储罐冷却系统设计.docx

第五章罐区冷却系统设计

油罐内储存的汽油属甲类低闪点易燃液体，其闪点﹣50℃，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。依据《石油库设计标准》规定，应设置消防冷却水系统，以对着火罐和接近罐实施冷却；同时依据《石油化工企业设计防火标准》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义：一指火灾发生时，对着火油罐和接近罐实行的应急降温措施，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。由于对着火油罐和接近罐冷却用水量及设备要求更高，所以前者冷却系统调整水量后可兼作防日晒冷却。

总用水量的计算

储罐参数：罐体为内浮顶罐，容积5000m3；罐体外径19m；罐高19m；

据《石油化工企业建筑设计防火标准》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，应对罐壁整体进展冷却，供水强度不应小于2.0L/min·㎡；接近罐需冷却时，冷却外表为罐壁外表积的1/2。8.4.6条规定，其冷却时间为4h。

一般罐区极少消灭两罐同时起火现象，现取一罐起火，一罐需冷却为最大冷却时供给情

况：

Q?2.0??dh?3

2

?Q?3400L/min

v ?Q?t?3400?60?4?816m3

水池

喷头选型及布置

喷头数量确定

1、水雾喷头的平面布置方式可为矩形或菱形。当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1．4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；当按菱形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1．7倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。

水雾锥底圆半径应按式5-1计算：

R＝B·tgθ/2(5-1)

式中：R-水雾锥底圆半径〔m〕；

B-水雾喷头的喷口与保护对象之间的距离〔m〕；θ-水雾喷头的雾化角〔°〕；

此次设计选用矩形布置，喷头雾化角θ取120°；B取1m。故喷头工作时单个喷头喷洒范围如以下图：

图5-1 喷头喷洒示意图

按式5-1计算：

R?1?tg60??1.73m

喷头之间距离应大于1.4R，故设计距离为1.4R=2.4m喷头环圈周长l?2?(D?1)?2???10.5?65.94m

2

?

? ?

每圈喷头个数n 27.4取整为28。

2.4

喷头圈数共4圈

图5-2喷头布置剖面图

总喷头数：4×28=112个

喷头选型

由于水幕喷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，故设计承受型水幕喷头。水幕喷头工况直接打算水泵的选型，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。

选型依据：1.已选用雾化角为120°的喷头。

2.着火时单罐须冷却水流量Q=816 L/min，故单个喷头流量为

816

q?

122

?6.18L/min

取水幕喷头SMTBD－10－120，其主要参数为特性系数如下：K=4.4±0.14 Q=10±0.2L/min

雾化角120°

由公式5-2：

q?k?10P(5-2)

其中：q——喷头流量〔L/min〕P——喷头工作压力〔MPa〕K——喷头流量系数

工作压力取0.5MPa，流量系数取2.2 ：q?4.410?0.5?13.9L/min

所以水幕喷头SMTBD－10－120满足设计要求

管径选取

环管管径

q?

≥98.1mm

图5-3水力计算示意图

1?d2?v=2266.6L/min〔单罐最大用水量〕 一般状况v≤5m/s，故d

4

进展规格化——DN100。故环管取DN100的钢管。

配水管管径

1 1

BC段配水管流量为环管的4

，流量q

BC

?2266.6×=566.65L/min

4

流速同样取5m/s，d=49.0mm。故BC段环管取DN50的钢管。

1 1

AB段配水管为环管的8

，流量q

AB

?2266.6×=283.3L/min，v=5m/s，计算得d=34.7mm。

8

故AB段环管取DN40的钢管。

泵及扬程

泵扬程应按公式5-3计算：

H??h?P

0

?Z (5-4)

其中：H——入口供水压力，即扬程，MPa

?h——局部及沿程损失之和，MPa

P0——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

水力计算时，对于长