大型钢铁企业消防系统分析

摘 要  针对冶金企业液压站、润滑站、电缆隧道、电气地下室等危险区域，本文首先对这些部位做了火灾危险性分析，在此基础上，提出了一套合理的完整的消防系统配备，包括火灾自动报警系统设置，自动灭火系统选用，以及防火封堵系统要求等，从而切实保证了这些区域的生产安全。

 

关键字  钢铁 消防 电缆 液压站

 

 

随着我国科技的进步和钢铁工业的发展，钢铁企业的规模在逐年增大，现代化水平也在不断提高。目前，我国成为全球第一大钢铁生产国，2005年钢铁产量达3.49亿吨，同比增长了24.6%，中国钢产量已经占到全世界钢产量的30％，并且比第二、三、四的总和还要多。预计06年中国钢产量将增加4000万吨左右，总产量接近4亿大关。钢铁工业已成为改革开放以来发展与变化最为显著的产业之一，对国民经济起到重要的影响作用。

然而钢铁企业多起特大型火灾事故和各类中小火灾事故却给企业管理者、工程设计师、消防监督部门等提出了警示，企业的消防安全形势不容乐观。

1997年5月某钢厂热轧厂粗轧区控制柜底部电缆冒烟、起火，火势沿电缆隧道迅速蔓延，此次火灾造成直接损失约两亿元；1998年某钢厂炼钢厂电缆隧道发生火灾，并迅速蔓延，致使电气设备全部烧毁，间接损失上亿，火灾发生后曾引起亚洲钢铁市场价格波动；今年4月中旬某钢厂炼钢厂由于炉水外泄，引燃电缆，火灾沿电缆隧道、竖井快速蔓延，直接烧毁全部高低压配电柜，损失近亿元，停产12天。这些火灾案例的发生充分说明了钢铁冶金企业的防火设计是存在问题的。

对冶金企业而言，地下液压站、润滑站、油库、电缆隧道、电气地下室等是火灾最易发生和蔓延的部位，并且火灾发生后很难实施有效扑救，因此这些部位消防系统的合理配置就显得更加重要，下面将对此做进一步详细分析。

 

2.    钢铁企业火灾危险性分析

2.1 地下液压润滑站

液压润滑站是储存液压油、润滑油等丙类可燃液体的主要场所，其储油设备与输油管道以及输油管道连接件因密封不严等因素往往引起油品泄漏，一旦火源出现，容易引起流淌火。

高压液压管道因其老化等原因，造成管道破裂，高速喷出油雾，一旦火源出现，极易引起喷射火，并会导致火灾蔓延、迅速扩大。

另外，在液压润滑站往往有电缆桥架穿过，因此存在一定的电气火灾危险性。总之，液压润滑站中同时存在油类和电气等复合火灾，并呈现立体火灾的特征。

液压润滑站一般处于地下，无人值守，空间比较大，火灾蔓延迅速，并且公共消防设施难以发挥作用。

综上所述，液压润滑站存在极大的火灾危险隐患，其火灾危险性为丙类和电气类。

2.2 电缆隧道及电气地下室

在冶金行业，电线、电缆遍布整个工艺区域。电线、电缆是由导体、绝缘层和保护层组成，用于传输电能、信息和实现电磁能量转换的电工产品。导线、电缆在一定工作条件下是可以安全运行的，但当其在过载、短路、局部过热、老化等故障状态及外热作用下容易引起绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力、甚至燃烧，进而引发火灾，甚至爆炸事故。其主要原因有：

（1）电缆火蔓延烧毁设备：地下电缆室与其上部的控制柜、配电柜通过电缆连接。目前冶金企业使用的配电柜、控制柜设备都主要采用进口产品，设备昂贵，对生产具有重要影响，如果烧毁，会引起大面积停产，带来难以估量的间接损失。如果不能及时发现并采取措施，使大火蔓延到临近控制室、轧线、液压站等处，事故会更为严重。

（2）烟气扩散：电缆火会产生大量浓烟和有毒气体，既腐蚀破坏电气设备，又对人体十分有害。

（3）消防部队难以实施有效灭火：地下电缆室和电缆隧道着火后产生大量的热和烟气，对人体十分有害，消防部队难以进入采取灭火措施。常规的灭火措施如灭火器、水枪等设备很难到达地下，其灭火效果也大打折扣，只能任其燃烧。

（4）烟囱效应：在电缆隧道、地下电缆室风井处一旦发生火灾，还会产生烟囱效应，使火灾迅速蔓延。

 

3.    自动火灾报警系统设计分析

根据现行国家规范、物质燃烧特性、火灾危险性分析，对未做灭火的地下电缆室、电缆夹层、液压站、润滑站采用单回路模拟量感温电缆敷设；对做灭火的电缆隧道、地下电缆室、电缆夹层采用单回路模拟量感温电缆敷设和智能点型感温探测器；对做灭火的液压站、润滑站采用单回路模拟量感温电缆和多频双波段红外火焰探测器。

3.1选择感温电缆的分析

钢铁冶金工业环境很恶劣，其保护场所常存在大量的电磁辐射、灰尘、粉尘、油污以及腐蚀性气体等，有些场所还具有高温、高湿以及振动噪声很大等特点。一般的探测器，由于特殊环境、抗干扰能力及原始设计问题，应用实践证明大都经不起长期恶劣环境下的运行考验。而可恢复式模拟量线型感温探测器的出现很好地解决了在钢铁冶金工业环境下其它探测器难以达到的高可靠性、稳定性以及报警及时性等，大大降低了故障和误报率。

可恢复式模拟量线型感温探测器具有：①敏感元件可重复使用；②动作温度及灵敏度可设定调整；③开路、短路两种故障报警；④探测器灵敏度可随敏感元件受热长度增加而提高；⑤灵敏度比数字式高；⑥包装运输、安装没有特殊要求，抗机械损伤能力很强；⑦采用金属编织屏蔽，抗各种电磁干扰能力很强。因此在国外发达国家和国内的钢铁冶金企业已被广泛应用，并能成功预报初期火灾，避免和减少经济损失的案例非常多。

因此，国家《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）第7.3.2条规定：电缆隧道、电缆夹层等环境恶劣的场所宜选择缆式线型定温探测器；在《钢铁冶金企业设计防火规范》（报批稿）第7.1.1条规定电缆隧道、地下电缆室、电缆夹层、液压站、润滑站应选用或宜选用线型感温探测器。

3.2选择红外火焰探测器的分析

液压站、润滑站和油库存在大量的油污，环境恶劣。油燃烧过程迅速，产生强烈的火焰辐射，而多频双波段红外火焰探测器，具有灵敏度高，保护面积大，安装使用方便，防尘防水，特别对电焊、日光、人工光源、热辐射和机械振动等环境均具有较强的抗干扰等性能，因此，被广泛应用于钢铁企业中。而其他类型的探测器如烟感、温感在这种火灾环境下，响应速度慢，不可靠。

因此，国家《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）第7.2.7条规定火灾时有强烈的火焰辐射的场所宜选用火焰探测器；在《钢铁冶金企业设计防火规范》（报批稿）第7.1.1条规定液压站、润滑站宜选用点型火焰探测器，若做细水雾灭火，则选用单回路模拟量感温电缆和火焰探测器进行组合探测。

 

4.    自动灭火系统设计分析

《钢铁冶金企业设计防火规范》（报批稿）表8.1.5规定：

表1
建（构）筑物、工艺设施的固定灭火系统		灭火介质	设置要求
建筑面积＞500m2的电缆夹层及电气地下室；主厂房内及重要的公辅区域的电缆隧（廊）道		水喷雾、细水雾灭火系统	应设
建筑面积≤500m2的电缆夹层及电气地下室；电缆隧道长度＞150m主厂房以外区域的电缆隧（廊）道		水喷雾、细水雾灭火系统	宜设
主控楼、主电室等重要且火灾危险性大的场所的电缆竖井		细水雾或其它固定式灭火系统	宜设
液压站、润滑油站（库）、轧制油系统、集中供油系统、储油间、油管廊	油箱总容积≥2m3的地下液压站和润滑油站（库）、油液总容积≥10m3的地下油管廊和储油间	细水雾及其它固定式气体灭火系统	应设
	地坪标高大于24m，且油箱总容积≥2m3的高空平台封闭液压站房；地坪标高24m以下，且油液总容积≥10m3的地上的封闭液压站、润滑油站（库）		应设
	地上无站房独立液压站、润滑油系统设备等其它工艺设施或建筑	细水雾及其它固定式气体灭火系统	可不设

 

由表1可知，对电缆隧道、电气地下室、液压站、润滑站等危险区域，灭火介质可选用水灭火或气体灭火，但随着目前消防技术的发展，在这些区域，气体灭火系统基本被淘汰，而水灭火系统也发展至高压细水雾灭火系统，表2所示为细水雾灭火系统与气体灭火系统的性能比较表，表3所示为水雾系统之间的性能比较表。

 

 

表2
	细水雾	CO2	烟烙尽	FM200
无毒	是	否	是	否
造价	低	较低	高	一般
不危害环境	是	否	是	是
占地面积	小	大	大	较大
吸高热效果	最好	差	差	差
人员撤离	不要	要	不要	要
可连续使用	是	否	否	否
空间封闭	不严格	严格	严格	严格

 

通过对表2的认识，可知细水雾灭火系统性价比明显优于其它几种气体灭火系统，也完全消除了气体灭火系统不具有多区同时灭火，对环境和系统维护要求高的缺点。

 

 

表3
	高压细水雾	中低压细水雾	水喷雾
雾滴直径	细（≤200μm）	粗（≤400μm）	很粗（≤1000μm）
喷雾强度L/min.m2	1.3	2	13
输送管道	DN80左右	DN150左右	DN250左右
规定喷射时间	8min	12min	24min
用 水 量	少	多	很多
绝缘性能	很好	差	很差
水渍影响	非常小	较大	很大
烟气除尘	好	一般	一般
降温冷却	好	一般	一般
贮存水量	较少	多	很多
工程投资	适中	适中	低

 

通过对表3的认识，可知在水雾灭火系统中，高压细水雾与中低压细水雾、水喷雾相比也具有很大的优势。细水雾灭火系统还具备多区连锁跟踪技术以及水雾隔离技术，很好的解决了这些区域火灾后有可能发生的火灾蔓延现象。

 

5.    防火封堵系统设计分析

防火封堵属于被动防火系统，是建筑物构造的一部分，不易搬移改动，相对于主动防火系统，二者相互依存，相互联系。当火灾发生时，被动防火系统虽然不能立即达到灭火的目的，但可阻止火焰延烧，保护建筑物结构的稳定，使人员可以安全撤离而消防人员得以在火场内安全执行任务。人员逃生疏散基本上须依靠被动的防火疏散设施，并以消防安全设备作为配合。被动防火措施，无法自行灭火，只有依靠主动防火措施，才可实现灭火控烟的功能，并使人员尽早获得火灾信息和情报，及时疏散，同时对疏散设施加以保护。如何提高建筑整体疏散安全性能，就要综合选取主动防火措施和被动防火措施，并充分考虑建筑的各种需求和建筑防火安全性能，考虑各种有利的和不利的内外部条件。

电缆防火封堵系统作为被动防火的一项重要防火措施在大型消防系统中得到广泛应用。若钢铁厂的变电所、电气楼、配电室、控制室和电缆隧道等处的电线、电缆一旦起火，将迅速蔓延，后果严重。为保障设备的正常运行，电线、电缆防火设计及施工应做到安全可靠、技术先进。国家相关消防法规强制规定需要对上述区域实施电缆防火封堵，并达到规范规定的耐火等级，以阻止火灾蔓延，防止事故扩大，将火灾损失降低至最低。

6.    总结

由于冶金企业电缆隧道、电气地下室、液压站、润滑站等区域存在很大的火灾隐患，历来是消防系统重点保护对象，通过火灾自动报警系统、自动灭火系统和防火封堵系统的合理配备，可以最大程度的降低这些部位发生火灾时所造成的损失，这三套系统可以说是相辅相成，缺一不可的。

 

[1] 《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）

[2] 《钢铁冶金企业设计防火规范》（报批稿）

[3] DB33/1010-2002《细水雾灭火系统设计、施工及验收规范》 (浙江省标准)