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大型地面常压储罐防火和灭火

标 准 号: SY/T6556-2003
替代情况:
发布单位: 石油工业安全标委会
起草单位: 胜利石油管理局技术监督处
发布日期:
实施日期:
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更新日期: 2009年10月22日

  3.2.2 浮顶的建造

  通常下沉浮顶的整个表面火灾较之锥形浮顶储罐的火灾更难于扑灭。因此,应对防止罐顶下沉(无论是火灾发生前还是火灾发生之后)的下列措施进行考虑:

  a) 采用浮筒罐顶而不是盘式罐顶;

  b) 确保浮筒检查孔位置合适;

  c) 调整浮筒放气孔以防进入灭火水;

  d) 提供充足的罐顶排水通道;

  e) 采用适当布置的泡沫屏障;

  f) 采用地面控制的浮顶排水(即开口在罐顶),以利于将过多的灭火水或大雨后的雨不排走,以防止罐顶下沉。

  3.2.3 预防闪电的措施

  闪电是外浮顶罐火灾的主要原因,同时闪电也是多个储罐火灾同时引燃的主要原因。因此,预防闪电引燃火灾的措施,臂和浮顶与罐壁的结合,在设计、施工和维护时应特别注意。有关闪电危险的更多信息见SY/T6319和NFPA780。

  3.2.4 泡沫灭火

  储罐设计应考虑安全的泡沫灭火方法,对由于浮顶下沉或罐顶部分被液体覆盖情况下所暴露出来的液体进行保护。泡沫发生室或其它少量施加泡沫的方法可以作为防止静电引燃的安全措施。措施参见NFPA11的附录A-3。

  关于防火设计和作业规程方面的更多的信息参见附录D。

  在常压储罐设施设计过程中应对灭火问题进行考虑(见第4章)。

  3.3 溢流的抑制和控制

  地面火灾是所有储罐火灾中的主要原因之一,同时也是储罐之间火灾蔓延的主要途径。API Std 2610对防火堤、护道和污水清理系统的布置给出了总体的指导。在下面列出可以降低由于地面火灾而导致储罐被引燃及火灾蔓延可能性的其它措施。

  3.3.1 围控布置

  在新的罐区,按照NFPA 30布置的远程围控措施,对于降低溢流火灾对其它储罐的影响是非常有效的。因为它可以将从储罐中溢流出来的液体导向远处的某一地点。储罐周围单独的围控可以防止火灾扩散到其它的储罐。对于现有罐区中的储罐,应根据NFPA 30中有关防火堤建造和布置指南修建防火堤。

  3.3.2 防火堤排放

  防火堤的排放系统的大小和布置应能将来自灭火作业的水迅速排放到一个安全的地点。防火堤排放阀应布置在罐区之外,并且保持关闭(排水时除外)。排放的方式应引导燃烧的液体远离暴露地点,如管道栈桥和建筑物,并且不允许通过邻近的防火堤区域进行排放。

  3.3.3 防火堤地面坡度

  防火堤地面应有一定的坡度,以使得溢流液体可以迅速地从储罐附近流开。另外,可以通过在管线和管线附件的下面建造较矮的隔离沟,以避免火焰直接冲击和防止管线下面形成燃烧液体池,降低地面火灾损坏进出储罐管线的可能性。

  3.3.4 泵和其它的设备

  具有潜在的高泄漏可能性的设备,如泵、过滤器和管汇应布置在储罐防火堤之外,以便将防火堤区域内的泄漏潜力降低到最小程度。

  3.3.5 检修和检验

  应定期检查防火堤地面、隔离沟、防火堤壁、围控槽和防火堤排放系统,以确保地面沉降、风和水的侵蚀、变更及车辆和人员的交通没有造成设计的排放方式和围控能力的改变。

  3.4 沸溢的预防措施

  虽然沸溢极少发生,但是却受到特别的关注,因为它们会造成火灾迅速扩散且影响范围大,接近燃烧储罐的人员是极端危险的。有关沸溢的进一步的详细内容,参见附录C。

  4 火灾的探测和火灾的灭火

  4.1 探测

  在报告的灭火工作取得成功的72例中,只有1例是有火灾探测系统并被激发。据报告即使没有使用火灾探测系统,储罐火灾也没有迅速扩展。

  4.2 火灾灭火

  4.2.1 概述

  SY/T6306中讨论的许多做法和程序在密封火灾的灭火过程中,已经被证明是非常有效的。因为扑灭大型储罐火灾需要大量的物资,并且这些资源使用的频率非常低,许多企业正在寻求便携式装备和互助的方式来提供充分迅速的反应。

  4.2.2 固定的和半固定的泡沫火灾灭火系统

  设计和安装泡沫灭火系统的主要参考资料见NFPA11。

  4.2.3 密封火灾

  根据NFPA 11设计的泡沫火灾灭火系统,在密封火灾的灭火中是有效的。这些系统可以使用最少的人力和工作量。对于内浮顶储罐的封闭区域内(出口是有限的)的火灾控制和灭火,这些系统尤为有用。如果罐顶下沉并且没有扑灭最初的密封火灾,可能会导致整个表面火灾。

  根据NFPA 11正确设计和安装的泡沫屏障是密封火灾控制中的一个主要因素。泡沫屏障的不足可能会导致作用于密封火灾的泡沫不充分。在一些情况下,火灾控制所用的水和泡沫会将浮顶淹没并使浮顶下沉,从而使火灾蔓延到整个表面区域。当二次密封或天气防护罩发生了变化时,可能需要对泡沫屏障进行调整,以确保泡沫屏障的高度高于密封或防护罩的高度。

  4.2.4 整个表面火灾

  限制泡沫灭火系统在大型地面储罐上应用的主要原因是泡沫覆盖层扩散到整个燃烧油料表面上的有限的能力。NFPA、石油公司和供货商的试验以及实际的火灾经历都表明:泡沫覆盖层在燃烧的液体表面从其作用点能够扩散的最大距离为30m(100ft)。

  基于这样的限制,用传统的壳装式泡沫室进行灭火的最大整个表面火灾估计为60m(200ft)。目前,对于保护大于60m(200ft)储罐可以有三种选择:液下注射、半液下注射以及投射泡沫灭火。

  4.2.4.1 液下注射

  液下注射的方法将会把连续的泡沫覆盖层分布到整个燃烧的液体表面。假如各泡沫的注射点进行了战略性的布置从而保证了泡沫的行进距离在30m(100ft)的范围以内。采用此种方法输送泡沫最适用于锥顶储罐,因为在那里障碍物与泡沫覆盖层的扩散不会相互干扰。有关使用液下方法灭火的储罐,对储罐大小惟一的限制是保证按要求的使用量供应泡沫。

  严格限制利用生产管线对大型地面储罐进行液下注射,除非沿储罐的周围有数量特别多的喷嘴,并且管线进口的布置对于液下泡沫的注射也是适当的(即,保持泡沫行进的距离在30m(100ft)的范围之内)。

  由于考虑到泡沫在燃烧的液体表面分布得不恰当,对于浮顶罐,NFPA 11并不推荐液下注射。

  4.2.4.2 半液下方法

  有一个泡沫设备供货商供应了一种半液下注射系统,它是在每一泡沫的出口利用漂浮的软管将泡沫直接输送到液体表面。当泡沫进系统时,这些系统的软管从罐壁底部的储存室中释放出来。这种半液下泡沫输送方式的优点是降低了泡沫的流动要求,并且可以通过注射,对那些对泡沫有破坏作用的液体中发生的火灾进行控制。

  4.2.4.3 投射泡沫灭火

  利用固定系统泡沫对直径等于或大于60m(200ft)储罐进行灭火的推荐方法之一是采用投射泡沫灭火器。该泡沫输送系统采用了安装在罐壁上的喷嘴代替泡沫发生室将泡沫连续输送到储罐中心。基于对射流物范围及泡沫的行程的估计,该系统可用于90m(300ft)的储罐。投射灭火器可与传统的壳装式泡沫发生室结合使用,并且可用于任何类型的储罐。

  4.3 使用便携式和移动式装备手动灭火

  有关利用手动泡沫灭火以达到储罐火灾灭火的方案,主要的参考资料是NFPA 11。

  4.3.1 密封火灾

  对于外浮顶储罐和密封区域可以进入的内浮顶储罐,手动扑灭密封处火灾是非常有效的。下面的规程和设计方案的选择可能会对提高成功率有所帮助:

  a) 安装NFPA 11建议的泡沫屏障。泡沫屏障降低了进入外浮罐顶打开二次密封或天气防护罩的要求。

  b) 确保泡沫屏障高于天气防护罩或二次密封;如果防护罩或密封已经作为改装的一部分被安装到罐顶上,应注意确保现有泡沫屏障的有效性。

  c) 在天气防护罩或二次密封上安装热融嵌板,以便让泡沫施加到液体表面或一次密封上。

  d) 装设一根或多根泡沫立管直到外顶储罐的梯子平台或防风加强槽钢圈,以减少对软管和人力的要求,要求随手可得的带喷嘴的软管和消防灭火器,可以考虑将其安装在计量平台上。

  e) 在内浮顶储罐上,提供可以移动的或热融的边缘通风天气防护罩以接近密封。

  f) 沿着外浮顶储罐的防风加强槽钢安装扶手或其它防摔倒的装置,以防消防人员发生伤害。

  4.3.2 整个表面火灾

  造成整个表面火灾手动灭火成功率相对较低的最大因素是泡沫的流动受到限制。塌陷的固定顶或部分下沉的浮顶所形成的空间,阻碍了泡沫横过整个液体表面。造成这些失败的其它因素包括:

  a) 进行灭火尝试时,未能提供充足数量的泡沫灭火剂来进行不间断的灭火;

  b) 未能达到NFPA 11中推荐的为实现灭火所要求的泡沫流量。

  对于直径达到45m(150ft)以上时,成功的可能性会降低。主要是因为降低了对液体表面的接近。另外一个因素是提供充足泡沫灭火剂和充足水供应的能力。随着储罐直径的增加,泡沫横过燃烧的液体表面的有限的流动能力[大约为从接触点30m(100ft)]同样牵制了灭火工作。

  目前,许多单位正在对60m(200ft)直径和更大的储罐倡导使用一项不同于NFPA 11方法的超量泡沫输送技术。这种策略被称为大喷射器,即采用战略性的布置便携式或移动式的释放能力范围在9m3/min~54m3/min(2000gal/min~12000gal/min)的泡沫炮。便携式的泡沫炮是经过瞄准的,所以泡沫落在液体表面上的图案为椭圆形(覆盖区)。泡沫覆盖层的边缘距罐壁不应超过24m(80ft)。自燃烧表面的火焰和烟雾降低能见度的情况下,正确地对泡沫流动予以导向并形成一个合适的泡沫图案存在着很大困难。

  对泡沫输送的要求通常是根据燃营业税表面面积确定的,将它乘以泡沫的密度(相关的流量参见NFPA 11)。大喷射器策略对泡沫的超量使用不采用这种确定泡沫输送要求的方法。大喷射器策略的泡沫释放的要求是基于达到总体覆盖燃烧液体表面所需泡沫炮的数量和大小(流量)。流量是基于为在燃烧的液体上产生一个泡沫覆盖区的图案提供充足的泡沫,从覆盖层边缘计算使得泡沫横过液体表面最大行程不超过24m(80ft)。

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