CECS 169-2004(条文说明) 烟雾灭火系统技术规程.pdf
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1、中国工程建设标准化协会标准烟雾灭火系统技术规程CECS 169 : 2004 条文说明目次1 总则. ( 2 5) 3 系统设计.( 31) 3. 1 般规定( 31) 3.2 罐外式系统设计(37)3.3 罐内式系统设计付的4 系统组件.( 4 2) 4. 1 一般规定“ 4.2 烟雾产生器(4 2) 4. 3 引燃装置( 4 3) 4.4 喷射装置 4.5 漂浮装置(4日4. 6 附件(45)5 系统安装. ( 4 7) 5. 1 一般规定 5.2 罐外式系统安装(49)5.3 罐内式系统安装(50)6 验收.,.( 51) 7 维护管理.( 5 3) 23 1总则1. 0. 1 烟雾灭火
2、系统是我国自主研究开发的一项主要用于贮存甲、乙、丙类液体的固定顶和内浮顶储罐的灭火技术,特别适用于缺水、缺电和交通不便地区的储库灭火。烟雾灭火系统由烟雾产生器、引燃装置、喷射装置等组成。当储罐爆炸起火,罐内温度达到110后,引燃装置的易熔合金感温元件熔化脱落,火焰点燃导火索,导火索传火至烟雾产生器内,继而引燃内部填装的烟雾灭火剂,烟雾灭火剂以等加速度进行燃烧反应,瞬间生成大量含有水蒸气、氮气和二氧化碳以及固体颗粒的灭火烟雾,在烟雾产生器内形成一定内压,经喷头高速喷人着火储罐,并在储罐内迅速形成均匀而浓厚的灭火烟雾层,以窒息、隔离和金属离子的化学抑制作用灭火。烟雾灭火技术系1959年提出,196
3、4年被国家科委批准纳入中间试验计划,1968年由公安部天津消防研究所完成了罐内式烟雾灭火装置的初步设计和烟雾灭火剂的配方及其加工工艺,并由天津市公安局组织进行了700m3柴油罐灭火表演试验。19721973年,在直径12m的固定顶储罐分别成功地进行了9次柴油和6次原油灭火试验。1973年11月,受公安部委托,天津市公安局组织并通过了“l000m3原油、柴油固定顶储罐烟雾灭火系统”技术鉴定。19751976年,在2000m3俨柴油固定顶储罐进行了12次成功的灭火试验,1976年11月通过了该项目技术鉴定。1980年,在1000m3航空煤油固定顶储罐进朽了8次成功的灭火试验,同同年11月通过了该项
4、目技术鉴定。1983年6月通过了“新型烟雾灭火剂和烟雾灭火系统”技术鉴定。19841985年,对乙醇、丁醇、200梓溶剂汽油、丙烯酸丁醋、甲苯、苯乙烯、醋酸乙烯等进行了 25 灭火试验,并于1985年11月通过了公安部组织的“醇、醋、酣类化工产品储罐烟雾自动灭火应用技术研究”技术鉴定。1990年5月,用ZWWlO型罐外式烟雾灭火系统成功地进行了700m3汽油内浮顶储罐灭火试验,同年8月,又用ZWW5型与ZWWlO型装置构成的组合系统成功地进行了700m3汽油固定顶储罐灭火试验,1993年7月通过了“700m3内浮顶汽油罐烟雾自动灭火技术研究”技术鉴定。1974年开始定点批量生产罐内式烟雾灭火系
5、统。早期的罐内式烟雾灭火系统是采用在油罐底板中心焊接滑道架定心,由于这种方式很难保证滑道在使用过程中与液面垂直,且安装时需要在储罐顶部开设较大的安装孔,于是,1981年后改成了环型浮漂,并由三翼定位支腿定心(图1)。图1罐内式烟雾灭火系统示意1一烟雾产生器,2一浮漂,3一脚轮4 三翼定位支腿,5呼吸阀,6一罐壁由于浮漂直径增大了许多,罐内式烟雾灭火系统靠浮漂就能达到平衡稳定,就不需要安装滑道架了。鉴于罐内式烟雾灭火系统在维护和换药时须清罐,而且不适合安装在油面升降波动大、罐内有障碍物的油罐,因此,80年代开发了罐外式烟雾灭火系统的 26 系列产品(图2)。13 5 图2罐外式烟雾灭火系统示意l
6、一储罐上沿,2一法兰短套管,3一弯管,4一导火索保护管,5一固定支架,6一活接头,7一导火索连接盒,8一保护箱,9一烟雾产生梯,10一平台,11一高度调节装置,12一幡罐底沿,13一导烟管,14喷头,15一支撑杆,16一拉籽,17-Y型保护管罐外式烟雾灭火系统的烟雾产生器固定安装在储罐外,并通过导烟管与罐内的喷头相连接。这种系统对罐内工艺装置无严格要求,对储罐液面波动无要求,现场安装、维护、更换药剂也方便,所以,目前多采用这种系统。罐外式系统早期采用电动启动方式,电源为干电池,探头为电接点温度计,点火部件为电点火管。由于这种启动方式存在误动的可能,并且当储罐内的可燃蒸气浓度在爆炸极限范围时,其
7、误动会引发储罐爆炸火灾,因此,在1989年后改为导火索式引燃装置,从而基本杜绝了系统的误动。自1968年烟雾灭火系统首先在天津地区试用至今,随着研究的不断深人,烟雾灭火技术已日臻成熟,烟雾灭火系统也基本形成系列。应用范围也从原油、重油、柴油储罐扩展到航空煤油、汽油和醇、醋、酣类水溶性液体储罐,遍及油田、石化、冶金、铁路、航空、火电、国防等领域的工矿企业。民庆、大庆、辽河、华北、克拉玛依、胜利、江汉等国内各大油田,天津、沈阳、北京、乌鲁木齐以及青藏铁路的各机务段油库,浙江、湖南、江西、广西、山东等省区的石油销售公司油库,天津钢丝厂、天津搪瓷厂、广州佛山陶瓷厂、江苏玻璃集团、沈阳石蜡化工厂等工矿企
8、业的小型储罐,以及火力发电厂的点火油罐和一些军用油料库等,由于设置泡沫系统有困难或经济上不合算,都设置了烟雾灭火系统。烟雾灭火系统感应灵敏,不用水、电,灭火迅速,且与泡沫灭火系统比较,可节省消防投资60%以上,同时,烟雾灭火系统自动启动灭火,不需配备专门的消防队伍,可节省大量日常维护管理费用,具有很大的经济效益和社会效益据不完全统计,至1997年已有用户口00多家,应用该灭火系统共3100多套。2000年,仅长庆油田就安装该灭火系统60多套。近30多年来,烟雾灭火系统在使用过程中,已知的成功扑灭液体储罐火灾案例有四起:1977年10月26日广东佛山市建国陶瓷厂l000m3原油储罐火灾,1981
9、年11月10日天津市搪瓷厂直径为lOm的原油储罐火灾,1991年9月to日天津市钢丝厂直径为6.5m原油储罐火灾和1992年8月28日江西万安糖厂直径为7. 8m乙醇储罐火灾。但在推广应用中也有失败的教训,例如1989年9月,在对山东省某食品进出口公司某2000m3乙醇储罐安装电启动罐外式烟雾灭火系统时,罐内有100余吨乙醇作业,再加上不懂技术的民工错误操作,致使启动电路闭合而使烟雾灭火系统误动,最终导致储罐爆炸着火。1987年10月中日联合石油灭火试验期间,用罐内式烟雾灭火系统对700m3011柴油固定顶储罐进行了5次灭火试验,由于未按试验要求操作致使当众的两次表演试验均未灭火。现行国家标准
10、石油库设计规范GB5007 4-2002与原油和天然气工程设计防火规范GB50183一93及行业标准铁路内燃机车机务设备设计规范TB10021-2000对烟雾灭火系统的设置条件进行了规定。本规程的内容与上述标准相衔接,对规范与引导烟雾灭火系统的设计、安装、验收、维护管理必将起到积极作用。1. 0. 2 目前,缺水少电的油田以及油库规模较小场所的甲、乙、丙类液体储罐设置烟雾灭火系统的较多。2001年,原油和天然气工程设计防火规范编制组曾先后对长庆、塔里木、大庆、胜利、辽河等油田的烟雾灭火系统使用情况进行过专项调研,长庆油田是调研的重点。长庆油田是特低渗透油田,地跨陕、甘、宁、蒙四省区,地处沟整纵
11、横、梁蹦交错的黄土高原和干旱的荒漠化农牧区;单井产量低、数量多、分布广,所属区域多为山地、坡地,地形破碎,站址选择比较困难;站场规模较小,布置分散,距离远,交通闭塞、油区道路大部分为黄土路,雨天无法通行;供电质量差,可靠性低;干旱时地表水干枯,暴雨时泥洪滚滚,破坏力极大,地表水利用很困难地下水埋藏很深,且水量较小,一般井深在SOOm左右、产水量100350m3/d,开发成本很高。为了使油田开发建设有效益,必须大力压缩地面建设投资。油田大部分站场生产、生活用水要用水罐车从很远的地方拉运。根据长庆油田设计院估算,长庆油田联合站的油罐区若建一套固定式消防冷却给水系统和固定式泡沫灭火系统,站内投资需3
12、60万元左右,站外深井水源和供水管线的投资约130万元左右,合计投资在490万元左右。建座二级消防站投资在450万元左右。然而多数厂站远离居民区,站内油罐数量少,容积小于l000m3,且只有事故时才储油。所以,长庆油田在输油管道和原油储运工程建设中,单罐容量1001000旷的各类站场,一般不设置泡沫灭火系统和消防冷却水系统,并尽量避免建消防站,而是设置烟雾灭火系统。又如,一些铁路机务段供应内燃机车燃料泊的油罐,其容量多在5002000m3。以往设置泡沫灭火系统时,必须考虑充足的消防水源、电力供应和消防队员,造成平时大量的人力、物力消耗,加大了工程投资和运营费用。20世纪70年代,天津消防研究所
13、与铁道部共同研制开发了“700m3柴油罐烟雾自动灭火装置”,经鉴定后,在铁路机务段油库中普遍安装使用。19761994年,每年都有35个机务段的油库中使用810台烟雾灭火系统。在一些工矿企业,由于其储罐规模小、数量少,设置烟雾灭火系统可节省大量基建投资、管理维护也很方便。同样,在很多石油公司、工厂企业和军用油料库也都安装了烟雾灭火系统。目前,烟雾灭火系统应用在轻柴油储罐上,最大容量到5000m3;应用在汽油、航空煤油储罐上,最大容量到lOOOm.l; 应用在乙醇储罐上,最大容量到800m3;应用在原油上,最大容量到3000m3。国家标准石油库设计规范、原油和天然气工程设计防火规范,以及行业标准
14、铁路内燃机车机务设备设计规范等,都规定了各自采用烟雾灭火系统的场所和储罐规模。本规程适用于按上述标准设置的烟雾灭火系统的设计、安装、验收和维护管理。1. 0. 3本规程是一本专用技术标准,在没有发布国家标准前,烟雾灭火系统的设计、安装、使用和维护管理可执行本规程。 30 3系统设计3.1 般规定3. 1.1 固定顶储罐内的液体表面是自由液面,罐内式系统就是针对固定顶储罐的这种结构特点研制的。罐外式系统的所有组件与液面的升降没有关系。因此,既可用于固定顶储罐,又可用于内浮顶储罐。储存温度过高会加速罐内式系统烟雾灭火剂的老化失效;储罐进出料流量大时,罐内液面升降速度也大,液面升降波动过大有可能导致
15、某些储罐的液位计量部件与罐内式系统的漂浮装置缠绕,使漂浮装置卡住。不过,目前对烟雾灭火剂的老化失效与环境温度的关系,以及液面升降波动多大为过大,还没有量化指标,本条只是引导性条文。内浮顶储罐的浮顶又称浮盘,其结构形式较多。现行国家标准石油库设计规范GB50074将其分类为钢制单盘、双盘、浅盘、铝或其它易熔材料制成的浮盘。现行行业标准石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH3046分类名称为单盘、隔舱式单盘、双盘、在浮筒上的金属顶等。前者的浅盘即后者所称的单盘,前者的单盘、双盘对应后者的隔舱式单盘、双盘。无论哪种浮盘都不允许施加外来荷载,并且也不利于罐内式系统的安装与维护。按前者的分类名称,旦
16、前工程中内浮顶储罐采用钢制浅盘和易熔浮盘的较多,储罐发生火灾时,沉盘、熔盘的可能性大。所以内浮顶储罐设置烟雾灭火系统时,应采用罐外式系统。3.1. 2 本条对各种油品、储罐的烟雾灭火剂设计用量的计算方法进行了规定。条文中式(3.1. 2)是根据多年大量烟雾灭火系统的试验研究 31 总结而得的经验公式。根据多年的大量试验研究,烟雾灭火系统类别、罐体结构形式及其储存液体的不同,储罐单位面积所需烟雾灭火剂用量也不同。通过在直径0.55m、1.Om、1.Sm、2.Om、2.6m、3.Om的小型试验罐上灭火强度和灭火规律的大量试验表明z储罐高液位时的灭火难度比中、低液位时大。条文中表3.1.2-1的数据
17、是根据储罐在高液位条件下的灭火试验数据确定的。再将历年来烟雾灭火系统的主要的应用试验和研究试验归纳如下z1 烟雾灭火系统应用灭火试验:在20多年对烟雾灭火系统的研究开发中,应用灭火试验已有100多次,试验数据见表1。襄1烟雾灭火系统灭火试验一览灭火剂用最试试验时间储罐类别试验汹品系统总量单位面灭火时间验(年)和容积类型积用量(s) 次(kg) kg/m 数。稀柴油33 35 20 34 700m3 罐内式1968 1990 0.46 高液位固定顶罐66辑汽油36 2 未灭火1000m3 1973 大港原油罐内式77 0.68 20 7 固定顶罐1000m3 。林号柴油罐内式55 0.49 20
18、 14 1972 1983 5次高液固定顶罐66特汽油罐内式55 0.49 7 位未灭火2000m3 罐内式1975 1976 。符号柴汹110 0.55 20 12 固定顶罐1000m3 1980 航空煤油罐内式110 0.97 20 8 固定顶罐l000m3 1982 1983 。号柴油罐内式55 0.49 15 5 固定顶罐 32 试验时间储罐类别试验油品系统(年)和容积类型100m3 乙醇、200替1984 1985 罐外式固定顶罐溶剂汽油100m3 35车用1986 1987 罐外式固定顶罐汽油700m3 85符车用1986 1990 罐外式内浮顶罐汽油700m3 85转车用罐外式1
19、990 组合系固定顶罐汽油统2 烟雾灭火系统研究试验z(1) 柴油储罐灭火试验z续褒1灭火剂用量试单位面灭火时间验总量积用量(s) 次(kg) kg/m2 数20 1. 00 IO 8 23 1. 17 IO 10 60 0.80 IO 13 75 1. 00 IO 5 l000m3和2000m3固定顶试验罐,0种柴油,罐内式系统研究试验数据见表2。亵21000旷和2000旷柴油罐灭火试验搬据序试验储罐液位罐顶灭火点火至喷烟至灭火后罐内号日期容积高低开口剂量喷烟时间灭火时间余烟溢出时间(ma) (%) (kg) (s) (s) (s) 1 1973. 7. 10 高15 55 36 13 48
20、0 2 1973. 7. 17 中22.5 55 115 11 480 3 1973. 7.20 1000 低30 55 65 11 420 4 1973.8. 15 中22.5 55 80 10 360 5 1973. 11. 5 高15 55 65 20 390 33 续褒2序试验储镶液位罐顶灭火点火至喷烟至灭火后罐内号日期容积高低开口剂量喷烟时间灭火时间余烟溢出时间(ma) (%) (kg) (s) (s) (s) 6 1975. 10. 31 低30 110 114 23 450 7 1975. 11. 1 低30 110 120 22 450 8 1975. 11. 8 低30 11
21、0 139 29 390 2000 9 1976. 6. 4 高15 110 50 9 420 10 1976. 6. 11 高15 110 106 14 390 11 1976. 6. 19 高15 110 105 8 360 (2) 原油罐灭火试验:1000m3固定顶试验罐,大港原油,罐内式系统研究试验数据见表3o褒31000旷原油罐灭火试验敏据序试验储罐液位罐顶灭火点火至喷烟至灭火后罐内号日期容积高低开口剂量喷烟时间灭火时间余烟时间(ma) (%) (kg) (s) (s) (s) 1 1973.8.29 低30 77 97 13 420 2 1973. 9. 1 中22.5 77 74
22、 15 510 3 1973.9. 7 高15 77 58 17 660 1000 4 1973. 9. 18 高15 77 108 18 570 5 1973.9.26 高15 77 5,5 6 330 6 1973. 11. 4 高15 77 82 10 270 (3) 乙醇罐灭火试验z100m3固定顶试验罐,罐顶开设6个对称开口,罐内设有一直径5m随水位升降的燃料浮盘,用ZWW-5型烟雾灭火系统充装20kg烟雾灭火剂,储罐单位面积烟雾灭火剂用量为1.02 (kg/ m勺。灭火试验数据见表4o 34 褒4100m3 Z酶试验罐灭火试验戴据序号燃料数量液位罐顶开口灭火剂量点火至喷烟喷烟至灭火
23、CL) 高低(%) (kg) 时间(s)时间(s)1 400 高20 20 15 4 2 400 高20 20 27 2 3 400 低30 20 15 3.2 4 400 低22.5 20 17.5 3.5 5 400 高22.5 20 22.5 3.5 (4) 汽油罐灭火试验:在700m3试验罐顶开设4个排气口和一个中心孔,模拟内浮顶罐的排气口(开口面积为0.88m2,符合我国内浮顶罐通气口的面积不应小于o.06D的规定)。在假设的内浮顶汽油储罐爆炸起火后,内浮顶未受到破坏、内浮顶遭到部分破坏、内浮顶绝大部分遭到破坏、内浮顶全部破坏而下沉的4种条件下进行灭火试验。其中,内浮顶全部破坏条件下
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