液化烃球罐水喷雾冷却系统的设计与计算(强烈推荐)

中东液化石油气球罐水喷雾灭火系统设计梅欢;连广宇【摘要】国内石油天然气资源日趋枯竭,石油工程公司需要走出国门,开展更多的海外工程项目.采用美国消防设计规范,满足当地消防局要求,将同等类型大小的液化石油气储罐水喷雾灭火系统进行模块化的设计与施工,成为消防设计的当务之急.在中东某石油终端二期工程液化石油气球罐水喷雾灭火系统的设计过程中,在球罐的水雾喷头布置和喷头喷射强度与喷射时间上,国家标准与美国标准存在很大的差异,美国标准采用10.2 L/(min·m2)的喷射强度,但喷射时间只有1小时.中东项目二期工程消防水喷雾系统设计的完成为该地区同等大小液化石油气球罐水喷雾灭火系统设计提供了参考.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】3页(P47-49)【关键词】中东地区;液化石油气;球罐;水喷雾灭火系统;美国消防规范【作者】梅欢;连广宇【作者单位】中国石油工程建设有限公司北京设计分公司;中国石油工程建设有限公司北京设计分公司【正文语种】中文液化石油气为无色气体或黄棕色油状液体，有特殊臭味，主要由丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等组分混合构成，其中丙烷是液化石油气的主要组分。

常温常压下，其爆炸下限为2.25%，爆炸上限为9.65%，属易燃气体，与空气能够形成爆炸性混合物，遇热源或明火就会发生火灾爆炸[1-3]。

由于球形储罐耐受压力，且受力均匀，储存量大，因此石化行业普遍采用卧式圆罐或球形罐储存液化气[4]。

本项目采用球形罐，位于中东某产油国境内，当地气候条件恶劣，最高温度达55℃，最低温度-5℃。

项目二期工程液化石油气球罐区占地约2 700 m2，共包括3个3 760 m3球罐（直径19.3 m），球罐间距10.3 m。

根据美国NFPA 15—2007[5]和API 2030—2005[6]相关消防设计规范，以及当地消防局要求，对液化石油气球罐进行水喷雾灭火系统设计。

5000M 3球罐水雾喷淋装置设计计算书一、设计参数1. 球罐直径 球Φ=21.2 m2. 供水强度 W=9L/min ·m 23. 立管采用上下半球各两路供水4. 环管分为13层5. 管内流速不大于3 m/s二、根据球罐直径，计算球罐表面积 s=πΦ2=3.14×21.22=1411.2m 2 三、根据供水强度计算总的需水量Q =S ·W =1411.2×9=12701.2L/min四、计算立管直径依据流速不超过3m/s,立管采用上下半球各两路供水，故Q 立=4Q 立管的直径D=2π⨯V 立Q =26000014.345.22.12701⨯⨯⨯=0.164 m 取DN200 (其中V 为流速，取V=2.5 m/s<3 m/s)五、确定环管到罐壁的距离，计算每层环管直径和高度。

确定环管中心到罐壁的距离为800mm,环管中心到罐体中心的距离为221200+800=11400 mm 第一层和第十三层环管直径定为4000m ，其余11层均分剩余的圆弧Ø1=arcsin1140024000=10.1 º Ø =（180º-2 Ø1）÷12= (180º- 2×10.1º)÷12=13.3º 第一层和第十三层到球罐赤道的高度是： H 1=12/4000θtg =1.102000tg =11228mm 第二层和第十二层的环管的直径和到球罐赤道的高度是： Φ2=2×11400×cos5Ø=2×11400×cos5×13.3=9091mm H 2=11400×sin5Ø=11400×sin5×13.3=10454 mm 第三层和第十一层的环管的直径和到球罐赤道的高度是： Φ3=2×11400×cos4Ø=2×11400×cos4×13.3=13658mm H 3=11400×sin4Ø=11400×sin4×13.3=9128 mm 第四层和第十层的环管的直径和到球罐赤道的高度是： Φ4=2×11400×cos3Ø=2×11400×cos3×13.3=17491mm H 4=11400×sin3Ø=11400×sin3×13.3=7313mm第五层和第九层的环管的直径和到球罐赤道的高度是： Φ5=2×11400×cos2Ø=2×11400×cos2×13.3=20387mm H 5=11400×sin2Ø=11400×sin2×13.3=5104mm 第六层和第八层的环管的直径和到球罐赤道的高度是： Φ6=2×11400×cos Ø=2×11400×cos13.3=22188mm H 6=11400×sin Ø=11400×sin ×13.3=2623mm 第七层的环管的直径和到球罐赤道的高度是： Φ7=22800mm H 7=0mm六、确定每层环管的喷头流量和每层喷头的数量依据总的流量为12701.2L/min 和喷雾直径水平相交的原则，决定取流量为30L/min,喷射角为120o 的喷头，喷头的数量为302.12701=424个 将喷头分配到每层环管上第一层 12+4=16个 第二层 20个 第三层 28个 第四层 32个 第五层 44个 第六层 48个 第七层 52 个 第八层 48个 第九层 44个 第十层 32个 第十一层 28个 第十二层 20个 第十三层 12+4=16个 总计 428个七、确定每层环管的管径依据流速不大于3m/s, 取V=2.5m/s ，上下半球各两路供水，计算每层环管的管径。

液化烃球罐区灌水系统设计规定液化烃球罐紧迫迫断阀选型设计规定中国石化2011年 5 月 20 日1 /20目录液化烃球罐区灌水系统设计规定 (3)液化烃球罐紧迫迫断阀选型设计规定 (10)2 /20液化烃球罐区灌水系统设计规定1总则1.1 为了规范液化烃球罐区安全灌水系统的设计、运转管理，做好防备重要特大事故发生的挽救举措，特拟订本规定。

1.2 本规定合用于股份公司各分（子）公司、控股公司所属炼化公司液化烃球罐的灌水系统的设计和运转管理，参股公司参照本规定履行。

1.3 本规定提出了液化烃球罐灌水系统安全设计的原则和技术要求，液化烃球罐的安全灌水系统设计、运转管理除履行本规定外，还应切合国家和行业现行有关标准规范及中国石化公司公司有关技术和安全督查管理规定。

1.4 已有液化烃球罐的灌水系统设计能够联合实质状况，参照本规定履行。

2规范性引用文件以下文件关于本规范的应用是必不行少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本合用于本规范。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包含全部的改正单）合用于本规定。

GB 50160-2008石油化工公司设计防火规范SH/T3007-2007石油化工储运系统罐区设计规范3术语和定义3.1 液化烃在 15℃时，蒸气压大于的烃类液体，不包含液化天然气。

3.2 全压力式液化烃储罐以常温压力储存的液化烃储罐。

4合用范围全压力式液化烃储罐。

3 /205灌水系统的安全设计5.1 灌水系统的设计原则灌水设备的设计应以安全、快速有效、可操作性强为原则，在此前提下，尽可能减少灌水设备的一次性投入，节俭灌水设备的营运花费和设备的检维修花费。

5.2 灌水水源可采纳稳高压消防水系统作为事故状态下球罐的灌水水源。

在进行稳高压消防水系统管网的设计时需考虑球罐泄漏状态下 50~100吨/ 小时的用水需求。

5.3 灌水滴灌水滴地点当物料泵的参数知足表 1 和表 2 中对灌水水量的规定能够借用进行灌水时则需分以下两种状况 :关于需要进行灌水作业的液化烃球罐能够采纳直接灌水或借用工艺泵注水的方案。

液化烃球罐区安全注水系统设计规定(报批稿)110520液化烃球罐区注水系统设计规定液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定中国石化2011年5月20日目录液化烃球罐区注水系统设计规定 (3)液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定 (10)液化烃球罐区注水系统设计规定1 总则1.1为了规范液化烃球罐区安全注水系统的设计、运行管理，做好防范重大特大事故发生的补救措施，特制定本规定。

1.2本规定适用于股份公司各分（子）公司、控股公司所属炼化企业液化烃球罐的注水系统的设计和运行管理，参股公司参照本规定执行。

1.3本规定提出了液化烃球罐注水系统安全设计的原则和技术要求，液化烃球罐的安全注水系统设计、运行管理除执行本规定外，还应符合国家和行业现行有关标准规范及中国石化集团公司相关技术和安全监督管理规定。

1.4已有液化烃球罐的注水系统设计可以结合实际情况，参照本规定执行。

2 规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规定。

GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范SH/T3007-2007 石油化工储运系统罐区设计规范3 术语和定义3.1液化烃在15℃时，蒸气压大于0.1MPa的烃类液体，不包括液化天然气。

3.2全压力式液化烃储罐以常温压力存储的液化烃储罐。

4 适用范围全压力式液化烃储罐。

5 注水系统的安全设计5.1 注水系统的设计原则注水设施的设计应以安全、快速有效、可操作性强为原则，在此前提下，尽可能减少注水设备的一次性投入，节省注水设备的运营费用和设备的检维修费用。

5.2 注水水源可采用稳高压消防水系统作为事故状态下球罐的注水水源。

在进行稳高压消防水系统管网的设计时需考虑球罐泄漏状态下50~100吨/小时的用水需求。

5.3 注水点5.3.1 注水点位置5.3.1.1当物料泵的参数满足表1和表2中对注水水量的规定可以借用进行注水时则需分以下两种情况:对于需要进行注水作业的液化烃球罐可以采用直接注水或借用工艺泵注水的方案。

水喷雾灭火系统在液化烃储罐消防的应用shuimuzhou工程地点：相关资料：没有相关内容简介：我国引进的大型石油化工装置的液化烃储罐均设置了水喷雾灭火系统，设计规范多采用美国《NFPA-15》标准和日本《液化石油气设计防火设备规程》。

遵循引进吸收国产化的原则，执行《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-92)[1](1999年版)，在扬子石化公司炼油厂催化裂化装置的液化烃储罐消防设计中选用了水喷雾灭火系统，并获得上级消防部门的批准确认。

关键字：水喷雾,灭火系统,液化烃储罐,消防1水消防系统选择1.1喷淋冷却和消防喷淋分别设置系统催化裂化装置液化烃罐区共有2个1000m3容积的液化泾球罐。

球罐直径12.3m，外壁无保温设施。

液化烃类闪点小于28℃，火灾危险性属于甲A类。

其储罐多为球罐，罐内压力较高，一旦发生火灾则很难扑救，甚至发生爆炸，引发火灾蔓延，造成连锁性事故。

根据有关资料介绍，地上式钢制储罐发生火灾，5min内可使罐壁温度升至500℃，使钢板强度降低一半。

储罐发生火灾，为控制火势，降低火焰辐射强度，必须对储罐及时进行水喷淋冷却，使罐壁温升不超过100℃。

附着罐壁的水膜，没有充分受热完全气化，则罐壁不会形成过热，罐的耐压强度可以得到保证。

根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160—92)(1999年版)第7.9.2条规定，结合液化烃储罐冷却水设置方式，在罐区消防冷却水采用水喷雾固定冷却方式。

液化烃储罐要求储存温度小于40℃，夏季防日晒喷淋冷却的用水量供给强度为3L／(min·m2)。

设计只需考虑使冷却水沿着罐壁均匀地流下，淋湿罐壁，控制罐壁温升即可。

设计考虑将夏季防日晒喷淋冷却和水喷雾灭火分为2个系统。

夏季防日晒喷淋冷却系统在夏季高温时运行，而水喷雾灭火系统只有当发生火灾时才投入运行。

1.2水喷雾灭火系统的选择液化烃罐区设计采用水喷雾型式，是因为水喷雾能够较好地抑制火势。

LNG储罐消防冷却水设计摘要：天然气与煤炭、石油并称为目前世界一次能源的三大支柱，随着世界经济的发展，石油危机的冲击以及煤炭、石油所带来的环境污染问题日益严峻，天然气作为一种优质洁净的燃料，使得能源结构正在逐步发生变化。

关键词：LNG储罐；消防水量；设计引言液化天然气（Liquefied Nature Gas，以下称“LNG”）储罐是LNG接收站重要的核心设备，储罐的安全平稳运行是整个LNG接收站保持正常运转的关键。

国内已建成投产或在建的LNG接收站储罐大部分采用全容罐。

1LNG储罐LNG是液化天然气（Liquefied Natural Gas）的缩写，在我国多见的LNG储罐是单容罐和全容罐。

1.1 LNG单容罐的特点罐子能满足LNG低温贮存的要求，但罐体自身不能约束并贮存泄露的LNG，因而需要设置防火堤。

其优点是：在相同容量的情况下，单容罐建造周期相比全容罐短18个月左右，减少了工程造价和时间成本。

1.2 LNG全容罐的特点罐子由主容器和次容器构成，既能低温贮存LNG，又能约束并贮存泄露的LNG，不需要设防火堤，安全功能高，场区规划紧凑。

但建造周期需要三年左右，出资费用很高。

此外还有LNG薄膜罐，由于承包商少，现在在我国还没有业绩。

所以在我国LNG行业，LNG储罐主要是选择LNG单容罐和LNG全容罐二者之一。

2LNG储罐风险辨识LNG归属于甲A类火灾危险物质，燃烧和爆破最大为5%～15%。

当LNG出现泄漏时，初始蒸发出来的气体温度和液体温度几乎相同，其密度大于环境空气，沿低点构成1个流动层，并从环境中吸收热量，还能冷却周围的环境空气，如此刻遇到火源，将很容易引起池火灾。

当LNG的温度到达至约－80℃时，构成密度小于空气的云团并向上运动，在此过程中，若遇到火源则很很容易形成喷射火、闪火等火灾危险，且蒸气云的四周很很容易起火发生爆炸。

LNG全容储罐运行期间，当不一样密度的LNG原料储存在同一个储罐中时，假如不能均匀混合，将会发生翻滚，而储罐中LNG的翻滚是运行中的主要的危险之一。

液化烃球罐安全设计液化烃球罐是用于储存液化烃类物质的贮罐，其安全设计非常重要。

液化烃是指在常温下可以变为气态的烃类化学物质，常见的液化烃包括液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)等。

液化烃球罐的安全设计主要包括结构设计、防火设计、泄漏控制设计等方面。

液化烃球罐的结构设计应考虑到其承受的内外压力。

罐体应有足够的厚度和强度，以承受内部液化烃的压力和外部环境的压力。

罐体应采用高强度的钢材制造，并考虑到热胀冷缩的影响，合理设置补偿组件。

球罐的防火设计非常重要。

液化烃球罐应远离易燃物质和火源，并与周围建筑物保持一定的安全距离。

球罐表面应采用耐火材料进行保护，以提高其抗火性能。

球罐与其他设备之间应设置防火隔离装置，并建立灭火系统，如消防喷淋系统和泡沫喷雾系统，以防止火灾扩散。

液化烃球罐的泄漏控制设计也是安全设计的重要方面。

对于可能发生泄漏的部位，如法兰连接处、阀门、管道等，应采用密封性能好的设计和材料，如金属垫片、密封胶等，以减少泄漏的可能性。

球罐应设置泄漏检测装置和泄漏报警系统，及时发现泄漏情况并采取相应的措施。

罐体及周边区域应设置高效的排气系统，以避免气体积聚造成爆炸危险。

液化烃球罐的安全设计还要考虑其他方面的因素。

应设置安全防护设施，如栏杆、防护网等，以防止人员误入危险区域；罐体应定期进行检查和维护，确保其运行状态良好；应制定详细的应急预案，以迅速响应突发事件，并采取有效措施进行应对。

液化烃球罐的安全设计是确保其正常运行和人员安全的关键。

通过合理的结构设计、防火设计、泄漏控制设计等措施，可以减少事故发生的风险，确保球罐的安全运行。

加强对球罐的监测和维护，及时处理潜在的安全隐患，也是保证球罐安全的重要环节。

液化烃球罐区安全注水系统设计规定0520液化烃球罐区是石油、天然气等液化烃存储与运输的重要场所，对其安全性要求非常高。

安全注水系统是球罐区的一项重要设施，用于灭火、冷却、控制温度等，以确保球罐区的安全。

本文将介绍液化烃球罐区安全注水系统的设计规定。

首先，液化烃球罐区安全注水系统的设计应符合相关的国家标准和规范要求，例如《石油化工企业安全标准》、《特种设备安全监察条例》等。

这些标准和规范是保障液化烃球罐区安全的基础，设计人员需要熟悉并遵守。

其次，液化烃球罐区安全注水系统应具备可靠的供水能力。

球罐区通常需要大量的水源来满足灭火和冷却的需求，因此安全注水系统需要保证供水充足，并具备备用供水系统，以应对突发情况。

再次，液化烃球罐区安全注水系统需要具备完善的自动化控制功能。

这些功能包括水泵启停控制、水位监测和报警、管道冷却控制等。

自动化控制可以提高系统的运行效率，保证关键时刻的快速响应。

此外，液化烃球罐区安全注水系统的设计应考虑到施工和维护的便利性。

系统的各个部分应布置合理，方便安装和维修，同时应设有合适的防范措施，以确保系统不会被恶意破坏。

最后，液化烃球罐区安全注水系统的设计还需要考虑到环境保护的要求。

系统应具备处理废水的能力，避免废水对环境造成污染。

此外，系统的运行应符合环境保护的相关规定，例如降低噪声和振动等。

总之，液化烃球罐区安全注水系统的设计规定涉及供水能力、自动化控制、施工和维护便利性以及环境保护等方面。

设计人员需遵守相关的国家标准和规范要求，并充分考虑球罐区的特殊性，确保系统能够满足球罐区安全的需求。

循环冷却水系统计算1.确定散热量和冷却水需求：首先需要确定所需散热量和冷却水的需求量，这取决于被冷却设备或工艺的热量输出。

通常情况下，设备或工艺的额定功率和冷却系数可以用于计算散热量和冷却水需求。

2.计算冷却水流量：冷却水流量的计算取决于冷却水的体积流速和散热量。

通常情况下，冷却水流量可以按照以下公式计算：冷却水流量=散热量/(冷却水的比热容×冷却水的温度差)其中，冷却水的比热容可以通过已知的冷却水参数得到，而温度差则是冷却水进出口温度的差值。

3.计算冷却水温度差：冷却水温度差的计算取决于冷却水的进口温度和出口温度。

通常情况下，冷却水的进口温度可以根据环境温度和冷却塔的效率来确定，而出口温度则取决于被冷却设备或工艺的散热量和冷却水流量。

4.计算冷却水泵的功率和扬程：冷却水泵的功率和扬程的计算取决于冷却水的流量和管道的水头损失。

首先需要确定冷却水的流量，然后通过水头损失曲线和管道的水头损失系数，可以计算出所需的冷却水泵的功率和扬程。

5.设计冷却塔：冷却塔是循环冷却水系统中的重要组成部分，它通过将热量传递给周围的空气来散热。

冷却塔的设计取决于冷却水的温度差、流量和环境温度等因素。

通常情况下，可以根据冷却水温度差和流量来确定冷却塔的散热面积，并选择合适的冷却塔类型和尺寸。

6.计算冷却水系统的热效率：冷却水系统的热效率可以通过以下公式计算：热效率=散热量/(散热量+冷却水泵的功率)其中，散热量可以通过已知的冷却水温度差和流量来计算，而冷却水泵的功率可以通过已知的冷却水流量和水泵的功率系数来计算。

以上就是循环冷却水系统计算的一些基本方法和步骤。

在实际应用中，还需要考虑到系统中的各种热损失和热交换的影响，并进行进一步的调整和优化。

因此，综合考虑各种因素是确保设计符合实际需求的关键。