浸出车间消防给水系统设计

袁 帧， 承 甜，胡荣鑫

无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

本文以4 000 t/d大豆加工生产线规模的浸出车间为设计案例，车间为多层钢框架结构厂房，轴线尺寸为 46 m×28 m，建筑层数为3层，建筑高度为23.750 m，占地面积为 1 122.68 m2，建筑面积为 3 941.15 m2，火灾危险性为甲1类。目前除《浸出制油工厂防火安全规范》对浸出车间消防设施进行相关规定外，国内尚无专门的技术规范要求，因此需参考《建筑设计防火规范》、《消防给水及消火栓系统技术规范》、《泡沫灭火系统技术标准》、《自动喷水灭火系统设计规范》等规范并结合国内各大浸出车间消防系统案例进行消防给水系统设计。

1 浸出车间概况及特点

浸出车间以预处理车间生产的大豆膨化料胚片和菜籽饼作为原料，利用正己烷作为有机溶剂，通过油料浸出，湿粕脱溶、混合油蒸发汽提和溶剂回收等工序，生产浸出粕和浸出毛油。正己烷极易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触发生强烈反应，甚至引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。正己烷蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。

近年来，国内新建的各大浸出车间大多为多层钢框架结构，楼面及设备平台均采用钢格栅铺设，火灾危险性为甲类1项，车间整体设为一个防火分区。

2 浸出车间消防系统设计

2.1 消火栓系统

浸出车间消火栓系统设计分为室内消火栓系统和室外消火栓系统两部分。根据该浸出车间建筑体积规模，其室内消火栓系统用水量为10 L/s，室外消火栓用水量为30 L/s，火灾延续时间为3 h。室内外消火栓系统采用临时高压消防给水系统，管网平时由厂区最高建筑物屋顶设置的消防水箱及稳压泵维持压力，发生火灾时启动厂区消防泵房内消火栓泵抽吸消防水罐内储水供应消火栓系统用水。

浸出车间内消火栓布置间距不超过30 m，保证车间同一平面有2支消防水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。 由于浸出车间属于爆炸性气体环境2区，故消火栓箱内的消防按钮需采用防爆型，该按钮作为触发报警信号，不直接启动消防水泵。火灾时，可启动任一处消火栓内消防按钮反馈火灾信号至消控中心进行报警。 在浸出车间禁区围墙外便于消防车使用的地方设置1套SQS150-A型地上式水泵接合器与室内消火栓管网连接。

2.2 灭火器设施

考虑到浸出车间油脂萃取过程中会使用正己烷作为有机溶剂，且油料加工过程中存在植物油脂等可燃液体，火灾危险性大，可燃物多，故将浸出车间按严重危险级B类场所配置灭火器，选用MF/ABC5(5 kg)手提式磷酸铵盐干粉灭火器，每具灭火器最小配置级别为89B，单位灭火级别最大保护面积为0.5 m2/B。

2.3 泡沫—水雨淋系统

浸出车间为甲类车间，起火后火势蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失。考虑到消防及生产安全，该浸出车间设置泡沫—水雨淋系统。火灾前期喷泡沫，后期喷水。前期喷泡沫能迅速灭火，后期喷水能防止火灾复燃，持续喷泡沫时间按10 min计，喷水时间按50 min计。泡沫—水雨淋系统泡沫混合液供给强度取6.5 L/(min·m2)，选用3%型水成膜泡沫液。钢格栅平台下喷头采用吸气型泡沫喷头，单个喷头流量为1.1 L/s；环形浸出器及立式蒸脱机周围喷头采用水幕喷头。喷头布置应保证任意4个相邻喷头组成的四边形保护面积内的平均泡沫混合液供给强度不小于6.5 L/(min·m2)，且喷头周围不应有影响泡沫喷洒的障碍物。根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2017)中对每个雨淋报警阀控制的喷水面积不应大于260 m2的规定，将该浸出车间一共划分为19个喷水区域，每个区域由独立的雨淋报警阀控制。若考虑火灾时19组雨淋报警阀全部开启，水量将达580 L/s，如此大的水量将会大大增加厂区雨淋泵、泡沫混合装置等浸出车间配套消防设施的投资成本。为了节约造价，体现消防设计方案的合理性，并结合浸出车间楼板均为钢格栅板的特点，火灾时燃烧物会通过格栅板下落，火势会沿着楼层纵向蔓延的特点，设计考虑火灾时的喷水逻辑为：顶层喷头全喷，启动4组雨淋阀；着火区域上下楼层喷头全喷，启动4组雨淋阀；环形浸出器及立式蒸脱机水幕喷头全喷，启动2组雨淋阀；同时启动上述10组雨淋阀，最多同时开启240个泡沫喷头，148个水幕喷头，泡沫—水雨淋系统实际最大用水量为359 L/s。

泡沫—水雨淋系统采用混合比为3%的水成膜泡沫混合液，在消防泵房内设置一组平衡式泡沫比例混合装置，型号PHP400/100，流量范围240～400 L/s，配套泡沫液贮罐容积为8 m3。 在浸出车间禁区围墙外设置10套SQS150-A型地上式水泵接合器与泡沫—水雨淋系统管网连接。

2.4 泡沫—水雨淋系统启动方式

泡沫—水雨淋系统及雨淋泵的启动方式不应少于以下3种：火灾自动报警系统启动雨淋阀、消防控制室远程自动或手动控制雨淋阀、现场手动应急操作控制雨淋阀。

火灾自动报警系统自动启动雨淋阀原理：消防联动控制器处于自动状态下，当设置在车间内的感温火灾探测器发出报警信号时，消防联动控制器自动电动启动雨淋阀电磁阀，从而控制雨淋阀开启。

消防控制室(盘)远程自动控制：消防联动控制器处于自动状态下，当火灾报警系统接收到“消防水泵出水管上设置的压力开关或高位消防水箱出水管上的流量开关”报警信号时，作为触发信号，消防联动控制器远程自动联动开启雨淋阀控制管路上的电磁阀，以控制雨淋阀开启。

消防控制室(盘)远程手动控制：雨淋报警阀电磁阀的启动和关闭按钮，用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器手动控制盘，通过远程手动控制该电磁阀的启闭。

雨淋报警阀现场手动应急操作：通过现场启闭雨淋报警阀控制管路上的泄水阀，以控制雨淋报警阀的启闭。

3 结语

浸出车间属于粮油加工厂房内的甲类车间，目前规范对浸出车间的消防给水设计不具备详实的规定，考虑到浸出车间火灾危险性大、火势蔓延速度快的特点，并结合国内各工厂浸出车间消防设计实例，总结了浸出车间消防给水设计思路，提出符合本工程特点的消防设计优化措施。

(1) 浸出车间设置泡沫—水雨淋系统，能使火灾防护更加快捷高效，最大限度确保运营安全。

(2) 结合浸出车间为钢格栅板楼面，考虑其火灾主要为纵向蔓延的特点，将泡沫—水雨淋系统的喷水逻辑按照火灾的扩散方向进行纵向分区，根据火灾的发展情况自动或手动开启雨淋报警阀。既能起到快速消除火灾蔓延的作用，又能节省投资造价，优化浸出车间的消防设计。