顾秋云：水泥厂消防给水系统和灭火设施设计 水泥厂消防给水系统和灭火设施设计 顾秋云 （江苏省建筑材料研究设计院有限公司，江苏南京２１００００） 摘要：为保证水泥厂的正常运行。针对水泥厂项目的生产特点及各种危险危害因素．在项目设计中考虑有 较完善的水消防系统、气体灭火系统及自动喷淋灭火系统，针对不同的生产部位采用不同的消防措施．各 主要设备及建（构）筑物也采取了相应的防火防爆措施，使火灾的危险性和爆炸的危害性减少到最低限度。 可以有效地保障人身和生产设备的安全 关键词：消火栓系统；自动喷水灭火系统；灭火器系统；ＣＯ２自动灭火系统；七氟丙烷自动灭火系统 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓａｆｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｓａｆｅｔｙ ａｒｅ ｂｅｉｎｇ ｐａｉｄ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｐｌａｎｔｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｖａｒｉｏｕｓ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ，ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｗａｔｅｒ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｇａｓ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｐｒｉｎｋｌｅ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｉｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｄｅｓｉｇｎ．Ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｉｒｅｆｉｇｈｔｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｒｔｓ， ｅａｃｈ ｍａｉｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｌｓｏ ａｄｏｐｔ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｉｆｒｅｆｉｇｈｔｉｎｇ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｆｉｒｅ ｈａｚａｒｄ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｄａｎｇｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｐｅｒｓｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｉｒｅ ｈｙｄｒａｎｔ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｐｒｉｎｋｌｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；ｆｉｒｅ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｅｒ ｓｙｓｔｅｍ；ＣＯ２ ｆｉｒｅ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ； ＨＦＣ－２２７ｅａ ｇａｓ ｆｉｒｅ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ １工程概况 栓用水量ｐ＝１５ １／ｓ；火灾延续时间为３ ｈ。中央控制 在塔吉克斯坦３ ０００ ｔ／ｄ水泥生产线项目中． 厂内各建（构）筑物和堆场需设置消防系统。包括煤 粉制备及输送、水泥包装成品库、中央控制室、化验 室、综合材料库及机电修理车间、联合储库（原煤预 均化堆场）。 ２室内外消火栓系统 室属科研楼、试验楼，Ｈ＝９．９ ｍ， ＝５ ２６０．５ ｍ３；室内 消防用水量ｐ＝１０ １／ｓ。联合储库（原煤预均化堆 场）Ｗ＝１０ ４００ ｔ，室外Ｑ＝２０ １／ｓ。工厂内消防按同一 时间内火灾次数为一次计算．最大消防流量为Ｑ＝ ３Ｏ ｌ／ｓ，消防时间以３ ｈ计算，共需消防水量３２４ ｍ３Ｏ 根据ＧＢ５０２９５—２００８（水泥工厂设计规范》及国 家有关规定，本工程建（构）筑物产生火灾危险性类 别及最低耐火等级见表１。其余生产厂房及辅助建 筑都为丁、戊类，最低耐火等级为三级。 ２．１消防用水量 ２．２消防水源 消防水平时储存在厂区消防水池ｆｖ：４００ ｍ３ 一座）内。不做他用 消火栓系统采用稳高压系统 消火栓系统由水 ２．３室外消火栓系统 本项目煤粉制备及输送为乙类厂房．耐火等级 二级，Ｈ：１５．０ ｍ，Ｖ＝１ ８３０．６ ｍ３；根据ＧＢ５００１６— 枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、 水泵结合器及增压水泵等组成 本项目室外消防给水管独立设置 该管网在全 厂围绕生产线形成环状。环状管网管径为ＤＮ１５０． ２００６（建筑设计防火规范》，表８．２．２—２及表８．４．１、 ８．６．３规定．其室内消火栓用水量Ｑ＝５ １／ｓ．室外消火 －ｊ；＝孟材 墅墼塑 一７一 顾秋云：水泥厂消防给水系统和灭火设施设计 表１ 主要建（构）筑物产生火灾危险性类别 头．动作温度７９℃。 由于本仓库为货架仓库．不设吊顶，配水管道 沿梁下布置．因此采用直立型喷头。一只喷头的最 大保护面积不超过９ ｍ２．矩形布置的长边边长不超 过３．６ ｍ（且不宜＜２．４ ｍ），喷头与端墙的最大距离为 １．５ ｍ．系统采用一个配水干管支状供水的方式。 系统需设计报警阀。报警阀能及时准确、自动 直接启动消防泵．水力警铃及压力开关报警。能及 时提醒人员疏散．因而报警阀的设置对系统的可靠 性和灭火成功率有着举足轻重的作用。全厂只有纸 袋库设置自喷系统．喷头总数不大于８００个。一个 报警阀组即可满足控制要求。 ４灭火器系统 根据ＧＢ５０１４０—２０ｏ５《建筑灭火器配置设计规 消防水池供水 室外消火栓采用地上式消火栓．沿厂区主要道 范》规定，煤粉制备及输送、中央控制室、化验室为 严重危险级：油浸变压器室和各车间高、低压配电 路设置，距路边为２．０ ｍ，间距不大于１２０ ｍ，其保 护半径覆盖全厂所有区域 在重要建筑如煤粉制备 及输送、中央控制室、化验室、水泥包装车间等附近 均设置有室外消火栓 ２．４室内消火栓系统 室、水泥包装＆成品库、煤堆场（棚）等为中危险 级：以上场所按相应要求配置建筑灭火器。灭火器 配置按下式计算： Ｑ＝ＫｘＳ／Ｕ 其中： 一单位灭火器级别最大保护面积（ｍ２ ），对 应严重危险级和中危险级分别按５０和７５计算： Ｋ一修正系数分别按１．Ｏ、０．９和０．５计算。 在煤粉制备及输送、中央控制室、化验室内设 置磷酸铵盐干粉手提式灭火器．型号为ＭＦ／ＡＢＣ５ 本项目在煤粉制备及输送、水泥包装＆成品 库、中央控制室、化验室、综合材料库及机电修理车 间设置室内消防给水系统。鉴于中央控制室、化验 室为消防需水量最大的建筑．以下特以此说明。 在中央控制室、化验室各层均设置室内消火 （灭火器级别为３Ａ）。除上述外的其它场所设置磷酸 铵盐干粉手提式灭火器．型号为ＭＦ／ＡＢＣ４（灭火器级 别为２Ａ）。手提式灭火器每个点设两具并置于灭火 器箱内．严重危险级保护距离不超过１５ ｍ。中危险 级最大保护距离不超过２０ ｍ ５ ＣＯ，自动灭火系统 栓．消火栓布置间距不大于３０ ｉｎ。水枪的充实水柱 不小于１０ ｍ．并保证任一点有两股水柱扑救。消火 栓口垂直墙面．距地面１．１０ Ｉｎ。 室内消火栓箱采用单栓消火栓箱．内置ＤＮ６５ 消火栓、 １９水枪、２５ ｍ衬胶水带各１个；同时屋 顶设试验用消火栓 消火栓箱内均设置直接启动消 防水泵的按钮 ３喷淋系统 煤粉制备及输送车间ＣＯ，自动灭火系统采用全 淹没灭火系统的灭火方式，即在规定的时间内，喷射 一定浓度的二氧化碳并使其均匀地充满整个保护 区，此时能将在其区域里任一部位发生的火灾扑灭。 ＣＯ 自动灭火装置包括收尘器、窑头煤粉仓、 在水泥包装＆成品库车间设置有纸袋库．本 仓库消防采用湿式喷淋系统．消防时由厂区内消防 泵站临时高压供水 在包装车间顶层设置１２ ｍ，消 防水箱．满足火灾发生初期１０ ｍｉｎ内消防用水。 纸袋库属仓库危险级Ⅱ级．要求喷水强度 １０ ＩＪ／ｍｉｎ．ｍ２．作用面积２００ ｍ２．持续喷水时间２ ｈ。 根据ＧＢ５００８４—２００１《自动喷水灭火系统设计 规范》规定，喷水强度＞８ Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２时，宜采用流量 系数Ｋ＞８０的喷头．因此选择Ｋ＝１１５的标准型喷 －窑尾煤粉仓、煤磨４个保护高压ＣＯ 系统。采用一 套组合分配系统进行保护。根据计算收尘器容积 ＝ ３３９ ｍ３．窑头煤粉仓容积Ｖ＝１１３ ｍ３，窑尾煤粉仓容积 Ｖ＝Ｉ １３ ｍ３，煤磨容积Ｖ＝４５ ｍ３。计算结果见表２。 ＣＯ 自动灭火装置与袋收尘器进口、煤粉仓等 重要环节管道连通；当ＣＯ 浓度或温度达到一定值 时。自动切断袋收尘器、煤粉仓的进出口阀门，并自 ８－ ． ・ 盎材 尘墼 塑 顾秋云：水泥厂消防给水系统和灭火设施设计 动投入ＣＯ２灭火装置，向内喷泻ＣＯ 气体以防止其 起火或爆炸。 ＣＯ 瓶必须保持原装，置于干燥通风处，室温 不得超过４０℃；通往袋收尘器进口、煤粉仓等的管 需七氟丙烷储瓶两只 ６．２系统控制 采用气体灭火系统的防护区．应设置火灾自动 报警系统。其设计应符合现行国家标准ＧＢ５０１１６ 《火灾自动报警系统设计规范》的规定，并应选用灵 敏度级别高的火灾探测器。 道外部必须用隔绝材料包扎．以免释放时伤害人 体。ＣＯ 瓶不得１３照，未经批准的人员不允许接触 ＣＯ 瓶，所有管道管件必须按要求进行压力试验。 保护区应有排风设备，释放灭火剂后，应将废气排 系统采用自动控制启动方式时．根据人员安全 撤离防护区的需要．应有不大于３０ ｓ的可控延迟 尽后。人员方可进入进行检修。 ６七氟丙烷自动灭火系统 喷射；对于平时无人工作的防护区，可设置为无延 迟的喷射 ７总结 气体灭火系统适用于扑救下列火灾：①电气火 灾；②固体表面火灾；③液体火灾；④灭火前能切断 气源的气体火灾。 中央控制室房间属于通讯机房和电子计算机 完善的消防系统．针对不同生产部位采取的不 同消防措施，各主要设备及建（构）筑物采取相应的 防火防爆措施．使火灾的危险性和爆炸的危害性减 少到最低限度．可以有效地保障人身和生产设备的 安全 参考文献 房，火灾类型属于电气火灾。在设计中考虑采用七 氟丙烷自动灭火系统。 本设计采用全淹没灭火系统的灭火方式．即在 规定的时间内．喷射一定浓度的七氟丙烷并使其均 匀地充满整个保护区．此时能将在其区域里任一部 位发生的火灾扑灭。 ６．１设计计算 （１）确定灭火设计浓度：取Ｃ１＝８％： （２）计算保护空间实际容积： Ｖ＝ＳｘＨ＝４８．８ｘ３．３＝１６１．６ ｍ３ ［１］鲁海平，曾杰，高丽红，等．大型计算机房气体灭 火系统设计探讨（二）Ⅱ］＿给水排水，２００９，（６）：８９—９４． ［２］于红，孙巍．水泥厂纸袋库喷淋系统设计ＩＪ］．中国 水泥，２００９，（１Ｏ）：７０． ［３】赵文浩，吕晓言．浅谈室外消防给水卟山西建 筑，２００９，（２９）：１０． （３）计算灭火剂设计用量： Ｓ＝０．１２６９＋０．０００５１３７ ０．１２６９＋０．０００５１３ｘ２０ ＝【５］ＧＢ５００１６—２００６，建筑设计防火规范［Ｓ】． 【６］ＧＢ５０３７０—２００５，气体灭火系统设计规范［ｓ】． 【７］ＧＢ５００８４－２００１（２００５年版），自动喷水灭火系统 设计规范【ｓ］． ０．１３７１６ ｍ３／ｋｇ 其中： 防护区的环境温度（℃）； Ｗ＝ＫＷｘＣ／Ｓ（ＩＯＯ－￣Ｃ）＝ｌｘｌ６１．６ｘ８／０．１３７１６（１００－８） ＝【８］ＧＢ５０１９３—９３（２０１０年版），二氧化碳灭火系统设 计规范【Ｓ】． 作者：顾秋云（１９８５－），女，本科，土木工程（给 １０２ ｋｇ 其中Ｋ＝Ｉ： （４）设定灭火剂喷放时间：ｔ＝８ ｓ： 水排水）专业。 （编辑：陈思洲）（收稿日期：２０１３—３—１９） －（５）选用储瓶容积为７０ Ｌ，每瓶充装量６３ ｋｇ， ９－