從上述液化石油氣儲罐對火災的熱響應規律可以看出, 儲罐爆炸主要是兩方面的原因, 一是儲罐內部的壓力升高; 二是儲罐壁溫增加引起儲罐材料強度下降,圖7 為壓力容器用鋼16M nR 在不同溫度下的強度變化。采取一定的防護措施控制儲罐內部的壓力升高和儲罐壁溫增加, 可以防止儲罐在火災作用下發生爆炸,目前我國對于固定儲罐區的儲罐大都采用水冷卻方式, 對于移動儲罐大都采用隔熱保護方式。以下重點介紹采用水冷卻方式的消防設計要求和原則。

??? 3.1　消防用水量
??? 常溫高壓儲罐有球罐和臥式罐兩種形式, 本文主要介紹球罐的消防冷卻水量計算。
??? 3. 1. 1　固定噴淋水量
??? 根據《石油化工企業設計防火規范》(GB 50160-92 (以下簡稱“石化規”) 第7.9.2 條規定“液化石油氣儲罐容積大于100 m3 時, 應設置固定式消防冷卻水系統”[1] , 其冷卻水用量為:
??? 著火罐: 　　Q著= PD2q1 (1)
??? 相鄰罐: 　　Q鄰= PD2q2 (2)
式中:Q著——著火罐固定消防冷卻用水量(L/min) ;
???? Q鄰——相鄰罐固定消防冷卻用水量(L/min) ;
???? D ——球罐直徑(m ) ;
??? q1,q2—— 著火罐、相鄰罐冷卻水供水強度(L/m in ·m2) , 其大小一般由火災實驗確定, 世界各國在規范中規定也不盡相同, 如德國規范TRB 規定供給強度為100 L/m2·h, 保證在火災包圍的情況下90 分鐘內不會發生失效。我國規范的規定如表1, 是德國規范的5.4 倍, 因此建議通過火災實驗重新評估其合理性。

　　綜上(1)～ (2) 式, 球罐固定消防冷卻用水量如下:
???? Q固= Q著+ n·Q鄰??? (3)
式中:Q 固—固定消防冷卻用水量(L/m in) ;
　?? n—— 距著火罐1.5 D 范圍內的相鄰罐數量(個) , 當n≥3 時, 可按(3) 計算[2]。
??? 3. 1. 2　移動式消防冷卻用水量
??? 根據“石化規”第7.9.5 條“移動式消防冷卻用水量, 應按罐區內最大一個儲罐用水量確定”。
??? 當球罐容積小于400 m3 時,Q移≥30 L/s (108 m3/h)。
??? 當球罐容積大于或等于400 m3 時, Q移≥45 L/s(162 m3/h )。
??? 3.2　水冷卻方式
??? 固定式水冷卻系統包括在頂部集中配水罐壁漫流式、固定水噴淋、水噴霧、固定水炮等4 種基本形式。根據國外的資料介紹, 可靠性的排序依次為漫流式、固定水炮、水噴淋或水噴霧。而我國目前大多采用水噴淋或水噴霧方式, 但從使用效果看這種方式不盡妥當, 因為這種方式在發生蒸汽爆炸時易受到破壞, 西安3. 5 事故就是如此。而且這種方式噴頭容易堵塞, 維護比較困難。根據我國的國情, 水冷卻方式宜采用頂部布水罐壁漫流與固定水炮相結合的方式, 即部分冷卻水用漫流式, 部分冷卻水用固定水炮提供。該形式可靠性高且靈活, 能分別滿足防日曬冷卻、著火罐冷卻以及鄰近罐冷卻等不同冷卻強度的供水要求, 且對于與儲罐內部蒸汽區相接觸的干壁部分冷卻更有保證。該形式容易維護, 工程費用比目前使用的水噴淋或水噴霧系統低。對于大型儲罐建議設置自擺的移動式水炮, 以減少滅火人員暴露于火災危險區中的危險性, 并能有效保證噴射水流到達暴露于火災中的儲罐表面。

??? 4　結論
　　從液化石油氣儲罐在火災作用下的熱響應規律可以看出, 儲罐不采取任何保護措施時, 儲罐內部的壓力和儲罐壁溫度會迅速升高, 儲罐會在短時間內發生爆炸, 而采用水噴淋和隔熱防護等方式可以顯著阻止儲罐內部的壓力和壁溫增加, 從而延緩儲罐發生失效的時間。消防設計中供給強度建議進一步通過實驗來重新評估和確定。防護方式對于固定式儲罐, 建議采用儲罐頂部水漫流冷卻和固定水炮相結合的方式, 同時應設置大小合適的安全閥, 對于大型儲罐建議設置自擺的移動水炮。對于移動式儲罐, 建議采用隔熱層保護和安全閥泄壓相結合的方式。