石油石化儲罐固定式泡沫水基加干粉滅火系統設計與應用研究

石油石化儲罐作為能源儲存的核心環節，其火災風險具有突發性強、蔓延迅速、撲救難度大等特點。大型儲罐一旦發生全液面火災，常規消防手段往往難以快速控制，可能引發連鎖爆炸與環境污染災難。因此，自動滅火系統已成為儲罐區安全防護體系的核心技術支撐，本文系統闡述原油儲罐、成品油儲罐與液化烴儲罐的自動滅火系統設計與應用。

1 儲罐火災特性與滅火系統重要性

石油石化儲罐儲存的大量易燃易爆物質，使其成為重大危險源。液態烴儲罐一旦失火，從著火到罐中液體表面燒起來只有非常短的時間（例如汽油僅需幾秒鐘），且每分鐘都會燒掉大量液體（汽油每分鐘燒掉7mm厚的一層）。火災蔓延迅速，撲救難度大，可能引發連鎖爆炸與環境污染災難。因此，自動滅火系統對于快速控制火情防止災害擴大具有不可替代的作用。

2 主流自動滅火系統技術原理與適用場景

2.1 低倍數泡沫滅火系統

低倍數泡沫滅火系統是石油儲罐區的標準配置，通過泡沫覆蓋燃料表面隔絕氧氣，實現窒息滅火。根據規范要求：

• 固定式系統：單罐容量≥10000m3的固定頂罐或≥50000m3的浮頂罐必須采用，尤其適用于地形復雜或消防車難以進入的區域。
• 半固定式系統：適用于單罐容量1000-10000m3的固定頂罐或5000-50000m3的浮頂罐，需消防車輔助供給泡沫混合液。
• 移動式系統：僅限罐壁高度<7m或容積≤200m3的小型儲罐。

外浮頂罐密封圈火災是其主要防護對象，系統能在3-5分鐘內快速撲滅初期火情，防止蔓延至全液面。泡沫混合液供給強度需≥12.5L/min·m2（密封圈區域），連續供給時間≥60分鐘。

2.2 干粉自動滅火系統

干粉系統尤其適用于缺水地區帶電設備火災場景，以超細干粉（粒徑≤20μm）為核心滅火劑。系統采用“罐頂噴頭+高架干粉炮”組合，射程達25-60米，形成立體防護網。

智能化設計融合多傳感器（感溫+感煙+火焰+氣體）與AI火源定位技術，響應時間縮短至15秒內，誤啟動率低于0.1次/年。例如濱海油庫的10萬m3原油罐配置后，35秒內撲滅直徑12米的模擬油罐火。

2.3 水噴霧/水噴淋冷卻系統

主要用于液化烴儲罐的降溫防護：

• 全壓力式液化烴罐著火罐冷卻強度≥9L/min·m2，鄰近罐≥9L/min·m2
• 冷卻時間持續6小時
• 系統需配置雙路供水豎管（容積>400m3時），控制閥設于防火堤外15米，確保故障隔離

2.4 煙霧自動滅火系統

適用于偏遠缺水地區的小型儲罐：

• 總容量≤4000m3、直徑≤12m的原油罐可采用此系統，無需配套消防冷卻水
• 滅火原理：感溫探頭在110℃±5℃時觸發，滅火劑燃燒產生惰性煙霧氣體，通過覆蓋和化學抑制滅火，噴煙時間<40秒。

2.5 雙介質全方位覆蓋滅火系統

這是一種創新性滅火系統，由干粉滅火和自帶壓力自行膨脹泡沫滅火互補組合，實現對大型油料儲罐火災進行立體噴射，無盲點、無死角全方位覆蓋降溫式快速滅火。兩套系統同時啟動：

• 干粉滅火系統圍繞儲罐圓周無盲點立體噴射干粉滅火劑，快速捕獲自由基，隔離氧氣
• 泡沫滅火系統從罐體內壁邊沿釋放泡沫對罐壁冷卻降溫且快速對液面進行無死角覆蓋滅火。

3 系統設計核心規范與技術要點

3.1 泡沫系統設計規范

• 流量與時間：外浮頂罐泡沫混合液供給強度≥12.5L/min·m2（密封圈區域），連續供給時間≥60分鐘
• 控制要求：容量≥50000m3儲罐需采用全自動控制，具備遠程一鍵啟動和現場手動雙操作功能

3.2 消防冷卻水系統參數

• 冷卻范圍：著火固定頂罐及1.5倍直徑內相鄰罐需同時冷卻，浮頂罐僅冷卻著火罐
• 供給強度與時間：固定頂罐罐壁≥2.5L/min·m2；直徑>20m的罐冷卻時間≥6小時

3.3 特殊介質儲罐設計

• 液化烴罐：單罐≥1000m3時需“固定水噴霧+移動冷卻”雙系統，罐體管道分為上半球和下半球獨立供水
• LNG儲罐：鋼制單防罐罐壁冷卻強度≥2.5L/min·m2，罐頂≥4L/min·m2，配套高倍數泡沫滅火。

4 典型應用場景與效能分析

4.1 加油站與加氣站

• 頂棚布置ABC超細干粉噴嘴，每加油島配置3個噴頭，實測12秒內撲滅車輛油箱火，過火面積<0.5m2
• 氫氣加氣站壓縮機棚頂采用全淹沒系統，符合GB 50516-2010強制標準

4.2 大型浮頂原油罐區

固定式泡沫系統+消防冷卻水聯動：單罐≥100000m3時需全自動操縱，泡沫液儲備量按計算值增加100%富余量

4.3 LNG接收站

儲罐采用“高倍數泡沫+水噴淋”組合，輸送泵區域設水噴霧系統，泄漏圍堰配置泡沫覆蓋抑制蒸氣云。