一種用于拱頂罐的消防系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種用于拱頂罐的消防系統，包括滅火介質源、傳送滅火介質的消防管道、將滅火介質噴灑到拱頂罐內著火點的噴灑裝置；所述的噴灑裝置為均布于所述的浮盤上的噴頭，所述的噴頭為雙流體噴霧噴頭。根據本實用新型的技術方案，在拱頂罐失火時，可以通過均布于罐內的雙相流噴霧噴頭很快噴出的氮氣和水汽組成的水霧，這些水霧充滿了拱頂罐內的空間，隔離罐內的著火點與氧氣，使著火點由于缺氧窒息而滅火，同時大量的水汽可以帶走大量的熱量，使著火點的溫度達不到燃點而防止死灰復燃。
【專利說明】一種用于拱頂罐的消防系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油罐消防設施領域，特別涉及一種用于拱頂固定罐的消防系統。

【背景技術】
[0002]在石油化工企業中，儲油罐一般結構形式多見于拱頂罐，按照結構的不同，拱頂罐可分為固定頂罐和內浮頂罐。固定頂罐也稱拱頂固定罐或者拱頂罐。
[0003]拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉，所以在國內外許多行業應用最為廣泛，最常用的容積為1000-10000立方米，目前，國內拱頂儲罐的最大容積已經達到30000立方米，石化行業一般用這樣的拱頂罐儲存不易揮發的重油等。
[0004]拱頂罐的一般結構如下:
[0005]罐底:罐底由鋼板拼裝而成，罐底中部的鋼板為中幅板，周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板，也可采用弓形板。一般情況下，儲罐內徑〈16.5m時，宜采用條形邊緣板，儲罐內徑彡16.5m時，宜采用弓形邊緣板。
[0006]罐壁:罐壁由多圈鋼板組對焊接而成，分為套筒式和直線式。
[0007]套筒式罐壁板環向焊縫采用搭接，縱向焊縫為對接。拱頂儲罐多采用該形式，其優點是便于各圈壁板組對，采用倒裝法施工比較安全。
[0008]直線式罐壁板環向焊縫為對接。優點是罐壁整體自上而下直徑相同，特別適用于內浮頂儲罐，但組對安裝要求較高、難度亦較大。
[0009]罐頂:罐頂有多塊扇形板組對焊接而成球冠狀，罐頂內側采用扁鋼制成加強筋，各個扇形板之間采用搭接焊縫，整個罐頂與罐壁板上部的角鋼圈(或稱鎖口)焊接成一體。
[0010]石油化工企業在生產經營過程中均存在很大火災安全隱患，屬于火災安全管理重點場所，作為石油化工企業的重要組成部分的儲油罐則是防范重中之重。在現階段，石油化工企業針對拱頂罐常常采用泡沫滅火系統、移動(固定)消防水炮和煙霧滅火系統等消防安全設施的一種或多種技術手段進行防范與撲救，但效果不是令人滿意。


【發明內容】

[0011]本實用新型的目的是為了克服目前采用泡沫滅火系統、移動(固定)消防水炮和煙霧滅火系統等消防安全設施對拱頂罐進行消防保護不能滿足用戶的要求的不足，提供一種拱頂固定罐的消防系統，該消防系統在罐內安裝噴頭，可以噴出大量的氮氣和水汽的混合霧氣，對著火點采用缺氧窒息滅火的同時，利用水汽吸收大量的熱量降溫，使著火點的材料溫度不能達到點而使熄滅了的火死灰復燃。
[0012]本實用新型的技術方案是:一種用于拱頂罐的消防系統，包括滅火介質源、傳送滅火介質的消防管道、將滅火介質噴灑到拱頂罐內著火點的噴灑裝置；所述的滅火介質源包括具有一定壓力的消防水源和氮氣源；所述的消防管道包括將消防水或者氮氣從消防水源和氮氣源處傳送到拱頂罐內的主干管道和分支管道；所述的分支管道分布設置在漂浮于拱頂罐內液面的浮盤內，且作為浮盤的骨架；所述的主干管道至少包括兩段豎直設置在拱頂罐內穿過所述的浮盤的柱子狀的剛性管道，在剛性管道的頂端連接柔性管道分別與所述的分支管道連通；所述的噴灑裝置為均布于所述的浮盤上的噴頭，所述的噴頭為雙流體噴霧唆頭O
[0013]根據本實用新型的技術方案，在拱頂罐失火時，可以通過均布于罐內的雙相流噴霧噴頭很快噴出的氮氣和水汽組成的水霧，這些水霧充滿了拱頂罐內的空間，隔離罐內的著火點與氧氣，使著火點由于缺氧窒息而滅火，同時大量的水汽可以帶走大量的熱量，使著火點的溫度達不到燃點而防止死灰復燃。
[0014]本實用新型的優選方式有:所述的分支管道為分布在所述的浮盤上的環形雙管道，其中一根環形管道中流動消防水，另一根環形管道內流動氮氣，這兩根環形管道分別與所述的噴頭的進水管和進氣管相連通。噴頭通過安裝立管安裝在浮盤上面，雙相流噴頭的噴口離所述的浮盤上表面距離為10-12cm。
[0015]另外，本實用新型采用了一種雙流體噴霧噴頭該噴頭包括套管和噴嘴，所述套管最下部設有噴嘴，所述套管中間設有與進水管相通的進水通道，所述進水通道周圍是與其隔離的進氣通道，所述的進氣通道與進氣管相通；所述的噴嘴上端中間是水嘴，水嘴為階梯環狀，上部大環口與所述的進水通道相通，在水嘴內上部設置有霧化芯，所述的噴嘴下部小環口為盲管，中間設置噴水小孔；所述的噴嘴上端周圍是連接所述的噴嘴和套管的水氣法蘭盤，水氣法蘭盤內側下面是集流環，所述的集流環的下側與所述的水嘴下端平齊；所述的集流環上端通過水氣法蘭盤與所述的進氣通道相通；所述的集流環和水嘴下側是霧化室，所述的噴水小孔和集流環下端輸入到霧化室，霧化室四周的壁上設置噴霧嘴。噴霧嘴為窄縫隙形狀，包括交錯設置的四條窄縫隙。套管中，進水通道下側設置有內螺紋，與所述的水嘴上部的外螺紋嚙合；所述的水氣法蘭盤兩側分別與所述的套管和噴嘴相接。這種噴頭可以將氮氣和水充分霧化，并且能很快從噴霧嘴里噴出，充滿整個拱頂罐中剩余空間。
[0016]另外，本實用新型還可以具備自動滅火功能，因此，還包括監控系統，所述的監控系統包括設均布置于內浮頂罐的浮盤中感溫電纜，以及監控中心和分別設置在主干管道中的選擇控制閥；所述的感溫電纜分別與所述的控制中心通信連接，主干管道中的各選擇控制閥分別由控制中心控制。
[0017]以下將結合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的實施例1結構圖；
[0019]圖2為本實用新型的實施例1俯視圖；
[0020]圖3為本實用新型的實施例采用的噴頭正視圖；
[0021]圖4為圖3A-A截面圖；
[0022]圖5為圖3B放大圖；
[0023]圖6為本實用新型實施例1噴頭的水嘴外形圖；
[0024]圖7為圖4截面圖。
[0025]圖中:1、消防水源，2、氮氣源，3、水閥，4、氣頭，5、監控中心，6、感溫電纜，7、主干管道，8、噴頭，9、柔性管道，10、分支管道，11、罐側壁，12、浮盤，13、罐頂，801、套管，802、噴嘴，803、進水管，804、進氣管，805、進水通道，806、進氣通道，807、消氣法蘭盤，808、水嘴，809、霧化芯，810、噴水小孔，811、集流環，812、霧化室，813、噴霧嘴。

【具體實施方式】
[0026]實施例1，本實施例是一種用于拱頂罐的消防系統，如圖1和圖2所示，拱頂罐包括罐頂13和罐側壁11，是由地面和罐頂13與柱形的罐側壁11包圍的空間，在該空間中可以儲存重油等級不易揮發的油品，整個消防系統包括氮氣源2和消防水源1，氮氣源2和消防水源I都具有一點的壓力，將氮氣和消防用水傳送到拱頂罐內著火點的管道，本實施例中，管道采用鐵或者其它剛性且能耐一定高溫度的材料制成，這樣就可以用作管道的同時，還可以作為一些支撐件，如，分支管道10本身就可以作為浮盤12的骨架使用，主干管道7豎起在罐中時，穿過浮盤12時，可以作為浮盤12固定柱子，本實施例中，使用三根豎起的剛性管道作為浮盤12的限定柱，其中兩根管道用來傳送氮氣從罐底到罐頂，同樣剩余的一根管道將消防水從罐底傳送到罐頂處，在這三根管道的底部采用金屬或者非金屬的管道分別與消防水源I和氮氣源2相通，在豎直管道的上部接近拱頂罐罐頂13處采各采用一根柔性管道9將三根管道內部與浮盤12中的環形的分支管道10連通。分支管道10分布設置在漂浮于拱頂罐內液面的浮盤12內，且作為浮盤12的骨架；噴灑裝置為均布于浮盤12上的噴頭8為雙流體噴霧噴頭。
[0027]本實施例中，分支管道10為分布在所述的浮盤12上的環形雙管道，其中一根環形管道中流動消防水，另一根環形管道內流動氮氣，這兩根環形管道分別與所述的噴頭的進水管和進氣管相連通。噴頭9通過安裝立管安裝在浮盤18上面，雙相流噴頭的噴口離所述的浮盤上表面距離為10-12cm。
[0028]本實施例中使用的噴頭如圖3、4、5、6、7所示，該噴頭是是一種雙相流噴霧噴頭，使用在本實施例中的消防設施中，同時向噴惰性氣體如氮氣和水組成的霧氣，使這種霧氣彌漫在整個著火空間，隔離著火材料和空氣中的氧氣，使著火點由于缺氧而窒息滅火，同時由于水氣吸收大量熱量降溫，使溫度達不到材料的燃點而杜絕死灰復燃。
[0029]如圖3、4、5所示，本實施例的雙相流噴霧噴頭主要由套管I和噴嘴2組成，套管801最下部設有噴嘴802。套管801是連接消防水源I與和氮氣源2的接口，在套管801上具有與消防水源I連接的進水管803和與氮氣源2相通的進氣管804，在管道上都設置有螺紋，可以再通過法蘭等接管道，在套管801中間設有與進水管803相通的進水通道805，進水通道805周圍是與其隔離的進氣通道806，進氣通道806與進氣管804相通。這里，套管801其實就是由一根大口徑的管道套上一根較小口徑的管道，中間較小口徑的管道就是進水通道805，兩個管道之間就是進氣通道806。
[0030]噴嘴802上端中間是水嘴808，水嘴808如圖6、7所示，本實施例中，水嘴808整體為階梯環狀，就是由兩截管道組成，上部管道直徑中，外徑和內徑分別大于下部的管道外徑和內徑，上部稱為大環口，下部稱為小環口，大環口與套管801中間的進水通道805相通，在水嘴808內上部設置有霧化芯809，噴嘴802下部小環口為盲管，中間設置噴水小孔810 ；本實施例中套管801中的進水通道805也就是套管中的內管道下側設置有內螺紋，與水嘴808上部的外螺紋嚙合；水氣法蘭盤807兩側分別與套管801和噴嘴802相接。噴嘴802上端周圍是連接噴嘴802和套管801的水氣法蘭盤807，水氣法蘭盤807內側下面是集流環811，集流環811包圍在水嘴808小環口外側，集流環811的下側與水嘴808下端平齊；集流環811上端通過水氣法蘭盤807與進氣通道806相通，將套管801中環形的進氣通道806中的氮氣集中起來，與水嘴808中經過霧化芯809霧化后的水汽一起向下到霧化室812中。集流環811和水嘴808下側是霧化室812，噴水小孔810和集流環811下端輸入到霧化室812，霧化室812四周的壁上設置噴霧嘴813。噴霧嘴813為窄縫隙形狀，包括交錯設置的四條窄縫隙，如圖5所示，本實施例中有四條窄縫隙的噴霧嘴813，分成兩排，每排兩個相對設置的窄縫隙噴霧嘴813，這樣霧化室812時的高壓霧氣就可以通過這四條窄縫隙彌漫出來。
[0031]本實施例還是一個自動滅火的消防系統，在其中還包括監控系統，監控系統包括設均布置于內浮頂罐的浮盤中感溫電纜6，以及控制中心5和分別設置在供氣主供管道上的供氣閥門4和供水供管中的供水閥門3 ;感溫電纜6分別與控制中心5通信連接，供氣主供管道上的供氣閥門4和供水供管中的供水閥門3分別由控制中心5控制。控制中心5與供氣主供管道上的供氣閥門4和供水供管中的供水閥門3采用通信電纜通信連接。
[0032]本實施例在規避現有滅火系統的缺陷的同時，吸取了先進經驗，針對內拱頂罐的浮盤的火災特征和結構特征，采用雙相流技術，利用浮盤本身結構骨架設置水路和氣路管道，通過浮盤上層按需布置專用噴頭，實施儲罐內部滅火目的。其優勢在于:
[0033]其一、滅火速度快。水氣共同作用，形成環形細水霧錐，將浮盤表面明火從根部壓縮分隔，在快速汽化的同時抑制氧氣的進入，形成窒息環境熄滅火焰；與此同時，噴入的氮氣與環境空氣及時融合，降低環境氧濃度、可燃石油氣濃度，并快速排出儲罐內部，達到滅火目的。
[0034]其二、工程造價經濟。本發明無需單獨布置管道，綜合利用供水供氣管道形成浮盤承重骨架，在實現滅火裝置功能的同時有限增加浮盤造價和質量，但從整體工程造價而言，特別是與傳統設計消防設施方案對比，經濟性明顯。
[0035]其三、維護成本低。本發明采用普通市政水壓級供水和低壓供應氮氣(< 1.2MPa)，無需特別處理，水劑介質可綜合利用市政消火栓管網或自來水管網供應，氮氣介質可綜合利用石化企業生產工藝環節已有的空分裝置供應或獨立配置空分裝置從空氣中直接分離，兩種介質均不存在有效期限制，不需要按時更換，大幅度降低企業維護成本。
[0036]其四、資源消耗少，無次生災害。對于日漸緊缺的水資源，本發明采用細水霧的原理，在滅火過程中，減少了水資源的消耗量，同時，滅火時間短，更進一步減少了水資源的浪費。另外，氮氣來源于空氣分離，直接成本僅僅包含電耗和設備折舊，滅火完成后對環境不造成任何次生災害，符合綠色環保發展要求。
[0037]本實施例在進行滅火效果分析之前，對拱頂罐內部結構和浮盤的材質進行分析，通過精密計算，利用供水管網和供氣管網形成浮盤骨架，減輕了增加滅火系統而造成的荷載，不影響浮盤的本身強度與功能。按照專用的雙相流噴頭有效作用面積，以儲罐浮盤外環開始均勻布置。噴頭安裝立管長度以噴口距離浮盤表面高度為10?12cm為宜。本發明為了確保滅火劑供應的安全性，根據儲油罐火災或石油氣爆燃多發于浮盤上部空間，易對結構和管路造成損壞，設計主供管路從儲油罐油區中部采用柔性防腐蝕材料制作的管道供應，并采用隨行環繞避免管道纏繞，延伸使用壽命和降低維修幾率。
[0038]與現有儲油罐消防防范措施相比，本實施例的主要優點在于系統響應時間短，滅火速度快，資源消耗少，性價比高，生命周期長，維護成本低，環保安全無次生災害等，其應用于內浮頂罐效果顯著，具體體現有:
[0039]1、本實施例將滅火系統與浮盤集成，同時利用石油化工企業自有的氮氣資源和市政供水或廠區消火栓供水管網，整體綜合利用率高；另外，本實施例的水相和氣相工作壓力都屬于低壓范疇，對管道材質要求不高，明顯降低石油化工企業的工程建設成本。
[0040]2、本實施例采用氮氣和細水霧同時作用滅火，兩種介質均屬于綠色環保滅火劑，不會產生次生災害。因此，在火災報警時無須確認即可直接啟動，縮短滅火系統響應時間，將火情控制在發展初期。
[0041]3、本實施例配套的噴頭的工作原理為切割火源根部，分隔可燃物與火焰，將根部火源采用細水霧降溫、窒息直至完全熄滅，上部火焰采用氮氣快速混合，降低氧氣濃度，達到滅火目的。雙相流技術的采用增強了滅火效能，滅火效果明顯。
[0042]4、本實施例專用噴頭擁有專利技術，將噴頭水霧霧滴粒徑控制在400 μ m以下，在極短滅火過程中，水消耗量極少，且在降溫過程中汽化，不易造成積水等次生災害；同時噴入的氮氣可直接排放于空氣，不會對環境造成危害，安全環保。
[0043]5、本實施例中，采用的氮氣為惰性氣體，儲存過程中不會出現效能降低、變質等現象，因此，其生命周期幾乎不受限，規避了現有泡沫系統的泡沫液兩年必須換新的局限，節約了維護成本；同時石油化工企業中一般配置有大型制氮裝置與大型氮氣儲罐，氮氣通過空氣分離可隨時保證氮氣供應數量與質量，造價低廉，無需擔心滅火劑量受限的影響。
[0044]6、本實施例中的專用噴頭組件結構孔洞最小值為3mm，對水質要求低，無需增加過多的過濾設施，日常維護成本幾乎為零，大大降低了企業的維護費用。
【權利要求】
1.一種用于拱頂罐的消防系統，包括滅火介質源、傳送滅火介質的消防管道、將滅火介質噴灑到拱頂罐內著火點的噴灑裝置；其特征在于: 所述的滅火介質源包括具有一定壓力的消防水源(I)和氮氣源(2); 所述的消防管道包括將消防水或者氮氣從消防水源(I)和氮氣源(2)處傳送到拱頂罐內的主干管道(7)和分支管道(10);所述的分支管道(10)分布設置在漂浮于拱頂罐內液面的浮盤(12)內，且作為浮盤(12)的骨架；所述的主干管道(7)至少包括兩段豎直設置在拱頂罐內穿過所述的浮盤的柱子狀的剛性管道，在剛性管道的頂端連接柔性管道(9)分別與所述的分支管道(10)連通； 所述的噴灑裝置為均布于所述的浮盤(12)上的噴頭(8)，所述的噴頭(8)為雙流體噴霧噴頭。
2.根據權利要求1所述的用于拱頂罐的消防系統，其特征在于:所述的分支管道(10)為分布在所述的浮盤(12)上的環形雙管道，其中一根環形管道中流動消防水，另一根環形管道內流動氮氣，這兩根環形管道分別與所述的噴頭的進水管和進氣管相連通。
3.根據權利要求2所述的用于拱頂罐的消防系統，其特征在于:所述的噴頭(9)通過安裝立管安裝在浮盤(18)上面，雙相流噴頭的噴口離所述的浮盤上表面距離為10-12cm。
4.根據權利要求1或2或3所述的用于拱頂罐的消防系統，其特征在于:所述的噴頭(8)，包括套管(801)和噴嘴(802)，所述套管最下部設有噴嘴(802)，所述套管(801)中間設有與進水管(803)相通的進水通道(805)，所述進水通道(805)周圍是與其隔離的進氣通道(806)，所述的進氣通道與進氣管(804)相通； 所述的噴嘴(802)上端中間是水嘴(808)，水嘴(808)為階梯環狀，上部大環口與所述的進水通道(805)相通，在水嘴(808)內上部設置有霧化芯(809)，所述的噴嘴(802)下部小環口為盲管，中間設置噴水小孔(810)； 所述的噴嘴(802)上端周圍是連接所述的噴嘴(802)和套管(801)的水氣法蘭盤(807)，水氣法蘭盤(807)內側下面是集流環(811)，所述的集流環(811)的下側與所述的水嘴(808)下端平齊；所述的集流環(811)上端通過水氣法蘭盤(807)與所述的進氣通道(806)相通； 所述的集流環(811)和水嘴(808)下側是霧化室(812)，所述的噴水小孔(810)和集流環(811)下端輸入到霧化室(812)，霧化室(812)四周的壁上設置噴霧嘴(813)。
5.根據權利要求4所述的用于拱頂罐的消防系統，其特征在于:所述的噴霧嘴(813)為窄縫隙形狀，包括交錯設置的四條窄縫隙。
6.根據權利要求4所述的用于拱頂罐的消防系統，其特征在于:所述的套管(801)中，進水通道(805)下側設置有內螺紋，與所述的水嘴(808)上部的外螺紋嚙合；所述的水氣法蘭盤(807)兩側分別與所述的套管(801)和噴嘴(802)相接。
7.根據權利要求1所述的用于拱頂罐的消防系統，其特征在于:還包括監控系統，所述的監控系統包括設均布置于內浮頂罐的浮盤中感溫電纜(6)，以及監控中心(5)和分別設置在主干管道(7)中的選擇控制閥；所述的感溫電纜(6)分別與所述的控制中心通信連接，主干管道(7)中的各選擇控制閥分別由控制中心控制。
【文檔編號】A62C37/00GK204261233SQ201420559156
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月27日 優先權日:2014年9月27日
【發明者】唐超成, 馮毅, 陳玉萍, 寇建中, 周盛勇 申請人:廣東銳捷安全技術股份有限公司