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储罐区防火堤设计规范
浏览次数：628日期：3月15日 11:14
摘要：
储罐区防火堤设计规范[条文阐明]
GB 50351－
中华人民共和国建设部／中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局－03－17发布 －07－01实行

3．2 油罐组防火堤布置
3．2．1 本条规定油罐罐壁到防火堤内堤脚线距离，对于隔堤到油罐罐壁距离，设计人员可以依照操作规定拟定，规范不再作出规定；对于高架立式罐罐壁到防火堤内侧堤脚线距离，以注解形式加以规定。
3．2．2 相邻油罐组防火堤外侧堤脚线之间留有不不大于7m消防空地，是考虑到消防作业时通行规定，便于对事故油罐各个侧面进行扑救，同步也能减小事故油罐组对相邻油罐组影响。
3．2．3 本条为油罐区成组布置规定：
1、2 随着石化工业发展，油罐容量越来越大，浮顶油罐单体容量已达150000m3，固定顶油罐也达到了0 m3，因此恰当提高油罐组总容量有助于采用大容量油罐，以减少占地。
3 一种油罐组内油罐数量越多，其发生火灾事故机会就越多；单个油罐容量越大，火灾损失及危害就越大。为了控制一定火灾范畴和火灾损失，故依照油罐容量大小规定了最多油罐数量。
4 油罐布置不容许超过2排，重要是考虑油罐失火时便于扑救。如果布置超过2排，当中间一排油罐发生火灾时，因四周均有油罐，会给扑救工作带来一定困难，也也许导致火灾事故扩大储存丙B类油品油罐(特别是储存润滑油油罐)，其发生火灾事故几率极小，至今没有发生过火灾事故，因此规定这种油罐可以布置成4排，以节约用地和投资。
3．2．4 油罐组防火堤内有效容积规定，重要出发点是：
1 固定顶罐，油品装满半罐油罐如果发生爆炸，大某些是炸开罐顶，由于罐顶强度相对来说要小些，并且油气汇集在液面以上，一旦火灾爆炸，掀开罐顶是多见，而罐底和罐壁则往往保持完好。依照关于资料简介，在19起油罐火灾导致油罐破坏事故中，有18起是破坏罐顶，只有1次是爆炸后扯破罐底(扯破因素是罐内中心柱与罐底板焊死)。此外，在一种油罐组内，同步发生一种以上油罐破裂事故几率极小。因而，规定油罐组防火堤有效容积不应不大于油罐组内一种最大油罐容积是适当。
2 浮顶罐(涉及内浮顶罐)，因浮顶下面基本上没有气体空间，不易发生爆炸。虽然发生爆炸，也只能将其浮顶盘掀掉，不会破坏油罐下部，因此油体流出油罐也许性小，虽然有些油体流出，其量也不大。故防火堤内有效容积，对于浮顶罐来说，规定不应不大于最大储罐容积一半是安全。
3．2．5 防火堤内有效容积相应计算液面是液体外溢临界面，故防火堤顶面应比计算液面高出0．2m。
防火堤高度下限规定为1．0m，是为了防止消防水及泡沫液外溢，同步也是为了限制罐组占地面积过大。
防火堤高度上限规定为2．2m，且从外侧计算，重要考虑满足消防操作视野规定，同步也考虑到单罐容积和储罐组容积越来越大，储罐区占地面积急剧增长，为了减少占地，并尽量增大防火堤有效容积。
依照隔堤定义及其功能，将隔堤高度规定为0．5～0．8m是适当，既满足功能规定，又简化了构造尺寸。国外NF-PA 30 1990年版规定隔堤高度为450mm。　　
3．2．6 防火堤有效容积计算，设计人员经常有错误发生。为统一计算办法，本条给出计算公式。公式中各参数图示见图1。

图1 防火堤有效容积计算示意
3．2．7 防火堤内场地地面设计，是一种比较复杂问题，难以用一种统一原则来规定，故本次制定依照调研成果分别对待。
1 对于大某些地区，为了排除雨水或消防水，堤内地面均应有不不大于0．5％设计地面坡度。调研发现，湿陷性黄土、膨胀土、盐渍土地区，在降雨或喷淋试水后地面产生沉降或膨胀，也许危害到储罐和防火堤基本安全，因此应采用防止办法，防止水害。南方地区，四季常青，堤内种植草坪，既可减少地面温度，又可美化环境，特作此规定。
2 对土壤渗入性很强地区，为防止储罐渗漏物对附近地下水源及环境污染，因此提出堤内地面应采用防渗漏办法规定。
3．2．8 规范编制组在调研过程中发现，当前许多储罐区场地雨水排放设备极不完善，针对储罐区场地雨水排放问题，规范编制组进行了进一步探讨。一致以为：储罐组堤内雨水排放问题是关于安全一种重要方面，为彻底解决这个问题，杜绝因而而带来安全隐患，在规范上必要提出严格规定——储罐区必要设立安全可靠截油排水设备、绝对避免油流外泄。
3．2．9 防火堤内设计地坪如果高于堤外消防道路路面或地面，不但加大了防火堤高，使防火堤设计断面加大，并且给人以不安全感，而运用地形解决成内低外高布置方式，则大大提高了储罐组安全性(如秦皇岛油库)。因此，本地形条件容许时，宜采用储罐组内地坪下沉、堤外道路高路基布置方式。
3．2．10 大型储罐在检修时，往往要进出大型起重设备和车辆，如果不设立进出储罐组道路，势必要在防火堤上扒出缺口，虽然再恢复，也难以达到原有强度和严密性。因此，本条规定设立进出储罐组坡道，并从防火堤顶越过。
3．2．11 本条规定了储罐组内隔堤设立，目是当储罐发生冒顶、漏油事故时，把这些事故控制在较小范畴内，使污染及扑救在尽量小范畴内进行，以减小损失。
3．3 液化石油气、天然气凝液及其她储罐组防火堤、防护墙布置
3．3．1 本条规定全压力式与全冷冻式储罐组防火堤及隔堤高度：
1 全压力式储罐组内罐体发生事故后来，液体卸压后变为下沉气，在一定高度范畴内对其进行防护，因而规定防护墙高度宜为0．6m、隔墙高度宜为0．3m。
2 全冷冻式储罐组防火堤高度通过计算进行拟定，计算时应满足防火堤内有效容积应能容纳储罐组内一种最大储罐容量、防火堤高度应比计算液面高出0．2m、储罐罐壁与防火堤内堤脚线距离不应不大于储罐最高液位高度与防火堤高度之差等条件。
3．3．2 本条规定储罐罐壁与防火堤或防护墙内堤脚线之间距离。
3．3．4 本条规定储罐组总容量及储罐数量：
1 全压力式储罐组罐体泄漏几率重要取决于储罐数量，数量越多，泄漏也许性越大，故对储罐组内总容积及储罐数量进行限制。储罐不应超过2排是为了以便消防。
2 全冷冻式储罐组内储罐数量不应多于2座，重要是考虑减少事故概率，并依照《Design and Construction of LPG Installations》(API Std 2510 1995年版)第9．3．5．3条规定：“两个具备相似基本构造储罐可置于同一围堤内……”
3 本规范对其她化工产品储罐组总容量及储罐数量没作详细规定，可参照有关国标执行。
3．3．5 全冷冻式储罐组，防火堤内有效容积不应不大于一种最大储罐容积，是考虑到一旦罐体发生破裂等事故时，在一定期间内罐体流出液体不会立即气化，仍保持液体状态，为把事故液体控制在防火堤圈闭范畴内，因此防火堤有效容积不应不大于一种最大储罐容积。此外，依照《Design and Construction of LPG
Installations》(API Std 2510 1995年版)第9．3．5．3条规定：“……围堤内容积应考虑该围堤内扣除其她容器或储罐占有容积后，至少为最大储罐容积100％。”
其她液态化工产品储罐组规定其防火堤内有效容积不应不大于一种最大储罐容量，重要是考虑到储罐组内任何一种储罐发生破裂，都能将事故控制在防火堤范畴以内，以减少影响。
3．3．6 本条规定防火堤、防护墙内地面解决方式：
1 全压力式和全冷冻式储罐组内地面予以铺砌，重要是考虑到减少地面粗糙度，减少事故时影响限度，便于清洁和管理。铺砌地面设立不不大于0．5％坡度，重要是考虑到排水以便。
2 储存酸、碱等腐蚀性介质储罐组内地面应作防腐蚀解决，重要是考虑到一旦储罐发生渗漏及破裂等事故，会腐蚀地面及影响到防火堤、防护墙严密性。
3．3．7 储罐组内应设立集水设施及安全可靠排水设施，以保证雨水及喷淋冷却水能顺利快捷排出储罐组。
3．3．8 本条规定全压力式和全冷冻式储罐组内隔堤设立，目是当储罐发生事故时，把这些事故控制在较小范畴内，使污染及扑救在尽量小范畴内进行，以减小损失。此外，对全冷冻式储罐组考虑每罐一隔，还依照了《Design and Construction of LPG Installations》(API Std 2510 1995年版)第9．3．5．3条规定：“……在两个储罐间设隔堤，隔堤高度应比周边围堤低1ft……”
4 防火堤选型与构造

4．2 构　　造
4．2．1 规范编制组在现场调研中发现个别罐区砖砌防火堤墙体砌筑砂浆不饱满，有防火堤存在很宽裂缝未修补，存在安全隐患，故作本条规定。
4．2．2 本规定是考虑到防火堤抗滑、抗倾覆规定，也考虑了基本埋深如果过浅，小动物容易从基本下打洞从而破坏防火堤密封性。
4．2．3 国内国土面积辽阔，气候各不相似，地质条件各有特点，防火堤和防护墙变形缝设立间距很难给出统一规定，应由设计人员依照本地材料、气候和地质条件按关于构造设计规范拟定。
4．2．7～4．2．9 规范对砖、砌块防火堤、钢筋混凝土防火堤和浆砌毛石防火堤构造作出了详细规定。规范编制组在调研中发现为数不少砖砌防火堤，不论多高，截面都是370mm，虽然满足构造规定，但并不满足强度和稳定性规定，故本规范强调截面设计在满足构造规定同步，还应进行强度和稳定性计算。
4．2．10、4．2．11 防护墙、隔堤及隔墙由于其使用功能特点，可不进行强度及稳定性计算，只需满足构造规定。
5 防火堤强度计算及稳定性验算
5．1 荷载效应和地震作用效应组合
5．1．1 由于对防火堤构造规定已能满足刚度规定，不需进行防火堤变形计算，因而不再进行正常使用极限状态验算；此外，对于数值很大而浮现几率又非常小油罐破裂时油品对防火堤冲击力，尽管咱们曾与天津大学联合进行了专项研究并对其成果完毕了技术鉴定，规范也没有考虑这种偶尔组合。
5．1．2～5．1．4 依照对各种荷载产生内力计算成果表白，静液压力产生内力普通远不不大于其她荷载产生内力，因而，公式5．1．2和5．1．3两种工况荷载分项系数和组合值系数，是以静液压力为重要活荷载来规定。堤身地震作用、动液压力和动土压力三者同步浮现且均达到原则值几率很小并且为瞬时作用，故取组合值ψ＝0．6，可以满足安全规定。
5．2 荷载、地震作用及内力计算
5．2．2～5．2．6 这五条中水平力和弯矩计算公式，只合用于计算截面取在地面线以上或地面线上状况。至于地面线如下截面内力，可依照地面线处截面内力进行换算拟定。
5．2．3 防火堤内培土静压力计算公式是依照库伦积极土压力理论并按培土与水平夹角为-β推导出来。见规范图5．2．3。延长培土倾斜面交堤面延长线于A′点，分别计算堤背为AB而填土面为水平时积极土压力强度分布图形ABC及以堤背为A′B而填土表面倾角为-β时积极土压力强度分布图形A′BD这两个图形交于F点，则实际计算截面以上积极土压力强度分布图形可近似取图中ABDFA，它面积就是积极土压力PT近似值。对于粉土、粉质粘土及粘土，可将其内摩擦角直接代入公式计算，即不考虑它们粘聚力，仍按无粘性土计算积极土压力，这样使计算简化，并偏于安全。
5．2．4 规范给出防火堤水平地震作用计算办法分为下列两种状况：
1 由于钢筋混凝土堤高厚比普通都不不大于4，在水平地震作用下，以弯曲变形为主。规范给出计算公式5．2．4-1～5．2．4-4就是以纯弯曲变形理论为基本拟定。为了简化计算，选用了比较简朴振型函数(图2)：

图2 振型函数曲线

而按纯弯曲悬臂杆理论计算出精准值为：

前者仅高出后者4．2％，故以式(1)作为振型函数来计算钢筋混凝土防火堤水平地震作用，其精准度可以满足工程规定。
规范中式5．2．4-1振型参加系数η1由下式计算得出：
　　　　　　　　 （3）
钢筋混凝土防火堤基本周期普通都不大于0．1s，考虑到地震反映曲线在T1＝0～0．1s之间数值离散性较大，虽然现行抗震规范中将此区间加工成一条斜线，但事实上人为因素较大，故为安全起见，本规范依然取地震影响系数最大值αmax偏于安全。
2 砖石砌体防火堤普通为变截面悬臂构造。其高厚比普通在2～4之间。通过实算，接近于纯剪切变形。规范中表达水平地震作用分布值公式5．2．4-5就是按等截面纯剪切理论推导出来，其振型函数为：
　　　　　　　　　　(4)
基本振型参加系数η1由下式计算得出：
　　　　　　　　(5)
系数α1～α4都是通过积分推导出来，其表达式见式(6)～式(9)，也可以直接查本规范表5．2．4。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (6)
　　　　　　　　 (7)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(8)
　　　　　　　　　　　　(9)
5．2．5 水平动液压力计算公式是参照《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》(GB 50032—)第6．2．3条。该条公式中水平地震加速度与重力加速度比值用1．25αmax代替；水平动液压力系数值取自该条表6．2。3。
5．2．6 水平动土压力计算公式是参照《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》(GB 50032—)第6．2．4条。由于动土压力合力与动土压力分布值成正比，为了简化计算，本规范把上述规范动土压力分布值直接换算成动土压力合力值；该条公式中
水平地震加速度与重力加速度比值用1．25αmax代替。
为了简化计算，取动土压力力矩为0．4HT，偏于安全。
5．3 强度计算
5．3．2 防火堤截面强度计算应符合现行国家规范关于规定。详细地讲，对于砖、砌块及毛石防火堤，应依照《砌体构造设计规范》(GB 50003—)第5．4．1条和5．4．2条规定计算截面强度；对于钢筋混凝土防火堤，应依照《混凝土构造设计规范》(GB 50010—)第7．3．4条规定进行正截面偏心受压承载力计算，
并依照第7．5节规定进行斜截面抗剪计算。
5．3．3 防火堤地基承载力计算以及地基强度计算应分别符合《建筑地基基本设计规范》(GB 50007—)第5章及第8章关于规定。
5．4 稳定性验算
5．4．2 被动土压力计算公式5．4．2-3是依照朗肯被动土压力理论公式，考虑了粘性土和非粘性土两种状况。由于达到被动极限平衡状态所需防火堤位移是相称大，按太沙基实验为4％墙高，照此推断，当基本埋深0．8m时，就需要32mm，这显然不容许，因此计算出来被动土压力必要打个折扣，本规范取被动土压力折减系数η＝0．3。