石油化工储罐区火灾报警灭火系统设计指导书

石油化工储罐区火灾报警灭火系统

---设计指导书

合肥科大立安安全技术股份有限公司

消防技术研究所 2012年8月

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目录

1石油化工储罐区的火灾危险性分析 .................................................................................... 1

1.1石油及石化产品的主要特性 ..................................................................................... 1 1.2石油化工企业的火灾危险性 ..................................................................................... 2

1.2.1火灾危险性 ...................................................................................................... 2 1.2.2火灾和爆炸事故的原因 .................................................................................. 3 1.2.3石油化工火灾的预防 ...................................................................................... 5

2石油化工储罐区火灾报警灭火系统 .................................................................................... 8

2.1石油化工储罐区火灾报警灭火系统简介 ................................................................. 8 2.2系统主要性能和技术参数 ......................................................................................... 8

2.2.1设计依据标准 .................................................................................................. 8 2.2.2系统主要功能和参数 ...................................................................................... 8 2.3系统特点 ..................................................................................................................... 9 2.4系统组成及安装 ....................................................................................................... 10

2.4.1组成 ................................................................................................................ 10 2.4.2布线 ................................................................................................................ 10 2.4.3安装配置 ........................................................................................................ 11 2.5 系统工作流程 .......................................................................................................... 12 3石油化工储罐区的火灾报警装置 ...................................................................................... 13

3.1光纤光栅感温火灾报警系统 ................................................................................... 13

3.1.1简介、特点 .................................................................................................... 13 3.1.2主要指标 ........................................................................................................ 13 3.1.3结构特征 ........................................................................................................ 14 3.1.4系统安装布置 ................................................................................................ 19 3.2图像型火灾探测系统 ............................................................................................... 20

3.2.1简介、特点 .................................................................................................... 20 3.2.2主要指标 ........................................................................................................ 21 3.2.3结构特征、安装、布线 ................................................................................ 22 3.3 可燃气体探测系统 .................................................................................................. 24

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3.3.1简介、特点 .................................................................................................... 24 3.3.2主要指标 ........................................................................................................ 25 3.3.3结构特征、安装、布线 ................................................................................ 25 3.4火灾报警控制器（联动型） ................................................................................... 26

3.4.1简介、特点 .................................................................................................... 26 3.3.2主要指标 ........................................................................................................ 27 3.4.3结构特征、安装、布线 ................................................................................ 28 3.5消防应急广播系统 ................................................................................................... 29

3.5.1简介、特点 .................................................................................................... 29 3.5.2结构特征、安装、布线 ................................................................................ 30 3.6手动火灾报警按钮 ................................................................................................... 31

3.6.1简介、特点 .................................................................................................... 31 3.6.2主要指标 ........................................................................................................ 31 3.6.3结构特征、安装、布线 ................................................................................ 32 3.7声光报警器 ............................................................................................................... 33

3.7.1简介、特点 .................................................................................................... 33 3.7.2主要指标 ........................................................................................................ 33 3.7.3结构特征、安装、布线 ................................................................................ 34

4石油化工储罐区的冷却灭火装置 ...................................................................................... 37

4.1水喷雾（淋）冷却系统 ........................................................................................... 37

4.1.1物理性能、工作原理 .................................................................................... 37 4.1.2冷却装置设置 ................................................................................................ 38 4.1.3性能指标 ........................................................................................................ 39 4.1.4安装、调试 .................................................................................................... 43 4.1.5主要部件 ........................................................................................................ 44 4.2固定式泡沫灭火系统 ............................................................................................... 50

4.2.1物理性能、工作原理 .................................................................................... 50 4.2.2灭火装置设置 ................................................................................................ 50 4.2.3性能指标 ........................................................................................................ 52 4.2.4安装、调试 .................................................................................................... 54

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4.2.5主要部件 ........................................................................................................ 55

附录 系统设计说明 ............................................................................................................... 63

1.1 泡沫灭火系统设计说明 .................................................................................. 63 1.2 水喷雾系统设计说明 ...................................................................................... 1.3 光纤光栅探测系统、图像型火灾探测系统设计 .......................................... 65 1.4 设备清单 .......................................................................................................... 65

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1石油化工储罐区的火灾危险性分析

1.1石油及石化产品的主要特性

石油化工企业的生产是以原油为原料，生产液化烃、汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青等产品；或在此基础上，以烃类、汽油、柴油等为原料，生产乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、甲醇、乙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷、聚乙烯、聚丙烯、橡胶等各类产品。石油化工生产中所涉及的物料品种有400万种以上，而且物料状态复杂，气态、液态、固态以及不同状态的混合都有可能存在。其生产工艺也是蒸馏、反应、蒸发、分离、干燥、萃取等化工单元的组合。不同化工单元操作的相互结合，构成了不同的生产工艺线路，而且同一种产品可以有不同的生产路线，利用同一种物料又可以在不同的条件下生产出多种产品。这就决定了石化企业是高温、高压（或低温、低压），易燃易爆，有毒有害，易腐蚀，操作难度大，精度要求高，工艺过程复杂的生产特点。具体表现在：

石油化工生产，从原料到产品，包括工艺过程中的半成品、中间体、溶剂、添加剂、催化剂、试剂等，绝大多数属于易燃易爆物质，还有爆炸性物质。它们又多以气体和液体状态存在，极易泄漏和挥发。尤其在生产过程中，工艺操作条件苛刻，有高温、深冷、高压、真空，许多加热温度都达到和超过了物质的自燃点，一旦操作失误或因设备失修，便极易发生火灾爆炸事故。另外，就目前的工艺技术水平看，在许多生产过程中，物料还必须用明火加热；日常的设备检修又要经常动火。这样就构成一个突出的矛盾，即怕火，又要用火，再加之各企业及装置的易燃易爆物质储量很大，一旦处理不好，就会发生事故，其后果不堪设想。

石油化工生产过程中的腐蚀性主要来源于：一，生产工艺过程中使用一些强腐蚀性物质，如硫酸、、盐酸和烧碱等，不但对人有很强的化学性灼伤作用，而且对金属设备也有很强的腐蚀作用。二，生产过程中有些原料和产品本身具有较强的腐蚀作用，如原油中含有硫化物，会腐蚀设备管道。三，生产过程中的化学反应生成许多新的具有不同腐蚀性的物质，如硫化氢、氯化氢、氮氧化物等。腐蚀的危害不但大大降低设备使用寿命，缩短开工周期，而且更重要的是它可使设备减薄、变脆，无法承受原设计压力而发生泄漏或爆炸着火事故。

石油化工生产从原料到产品，要经过许多工序和复杂的加工单元，通过多次的化学反应和物理处理过程才能完成，因而生产过程既复杂又庞大。另外为了满足石油化工生产的需要，需要设有供电、供热等庞大的辅助系统。生产过程使用的各种反应器、塔、槽、罐、压缩机、

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均以管道相连通，从而形成了工艺过程复杂和工艺流程长的一系列生产线。

石化企业具有技术密集、资金密集的特点，一旦发生火灾、爆炸事故，往往造成极大的经济损失和人员伤亡。

1.2石油化工企业的火灾危险性

石油自身及其产品在生产、储存、运输过程中，都存在着很大的火灾、爆炸危险性。其中的主要防火部位有：罐区、装卸区、工艺装置区、生产厂房和库房等，下面主要针对罐区进行实际实例设计。

罐区储运的油品大部分为甲类火灾危险物，油品在储运过程中，稍有不慎，泄露逸散到空气中，极易形成爆炸性气体混合物，且这类爆炸性气体混合物的密度一般比空气重，泄露后极易在低洼处积聚。加之点火能量很低，遇到火源，很容易被点燃，发生火灾、爆炸事故。

1.2.1火灾危险性

罐区储运的油品大部分都属于甲类和甲A类火灾危险性介质，通常以液态形式在常温增加压力条件下储存，具有气液两相的性质。其火灾危险性主要表现在以下几个方面：

（1）易挥发。以液态形式储存，释压后，立即挥发为气体。气化后体积膨胀250~300倍，并急剧扩散蔓延。

（2）相对密度大（空气的1.5~2倍）。比空气重，容易停滞和积聚在电缆沟、下水道等低洼处，易与空气形成爆炸性混合气体，一旦达到爆炸极限，遇火源便可以燃烧、爆炸。

（3）易燃、易爆。闪点低，着火温度比一般可燃气体温度低（约为400~530℃），危险性大，与空气接触后形成爆炸性混合气体，爆炸极限是2.1%~9.5%（体积比），可被小火星点燃，爆炸速度为2000~3000m/s。

（4）燃烧热值高。热值大于15605.5kJ/kg（91272kJ/m3），火焰温度高达2120℃，辐射热强，极易引燃、引爆周围的易燃、易爆物质，使火势扩大。

（5）易膨胀。储罐属于压力容器，储存在容器内的油品，在一定的温度和饱和蒸气压下处于气液共存的平衡状态。随着温度的升高，液态体积会不断膨胀，气态压力也会不断增大，气体泄漏的可能性也就越大。

（6）有腐蚀性。内腐蚀可以不断地使容器壁变薄，从而导致容器的耐压强度，缩短容器的使用年限，导致容器穿孔漏气或爆裂，引起火灾报站事故。同时，容器内壁因受到硫化

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氢的腐蚀作用，还会生成黑褐色的硫化亚铁（FeS）粉末，附着在器壁上或沉积于容器底部。这种硫化亚铁粉末如果随残液倒出，或使空气大量进入排空液态的容器内，硫化亚铁会与空气中的氧气发生氧化反应，放热而自然，生成氧化铁（Fe3O4）和二氧化硫（SO2），这种自燃现象也易造成火灾爆炸事故。

（7）易产生静电。油品从管口、喷嘴或破损处高速喷出时能产生静电，静电电压可高达数千乃至数万伏。油据测定，当静电电压在350~450V时，所产生的放电火花就能引起可燃气体燃烧或者爆炸。由于从管口、喷嘴或破损处高速喷出时，极易产生高电位静电，所以其放电火花足以引起火灾或爆炸事故。

1.2.2火灾和爆炸事故的原因

罐区发生火灾和爆炸事故的原因是多方面的，概括起来主要有以下几种情况： （1）泄漏爆炸

液态油品泄漏后与空气混合，形成爆炸性混合气体，遇明火发生爆炸，其实质是化学性爆炸。泄漏爆炸事故在罐区火灾爆炸事故中最为常见，发生的概率最大。导致泄漏的主要原因有以下几点：

①设备质量低劣。储运油品的容器的质量存在问题，很容易造成泄漏。储罐是压力容器，压力容器在设计、选材、制造、使用等方面都有特定的要求，生产制造存在缺陷、生产制造过程中不符合要求、都可能会降低产品的质量，在使用过程中容易出现问题，发生泄漏事故。

②安全附件失效。储罐的安全附件主要包括：压力表、液位计、温度计、安全阀、排污管等。如果失效，容易造成储罐超装或超压，导致罐体开裂引起泄漏；安全附件与罐体的连接部位结合不严，焊缝质量差，易引起泄漏；阀门法兰的密封垫片老化、开裂也会引起泄漏。

③人为失误。生产操作中，由于误操作、违章操作、盲目指挥和设备检修保养不善，很容易导致出现物料的跑、冒、滴、漏事故。

④运输不当。在运输过程中出现的槽罐车泄漏起火、碰撞爆炸等事故也不断增多。主要原因大都是由于运营者的安全意识差、运输过程中违章驾驶、交通部门管理存在漏洞等。

（2）蒸气爆炸

蒸气爆炸是一种因油品泄放而形成的物理爆炸，特点是爆炸过程中有相变发生，是液相急剧气化而引起的爆炸，爆炸能量来自沸腾的液体和蒸汽的膨胀。

蒸气爆炸事故的严重危害包括两部分：爆炸本身的直接后果和二次灾害事故造成的后果。

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直接后果是造成设备毁坏和人员伤亡。二次灾害事故主要是指爆炸发生后，油品泄漏在发生爆炸的同时，伴随着巨大火球的产生而形成火灾。如果油品在爆炸时未被点燃，则泄漏后于空气形成爆炸性混合气体，一遇到火源即会发生蒸气云爆炸。后果更为严重。

①过量充装。液体具有受热膨胀的特性，液态体积膨胀率比水大10~16倍。当储罐的温度升高时，罐内压力可能超过储罐的安全设计压力，引起储罐薄弱处出现裂缝，导致油品泄漏；如果裂口过大或泄压过快，就会引起蒸气爆炸。

②高温烘烤。火场中受到火焰高温烘烤作用的储罐存在发生蒸气爆炸的危险。火焰的辐射热量传入容器后，容器材质抗拉强度急剧下降，同时由于安全阀设定压力较高，容器不能承受设定压力，即使安全阀开启快速排气，容器也可能因压力增大开裂，继而引发蒸气爆炸。

③机械碰撞。机械碰撞使容器遭受损坏，罐内压力瞬间降低而引起蒸气爆炸。主要来自于运输过程中槽车的脱轨倾覆、运行中槽车的碰撞以及周围物件对容器的撞击等。

④设备缺陷。设备本身存在缺陷使容器出现较大裂缝，也就成为蒸气爆炸产生的原因。另外，焊缝是容器的薄弱环节。在使用过程中，由于腐蚀等原因引起器壁变薄也会导致容器强度下降。各种设备缺陷使容器承压能力下降，可能出现较大裂缝并最终导致发生蒸气爆炸。

（3）静电危害

原油、汽油、苯、甲苯、液化烃等油品在储运过程中，易产生和积聚静电。易燃易爆气体发生小孔喷射时，因流速快，会产生高位静电。当带电体与不带电体或静电电位很低的物体接近时，电位差达到300V，就会发生静电放电现象，并产生火花。另外，人携带静电的危害也不容忽视。

（4）雷击（电）危害

雷击主要包括直击雷、感应雷及雷电侵入，此外还有比较罕见的球形雷。雷电的灾害主要表现为雷电所造成的雷击具有极大的破坏性。罐区除安装防直击雷的设施外，对储气（油）罐（池）及管道、设备等还必须安装防静电感应雷、防电磁感应雷的装置，并定期由专业检测机构进行检测。

（5）明火

明火主要是指生产过程中的焊接或切割动火作业、现场吸烟、机动车辆排烟喷火等。明火是导致火灾、爆炸事故的最常见、最直接的原因。

①焊接、切割动火作业。第一，焊接、切割作业本身就具有火灾、爆炸危险性。如作业所使用的乙炔、丙烷、氢气等，都是易燃、易爆气体，气瓶又是压力容器。作业中飞溅的金属熔渣温度很高，若接触到可燃物质，能引起燃烧或爆炸。作业时产生的热传导，可能引起

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焊割部件另一端（侧）的可燃物质燃烧或爆炸。第二，违章进行动火作业，往往导致火灾、爆炸事故的发生。动火前在现场没有采取有效的安全措施，作业结束后，遗留火种等。违章作业直接或间接引起的火灾、爆炸事故占全部事故的60%以上。

②现场吸烟。燃烧的烟头的表面温度可以达到200~300℃，远高于油品的燃点。打火机、火柴或烟头点燃时散发的能量也大大超过油气所需要的点燃能量。

③机动车辆排烟喷火。汽车及其他机动车辆一般都以汽油或者柴油作为燃料，排出的尾气中夹带有火星、火焰。若未安装阻火器，有可能引发车辆所在或所经过地区，如火车栈桥、汽车装车站、罐桶间的火灾、爆炸事故。

④设备设施质量缺陷或故障。电气设备设施选用不当，不满足防火、防爆的要求，不具备安全性，容易引起火灾爆炸事故。存在质量缺陷或发生故障的电气设备在运行过程中可能造成电气设备过热或产生电火花，甚至引起电气火灾事故，进而引起油品的火灾爆炸事故。

储罐、油泵、输油臂、鹤管、管道及船舶等储运设备设施主体，若在选材、制造和安装中存在质量缺陷，则在运行一段时间后，会因受腐蚀、老化及不正常操作的影响而发生故障，有可能导致油品泄漏、扩散等事故，为火灾、爆炸事故的发生埋下了隐患。附件和安全装置，如阀门、法兰、安全阀、呼吸阀、检测仪表、遥控装置、连锁保护装置等，若存在质量缺陷或在运行过程中遭损坏，很可能引起火灾、爆炸事故。

1.2.3石油化工火灾的预防

油罐一旦发生火灾，发展蔓延十分迅速，扑救难度大，容易造成较大的经济损失和人员伤亡。由于火险因素复杂，因此油罐区消防工程对确保油罐安全，降低火灾扑救损失有着十分重要的作用。

（一）通过日常管理预防火灾事故 1.落实消防安全责任制

认真贯彻各项消防法律法规，落实逐级消防安全责任制和岗位消防安全责任制，明确逐级和岗位消防安全职责，确定各级、各岗位的消防安全责任人，并正确履行消防安全职责，牢固树立“安全自抓，隐患自除，责任自负”的消防安全责任主体意识。

2.建立健全并贯彻好消防安全制度

消防安全制度主要包括：消防安全教育、培训；防火巡查、检查；安全疏散设施管理；消防值班；消防设施、器材维护管理；灭火和应急疏散预案演练；燃气和电气设备的检查和

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管理；消防安全工作考评和奖惩；其他必要的消防安全内容。

3.定期开展消防安全检查

各类单位，都要明确规定防火巡查、防火检查的人员、内容、部位和频次，填写巡查、检查记录。

4.及时整改火灾隐患

对存在的火灾隐患，要及时予以消除，并记录备案。在火灾隐患未消除之前，应严格落实防范措施，保障消防安全。对随时可能引发的火灾或者一旦发生火灾将严重危及人身安全的，要将危险部位停产整改。

5.制定灭火应急预案并定期进行演练

要针对危险区域，深入一线熟悉、掌握实际情况，制定灭火预案，并定期组织演练。发现问题修正预案，使预案贴近实战，提高处置事故的整体能力。一旦发生事故，有效处置，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

6.建立健全消防档案

消防档案应包括单位消防安全基本情况和消防安全管理情况，内容详实，并附有必要的图表，根据情况变化及时更新，统一保管、备查。

（二）通过安全设计预防火灾事故 1.做好安全设计，杜绝事故源头

初步设计要根据罐区总体规划，针对所用设备及材料的危险性，提出具体意见和措施，以及对重点区域进行检测监控的自动报警手段及方法。施工图设计阶段要注意检查最终设计中的设备、电气仪表的防火防爆及防止事故的具体措施是否符合有关规范的要求。

2.把好防火设计审核关

设备的设计、选型、布置及安装均应符合国家规范和标准。根据不同工艺过程特点，选用相应安装要求的材质，采用先进技术进行制造和安装，特别是保证危险性场所的电气设备应正确设计选型。新建、改建、扩建生产装置布局，单元设备布置，防火安全设施的设计和实施应遵循有关规范，做好严格的防火审核工作，并通过严格的验收，夯实防火安全基础。

3.消除导致火灾的物质条件

通风措施，降低油气浓度；对动火设备和管线进行吹扫、清洗以及切断、隔离、置换、测爆、清除动火场所周围可燃物等都是消除导致火灾物质条件的有效措施。

4.控制着火源 （1）控制和消除用火

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用明火加热的设备必须与有火灾爆炸危险的生产装置、储罐区相隔一定的防火间距；动火过程中的非动火区域；动火后的熄火清场；锅炉、加热炉设置足够高的烟囱，烟囱周围一定距离内不得搭建易燃建筑；机动车辆装设火花熄灭器，控制车辆进入危险区域等。

（2）防止撞击、摩擦产生的火花

及时对机械的运转摩擦部位润滑或更换润滑油；对可能发生摩擦和撞击的部位采用不同的金属制造或包敷有色金属；使用防爆工具作业；禁止穿钉鞋；用不发火的材料建造地面等。

（3）防止电火花、雷击和静电放电

选用符合规范要求级别和组别的防爆电气设备；正确选择和安装、定期维护和检查电气线路及设备；按规范设计、安装、定期检测和维护可靠的防雷设施；爆炸危险场所严禁穿化纤衣服；将注道延伸至容器或油罐底部，消除附加静电；设置良好的静电接地等。

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2石油化工储罐区火灾报警灭火系统

2.1石油化工储罐区火灾报警灭火系统简介

石油化工储罐区火灾报警灭火系统是针对石油化工企业防火技术要求而设计的集火灾自动探测、联动控制、水喷雾冷却与泡沫灭火等多功能于一体的智能化综合系统。

石油化工储罐区火灾报警灭火系统主要由火灾报警控制装置、冷却灭火装置等两部分组成。其中，火灾报警控制装置完成对石油化工储罐的火灾险情进行自动探测、报警及输出灭火联动控制信号；冷却灭火装置则实现对火灾的灭火功能。本系统最大特点是自动探测报警与冷却灭火系统有机结合。系统显示直观、操作简便、运行稳定可靠，该产品的研制成功及推广应用，必将给石油化工储罐区的安全提供切实有效的技术保障，并将产生巨大的社会经济效益。

2.2系统主要性能和技术参数

2.2.1设计依据标准

石油化工储罐区火灾报警灭火系统及各组成部件的生产及现场安装设计参照GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》、GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》、GB21197-2007 《线型光纤感温火灾探测器》、DB42/ 348-2006《光纤光栅感温火灾报警系统设计、施工及验收规范》、GB15322-2003《可燃气体探测器》、GB 50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》、GB50219-95《水喷雾灭火系统设计规范》。

2.2.2系统主要功能和参数

（1）具有各储罐的消防防火分区；

（2）多参数复合探测有效减少误报（可配接光纤光栅感温火灾探测器、图像型火灾探测器、可燃气体探测器、手动火灾报警按钮）；

（3）的消防防火分区配置，可直接控制单个储罐进行固定式泡沫系统灭火和水喷雾系统冷却；

（4）可手动急起、急停冷却灭火控制系统；

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（5）可通过专业接口将主机内的记录转存到计算机中，可详细查看报警、故障和操作记录；

（6）火灾报警、故障时，报警指示灯发光指示同时蜂鸣器发出报警音；

表2.1火灾探测器、报警、控制装置

火灾探测、报警、控制装置 光纤光栅感温火灾探测器、图像型火灾探测器、可燃气体探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光报警器 固定式泡沫灭火系统、水喷雾冷却系统 电器自动；电气手动；机械应急手动操作 电源系统：AC220V/DC110V/DC48V; 启动装置： DC24V、1.1A 冷却灭火 启动方式 系统电源 使用环境设计压力温度（℃） （Mpa） -25～70 ≥0.2 2.3系统特点

（1）火灾探测灵敏度

系统中的探测部分对石油化工储罐区的着火火源敏感、反应速度快，在探测原理上不受电磁环境中的粉尘、气流等干扰、寿命长、本征安全。

针对储罐初期火灾不易发现和火情蔓延迅速的特点，从初期可燃气体聚集，到温度上升异常，以及明火出现进行三种火灾参量的探测，能起到最佳的火灾早期预警及中后期火灾报警的功能。

（2）冷却灭火安全可靠

系统中的冷却部分选用水喷雾装置，杜绝储罐火灾蔓延和储罐温度过高发生爆炸。灭火部分选用泡沫灭火装置，对油品火灾具有极强的破灭能力。

（3）系统稳定可靠

针对石油化工储罐区的室外环境，系统在结构上增加抗振动、防爆设计，系统部件均能工作在-25～70℃的温度范围内并通过了严格的电磁干扰实验。系统部件结构设计、零部件的选型、安装设计均按照石油化工储罐区的工作环境及其维护和检修原则，使产品的安装和使用不影响储罐的结构和日常使用，也不会对定期的检修和维护造成妨碍。

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2.4系统组成及安装

2.4.1组成

根据石油化工储罐区的火灾危险性及其环境特点，可将消防系统分为报警控制装置和冷却灭火装置。

1、报警控制装置由联动型火灾报警控制器、光纤光栅感温火灾探测器、图像型火灾探测器、可燃气体探测器、现场手动报警按钮、声光报警器、消防电话、消防广播等设备组成。该套装置实现自动监测现场火情，启动火警声、光报警提示，电气自动或手动启动冷却灭火装置的功能。

2、冷却灭火装置由水喷雾冷却系统和固定式泡沫灭火系统构成。接到系统的冷却灭火指令后，可自动或手动启动装置对防护区实施冷却及灭火。

2.4.2布线

2芯总线屏蔽线（1.5）×2显示盘YNWHN2芯总线屏蔽线（1.5）×2Y11显示盘WH2芯总线屏蔽线（1.5）×2切换模块报警控制器（联动型）消防泵切换模块切换模块切换模块Y消防泵感烟探测器光纤光栅感温探测器图像型火灾探测器声光报警器手动报警按钮外控设备（消防广播、电话等）WH图2.1布线示意图

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2.4.3安装配置

详图见浮顶储罐区消防CAD图纸。

导流罩储罐缓冲器储罐油罐泡沫产生器储罐传输光纤供水管路固定式泡沫灭火系统布置水雾喷头光纤设备控制中心（泵房、火灾报警控制器（联动型）、光纤光栅探测器主机、扩展模块等）光纤光栅传感器供水管路浮顶油罐光纤光栅感温及水喷雾冷却系统布置

图2.2安装配置示意图

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2.5 系统工作流程

大型储罐可燃气泄漏检测高液位报警检测生产液位检测生产压力检测生产温度检测火灾检测安全控制事故预案监控主机消防预案消防控制报警输出操作输出消防联动联网输出

图2.3系统工作流程示意图

消防报告消防体系

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3石油化工储罐区的火灾报警装置

3.1光纤光栅感温火灾报警系统

3.1.1简介、特点

JTW-XF-LA1004/CS/8光纤光栅感温火灾探测器以光纤作为光信号的传输通道，光栅作为传感器，利用布喇格光栅的温度敏感性和光的反射原理，实时探测各监测点的温度变化情况，达到报警条件时发出报警信号。光纤光栅感温火灾探测器具有精度高、分辨率高、可靠性高、抗电磁干扰、能在恶劣环境使用、布设方便、兼容性强等优点。功能特点如下所示：

【全光型】采用光栅传感器进行信号检测、光纤进行信号传输，实现无电检测本质安全防爆，不受电磁干扰，不受雷击

【高精度】使用先进的光纤光栅作为传感器，技术先进，测量精度高，指标优于传统的测温传感器

【稳定可靠】系统结构紧凑，安装简单，维护方便，抗电磁干扰、抗腐蚀，能在恶劣的环境下工作，可靠性高，使用寿命长

【实时巡检】自动对光栅传感器所在区域进行实时巡检，检测现场温度的异常波动，实现早期火灾报警

【多点监测定位】最多可扩展32个通道，同时监测多个传感器

【图形显示】以图文形式实时显示相应监测点的温度值和温度变化曲线，方便管理人员操作和维护

【系统自检】具有自检功能，可实时监测自身运行情况并输出故障报警信号

【数据查询】各个监测点的温度和报警信息都保存到光纤光栅感温火灾探测器的大容量储存器内，可查看各监测点的历史温度变化曲线，为决策和维护提供数据支持

【阈值可调】可根据实际情况对光纤光栅感温火灾探测器的报警阈值进行现场设定 【布设方便】采用准分布式测量方式，测量点多，可以灵活调整传感器的布设位置

3.1.2主要指标

表3.1探测器技术参数

探测器类别 13

定温、85℃

测温范围 测温精度 测量时间 分辨率 测量通道 传感器容量 传感器间距 传输距离 报警温度出厂设定 报警输出 通讯接口 显示器类型 连接方式 电源 工作环境温度 相对湿度 机箱尺寸 重量 颜色 执行标准 -20℃～120℃（取决于传感器） ±2℃ ≤20s 0.1℃ 最多32个通道 10个同频/8个频率/单个通道 ≥2m ≤6Km 预警70℃、报警85℃（用户可现场修改） 继电器接口 RS485 LCD液晶屏 FC/APC DC24V，≤700mA 0℃～40℃ ≤90%（40℃） 482×132.5×291mm（W×H×D） 6.5Kg 黑色 线型光纤感温火灾探测器GB/T 21197-2007 3.1.3结构特征

JTW-XF-LA1004/CS/8光纤光栅感温火灾探测器主要由以下三个部分组成： ➢ 光纤光栅传感器

利用光纤光栅对温度敏感性的原理，用来检测被保护区域温度变化的装置。 ➢ 传输光缆及光缆接续盒 ➢ 信号处理器

光信号通过信号处理器解调出温度数据，具有显示、报警功能的装置。

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保护区域光纤光栅传感器 光缆接续盒传输光缆 光纤熔接可接火灾报警控制器信号处理器 图3.1 光纤光栅感温火灾探测系统结构示意图

（1）光纤光栅传感器

采用光纤光栅作为温度敏感元件，外界温度发生变化时，会导致反射光的中心波长产生相应的偏移，通过这个偏移量计算出温度。

图3.2光纤光栅传感器 表3.2 光纤光栅传感器性能指标 性能 量程 直径 承受最大外力 耐久性 （2）传输光缆及光缆接续盒

传输光缆将控制室内信号处理器和保护区域内光纤光栅传感器连接在一起，用来传

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指标 －20℃～120℃（可定制） 7mm 100N >10年

输光信号。传输光缆宜采用标准铠装光缆。

光缆接续盒用来保护光纤接头的熔合点和光纤连接法兰。光路上的连接点比较脆弱，一定要用合适的接续盒来保护，使之能在恶劣环境下正常工作。 （3）信号处理器

信号处理器的主要功能是提供光源信号，对传感器的返回光信号进行解调，输出温度测量结果和声光报警信号。信号处理器外形尺寸为482×132.5×291mm（宽×高×深），可安装在机柜也可以单独使用。

指示灯 显示屏 电源开关 USB口

图3.3信号处理器前面板

信号处理器前面板有电源开关、指示灯、USB接口、LCD显示屏四部分，面板上有四个指示灯：电源指示灯、故障指示灯、报警指示灯和消音指示灯。图3.3所示为信号处理器前面板。

电源开关：采用钥匙开关使信号处理器通电或者断电 电源指示灯：信号处理器通电，电源指示灯点亮 故障指示灯：出现故障，故障指示灯点亮 报警指示灯：达到报警条件时，报警指示灯点亮 消音指示灯：关闭声音报警时，消音指示灯点亮 USB接口：可外接鼠标和键盘

LCD显示屏：光纤光栅感温火灾探测器监控软件界面，提供系统设置及显示各监测点的温度数据信息和报警信息。

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通讯口 继电器输出 备用 电源 光通道1 接地端子 光通道2 光通道3 光通道4

图3.4信号处理器后面板

通道1-4：每个通道可以连接8种频率光纤光栅传感器 扩展口1：备用 扩展口2：备用

485通讯接口：与外部火灾控制器、计算机等相连接 继电器输出接口：输出接口定义如图3.5所示 电源：DC24V，电源输入接口如图3.6所示

1NC故障 NO通道1 NO通道2 NO通道3 NO通道4 NO总报警 12

图3.5继电器输出接口示意图

继电器触点容量：

最大电流 1A 1A 最大电压 120VAC 24VDC 24V 0V 接地

图3.6电源输入接口示意图

（4）多通道扩展模块

多通道扩展模块可以扩充光纤光栅信号处理器主机的连接能力，可连接更多传感器，适

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用于需要大量测量点的工程。

表3.3 JTW-XF-LA/EX32都通道扩展模块

输入输出端口 通道数量 测量点数 外形尺寸 供电方式 工作温度范围 FC/APC 最大32通道 10个同频/8个频率/单个通道 482×44.5×291mm（W×H×D） DC24V，≤700mA 0℃～40℃

图3.7多通道扩展模块前面板

光通道输入1-4光通道扩展输出1-32控制端口电源输入端口电源开关

图3.8多通道扩展模块后面板

信号处理器主机的4个光通道经过多通道扩展模块后，光通道数量最多可扩展为32通道。每个通道可带8种频率，每种频率可以串接10只同频传感器，系统可带传感器容量大大增加。

信号处理器多通道扩展模块光缆接续盒传输光缆 10只同频10只同频10只同频10只同频10只同频8组8组10只同频10只同频10只同频光纤光栅传感器10只同频10只同频10只同频10只同频10只同频通道110只同频通道210只同频通道310只同频通道32

图3.9 系统最大容量结构示意图

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3.1.4系统安装布置

光纤光栅传感器应沿罐壁呈圆形单圈分布。5万m3及以下的储罐，间距为5m；5～10万m3储罐，间距为6.6m；15万m3以上储罐间距为8.2m。具体布置如下所示。

表3.4 传感器安装敷设方式

储罐类型 内、外浮顶罐 拱顶罐 距为5m。 一般沿喷淋水管或相应的位置布设罐顶、罐中、罐底三圈，探测点球罐 的间距为4m。

光纤光栅传感器敷设 一般安装在浮盘周围，挡雨板的内侧或二次密封装置的螺栓上 一般安装在罐顶护拦的下方，罐顶与罐壁的交界处附近，探测点间

图3.10内浮顶罐图

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图3.11外浮顶罐图

图3.12 传感器安装局部放大图

3.2图像型火灾探测系统

3.2.1简介、特点

图像型火灾探测器采用国际上最先进的智能图像分析技术，能区分真正的火灾条件和其他干扰来源，如太阳辐射、耀斑辐射、电弧焊、高温气体和黑体辐射，是唯一满足火焰探测和视频监视功能的探测方式。图像型火灾探测器可以对石化企业防火区域内的情况进行7×24小时不间断实时监控，一旦有火情出现，可以在2~15秒内做出准确判断，同时把报警信号及火情现场实时视频图像传送到消防监控中心并给出火灾定位信息（误差小于1.5m），同时可以通过火灾报警控制主机自动联动相应消防装置（如：水炮、喷淋等）为及时控制火情，迅速启动应急预案赢得了时间。

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图像型火灾探测器在储罐区的优势：

图像型火灾探测报警系统在石油石化行业应用广泛，如：海上石油勘探生产平台、炼油厂、汽油运输装卸站、管道泵站、石油石化厂、罐区等，可解决多方面问题，有以下优势：

1、提供远程视频终端无人监控能力。

2、防护罩保护镜头不受外界影响、不受高温气候影响，保证灵敏度不降低。 3、解决双波段、红外等传统火灾探测上的误报问题，能真正区分火灾及干扰源，不受灯光、光斑、太阳辐射、耀斑辐射、热CO2气体排放影响。

4、在现场人员稀少的情况下，系统可以自动将火灾现场信息传到中心，方便值班人员记录火灾信息，并疏导现场人员脱离险区，指挥救援人员即使救火。

3.2.2主要指标

表3.5 探测范围与探测距离选择

产品类型 分型类别 视场角 水平视场角 A型 —————— B型 42 32 22 10 垂直视场角 50 32 24 17 8 最远探测距离（国标火） 40m 60m 80m 100m 300m 标准型防爆型C型 D型 E型

项目 以太网 火警/故障 视频输出 最低照度 线数 信噪比 视频压缩标准 21

表3.6 技术参数

标准型 防爆型 1个RJ45 10M/100M 2路开关量 BNC接口/1.0±0.2Vp-p/75Ω 0.1LUX（彩色） 480线（彩色） 50db MPEG4 通讯接口 光学参数

视频服务 视频分辨率 视频帧率 视频码率 网络图像延迟 CIF:(352×288)，4CIF:(704×576) 1-25帧/秒 CIF:400Kbps,4CIF:1.5Mbps ＜800毫秒 282×148×55 铝，钢 1.5 3 无 600×340×300 不锈钢304或316L 24 30 EXDIICT6DIPA20.TA.T6 尺寸及重量 外形尺寸（mm） 材质 单位重量（kg） 运输重量（kg） 防爆等级 防护等级 安装方式 电源 电压 功耗 环境条件 大气压力 工作温度 储藏温度 湿度

IP54 支架安装 IP68 DC18V-DC32V（标称值DC24V） 15W 86-106KPa -10℃~﹢55℃ -20℃~﹢60℃ -20℃~﹢60℃ -40℃~﹢70℃ 50W ≤95%RH（+25℃） 3.2.3结构特征、安装、布线

图像型火灾探测器在储罐区的应用如下图所示：

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图3.13 结构特征示意图

（a）直径12米，高11米储罐布置方式

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（b）直径80米高21米储罐布置方式

图3.14 安装示意图

3.3 可燃气体探测系统

3.3.1简介、特点

点型可燃气体探测器是一种安装在爆炸性危险环境的气体探测设备，它将现场的可燃气体浓度转换成数字信号并传送到位于安全区的火灾报警控制器，以达到监测现场可燃气体浓度的目的。产品需符合GB 3836.1《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》、GB 3836.2《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》及GB 15322.1《可燃气体探测器第1部分：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器》等标准的要求。

GST-BF003M型点型可燃气体探测器通过四芯电缆与处在安全区的GST系列火灾报警控制器连接，其中两根线为DC24V电源线，另两根为总线。本探测器防爆标志为ExdIICT6，适用于石油、化工、机械、医药、储运等行业爆炸危险环境的1区和2区。

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3.3.2主要指标

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)

工作电压：

信号总线电压：总线24V允许范围：16V～28V 电源总线电压：DC24V 允许范围：DC12V～DC28V 工作电流

信号总线监视电流≤2mA 信号总线报警电流≤3mA 电源总线电流≤40mA 传感原理：催化燃烧 取样方式：自然扩散

(10) 检测范围：0～100%LEL

(11) 线制：四线——两根DC24V电源线，两根为总线 (12) 检测气体：天然气、液化石油气 (13) 传感器使用寿命：2年 (14) 使用环境：

(15) 温度：－40℃～＋70℃ (16) 相对湿度≤95%，不结露 (17) 外壳防护等级：IP43 (18) 防爆标志：ExdIICT6

3.3.3结构特征、安装、布线

点型可燃气体探测器外形示意图如图3.15所示，接线端子示意图如图3.16所示。

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7373

图3.15 GST-BF003M点型可燃气体探测器外形示意图

Z1Z2D1D2

图3.16 接线端子示意图

其中:

Z1、Z2：接火灾报警控制器信号二总线，无极性 D1、D2：DC24V电源输入端子，无极性

：探测器机壳保护地端子，可接屏蔽电缆屏蔽层

3.4火灾报警控制器（联动型） 3.4.1简介、特点

火灾报警控制器（联动型）是一种最大容量可扩展到二个242编码点回路的控制器，其主要特点如下：

（1）采用大屏幕汉字液晶显示器，各种报警状态信息均可以直观的以汉字方式显示在屏幕上，便于用户操作使用；

（2）控制器设计高度智能化，与智能探测器一起可组成分布智能式火灾报警系统，极大降低误报，提高系统可靠性；

（3）火灾报警及消防联动控制可按多机分体、分总线回路设计，也可以单机共总线回

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路设计，同时控制器设计了具有短线、断线检测及设备故障报警功能的多线制控制输出点，专门用于控制风机、水泵等重要设备，可以满足各种设计要求；

（4）控制器可完成自动及手动控制外接消防被控设备，其中手动控制方式具备直接手动操作键控制输出及编码组合键手动控制输出二种方式，系统内的任一地址编码点既可由各种编码探测器占用，也可由各类编码模块占用，设计灵活方便。考虑到控制器自身电源系统容量较低，当控制器接有被控设备时，需另外设置DC24V电源系统；

（5）控制器具有极强的现场编程能力，各回路设备间的交叉联动、各种汉字信息注释、总线制控制设备与多线制控制设备之间的相互联动等均可以现场编程设定；

（6）控制器具有预警功能，使用预警功能可以有效的减少在恶劣环境下的误报警； （7）控制器可外接火灾报警显示盘及彩色CRT显示系统等设备，满足各种系统配置要求；

（8）控制器具有强大的面板控制及操作功能，可以观察探测器动态工作曲线，各种功能设置全面、简单、方便。

3.3.2主要指标

（1）液晶屏规格：320×240图形点阵，可显示12行汉字信息；

（2）控制器容量：多可带20个242地址编码点回路，最大容量为4840个地址编码点外接台火灾显示盘；支持多级联网，每级最多可接32台其它类型控制器线制控制点及直接手动操作总线制控制点可按要求配置；

（3）线制：与JB-QB-GST500型控制器相同；

（4）使用环境：温度：0℃～＋40℃；相对湿度≤95％，不结露； （5）电源：主电:为交流220V 控制器备电：DC24V 24Ah密封铅电池 联动备电：DC24V 38Ah密封铅电池； （6）功耗≤150W ；

（7）柜式控制器外形尺寸： 550mm×460mm×1715mm ；

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3.4.3结构特征、安装、布线

图3.17 外形示意图

标准控制器配有主机一台、直接手动操作显示控制盘和GST-LD-D02智能电源盘各一块。若系统中需增加直接手动控制盘、多线制控制盘及电源盘，需另外购置。 控制器外接线端子示意图

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图3.18 接线端子示意图

其中：

L、G、N：交流220V接线端子及机柜保护接地线端子； +24V、GND：DC24V、6A供电电源输出端子； A、B：连接火灾显示盘的通讯总线端子；

ZN-1、ZN-2（N=1~18）：探测器总线（无极性）；

S+、S-：火灾报警输出端子（报警时可配置成24V电源输出或无源触点输出）； A、B：连接其它各类控制器的通讯总线端子；

C1+、C1-～C14+、C14-：控制盘输出端子（最多14路）。 布线要求：

DC24V、6A供电电源线在竖井内采用阻燃BV线，截面积≥4.0mm2，在平面采用阻燃BV线，截面积≥2.5mm2。

3.5消防应急广播系统 3.5.1简介、特点

消防应急广播设备一般由声频功率放大器、预设广播信息单元、前置放大器、广播分区控制单元、显示操作单元、传声器、录音装置、扬声器、广播模块和电源等组成。

消防应急广播设备是火灾情况下的专用广播设备。当有火警或其他灾害与突发性事件发生时，通过中心指挥系统将有关指令或事先准备播放的内容，及时、准确地广播出去。音源的音频信号通过专用前置放大器实现音源信号的播放及转换，将小信号变换成标准信号输出；声频功率放大器将前置放大器的标准音频信号和传声器呼叫信号实现功率放大和定压输出。经过放大的音频信号通过广播分区控制器可传输到各个防火分区。

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消防应急广播设备亦可与公共广播设备合用，平时可作背景音乐广播；在有火警发生时，不但能手动操作进入应急广播状态，而且能根据接收到的控制信号，通过逻辑编程自动进入应急广播状态。

消防应急广播设备具有以下功能： （1)应急广播功能 （2)故障报警功能 （3)自检功能 （4)电源功能

3.5.2结构特征、安装、布线

对外端子示意图如图

图3.19 对外端子示意图

其中：

Z1、Z2：接火灾报警控制器信号二总线，无极性 D1、D2：DC24V电源输入端子，无极性 ZC1、ZC2：正常广播线输入端子 XF1、XF2：消防广播线输入端子 SP1、SP2：与放音设备连接的输出端子

布线要求：无极性信号二总线采用阻燃RVS双绞线，截面积≥1.0mm，DC24V电源二总线采用阻燃BV线，截面积≥1.5mm，正常广播线ZC1、ZC2 消防广播线XF1、XF2 及

2

放音设备的连接线SP1、SP2均采用阻燃RV线，截面积≥1.0mm。

2

2

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图3.20 布线示意图

3.6手动火灾报警按钮

3.6.1简介、特点

手动火灾报警按钮安装在公共场所，当人工确认火灾发生后按下按钮上的有机玻璃片，可向控制器发出火灾报警信号，控制器接收到报警信号后，显示出报警按钮的编号或位置并发出报警音响。手动火灾报警按钮和前面介绍的各类编码探测器一样，可直接接到控制器的总线上。本手动火灾报警按钮主要具有以下特点：

（1）采用拔插式结构色及，安装简单方便；

（2）采用无极性信号二总线，其地址编码可由手持电子编码器在1～242之间任意设定； （3）有机玻璃片按下后可用专用工具复位；

（4）按下玻璃片，可由按钮提供无源输出触点信号，可直接控制其他外部设备。

3.6.2主要指标

（1）工作电压：总线24V （2）监视电流≤0.6mA

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（3）动作电流≤1.8mA

（4）线制：与控制器无极性信号二总线连接 （5）无源输出触点容量：DC60V/100mA （6）使用环境：

温度：-10℃～+50℃；相对湿度≤95%，不结露 （7）外形尺寸：90mm×122mm×48.5mm

3.6.3结构特征、安装、布线

警告：安装设备之前，请切断回路的电源并确认全部底壳已安装牢靠且每一个底壳的连接线极性准确无误。

1. 安装前应首先检查外壳是否完好无损，标识是否齐全。

2. 安装时只需拔下报警按钮，从底壳的进线孔中穿入电缆并接在相应端子上，再插好报警按钮即可安装好报警按钮，安装孔距为65mm （参见图3.21）。报警按钮底壳安装采用明装和暗装两种方式，安装示意图如图3.22 所示。

图3.21 报警按钮

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图3.22 明装和暗装示意图

3.7声光报警器

3.7.1简介、特点

火灾声光警报器（以下均简称警报器）是一种安装在现场的声和光报警设备，由消防控制中心的火灾报警控制器启动。启动后警报器发出强烈的声和光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。 特点：报警声音洪亮清晰，能够在远距离的情况下提醒现场人员；报警光显示醒目、寿命长、功耗低。

3.7.2主要指标

1.工作电压：

信号总线电压：24V，允许范围：16V～27V

电源总线电压：DC24V，允许范围：DC16V～DC27V 2.工作电流：

总线监视电流≤0.5mA；总线启动电流≤2.0mA 电源监视电流≤2.0mA；电源动作电流≤60mA 3.报警参数：

声压级：85dB～115dB（正前方3m水平处（A计权）） 变调周期：4s±20%

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闪光频率：1.0Hz～1.5Hz

4.编码方式：采用电子编码方式，占用1个总线编码点，编码范围可在1～242之间任意设定

5.线制：四线制，与控制器采用无极性信号二总线连接，与电源线采用无极性二线制连接

6.使用环境： 温度：-10℃～+50℃ 相对湿度≤95%，不凝露

7.外形尺寸：106mm×142mm×62mm 8.外壳防护等级：IP30

9.壳体材料和颜色：ABS/红色，透明光罩为有机玻璃/红色 10.重量：约130g 11.安装孔距：60mm 12.执行标准：GA 385-2002

3.7.3结构特征、安装、布线

警告：安装设备之前，请切断回路的电源。

1.安装前应首先检查外壳是否完好无损，标识是否齐全。

2.警报器采用明装方式，在普通高度空间下，以距顶棚0.2m处为宜，安装方式如图3.23所示。

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A图3.23 警报器安装示意图

2.1安装时，先用两个螺钉将警报器后壳固定在墙上的86H50型预埋盒上（注意警报器后壳“UP”及箭头朝上）。

2.2从警报器后壳的进线孔中穿入电缆接在相应端子上，然后将警报器前壳上部塞入警报器后壳，再将警报器前壳下方按入警报器后壳中。

3.拆卸时，用一字螺丝刀从警报器后壳下方“A”处缺口插入（如图3.23所示，此处外壳上有一小三角形标志），向下用力撬动，即可将警报器前壳拆下。 4.警报器端子示意图如图3.24所示。

620610551060

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图3.24端子示意图

接线端子说明如下：

Z1、Z2：控制器信号总线，无极性； D1、D2：接DC24V电源，无极性。

布线要求：信号总线Z1、Z2采用RVS双绞线，截面积≥1.0mm2；电源线D1、D2采用BV线，截面积≥1.5mm2。

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4石油化工储罐区的冷却灭火装置

4.1水喷雾（淋）冷却系统

4.1.1物理性能、工作原理

水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统，该系统是在自动喷水系统的基础上发展起来的，不仅安全可靠，经济实用，而且具有适用范围广、灭火效率高的优点。在石油化工储罐区水喷雾系统常用于储罐的冷却。当水雾喷射到罐壁时，水雾从罐壁吸收大量的热能迅速气化，从而使罐壁温度迅速降低；水雾还会在罐壁表面形成一层水膜，使罐壁的温度不再升高，壁面罐壁发生热塑裂口，从而控制火灾。水喷雾系统一方面使保护对象在火灾条件下或在受到火灾威胁时免遭破坏，同时也为采取其它灭火手段和事故处理措施争取时间。

水喷雾系统由水源、供水设备、管道、雨淋报警阀组、过滤器、水雾喷头和报警装置等组成，向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。其工作原理如图4.1所示（04S206《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》）：

图4.1 水喷雾系统工作原理

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4.1.2冷却装置设置

水喷雾系统示意图如图4.2所示（04S206《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》），系统组成及功能见表4.1。

图4.2水喷雾系统示意图

表4.1主要部件表

序号 1 2 3 4 5 6 名称 试验信号阀 水力警铃 压力开关 放水阀 非电控远程手动装置 现场手动装置 38

功能及作用 平时常开，检修时关闭，输出电信号 雨淋阀开启时，发出音响信号 雨淋阀开启时，发出电信号 系统排空放水 远程手动打开雨淋阀 现场手动打开雨淋阀

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 进水信号阀 过滤器 雨淋报警阀 电磁阀 压力表 试水阀 水雾喷头 火灾报警控制器 感温探测器 感烟探测器 平时常开，阀门关闭时输出电信号 过滤杂质避免堵塞喷头及管道和设备 平时关闭，灭火时开启并可输出报警水流信号 通过火灾报警系统联动控制打开雨淋阀 显示水压 雨淋阀功能试验 使水雾化灭火 接受报警信号并发出控制指令 温度探测火灾，并发出报警信号 烟雾探测火灾，并发出报警信号 4.1.3性能指标

GB50219-95《水喷雾灭火系统设计规范》规定用于防护冷却的水喷雾灭火系统其设计喷雾强度和喷雾持续时间不应小于表4.2的规定。

表4.2设计喷雾强度与持续喷雾时间

防护目的 防 护 冷 却 甲乙丙类液体生产、储存、装卸设施 甲乙丙类 液体储罐 直径20m以下 直径20m及以上 9 保护对象 设计喷雾强度 (L/min·m2) 6 6 4 4 6 6 持续喷雾时间（min） 可燃气体生产、输送、装卸、储存设施和灌瓶间、瓶库 同时规定水雾喷头的工作压力，用于防护冷却时不应小于0.2MPa；水喷雾灭火系统的响应时间当用于液化气生产、储存装置或装卸设施防护冷却时不应大于60s；用于其他设施防护冷却时不应大于300s；采用水喷雾灭火系统的保护对象，其保护面积应按其外表面面积确定。

《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）是由天津消防研究所等单位在GB50219-95的基础上共同修订而成的，其中用于储罐区防护冷却的供给强度、供应时间和持续供给时间规定如表4.3所示。并指出甲、乙、丙类液体储罐防护冷却喷头的工作压力不

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应小于0.15MPa。

表4.3供给强度、响应时间和持续供给时间

防响应护 保护对象 目的 甲、乙、丙类液体生产、储存、装卸设施 甲、乙、丙类 固定顶罐 浮顶罐 液体储罐 防 相邻罐 全压力、半冷冻式储罐 单、双容罐 冷 液化烃及其它可燃过热液体却 储罐 全冷罐顶泵平台、管道冻式进出口等局部危储罐 全容罐 险部位 管带 液氨储罐 可燃气体生产、输送、装卸、储存设施和灌瓶间、瓶库 10 6 9 120 120 6 20 60 6 罐壁 罐顶 6 2.5 2.0 2.0 9 2.5 4 120 300 300 4 直径大于20m的固定顶罐为6h，其他为4h (L/min·m2) （s） 供给强度 时间 （h） 持续供给时间 护 《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）同时指出：

甲、乙、丙类液体储罐区固定式消防水系统冷却范围及冷却面积应符合下列规定： (1)着火的地上固定顶储罐及距着火储罐罐壁1.5倍直径范围内的相邻地上储罐，应同时冷却；当相邻地上储罐超过3座时，可按3座较大的相邻储罐计算消防冷却水用量。

(2)着火的浮顶罐应冷却，其相邻储罐可不冷却。

(3)着火罐的冷却面积应按罐壁表面积计算，相邻罐的冷却面积可按实际需要冷却部位的面积计算，但不得小于罐壁表面积的1/2。

全压力式及半冷冻式液化烃储罐水喷雾灭火系统的冷却范围及冷却面积应符合下列规定：

(1)着火罐及距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐应同时冷却。当邻罐超过3

40

个时，冷却水量可按3个罐的用水量计算。

(2)着火罐冷却面积应按其罐体表面积计算；邻近罐冷却面积应按其半个罐体表面积计算。

全冷冻式液化烃储罐水喷雾灭火系统的冷却范围及冷却面积应符合下列规定： (1)当单容罐外壁为钢制时，着火罐及距着火罐罐壁 1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐应同时冷却。着火罐冷却面积应按其罐体表面积计算，邻近罐冷却面积按半个罐壁考虑。

(2)混凝土外壁与储罐间无填充材料的双容罐，着火罐的罐壁与罐顶及距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐顶应同时冷却。

(3)混凝土外壁与储罐间有保温材料填充的双容罐，着火罐的罐顶及距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐顶应同时冷却。

(4)采用混凝土外壁的全容罐，当管道进出口在罐顶时，保护范围应包括罐顶泵平台、竖管和钢梯。

4.1.3.1 系统设计流量

保护对象的水雾喷头数量应根据设计喷雾强度、保护面积和水雾喷头特性按式4.1和式4.2计算确定，其布置应使水雾直接喷射和覆盖保护对象，当不能满足要求时应增加水雾喷头的数量。

水雾喷头的流量应按下式计算：

q=K√10P (4.1)

式中：

q—水雾喷头的流量(L/min)； P—水雾喷头的工作压力(MPa)；

K—水雾喷头的流量系数，取值由生产厂家提供。 保护对象的水雾喷头的计算数量应按下式计算：

N=

式中：

N—保护对象的水雾喷头的计算数量； S—保护对象的保护面积(m2)；

W—保护对象的设计喷雾强度(L/min·m2)。

41

S∙Wq

(4.2)

系统的计算流量应按下式计算：

Qj=60∑ni=1qi (4.3)

式中：

Qj—系统的计算流量(L/s)；

n—系统启动后同时喷雾的水雾喷头的数量；

qi—水雾喷头的实际流量(L/min)，应按水雾喷头的实际工作压力pi(MPa)计算。 当采用雨淋阀控制同时喷雾的水雾喷头数量时，水喷雾灭火系统的计算流量应按系统中同时喷雾的水雾喷头的最大用水量确定。

系统的设计流量应按下式计算：

Qs=k∙Qj (4.4)

式中:

Qs—系统的设计流量(L/s)； k—安全系数，应取1.05～1.10。 4.1.3.2 管道水力计算

1

钢管管道的沿程水头损失应按下式计算： i=0.0000107式中：

i—管道的沿程水头损失(MPa/m)； ν—管道内水的流速(m/s)，宜取≤5m/s； Dj—管道的计算内径(m)。

管道的局部水头损失宜采用当量长度法计算，或按管道沿程水头损失的20%～30%计算。 雨淋阀的局部水头损失应按下式计算：

hr=BRQ2 (4.6) 式中：

hr—雨淋阀的局部水头损失(MPa)； BR—雨淋阀的比阻值，取值由生产厂提供； Q—雨淋阀的流量(L/s)。

系统管道入口或消防水泵的计算压力应按下式计算：

42

ν2D1.3j

(4.5)

H=∑h+h0+Z/100 (4.7) 式中：

H—系统管道入口或消防水泵的计算压力(MPa)； ∑h—系统管道沿程水头损失与局部水头损失之和(MPa)； h0—最不利点水雾喷头的实际工作压力(MPa)；

Z—最不利点水雾喷头与系统管道入口或消防水池最低水位之间的高程差，当系统管道入口或消防水池最低位高于最不利点水雾喷头时，Z应取负值(m)。

4.1.4安装、调试

GB50219-95《水喷雾灭火系统设计规范》规定水雾喷头的平面布置方式可为矩形或菱形。当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；当按菱形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.7倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。水雾锥底圆半径应按下式计算：

R=B∙tg2 (4.8) 式中：

R—水雾锥底圆半径(m)；

B—水雾喷头的喷口与保护对象之间的距离(m)；

Θ—水雾喷头的雾化角(°)。θ的取值范围为30、45、60、90、120。

条文3.2.6规定当保护对象为可燃气体和甲、乙、丙类液体储罐时，水雾喷头与储罐外壁之间的距离不应大于0.7m。

条文3.2.7规定当保护对象为球罐时，水雾喷头布置尚应符合下列规定： (1)水雾喷头的喷口应面向球心；

(2)水雾锥沿纬线方向应相交，沿经线方向应相接；

(3)当球罐的容积等于或大于1000m3时，水雾锥沿纬线方向应相交，沿经线方向宜相接，但赤道以上环管之间的距离不应大于3.6m；

(4)无防护层的球罐钢支柱和罐体液位计、阀门等处应设水雾喷头保护。

《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）增加了对卧式储罐的要求：当保护对象为卧式储罐时，水雾喷头应覆盖裸露表面，罐体液位计、阀门等处也应设水雾喷头保护。并指出，甲、乙、丙类液体储罐固定式消防冷却水系统的设置，应符合下列规定：

43

θ

(1)应设置水雾喷头或水幕喷头，喷头喷水方向与罐壁的夹角应在30°~60°。

(2)固定顶储罐及按固定顶储罐对待的内浮顶储罐的冷却水环管宜单环布置，当采用多环布置时，着火罐顶层环管保护范围内的冷却水供给强度应按表4.3规定的2倍计算。

(3)储罐抗风圈或加强圈无导流设施时，其下面应设冷却喷水环管。

(4)当储罐上的环形冷却水管分割成两个或两个以上弧形管段时，各弧形管段间不应连通，并应分别从防火堤外连接水管；且应分别在防火堤外的进水管道上设置能识别启闭状态的控制阀。

(5)冷却水立管应用管卡固定在罐壁上，其间距不宜大于3m。立管下端应设锈渣清扫口，锈渣清扫口距罐基础顶面应大于300mm，且集锈渣的管段长度不宜小于300mm。

(6)液化烃储罐和甲、乙、丙类液体储罐上的消防冷却水立管与罐组内的水平管之间的连接，应有消除油罐沉降引起应力的措施。

(7)液化烃储罐上的环管支架之间的距离宜为3m～3.5m。

4.1.5主要部件

4.1.5.1水雾喷头

水雾喷头的定义是在一定水压下，利用离心或撞击原理将水分解成细小水滴的喷头。在石油化工储罐区，根据具体工程，选用经国家消防产品质量监督检测中心检测、并符合现行的有关国家标准的水雾喷头。

水雾喷头的类型有离心雾化型喷头和撞击雾化型喷头，如图4.3所示。

(a)离心雾化型水雾喷头 (b)撞击型水雾喷头

图4.3 水雾喷头

首安工业消防股份有限公司提供的水喷雾喷头大样图见图4.4所示。喷头材质有黄铜、黄铜镀铬与不锈钢，其材质可根据现场环境确定。防护冷却水雾喷头的技术参数见表4.4。

44

图4.4水喷雾喷头大样图 表4.4水雾喷头技术参数

序号 1 2 3 4 型号规格 ZSTWD/SL-33.7/120 ZSTWD/SL-42.8/120 ZSTWB33.7/120 ZSTWB42.8/120 流量系数 33.7 42.8 33.7 42.8 雾化角（X） 120° 120° 120° 120° 额定流量(L/min) 63 80 63 80 工作压力范围(MPa) 0.4-0.8 0.4-0.8 0.3-0.8 0.3-0.8

4.1.5.2 雨淋阀组

水喷雾灭火系统是典型的固定灭火系统，其标准的组成要求采用雨淋阀组。雨淋阀是一种消防专用的水力快开阀，具有既可远程遥控、又可就地人为操作两种开启阀门的操作方式，因此能够满足水喷雾灭火系统的自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式的要求。此外，雨淋阀一旦开启，可使水流在瞬间达到额定流量状态。以上特性是通用的自控阀门所不具备的，当水喷雾灭火系统远程遥控开启雨淋阀时，除电控开阀外尚可利用传动管液动或气动开阀。除雨淋阀外，阀组尚要求配套设置压力表、水力警铃和压力开关、水流控制阀和检查阀等，以满足监测水喷雾灭火系统的供水压力，显示雨淋阀启闭状态和便于维护检查等要求。

GB50219-95《水喷雾灭火系统设计规范》4.0.3规定雨淋阀组的功能应符合下列要求： （1）接通或关断水喷雾灭火系统的供水；

（2）接收电控信号可电动开启雨淋阀，接收传动管信号可液动或气动开启雨淋阀； （3）具有手动应急操作阀； （4）显示雨淋阀启、闭状态；

45

（5)驱动水力警铃； （6）监测供水压力； （7）电磁阀前应设过滤器。

雨淋阀组应设在环境温度不低于4℃、并有排水设施的室内，其安装位置宜在靠近保护对象并便于操作的地点。

《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）进一步指出，当控制阀采用电动阀或气动阀时，应符合下列要求：

（1）显示阀门的开、闭状态；

（2）具备接受控制信号开、闭阀门的功能； （3）阀门开启时间不宜大于45s；

（4）当阀门故障时应报警，并显示故障的原因； （5）具备现场手动开启的功能；

（6）当阀门安装在阀门井内时，宜将阀门的阀杆加长，使电动执行器高于井顶。 （7）气动阀宜设置储备气罐，气罐的容积按气罐所负责的所有气动阀启闭3次所需气量储备。

图4.5为ZSFY/SY-S360型雨淋阀组安装图（首安工业消防股份有限公司）。各部件名称及功能见表4.5所示。

46

图4.5 ZSFY/SY-S360型雨淋阀组安装图

（注：本图为DN100雨淋阀安装尺寸，括号内数字为DN150雨淋阀安装尺寸）

表4.5 雨淋阀组部件名称及功能

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 水力警铃 压力开关 雨淋报警阀 非电控远程手动装置 现场手动装置 进水信号阀 电磁阀 压力表 试水阀 试验信号阀 功用及作用 雨淋阀开启后发出音响信号 雨淋阀开启后发出报警电信号 平时关闭，灭火时开启 远程手动打开雨淋阀 现场手动打开雨淋阀 平时常开，维修雨淋阀时切断供水水源 电动打开雨淋阀 指示雨淋阀前后的供水压力 调试雨淋阀本体时打开，平时常闭 试验雨淋阀功能时关闭，平时常开 雨淋阀大样图见图4.6。ZSFY/SL-S360型雨淋阀有以下特点：（1）阀中阀结构，可增加

47

阀门关闭的可靠性，同时使阀门开启和关闭过程均加快；（2）除了具有自动和现场机械手动功能外，还具有非电控远程手动功能，可以在电控启动失灵的情况下，在远离火灾位置的安全地点启闭雨淋阀；（3）直通式结构，立式安装，流阻损失小；（4）专门设计的防水锤机构，有效消除阀门带压关闭时的水锤现象；（5）杂物自动清除装置，避免了因水质过脏导致的阀门卡滞。其技术参数见表4.6。

(a) DN100雨淋阀大样图 (b) DN150雨淋阀大样图

图4.6 雨淋阀大样图

表4.6 ZSFY/SL-S360型雨淋阀技术参数

序号 型号规格 水力摩阻(MPa) 1 2 ZSFY/SL-S360 DN150 ZSFY/SL-S360 DN100 0.035 0.04 70 40 重量(Kg) 额定工作压力(MPa) 2.0 2.0 0℃以上 0℃以上 适应环境温度 4.1.5.3 过滤器

过滤器是水喷雾灭火系统必不可少的组件，在系统供水管道上选择适当位置设置过滤器是为了保障水流的畅通和防止杂物破坏雨淋阀的严密性，以及堵塞电磁阀、水雾喷头内部的水流通道。

GB50219-95《水喷雾灭火系统设计规范》规定雨淋阀前的管道应设置过滤器，当水雾喷头无滤网时，雨淋阀后的管道亦应设过滤器。过滤器滤网应采用耐腐蚀金属材料，滤网的孔径应为4.0～4.7目/cm2，《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）指出滤网网孔基本尺寸应为0.600mm~0.710mm。

48

4.1.5.4 给水管道

水喷雾灭火系统具有工作压力高，流量大，灭火与防护冷却喷雾强度高，水雾喷头易堵塞等特点，因此要合理地选择管道材料。

GB50219-95《水喷雾灭火系统设计规范》规定的给水管道应符合下列要求： （1）过滤器后的管道，应采用内外镀锌钢管，且宜采用丝扣连接； （2）雨淋阀后的管道上不应设置其他用水设施； （3）应设泄水阀、排污口。

为了保证过滤器后的管道不再有影响雨淋阀、水雾喷头正常工作的锈渣生成，规定过滤器后的管道采用内外镀锌钢管。公称直径小于或等于100mm的管道采用丝扣连接；公称直径大于100mm的管道，当采用丝扣连接有困难或无法采用丝扣连接的管道用法兰连接。无论是用于灭火或是防护冷却的水喷雾系统，必须有可靠的供水保障，因此为系统设置的供水管道是十分必要的。

《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）对给水管道的要求进行了改进和细化： （1）过滤器与雨淋阀之间及雨淋阀后的管道，应采用内外热浸镀锌钢管、不锈钢管或铜管；

（2）管道工作压力不应大于1.6MPa；

（3）系统管道采用镀锌钢管时，管径不应小于25mm；采用不锈钢管或铜管时，管径不应小于20mm；

（4）系统管道应采用沟槽式管道连接件、法兰或丝扣连接，普通钢管可采用焊接； （5）沟槽式连接件（卡箍），其外壳的材料应采用牌号不低于QT450-12的球墨铸铁，防护区内的沟槽式连接件（卡箍）密封圈应通过干烧试验；

（6）应在管道的低处设置放水阀或排污口。

4.1.5.5 水泵

《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）关于水泵的要求如下：

（1）水喷雾灭火系统的供水泵应采用自灌式吸水方式。采用天然水源供水时，水泵的吸水口应采取防止杂物堵塞的措施。系统供水压力应满足在相应设计流量范围内系统各组件的工作压力要求，且应有防止系统超压的措施。

（2）设置供水泵的水喷雾灭火系统应设备用泵，其工作能力不应小于最大一台泵

49

的供水能力。

（3）一组消防水泵的吸水管不应少于两条，当其中一条损坏时，其余的吸水管应能通过全部用水量。供水泵的吸水管应设控制阀。

（4）雨淋阀入口前设置环状管道的系统，一组供水泵的出水管不应少于两根，出水管应设控制阀、止回阀、压力表。

（5）水泵应设置试泵回流管道和超压回流管道，条件许可时，两者可共用一条回流管道。

（6）柴油机驱动的消防泵，其柴油机排气管应采用直径相同的钢管连接后通向室外。

4.2固定式泡沫灭火系统

4.2.1物理性能、工作原理

扑救油罐火灾主要采用泡沫灭火剂，其作用机理是：（1）在油层表面形成泡沫覆盖层, 可以使油层表面与空气隔绝以达到灭火的作用；（2）泡沫层封闭了燃烧油层表面，可以遮断火焰的热辐射，阻止油品的蒸发；（3）泡沫析出的液体可以对油层表面进行冷却；（4）泡沫受热蒸发产生的水蒸气能够降低氧的浓度。

根据油罐储量大小而定，总储量≥500m3的非水溶性甲、乙、丙类液体储油罐区；水溶性甲、乙、丙类液体储油罐区总储量≥200m3的罐区。都可选择固定式泡沫灭火系统。当然采用固定式泡沫灭火系统时，除固定式泡沫灭火设备外，同时应设置泡沫、泡沫沟、等移动式泡沫灭火设备。

4.2.2灭火装置设置

固定式泡沫灭火系统由固定的泡沫液消防泵、泡沫液贮罐、比例混合器、泡沫混合液的输送管道及泡沫产生装置等组成，并与给水系统连成一体。当发生火灾时，报警装置接到着火信号后立即传送到泡沫系统的动力装置上，先启动消防泵、打开相关阀门，泡沫被输入着火油罐内，系统即可实施灭火。

50

111032145126710

1-储水池；2-泡沫泵站；3-泡沫液储罐；4-泡沫比例混合器；5-泵；6-管道；7-阀门井；

图5-6 固体式泡沫灭火系统图图4.7 固定式泡沫灭火系统

1-储水池； 2-泡沫泵站； 3-泡沫液储罐；8-控制装置；9-泡沫喷头 10-自动报警装置；11-泡沫产生器；12-储油罐 4-泡沫比例混合器； 5-泵； 6-管道； 7-阀门井； 8-控制装置； 9-泡沫喷头；固定式泡沫灭火系统的泡沫喷射方式可采用液上喷射和液下喷射方式。

液上喷射泡沫灭火系统的泡沫产生器安装于油罐壁的上部，喷射出的泡沫覆盖住整个燃烧的液面进行灭火。液上喷射泡沫灭火系统适用于固定顶、外浮顶和内浮顶三种储罐。与液下喷射泡沫灭火系统相比，液上式造价较低，并且泡沫不易遭受油品的污染。缺点是当油罐发生爆炸时，泡沫混合液管道及泡沫产生器易被拉坏，造成火灾失控。

液下喷射泡沫灭火系统中的泡沫由泡沫喷射口从油罐底部喷入，经过油层上升到燃烧的液面扩散覆盖整个液面，进行灭火。液下喷射泡沫灭火系统适用于固定拱顶贮罐，不适用于外浮顶和内浮顶储罐。其原因是浮顶阻碍泡沫的正常分布，当只对外浮顶或内浮顶储罐的环形密封处设防时，无法将泡沫全部输送到该处。

当以液下喷射的方式将泡沫注入水溶性液体后，由于水溶性液体分子的极性和脱水作用，泡沫会遭到破坏，无法浮升到液面实施灭火。所以液下喷射泡沫灭火系统不适用于水溶性甲、乙、丙液体固定顶储罐的灭火。

根据《GB 50151-2010泡沫灭火系统设计规范》的要求，非水溶性甲、乙、丙类液体储罐低倍数泡沫液的选择，应符合下列规定：

（1）当采用液上喷射系统时，应选用蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液； （2）当采用液下喷射系统时，应选用氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液； （3）当选用水成膜泡沫液时，其抗烧水平不应低于现行国家标准《泡沫灭火剂》GB 15308规定的C级。

水溶性甲、乙、丙类液体和其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体，以及用一

51

10-自动报警装置； 11-泡沫产生器； 12-储油罐

套系统同时保护水溶性和非水溶性甲、乙、丙类液体的，必须选用抗溶泡沫液。

4.2.3性能指标

4.2.3.1低倍数泡沫灭火系统

（1）对于固定顶储罐，其保护面积应按其横截面积确定，其泡沫混合液供给强度及连续供给时间应符合下列规定：

➢ 非水溶性液体储罐液上喷射系统，其泡沫混合液供给强度和连续供给时间不应小于

下表规定。

表4.7非水溶性液体储罐泡沫混合液供给强度和连续供给时间

系统形式 泡沫液种类 供给强度[L/(min·m2)] 固定式、半固定式系统 蛋白 氟蛋白、水成膜、成膜氟蛋白 移动式系统 蛋白、氟蛋白 水成膜、成膜氟蛋白 注：1 如果采用大于本表规定的混合液供给强度，混合液连续供给时间可按相应的比例缩短，但不得小于本表规定时间的80%。 2 沸点低于45℃的非水溶性液体，设置泡沫灭火系统的适用性及其泡沫混合液供给强度，应由试验确定。

连续供给时间（min） 甲、乙类液体 40 45 丙类液体 30 30 6.0 5.0 8.0 6.5 60 60 45 45 ➢ 水溶性液体和其他对普通泡沫有破坏作用的甲、乙、丙类液体储罐液上或半液下喷

射系统，其泡沫混合液供给强度和连续供给时间不应小于下表规定。

表4.8水溶性液体储罐泡沫混合液供给强度和连续供给时间 液体类别 丙酮、异丙酮、甲基异丙酮 甲醇、乙醇、正丁醇、丁酮、丙烯腈、醋酸乙酯、醋酸丁酯 含氧添加剂含量体积比大于10%的汽油 注：本表未列出的水溶性液体，其泡沫混合液供给强度和连续供给时间应根据本规范附录A的规定由试验确定。

供给强度[L/(min·m2)] 12 12 连续供给时间（min） 30 25 6 40 52

液上喷射系统泡沫产生器的设置数量不应小于表4.9的规定：

表4.9液上喷射系统泡沫产生器设置数量

储罐直径（m） ≤10 ＞10且≤25 ＞25且≤30 ＞30且≤35 泡沫产生器设置数量（个） 1 2 3 4 注：对于直径大于35m且小于50m的储罐，其横截面积每增加300m2，应至少增加1个泡沫产生器。

当一个储罐所需的泡沫产生器数量大于1个时，宜选用同规格的泡沫产生器，且应沿罐周均匀布置，水溶性液体储罐应设置泡沫缓冲装置。

（2）对于外浮顶储罐，钢制单盘式与双盘式外浮顶储罐的保护面积，应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/(min·m2)，连续供给时间不应小于30min。

（3）对于内浮顶储罐，钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐的保护面积，应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定；其他内浮顶储罐应按固定顶储罐对待。

钢制单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐的泡沫堰板设置、单个泡沫产生器保护周长及泡沫混合液供给强度与连续供给时间，应符合下列规定：

➢ 泡沫堰板与罐壁的距离不应小于0.55m，其高度不应小于0.5m； ➢ 单个泡沫产生器保护周长不应大于24m；

➢ 非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L／(min·m2 )； ➢ 水溶性液体的泡沫混合液供给时间不应小于30min。 4.2.3.2 中倍数泡沫灭火系统

丙类固定顶与内浮顶油罐，单罐容量小于10000m2 的甲、乙类固定顶与内浮顶油罐，当选用中倍数泡沫灭火系统时，宜为固定式。

油罐中倍数泡沫灭火系统应采用液上喷射形式，且保护面积应按油罐的横截面积确定。 系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量，应按罐内用量、该罐辅助泡沫用量、管道剩余量三者之和最大的油罐确定。

系统泡沫混合液供给强度不应小于4L／(min·m2 )，连续供给时间不应小于30min。

53

设置固定式中倍数泡沫灭火系统的油罐区，宜设置低倍数泡沫。

泡沫产生器应沿罐周均匀布置，当泡沫产生器数量大于或等于3个时，可每两个产生器共用一根管道引至防火堤外。

4.2.4安装、调试

图4.8液上喷射泡沫灭火系统的构成

外浮顶储罐泡沫堰板的设计，应符合下列规定：

（1）当泡沫喷射口设置在罐壁顶部，密封或挡雨板上方时，泡沫堰板应高出密封0.2m；当泡沫喷射口设置在金属挡雨板下部时，泡沫堰板高度不应小于0.3m；

（2）当泡沫喷射口设置在罐壁顶部时，泡沫堰板与罐壁的间距不应小于0.6m；当泡沫喷射口设置在浮顶上时，泡沫堰板与罐壁的间距不宜小于0.6m；

（3）应在泡沫堰板的最低部位设置排水孔，排水孔的开孔面积宜按每1m2环形面积280m2确定，排水孔高度不宜大于9mm。

泡沫产生器与泡沫喷射口的设置，应符合下列规定： （1）泡沫喷射口设置在罐壁顶部时，应配置泡沫导流罩；

（2）泡沫喷射口设置在浮顶上时，其喷射口应采用两个出口直管段的长度均不小于其直径5倍的水平T形管，且设置在密封或挡雨板上方的泡沫喷射口在伸入泡沫堰板后应向下倾斜30°～60°。

当泡沫产生器与泡沫喷射口设置在罐壁顶部时，储罐上泡沫混合液管道的设置应符合下列规定：

（1）可每两个泡沫产生器合用一根泡沫混合液立管；

54

（2）当三个或三个以上泡沫产生器一组在泡沫混合液立管下端合用一根管道时，宜在每个泡沫混合液立管上设置常开控制阀；

（3）每根泡沫混合液管道应引至防火堤外，且半固定式泡沫灭火系统的每根泡沫混合液管道所需的混合液流量不应大于1辆消防车的供给量；4 连接泡沫产生器的泡沫混合液立管应用管卡固定在罐壁上，管卡间距不宜大于3m，泡沫混合液的立管下端应设置锈渣清扫口。

当泡沫产生器与泡沫喷射口设置在浮顶上，且泡沫混合液管道从储罐内通过时，应符合下列规定：

（1）连接储罐底部水平管道与浮顶泡沫混合液分配器的管道，应采用具有重复扭转运动轨迹的耐压、耐候性不锈钢复合软管；

（2）软管不得与浮顶支承相碰撞，且应避开搅拌器； （3）软管与储罐底部的伴热管的距离应大于0.5m。

4.2.5主要部件

泡沫灭火系统由泡沫消防水泵、泡沫混合液泵、泡沫液泵、泡沫比例混合器(装置)、压力容器(泡沫预混液储罐及驱动气瓶)、泡沫产生装置(泡沫产生器、泡沫、泡沫炮、泡沫喷头等)、阀门、管道等组成。

4.2.5.1 泡沫消防泵

泡沫消防水泵、泡沫混合液泵的选择与设置，应符合下列规定：

（1）应选择特性曲线平缓的离心泵，且其工作压力和流量应满足系统设计要求； （2）当泡沫液泵采用水力驱动时，应将其消耗的水流量计入泡沫消防水泵的额定流量； （3）当采用环泵式比例混合器时，泡沫混合液泵的额定流量宜为系统设计流量的1.1倍；

（4）泵出口管道上应设置压力表、单向阀和带控制阀的回流管。 泡沫液泵的选择与设置应符合下列规定：

（1）泡沫液泵的工作压力和流量应满足系统最大设计要求，并应与所选比例混合装置的工作压力范围和流量范围相匹配，同时应保证在设计流量范围内泡沫液供给压力大于最大水压力；

55

（2）泡沫液泵的结构形式、密封或填充类型应适宜输送所选的泡沫液，其材料应耐泡沫液腐蚀且不影响泡沫液的性能；

（3）应设置备用泵，备用泵的规格型号应与工作泵相同，且工作泵故障时应能自动与手动切换到备用泵；

（4）泡沫液泵应能耐受不低于10min的空载运转。

4.2.5.2 泡沫比例混合器(装置)

泡沫比例混合器（装置）是泡沫灭火系统中按所需比例控制吸入泡沫液的一种设备，它安装在消防泵上将泡沫液按所需比例与水混合送入泡沫发生器内。泡沫比例混合器进口的工作压力范围为0.6～1.4MPa，出口的工作压力范围为0～0.05MPa。

泡沫比例混合器(装置)的选择，应符合下列规定：（1）系统比例混合器(装置)的进口工作压力与流量，应在标定的工作压力与流量范围内；（2）单罐容量不小于20000m3的非水溶性液体与单罐容量不小于5000m3的水溶性液体固定顶储罐及按固定顶储罐对待的内浮顶储罐、单罐容量不小于50000m3的内浮顶和外浮顶储罐，宜选择计量注入式比例混合装置或平衡式比例混合装置；（3）当选用的泡沫液密度低于1.12g/mL时，不应选择无囊式压力比例混合装置。

当采用平衡式比例混合装置时，应符合下列规定：（1）平衡阀的泡沫液进口压力应大于水进口压力，且其压差应满足产品的使用要求；（2）比例混合器的泡沫液进口管道上应设置单向阀；（3）泡沫液管道上应设置冲洗及放空设施。

当采用计量注入式比例混合装置时，应符合下列规定：（1）泡沫液注入点的泡沫液流压力应大于水流压力，且其压差应满足产品的使用要求；（2）流量计进口前和出口后直管段的长度不应小于管径的10倍；（3）泡沫液进口管道上应设置单向阀；（4）泡沫液管道上应设置冲洗及放空设施。

当采用压力式比例混合装置时，应符合下列规定：（1）泡沫液储罐的单罐容积不应大于10m3；（2）无囊式压力比例混合装置，当泡沫液储罐的单罐容积大于5m3且储罐内无分隔设施时，宜设置1台小容积压力式比例混合装置，其容积应大于0.5m3，并应保证系统按最大设计流量连续提供3min的泡沫混合液。

当采用环泵式比例混合器时，应符合下列规定：（1）出口背压宜为零或负压，当进口压力为0.7MPa～0.9MPa时，其出口背压可为0.02MPa～0.03MPa；（2）吸液口不应高于泡沫

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液储罐最低液面1m；（3）比例混合器的出口背压大于零时，吸液管上应有防止水倒流入泡沫液储罐的措施；（4）应设有不少于1个的备用量。

图4.9 计量注入式比例混合装置

图4.10 环泵式比例混合流程示意

表4.10 国产线式比例混合器主要规格及其性能参数

型号 PHF3 PHF4 PHF8 PHF16 进口压力（MPa） 0.6-1.2 0.6-1.2 0.6-1.2 0.6-1.2 出口压力0.7MPa时的泡沫混合液流量（L/s） 3 3.75 7.5 15 4.2.5.3 泡沫液储罐

泡沫液储罐:用钢制焊接而成卧式或立式的储罐，罐内外应进行防腐处理。常用规格有：300L、400L、500L、600L、700L、800L、1m3、1.2 m3、1.5 m3、2m3。

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常压泡沫液储罐应符合下列规定：（1）储罐内应留有泡沫液热膨胀空间和泡沫液沉降损失部分所占空间；（2）储罐出液口的设置应保障泡沫液泵进口为正压，且应设置在沉降层之上；（3）储罐上应设置出液口、液位计、进料孔、排渣孔、人孔、取样口、呼吸阀或通气管。

4.2.5.4 泡沫产生装置

国产泡沫产生器按照安装使用方式可分横式（PC型）和竖式（PS型）两种。

表4.11 PC型泡沫产生器规格

型号 进口压力（Mpa） 流量（L/s） 混合液 PC4 PC8 PC16 PC24 0.5 0.5 0.5 0.5 4 8 16 24 泡沫 25 50 100 150 混合液输入管口径（mm） 50 65 75 100

表4.12 PS型泡沫产生器的规格

型号 PS13A PS14A PS15A PS16A PS17A 规格/（L/s） 25 50 100 150 200 混合液输入管口径/ mm 50 70 80 100 125

罐壁顶空气泡沫产生器反射板管卡短管管牙接口闷盖

图4.11 PC型泡沫产生器安装图

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油罐顶边易裂刻痕

油罐顶边图4.12 PS型泡沫产生器安装图

泡沫产生器的进口压力，为0.3～0.6MPa ,它对应的泡沫混合液流量,按公式（4.9）计算：

qk110p（4.9）

式中：

图5-10 型泡沫产生器安装尺寸图K1--泡沫产生器流量特性系数见下表； P--泡沫产生器的进口压力，MPa； q--泡沫混合液流量，L/min。

表4.13 PC型和PS型泡沫产生器流量特性系数

PC型号 K1 PS型号 K1 PC4 0.57 PS13A 0.54 PC8 1.13 PS14A 1.07 PS15A 2.14 PC16 2.26 PS16A 3.12 PC24 3.39 PS17A 4.28 低倍数泡沫产生器应符合下列规定：（1)固定顶储罐、按固定顶储罐对待的内浮顶储罐，宜选用立式泡沫产生器；（2)泡沫产生器进口的工作压力应为其额定值±0.1MPa；（3)泡沫产生器的空气吸入口及露天的泡沫喷射口，应设置防止异物进入的金属网；（4)横式泡沫产生器的出口，应设置长度不小于1m的泡沫管；（5)外浮顶储罐上的泡沫产生器，不应设置密封玻璃。

高背压泡沫产生器应符合下列规定：（1)进口工作压力应在标定的工作压力范围内；（2)出口工作压力应大于泡沫管道的阻力和罐内液体静压力之和；（3)发泡倍数不应小于2，且不应大于4。

中倍数泡沫产生器应符合下列规定：1)发泡网应采用不锈钢材料；2)安装于油罐上的中

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倍数泡沫产生器，其进空气口应高出罐壁顶。

图4.13立式泡沫产生器安装示意

图 4.14 横式泡沫产生器安装示意 表4.14图4.14中的主要尺寸（mm）

型号 L H PC4 1000 180 PC8 1000 200 PC16 1000 240 PC24 1000 280 60

4.2.5.5 控制阀门和管道

1、当消防泵出口管径大于300mm 时，不应采用单一手动启闭功能的阀门。阀门应有明显的启闭标志，远控阀门应具有快速启闭功能，且密封可靠。

2、常开或常闭的阀门应设锁定装置，控制阀和需要启闭的阀门应设肩闭指示器。参与远控炮系统联动控制的控制阀，其启闭信号应传至系统控制室。

3、 干粉管道上的阀门应采用球阀，其通径必须和管道内径一致。 4、 管道应选用耐腐蚀材料制作或对管道外壁进行防腐蚀处理。

5、 在使用泡沫液、泡沫混合液或海水的管道的适当位置宜设冲洗接口。在可能滞留空气的管段的顶端应设置自动排气阀。

6、 在泡沫比例混合装置后宜设旁通的试验接口。

7、 低倍数泡沫灭火系统的水与泡沫混合液及泡沫管道应采用钢管，且管道外壁应进行防腐处理。

8、 中倍数泡沫灭火系统的干式管道，应采用钢管；湿式管道，宜采用不锈钢管或内、外部进行防腐处理的钢管。

9、 高倍数泡沫灭火系统的干式管道，宜采用镀锌钢管；湿式管道，宜采用不锈钢管或内、外部进行防腐处理的钢管；高倍数泡沫产生器与其管道过滤器的连接管道应采用不锈钢管。

10、 泡沫—水喷淋系统的管道应采用热镀锌钢管。其报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置、末端放水装置的设置，应符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的有关规定。

11、 全压力式、半冷冻式液化烃储罐固定式消防冷却水管道的设置应符合下列规定： 1）储罐容积大于400m3时，供水竖管应采用两条，并对称布置。采用固定水喷雾系统时，罐体管道设置宜分为上半球和下半球两个供水系统。

2）消防冷却水系统可采用手动或遥控控制阀，当储罐容积等于或大于1000m3时，应采用遥控控制阀；

3）控制阀应设在防火堤外，距被保护罐壁不宜小于15m；

4）控制阀前应设置带旁通阀的过滤器，控制阀后及储罐上设置的管道，应采用镀锌管。

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4.2.5.6 消防泡沫炮

1、 远控消防炮应同时具有手动功能。

2、 消防炮应满足相应使用环境和介质的防腐蚀要求。

3、 安装在室外消防炮塔和设有护栏的平台上的消防炮的俯角均不宜大于50°，安装在多平台消防炮塔的低位消防炮的水平回转角不宜大于220°。

4.2.5.7 消防水池

1、 当消防用水由工厂水源直接供给时，工厂给水管网的进水管不应少于两条。当其中一条发生事故时，另一条应能满足100%的消防用水和70%的生产、生活用水总量的要求。消防用水由消防水池(罐)供给时，工厂给水管网的进水管，应能满足消防水池(罐)的补充水和100%的生产、生活用水总量的要求。

2、 工厂水源直接供给不能满足消防用水量、水压和火灾延续时间内消防用水总量要求时，应建消防水池（罐）。

3、 水池（罐）的容量，应满足火灾延续时间内消防用水总量的要求。当发生火灾能保证向水池（罐）连续补水时，其容量可减去火灾延续时间内的补充水量；

4、 水池（罐）的总容量大于1000m3时，应分隔成两个，并设带切断阀的连通管； 5、 水池（罐）的补水时间，不宜超过48h；

6、 当消防水池（罐）与生活或生产水池（罐）合建时，应有消防用水不作他用的措施； 7、 寒冷地区应设防冻措施；

8、 消防水池（罐）应设液位检测、高低液位报警及自动补水设施。

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附录 系统设计说明

针对10万立方（罐高21米，直径80米）的外浮顶石油储罐（甲A类烃类液体）的消防系统做出以下设计，包括消防系统设备清单和水喷雾冷却系统和固定式泡沫灭火系统具体设计和说明。因储罐场所的信息（如两储罐间距，罐区布置等）不完善所做设计和说明仅作指导参考。

1.1 泡沫灭火系统设计说明

GB50160规定甲、乙类和闪点等于或小于90℃的丙类可燃液体的浮顶罐及浮盘为非易熔材料的内浮顶罐中，单罐容积等于或大于50000m3的非水溶性可燃液体储罐应采用固定式泡沫灭火系统。同时指出，宜采用低倍数泡沫灭火系统。根据GB50151，采用液上喷射方式。本设计同一时间火灾次数为一次，着火罐为其中一个浮顶罐。

1、着火罐的混合液用量：规范规定非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/(min·m2)，连续供给时间不应小于30min。单个泡沫产生器最大保护周长24m。选用浮顶上设置的方式。设堰板与罐壁间距为0.9m，则浮顶罐泡沫保护密封区域环形面积223.6m2。混合液用量12.5×223.6×30=83850L，混合液流量为46.6L/s。选用12个PC8型空气泡沫产生器，总流量为96L/s；均匀布置其保护周长为20.9m，均满足要求。

2、配备3支泡沫，连续供给时间为30min，每支辅助泡沫的流量不应小于240L/min，选用PQ4泡沫三支，流量为4L/s，总流量12L/s。混合液用量为3×4×30×60=21600L。 3、混合液流量为96+12=108L/s。混合液设计用量为108×1.05=113.4L/s。

4、GB50151要求储罐区泡沫灭火系统管道内的水和泡沫混合液流速不宜大于3m/s，按v=3m/s计算，混合液管径：d=[4×113.4/(3.14×3×103)]1/2=0.219m，选择DN250管道。

2×5、管道剩余量：DN250，长度约为600m。则管道剩余量为3.14×（0.25/2）600×1000=29438L。

此时管内流速=4×113.4/[3.14×0.252×1000]=2.31m/s 6、混合液的水头损失∑h=0.0000107×

2.3120.2491.3×600=0.21MPa=21m。

7、混合液泵所需扬程H=∑h+P0+hz=94m；本例假设最不利点处泡沫产生装置或泡沫喷射装置与消防水池的最低水位或系统水平供水引入管中心线之间的静压差为23m，最不利点处空气泡沫产生器出口所需要的压力为50m。

8、总泡沫液用量为83850+21600+29438=134888L。选用YEDF-6多功能氟蛋白泡沫液，混

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合比为3%，则泡沫液的设计用量为134888×0.03=4047L。选用5m3的泡沫罐。混合液设计用水量为130841L，流量为110L/s。

9、选混合液泵：由Q=113.4L/s和H=94m选取泡沫消防泵。选取型号XBD10.7/130-200SS10的消防水泵，额定流量为130L/s，扬程为107m。一用一备。

1.2 水喷雾系统设计说明

GB50160-2008规定，对于可燃液体地上立式储罐，罐壁高于17m、容积等于或大于10000m³储罐应设置固定式消防冷却水系统。且当着火罐为浮顶罐（浮盘用易熔材料制作的储罐除外）时，其邻近罐可不考虑冷却。

1、选用ZSTWB33.7/120喷头，K=33.7，雾化角120°。

2、单个喷头流量Q=K√10P=41.27L/min。其中P=0.15MPa。《水喷雾灭火系统技术规范》（征求意见稿）规定甲、乙、丙类液体储罐防护冷却喷头的工作压力不应小于0.15MPa。 3、单个储罐所需喷头数目NSW=3.14×80×21×2.0/41.27=256个。其中S为保护对象的q保护面积；W为保护对象的设计喷雾强度，为2.0L/min·m2。 4、系统的计算流量Qj1/60q=176L/s。

ii1n6、系统的设计流量QskQj=1.05×176=185L/s 7、水雾锥底圆半径RBtg2=0.7×tg60°=1.2124m。

8、储罐的周长为3.14×80=251.2m。251.2/256=0.98m<1.2124。喷头单环布置，间距为0.98m。 9、用水量185×3600×6=3996m3，其中6为水喷雾系统的持续供给时间(h)。

10、规范要求管道内水的平均流速不宜大于5m/s，根据流量和流速确定管径大小如图所示。经水力计算，水喷雾系统管道的水头损失约为0.75MPa，雨淋阀的局部水头损失按0.08MPa，消防水泵的扬程H=∑h+P0+hz=121m。根据流量和扬程选择XBD12.7/100-150SS123的消防水泵，流量为100L/s，扬程为127m。两用一备。

11、泡沫灭火系统和水喷雾系统总用水量为131 +3996=4127 m3。消防水池容量为4500 m3，分设五格。

1.3 光纤光栅探测系统、图像型火灾探测系统设计

系统设置说明：光纤光栅传感器一般安装在浮盘周围，挡雨板的内侧或二次密封

装置的螺栓上。敷设间隔为3米，并分为6个区域，若某一区域发生火灾，信号则的传递给光纤光栅报警主机。图像型火灾探测器安装在浮盘的中心位置，由云台可以控制旋转。当某一区域的光纤光栅发出报警后，报警信息传递给矩阵控制器，控制云台旋转到该区域进行火警及视频确认。

详细设计说明见CAD图纸。

1.4 设备清单

项目名称 序名 称 号 型号 火灾报警系统 光纤光栅火灾探测器主机（4通1 道） 2 3 4 5 6 7 8 8.1 8.2 8.3 8.4

石油化工储罐 规格单位 数量 单 价 备 注 台 1 光纤光栅温度传感器 智能图像火灾探测器 输入模块 可燃气体探测器 火灾报警控制器（联动型） 手动火灾报警按钮 消防应急广播系统 CD录放盘 广播功率放大器 广播分配盘 输出模块 个 个 个 个 台 个 套 65

170 6 6 若干 1 若干 1 1 1 1 2 防爆型 应急广播系统由8.1～8.5组成

8.5 9 10 11 12 13 音响 火灾声光警报器 视频分配器 若干 若干 1 矩阵控制器 光端机 配件等 1 1 未计 水喷雾灭火系统 额定工作压力：0.35MPa；流量1 水雾喷头 只 500 特性系数K=33.7；喷射角度：120°；连接螺纹：R1/2 雨淋报警阀组由2.1～２．６组2 雨淋报警阀组 套 2 成 材质：灰铸铁；隔膜式；压力等2.1 雨淋报警阀 套 2 级：1.2MPa；法兰式连接，法兰标准：GB/T9119-2000 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3 4 5 5 安全信号蝶阀 压力开关 水力警铃 消防电磁阀 管配件 主管道 支管道 支管路连接件 主管路连接件 估算 估算 估算 估算 估算 只 只 只 只 套 米 米 对 对 4 2 2 2 若干 若干 若干 若干 若干 材质：灰铸铁；对夹式 材质：铜合金 材质：铝合金 螺纹连接，铜合金 流量115L/S（三用一备，含控6 泵组 台 4 制柜） 7 稳压泵 台 2 一用一备，含控制柜 66

固定式泡沫灭火系统 立式有隔膜；流量范围：4～32L/s；容量6m³；含液位计、安全阀、进水阀、加液阀、出液 阀、比例混合器、排气阀、胶囊、出液管、滤管、排污阀、排水阀等，不含泡沫液；混合比3%。 2 PC-8型泡沫产生器 套 18 1 压力式泡沫比例混合装置 套 1 3 泡沫消火栓 套 2 箱体材质：冷轧钢板，厚度4 消防水带箱 套 3 1.2mm；箱体尺寸：800×650× 320；内含3根25m长DN65水带1.6MPa，3支PQ4泡沫 5 6 7 泡沫液 泡沫管道及管配件 水管道及管配件 估算 估算 吨 米 米 6 若干 若干 3%水成膜 67

图9 光纤光栅温度传感器、图像型火灾探测器布置图（详图见CAD）

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