4.3 外浮顶储罐
4.3.1 目前,大型外浮顶油罐普遍采用钢制单盘式或双盘式浮顶结构(见现行国家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB 50341),发生火灾通常表现为环形密封处的局部火灾。然而,这类储罐在运行过程中,也会出现因管理、操作不慎而导致的全液面敞口火灾,国内外都有浮顶下沉并伴随火灾发生,形成油罐的全液面敞口火灾的案例,目前单罐容积最大的当属Amoco石油公司英国南威尔士米尔福德港炼油厂一个直径77.7m(255英尺)(容积10万m3)的浮顶原油罐火灾,直径最大的为2001年美国路易斯安那州诺科市某炼油厂一座直径82.4m(277英尺)、高9.8m的外浮顶汽油储罐火灾。相关统计资料表明,外浮顶油罐发生全液面敞口火灾的概率较小,故规定按环形密封处的局部火灾设防。
4.3.2 对泡沫混合液供给强度的规定,主要依据国内的灭火试验。单个泡沫产生器的最大保护周长,参考了美国消防协会标准《低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火系统标准》NFPA 11的规定。延长泡沫混合液连续供给时间是为了给登顶灭火人员以充分时间,免遭雷击。
2006年8月7日,国内某油库一座15万m3外浮顶油罐密封处因雷击发生火灾,供给泡沫19min灭火,持续供给时间26min;另外,2007年国内发生的多起外浮顶油罐密封处火灾,均在供给泡沫10min内灭火。
4.3.3 目前,泡沫喷射口有设置在罐壁顶部和设置在浮顶上两种设置形式。经多年的应用检验,将泡沫产生器与泡沫喷射口安装于浮顶上的形式逐渐暴露出以下不足:第一是系统易遭破坏,本标准第3.6.1条条文说明已进行了阐述,当储罐密封圈处爆炸着火时,将对泡沫喷射口造成较大破坏;当浮盘发生沉盘时,该泡沫系统将失效;第二是泡沫软管维护困难,且较易损坏,据统计,我国目前采用的软管均系法国某企业和美国某企业的产品,前者有软管本身接头或与储罐连接处损坏的案例,后者不符合《泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-2010的规定,且也有多起损毁案例;第三是系统设计存在困难,如对大型储罐,储罐中央一般需要两根排水管,两根泡沫软管,若软管运动轨迹设计不当,极易相互影响。为此,本次修订删除了泡沫喷射口安装于浮顶上的系统形式,规定泡沫导流罩应设置在罐壁顶部(见图6),主要因其不存在上述缺陷,且简单、可靠、有效。
需要指出,目前大型油罐基本都安装了二次密封,且二次密封的高度在0.7m以上。这就需要泡沫堆积高度在0.9m以上,才能确保彻底灭火。因此,选择析液时间与抗烧时间较长的泡沫尤为重要。
本次修订,依据实际工程设计将泡沫堰板与罐壁的最小间距由0.6m调整为0.9m,在3×104m3及以上储罐,为了使泡沫落在泡沫堰板内充分覆盖密封,泡沫堰板与罐壁的间距会更大。
4.3.4 设置泡沫导流罩是行之有效的减少泡沫损失的措施。
4.3.5 外浮顶储罐环形密封区域的火灾,其辐射热很低,灭火人员能够靠近罐体;且泡沫产生器被破坏的可能性很小,故做此规定。
4.3.8 本条规定外浮顶储罐梯子平台上设置二分水器主要是为了方便登罐灭火。一方面,外浮顶储罐火灾初期多为局部密封处小火,灭火人员可站在梯子平台上或浮顶上用泡沫枪将其扑灭;另一方面,对于储存高含蜡原油的储罐,由于罐体保温不好或密封不好,罐壁上会凝固少量原油,当温度升高时,凝油熔化并可能流到罐顶,偶发火灾后,需要灭火人员站在梯子平台上用泡沫枪灭火。
住房和城乡建设部标准定额司《关于印发石油石化行业国家标准协调会会议纪要的通知》建标标函[2016]237号附件2中建议:“容量大于或等于50000m3的外浮顶储罐应在外壁设置两个盘梯,罐顶应设双平台,并增设一根泡沫竖管及一个二分水接口分水器。”按其建议,容量大于或等于50000m3的外浮顶储罐需要设置双梯子平台,每个平台上均要按本条规定设置分水器。