【正文】 （ 44） 式中 ――單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量，； ――油罐的總面積（，、分別為罐頂、罐壁、罐底的表面積），； ――油罐總傳 熱系數(shù)，℃； ――加熱過程中油品的平均溫度，℃；根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，取℃； ――油罐周圍介質(zhì)溫度，℃。 蒸汽在加熱器管子內(nèi)的運動速度較快，蒸汽本身粘度一般 很小，因此常處于紊流狀態(tài)（）。實際上，蒸汽在加熱器管子中不斷冷凝，加熱器中同時存在蒸汽和冷凝水，因此計算放熱系數(shù)時應(yīng)考慮相變的影響。 由以上兩式求得的值常在℃之間，數(shù)值較大，因 此項就很小，實際計算中甚至可以忽略不計，再考慮到與之間的差別并不大，的計算可簡化為： （ 48） 式中 ――從加熱器管子最外層至油品的外部放熱系數(shù)，℃； ――附加熱阻，℃；其值可由文獻 [5]中的表 46 查得。 ――格拉曉夫準(zhǔn)則，反映流體在自然對流時粘滯力與浮升力的關(guān) 系，即流體自然對流的強度； ――普朗特準(zhǔn)則，反映流體的物理性質(zhì)： 其中 ――重力加速度，； ――定性溫度下流體的運動粘度，； ――定性溫度下流體的比熱容，℃。 （ 410） 式中 ―― 15℃時的油品密度，； ――油品 的定性溫度，℃。加熱器管子的外壁溫度可先假設(shè)，求出值后再校核原假設(shè)是否正確，也可近似地取加熱器管子外壁溫度等于蒸汽溫度。已知罐內(nèi)油品平均溫度為 32℃，假設(shè)加熱器管壁溫度為 110℃。 ℃ ℃ 根據(jù)文獻 [5]中表 47，取。 考慮到結(jié)垢、結(jié)污對傳熱效果的影響，增加左右的加熱面積作為富裕量，取實際加熱面積。 5 消防系統(tǒng)設(shè)計與計算 消防系統(tǒng)設(shè)計 消防系統(tǒng)的設(shè)計是油庫設(shè)計的重要組成部分。油庫消防設(shè)施的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)油庫等級、油罐形式、油品火災(zāi)危險性及與鄰近單位的 消防協(xié)作條件等因素綜合考慮確定。 ②浮頂油罐宜設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)；當(dāng)用中心軟管配置泡沫混合液的方式時，亦可設(shè)中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。 ②單罐容量小于或等于的油罐可采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)。 （ 3）油罐應(yīng)設(shè)消防冷卻水系統(tǒng)，其設(shè)置應(yīng)符合系列規(guī)定： ①單罐容量不小于或罐壁高度不小于的油罐，應(yīng)設(shè)固定式消防冷卻水系統(tǒng)。 （ 4） 1～ 4 級石油庫應(yīng)設(shè)獨立消防給水系統(tǒng)。 （ 6）消 防給水系統(tǒng)應(yīng)保持充水狀態(tài)。 （ 7） 1～ 3 級石油庫油罐區(qū)消防給水管道應(yīng)采用環(huán)狀敷設(shè)； 4～ 5 級石油庫油罐區(qū)的消防給水管道可采用枝狀敷設(shè)；山區(qū)石油庫的單罐容量小于或等于且油罐單排布置的油罐區(qū)，其消防給水管道可采用枝狀敷設(shè)。 （ 8）石油庫的消防用水量，應(yīng)按油罐區(qū)消防用水量計算確定。 基本參數(shù)的設(shè)定 確定泡沫液和消防水的耗量和儲備量是選擇消防設(shè)備和器材的前提條件，而這些參數(shù)的確定又取決于泡沫和冷卻水的供給強度、滅火計算時間以及防止回燃所必需的冷卻時間等參數(shù)。 為了在規(guī)定的時間內(nèi)（泡沫連續(xù)供給時間）有效地撲滅油罐火災(zāi)，單位時間內(nèi)單位燃燒面積上提供的泡沫體積稱為泡沫供給強度。輕質(zhì)油品揮發(fā)能力強，油品蒸汽的穿透能力強，需要有較大的泡沫供給強度；固定式泡沫滅火設(shè)備的泡沫的 使用率高，可采用較小的供給強度；移動式泡沫滅火設(shè)備的泡沫的使用率低，可采用較大的供給強度。 浮頂油罐的泡沫 在消防設(shè)計中，為了適當(dāng)?shù)卮_定泡沫液和水的儲備量以及它們的輸送設(shè)備，通常是以撲滅油罐組中的某一個油罐火災(zāi)作為依據(jù)。一般的做法是從最困難的條件出發(fā)，選擇泡沫需要量最大的那個油罐作為著火罐。如果不同容量的油罐所儲存的油品又各不相同時，則必須經(jīng)過比較才能判 斷應(yīng)以哪個油罐作為設(shè)計依據(jù)的著火罐。其中，浮頂罐的燃燒面積應(yīng)按罐壁與泡沫堰板之間的環(huán)形面積計算，泡沫堰板距罐壁的距離應(yīng)為，本設(shè)中取。不同閃點的油品其泡沫供給強度也不同。本設(shè)計中取泡沫供給強度為 [5]。本設(shè)計中選用 12 個型立式空氣泡沫產(chǎn)生器，每個油罐分別配置 3 個。 消防用水總耗量包括配置全部泡沫混合液用水量、冷卻著火罐和冷卻鄰近油罐最大用水量的總和。因為在火場上，著火油罐下風(fēng)向的相鄰油罐吸收熱量最大，其次是側(cè)風(fēng)向，下風(fēng)向最小，所以當(dāng)冷卻范圍內(nèi)的油 罐超過三座時，仍按其中較大的油罐計算。油罐單位周長上所需要的冷卻水量稱為冷卻水供給強度，本設(shè)計中取冷卻水供給強度為，浮頂罐的冷卻水供給時間為。 清水系統(tǒng)設(shè)計 消防水池容量主要取決于配制全部泡沫混合液用水量和冷卻油罐用水量，本設(shè)計為。 我國常用的消防管線包括鋼管和鑄鐵管兩種，埋地敷設(shè)的消防管線應(yīng)采用鑄鐵管。在干管的支線上應(yīng)設(shè)閥門。 若水的經(jīng)濟流速取，則可求得管子內(nèi)徑為 [6]。根據(jù)總平面布置圖及文獻 [2]中的相關(guān)規(guī)定，清水管線的總長度為。兩者都可按文獻 [5]中相關(guān)的公 式和規(guī)定求得，其中清水泵的工作流量為，揚程為。 消火栓是滅火供水設(shè)備之一，其數(shù)量可由水槍數(shù)量和備用消火栓數(shù)量確定，結(jié)果為 9 個。在初步布置了消火栓的位置后，應(yīng)該用消火栓的保護半徑檢驗其布置是否合理，以保證被冷卻油罐周圍任一點都能得到冷卻，也就是說保證消火栓與它負責(zé)冷卻的油罐之間的距離不大于消火栓的保護半徑。泡沫液 罐的容量可按公式求得，結(jié)果為。其一端與泵出口管相接，另一端與油罐頂上的固定空氣泡沫產(chǎn)生器的支管線相連，在連接的支管線上應(yīng)設(shè)截斷閥門，以便集中地向著火油罐供給泡沫。若泡沫干管敷設(shè)成環(huán)形管網(wǎng)時，應(yīng)在干管的適當(dāng)位置設(shè)置截斷閥門，以保證在某一段管線發(fā)生故障或檢修時，不妨礙泡沫混合液的供給。管線的防空坡度一般為 2‰。取泡沫管線管徑為，則泡沫的實際流速為 [7]。 泡沫泵的選擇需根據(jù)泡沫混合液的流量、揚程以及它與混合液管線的配合。泡沫泵的揚程應(yīng)滿足在克服了泡沫混合液管線的摩阻損失和標(biāo)高差后，在空氣泡沫產(chǎn)生器進口仍應(yīng)具有足夠的剩余壓力，以保證空氣泡沫產(chǎn)生器能在標(biāo)定壓力下工作，所以其剩余壓力最低不得小于，相關(guān)公式為，因此可 選用 3臺 12sh6A型清水泵并聯(lián)工作 [8]。 泡沫計算耗量 （ 51） 式中 ――泡沫計算耗量，； ――泡沫供給強度，； ――燃燒面積，；浮頂罐的燃燒面積應(yīng)按罐壁與泡沫堰板之間的環(huán)形面積計算，泡沫堰板距罐壁的距離應(yīng)為，本設(shè)中取。 （ 52） 式中 ――泡沫產(chǎn)生器數(shù)量，個； ――浮頂罐罐壁周長，； ――泡沫產(chǎn)生器的最大保護周長，；在此取 [5]。 泡沫液儲備量 （ 1）油罐所需的泡沫混合液流量 （ 53） 式中 ――撲救油罐火災(zāi)需用泡沫混合液流量，； ――泡沫產(chǎn)生器數(shù)量，個； ――每個泡沫產(chǎn)生器的混合液流量，；在此取 [5]。 （ 3）泡沫混合液總流量 （ 4）泡沫液儲備量 （ 55） 式中 ――泡沫液儲備量，； ――泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，； ――泡沫延續(xù)供給時間，；在此取 [5]； ――泡沫混合液總流量。 （ 2）冷卻范圍 著火浮頂罐因火勢僅在浮盤周邊，火勢較小，所以其相鄰油罐可不冷卻。 （ 4）配制全部泡沫混合液用水量 （ 56） 式中 ――配制全部泡沫混合液用水量，； ――泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，； ――泡沫延續(xù)供給時間，；在此取 [5]； ――泡沫混合液總流量。 （ 6）消防用水總耗量 清水系統(tǒng) 消防水池容量 消防水池容量主要取決于配制全部泡沫混合液用水量和冷卻油罐用水量。 消防水管線 水的經(jīng)濟流速取 [8]，則管內(nèi)徑： 取清水管線管徑為 [7]，則水的實際流速： 根據(jù)總平面布置圖及文獻 [2]中的相關(guān)規(guī)定，可知清水管線的總 長度為。 清水泵的實際流量應(yīng)為。 （ 510） 式中 ――射流總長度與充實水柱長度的比值系數(shù) ，； ――充實水柱長度，； ――與水槍噴嘴口徑有關(guān)的特性系數(shù)，在此取 [5]。一般取。 （ 512） 式中 ――消火栓出口壓力，； ――水槍嘴特性系數(shù)，在此取 [5]。鑄鐵管取； ――管內(nèi)徑。 ，流體處于混合摩擦區(qū)，由： （ 515） 式中 ――消防管路沿程摩阻，； ――水力摩阻系數(shù)； ――管路長度，； ――管內(nèi)徑，； ――水的流速，； ――重力加速度，取。 消火栓的數(shù)量 （ 517） 式中 ――消火栓數(shù)量，個； ――水槍數(shù)量，支； ――備用消火栓數(shù)量，個；在此取。 ，??； ，取。本設(shè)計中選用型泡沫比例混合器，其最大泡沫混合液流量為。 泡沫管線 泡沫的經(jīng)濟流速取，則泡沫管線內(nèi)徑為： 若取泡沫管線管徑為，則泡沫的實際流速： 根據(jù)總平面布置圖及文獻 [2]中的相關(guān)規(guī)定，可知泡沫管線的總長 度為。 泡沫泵的選用 （ 1）泡沫管路沿程摩阻 式中 ――管壁的相對粗糙度； ――罐壁的絕對粗糙度，；鑄鐵管??； ――管內(nèi)徑。 ，流體處于混合摩擦區(qū)，由： 知。 （ 2）泡沫泵的揚程 （ 521） 式中 ――泡沫泵揚程，； ――泡沫管路沿程摩阻，； ――空氣泡沫產(chǎn)生器入口與消防水池液面和標(biāo)高差，；本設(shè)計中： ――空氣泡沫產(chǎn)生器進口工作壓力，；在此取 [5]。因為其中有的水，所以一般取，為水的密度。 （ 523） 式中 ――流量修正系數(shù)，取； ――泡沫比例混合器噴嘴截面積，??； ――重力加速度，?。? ――泡沫泵揚程。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域，深入到教育、金融、服務(wù)、流通、管理等領(lǐng)域，甚至家庭也出現(xiàn)了各種自動化家用電器。它的廣泛應(yīng)用能提高工廠裝備的技術(shù)水平，節(jié)約能源、降低消耗、促進生產(chǎn)的柔性化和集成化，同時能提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品的競爭能力，還能改善勞動條件，控制環(huán)境污染，保證生產(chǎn)安全可靠。 油庫自 動化包括收發(fā)油作業(yè)的自動控制、油料的自動控制檢測和計量、油品的儲存安全以及業(yè)務(wù)管理自動化等內(nèi)容。目前，美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家對油品的儲運已普遍地實現(xiàn)了過程參數(shù)的自動檢測和作業(yè)流程的計算機控制與管理。早期的發(fā)油裝置包括體積流量計、過濾器、氣體分離器、閥門和油溫檢測等設(shè)備，根據(jù)管線油溫、密度、發(fā)油體積，由計算機自動算出發(fā)油重量，并通過計算機控制閥門的開啟與關(guān)閉，達到自由發(fā)油的目的。 1984 年，美國 Smith Meter公司率先推出了集散型微機控制發(fā)油系統(tǒng)―― ACCULOAD1 發(fā)油系統(tǒng)。集散式計算機控制系統(tǒng)通常由三類設(shè)備組成：第一類是直接與被監(jiān)控的過程相連接的設(shè)備，如現(xiàn)場測控計算機、智能控制單元及相應(yīng)的過程輸入輸出通道、接口；第二類是完成高級人機 對話與計算功能的設(shè)備，如中央計算機、操作臺（站）、屏幕顯示器、打印機等；第三類是提供通信手段的設(shè)備。中央計算機負責(zé)全局的綜合控制，管理調(diào)度，計劃及執(zhí)行情況報告等任務(wù)。早期的自動化儀表以壓縮空氣為動力與信號傳導(dǎo)媒介，如 QDZ 型氣動單元組合儀表， GGY01 型儲罐氣控稱重儀等油罐遙測 氣控系統(tǒng)和閥門氣控系統(tǒng)，隨后采用 DDZ 型電動單元組合儀表構(gòu)成油料自動化收發(fā)裝置?，F(xiàn)已投入批量生產(chǎn)的發(fā)油設(shè)備有 BC801 型智能流量測控系統(tǒng)等。但由于國內(nèi)生產(chǎn)工藝水平的限制等原因，這些產(chǎn)品與國外先進水平相比還有一定差距。 自動化控制的發(fā)展趨勢 （ 1）控制與信息管理有機結(jié)合，向綜合自動化發(fā)展。新型的集散式控制系統(tǒng)將過程控制 與信息管理結(jié)合起來，采用 4C 技術(shù)（計算機、控制、通信、 CRT）。 （ 2）向智能自動化系統(tǒng)發(fā)展。智能自動化將使自動化系統(tǒng)更具靈活性、完整性、經(jīng)濟性和安全性。 系統(tǒng)小型化是工業(yè)測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致了組合化設(shè)計方法的盛行，人們不再采用傳統(tǒng)的方法對某一對象單獨設(shè)計一種系統(tǒng)，而是采用組合化設(shè)計方法，即針對不同的應(yīng)用系統(tǒng)要求，選用成熟的現(xiàn)成硬件模板和軟件進行 組合，從而可大大縮短開發(fā)周期，降低設(shè)計費用。 自動化系統(tǒng)的主要類型 按照功能的不同自動化系統(tǒng)分為若干類型，下面選其中主要的 6 種類型進行介紹，在實際應(yīng)用中它們常常組合使用。顯示有兩種方式：一種是選擇式，即根據(jù)需要顯示某一參數(shù)；另一種是輪循式，即按規(guī)定的時間間隔自動輪流顯示各種參數(shù)。 （ 2）開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)主要用于由人工在值班室或中控室通過開關(guān)及調(diào)節(jié)器對閥門的開關(guān)及開度和電機的啟停及轉(zhuǎn)速進行操作控制，之所以稱為開環(huán)控制系統(tǒng)，主要是強調(diào)這種控制沒有自動形成信息的監(jiān)測、分析判斷、反饋控制的閉合環(huán)路。開環(huán)控制系統(tǒng)經(jīng)常和 自動化監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合起來使用，分析判斷工作由人工完成。這是一種閉環(huán)控制，整個過程是自動進行的。這也是一種閉環(huán)控制，是為保證產(chǎn)品質(zhì)量而大量使用的一種控制系統(tǒng)，它能保證生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)，如壓力、溫度、液位、流量保持在規(guī)定值附 近。當(dāng)系統(tǒng)處于危險狀況時，它發(fā)出警報提醒值班操作人員采取措施；當(dāng)系統(tǒng)即將發(fā)生