号为IS50－400－125。
参考文献
GB 50074—2002 石油库设计规范［S ］ 2003-03-01.
GB 50016-2006 建筑设计防火规范［S ］ 2006-07-12.
GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范［S ］ 2009-07-01.
GB50242-2002 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范［S ］ 2002-02-15
油罐水冷却设计计算探讨
储罐区消防冷却喷淋装置设计探讨
消防应用技术。