20000立方米储罐冷却系统设计.docx

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1、设计题目20000立方米汽油罐区冷却系统设计学 院浦江学院专 业安全工程姓 名钱松班 级浦安全1005学 号17指导教师钱剑安王华2014年1月4日目录第1章、设计内容及依据11.1、工程概况11.2、设计依据1第2章、油库的危险性及设计规范12.1、油库的危险性12.2、设计规范1第3章、基本参数及总用水量的计算23.1、储罐基本参数23.2、总用水量计算2第4章、喷头数量及选型24.1、喷头数量确定24.2、喷头选型2第5章、各节点处管径选取35.1、环管管径710的管径35.2、链接管的管径67的管径45.3、配水管管径16的管径4第6章、泵的扬程计算4第7章、泵的选型6第8章、小结6参

2、考文献7第1章、设计内容及依据1.1、工程概况本次设计针对汽油储罐区，储存介质为汽油，选用储罐为内浮顶罐，库区总容量为 20000 m3，共设4个储罐，单个储罐容量为5000m3，直径为20m，高19m，本设计采用消 防冷却水系统，以对着火罐和临近罐实施冷却。罐区的平面布置及管道布置见CAD图纸。1.2、设计依据1 GB 500742002，石油库设计规范。2 GB50016-2006，建筑设计防火规范。第2章、油库的危险性及设计规范2.1、油库的危险性油库存在的主要危险是火灾爆炸危险，控制油库火灾爆炸危险的主要途径是有效 地控制各种点火源，如：明火、静电火花等。只有加强库区治理和检查维护，防

3、止各 种点火源的进侵，才能保障库区安全运营。消防冷却水功能是一方面吸收辐射热， 并及时带走热量，以保护着火罐及临近罐壁；另一方面，利用喷头喷射水雾作为隔 热屏障。因此油库的消防冷却系统十分重要。2.2、设计规范油罐内储存的汽油属甲类低闪点易燃液体，其闪点- 50C，爆炸上限6.0%，爆炸 下限1.3%，其蒸汽与空气接触形成爆炸性混合物，高热极易燃烧爆炸。根据石油库 设计规范规定，应设置消防冷却水系统，以对着火罐和临近罐实施冷却；同时根据 石油化工企业设计防火规范规定：“甲类液体固定顶罐或压力储罐除有保温的原 油罐外，应设防日晒的固定冷却水喷淋系统或其他设施。”故对油罐实施水冷却保护 有两方面含

4、义：一指火灾发生时，对着火油罐和临近罐采取的应急降温措施，即消防 冷却；二指夏季高温对油罐实施的日常性防护冷却，即防日晒冷却。由于对着火油罐 和临近罐冷却用水量及设备要求更高，所以前者冷却系统调节水量后可兼作防日晒冷 却。第3章、基本参数及总用水量的计算3.1、储罐基本参数储罐参数：罐体为内浮顶罐，容积5000m3；罐体外径20m；罐高19m；据石油化工企业建筑设计防火规范查得：储罐与储罐之间的距离为8m,储罐与 防火堤之间距离为8.5m。3.2、总用水量计算据石油化工企业建筑设计防火规范8.5.5条规定：罐壁高于17m的储罐应设置固 定式消防冷却系统；着火罐为浮顶罐时，应对罐壁整体进行冷却，

5、供水强度不应小于 2.0L/minM ；临近罐需冷却时，冷却表面为罐壁表面积的1/2。据石油化工企业建筑设计 防火规范8.4.6条规定，其冷却时间为4h。一般罐区极少出现两罐同时起火现象，现取一罐起火，相邻罐需冷却为最大冷却时供 给情况：八3、Q = 2.0 X兀 dhx (1+)2n Q = 5966 L/min99.5 L/sv 水也=Q x t = 5966 x 60 x 4 a 1432m 3第4章、喷头数量及选型4.1喷头数量确定每个储罐的总喷头数根据2m 一个的规定：N =兀d /2 = 31 .4取整为32单个储罐每个配水管的喷头：n = N /4 = 84.2喷头选型由于水幕喷

6、头喷出的水能形成雾状层及膜状层的双层效果，其均匀性、隔离性、冷却 效果均很好，故设计采用型水幕喷头。水幕喷头工况直接决定水泵的选型，合理选择喷头， 优化喷头布置是油罐水冷却系统节能降耗的途径之一。着火时单罐须冷却水流量为Q1Q 1 = 2.0 x 兀 dh = 2386 .4 L/min故单个喷头流量为q = 2386 .4 : 32-74.6 L/min=1.25 L/s取水幕喷头SMTBD-10-120第5章、各节点处管径选取图5-1各节点示意图5.1环管管径（710的管径）已知 q = v x AQ = n d 2 v = 5966 L/min （最大用水量）4一般情况 v 2.5m/s

7、，故 d 225mm进行规格化DN250。故环管710管径取DN250的钢管。5.2链接管的管径（67的管径）Q = J_兀 d 2 v = 2386 .4 L/min （单罐最大用水量）v 2.5m/s,故 d 142mm 1 4进行规格化DN150。故链接管67的管径取DN150的钢管。5.3配水管管径（16的管径）配水管流量为环管的上，流量q=Qx! =596.6 L/min41 4q n d 2 v 596 .6 L/min4流速同样取2.5 m/s，d72mm,进行规格化DN100。故配水管16的管径取DN100 的钢管。第6章、泵的扬程计算H = h + 匕 + Z其中：H入口供水

8、压力，即扬程，mH2OZ h 局部及沿程损失之和，mH2OP0最不利点处泡沫产生装置或泡沫喷射装置的工作压力，MPaZ最不利点与消防水池的最低水位或系统水平供水引入管中心线之间的静压差，MPa局部及沿程损失之和，根据表6-1得到 h = 1.2 x 12.58 15.096 mH2OP0 0.1MPa=10 mH2O自动喷水灭火系统设计规范10.31条规定：最不利点喷头最小工作压力为0.1MPa。Z = pgh = 1000x10x19 0.19 MPa=19 mH2O所以 H =10 +15.096 +19 44.096 mH2O表6-1水头损失节点八、号管段号流量(L/s)管径(mm)D*

9、D流速(m/s)I(mH O/m)2L(m)水头损失(mHO)211-21.251000.010.1591549460.00048743520.0009748722-32.51000.010.3183098920.00191789420.00383578833-43.751000.010.4774648370.00427923220.00855846544-551000.010.6366197830.00865254810.00865254855-6101000.011.2732395660.03461019444.41.536692666-7401500.02252.2635370070.0

10、64571425.20.33577138677-8602500.06251.2223099840.0096922471521.47322158288-9802500.06251.6297466450.0172306621242.13660206199-101002500.06252.0371833060.026922909130.3499978171010-111002500.06252.0371833060.026922909249.66.71995809512.57426521第7章、泵的选型根据扬程及流量：Q=5966L/min=99.5 L/S ； H=44.096 mH2O0.4MP

11、a,可用 XBD-LS 立式 单级单吸固定消防专用泵，选型号为XBD5/100-200LS。表7-1泵的参数水泵型号口径(mm)流量(L/S)压力(MPa)转速(r/min)电机功率(kw)效率(%)必需蚀余量(M)重量KgXBD5/100-200LS2001000.5148075773.5498第8章、小结通过这一次的课程设计，我了解到了油库的安全很重要，而油库的主要危险是火灾爆 炸危险，所以油库的消防冷却系统很重要。它在火灾发生时，对着火油罐和临近罐采取的 应急降温措施，即消防冷却；同时在夏季高温对油罐实施的日常性防护冷却，即防日晒冷 却。这一次的课程设计让给我了解了消防冷却系统的设计原理

12、和步骤。参考文献1 GB 500742002, 石油库设计规范S.2 李荫中.石油化工企业防火灭火手册M.北京：中国石化出版社，2003.3 GB50160-92, 石油化工企业设计防火规范S.4 GB50016-2006，建筑设计防火规范S.5 郑学志.油罐灭火系统的设计与应用M.北京：中国石化出版社.6 王丰，郭继坤.油库安全技术M.北京：中国石化出版社，1997.7 李引擎等.建筑安全防火手册M.郑州：河南科学技术出版社，1998.8 陈金思.油罐水冷却设计计算探讨J.工业用水与废水，2002, (2)： 55-56.9 白世贞.石油储运与安全管理M.北京：化学工业出版社，2004.10 李虞庚.石油安全工程M.北京：石油工业出版社，1991.