【正文】 數(shù)（℃）可按下式計算： （ 47） 式中 ――加熱器進口處的蒸汽速度，一般?。? ――蒸汽從加熱器進口至出口所經(jīng)過的管子長度。 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。 （ 49） 式中 、――系數(shù)，決定值的大小，可參考文獻 [5]中的表 47 查得； ――加熱器管子外徑， m； ――油品在定性溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，℃。 ――格拉曉夫準則，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，℃。在此取℃； ――定性溫度下流體的導(dǎo)熱系數(shù)，℃； ――定性溫度下流體的密度，； ――定性溫度下流體的體膨脹系數(shù)，℃；可由文獻 [5]表 48 查得； ――流體的平均溫度與放熱壁面溫度的差值，℃； ――決定性尺寸，；考慮管線內(nèi)部放熱時為內(nèi)徑，外部放熱時為外徑。 （ 410） 式中 ―― 15℃時的油品密度，； ――油品 的定性溫度，℃。 油品的定性溫度取油品平均溫度和加熱器管子外壁溫度的算術(shù)平均值。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。 根據(jù)文獻 [5]，加熱器采用無縫鋼管制作， ，附加熱阻取為 ℃。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℃。對于各準則的計算，定性溫度取為℃。 ℃ ℃ 根據(jù)文獻 [5]中表 47，取。 則 ℃ ℃ 加熱器面積 （ 411） 式中 ――單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量，； ――蒸汽經(jīng)加熱器至油品的總傳熱系數(shù)，℃； ――熱源進入加熱器時的溫度，℃；根據(jù)文獻 [5]，表壓為的蒸汽溫度為 143℃； ――加熱過程中油品的平均溫度，℃。 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。 蒸汽消耗量 （ 412） 式中 ――加熱器所用的蒸汽量，； ――單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量，； ――干飽和蒸汽的熱焓，； ――飽和冷凝水的熱焓，； 根據(jù)文獻 [5]，可選型內(nèi)燃回火鍋爐 3 臺，長，寬。 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?？諝馀菽兰夹g(shù)是目前用于撲滅油罐火災(zāi)最有效而且最普遍的方法，其設(shè)計的主要內(nèi)容是：根據(jù)油庫的總體布置，油罐的容量及其所儲存的油品種類等因素合理選擇滅火系統(tǒng)，制定消防系統(tǒng)流程；根據(jù)有關(guān)防火規(guī)范，計算泡沫液和消防用水的耗量和儲備量；通過水力計算，選擇并布置消防泵、消防管線以及配套作用的其它消防設(shè)備和器材。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。 石油庫消防設(shè)施應(yīng)遵循的部分規(guī)定 [2]如下： （ 1）泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)置，應(yīng)符合下列規(guī)定： ①地上固定頂油罐、內(nèi)浮頂油罐應(yīng)設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)或中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。 ②浮頂油罐宜設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)；當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）油罐的泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)施的設(shè)置方式，應(yīng)符合下列規(guī)定： ①單罐容量大于的油罐應(yīng)采用固定式泡沫滅火系統(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當企業(yè)有較強機動消防力量時，其附屬油庫的油罐可采用半固定 式或移動式泡沫滅火系統(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)。 ②單罐容量小于，且罐壁高度不小于的油罐，可設(shè)移動式消防冷卻水系統(tǒng)，或固定式水槍與移動式水槍相結(jié)合的消防冷卻水系統(tǒng)。 （ 4） 1～ 4 級石油庫應(yīng)設(shè)獨立消防給水系統(tǒng)。 （ 5）當石油庫采用高壓消防給水系統(tǒng)時，給水壓力不應(yīng)小于在達到設(shè)計消防水量時最不利的滅火所需要的壓力；當石油庫采用低壓消防給水系統(tǒng)時，應(yīng)保證每個消火栓出口處在達到設(shè)計消防水量時，給水壓力不應(yīng)小于。 （ 6）消 防給水系統(tǒng)應(yīng)保持充水狀態(tài)。嚴寒地區(qū)的消防給水管道，冬季可不充水。 （ 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)。 1～ 3 級石油庫油罐區(qū)的消防水環(huán)形管道的進水管道不應(yīng)少于 2條，每條管道應(yīng)能通過全部消防用水。 （ 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。油罐區(qū)的消防用水量，應(yīng)為撲救油罐火災(zāi)配置泡沫最大用水量與冷卻油罐最大用水量的總和。 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)。這些參數(shù)選取是否恰當，不僅關(guān)系到滅火的可靠性，還將直接影響到油庫的建設(shè)投資。 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。泡沫供給強度與油品的類型、發(fā)射泡沫的設(shè)備和消防隊的戰(zhàn)術(shù)水平有關(guān)。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。不；當采用軟密封時堰板的高度不應(yīng)小于。 浮頂油罐的泡沫 在消防設(shè)計中，為了適當?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)。因此首先要明確以哪一個油罐作為著火罐。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。如果油罐組中所有油罐都儲存著同樣閃點范圍的油品，則以截面積最大的油罐作為著火罐。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。 為了撲滅油罐火災(zāi)，單位時間內(nèi)所必須供給的泡沫體積稱為泡沫計算耗量，它可由公式求得，本設(shè)計中為。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。當采用機械密封時堰板的高度不應(yīng)小于同的泡沫產(chǎn)生器所采用的產(chǎn)生器數(shù)量，應(yīng)按每個泡沫產(chǎn)生器的保護周長計算確定。不同閃點的油品其泡沫供給強度也不同。浮頂油罐的泡沫供給強度應(yīng)考慮泡沫流散展開的可能，它的泡沫產(chǎn)生器的型號有關(guān)。本設(shè)計中取泡沫供給強度為 [5]。保護周長和泡沫或混合液供給強度，可參 考文獻 [5]中表 845。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。 泡沫液儲備量可利用公式、求得，結(jié)果為。 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。對于地上、半地下油罐區(qū)，當某一油罐發(fā)生火災(zāi)時，為了保護罐體、控制火災(zāi)蔓延、減少火焰熱輻射影響、保障相鄰油罐安全，不僅對著火罐需要進行冷卻，而且對距著火罐直徑范圍內(nèi)的相鄰地上、半地下油罐均應(yīng)冷卻。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。著火的浮頂油罐需冷卻，但因火勢僅在浮盤周邊，火勢較小，所以其相鄰油罐可不冷卻。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。因此，根據(jù)相應(yīng)公式，可求出消防用水耗量為。 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。根據(jù)文獻 [6]中表 106，可選用 2 個容量為的水池，長，寬，高，水深。 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。消防 水干管應(yīng)采用環(huán)形敷設(shè)，在環(huán)狀管網(wǎng)上應(yīng)用截斷閥門分成若干獨立段，以保證個別段損壞或檢修時，仍能保證撲救火災(zāi)和冷卻油罐用水。在干管的支線上應(yīng)設(shè)閥門。消防水管線的直徑，應(yīng)根據(jù)流量和水壓要求，由計算確定。 若水的經(jīng)濟流速取，則可求得管子內(nèi)徑為 [6]。根據(jù)文獻 [7]，取清水管線管徑為，則水的實際流速為。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。 清水泵主要是用來對著火油罐及其鄰近油罐提供冷卻水，其工作流量必須滿足水槍所需的出水量，揚程必須滿足任一水槍出口處所需的壓力。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?？蛇x 16 支泡沫槍。 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。消火栓的位置按其保護半徑確定，而消火栓的保護半徑不宜大于。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。 泡沫系統(tǒng)設(shè)計 泡沫系統(tǒng)的設(shè)計和布置首先應(yīng)進行泡沫比例混合器的選型，可選用 5 臺 PH64 型泡沫比例混合器并聯(lián)工作。泡沫液 罐的容量可按公式求得，結(jié)果為。泡沫干管一般都是圍繞著防火堤敷設(shè)成環(huán)形管網(wǎng)。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。浮頂罐上的空氣泡沫產(chǎn)生器，可兩個合用一根泡沫混合液管線。若泡沫干管敷設(shè)成環(huán)形管網(wǎng)時，應(yīng)在干管的適當位置設(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。泡沫管線的敷設(shè)方式一般采用直接埋地敷設(shè)，埋置深度應(yīng)在當?shù)氐谋鶅鼍€以下，以防凍結(jié)。管線的防空坡度一般為 2‰。 若泡沫的經(jīng)濟流速取，則 管子內(nèi)徑為 [8]。取泡沫管線管徑為，則泡沫的實際流速為 [7]。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。泡沫泵的設(shè)計流量應(yīng)按撲滅一次著火油罐火災(zāi)所必須的泡沫混合液流量和泡沫比例混合器動力水的回流損失流量計算，相關(guān)公式為，結(jié)果為。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]。 消防系統(tǒng)計算 空氣泡沫滅火系統(tǒng)的基本參數(shù) 泡沫供給強度 根據(jù)文獻 [5]中表 843，取泡沫供給強度。 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。 泡沫產(chǎn)生器 浮頂罐的泡沫產(chǎn)生器數(shù)量應(yīng)根據(jù)每個泡沫產(chǎn)生器的 保護周長計算確定。 （ 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]。 應(yīng)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。 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]。 （ 2）流散 液體火焰所需的混合液流量 （ 54） 式中 ――撲救流散液體火焰需用泡沫混合液流量，； ――泡沫槍數(shù)量，支；在此取 [5]； ――每支泡沫槍的混合液流量，；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。 消防用水耗量 （ 1）冷卻水供給 強度 根據(jù)文獻 [5]中的表 846，取冷卻水供給強度。 （ 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。 （ 3）冷卻水供給時間 浮頂罐的冷卻水供給時間應(yīng)為 [5]。 （ 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]； ―