Bồn chứa LPG nổi trên mặt đất bị lửa tác động có thể mất cường độ thép phía trên mực chất lỏng trong thời gian ngắn — đó là con đường dẫn tới BLEVE. Hệ thống phun nước làm mát cố định giữ nhiệt độ thành bồn trong khi lửa chưa được dập. Bài viết này trình bày các thông số kỹ thuật chính theo NFPA 15 cho làm mát bồn LPG: mật độ phun, bố trí vòi, áp lực, nguồn nước, bơm và thử nghiệm — kèm một ví dụ minh họa cho bồn cầu.
Lưu ý: các con số dưới đây lấy từ NFPA 15 và các tài liệu quốc tế được dẫn, dùng để định hướng chung. Chúng không phải cơ sở thiết kế cho một kho cụ thể. Mật độ, lưu lượng, thể tích dự trữ và công suất bơm phải được tính từ hình học hoàn công và được kỹ sư có chứng chỉ xác nhận. Với dự án tại Việt Nam, cần đối chiếu thêm Luật PCCC và CNCH 55/2024/QH15, Nghị định 105/2025/NĐ-CP và các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành áp dụng cho kho chứa khí dầu mỏ hóa lỏng.
Mật độ phun: 10,2 L/phút/m² trên toàn bộ bề mặt ngoài
NFPA 15 điều 7.4.2.1 yêu cầu bồn và bình chịu tác động của lửa được phun với mật độ không nhỏ hơn 10,2 L/phút/m² (0,25 gpm/ft²) trên bề mặt ngoài. Con số này đã bao gồm 2,0 L/phút/m² dự phòng hao hụt do gió và dung sai góc phun — không cần nhân thêm hệ số an toàn riêng.
Bố trí vòi phun
- Vòi phun phải phủ toàn bộ bề mặt bồn theo cả phương ngang và phương đứng.
- NFPA 15 cho phép tính nước chảy xuống bề mặt (rundown) với khoảng cách giới hạn khoảng 3,7 m giữa các vòng phun theo phương đứng, nhưng không cho phép tính rundown phía dưới đường xích đạo của bồn cầu — nửa dưới phải có vòng phun riêng.
- Kết cấu đỡ và chân bồn cầu cũng phải được bảo vệ: chân thép mất cường độ trong lửa có thể làm sập bồn trước khi thành bồn hỏng.
Áp lực và kích thước lỗ vòi
NFPA 15 điều 8.1.2 đặt áp lực tối thiểu 1,4 bar (20 psi) tại mọi vòi phun bảo vệ đối tượng ngoài trời. Một số quy định quốc gia trong khu vực còn đặt kích thước lỗ vòi tối thiểu 6 mm, độc lập với kết quả thủy lực. Lý do là tắc nghẽn: lỗ nhỏ bị cáu cặn bịt kín, và một vòi tắc là vô hình cho tới khi hệ thống chạy. Vòi lỗ nhỏ hấp dẫn vì giảm cỡ ống, nhưng đó là một đánh đổi về độ tin cậy.
Đường ống
Dùng ống thép có bảo vệ chống ăn mòn bên ngoài, hoặc thép không gỉ. Hệ thống khô (bình thường không có nước) phải được bảo vệ cả bên trong. Ống xả tràn mạ kẽm bị ăn mòn bên trong theo thời gian — đây là phát hiện phổ biến ở các công trình cũ, và lỗ vòi bị bịt bởi gỉ chỉ lộ ra khi cho nước chạy.
Bồn bị cháy và các bồn lân cận phải được tính cùng nhau
NFPA 15 điều 7.1.10.2 yêu cầu xét đồng thời bồn đang cháy cùng các bồn lân cận bị bức xạ. Một kho định cỡ bơm và nguồn nước cho từng bồn riêng lẻ sẽ không đạt khi được rà soát đúng cách, dù từng vòng phun riêng đều đúng.
Ví dụ minh họa: một bồn cầu đường kính 16,6 m
Đây là minh họa bậc độ lớn, không phải bản tính thiết kế.
| Bước | Phép tính | Kết quả |
|---|---|---|
| Diện tích bề mặt bồn cầu | π × D² = π × 16,6² | khoảng 865 m² |
| Lưu lượng phun một bồn | 865 × 10,2 | khoảng 8.823 L/phút (529 m³/giờ) |
| Hai bồn (bồn cháy + bồn lân cận) cộng lăng phun | 2 × khoảng 8.850 + 1.900 | khoảng 19.600 L/phút (1.176 m³/giờ) |
| Nước cho 1 giờ, kịch bản hai bồn | 19.600 × 60 | khoảng 1.176 m³ |
| Nước cho 2 giờ, kịch bản hai bồn | 19.600 × 120 | khoảng 2.352 m³ |
Hướng dẫn quốc tế cho đám cháy bức xạ bồn LPG theo API 2510A khuyến nghị thời gian cấp nước từ hai giờ trở lên. Hãy nêu rõ thời gian thiết kế đã chọn và cơ sở của nó trong báo cáo, để chủ đầu tư ra quyết định có thông tin.
Bơm chữa cháy
Bơm phải chạy liên tục ở lưu lượng và áp lực yêu cầu trong suốt thời gian thiết kế. Thực hành tốt cho kho LPG là có ít nhất một bơm dẫn động bằng động cơ đốt trong, để hệ thống không phụ thuộc lưới điện trong sự cố; đặt bơm và thiết bị chữa cháy cách xa khu xuất nhập và cụm bồn; và thử bơm định kỳ theo NFPA 25. Xem thêm bài Thử nghiệm bơm chữa cháy theo NFPA 20 và NFPA 25.
Phương án thay thế: lớp chống cháy thụ động
Khi bồn không thể đưa về tiêu chuẩn phun nước một cách thực tế, lớp chống cháy thụ động là một hướng khác — với yêu cầu tối thiểu thường được nêu là 1 giờ 30 phút theo UL 1709, ASTM E119, ASTM E1529 hoặc ISO 22899. Đó là một đặc tính kỹ thuật đáng kể theo đúng nghĩa của nó, và phải được chứng nhận.
Thử nghiệm và hồ sơ
Thử nghiệm nghiệm thu khi lắp đặt hoặc sửa đổi, sau đó thử chức năng định kỳ. Một lần thử có thể bảo vệ được kiểm tra: độ phủ phun trên toàn bề mặt; áp lực tại vòi xa nhất ít nhất 1,4 bar; thời gian van xả tràn tác động — NFPA 15 điều 10.4.2.1 kỳ vọng hệ thống tác động trong vòng 40 giây sau khi phát hiện; và bơm chạy ở công suất định mức. Lưu hồ sơ để xuất trình khi kiểm tra.
Khu xuất nhập có mái che
Khu xuất nhập LPG có mái che là một hệ thống riêng và hay bị bỏ sót sau phần bồn. Thực hành phổ biến dùng hệ sprinkler với mật độ khoảng 12,2 L/phút/m² diện tích sàn, diện tích bảo vệ tối đa mỗi đầu khoảng 9,3 m² và khoảng cách đầu không quá 3,7 m — cần đối chiếu với tiêu chuẩn áp dụng cho dự án.
Nếu kho của bạn chưa đạt
- Tính lại thủy lực từ hình học hoàn công, không từ hồ sơ thiết kế gốc, và để kỹ sư có chứng chỉ xác nhận.
- Chạy thử toàn lưu lượng có chứng kiến: độ phủ toàn bề mặt, ít nhất 1,4 bar tại vòi xa nhất, van tác động trong 40 giây.
- Kiểm tra đường ống và vòi phun về ăn mòn bên trong và tắc nghẽn.
- Xác nhận nguồn nước và bơm đủ cho kịch bản bồn cháy cùng bồn lân cận, trong thời gian thiết kế.
- Thiết lập chế độ thử định kỳ và bắt đầu lưu hồ sơ.
Câu hỏi thường gặp
Có được dùng vòi lỗ nhỏ hơn nếu thủy lực vẫn đạt không?
Không nên. Lỗ nhỏ dễ bị cáu cặn bịt kín, và vòi tắc là vô hình cho tới khi hệ thống chạy.
Có bản tính thủy lực trong hồ sơ là đủ chứng minh tuân thủ chưa?
Chưa. Bản tính thể hiện ý định; một lần thử lưu lượng có chứng kiến mới chứng minh hệ thống thực sự cấp được.
Vì sao phải tính cả bồn lân cận?
Vì đám cháy một bồn chiếu bức xạ lên các bồn bên cạnh. NFPA 15 điều 7.1.10.2 yêu cầu xét đồng thời, và đó thường là ràng buộc quyết định cỡ bơm và nguồn nước.
Đọc thêm
- LPG Tank-Cooling: Water Spray Requirements — tiếng Anh
- Hệ thống phát hiện rò rỉ khí
- Tư vấn kỹ thuật an toàn và đánh giá rủi ro
Gửi câu hỏi kỹ thuật
SATU Innovative là công ty kỹ thuật về phòng cháy chữa cháy, phát hiện cháy và khí, và ứng phó sự cố tràn dầu. Chúng tôi rà soát và thiết kế hệ thống phun nước làm mát bồn theo NFPA 15, gồm tính toán thủy lực, đặc tính kỹ thuật và chương trình thử nghiệm. Hãy gửi câu hỏi cho chúng tôi kèm kích thước bồn, bố trí kho và nguồn nước hiện có.
Bài viết chỉ mang tính tóm tắt kỹ thuật, không phải tư vấn pháp lý hay thiết kế.
Ảnh minh họa: bồn cầu LPG tại Tarnów, Ba Lan. Ảnh: Andrzej Otrębski, Wikimedia Commons, giấy phép CC BY-SA 4.0.