环己烷罐区防火防爆设计项目说明指导书k.doc

防火防爆设计 课程设计说明书

设计题目
4ⅹm3环己烷罐区防火防爆设计
学 院
城市建设和安全工程学院
专 业
安全工程
班 级
安全1101第四组
姓 名
蒋妍婷
指导老师
华 敏

年 10 月

摘 要
本设计依据环己烷相关物化性质对4×m3环己烷储罐区进行了防火防爆设计。依据《石油化工企业设计防火规范》 、《储罐区防火堤设计规范》和《化工设备设计全书--球罐和大型储罐》确定储罐选型及设计、防火堤设计和罐区总平面部署并绘制了罐区总平面部署简图。然后又依据《石油化工企业设计防火规范》来确定消防用水量及消火栓部署。依据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》和《爆炸性气体环境用电气设备第14部分：危险场所分类》进行火灾危险区域划分，并对储罐区及泵房进行分析。依据《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》绘制了罐区可燃或有毒气体（蒸汽）报警仪部署图。最终依据依据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-对避雷针设计进行了分析。
关键词：环己烷 消防用水量 消火栓 避雷针 火灾危险

编制说明

本设计制作具体分工以下：
本评价汇报所用相关资料由集体搜集
Word分工：
（1）蒋妍婷：
1）第一章 储罐选型及尺寸设计
2）第三章 总平面设计
3）第四章 消防用水量及消防栓部署
4）第五章 罐区火灾爆炸危险区域划分
（2）康晓林：
1）第二章 储罐区平面设计
2）第六章 罐区可燃气体（蒸汽）报警仪部署
3) 第七章 罐区避雷针设计
CAD分工：
（1）蒋妍婷：
1）消防用水量计算及消火栓部署（CAD画图）；
2）罐区火灾爆炸危险区域划分（CAD画图）；
（2）康晓林：
3）罐区可燃或有毒气体（蒸汽）报警仪部署图（CAD画图）；
4）避雷针设计。
本设计说明全稿由蒋妍婷进行排版整理并对细节部分进行了修改。
在此次防火防爆课程设计过程中，得到了指导老师大力支持和帮助，取得了很多宝贵意见和提议，在此表示衷心感谢！

【目录】
第一章 储罐选型及尺寸设计 1
1.1 储罐选择 1
1.1.1 环己烷理化性质: 1
1.1.2 储罐选型 1
1.1.3内浮顶储罐组成及特点 2
1.2 储罐设计 3
1.2.1 壁厚设计 3
1.2.2 加强圈计算 5
1.3附件 6
1.3.1 通气孔： 6
1.3.2 透光孔： 6
1.3.3 排污孔： 7
1.3.4 人孔： 7
1.3.5 取样器： 7
1.3.6 自动通气阀： 7
1.3.7 扩散管： 7
1.3.8 液位计： 7
1.3.9 静电接地: 8
1.3.10 避雷针: 8
1.3.11 梯子、平台: 8
第二章 储罐区平面设计 9
2.1 罐间防火间距 9
2.2 罐体距防火堤距离 9
2.3 防火堤设计 9
2.3.1 防火堤选型和断面尺寸 9
2.3.2 防火堤基础及其保护方法 10
2.3.3防火堤尺寸 10
2.3.4防火堤及其内部其它安全部署 11
2.4隔堤设计 12
2.4.1隔堤部署和选型 12
2.4.2 隔堤高度 12
2.4.3 隔堤选型和断面尺寸 12
2.5 道路宽度及路面内缘转弯半径 13
第三章 总平面设计 14
3.1 厂区内部建筑物间防火间距 14
3.1.1 办公用房 14
3.1.2 门卫 14
3.1.3 发配电间 14
3.1.4 压缩机房 15
3.1.5 消防泵房 15
3.1.6 事故搜集池 15
3.1.7 备用配件库 15
3.1.8 15m高压线 15
3.2 厂区和周围建筑物防火间距 16
第四章 消防用水量计算及消火栓部署 17
4.1消防用水量 17
4.1.1 消防冷却用水量 17
4.1.2 泡沫灭火系统用水 18
4.2消防栓设计 20
4.2.1 消防给水管道设计 20
4.2.2消防栓部署 22
4.2.3 消火栓选型 23
4.2.4消防栓数量 23
4.2.5 消火栓保护半径和最大部署间距 23
第五章 罐区火灾爆炸危险区域划分 25
5.1区域类型介绍 25
5.2区域范围影响原因 25
5.3储罐区分析 26
5.3.1 释放源 26
5.3.2通风 26
5.3.3 区域等级确定 27
5.3.4 区域划分 29
5.4 储罐区泵房分析 29
第六章 罐区可燃气体（蒸汽）报警仪部署 31
6.1报警仪选型 31
6.2报警仪部署 33
6.2.1检测器部署 33
6.2.2报警器部署 33
第七章 罐区避雷针设计 34
7.1防雷建筑等级确定 34
7.2避雷针滚球法保护范围确实定 34
参考文件: 36

第一章 储罐选型及尺寸设计
1.1 储罐选择
1.1.1 环己烷理化性质:
环己烷 ，别名六氢化苯，为无色有刺激性气味液体。不溶于水，溶于多数有机溶剂。极易燃烧。通常见作通常溶剂、色谱分析标准物质及用于有机合成，可在树脂、涂料、脂肪、石蜡油类中应用，还可制备环己醇和环己酮等有机物。
表1-1 环己烷性质一览表
参数
数值
参数
数值
熔点/℃
6.5
蒸气压/kPa
13.098
相对分子质量
84.16
爆炸上限/V%
8.4
液体密度(水=1)
0.78
爆炸下限/V%
1.2
沸点/℃
80.7
临界温度/℃
280.4
燃点/℃
245
临界压力/MPa
4.05
闪点/℃
-16.5
燃烧热/(kJ·mol-1)
3916.1

环己烷极易燃，其蒸气和空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。和氧化剂接触发生强烈反应，甚至引发燃烧。在火场中，受热容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远地方，遇火源会着火回燃。
1.1.2 储罐选型
储罐种类是根据几何形状来划分，按几何形状可分为五大类，即立式筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐双曲线储罐和悬链式储罐。其中后二者已被淘汰。立式圆筒形储罐按其罐顶结构可分为固定顶储罐和浮顶储罐两种类型。浮顶储罐可分为浮顶储罐和内浮顶储罐。[3]
液体化学品储罐选型要依据该物料火灾危险性类别来决定。类别划分参考《建筑设计防火规范》（GB50016—）和 《石油化工企业设计防火规范》 （GB50160-）。[1][2]
通常情况下，当物料闪点≤28℃，其火灾危险性属于甲B类。考虑该类物料在常温下其易燃性、易挥发性、发生火灾危险性很大，为降低它蒸发损耗，降低环境污染，和降低占地面积，必需选择储存损耗极少内浮顶储罐。
环己烷闪点(℃)：-16.5，故选择内浮顶储罐；
设计温度——0℃-50℃；
设计压力——常压，即-0.49kpa—1.96kpa；
环己烷通常条件下无腐蚀性。
1.1.3 内浮顶储罐组成及特点
组成：内浮顶储罐关键由罐体、内浮盘、密封装置、导向和防转装置、静电导出设施、通气孔、高液位报警器等组成。为避免浮顶漏损淹没，多采取带有环形隔舱内浮顶，或采取双盘式内浮顶以增加浮盘浮力及安全性（后者还起隔热作用）。内浮顶储罐是带罐顶浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合新型储罐。内浮顶储罐顶部是拱顶和浮顶结合，外部为拱顶，内部为浮顶。
特点：
①储液挥发损失少。因为内浮盘直接和液面接触，液相无挥发空间，从而降低发损失85%～90%。
②因为液面没有气相空间，所以减轻了罐体腐蚀，延长了储罐寿命。
③因为液面覆盖内浮盘，使储液和空气隔离，故大大地降低了空气污染，降低了着火爆炸危险，易于确保储液质量。尤其适适用于储存高级汽油和喷气燃料，也适合储存有害石油化工产品。
④在结构上可取消呼吸阀及罐顶冷却喷淋设施。
⑤易于老罐改造成内浮顶罐，并取消呼吸阀、阻火器等附件，投资少，经济效益显著。
1.2 储罐设计
1.2.1 壁厚设计
体积为m3储罐采取不等壁厚储罐，罐壁是由一圈一圈壁板焊接组成。
依据HG21502.2-1992《钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列》，可确定罐壁由8圈壁板组成。依据实际施工要求和中国通用钢板规格，设计以下：自下往上取八层，一至八层取用1.7m宽钢板。
设计储罐壁厚应采取下列公式计算[5]：
（1-1）
式中：i——储存介质时设计厚度（mm）
——储液密度（）
——计算壁板底边至罐壁顶端垂直距离（m）
——储罐内直径（m）
——设计温度下钢板许用应力（MPa）
——焊缝系数，取0.9
——钢板或钢管厚度负偏差（mm），查阅HG20580-1998，依据不一样壁厚来确定
——腐蚀裕量（mm），取1mm
依据文件规范[4]查表得，公称容积为内浮顶储罐，计算容积为2186，储罐内径为14.5m ，罐壁高度14.35m ，拱顶高度1.569m ，总高15.919m；罐壁厚度为底圈9mm，二三圈依次是8mm、7mm，四五六七八圈均是6mm，罐体材料为Q235-A；
依据文件规范[5]查得Q235-A：使用温度大于-20℃，许用最大板厚为16mm，=375MPa, =235MPa, =157MPa 。考虑储罐使用条件，材料焊接性能，加工制造和经济合理性，选择Q235-A钢作为储罐罐壁材料。

第一圈：
第二圈：
第三圈：
第四圈：
第五圈：
第六圈：
第七圈：
第八圈：
依据HG 21502.2-1992《钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列》列表以下：
表1-2 罐壁厚度
序号
计算壁厚（mm）
要求壁厚（mm）
最终壁厚（mm）
第一圈
7.31
9
9
第二圈
6.44
8
8
第三圈
5.78
7
7
第四圈
5.11
6
6
第五圈
4.44
6
6
第六圈
3.77
6
6
第七圈
3.11
6
6
第八圈
2.44
6
6

表1-3储罐设计参数
公称容积
m³
计算容积
2186m³
储罐内径
14500 mm
罐壁高度
14350 mm
拱顶高度
1569mm
要求壁厚
9,8,7,6,6,6,6,6mm
拱顶板厚
5.5mm
罐底板厚
中幅板6mm，边缘板7mm
1.2.2 加强圈计算
在风荷载作用下，罐壁筒体应进行稳定性校核，预防储罐被风吹瘪。判定储罐侧压稳定条件为：
（1-2）
式中：——为罐壁许用临界压力，pa；
——为设计外压，pa。
当初，就能够认为罐壁含有了足够抗风能力；反之，则罐壁需设置加强圈以提升储罐抗外压能力。
储罐临界压力计算公式是依据薄壁短圆筒在外压作用下临界压力公式得到[5]：
（1-3）
E=192 （1-4）
——圆筒壁厚，m；
D——圆筒直径，m；
L——圆筒长度，m。

经计算，=4.25
罐壁设计外压用下式表示，即：
（1-5）
对于内浮顶储罐，试验结果=1.0，q=0，则罐壁设计外压计算为：
（1-6）
取=1.0，=0.40
经计算：
=900pa
因为 ，所以不用设置加强圈。
1.3 附件
1.3.1 通气孔：
内浮顶储罐因为内浮盘盖住了液面，所以蒸发损失极少，所以罐顶上不设机械呼吸阀和安全阀。但在实用中，浮顶环形间隙或其它附件结合部位仍难免有泄漏之处，为预防气体积聚达成危险程度，在罐顶和罐壁上全部开有通气孔。
通气孔规格选则：规格：DN150、型号：GTQ-150、质量：16kg；
1.3.2 透光孔：
透光孔关键用于储罐放空后通风和检修时采光，它安装于固定顶顶盖上，通常可设在储液进出口管上方位置，和人孔对称部署（方位180°处），其中心距罐壁800~1000mm。透光孔公称直径通常为DN500。如有两个以上透光孔时，则透光孔和人孔，清扫孔（或排污孔）位置尽可能沿圆周均匀部署，便于通风采光。为了开闭安全，透光孔周围罐顶栏杆需局部加高，局部平台最好用花纹钢板，方便防滑。
透光孔规格选择：规格：DN500、型号：GTG-500C、质量：18kg；
1.3.3 排污孔：
排污孔设置在储罐底部最低位置，放水管可兼做排污管；
1.3.4 人孔：
人孔数量应依据储罐大小及维修要求设置。通常在罐顶设一个人孔，在罐壁设一个或多个人孔。人孔应设在方便操作位置，并避开罐内附件。对内浮顶储罐，在其固定顶上应设置1个DN500或DN600人孔；在内浮顶上应设置1个DN600人孔；在内浮顶支撑高度以上及以下罐壁上各设1个DN600人孔。
1.3.5 取样器：
以往物料化验分析需要储液样品是由操作人员从设置在罐顶上量孔直接手工采集。取样器设置在储罐下部，除了能够减轻取样操作人员劳动强度外，采取物料正确性也大大提升了。
取样器选择：YCJ-L型储罐液下采样器；
1.3.6 自动通气阀：
自动通气阀设在浮盘中部位置，它是为保护浮盘处于支撑位置时，储罐进出物料时能正常呼吸，预防浮盘以下部分出现抽闲或憋压而设。
1.3.7 扩散管：
扩散管在储罐内和进口管相接，管径为进口管2倍，并在两侧均匀钻有众多直径2mm小孔，它起到储罐收液时降低流速，保护浮盘支柱作用。
1.3.8 液位计：
选择重锤-浮子式钢带液位计。重锤-浮子式钢带液位计是利用力平衡原理进行液位测量。
液位高度按下式计算：
（1-7）
1.3.9 静电接地:
静电会带来很多危害，妨碍生产，产生静电电击，静电最为严重危险是引发爆炸和火灾。静电能量即使不大，但电压高则易放电放出电火花。点火花会使环己烷着火燃烧爆炸等。单体接地是是消除静电最常见方法，接地电阻不应大于10欧姆同时做好导线连接。
1.3.10 避雷针:
因为雷电含有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面破坏作用，且破坏力很大。雷电含有电性质、热性质和机械性质等三方面破坏作用。避雷针必不可少，以预防雷击造成一系列事故。在罐顶先焊一块40mm、厚度4mm钢板，然后装针。
1.3.11 梯子、平台:
HG 21502.2-1992《钢制立式圆筒形内浮顶储罐》要求400-30000储罐应采取螺旋爬梯，螺旋升角为45度。

第二章 储罐区平面设计
4ⅹm3环己烷储罐区，本设计选择4个内浮顶罐，每个罐容积为m3。罐直径D=15m，高度H=14.35m。
2.1 罐间防火间距
依据《石油化工企业安全防火规范》表6.2.8，甲B、乙类液体内浮顶储罐防火间距为0.4D，本罐组内相邻环己烷储罐防火间距为0.4D =6m。
2.2 罐体距防火堤距离
依据《石油化工企业安全防火规范》第6.2.13条，立式储罐至防火堤内堤脚线距离不应小于罐壁高度二分之一。本储罐组高度均为14.5m，储罐至防火堤内堤脚线距离应大于14.35/2=7.175m，取10m
2.3 防火堤设计
2.3.1 防火堤选型和断面尺寸
在进行防火堤选型时除考虑承受静压力外，还应考虑当油罐瞬间破裂时，防火堤能否承受一定罐内液体冲击载荷，和火灾发生时，耐烧极限强度。
参考《石油化工防火堤设计规范》（SH3125—）第6.0.5条和《储罐区防火堤设计规范》[17]（GB50351-）第4.2.7条，堤身及基础底板厚度取200mm，断面示意图如：
0.2m
0.2m

图2-1 防火堤断面尺寸示意图
2.3.2 防火堤基础及其保护方法
⑴防火堤基础设计：
依据《储罐区防火堤设计规范》[17] （GB50351-）第4.2.2条，防火堤基础埋深不宜小于0.5m，地面以下0.5m深度范围内地基土压实系数不应小于0.95。
⑵防火堤保护方法：
依据《储罐区防火堤设计规范》 （GB50351-）第4.2.5条要求，在堤内侧喷涂隔热防火涂料。一.防火涂层抗压强度不应低于1.5MPa，和混凝土粘结强度不应小于0.15 MPa，耐火极限不应小于2h，冻融试验15次强度无改变。二.防火涂层应乃雨水冲刷并能适应潮湿工作环境。环己烷通常条件下无腐蚀性，故防火堤不考虑防腐问题。
2.3.3 防火堤尺寸
本防火堤依据《石油化工企业设计防火规范》第6.3.6条设计。
当储罐未采取预防方法时，V不应小于防护墙内全部储罐总容积，油罐组防火堤有效容积应按下式计算：
V=AHj －（V1+V2+V3+V4） (2-1)
式中：
V——防火堤有效容积（m3）；
A——防火堤中心线围成水平投影面积（m2）；
H j——设计液面高度(m)；
V1——防火堤内设计液面高度内一个最大油罐基础体积（m3）；
V2——防火堤内除一个最大油罐以外其它油罐在防火堤设计液面高度内液体体积和油罐基础体积之和（m3）；
V3——防火堤中心线以内设计液面高度内防火堤面积和内培土体积之和（m3）；
V4——防火堤内设计液面高度内隔堤、配管、设备及其它构建物体积之和（m3）。
计算以下：
依据罐体直径、罐间防火间距、罐体距防火堤距离计算可得防火堤边长为：
L=2D+2×10+6=56m
面积为：
A=L×L=3136m2。
设防火堤理论高度为H1，实际计算时刻忽略V3，V4。
V1 = π(14.5×14.5) Hj
V2=3V1
代入上式：
Hj×A-（V1+ V2）=Hj[3136-π（14.5×14.5）]=m3
得Hj= 0.81m
依据《石油化工企业安全防火规范》第6.2.17条，立式储罐防火堤高度应为计算高度加0.2，但不应低于1且不宜高于2.2。本设计防火堤高度为0.81+0.2=1.01m，取1.1m
2.3.4 防火堤及其内部其它安全部署
防火堤及其内部其它安全部署为：
⑴依据《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-）第3.2.7条，防火堤内地面坡度宜为5%。
⑵依据《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-）第3.2.8条，假如考虑在南京（年降雨量大于200mm且雨水二十四小时内难渗完）话，防火堤内应设置集水设施。连接集水设施雨水排放管道应从防火堤内设计地面以下通出堤外，并应设置安全可靠载油排水装置。
⑶ 依据《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-）第3.1.5条，在防火堤上应设置不少于两处越堤人行踏步或坡道，并设置在不一样方位上。防火堤高度大于等于1.5m时，应在两个踏步或坡道之间增设踏步或逃逸爬梯。
⑷依据《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-）第3.1.5条，隔堤应设置人行踏步或坡道。
2.4 隔堤设计
2.4.1 隔堤部署和选型
依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-）第6.2.15条，设置隔堤把成品汽油储罐区储存区分成两组，每组2个环己烷储罐。
2.4.2 隔堤高度
设隔堤高度为Hi。依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-）第6.2.12条第2 款，隔堤内有效容积不应小于隔堤内1个最大储罐容积10%。即≥×10%，得出Hi≥0.07。依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-）第6.2.17条第2 款，隔堤高度不应低于0.5m，所以隔堤高度取0.5m。
2.4.3 隔堤选型和断面尺寸
隔堤高度确定为0.5m。隔堤选择，依据隔堤高宽比对隔堤稳定性影响，选择隔堤厚度要靠近0.5m。再依据《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-）第4.2.11条第2款，选择不宜厚度小于400mm毛石隔堤。隔堤方向大致和液流方向垂直，为了方便施工，把它断面设计成长方形。以下图所表示：
0.4m
0.1mm
0.4m

图2-2 隔堤断面尺寸示意图

隔堤双面水泥砂浆勾缝，堤顶设钢筋混凝土压顶，压顶结构应符合《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-）第4.2.8条要求：压顶在变形缝处应断开，压顶厚度不宜小于100mm，混凝土强度等级不宜低于C20，压顶内纵向钢筋直径不宜小于，钢筋间距不宜大于200mm。
2.5 道路宽度及路面内缘转弯半径
依据《石油化工企业安全防火规范》第4.3.4条，可燃液体储罐区应设环形消防车道，当受地形条件限制时，也可设有回车场尽头式消防车道。消防车道路面宽度不应小于6m，路面内缘转弯半径不宜小于12m，路面上净空高度不应低于5m。及第4.3.5条，可燃液体任何储罐中心距最少两条消防车道距离均不应大于120m；当不能满足此要求时，任何储罐中心和最近消防车道之间距离不应大于80m，且最近消防车道路面宽度不应小于9m。本设计消防车道路面宽度取值为7.5m ，路面内缘转弯半径取12m。

第三章 总平面设计
依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-）和《建筑设计防火规范》（GB50016-）要求确定了总体平面布局中，下列建筑物防火间距：
3.1 厂区内部建筑物间防火间距
3.1.1 办公用房
长15m，宽7m，距离储罐90m，设在工厂大门周围。
依据GB50160-中4.2.12要求，环己烷储罐和办公场所间距大于45m不过因为办公场所人流量大，所以设置在靠近大门处。
3.1.2 门卫
长6m ，宽6m，紧挨工厂大门。
依据GB50160-中4.2.12要求，环己烷储罐和办公场所间距大于45m，
门卫室在布局中紧挨工厂大门。依据《建筑设计防火规范》（GB50016-）第3.3.8条，“厂房内严禁设置职员宿舍。办公室、休息室等不应设置在甲、乙类厂房内，当必需和本厂房贴邻建造时，其耐火等级不应低于二级，并应采取耐火极限不低于3.00h 不燃烧体防爆墙隔开和设置独立安全出口。”所以耐火等级选择为二级。
3.1.3 发配电间
长9m，宽6m。
GB50160-中5.2.1要求：变配电所和m³环己烷储罐间距不得小于25m。同时，配电房应设在整年最小频率风下风向，且应尽可能靠近用电量较大设备周围，而且宜设在围墙周围。依据《建筑设计防火规范》（GB50016-）第3.3.13条：“油浸变压器室、高压配电装置室耐火等级不应低于二级，其它防火设计应按现行国家标准《火力发电厂和变电所设计防火规范》GB50229 等规范相关要求实施。”耐火等级选择为一级。

3.1.4 压缩机房
长6m，宽7m。
GB50160-中4.2.12要求：罐区甲、乙类泵（房）、全冷冻式液化烃储存压缩机（包含添加剂设施及其专用变配电室、控制室）和环己烷储罐距离大于12m。依据《建筑设计防火规范》（GB50016-），耐火等级为二级。
3.1.5 消防泵房
长10m，宽6m。
GB50160-中4.2.12要求全厂性二类关键设施（消防泵房）和m³环己烷储罐距离大于35m,设计距离是45m，满足要求要求。依据《建筑设计防火规范》（GB50016-）第8.6.4 条，“独立建造消防水泵房，其耐火等级不应低于二级。”所以，耐火等级为二级。
3.1.6 事故搜集池
长25m,宽20m,距储罐防火堤25m。
依据GB50160-中4.2.12要求：污水处理场（隔油池、污油罐）等和m3环己烷储罐距离大于15m。和消防泵房防火间距大于25m。依据《建筑设计防火规范》（GB50016-），耐火等级为一级。
3.1.7 备用配件库
长10m，宽9m,紧挨门卫室部署。
依据GB50160-中4.2.12要求：甲类物品仓库和m³环己烷储罐距离大于25m。设计距离88m，完全满足要求要求。依据《建筑设计防火规范》（GB50016-），其耐火等级为二级。
3.1.8 15m高压线
依据GB50160-中4.1.9要求：甲类液体罐组和架空电力线路中心线距离最少为1.5倍线路塔杆高度， 距离罐组1.5倍高度，即22.5m。
3.2 厂区和周围建筑物防火间距
（1） 和南面、西面村庄距离100m。
（2） 和北面厂房距离70m。
（3） 和东面一般公路距离20m。
以上距离均以罐壁最外侧为基准。
依据《建筑设计防火规范》（GB50016-）、《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-）制订下表：
表3-1 罐区内各建构筑物火灾危险等级、耐火等级
编号
名称
占地面积
火灾危险等级
耐火等级
A
办公用房
15×7=105m2
丙
二级
B
发配电间
9×6=54m2
乙
一级
C
门卫
6×6=36m2
丙
二级
D
压缩机房
6×7=42m2
乙
二级

E
消防泵房
10×6=60m2
乙
二级
F
事故搜集池
25×20=500m2
乙
二级
G
备用配件库
10×9=90m2
乙
二级
H
环己烷储罐区
56×56=3136m2
甲
一级

第四章 消防用水量计算及消火栓部署
依据《石油化工企业设计防火规范》第8.7.1条要求，可能发生可燃液体火灾场所宜采取低倍数泡沫灭火系统，本设计中环己烷属于可燃液体，所以设计采取低倍数泡沫灭火系统。而设计中关键则为消防用水量计算及消火栓部署。
4.1消防用水量
消防用水量为低倍数泡沫灭火系统中所需水用量及冷却水用量之和。
4.11 消防冷却用水量
（1）依据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-）第8.4.4条可燃液体罐区消防用水量计算应符合下列要求：
1 应按火灾时消防用水量最大罐组计算，其水量应为配置泡沫混合液用水及着火罐和邻近罐冷却用水量之和；
2 当着火罐为立式储罐时，距着火罐罐壁1.5 倍着火罐直径范围内相邻罐应进行冷却；当着火罐为卧式储罐时，着火罐直径和长度之和二分之一范围内邻近地上罐应进行冷却；
3 当邻近立式储罐超出3个时，冷却水量可按3个罐消防用水量计算；当着火罐为浮顶、内浮顶罐（浮盘用易熔材料制作储罐除外）时，其邻近罐可不考虑冷却。
故1.5D=1.5×15=22.5m，而相邻两储罐之间距离为6m，在对角线两储罐之间距离为14.7m，全部小于1.5D。所以，需要冷却邻近储罐为3个。则冷却水用量为着火罐冷却水用量和相邻3个储罐冷却水用量之和。
（2） 依据《石油化工企业设计防火规范》中8.4.5中第二条：罐壁高于17m储罐、容积等于或大于10000m3储罐、容积等于或大于m3低压储罐应设置固定式消防冷却水系统。本设计中对于储罐高为14.35m，单储罐容量为m³环己烷储罐，选择用移动式冷却系统。
（3） 依据《石油化工企业设计防火规范》中表8.4.5（本文中表4-1）
表4-1 消防冷却水供水范围和供水强度
项目

供水范围
供水强度
附注
移动式水枪冷却
着火罐
固定顶罐
罐周全长
0.8L/s·m
—
浮顶罐、内浮顶罐
罐周全长
0.6L/s·m
注1、2
邻近罐
罐周全长
0.7L/s·m
—
固定式冷却
着火罐
固定顶罐
罐壁表面积
2.5L/min·m2
—
浮顶罐、内浮顶罐
罐壁表面积
2.0L/min·m2
注1、2
邻近罐
罐壁表面积1/2
和着火罐相同
注3
注：1. 浮盘用易熔材料制作内浮顶罐按固定顶罐计算；
2. 浅盘式内浮顶罐按固定顶罐计算；
3. 按实际冷却面积计算，但不得小于罐壁表面积1/2。
因为本设计中储罐浮盘用易熔材料制作，所以着火罐供水范围为罐周全长，供水强度为=0.8L/s•m；邻近罐供水范围为罐周全长，供水强度为=0.7L/s•m。
着火罐冷却用水量=D=3.14×15×0.8=37.68L/s （式4-1）
邻近罐冷却水用量=nD=3×3.14×15×0.7=98.91L/s （式4-2）
每秒钟总冷却用水量为= +=37.68+98.91=136.59L/s （式4-3）
（4）依据《石油化工企业设计防火规范》中8.4.7 可燃液体储罐消防冷却用水延续时间：直径大于20m固定顶罐和直径大于20m浮盘用易熔材料制作内浮顶罐应为6h；其它储罐可为4h。
则消防冷却水延续时间为4h。
冷却水总量=×冷却延续时间=136.59×4×3600=1966.9 m3 （式4-4）
4.1.2 泡沫灭火系统用水
1. 依据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》中第2.2.2条三：甲、乙、丙类液体外浮顶和内浮顶储罐应选择液上喷射泡沫灭火系统。所以本设计选择液上喷射泡沫灭火系统。第2.1.1条 对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐，当采取液上喷射泡沫灭火时，可选择蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。本设计选择6%氟蛋白泡沫液。
2. 依据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》中第3.1.2条 储罐保护面积应按下列要求确定：固定顶储罐、浅盘式和浮盘采取易熔材料制作内浮顶储罐，应为其储罐横截面积。
所以保护面积A=πD2\4=152×3.14/4=176.625 m2 （式4-5）
3. 依据《石油化工企业设计防火规范》第8.7.2要求：下列场所应采取固定式泡沫灭火系统：
甲、乙类和闪点等于或小于90℃丙类可燃液体固定顶罐及浮盘为易熔材料内浮顶罐。则本设计选择固定式泡沫灭火系统。
固定式泡沫灭火系统由固定泡沫液消防泵、泡沫液贮罐、百分比混合器、泡沫混合液输送管道及泡沫产生装置等组成，并和给水系统连成一体。当发生火灾时，先开启消防泵、打开相关阀门，系统即可实施灭火。固定式泡沫灭火系统泡沫喷射方法可采取液上喷射和液下喷射方法。液上喷射泡沫灭火系统泡沫产生器安装于罐壁上部，喷射出泡沫覆盖住整个燃烧液面进行灭火。液上喷射泡沫灭火系统适适用于固定顶、外浮顶和内浮顶三种储罐。
4.依据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》第3．2．3条 内浮顶储罐泡沫灭火系统设计，应符合下列要求：一、浅盘式和浮盘采取易熔材料制作非水溶性甲、乙、丙类液体内浮顶储罐供给强度和连续供给时间，应按本规范第3．2．1条一款要求实施。
表4-2 泡沫混合液供给强度和连续供给时间
泡沫液种类
供给强度
连续供给时间（min）
（L／min·m2）
甲乙类液体
丙类液体
蛋白
氟蛋白、水成膜 、成膜氟蛋白
6.O
5.0
40
45
30
30
注1：假如采取大于上表要求混合液供给强度，混合液连续供给时间可按对应百分比缩短，但不得小于上表要求时间80％。
注2：含氧添加剂含量体积比大于10％无铅汽油，其抗溶泡沫混合液供给强度不应小于6L／min·m2、连续供给时间不应小于40 min。则本设计氟蛋白泡沫液供给强度为5.0 L／min•m2，连续供给时间为45min。
罐灭火所需泡沫混合液用量：
（式4-6）
用水量为Q=n×94％Q1=4×0.94×39.74=149.42m3 （式4-7）
所以消防用水量为冷却+泡沫=1966.9+149.42=2116.32 m3 （式4-8）
4.2消防给水管道设计
4.2.1 给水管道部署
依据《石油化工企业设计防火规范》第8.5.1条要求：大型石油化工企业
工艺装置区、罐区等，应设独立稳高压消防给水系统，其压力宜为0.7~1.2MPa。
第8.5.2要求：消防给水管道应环状部署，并应符合下列要求：
1. 环状管道进水管不应少于两条；
2. 环状管道应用阀门分成若干独立管段，每段消火栓数量不宜超出5个；
3. 当某个环段发生事故时，独立消防给水管道其它环段应能满足100%消防用水量要求；和生产、生活适用消防给水管道应能满足100%消防用水和70%生产、生活用水总量要求；
4. 生产、生活用水量应按70%最大小时用水量计算；消防用水量应按最大秒流量计算。
所以，本设计消防给水管道选择稳高压环状管网。进水管两条。经过市政管网给水。
4.2.2 管道水力计算
1.管道直径确实定
管径大小计算公式：
(4-9)
式中 Q—管段流量，L/s；
—流速，m/s；不宜大于3.5m/s
D—管段直径，mm
2.钢管管道沿程水头损失
（4-10）
式中 i—管道沿程水头损失，
D—为计算内径，m，取值应按管道内径减1mm确定
3.管道局部水头损失
因为管道局部水头损失占沿程水头损大百分比较小，中国相关规范全部要求局部水头损失可采取沿程水头损失百分比计算：
依据《建筑给水排水设计规范》第2.6.1条指出：当生活、生产、消防共用给水管网时，局部水头损失为20％；当为消火栓系统消防给水管网时，局部水头损失为10％；当为生产、消防共用给水管网时，局部水头损失为15％。
所以，本设计管道局部水头损失为20%。
4.2.3 消防水泵选择
消防水泵扬程应按最不利点所需要水压进行计算，计算公式为：
（4-11）
式中H—系统管道入口或消防水泵计算压力(MPa)；
— 系统管道沿程水头损失和局部水头损失之和(MPa)；
— 最不利点消火栓实际工作压力(MPa)；
Z— 最不利点系统管道入口或消防水池最低水位之间高程差，当系统管道入口或消防水池最低位高于最不利点水雾喷头时，Z应取负值(m)。此处假设为8m。
所以消防水泵扬程为88，流量为10L/s，依据表4-3，可选择规格为XBD9/10-80，其参数为流量10L/s，扬程0.9MPa，电机功率22KW，转速2900r/min。
表4-3 消防泵型号
泵型号
流量（L/s）
扬程（MPa）
电机功率（KW）
XBD3.5/10-80
10
0.35
7.5
XBD4/10-80
10
0.4
7.5
XBD4.5/10-80
10
0.45
11
XBD5/10-80

10
0.5
15
XBD6/10-80
10
0.6
15
XBD7/10-80
10
0.7
18.5
XBD8/10-80
10
0.8
22
XBD9/10-80
10
0.9
22
XBD10/10-80
10
1
30

4.3消防栓设计
4.3.1 消防栓部署
（1）依据《石油化工企业设计防火规范》第8.5.5消火栓设置应符合下列要求：
1. 宜选择地上式消火栓；
2. 消火栓宜沿道路敷设；
3. 消火栓距路面边不宜大于5m；距建筑物外墙不宜小于5m；
4. 地上式消火栓距城市型道路路边不宜小于1.0m；距公路型双车