浙江海洋大学油库安全课程设计分析

课程设计成果说明书题目：油库安全课程设计学生姓名：雷富伟学号：130714121学院：石化与能源工程学院班级：A13储运3班指导教师：徐玉朋浙江海洋学院教务处2016年1月5日第1页浙江海洋学院课程设计成绩评定表2015—2016学年第一学期学院石化与能源工程学院班级A13储运3班专业油气储运工程学生姓名(学号)雷富伟（130714121）课程设计名称油库安全课程设计题目油库安全课程设计指导教师评语指导教师签名：年月日答辩评语及成绩答辩小组教师签名：年月日第2页浙江海洋学院课程设计任务书2015—2016学年第一学期学院石化与能源工程学院班级A13储运3班专业油气储运工程学生姓名(学号)雷富伟（130714121）课程设计名称油库安全课程设计设计题目油库安全课程设计完成期限自2016年1月4日至2016年1月10日共一周设计依据1.《油库加油站安全技术与管理》范继义主编；2.《石油库设计规范》GB50074-2002；3.《石油库工艺设计手册》商业部设计院·1982年；4.《泡沫灭火系统设计规范》（GB50151——2010）；5.已知水的流速一般为1.5--2.5m/s，泡沫混合液的流速3m/s；6.已知2000m³油罐的直径D=16.2m，H=10.4m。设计要求及主要内容已知某罐区有2个2000m3的拱顶轻柴油罐，2个2000m3的单盘式内浮顶汽油罐。消防管道的长度按430米，水的流速一般为1.5--2.5m/s，泡沫混合液的流速一般不大于3m/s。设计如下内容：1.泡沫混合液流量；2.泡沫产生器的确定；3.泡沫液总储量的计算；4.消防水池的容量计算；5.泡沫比例混合器的确定；6.泡沫混合液管道和消防冷却水管道的计算；7.消防水泵和泡沫泵的选取；8.消火栓数量的确定。参考资料1.《石油库设计规范》（GB50074—2014）·中国计划出版社2.《泡沫灭火系统设计规范》（GB50151—2010）·中国计划出版社3.《油库加油站安全技术与管理》范继义·中国石化出版社·2010年4.《泵和压缩机》姬忠礼·石油工业出版社·2011年5.《工程流体力学》袁恩熙·石油工业出版社·2012年指导教师签字日期第3页目录摘要...................................................................................................................................4一、设计要求：...................................................................................................................5二、计算内容：...................................................................................................................51、泡沫混合液流量.....................................................................................................52、泡沫产生器的确定.................................................................................................63、泡沫液总储量的计算.............................................................................................74、消防水池的容量计算.............................................................................................75、泡沫比例混合器的确定.........................................................................................86、泡沫混合液管道和消防冷却水管道的计算.........................................................87、消防水泵和泡沫泵的选取.....................................................................................98、消火栓数量的确定...............................................................................................10三、参考文献.....................................................................................................................10第4页摘要关键词：拱顶轻柴油罐、单盘式内浮顶汽油罐、泡沫混合液、消防冷却水、安全设计。按照设计要求，对某罐区的2个2000m3的拱顶轻柴油罐，和2个2000m3的单盘式内浮顶汽油罐做消防冷却水量、泡沫混合液量、消火栓数量等安全设计。其中给出消防管道的长度为430米，水的流速取1.5--2.5m/s,泡沫混合液的流速一般不大于3m/s。具体设计时的四个油罐的布置如图1所示：图1内浮顶A2000m390号汽油拱顶C2000m3轻柴油内浮顶B2000m390号汽油拱顶D2000m3轻柴油第5页根据本次油库安全消防课程设计的要求，现对具体的设计内容做如下详细的说明：一、设计要求：已知某罐区有2个20003m的拱顶轻柴油罐，2个20003m的单盘式内浮顶汽油罐。其中，消防管道的长度按430米计算，水的流速取为2m/s，泡沫混合液的流速取为3m/s。二、计算内容：1、泡沫混合液流量根据防火性能等级，管道长度按430米计算，确定拱顶C轻柴油罐为着火罐，其余3个为冷却罐。查相关规范得知，20003m油罐的直径D=16.2m，H=10.4m则油罐液的面积A和周长L为：（1）拱顶油罐：1A=22/D）（=2）2/2.16（×3.14=2062m1L=D=3.14×16.2=51m泡沫混合液供给强度，据油品情况可选用6%普通蛋白。表1拱顶油罐据油品类型及泡沫灭火系统的设置类型，选泡沫混合液供给强度为6L/(min•2m),时间为1t=40min，则混合液供给量：1Q=1Aq=206×6=1236L/min=20.6L/s。（2）内浮顶罐：2A=206-π［（16.2/2）-1.3］2=60.8062m第6页根据《油库设计规范》（GBJ74—84）中规定，泡沫堰板与管壁距离点位1.2-1.4m，取1.3m。泡沫混合液供给强度，据油品可选用6%普通蛋白。内浮顶油罐据GB50151—92中规定，单盘式内浮顶汽油罐的泡沫混合液供给强度不小于12.5L/（min•m2），连续供给时间不小于30min，则泡沫混合液供给量：2Q=2Aq=60.806×12.5=12.7L/s。2、泡沫产生器的确定（1）拱顶油罐：N=1Q÷q=20.6/16≈1.6只显然可取16L/s(PC16)泡沫发生器1只与一只8L/s(PC8)足够，但是按《低倍数泡沫灭火规范》设计要求，当储罐超过一个泡沫产生器时宜选用相同规格的泡沫产生器，故确定本库2000m3拱顶油罐选用2个PC16泡沫产生器。按D25m核算，选用2个泡沫产生器满足要求。表2则有Q拱=16×2=32（L/s）。按规范规定，10D20，配备泡沫枪PQ4一支，连续攻击时t3=20min。表3则有Q枪=1×4=4（L/s）。第7页（2）内浮顶油罐：泡沫产生器：N=2Q/q=12.7/4=3.18选PC4四个。另外，外浮顶储油罐及单、双盘式内浮顶储油罐泡沫混合液供给强度不应小于12.51/（min.m2），连续供给时间不应小于30min。单个泡沫产生器的最大保护周长符合表下表4规定：表4然而本题中有：保护周长为3×24=72m1L=51m所以符合要求。3、泡沫液总储量的计算Q拱=32L/s取泡沫流速V=2m/s管长L=430则t=L/v=570/2=215sV管泡=32×215×0.001×6%=0.4128m3V备泡=V拱泡+V枪泡+V管泡=（Q拱×1t+Q枪×3t）×60×0.06×3-10+0.4128=（32×40+4×20）×60×0.06×3-10+0.4128=7.488+0.8208=5.3088m34、消防水池的容量计算V泡水=（Q拱×1t+Q枪×3t）×60×（1-6%）×3-10=（32×40+4×20）×60×94%×3-10=81.216m3V管水：V管泡=94:6V管水=6.4672m3另外，冷却用水量考虑，冷却采用固定方式，燃烧罐冷却水强度选取2.5（L/min.㎡），邻近罐冷却水强度取2（L/min.㎡），供给时间为4t=6h。因为都是2000m3油罐，即一个作着火罐冷却，三个作临近罐冷却，则有：Q1冷=1•π•DH4q=1×3.14×16.2×10.4×2.5≈1323（L/min）第8页Q2冷=3•π•DH5q（1/2）==3×3.14×16.2×10.4×2×0.5≈1587（L/min）冷却水量：V冷水=（Q冷1+Q冷2）×4t×3-10=（1323+1587）×6×60×0.001≈1048m3又取泡沫流速V=2m/s管长L=430则t=L/v=430/2=215s则V管水=32×215×0.001×94%=6.4672m3冷却用水总量：V水总=（V泡水+V管水+V冷水）=81.216+6.4672+1048=1136m35、泡沫比例混合器的确定由第2问计算可知：泡沫混合液供给流量1Q=20.6L/s则：泡沫液量1Q′=20.6L/s×6%=1.236L/s查《油库加油站安全技术与管理》P204表7—12知：PH系列环泵式负压泡沫比例混合器数据表知PH48型比例混合器的:泡沫液量3Q′=1.44L/s1Q′=1.236L/s且泡沫混合液供给流量3Q=24L/s1Q=20.6L/s皆满足要求，即可选用PH48型比例混合器环泵式负压泡沫比例混合器。6、泡沫混合液管道和消防冷却水管道的计算（1）设计选定管道流速《低倍数泡沫灭火系统设计规范》中第3.5.1条规定泡沫混合液泡“沫输送至最远保护对象的时间不宜大于5min”，设计中从泡沫储罐间至最远保护对象的距离约430m，则泡沫混合液流速不应小于430÷5÷60=1.4m/s，所以设计流量必须大于1.4m/s才能符合规定要求。一般消防管道内流速不宜小于1.0m/s，不宜大于3.0m/s，故设计选定管道流速为2m/s。（2）管道直径计算：根据Q=A•v=（π2D/4）v∴D=vQ4=）14.32（）001.0324（=143mm故设计选用DN200的钢管（3）消防冷却水管道的计算：①流速：设定流速为2m/s。②管道的直径计算：Q冷水=Q1冷+Q2冷=(1323+1587)/60=48.5L/s第9页∴根据Q=A•v=（π2D/4）v∴D=v/Q4=(4×48.5×0.001)/(2π)]×(1/2)=124mm∴故选用DN125的钢管。7、消防水泵和泡沫泵的选取（1）根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010中的9.2.2可知系统水或泡沫混合液管道的水头损失应按下式计算：i=0.00001072v/3.1di—泡沫管道水头损失（Mpa/m）；v—管道内水或泡沫混合液均流速（m/s）；d—管道的