鋁軋機(jī)消防工程設(shè)計(jì)初探

趙八零

（南京斯夫特安全工程有限公司，江蘇 南京）

摘  要：介紹了軋機(jī)火災(zāi)的起因，滅火系統(tǒng)的選擇及應(yīng)用，消防工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)等。

關(guān)鍵詞：鋁箔 軋機(jī) 斷帶 軋制油 管狀探測(cè)器

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鋁箔產(chǎn)品被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在汽車(chē)空調(diào)器、醫(yī)藥包裝、食品軟包裝等領(lǐng)域。為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的鋁箔需求量，各鋁箔生產(chǎn)企業(yè)的軋機(jī)也近乎滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。然而一旦軋機(jī)發(fā)生火災(zāi)且沒(méi)得到有效的控制，會(huì)嚴(yán)重的破壞軋機(jī)、建筑構(gòu)件、廠(chǎng)房屋頂和軋機(jī)附近的其它設(shè)備如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電控系統(tǒng)、軋機(jī)操作臺(tái)等，企業(yè)會(huì)因恢復(fù)生產(chǎn)長(zhǎng)期停工而蒙受巨大經(jīng)的濟(jì)損失。因而設(shè)置穩(wěn)定可靠、靈敏有效的滅火系統(tǒng)是十分必要的，也是鋁箔廠(chǎng)家和我們工程設(shè)計(jì)人員的共同目標(biāo)。

軋機(jī)火災(zāi)分析

軋機(jī)火災(zāi)滿(mǎn)足燃燒的三個(gè)必備條件，可燃物，如軋制油、棉紗、膠管等；氧化劑，即空氣中的氧氣；引火源，如摩擦生熱、斷帶打火、靜電、明火等。

鋁軋機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常采用窄餾份的煤油作為軋制油進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑，為滿(mǎn)足工藝需要，軋制油還會(huì)加熱到30-55℃。在軋制過(guò)程中，隨著溫度的進(jìn)一步升高，會(huì)產(chǎn)生高濃度的油蒸汽，使整個(gè)軋機(jī)處于油蒸汽的包圍之中。當(dāng)油霧發(fā)生器油位、油壓、風(fēng)壓、溫度異常或油霧發(fā)生器與軸承箱的連接管路不通暢，導(dǎo)致潤(rùn)滑不良，會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)部位發(fā)熱而引發(fā)火災(zāi)；當(dāng)軋機(jī)出現(xiàn)機(jī)械故障或鋁箔坯料厚度不均勻時(shí)，容易產(chǎn)生斷帶打火，也極易引發(fā)火災(zāi)；當(dāng)軋機(jī)本體與集油盤(pán)中的碎鋁片清理不及時(shí)，軋機(jī)本體、管道油箱等接地不良或基礎(chǔ)油和添加劑選擇不合理都容易產(chǎn)生靜電，從而引發(fā)火災(zāi)。

軋機(jī)火災(zāi)具有突發(fā)性、頻率高、蔓延快、火災(zāi)難控制、破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)。

滅火系統(tǒng)的選用

根據(jù)軋機(jī)火災(zāi)的特點(diǎn)，我們選擇低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)作為主要的滅火方式，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

滅火效率高

軋機(jī)火災(zāi)比較復(fù)雜，A類(lèi)、B類(lèi)和電氣火災(zāi)并存，二氧化碳對(duì)其都具有良好的滅火能力。低壓二氧化碳存儲(chǔ)溫度低，呈氣液兩相并存狀態(tài)，滅火時(shí)噴出的液態(tài)二氧化碳會(huì)迅速氣化，吸收大量的熱量，使得保護(hù)對(duì)象溫度急劇下降同時(shí)隔絕軋機(jī)周?chē)难鯕猓?/span>使火災(zāi)熄滅。經(jīng)多次實(shí)踐檢驗(yàn)，撲滅軋機(jī)火災(zāi)效果很好。

清潔、不產(chǎn)生二次災(zāi)害

采用低壓二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)不會(huì)由于滅火而引發(fā)次生災(zāi)害，如對(duì)設(shè)備產(chǎn)生較大的水漬、腐蝕等。對(duì)軋機(jī)噴射的二氧化碳可通過(guò)自然排風(fēng)進(jìn)行排除，對(duì)潤(rùn)滑油庫(kù)、液壓泵站及地下通道區(qū)域噴射的二氧化碳可通過(guò)機(jī)械排風(fēng)進(jìn)行排除。滅火后清理現(xiàn)場(chǎng)方便，對(duì)設(shè)備檢查維修后可立即投入生產(chǎn)。

占地面積小、操作維護(hù)方便

低壓二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)不需要大量的儲(chǔ)瓶，占地面積小而且集中，方便操作手應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)迅速準(zhǔn)確的啟動(dòng)滅火系統(tǒng)。采用低壓二氧化碳系統(tǒng)可考慮設(shè)置軋機(jī)多次滅火的藥劑量，因此不需要頻繁的充裝，比較適合軋機(jī)頻繁的工藝火災(zāi)。

另外，軋機(jī)屬于精密貴重機(jī)器，火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，因此美國(guó)鋁業(yè)(ALCOA)的企業(yè)消防標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，增置一套雨淋系統(tǒng)作為軋機(jī)的備用滅火方式，當(dāng)二氧化碳處于故障或隔離狀態(tài)時(shí)，雨淋系統(tǒng)自動(dòng)切換到工作狀態(tài)。由于國(guó)內(nèi)使用雨淋系統(tǒng)撲滅鋁箔軋機(jī)火災(zāi)的成功案例較少，其可靠性和必要性還有待進(jìn)一步考證。

軋機(jī)CO₂工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

CO₂系統(tǒng)下的保護(hù)區(qū)劃分

   常規(guī)軋機(jī)通常分為4個(gè)保護(hù)區(qū)：軋機(jī)其地坑區(qū)、過(guò)濾機(jī)區(qū)、煙道區(qū)油霧凈化裝置區(qū)（或全油回收裝置）、地下油庫(kù)及泵閥站區(qū)。某些軋機(jī)有專(zhuān)門(mén)的卷材進(jìn)出口地坑，當(dāng)該地坑較長(zhǎng)，所需的滅火劑用量較大時(shí)，可單獨(dú)作兩個(gè)保護(hù)區(qū)。如果有合卷機(jī)，合卷機(jī)宜設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)區(qū)。另外設(shè)置一套軟管卷盤(pán)置于軋機(jī)附近易于接近的位置，方便操作手靈活機(jī)動(dòng)的撲滅初期火災(zāi)。

滅火劑用量計(jì)算

大家可以參看《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB50193-93。其中軋機(jī)、過(guò)濾機(jī)按照局部應(yīng)用方式計(jì)算；煙道、地下油庫(kù)、卷材進(jìn)出口坑道按照全淹沒(méi)方式計(jì)算。物質(zhì)系數(shù)取1，即CO₂的設(shè)計(jì)濃度是34%。

CO₂噴嘴的布置要求

保護(hù)區(qū)內(nèi)的每個(gè)區(qū)域都要覆蓋到，尤其是軋機(jī)和過(guò)濾機(jī)。因?yàn)樗麄兪蔷植繎?yīng)用滅火方式，靠CO₂滅火劑直接作用于著火點(diǎn)撲滅火災(zāi)的，一旦有盲區(qū)，可能導(dǎo)致滅火的失敗。過(guò)濾機(jī)分為控制區(qū)、濾布區(qū)、垃圾斗區(qū)，每個(gè)區(qū)都要設(shè)置噴嘴。軋機(jī)分煙罩、機(jī)架、軋機(jī)地坑三部分，每部位都要設(shè)置噴嘴，另外防止火災(zāi)的蔓延，煙道防火閥后、軋機(jī)兩側(cè)龍門(mén)架的卷簾門(mén)處、軋機(jī)煙罩上空也要布置噴嘴。

圖1為軋機(jī)保護(hù)區(qū)域的分解圖，應(yīng)保證每個(gè)部位都設(shè)置CO₂噴嘴，且噴嘴應(yīng)作防冰堵、防油污堵塞處理。

圖1

施工注意要點(diǎn)

CO₂主管道布置要貼墻、沿柱子架設(shè)，在進(jìn)軋機(jī)之前最好分成比較細(xì)的支管，方便軋機(jī)內(nèi)部施工。大家知道軋機(jī)內(nèi)各種油管路、電氣線(xiàn)路錯(cuò)綜復(fù)雜、空間非常狹小，大號(hào)管鉗在其中無(wú)法使用，因而軋機(jī)內(nèi)避免使用較粗的管道。部分軋機(jī)的兩側(cè)煙罩是可以吊起的，因此進(jìn)入兩側(cè)煙罩的管道上應(yīng)設(shè)置一只活接頭，方便拆卸。

另外軋機(jī)管道施工不像一般民用消防那么簡(jiǎn)單規(guī)整，在設(shè)計(jì)階段很難把尺寸確定準(zhǔn)確，因此施工階段需要現(xiàn)場(chǎng)量尺寸、場(chǎng)外預(yù)制，再進(jìn)場(chǎng)組裝。

報(bào)警控制方式

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

除軋機(jī)控制室以外的幾乎所有區(qū)域，因?yàn)榄h(huán)境惡劣，應(yīng)采用防爆桿式定溫探測(cè)器，報(bào)警溫度為華氏194度（攝氏90度）。該探測(cè)器的溫度敏感元件由具有高膨脹系數(shù)的鋼管和具有低膨脹系數(shù)的弓形片部件組成。當(dāng)介質(zhì)溫度變化時(shí)，鋼管膨脹或收縮，從而改變弓形片部件的幾何形狀，使觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，通過(guò)監(jiān)視模塊輸入報(bào)警主機(jī)。

為了安全可靠，方便查明著火部位和檢修，各保護(hù)區(qū)內(nèi)的探測(cè)器和模塊最好一一對(duì)應(yīng)。如果實(shí)在為了節(jié)省成本，筆者認(rèn)為只有地下油庫(kù)可以只設(shè)兩只探測(cè)器模塊。

滅火控制系統(tǒng)

滅火控制分為自動(dòng)、電氣手動(dòng)、機(jī)械應(yīng)急操作。電氣手動(dòng)方式，宜將啟動(dòng)、停止按鈕在軋機(jī)各操作臺(tái)上集中放置，并做清晰標(biāo)識(shí)。每個(gè)保護(hù)區(qū)設(shè)置一個(gè)光報(bào)警燈，共同使用一個(gè)警號(hào)。為了避免火情時(shí)的誤操作，停止按鈕上要加保護(hù)罩。

另外在廠(chǎng)房的疏散出口宜設(shè)置二次噴射的按鈕。當(dāng)軋機(jī)火災(zāi)沒(méi)得到有效控制，需要二次噴射，但人員已無(wú)法靠近軋機(jī)操作臺(tái)時(shí)，可以在疏散口遙控釋放。這也是美鋁企業(yè)通過(guò)實(shí)際滅火經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的一種控制方式，筆者認(rèn)為非常合理。

此外按照規(guī)范要求，在噴灑CO₂前要延時(shí)30秒。但軋機(jī)火災(zāi)蔓延很快，火災(zāi)損失巨大，30秒之內(nèi)一些電控線(xiàn)路可能燒壞，因而軋機(jī)、過(guò)濾機(jī)、煙道都不設(shè)延時(shí)。一旦任一探測(cè)器動(dòng)作后，立即噴灑CO₂實(shí)施滅火。而地下油庫(kù)和全油回收裝置是人員經(jīng)常出入的場(chǎng)所，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行30s的延時(shí)疏散時(shí)間。

為了方便集中控制，報(bào)警主機(jī)一般放置在軋機(jī)控制室內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

[1]  GB50193-93 《二氧化碳自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（99年第23號(hào)公告）。

[2]  NFPA12 “Carbon Dioxide Extinguishing System”

[3]  NFPA72E “Automatic Fire Detectors”