燃气锅炉房电气消防设计分析

＊刘凤媛

（呼和浩特市消防救援支队新城区大队 内蒙古 010000）

燃气锅炉所采用的燃料一般为天然气或煤气，火灾危险性都为甲类，因此，要确保其安全运行，就必须设置一套合理、高效、安全的电力与防火体系。在燃气锅炉房，必须具备较强的电气防火能力，所以，要进行燃气锅炉房的防火设计，必须结合具体的工程实践，并结合具体的工程实例，从各方面进行设计，以达到对燃气锅炉房全面的火灾控制[1]。

1.关于燃气锅炉房的规范

对于锅炉房，最新出台的《锅炉房设计标准》（GB 50041-2020）是一部专门的国家标准，但其中锅炉房的种类和用途较为繁多，因此在燃气锅炉房方面的介绍也并不具体。对于燃气锅炉房的危险性，《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）中将所有锅炉房均定性为丁类危险场所。但燃气锅炉房使用的燃料多为危险性A类，同时根据工作压力又有常压、负压、高压之分，使用时会产生很大的辐射热、火焰、火花等，因此，燃气锅炉房还是有较大的危险性，因此对其平面布置在两个规范中都有明确要求。而针对本文中的电气消防设计，除上述规范外，可参照《民用建筑电气设计标准》《火灾自动报警系统设计规范》《电气火灾系统》系列规范、《自动喷水灭火系统》系列规范等[1]。

2.燃气锅炉房电与火的设计

(1)消防供电和分配方案

在燃气锅炉的消防供电必须要求设置一条专用的电力线路，这样可以防止在电力供应中断的情况下，还能保持燃气锅炉各项防火设施的正常运行。在燃气锅炉的配电选择时，应选择室内配电箱的母线或低电压的供电线路。锅炉房要配套配置配电箱，它所采用的供电方式可以选择工厂的主配电箱，从而可以有效地降低变电所的输出功率。消防电源的设备，可以在消防系统的最末端的配电柜上进行开关切换，如果是三级的消防负载则不需要安装自动切换开关，只有单回路提供电源。对于一、二级供电负荷场所，其消防控制室、消防水泵房、消防电梯、排烟室等火灾发生时仍然需要正常工作的房间，在其配电箱末端都要有主备电源自动切换，以满足消防系统的要求[2]。

(2)火灾应急照明

燃气锅炉房在发生火灾时，平时的照明电源会自动切断，转换为应急照明系统，保障锅炉房内的正常照度，照明维持时间应与消防控制室、水泵房、配电房等场所一致，不少于3个小时。根据上述的照明规范，在火灾应急照明系统的规划中，以上场所均采用两个供电盒，专用的消防电源以及其备用电源都应能确保其紧急情况下的光照持续超过3个小时，备用电源可采用另一路供电、柴油发电机、应急蓄电池组等方式。此外，在火灾发生时，还必须考虑到疏散的问题，疏散时需要应急照明和应急指示标识共同作用，如走道、楼梯间、安全出口处等，根据各自火灾时照度和工作时间要求来具体设定。光源的选择方面，因燃气锅炉房使用燃料的易燃易爆特性，一般使用防爆灯具及线路和开关；锅炉房外疏散所用灯具可选用LED和荧光管等[3]。

(3)火灾自动警报装置

在实践过程中，火灾发生的后果都是极为严重的，燃气锅炉房一旦发生火灾还有爆炸危险，因此，火灾的预防和初期火灾扑救都是火灾防控的关键。燃气锅炉房火灾报警系统能够通过可燃气体报警装置、感烟探测、感温探测等装置做好提前预防和及时控制。根据锅炉房使用场所的情况可以选择区域型火灾报警系统、集中控制报警系统甚至是控制中心报警系统。以上系统的基本组件由火灾报警控制器、广播控制盘、消防电话主机、功率放大器、联动供电等组成。在高压配电室、消防控制室、锅炉控制室、电气维修室等地方均设有感应设备，在燃气锅炉房的主要出口、逃生通道等地方，都要安装手动报警按钮，每个相邻的手动报警按键之间的间隔都要小于30m，安装高度距地面1.3～1.5m，并配有与报警控制联动的声光报警装置，一旦发现有火情，就可以利用声音和灯光报警提醒人员尽快撤离[4]。

因燃气锅炉房可能散发可燃气体，因此应增设可燃气体报警装置，但不应介入火灾报警控制器探测回路，在消防控制室的图形显示器上该类报警信息也应与火灾报警有区别。气体探测装置应根据使用的燃料确定探头种类及安装位置。

一般情况下设置火灾自动报警系统是为了通过消防控制柜联动启动与场所相适应的灭火系统，由其提供联动的触发讯号，向消防联动控制器下达对应的逻辑指令。消防联动控制是通过消防水泵、灭火系统的联动控制、手动控制和连锁启动控制达到灭火的目的。

(4)电气防火监测

电气消防监测是对燃气锅炉房的重要电气设备及线路进行监测与控制，其主要目标是防止和处置燃气锅炉房的电气设备及线路发生火灾，防止因火势扩散导致的状况恶化，使事故更加严重。电气防火监测装置适合于某些有电气火灾风险的地方，同时也与燃气锅炉房的实际状况相适应，是锅炉防火设计的重要组成部分。在安装监测系统的过程中，要按照一定的原理将检测设备设定在安全的区域，确保其报警的信息和类型能够及时准确地传递到相关的火灾控制室内[5]。电气火灾监控系统包括：电气火灾监测仪、剩余电流式电子火灾监测仪、测温式电子火灾监测仪和与之配套的线路。在燃气锅炉房室内，变电所的馈线回路中，主要使用剩余电流的电气监控探头，其控制方式有整体式和分离式两大类[6]。

(5)自动灭火系统

在燃气锅炉房的电气防火设计中，自动灭火是一种非常关键的设备，它能起到很好的控制效果，所以必须对其进行严格的防火设计。在燃气锅炉的自动消防系统的设计中，首先要考虑到消防喷头的选取问题，而燃气锅炉房的自动喷水系统要根据保护降温的要求来进行，通常选用中等速度的喷头，其次要考虑到喷头的数目和间隔，以便对火情进行及时的控制。燃气锅炉房发生漏气时，必须要具备自动关停的功能，以防止火势蔓延，所以必须设置一个控制器，以达到对气体管路的控制，在气体浓度超过一定的安全范围时，利用上述的可燃气体报警系统，连锁关闭管道电磁阀，同时对应的排气风扇进行连接，以达到对空气的控制[7]。雨淋自动灭火系统作为一种快速灭火装置可以有效扑灭燃气锅炉房火灾。燃气锅炉房选用雨淋系统是克服了闭式灭火系统处置时间长而且锅炉房不怕水渍污染的特点。但为了能够准确有效的启动自动灭火设施，需要消防控制柜对多种报警信号正确的处理和判别，同时确保探测装置的可靠。

3.案例分析

我国目前高度重视的清洁能源建设，根据“宜气则气，宜电则电”的原则，积极开发新型的采暖方式。以下通过实际案例分析燃气锅炉房的电气消防设计，以先行区桥头小区燃气热源厂的具体项目为实例，对其进行了详细的论述。

(1)项目概述

该项目是济南新老动能转化先行区桥梁组的燃气锅炉房热源厂项目。燃气锅炉房工程：一期工程占地9768.26m2，房屋的构造为框架，设计寿命50年，抗震设防等级7级；防火等级为2，为丁字型工厂；室外消防用水量20L/s。一楼：锅炉，风机，烟囱，循环水泵，水处理，制冷机房，压缩机房，燃气计量间，变配电间，高压变频设备间；二楼为办公室，集中监控室，以及机房。

(2)电力供应和分配制度

①负载分级

消防负载包括：变电室、应急照明、消防控制室、事故风机、消防水泵等。根据GB 50016-2014《建筑设计防火规范》（2018版《建规》）10.1.2条规定，对室外消防用水量超过30L/s的工厂，必须按照二级消防负载进行。该工程的室外消防用水量为20L/s，属于三级供电负荷类型。根据GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》3.2.6条的要求，按工程规模、重要性等因素，合理地选择地区性供暖锅炉的电力负载，并以其重要性为限，不得少于2级。GB 50052-2009《供配电系统设计规范》3.0.1条当停电对电力供应的破坏会导致重大的电力损耗或对主要用电设备的正常运行产生不利的经济损失时，可认为是第二类负载[8]。该项目是一项居民生活的重点工程，总采暖面积达7百万平方米，停电会对周围地区的房屋造成一定的影响，长期停电会造成户外采暖管线冻结，造成设备的开裂和破损。因此，锅炉内的风机，循环水泵，补水泵，原水泵，电动阀门和DCS控制等都属于第二类负载。鉴于燃气锅炉房室内采暖设施用电属于二级载荷，为了保证火灾的安全运行，将其划分为二级负载。

②电力供应

工厂的电力供应通过两个10kV的城市供电线路，达到了双回路供电需求；施工方向供电所申请用电，由供电有关部门进行实地勘察，并将主要供电线路引入10kV，并将后备电源引入10kV，最后，与正规的电网连接起来。

③应急灯光及指示标志

根据《建规》10.3.1条，在人员密集的生产场所车间和疏散通道中，应当安装疏散指示标志及应急照明；10.3.3条规定消防控制室、配电室、消防器材室、消防器材室应保证在发生火灾时保持正常照度工作状态。一楼的功能房为锅炉、风机、烟囱、水泵、水处理、制冷机房、压缩机房、变配电室、高压变频室、火力室。局部二、三层为办公用房、集中监控室和机柜区，并在公用通道中布置应急照明及疏散指示标识。锅炉房一般只设有工艺设备间、集中监控室和机柜间，在这种情形下，只需在集中控制室和柜室里提供应急照明，而不需要为疏散准备指示标志。

④自动联动装置

A.火灾自动报警装置。按《建规》8.4.1条规定的应当安装火灾自动报警系统装置的建筑物或场所，锅炉房这一类不属于该范围；8.4.3条在有易燃气体或可燃气体可能散发的地方，应当安装可燃气体报警器；根据上述两条规定，在该项目中应安装易燃易爆气体的警报装置[9]。而GB 50041-2020《锅炉房设计规范》第17.0.6条规定：“不单独的锅炉室和单个的蒸发器，其总的蒸发量在10t/h以上或总量在40t/h以上，且单个的热负荷超过7MW或总热功率在28MW以上的单独的锅炉房，应当安装有火警和自动警报系统。”根据这一规定，该工程的单位采暖用电容量为58MW，达到了该工程的设计规模，因此应当安装火灾自动报警装置。

B.电力防火监测。《建规》10.2.7条规定，室外用水超过30L/s时，应在车间内安装电气防火监测。该项目的灭火用水为20L/s，可不采用该装置。燃气锅炉房工程所用设备以水泵、风机为主，类型单一，负荷稳定也是不设该装置的主要因素。

C.自动灭火设施。对于锅炉房的灭火设施，一般与所在建筑的灭火设施相一致，绝大部分采用湿式自动喷水灭火设施，若净空高度过大或有其它灭火要求，也可选用雨淋自动系统。本工程锅炉房为燃气锅炉房，且不附属在其它使用场所内，因此可不用设置自动灭火设施。

D.消防控制室。该项目的消防控制室位于一楼，有一个出口可直通室外。消防控制室内的消防警报控制装置包括：消防警报控制柜（联动式），手动控制盘，图形显示装置，消防专用电话总机，应急广播主机，电力装置等。此外，在消防控制室中还设置了可燃气体报警控制器。在许多项目中，可燃气体报警控制柜都安装在探测场所附近，实际上应该在有人值守的地方。若设有消防控制室，应置于控制室内；若未设定，亦须置于值班室内。

4.总结

燃气锅炉房在运行中要求严格，而且在出现意外时会引起一系列的严重后果，所以必须保证锅炉的安全性。燃气锅炉房室的防火系统是其安全稳定的重要组成部分，要确保它在发生火灾时能够有效、全面地发挥其应有的功能，就必须对燃气锅炉房进行相应的设计和施工，以确保其安全性。