CN110420413A - 一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统及灭火方法 - Google Patents

一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统及灭火方法 Download PDF

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陈涛
胡成
陈旸
包志明
傅学成
张宪忠
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Abstract

本发明涉及一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统及灭火方法，包括压缩气体泡沫产生装置、消防阀、消防干管、挠性消防管、消防支管以及若干压缩气体泡沫施放单元，发生火灾时，启动压缩气体泡沫产生装置，按照预设的流量产生高稳定性的压缩气体泡沫，并经消防干管、挠性消防管、消防支管输送至各压缩气体泡沫施放单元，通过各压缩气体泡沫施放单元的泡沫导流管将泡沫均匀精准施加至金属挡雨板与一次密封之间的密封圈区域内，直接覆盖到着火部位，效果是实现超快速灭火，灭火速度提高10倍～30倍，最大限度降低了火灾损失，泡沫稳定性好、可靠性高、抗复燃能力强，无需高风险的人员登顶灭火，极大提升了系统在火灾爆炸环境中的有效性和可靠性。

Description

一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统及灭火方法
技术领域
本发明涉及一种浮顶罐固定灭火系统，尤其是涉及一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统及灭火方法。
背景技术
大型浮顶罐因具有油品损耗低、环保、安全性能优良、节省占地等优点,已成为各国石油储备的主要设施。近些年，随着我国原油和成品油消耗量及储量的持续增加，大型浮顶罐体积越建越大，数量越来越多。目前，储存成品油的内浮顶罐最大达5×104 m3，直径为60 m，储存原油的外浮顶罐最大达15×104 m3，直径为100 m。我国目前已建成9个大型国家石油储备库，拥有10×104 m3以上大型浮顶罐520余座。
由于浮顶罐的浮顶和液面之间不存在油气空间，罐内不易积聚油气，在浮盘未破坏、倾覆或沉没情况下，浮顶罐火灾一般只发生在罐壁与浮盘之间的密封圈处，即密封圈火灾，因此密封圈火灾是浮顶罐发生概率最高的火灾。据统计，浮顶罐发生密封圈火灾的概率为1.6×10-3/（年·罐）。
目前，浮顶罐固定灭火系统主要采用罐壁式低倍泡沫系统，存在着泡沫喷射出口间距大、泡沫施加受挡雨板以及油位和火羽流影响大、灭火时间长、灭火效能不高、易受火灾爆炸影响而失效、可靠性差等问题，具体而言：
（1）现有罐壁式低倍泡沫施放装置位于油罐顶部，泡沫产生和施加受环境风速、火羽流、油位变化等因素影响大，尤其当油位较低、泡沫流量小时，罐壁式低倍泡沫施放装置到着火部位距离较远，泡沫行程大，易受环境风影响，并且必须穿透火羽流才能施加到着火油面。
（2）现有罐壁式低倍泡沫施放装置之间间距大，泡沫完全密封圈所需时间长，灭火速度慢。以10×104 m3浮顶罐为例，目前一般采用12只罐壁式低倍泡沫施放装置，则两只施放装置之间距离约为21m，通常需要喷射7～8min后低倍泡沫才能完全覆盖整个密封圈油面。
（3）浮顶罐的浮顶与罐壁之间设有一次密封和二次密封（即金属挡雨板），密封圈火灾主要发生在金属挡雨板与油面之间的油气空间内，受金属挡雨板影响，罐壁式低倍泡沫施放装置很难将泡沫快速施加到着火部位，在有些火灾案例中甚至采用人员登顶方式，将挡雨板掀开才能完全灭火。
（4）现有浮顶罐低倍泡沫系统泡沫稳定性不高、堆积覆盖效果差、灭火效能不佳、抗复燃能力弱，很难快速将浮顶罐密封圈区域完全覆盖而扑灭火灾。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统及灭火方法，是一种基于多点精准施放模式的泡沫产生和施加的灭火系统，不受火场高温、烟尘、环境风速、火羽流、油位变化、挡雨板等因素影响，能够快速扑灭浮顶罐初期火灾，无需人员登顶，有效解决了浮顶罐火灾扑救技术难题。具体技术方案是，一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，包括压缩气体泡沫产生装置、消防阀、消防干管、挠性消防管、消防支管以及若干压缩气体泡沫施放单元，浮顶罐包括金属挡雨板、浮顶罐罐壁、一次密封、浮盘、油料，其特征在于：所述的挠性消防管一端密封穿透浮顶罐罐壁进入浮顶罐油料内通过消防干管至浮盘上端面中心，与若干均匀射线状摆放的消防支管连通，挠性消防管另一端依次通过消防干管、消防阀与压缩气体泡沫产生装置连通，所述压缩气体泡沫施放单元，包括两只泡沫施放管、泡沫导流管、三通连接件，两只泡沫施放管通过三通连接件对称安装，并与射线状消防支管连通，每只泡沫施放管侧壁均匀固定若干泡沫导流管，压缩气体泡沫施放单元设在浮顶罐的浮盘上面，通过支架固定，压缩气体泡沫施放单元的泡沫施放管靠近泡沫堰板，压缩气体泡沫施放单元的泡沫导流管从浮顶罐的金属挡雨板上方插入到金属挡雨板与一次密封之间的空间内，将泡沫直接注入到着火部位。
所述的压缩气体泡沫产生装置1是固定式压缩气体泡沫产生装置或者移动式压缩气体泡沫灭火装备。
所述压缩气体泡沫施放单元全部采用耐高温金属材料制作，设计压力不低于0.2MPa。
所述泡沫施放管内径为40mm～150mm，长度为3m～20m。
所述泡沫导流管内径为6mm～30mm，长度为0.2m～3m，同一只泡沫施放管上的泡沫导流管之间间距为0.5m～15m。
灭火方法，发生密封圈火灾时，火灾报警控制器发出报警信号并启动压缩气体泡沫产生装置，压缩气体泡沫产生装置按照预设的流量产生高稳定性的压缩气体泡沫，并经消防干管、挠性消防管、消防支管输送至各压缩气体泡沫施放单元，通过各压缩气体泡沫施放单元的泡沫导流管将泡沫均匀精准施加至金属挡雨板与一次密封之间的密封圈区域内，直接覆盖到着火部位，实现超快速灭火，最大限度降低了火灾损失。
本发明的有益效果是：泡沫施加精准，不受火场高温、烟尘、环境风速、火羽流、油位变化、挡雨板等因素影响，泡沫性能好、灭火效能高、抗复燃能力强、系统可靠性高，灭火速度提高10倍～30倍，无需高风险的人员登顶灭火，为石化行业提供了实用高效的手段，具有良好的推广应用价值和潜力。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明平面结构布置图；
图3是本发明压缩气体泡沫施放单元结构示意图；
图4是本发明压缩气体泡沫施放单元剖面图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。
如图1～图4所示，一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，包括压缩气体泡沫产生装置1、消防阀2、消防干管3、挠性消防管 4、消防支管5以及若干压缩气体泡沫施放单元，浮顶罐包括金属挡雨板11、浮顶罐罐壁12、一次密封13、浮盘14、油料15，挠性消防管4一端密封穿透浮顶罐罐壁12进入浮顶罐油料15内通过消防干管3至浮盘14上端面中心，与若干均匀射线状摆放的消防支管5连通，挠性消防管4另一端依次通过消防干管3、消防阀2与压缩气体泡沫产生装置1连通，压缩气体泡沫施放单元，包括两只泡沫施放管6、泡沫导流管7、三通连接件8，两只泡沫施放管6通过三通连接件8对称安装，并与射线状消防支管5连通，每只泡沫施放管6侧壁均匀固定若干泡沫导流管7，压缩气体泡沫施放单元设在浮顶罐的浮盘14上面，通过支架9固定，压缩气体泡沫施放单元的泡沫施放管6靠近泡沫堰板10，压缩气体泡沫施放单元的泡沫导流管7从浮顶罐的金属挡雨板11上方插入到金属挡雨板与一次密封之间的空间内，将泡沫直接注入到着火部位。
压缩气体泡沫产生装置1是固定式压缩气体泡沫产生装置或者是移动式压缩气体泡沫灭火装备。
压缩气体泡沫施放单元全部采用耐高温金属材料制作，设计压力不低于0.2MPa。
泡沫施放管6内径为80mm，长度为10m，泡沫导流管（7）内径为20mm，长度为1.2m，同一只泡沫施放管（6）上的泡沫导流管（7）之间间距d为1m。
灭火方法，发生密封圈火灾时，火灾报警控制器发出报警信号并启动压缩气体泡沫产生装置1，压缩气体泡沫产生装置1按照预设的流量产生高稳定性的压缩气体泡沫，并经消防干管3、挠性消防管4、消防支管5输送至各压缩气体泡沫施放单元，通过各压缩气体泡沫施放单元的泡沫导流管7将泡沫均匀精准施加至金属挡雨板11与一次密封之间的密封圈区域内，直接覆盖到着火部位，实现超快速灭火，最大限度降低了火灾损失。
日常，压缩气体泡沫产生装置1处于待机状态，压缩气体泡沫施放单元以及消防干管3、挠性消防管4、消防支管5内为常压。
本发明有益效果是，
1、本发明基于正压泡沫产生方式，泡沫产生远离火场，不受火场高温、烟尘、爆炸等因素影响，泡沫稳定性好、灭火效能高、抗复燃能力强。
2、本发明直接从浮顶罐浮盘上通过导流管将泡沫精准施加到金属挡雨板下方的着火部位，泡沫施加不会随着油位高低变化而变化，并且有效解决了环境风、火羽流、金属挡雨板对于泡沫施加的影响，故此所需泡沫用量少，控灭火速度快，灭火效能高，无需高风险的人员登顶灭火。
3、本发明基于多点精准施放模式，将泡沫喷射出口间距从现有罐壁式泡沫施放装置的21m降低至1m以内，从而显著提高了泡沫喷洒均匀性，极大缩短了泡沫流动覆盖时间，灭火速度提升了10倍～30倍，实现了超快速灭火，最大限度降低了火灾损失。
4、本发明位于浮顶罐浮盘上的泡沫施放装置只需要按预定模式喷射泡沫，而不需承担发泡功能，并且通过整体耐高温设计与制作，从而极大提升了系统在火灾爆炸环境中的有效性和可靠性，实现了高稳定性泡沫的长时间持续供给，即便浮顶罐发生爆炸或者浮盘倾覆、沉没等情况也能继续喷射泡沫。
5、本发明可靠性高、灭火速度快、抗复燃能力强、受火灾爆炸及环境条件影响小，解决了大型浮顶罐初期火灾扑救技术难题，避免了高风险的人员登顶灭火，为石化行业提供了实用高效的手段，具有良好的推广应用价值和潜力。

Claims (6)

1. 一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，包括压缩气体泡沫产生装置（1）、消防阀（2）、消防干管（3）、挠性消防管 （4）、消防支管（5）以及若干压缩气体泡沫施放单元，浮顶罐包括金属挡雨板（11）、浮顶罐罐壁（12）、一次密封（13）、浮盘（14）、油料（15），其特征在于：所述的挠性消防管（4）一端密封穿透浮顶罐罐壁（12）进入浮顶罐油料（15）内通过消防干管（3）至浮盘（14）上端面中心，与若干均匀射线状摆放的消防支管（5）连通，挠性消防管（4）另一端依次通过消防干管（3）、消防阀（2）与压缩气体泡沫产生装置（1）连通，所述压缩气体泡沫施放单元，包括两只泡沫施放管（6）、泡沫导流管（7）、三通连接件（8），两只泡沫施放管（6）通过三通连接件（8）对称安装，并与射线状消防支管（5）连通，每只泡沫施放管（6）侧壁均匀固定若干泡沫导流管（7），压缩气体泡沫施放单元设在浮顶罐的浮盘（14）上面，通过支架（9）固定，压缩气体泡沫施放单元的泡沫施放管（6）靠近泡沫堰板（10）位置，并从浮顶罐的金属挡雨板（11）上方插入到金属挡雨板与一次密封之间的空间内，将泡沫直接注入到着火部位。
2.如权利要求1所述的一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，其特征在于：所述的压缩气体泡沫产生装置（1）是固定式压缩气体泡沫产生装置或者是移动式压缩气体泡沫灭火装备。
3.如权利要求1所述的一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，其特征在于：所述的压缩气体泡沫施放单元全部采用耐高温金属材料制作，设计压力不低于0.2MPa。
4.如权利要求1所述的一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，其特征在于：所述泡沫施放管（6）内径为40mm～150mm，长度为3m～20m。
5.如权利要求1所述的一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统，其特征在于：所述泡沫导流管（7）内径为6mm～30mm，长度为0.2m～3m，同一只泡沫施放管上（6）的泡沫导流管（7）之间间距d为0.5m～15m。
6.采用权利要求1所述的一种浮顶罐浮盘式压缩气体泡沫灭火系统的灭火方法，其特征在于：灭火方法为，发生密封圈火灾时，火灾报警控制器发出报警信号并启动压缩气体泡沫产生装置（1），压缩气体泡沫产生装置（1）按照预设的流量产生高稳定性的压缩气体泡沫，并经消防干管（3）、挠性消防管（4）、消防支管（5）输送至各压缩气体泡沫施放单元，通过各压缩气体泡沫施放单元的泡沫导流管（7）将泡沫均匀精准施加至金属挡雨板（11）与一次密封之间的密封圈区域内，直接覆盖到着火部位，实现超快速灭火，最大限度降低了火灾损失。
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