摘要：文章主要以酒精储罐区消防设计为研究目的，首先分析了酒精储罐区火灾特性，其次分析了消防设施形式的选择，最后总结出设计优化措施，真正提高酒精储罐区消防能力。
关键词：酒精储罐区；消防设计；消防设施形式
随着国内燃油需求迅速增长，供需矛盾日益突出，我国科学家从上个世纪以来一直致力于研发燃油的替代品。工程科技界人士的不断实验与实践，目前已成功研制出适合国情的变性乙醇（燃料酒精）的生产技术，并逐步应用于中试及工程化生产实际中。
1、蒸馏车间消防设计分析
为降低蒸馏的能耗，我们对一般酒精生产企业的现有的酒精蒸馏生产工艺进行研究：现有工艺中采用两塔差压蒸馏，精馏塔采用来自锅炉的一次蒸汽通过外置再沸器间接加热，精馏塔产生的酒汽给粗馏塔加热，粗馏塔排放的酒汽给预热器加热。由于蒸馏工序中仅两个蒸馏塔，蒸汽中热力循环利用率较低，循环冷却水使用量大，造成了资源的浪费；由于受精馏塔、分子筛操作时工况的限制，精馏塔进入分子筛的酒汽无法再利用蒸馏系统中的热量，必须采用新鲜蒸汽对其直接加热，保持酒汽压力以满足分子筛生产工艺要求。
对蒸馏系统热源重复利用率不高的问题，经研究，将两塔差压蒸馏工艺改为三塔热耦合工艺，流程配置粗馏塔、组合塔、精馏塔。运用差压蒸馏原理重复利用给定数量的能量来提高蒸馏设备的热力效率。方案实施后蒸馏系统由不同操作压强的塔组成，利用较高压力的塔顶蒸汽做为相邻压力较低的蒸馏塔的再沸器的热源。此较低压力蒸馏塔的再沸器即为较高压力精馏塔的冷凝器。塔顶蒸汽的汽化潜热被系统本身回收利用。
与原有蒸馏系统热耦合方式相比较，增加了组合塔。发酵成熟醪经多级预热后一部分进粗馏塔，另一部分进组合塔，组合塔下段为提馏段，上段为精馏段。蒸汽对精馏塔供热，精馏塔对组合塔供热，组合塔对粗馏塔进行供热，其他热源作为醪液多梯次预热。由于增加了组合塔，提高了蒸汽热能重复利用效率，从而减少了蒸汽使用量，达到节能的目的。同时技改项目实施后进入分子筛的酒汽不是来自精馏塔而改为组合塔排出的酒汽；精馏塔可为其提供热量，使进入分子筛前的酒汽保持一定温度和压力，满足生产工艺要求。技改后与现有工艺相比较不需要采用蒸汽直接对酒汽进行加热，减少了蒸汽的消耗。由于热能的利用率提高，减少了循环水的消耗量，从而达到了降耗的效果。
2、消防设施形式的选择
2.1灭火剂的选择
通常酒精储罐区火灾可产生于储罐内、装卸区、物料泵房、物料管道接口等场所。储罐内的火灾若用干砂、干石粉作为灭火剂，则操作难度相当大；采用干粉和二氧化碳气体灭火尚处于实验阶段。对储罐外、装卸区、物料泵房、物料管道连接部位跑冒滴漏等场所火灾可选用干粉、干石粉、泡沫作为灭火剂，其扑救方式比较灵活多变。但为增强罐区消防设施可操作性，提高灭火设施的通用性，储罐外、装卸区、物料泵房、物料管道连接部位跑冒滴漏等场所火灾仍选用泡沫作为主要灭火措施，选择干粉、干砂作为辅助灭火措施。泡沫灭火剂选用抗水溶性泡沫液。
2.2储罐冷却型式的选择
本工程酒精储罐采用钢质内浮顶储罐，且罐壁采取隔热措施，根据《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-92）第5.2.3条规定，可不设置防日晒冷却水系统。为贯彻“预防为主，防消结合”的方针，储罐应设置消防冷却水系统，根据《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-92）第7.3.8条规定：“罐壁高于17 m或储罐容量大于或等于10000mL，的非保温储罐应设置固定式消防冷却水系统。”因本工程酒精储罐高度为16.8m，且单罐容量为5000m³，故消防冷却水可选择固定式消防冷却水系统，也可选移动式消防冷却水系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于储罐着火时，辐射热高，人工操作强度大，水炮向罐壁射水时，水被罐壁的反作用力击离罐壁，呈柱状下落，冷却效果不佳。
2.3泡沫灭火型式的选择
罐内的火灾有两种扑救措施：泡沫液上喷射方式和泡沫液下喷射方式。泡沫液上喷射方式空气泡沫产生装置简单，整个系统处于备战状态，出泡沫快，操作简单，节省人力，劳动强度小；泡沫液下喷射方式空气泡沫产生装置相对复杂，操作要求严格，且液下喷射时，泡沫从浮升区翻腾着向上流动和扩散，并带动部分酒精自上而下翻腾，通常只有停止泡沫喷射后，泡沫液才能覆盖浮升区而彻底灭火，灭火时间往往稍长，液下式喷射方式不适用于储存水溶性液体的浮顶储罐。因此，设计采用泡沫液上喷射方式。
3、消防设施
3.1泡沫灭火系统
3.1.1泡沫站规模确定
泡沫混合液供给量由三部分组成：①最不利储罐内火灾扑救泡沫混合液需量，由于本工程酒精储罐采用由易熔金属材料制作的浮盘，计算泡沫混合液需量时仍按固定顶储罐计算，计算得泡沫混合液流量Q1=45.4L/s；②扑救酒精跑冒滴漏引起的火灾，使用泡沫枪2支（两只PQ4型泡沫枪流量折合1只PQ8型泡沫枪流量），泡沫混合液流量Q2=8L/s；③系统管道内泡沫混合液剩余量5mL。由于火灾发展过程中，固定式泡沫灭火系统的管道往往因罐壁热变形或爆炸开裂等故障而丧失泡沫混合液转输能力，此时应动用设置于防火堤外围的泡沫炮，作为补救措施，向着火罐喷射泡沫，启动两支泡沫炮，从不同的方向打击着火罐，泡沫混合液流量Q2=64L/s。因此泡沫灭火系统设计中，当采用固定式消防冷却水系统时，应以移动式泡沫灭火系统的泡沫需量进行校核，取两者之中的较大者，以策安全。
3.1.2设施设计要点
①泡沫枪及泡沫炮宜选水-泡沫两用型，且选用在同一泡沫炮上安装有大小流量的两根枪，以方便操作人员根据火灾情况灵活调整泡沫混合液流量。当泡沫枪和泡沫炮共用管道系统时，泡沫枪应采取减压措施。
②泡沫枪选型。目前泡沫枪常用的型号分PQ4，PQ 8，PQ 16共3种，但工程实践表明，PQ 8，PQ 16泡沫枪难以操作，反推力太大，只有借助固定装置才能使用。因此设计应尽量选用PQ 4型泡沫枪。
③泡沫缓冲装置应在储罐制作封顶前进行泡沫喷射试验。因内浮顶储罐如安装泡沫溜槽或泡沫降落槽，必须在浮盘上开孔，会增加物料蒸发而积，在罐顶与浮盘之间形成爆炸性气体空间，这样将失去使用内浮顶储罐的意义。因此只能利用泡沫在罐壁的附着来减缓泡沫的降落速度。目前内浮顶储罐泡沫混合液存在如下弊端：一是即使安装了泡沫堰板，泡沫在罐壁的反作用力下，仍溅向罐体的中心；二是罐壁在热辐射的威胁下，泡沫在罐内壁容易形成“气垫层”。同时罐体上的泡沫消防装置应与罐体同步施工，同时制作，及时、适当调整泡沫堰板的高度和角度，避免当罐体施工完毕，再安装泡沫装置，而无法观察泡沫在罐体内部的喷射效果。
④泡沫管道系统：泡沫混和液是一种腐蚀性较强的液体，其输送管道的内壁应防腐。通常可选择两种方法：一是选用加厚镀锌钢管，利用钢管镀锌之特性，自身防腐；二是选用无缝钢管，内刷防腐涂料。
4、结束语
综上所述，对于蒸馏车间及酒精储罐区消防系统的设计，无论采用什么形式的消防系统的设计都需在符合及满足消防规范的前提下做到合理及经济。一些新的消防设施用在酒精厂消防系统上，也有待在今后的实践中加以检验及完善。
参考文献：
[1]张丽杰.蒸馏车间及酒精储罐区消防设计探讨[J].给水排水，2013（S1）
[2]陈金思，王陆珠.酒精储罐区消防设计浅析[J].工业用水与废水，2014（02）
论文作者:杨树洲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签：泡沫论文; 储罐论文; 混合液论文; 精馏论文; 酒精论文; 组合论文; 冷却水论文; 《基层建设》2018年第28期论文;