涂装线喷漆室排风管路的自动消防装置

刘霞，王建军，王冲冲，杨捷艳，周存堂，杨启帆，赵西佳，郭海青

（1.第一拖拉机股份有限公司制造工程中心，河南 洛阳 471004； 2.第一拖拉机股份有限公司大拖装配厂，河南 洛阳 471004）

日臻完善的涂装技术为推动我国经济发展作出了贡献，但是该领域中落后的工艺管理及技术所占比例较大，整体水平亟待提高。涂装车间因电气起火等原因造成的火灾事故[1]较多。随着涂装生产大型化，火灾损失趋向严重，每起火灾事故平均直接经济损失近200 万元，有的直接经济损失甚至高达600 万元。涂装车间是正常四大工艺(即冲压、焊接、涂装、总装)车间中最危险的[2]，涂装线喷漆室的消防是重中之重。本文设计了一种适用于涂装线喷漆室排风管路的自动消防装置，包括连接在喷漆室上的排风组件及其内部的自动喷淋组件。

1 涂装线喷漆室发生火灾的原因分析

一般来说，喷漆室正常运转一段时间后，由于维护保养不够、管理不到位等原因，它的各项性能逐渐降低。特别是排风风管内长期积漆且不易清理，是发生火灾的最大隐患。分析历年涂装线喷漆室的火灾事故可知，火灾往往发生在风机处，起因是积漆遇到风机产生的电火花[3]。虽然目前部分涂装线设有消防设施，如灭火系统、火灾报警系统等，但均设在喷漆室室体内，排风管内并无专门的消防设施。另外，一旦排风管内发生火灾，工作人员并不能第一时间察觉。当他们发现时，火势往往已经由排风机端部蔓延至下风管、上风管，且外界空气与之联通后助燃，因此常见消防设施对排风管内的火灾根本起不到作用。如果火灾初期不能及时进行消防，就无法最大程度地降低经济损失[4]。

2 涂装线喷漆室排风管火灾预防控制的方案

2.1 排风组件

喷漆室排风组件包括依次串接的下风管清理室、下风管、排风机、上风管清理室和上风管，如图1 所示。下风管清理室底部通过地面格栅与地下风道相通，它的顶部设有下平台，其上布设排风机。排风机的进风口与下风管相连，出风口与上风管清理室相连，方便风顺利排出。上风管清理室入口设有格栅，既能实现通风，又能方便人站在上面清理风管内部。含水分的气流在排风过程中碰撞到格栅，格栅阻隔了水分，令其流入地下风道。这样既可避免水分排入空中污染大气及周边环境，还能防止风管锈蚀。

下风管清理室与下风管之间设有蝶阀，上风管清理室和上风管之间设有电动防火阀，但两处的风阀不一样。发生火灾时，它们的关闭时间不一样：蝶阀适用于还未形成火势时通过人工关闭；电动防火阀是在火势蔓延、风管温度达到(73 ± 3) °C 时才自动关闭。另外，设置人工关闭是为了避免电气故障，相当于双保险。

下风管清理室及上风管清理室外壁上分别设有安全门，便于工作人员清理排风管道内的积漆。排风机外围设有隔音房，有利于降低风机噪声对车间工作人员的影响，隔音房上还设有隔音房门，便于工作人员进入其中对排风机进行维修和保养。

图1 喷漆室排风组件的结构 Figure 1 Structure of exhaust assembly in spray chamber

2.2 自动喷淋组件

如图2 所示，自动喷淋组件包括电控系统、消防管道，以及消防管道上沿水流输送方向依次设置的总控截止阀、压力表、电动阀和喷淋头单元。所述喷淋头单元包括设置在下风管内部顶端的下风管喷淋头和上风管内部顶端的上风管喷淋头，它们被并联设置在消防管道的末端，且消防管道的另一端连接消防主管道上的消防栓，在消防管道接口处安装有总控截止阀，用来接通及关闭喷漆室自动喷淋组件与总消防管路；角过滤阀安装在总控截止阀后面，用于过滤流入消防管道内的杂质，避免组件中各元件堵塞，保障它们的可靠性。显示消防管道内水压的压力表安装在角过滤阀后面。安装在压力表后面的电动阀连接电控系统，通过电控系统实现电动防火阀与上风管喷淋头、下风管喷淋头的联动，电动防火阀的关闭信号传输到电控系统，同时给电动阀发出信息，打开电动阀，使上风管喷淋头、下风管喷淋头进行喷淋动作，从而实现自动强制灭火。通断截止阀安装在电动阀两侧，用于维修电动阀时关闭消防管道。自动喷淋组件的喷淋头分别设置在下风管顶部和上风管顶部，分别用于下风管和上风管的管内喷淋消防。

2.3 应用举例

当排风管内发生火灾时，若被及时察觉，工作人员会立即关闭下风管清理室与下风管之间的蝶阀及上风管清理室与上风管之间的电动防火阀；使火势与外界空气隔绝，较好地控制火势蔓延。在关闭电动防火阀的同时，电动防火阀还能将电信号反馈给电控系统，由其打开电动阀，即刻启动下风管和上风管喷淋头，出水进行强制灭火。

图2 自动喷淋系统 Figure 2 Automatic sprinkler system

若工作人员没有发现火势，或喷漆室内无人，排风风管内发生火灾时，火势由排风机端部向下风管、上风管蔓延。当上风管内达到一定温度时，电动防火阀中的低温熔断丝就会熔断，从而自动关闭，同时启动喷淋系统进行强制灭火。

2.4 不同灭火措施的对比

针对喷漆室易发生火灾的特点，应按涂装工程安全设计规范等要求设置相应的安全消防措施，主要包括：干粉灭火系统、泡沫灭火系统、细水雾灭火系统及自动喷淋灭火系统。

干粉灭火系统由干粉供应源通过输送管路连接到固定喷嘴喷放干粉，主要用于扑救可燃气体、易燃或可燃液体和电气设备的火灾。该系统需设置储粉罐，环境温度应控制在-5 ～ 45 °C，由专业人员定期检查干粉灭火剂是否结块以及进行更换。该系统在储存环境、日常维护以及操作使用方面均有严格要求，并由专人负责。

泡沫灭火系统利用水力撞击或机械方式将泡沫灭火剂、空气和水进行混合，产生大量泡沫，通过泡沫的隔氧窒息、辐射热阻等作用实施灭火[5]。该系统具有安全可靠、无毒性的特点，但是受送排风等外界因素影响较大，泡沫的损失量大，导致工作强度大大增加。

细水雾灭火系统通过细水雾的高效冷却、窒息、阻隔辐射热等作用实施灭火。该系统具有用水量少、污染少等特点[6]，但是受通风、添加剂、障碍物的影响，灭火效率大大降低。

自动喷淋灭火系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾立即喷水。该系统具有结构简单、使用方便可靠、便于施工、易于管理、灭火速度快、控火效率高以及经济实惠的特点，是目前应用最广泛的固定式消防设施[6]，也适合安装在喷漆室及排风管路里面。

3 结语

针对易发生火灾的喷漆室排风管路设计了一种自动消防装置：设计合理的喷漆室排风组件便于清理排风管内的积漆，减少了火灾发生的概率，同时保证了排风管内灭火的及时性；设置在排风管内的自动喷淋灭火系统能在火灾发生初期快速、有效地实施灭火。与常见其他灭火系统相比，该自动消防装置结构简单，设计合理，使用方便，而且投资及运行成本低，适合在涂装线喷漆室排风管路中推广使用。