CN104027922A - 大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种罐区消防装置，属于大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统。装置在罐区某一储罐发生火灾时，能够自动启动水幕喷淋系统，有效阻断热辐射并对罐体喷淋降温，起到防止事故罐升温失效和保护相邻储罐的目的。该系统由火灾感知子系统、消防水供给子系统、罐区喷淋管网子系统、水幕喷淋子系统、控制子系统组成。水幕喷淋子系统为“门”字形，距储罐一定距离。“门”字形水平供水管路的高度和罐体高度相当，管路上竖直向下和垂直管路指向罐体位置分别设有若干个水幕喷头和水雾喷头。储罐火灾水幕喷淋防护系统具有人工手动开启、自动开启和应急开启三种启动方式。

Description

大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统

技术领域

本发明属于大型罐区消防设施，是一种当罐组内储罐发生火灾、爆炸事故时，防止事故储罐罐壁升温失效、防止事故蔓延引发周边储罐事故多米诺效应的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统。

背景技术

大型罐区储罐发生火灾后，火灾扑救比较困难，容易引发事故多米诺效应，造成临近储罐的破坏，导致事故扩大化。因此，需要对事故储罐及事故储罐周边的储罐采取不间断的喷淋降温，目前，喷淋降温的方式主要依靠储罐上的固定喷淋装置结合现场消防队伍的消防水枪，水炮等方式进行降温，然而这两种方式存在以下缺点：一、储罐上的固定喷淋装置在储罐发生火灾或爆炸时容易被破坏，不能发挥相应的灭火、降温功能；二、现有罐区消防管网是按罐区固定消防装置的供水需求设计的，只能满足固定消防装置的供水需求，当消防队伍在消防管网上取水时，罐区固定消防炮和水喷淋系统的水压会严重下降，喷淋降温效果大大降低；三、储罐固定喷淋装置、消防枪、消防炮的耗水量大，事故尾水难以处理，容易引发环境污染；四、罐区空地较少，消防队伍不便展开，难以及时组织力量对储罐进行喷淋降温。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有储罐上的固定喷淋装置在发生火灾时易被油罐火烧坏；消防水枪、水炮则用水量太大，造成水资源浪费且事故尾水难以处理的问题，本发明提供一种大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，能有效克服目前罐区消防过程中面临的上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，包括

消防水供给子系统：包括依次串接的消防水池、消防水泵、稳压泵、控制阀、流量计、压力表和消防供水管网，其中，所述消防供水管网的消防水从消防水池引出，所述稳压泵的运行通过所述压力表进行回路控制；

罐区喷淋管网子系统：包括若干呈“门”字形的罐区喷淋管网，每一罐组对应设置一所述的罐区喷淋管网，所述罐区喷淋管网的消防水从消防供水管网引出，每个所述罐区喷淋管网上分别安装有电磁阀；和

水幕喷淋子系统：设置在所述“门”字形的罐区喷淋管网的水平供水管路上，包括若干个竖直向下的水幕喷头和若干个垂直于罐区喷淋管网的水平供水管路并指向储罐的水雾喷头。

本发明的有益效果是，本发明的喷淋系统实行分区控制，发生火灾时，若喷淋管网被大火烧坏、烧毁或被炸飞的储罐碎片击破，该系统可以对出现故障的管路进行隔离控制，而不至于整个系统瘫痪崩溃，失去防护功能；该发明除了可以对事故罐组周边进行喷淋降温，还可以对被保护罐组周边进行水幕隔离，阻断热气浪或热辐射；该发明使用水幕喷头和水雾喷头灭火降温，与消防水枪、消防水炮相比，用水量减小，减少水资源的浪费；消防队伍从到达火灾现场至展开灭火行动通常需要一段时间，而该发明可以在第一时间启动灭火降温动作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统的结构示意图。

图2是本发明的喷头布置及效果图。

图3是本发明的控制子系统的控制流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明的一种大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，包括

a、消防水供给子系统：独立于罐区其他消防水供给系统，包括依次串接的消防水池12、消防水泵11、稳压泵10、控制阀9、流量计8、压力表7和消防供水管网16，其中，所述消防供水管网16的消防水从消防水池12引出，所述稳压泵10的运行通过所述压力表7进行回路控制，以达到消防供水管网稳压的目的；所述稳压泵10、消防水泵11的备用泵与工作泵选用同型号，以便互为备用；所述消防供水管网16围绕罐区形成封闭双回路，当工作水管出现故障，可以立刻切换，保证正常工作；

b、罐区喷淋管网子系统：包括若干呈“门”字形的罐区喷淋管网6，中间的罐组对应设置两个所述的罐区喷淋管网6，所述两个罐区喷淋管网6将该罐组与其他罐组隔离，边缘的罐组对应设置一个罐区喷淋管网6。当然还可以是每个罐组四周都对应设置有罐区喷淋管网6，罐区喷淋管网将所述罐组包围。本实施例中每个罐组内具有两个储罐1，罐区喷淋管网6的消防水从消防供水管网16引出；每个所述罐区喷淋管网6上分别安装有电磁阀，罐区喷淋管网6与储罐1的距离由所选用喷头的保护半径来确定，所述罐区喷淋管网6上按区段安装有若干电磁阀，能够实现分段式控制消防供水，实现事故工况下只启动事故罐周边的水幕喷淋模块，减少消防用水，并且能够将事故破坏的水幕喷淋模块隔离；

c、水幕喷淋子系统：设置在所述“门”字形的罐区喷淋管网6的水平供水管路6-1上，包括若干个竖直向下的水幕喷头14和若干个垂直于罐区喷淋管网6的水平供水管路6-1并指向储罐1的水雾喷头13；如图2所示，为罐区的俯视图，1-1为储罐1的罐顶，水幕喷淋子系统启动后，竖直向下的水幕喷头14喷出的水，能够形成垂落水幕18；垂直于水平供水管路6-1的水雾喷头13喷出的水洒落在罐壁，沿罐壁形成圆形水幕17，形成有效的双幕保护系统；所述水雾喷头13和水幕喷头14都均匀布置于所述罐区喷淋管网6的水平供水管路6-1上。

d、火灾感知子系统：监测罐区现场情况并上传监测信息，包括火灾探测器3，所述火灾探测器3靠近所述储罐设置，所述火灾探测器3将监测信号通过有线或无线方式传输到所述控制子系统；火灾探测器为温感、烟感、光感或者复合式等探测器；和

e、控制子系统：对火灾探测器3的监测信号进行处理并判定是否超出设定阈值，确认发生火灾或爆炸事故时，自动发出警报，并按启动所述水幕喷淋子系统。

储罐1一旦发生火灾，图中储罐1是浮顶罐，防火堤2围绕所述储罐1，用来盛装储罐1外溢物料并阻挡火势蔓延。斜拉线4和固定桩5用来加固“门”字型喷淋管网6，防止喷淋管网运行过程中由于储罐爆炸冲击波的作用导致晃动。

如图3所示，当火灾探测器3的监测信号被输入所述控制子系统后，监测信号超出所述控制子系统设定的阈值，即确认火灾事故的确发生，自动发出报警信息；并且所述控制子系统根据系统设置模式选择人工手动开启、自动开启和应急开启三种控制方式来启动所述水幕喷淋子系统。水幕系统控制子系统有人工手动开启、自动开启和应急开启三种控制方式。当现场有安全人员巡查时，发现险情可选用应急操作方式。按下应急开关，启动消防水泵，喷头喷水。若无安全人员在现场巡逻，控制系统发出警报时，控制室内操作人员可以选择手动开启，若无操作人员，系统有延时设定值，警报时长超过设定值，自动开启，如附图2所示。

水幕喷淋子系统启动后，消防水泵11将消防水从消防水池12泵入消防供水管网16，通过稳压泵10保持消防供水管网16的压力。水幕喷淋子系统上的水幕喷头14开启后，形成如图1所示的一定厚度的垂直落幕18，可以阻断临近火源的气浪和火灾热辐射；水雾喷头13开启后，部分水雾未接触罐壁已受热蒸发，带走部分热量。剩余水雾洒落到罐壁后，沿罐壁向下流动，形成曲面水幕17。与此同时，相邻罐组的喷淋系统也自动开启，开始降温。

其中，水雾喷头、水幕喷头的流量按以下方法计算：

1.水雾喷头、水幕喷头的流量都参考下式计算：

$q=K\sqrt{10P}$

式中q—水雾喷头/水幕喷头的流量(L/min)；

P—水雾喷头/水幕喷头的工作压力(MPa)；

K—水雾喷头/水幕喷头的流量系数。

2.由于理论计算和实际总存在差异，因此配水管流量必须适当增大。为此，规定轻、中危险系统的设计流量按下式计算：

Q＝(1.15～1.3)q

式中：Q—系统设计分流量

q—水雾喷头/水幕喷头的流量(L/min)；

3.水雾喷头、水幕喷头的计算数量参加下式计算：

$N=\frac{S\·W}{Q}$

式中N—保护对象的水雾喷头、水幕喷头的计算数量；

S—保护对象的保护面积(m²)；

W—保护对象的设计喷水强度(L/min·m²)。

本发明的消防供水管网实行分区控制，在灭火降温过程中，若该发明供水支管被事故罐油火烧毁或被爆炸的储罐碎片损坏，可对损坏管路进行隔离控制，不影响整个系统其他分区的继续工作。及时对事故储罐和周围罐组喷淋降温，有效避免损失的继续扩大和消防队伍展开灭火操作时带来的各种救援时机的延误，为应急救援赢得宝贵时间。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：包括

消防水供给子系统：包括依次串接的消防水池(12)、消防水泵(11)、稳压泵(10)、控制阀(9)、流量计(8)、压力表(7)和消防供水管网(16)，其中，所述消防供水管网(16)的消防水从消防水池(12)引出，所述稳压泵(10)的运行通过所述压力表(7)进行回路控制；

罐区喷淋管网子系统：包括若干呈“门”字形的罐区喷淋管网(6)，每一罐组对应设置所述的罐区喷淋管网(6)，所述罐区喷淋管网(6)的消防水从消防供水管网(16)引出，每个所述罐区喷淋管网(6)上分别安装有电磁阀；和

水幕喷淋子系统：设置在所述“门”字形的罐区喷淋管网(6)的水平供水管路(6-1)上，包括若干个竖直向下的水幕喷头(14)和若干个垂直于罐区喷淋管网(6)的水平供水管路(6-1)并指向储罐(1)的水雾喷头(13)。

2.如权利要求1所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：所述水雾喷头(13)和水幕喷头(14)都均匀布置于所述罐区喷淋管网(6)的水平供水管路(6-1)上。

3.如权利要求1所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：所述消防供水管网(16)围绕罐区形成并联的双回路。

4.如权利要求1所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：每一罐组四周均设置有所述的罐区喷淋管网(6)，所述罐区喷淋管网(6)将所述罐组包围。

5.如权利要求1所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：还包括

火灾感知子系统：监测罐区现场情况并上传监测信息，包括火灾探测器(3)，所述火灾探测器(3)靠近所述储罐设置，所述火灾探测器(3)将监测信号通过有线或无线方式传输到所述控制子系统；和

控制子系统：对火灾探测器(3)的监测信号进行处理并判定是否超出设定阈值，确认发生火灾或爆炸事故时，自动发出警报，并按启动所述水幕喷淋子系统。

6.如权利要求5所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：当火灾探测器(3)的监测信号被输入所述控制子系统后，监测信号超出所述控制子系统设定的阈值，即确认火灾事故的确发生，自动发出报警信息；并且所述控制子系统根据系统设置模式选择人工手动开启、自动开启和应急开启三种控制方式来启动所述水幕喷淋子系统。

7.如权利要求1所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：所述储罐(1)为浮顶罐，所述储罐(1)周围设有防火堤(2)。

8.如权利要求1所述的大型罐区储罐火灾水幕喷淋防护系统，其特征在于：所述“门”字形的罐区喷淋管网(6)两边的竖直供水管路(6-2)通过斜拉线(4)和固定桩(5)加固。