3　消防设计

　　从上述液化石油气储罐对火灾的热响应规律可以看出，储罐爆炸主要是两方面的原因，一是储罐内部的压力升高；二是储罐壁温增加引起储罐材料强度下降。采取一定的防护措施控制储罐内部的压力升高和储罐壁温增加，可以防止储罐在火灾作用下发生爆炸，目前我国对于固定储罐区的储罐大都采用水冷却方式，对于移动储罐大都采用隔热保护方式。以下重点介绍采用水冷却方式的消防设计要求和原则。

　　3.1　消防用水量

　　常温高压储罐有球罐和卧式罐两种形式，本文主要介绍球罐的消防冷却水量计算。

　　3.1.1　固定喷淋水量

　　根据《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160-92 (以下简称“石化规”) 第7.9.2条规定“液化石油气储罐容积大于100 m3 时，应设置固定式消防冷却水系统”[1] ，其冷却水用量为:

　　着火罐：Q着= PD2q1 (1)

　　相邻罐：Q邻= PD2q2 (2)

　　式中：Q着——着火罐固定消防冷却用水量(L/min) ；

　　Q邻——相邻罐固定消防冷却用水量(L/min) ；

　　D ——球罐直径(m ) ；  

　　q1,q2—— 着火罐、相邻罐冷却水供水强度(L/m in ·m2) ，其大小一般由火灾实验确定，世界各国在规范中规定也不尽相同，如德国规范TRB 规定供给强度为100 L/m2·h，保证在火灾包围的情况下90分钟内不会发生失效。

　　综上(1)～ (2) 式，球罐固定消防冷却用水量如下：

　　Q固= Q着+ n·Q邻    (3)

　　式中:Q 固—固定消防冷却用水量(L/m in) ；

　　n—— 距着火罐1.5 D 范围内的相邻罐数量(个) ， 当n≥3 时, 可按(3) 计算[2]。

　　3.1.2　移动式消防冷却用水量

　　根据“石化规”第7.9.5 条“移动式消防冷却用水量，应按罐区内最大一个储罐用水量确定”。

　　当球罐容积小于400 m3 时，Q移≥30 L/s (108 m3/h)。

　　当球罐容积大于或等于400 m3 时，Q移≥45 L/s(162 m3/h )。

　　3.2　水冷却方式

　　固定式水冷却系统包括在顶部集中配水罐壁漫流式、固定水喷淋、水喷雾、固定水炮等4 种基本形式。根据国外的资料介绍，可靠性的排序依次为漫流式、固定水炮、水喷淋或水喷雾。而我国目前大多采用水喷淋或水喷雾方式，但从使用效果看这种方式不尽妥当，因为这种方式在发生蒸汽爆炸时易受到破坏，西安3. 5 事故就是如此。而且这种方式喷头容易堵塞，维护比较困难。根据我国的国情，水冷却方式宜采用顶部布水罐壁漫流与固定水炮相结合的方式，即部分冷却水用漫流式，部分冷却水用固定水炮提供。该形式可靠性高且灵活，能分别满足防日晒冷却、着火罐冷却以及邻近罐冷却等不同冷却强度的供水要求，且对于与储罐内部蒸汽区相接触的干壁部分冷却更有保证。该形式容易维护，工程费用比目前使用的水喷淋或水喷雾系统低。对于大型储罐建议设置自摆的移动式水炮，以减少灭火人员暴露于火灾危险区中的危险性，并能有效保证喷射水流到达暴露于火灾中的储罐表面。
               
　　4　结论

　　从液化石油气储罐在火灾作用下的热响应规律可以看出，储罐不采取任何保护措施时，储罐内部的压力和储罐壁温度会迅速升高，储罐会在短时间内发生爆炸，而采用水喷淋和隔热防护等方式可以显著阻止储罐内部的压力和壁温增加，从而延缓储罐发生失效的时间。消防设计中供给强度建议进一步通过实验来重新评估和确定。防护方式对于固定式储罐，建议采用储罐顶部水漫流冷却和固定水炮相结合的方式，同时应设置大小合适的安全阀，对于大型储罐建议设置自摆的移动水炮。对于移动式储罐，建议采用隔热层保护和安全阀泄压相结合的方式。
              
　　参考文献：

　　[1]　GB 50160-92 (1999) ，石油化工企业设计防火规范。

　　[2]　GBJ 16-87, 建筑设计防火规范。

　　[3]　N FPA -59 (1992)，公用煤气装置液化石油气储运标准。