浸出車間消防給水系統(tǒng)設(shè)計

袁 幀， 承 甜，胡榮鑫

無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

本文以4 000 t/d大豆加工生產(chǎn)線規(guī)模的浸出車間為設(shè)計案例，車間為多層鋼框架結(jié)構(gòu)廠房，軸線尺寸為 46 m×28 m，建筑層數(shù)為3層，建筑高度為23.750 m，占地面積為 1 122.68 m2，建筑面積為 3 941.15 m2，火災(zāi)危險性為甲1類。目前除《浸出制油工廠防火安全規(guī)范》對浸出車間消防設(shè)施進行相關(guān)規(guī)定外，國內(nèi)尚無專門的技術(shù)規(guī)范要求，因此需參考《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《泡沫滅火系統(tǒng)技術(shù)標準》、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范并結(jié)合國內(nèi)各大浸出車間消防系統(tǒng)案例進行消防給水系統(tǒng)設(shè)計。

1 浸出車間概況及特點

浸出車間以預(yù)處理車間生產(chǎn)的大豆膨化料胚片和菜籽餅作為原料，利用正己烷作為有機溶劑，通過油料浸出，濕粕脫溶、混合油蒸發(fā)汽提和溶劑回收等工序，生產(chǎn)浸出粕和浸出毛油。正己烷極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生強烈反應(yīng)，甚至引起燃燒。在火場中，受熱的容器有爆炸危險。正己烷蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。

近年來，國內(nèi)新建的各大浸出車間大多為多層鋼框架結(jié)構(gòu)，樓面及設(shè)備平臺均采用鋼格柵鋪設(shè)，火災(zāi)危險性為甲類1項，車間整體設(shè)為一個防火分區(qū)。

2 浸出車間消防系統(tǒng)設(shè)計

2.1 消火栓系統(tǒng)

浸出車間消火栓系統(tǒng)設(shè)計分為室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和室外消火栓系統(tǒng)兩部分。根據(jù)該浸出車間建筑體積規(guī)模，其室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量為10 L/s，室外消火栓用水量為30 L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為3 h。室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，管網(wǎng)平時由廠區(qū)最高建筑物屋頂設(shè)置的消防水箱及穩(wěn)壓泵維持壓力，發(fā)生火災(zāi)時啟動廠區(qū)消防泵房內(nèi)消火栓泵抽吸消防水罐內(nèi)儲水供應(yīng)消火栓系統(tǒng)用水。

浸出車間內(nèi)消火栓布置間距不超過30 m，保證車間同一平面有2支消防水槍的充實水柱同時到達室內(nèi)任何部位。 由于浸出車間屬于爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)，故消火栓箱內(nèi)的消防按鈕需采用防爆型，該按鈕作為觸發(fā)報警信號，不直接啟動消防水泵?；馂?zāi)時，可啟動任一處消火栓內(nèi)消防按鈕反饋火災(zāi)信號至消控中心進行報警。 在浸出車間禁區(qū)圍墻外便于消防車使用的地方設(shè)置1套SQS150-A型地上式水泵接合器與室內(nèi)消火栓管網(wǎng)連接。

2.2 滅火器設(shè)施

考慮到浸出車間油脂萃取過程中會使用正己烷作為有機溶劑，且油料加工過程中存在植物油脂等可燃液體，火災(zāi)危險性大，可燃物多，故將浸出車間按嚴重危險級B類場所配置滅火器，選用MF/ABC5(5 kg)手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，每具滅火器最小配置級別為89B，單位滅火級別最大保護面積為0.5 m2/B。

2.3 泡沫—水雨淋系統(tǒng)

浸出車間為甲類車間，起火后火勢蔓延迅速，撲救困難，容易造成重大財產(chǎn)損失?？紤]到消防及生產(chǎn)安全，該浸出車間設(shè)置泡沫—水雨淋系統(tǒng)?；馂?zāi)前期噴泡沫，后期噴水。前期噴泡沫能迅速滅火，后期噴水能防止火災(zāi)復燃，持續(xù)噴泡沫時間按10 min計，噴水時間按50 min計。泡沫—水雨淋系統(tǒng)泡沫混合液供給強度取6.5 L/(min·m2)，選用3%型水成膜泡沫液。鋼格柵平臺下噴頭采用吸氣型泡沫噴頭，單個噴頭流量為1.1 L/s；環(huán)形浸出器及立式蒸脫機周圍噴頭采用水幕噴頭。噴頭布置應(yīng)保證任意4個相鄰噴頭組成的四邊形保護面積內(nèi)的平均泡沫混合液供給強度不小于6.5 L/(min·m2)，且噴頭周圍不應(yīng)有影響泡沫噴灑的障礙物。根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50084—2017)中對每個雨淋報警閥控制的噴水面積不應(yīng)大于260 m2的規(guī)定，將該浸出車間一共劃分為19個噴水區(qū)域，每個區(qū)域由獨立的雨淋報警閥控制。若考慮火災(zāi)時19組雨淋報警閥全部開啟，水量將達580 L/s，如此大的水量將會大大增加廠區(qū)雨淋泵、泡沫混合裝置等浸出車間配套消防設(shè)施的投資成本。為了節(jié)約造價，體現(xiàn)消防設(shè)計方案的合理性，并結(jié)合浸出車間樓板均為鋼格柵板的特點，火災(zāi)時燃燒物會通過格柵板下落，火勢會沿著樓層縱向蔓延的特點，設(shè)計考慮火災(zāi)時的噴水邏輯為：頂層噴頭全噴，啟動4組雨淋閥；著火區(qū)域上下樓層噴頭全噴，啟動4組雨淋閥；環(huán)形浸出器及立式蒸脫機水幕噴頭全噴，啟動2組雨淋閥；同時啟動上述10組雨淋閥，最多同時開啟240個泡沫噴頭，148個水幕噴頭，泡沫—水雨淋系統(tǒng)實際最大用水量為359 L/s。

泡沫—水雨淋系統(tǒng)采用混合比為3%的水成膜泡沫混合液，在消防泵房內(nèi)設(shè)置一組平衡式泡沫比例混合裝置，型號PHP400/100，流量范圍240～400 L/s，配套泡沫液貯罐容積為8 m3。 在浸出車間禁區(qū)圍墻外設(shè)置10套SQS150-A型地上式水泵接合器與泡沫—水雨淋系統(tǒng)管網(wǎng)連接。

2.4 泡沫—水雨淋系統(tǒng)啟動方式

泡沫—水雨淋系統(tǒng)及雨淋泵的啟動方式不應(yīng)少于以下3種：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)啟動雨淋閥、消防控制室遠程自動或手動控制雨淋閥、現(xiàn)場手動應(yīng)急操作控制雨淋閥。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)自動啟動雨淋閥原理：消防聯(lián)動控制器處于自動狀態(tài)下，當設(shè)置在車間內(nèi)的感溫火災(zāi)探測器發(fā)出報警信號時，消防聯(lián)動控制器自動電動啟動雨淋閥電磁閥，從而控制雨淋閥開啟。

消防控制室(盤)遠程自動控制：消防聯(lián)動控制器處于自動狀態(tài)下，當火災(zāi)報警系統(tǒng)接收到“消防水泵出水管上設(shè)置的壓力開關(guān)或高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)”報警信號時，作為觸發(fā)信號，消防聯(lián)動控制器遠程自動聯(lián)動開啟雨淋閥控制管路上的電磁閥，以控制雨淋閥開啟。

消防控制室(盤)遠程手動控制：雨淋報警閥電磁閥的啟動和關(guān)閉按鈕，用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動控制器手動控制盤，通過遠程手動控制該電磁閥的啟閉。

雨淋報警閥現(xiàn)場手動應(yīng)急操作：通過現(xiàn)場啟閉雨淋報警閥控制管路上的泄水閥，以控制雨淋報警閥的啟閉。

3 結(jié)語

浸出車間屬于糧油加工廠房內(nèi)的甲類車間，目前規(guī)范對浸出車間的消防給水設(shè)計不具備詳實的規(guī)定，考慮到浸出車間火災(zāi)危險性大、火勢蔓延速度快的特點，并結(jié)合國內(nèi)各工廠浸出車間消防設(shè)計實例，總結(jié)了浸出車間消防給水設(shè)計思路，提出符合本工程特點的消防設(shè)計優(yōu)化措施。

(1) 浸出車間設(shè)置泡沫—水雨淋系統(tǒng)，能使火災(zāi)防護更加快捷高效，最大限度確保運營安全。

(2) 結(jié)合浸出車間為鋼格柵板樓面，考慮其火災(zāi)主要為縱向蔓延的特點，將泡沫—水雨淋系統(tǒng)的噴水邏輯按照火災(zāi)的擴散方向進行縱向分區(qū)，根據(jù)火災(zāi)的發(fā)展情況自動或手動開啟雨淋報警閥。既能起到快速消除火災(zāi)蔓延的作用，又能節(jié)省投資造價，優(yōu)化浸出車間的消防設(shè)計。