储罐区消防冷却喷淋装置设计中的问题探讨口任立军【ｌ】朱艳闭（【１］新疆乌鲁木齐消防支队开发区消防大队【２】江苏苏州消防支队园区消防大队新疆·乌鲁木齐８３００００；２１５０００）江苏·苏州摘要结合实践，对可燃液体立式储罐区消防冷却的水量计算及计算中应注意的问题加以论述，同时，对在设计中应注意的问题提出探讨性意见。关键词储罐区冷却喷淋装置理论水量实际水量水量复核中图分类号：ＴＮ９１９文献标识码：Ａ文章编号：１００７—３９７３（２００７）０８－２４－０２１前言储罐区消防冷却装置设计是消防设计中经常遇到的，其主要工作大致包括消防冷却型式的确定、消防冷却水量的确定、消防设备及喷头的选取、管道的配管等内容，但在消防水。霉后减去第一个方程乘以馥’把方程组（２。）变为方程组（３）｛Ｐ‘＋魏警－：：麓：二嚣世％一．＋＾＾－矿回代得精确解而－号鬻；Ｉ毛，竺学蚶·”而用传统的Ｇａｕｓｓ消去法求解ｘ。时，由于联带乘积将ｘ：的误差０．００１放大了约２００００倍，从而使方程组的锯严重失真，如果采用本文提出的算法，就可以完全消除误差直接得到精确解ｏｒｑ一Ⅱ，＋碣．２０毋‘一一掣，，一中重复上述过程．总共需要进行ｎ一１个Ｓｔｅｐ，将方程组（１）化为等价同解的上三角形方程组Ｊ【哆’≈＋…＋口ｏ‘－岬（曲毫尔＿拜ｒ’口等‘…名＂矗础＾·妒…卜－牡牙Ｐｑ坤”吐”叠矗加【’。角。”‘例３方程组１羞：３Ｚ’二芋的精确解为ｒ。㈣’如果用Ｊａｃｏｂｉ迭代法求解（迭代１０次）得，矗＝（３．∞００３犁脚８３驰９９９８８１矿误差０工‘一‰ｌ。＝０．０００１８７，而用Ｇａｕｓｓ—Ｓｅｉｄｅｌ迭代法在给定同样改进的Ｇａｕｓｓ消去法在消元过程中没有除法，所以不会产生误差，故大大提高了方程组（１）解的精确值。如果回代过程中的除法能整除，即方程组（１）有整数解，则本算法可以完全消除舍入误差直接得到精确解；即使方程组（１）无整数解，只要在回代过程中的除法能在计算机允许的范嗣内能除尽，方程组（１）也能完全杜绝误差而得到精确解；如果回代过程中的除法不能在计算机允许的范围内除尽，采用分数回代也能得到相当精确的近似精确解，就可以将解的误差降到最低。３．２求解线性方程组实例用改进的Ｇａｕｓｓ消去法求解例ｌ。首先消元精度的前提下也要迭代５次才能五：０鲫“ｊ２∞删．００００６ｊＪ髓ＩＩ’吼＝ｎ埘ｌⅡ而采用本文的改进Ｇａｕｓｓ消去法则可以完全消除误差而得到精确解。误差分析与数值实验表明，即使方程组的阶数１３．很大，使用本文提出的改进Ｇａｕｓｓ消去法解“良态”的线性方程组，在多数情况下，都可得到符合要求的近似解。４结论本文提出的改进Ｇａｕｓｓ消去法，在消元过程中没有除法，避开了误差的产生，有效地阻止了消元过程中系数相除所产生的舍入误差，最大程度地提高了线性方程组解的精确度。如果线性方程组有整数解；或回代过程中的除法能在计算机字长允许的范围内除尽，则利用本文提出的算法就可以完全消除误差，得到精确解。即使线性方程组的解在计算机允许的范围内不能除尽，只要我们在最后回代过程中采取分数回代，也能将线性方程组的解提高到最为精确的近似解。所以本算法对于科学和工程计算中求解线性方程组，具有一定的实际参考价值。８１：｜２习雒：黜三；凋腓屯秘＝等＝－用本文提出的改进ＧａＵＳ￥消去法求得的解与原Ｇａｕｓｓ消去法求得的解相比，减少了线性方程组解的误差，提高了线性方程组解的精确度’因为本算法减少了舍人误差。例２方程组［：要点毖］·［：：习用ＧａＵＳｓ消去法求解得ｉｌ．ＯＯｌ，ｘＩ＝一ＩＯ．如果采用本文提出消元麟２９１堋５９．１如４ｉ消嘲。兹解；¨螂星｜斟协论１ｊｊ·２００７年第８期ｌ下）万方数据 量的确定和管道配管时，有许多问题值得特别注意。在此结（３）当ｈ＞１２ｍ时总水量比较，见表２。合实践，将经常遇到的问题提出并加以探讨。表２罐壁高度大于１２ｍ的储罐消防用水量比较表２常见问题及解决方法２．１水量的计算与标准的执行公称控‘建规＇的规定的供给按‘石化规’、‘油臣规，、蕃积储翟储疆强度Ｈ－Ｉｔ的投定供给强度计葺储罐区消防冷却喷淋装置设计，首要工作是消防水量的，卜径矗度羞火麓相锦譬总用水着火罐相铝簋总用水用术生用：，ｇＪｌ量用木星用水生置确定，其依据主要有《建筑设计防火规范》（以下简称《建ｚ／ａｉ．ｎｚ／ｔｉｎｚ／ｔｉｎｚ／ｔａｔ］．／ａｉｍｌ，山规》）、《石油化工企业设计防火规范》（以下简称＜石化规》）；２３７勰１衢３０３衢７．５石油库设计。还可依据《石油库设计规范》（以下简称《油库∞２３．９１７ｃ∞∞∞．Ｔｌ啪．６韬１１．１规》）；对立式储罐而言，《石化规＞、《油库规》的消防冷却水供ｎ５０．６６２笳．２嚣５０．２水强度一致，而《建规》和《石化规》的消防冷却水供水强度不一致，这就给设计人员执行规范带来许多困难。对此问题，以以一个着火罐和一个相邻罐为例。．可燃液体固定储罐为例，我们看一下各规定（见表综上（１）（２）及表２可得如下结论：当储罐高度ｈ＞１４．５ｍ１）：时，按《石化规》的供水强度进行消防水量的计算，其余应按表ｌ冷却水的供给范围和供给强度《建规》的供水强度进行计算。２．２水量的确定应与配管相结合固定式消防用水量应为着火罐和相邻罐用水量之和，按Ｉ姻曩量囊面积炻化规，＇（８１ｌｌｔ趣），帕Ｉ量定■局长表ｌ即可计算。但应注意，按《建规》的规定，着火罐和相邻罐‘勰＇的艘■棚■空硒粳帕——牛２．ｏｌ＾－ｉ皿Ｉ．ｌ石化鼬，（铟８Ｊ－．ｔ１）．的规ｊ￡的供给强度相同，供水范围却相差一倍；如果着火罐和相邻苴田长的一牛‘墨搜，的规定罐的大小相同，计算出的水量也相差一倍，因此，在配管时就应考虑如何才能实现这种水量关系。利用表ｌ比较消防用水量的差异（在罐直径相同的基础建议如下：上进行比较）。在储罐的容积不大于５０００ｍ３且楣邻罐只有１个的情（１）着火罐Ｑ着ｌ＝６０＂ｒｒｄ．Ｗｌ（１）况下．计算相邻罐的水量时，按罐周长计算，这样虽然总水量Ｑ着２＝刊．ｈ．Ｗ２（２）会有所增加．但可以不必采取特殊措施也能保证相邻罐的供式中水量。当储罐大于５０００ｍ３且相邻罐多于２个及以上时，如Ｑ着１——《建规》规定的消防冷却水用量ｏ／ｍｉｎ）按上述做法．势必导致水量大量增加而不经济，在这种情况Ｑ着２－—－《石化规》、《油库规》规定的消防冷却水用量下．应采取下列措施，实现相邻罐供水量减半，即：将喷淋环ｏ／ｍｉｎ）管分成２段或四段互不连通的管，每段环管应单独一个立管ｄ一储罐的直径（ｍ）引出防火堤外，每个立管设一个能显示启闭状态的阀ｆ－ｌ；ｈａ以ｈ一储罐罐壁高度（ｍ）控制，方能控制消防水量减半的要求，并满足消防要求。Ｗ１一《建规》规定的供给强度∞．ｍ）（１）当储罐区只有２个储罐时，环管应分２段布置。ｗ２一《石化规》、《油库规》规定的供给强度（１／ｒａｉｎ．ｍ２）（２）当储罐区有２排储罐，储罐规格相差不大时，环管假设Ｑ着ｌ＝Ｑ着２（３）ｔ应分４段布置。６０＂ｒｒｄ．Ｗｌ＝＇ｒｒｄ．ｈ．Ｗ２（４）（３）当储罐区有２排储罐，储罐规格相差悬殊时，应根将Ｗｌ、Ｗ２代人上式中，可得ｈ＝１２ｍ。据此分析（４）式可据具体实际情况，具体布置环管，来考虑实际消防用水量。知，当ｈ＞１２ｍ时，Ｑ着１＜Ｑ着２；当ｈ＜１２ｍ时，Ｑ着１＞Ｑ着对相邻罐而言，只有采取上述措施后，方能按表１的供２。水强度及供水范围进行水量计算，若不将环管分段，着火时此结果表明：当着火罐高度ｈ＜１２ｍ时，按《建规》计算的是难以保证着火罐和相邻罐用水量的，设计时应将二者结合水量比按《石化规》计算的水量大；当着火罐高度ｈ＞１２ｍ起来考虑，以保证火灾时水量的充足供应，又不导致水量过时，按《建规》计算的水量比按《石化规》比较计算的水量小。大而不经济。（２）相邻罐Ｑ邻１＝０．５ｘ６０ｗｄ．Ｗ１（５）２．３水量的复核Ｑ邻２－－０．５ｘＴｒｄ．ｈ．Ｗ２（６）式中消防冷却水量可根据规范进行计算，但计算出的水量仅Ｑ邻ｌ一《建规》规定的相邻罐消防冷却水用量Ｏ／ｎａｎ）仅是设计所需的最低水量，可供初选消防设备之用，实际所Ｑ邻２一《石化规》、《油库规》规定的相邻罐消防冷却水需消防用水量应根据所选设备和喷头的流量及数量进行复用量（１／ｒａｉｎｌ核。ｄ一储罐的直径㈤（１）当计算移动式消防用水量时，除按规定计算外，还ｈ一储罐罐壁高度（ｍ）应根据所选喷枪的流量和实际应用个数进行核算最终用水Ｗ１一《建规》规定的相邻罐供给强度Ｏ／．．ｉ１＇１）量。ｗ２一《石化规》、《油库规》规定的相邻罐供给强度（１／ｍｉｎ．（２）当计算固定式喷淋冷却用水量时，应根据所选喷头ｍ２１的流量和数量确定用水量。将ｗ１、Ｗ２代人（５）（６）式中，可得（３）无论移动用水量还是固定用水量，根据规范所计算Ｑ邻１＝０．５１ｒｄ．３０∽的用办：量仅仅市理论用水量，即最低用水量。当根据实际设Ｑ邻２＝０．５订ｄ．ｈ．２（８）备和喷头所核算的实际用水量小于理论用水量时，以理论用比较（７）（８）式可知，只有当ｈ＞１５ｍ时，Ｑ邻ｌ＜Ｑ邻２才水量为准。否则，应以实际消防设备和喷头数量所核算的实成立。即罐壁高度大于１５ｍ时，按《建规》计算的水量比按际用水量为准。《石化规》计算的水量小。罐壁高度小于１５ｍ时，按《建规》计算的水量比按《石化规》计算的水量大。斟像论抚·２００７年第８期ｌ下】万 方数据储罐区消防冷却喷淋装置设计中的问题探讨
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
任立军， 朱艳
任立军(新疆乌鲁木齐消防支队开发区消防大队,新疆·乌鲁木齐,830000)， 朱艳(江苏苏州消防支队园区消防大队,江苏·苏州,215000)科协论坛（下半月）
SCIENCE & TECHNOLOGY ASSOCIATION FORUM2007(8)
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