秦江江

1 工程概述

重油又称燃料油，主要是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油。在产油量丰富的地区，如沙特阿拉伯、阿联酋、伊拉克等中东国家，广泛使用重油作为燃料生产水泥。由于重油的比重＞0.91kg/dm3，粘度大，一般采用固定锥形顶储罐作为重油的储存装置。重油属于可燃液体，在日常储存过程中，采用泡沫灭火系统保护重油储罐。泡沫灭火系统是防止燃油储罐发生大面积燃烧的重要保证，对扑救重油储罐火灾具有决定性作用[1]。本文以伊拉克某6 000t/d熟料水泥生产线油罐区的消防设计为例，详细比较国内外固定顶储罐的泡沫灭火系统的设计差异。该项目厂区熟料生产线油罐区共有2座5 000m3的固定锥形顶重油罐，直径24m，高12m，防火堤尺寸为80m×35m，罐内储存闪点为65℃的重油。

2 泡沫灭火系统选择

2.1 美国消防协会标准规定

美国消防协会标准NFPA 11-2016《Standard of Low-,Medium-,and High-Expansion Foam》（以下简称“NFPA 11-2016”）第3.3.1.2条中规定[2]，闪点为65℃的重油属于IIIA类可燃液体。“NFPA 11-2016”第5.2.4.1条中规定，直径＞18m的固定顶储罐不得选用泡沫炮作为主要灭火设施，直径＞9m或高度＞6m的固定顶储罐不得选用泡沫枪作为主要灭火设施；“NFPA 11-2016”第5.2.5条中规定，用于保护储存易燃液体的立式固定顶（锥形）常压储罐的液上喷射系统的泡沫产生器应固定在储罐上，且泡沫产生器的数量与储罐直径有关；“NFPA 11-2016”第5.2.6条中规定，液下喷射系统可用于保护储存液态烃的立式固定顶常压储罐；“NFPA 11-2016”第5.2.7条中规定，半液下喷射系统可用于保护固定顶（锥形）储罐；“NFPA 11-2016”第5.9条中规定，配置泡沫枪作为油罐区扑救液体流散火灾的辅助灭火设施。

2.2 中国标准规定

GB 50074-2014《石油库设计规范》（以下简称“油库规”）第3.0.3条中规定[3]，闪点为65℃的重油的火灾危险性分类为丙A类，非水溶性可燃液体；“油库规”第12.1.3条第1款及第12.1.4条第1款中规定，容量＞1 000m3的其他甲B、乙、丙A类易燃、可燃液体地上固定顶储罐应采用低、中倍数固定式泡沫灭火系统保护。GB 50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》（以下简称“泡沫规”）第4.1.2条第1、4、5款中规定[4]，非水溶性甲、乙、丙类液体固定顶储罐，应选用液上喷射、液下喷射或半液下喷射系统；非水溶性液体外浮顶储罐、内浮顶储罐、直径＞18m的固定顶储罐及水溶性甲、乙、丙类液体立式储罐，不得选用泡沫炮作为主要灭火设施；高度＞7m或直径＞9m的固定顶储罐，不得选用泡沫枪作为主要灭火设施；“泡沫规”第4.1.4条中规定，设置固定式泡沫灭火系统的储罐区，应配置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪。

综上，该项目采用3%的水成膜泡沫液（AFFF）作为灭火剂的低倍数固定式泡沫灭火系统，重油罐设置液上喷射泡沫产生器，防火堤外设置泡沫枪作为辅助灭火设施。

3 设计差异分析

3.1 设计参数对比

根据“NFPA 11-2016”和“泡沫规”中的相关规定，进行低倍数固定式泡沫灭火系统设计参数的选取并对比，具体结果详见表1所示。

表1 低倍数固定式泡沫灭火系统设计参数对比

通过对比可知，“泡沫规”在泡沫混合液供给强度、辅助泡沫枪供给强度的取值均大于“NFPA 11-2016”，导致根据“泡沫规”计算出的单罐泡沫灭火系统所需的泡沫混合液用量大于“NFPA 11-2016”。

3.2 泡沫比例混合装置设计对比

“NFPA 11-2016”第3.3.24条、第3.3.26条、第3.3.29条及“泡沫规”第3.4.2条～第3.4.5条中规定，对于泡沫比例混合装置的分类和使用要求基本相同，均为平衡式比例混合装置、计量注入式比例混合装置、压力式比例混合装置、环泵式比例混合装置等[5-6]。根据“油库规”第12.3.2条中规定，泡沫混合装置宜采用平衡比例泡沫混合装置或压力比例泡沫混合装置等流程。压力比例泡沫混合装置操作简单，泵可以采用高位自灌启动，如泵发生故障不能运转时，也可靠外来消防车送入消防水，为泡沫混合装置提供水源，产生合格的泡沫混合液，这提高了泡沫系统消防的可靠性。

综上，该项目采用压力式比例泡沫混合装置，选用一台型号为PHY80/100M的泡沫比例混合装置，泡沫液流量范围为20～80L/s，混合比为3%，工作压强为0.6～1.2MPa，泡沫液储罐容积为10m3。

3.3 泡沫产生器设计对比

泡沫产生器作为储罐泡沫灭火的主要设施，其数量主要根据储罐直径设置。以单罐为例，泡沫产生器数量及流量要求见表2。

表2 泡沫产生器数量及流量

“NFPA 11-2016”第5.2.5.2.1条中规定，储罐直径＞60m，横截面积每增加465m2，应至少增加1个泡沫产生器。“泡沫规”第4.2.3条第1款中规定，35m＜储罐直径＜50m，横截面积每增加300m2，应至少增加1个泡沫产生器。

通过对比可知，两个标准在泡沫产生器数量设置上存在差异，且在储罐直径相同时，根据“泡沫规”设置的泡沫产生器的数量多于“NFPA 11-2016”，但两个标准都要求随着储罐直径的增大而相应增加泡沫产生器的数量。

3.4 泡沫枪设计对比

“NFPA 11-2016”第5.9.2.3条中规定，每支泡沫枪的泡沫混合液流量不应＜189L/min；“泡沫规”第4.1.4条中规定，每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量不应＜240L/min。“NFPA 11-2016”第5.9.2.2条、第5.9.2.4条及“泡沫规”第4.1.4条中规定，泡沫枪的数量及其泡沫混合液连续供给时间均根据储罐直径确定；本项目重油罐直径为24m，根据“NFPA 11-2016”及“泡沫规”中规定，重油罐区均应配置2支泡沫枪，泡沫混合液连续供给时间为20min。

通过对比可知，“NFPA 11-2016”规定的在重油罐区的辅助泡沫枪数量及泡沫混合液连续供给时间的取值与“泡沫规”相同，但其规定的单支泡沫枪的泡沫混合液流量的取值小于“泡沫规”。

4 结语

通过对“NFPA 11-2016”与“泡沫规”的比较可知，“NFPA 11-2016”规定的泡沫混合液供给强度、辅助泡沫枪供给强度的取值均小于“泡沫规”，但“NFPA 11-2016”规定的单罐泡沫混合液连续供给时间及泡沫枪泡沫混合液连续供给时间的取值与“泡沫规”相同；“NFPA 11-2016”与“泡沫规”在泡沫比例混合装置、泡沫产生器及泡沫枪的选型方面也因各自的要求不同而略有差异，但“NFPA 11-2016”对消防设备的要求严于“泡沫规”，对具体的消防设置方式规定的更加细致。

在进行国外水泥厂设计时，应仔细阅读业主的招标文件，注意招标文件中对消防设备的特殊要求，很多业主要求消防设备需要经过美国保险商实验室（Underwriters Laboratories Inc.）或美国工厂互保研究中心（Factory Mutual）的认证。设计人员在进行国外水泥厂油罐区设计时，需充分考虑项目的类型、规范的适用条件，并结合设计经验及施工要求等进行设计参数选择；同时在选择消防设备型号时，也要结合业主招标文件及国际通行标准中的具体要求综合考虑。