消防系统设计范文

消防系统设计范文（精选12篇）

消防系统设计 第1篇

LNG是一种无毒、无腐蚀性的无色无味液体, 可以在日常大气压下储存和运输, 一般性的碰撞和打击不会引起爆炸。LNG的比重低于水的一半, 其挥发气体比空气轻, 因此, 如果暴露在空气或水中, 在没有燃烧源的情况下, 将挥发到大气中。LNG的燃点650℃, 比汽油高近230℃。然而这并不代表LNG的火灾危险性低, 与其它液态燃料相比, 其闪点和沸点都较低, 而且爆炸极限较宽。

由于LNG是低温深冷储存, 所以LNG一旦从储罐或管道中泄漏, 一小部分立即急剧汽化成蒸气, 剩下的泄漏到地面, 沸腾汽化后与周围的空气混合成冷蒸气雾, 在空气中冷凝形成白烟, 再稀释受热后与空气形成爆炸性混合物。LNG泄漏冷气体在初期比周围空气浓度大, 易形成云层或层流。汽化量取决于土壤、大气的热量供给, 刚泄漏时汽化率很高, 一段时间后趋近于一个常数, 这时的LNG泄漏到地面上会形成一种液态流体。就物理特性而言, 由于天然气的易燃性, LNG一旦泄漏很容易产生爆炸和火灾, 同时超低的温度也为LNG增加了危险性。因此, 消防系统设计的好坏直接影响整个消防系统及灭火过程的成败。

2 工程概况

液化天然气接收站主要包括LNG接收站、码头两部分。其接收站是项目核心部分, 其功能是接卸LNG船舶运输来LNG, 通过储存、加压、气化等将天然气通过输气管线或直接将LNG通过槽车输送给下游用户使用。

3 消防系统设计分析

3.1 方案总体设计

在设计火灾自动报警及消防联动控制系统时, 首先明确消防区域本身的建筑和功能特点, 了解该区域防火工程设计中其它专业的设施及对于电气专业的设计要求, 然后根据有关规范对建筑物定性, 确定系统的总体结构。

3.1.1 设计采用的标准

本LNG项目设计所采用的防火及消防标准都是符合《中华人民共和国消防法 (2008年重新修订) 》和《建筑工程消防监督审核管理规定 (公安部106号令) 》, 《危险化学品安全管理条例 (国务院第344号令, 2002年3月15日实施) 》相关标准、规范的。对于LNG接收站总体的防火及消防设计, 主要采用国际通用的标准, 如NFPA59A、EN1473中的规定;而对于某项具体的防火或消防设计, 则根据标准的严格性执行, 即若国内标准更严格即采用国内标准, 国际标准更严格则采用国际标准。如工艺装置区、建筑物的防火、灭火器的配置、可燃及有毒气体探测系统、火灾自动报警系统等的设计主要采用国内标准;而对于水喷雾系统的喷雾强度等的设计则主要采用NFPA标准。

该工程火灾自动报警及消防联动控制系统的基本功能为:控制中心对探测回路进行巡测, 当某一探测区域内着火, 该处的探测器采集到现场信号, 并立即把信号发回控制中心的控制器, 控制器将对此信号进行判断, 若确认着火, 控制器则向火灾现场发出声光报警信号和火灾应急广播。另外, 很重要的是必须有效地通过联动控制器向需要联动的消防设备发出执行信号, 并切断非消防电源, 消灭初期火灾。

3.1.2 控制中心的组成

控制中心设于地面首层。根据规范要求, 控制中心为双电源供电, 以确保供电可靠。控制中心内主要设备为火灾报警控制器、多线消防联动控制器、总线消防联动控制器、消防电话总机、火灾广播设备、消防联动电源等。

3.1.3 探测回路

探测回路包括探测器、手动报警按钮、消火栓按钮、压力开关等, 其产品的选型在此不再赘述, 需要强调的是手动报警按钮应设在各层出入口及设备附近明显位置, 高度约1.5 m, 并满足在一个防火分区内任何位置到最邻近的手报按钮的步行距离不大于30 m。

3.1.4 消防联动控制系统

要使火灾自动报警及消防联动控制系统在防火工作中发挥巨大的作用, 这就取决于火灾自动报警及消防联动控制系统的设计和施工, 其中设计尤为重要。设计人员在进行火灾自动报警及消防联动控制系统设计时, 一般是根据建筑物的实际情况, 遵循现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》《建筑设计防火规范》《火灾自动报警系统设计规范》等消防法律法规进行设计, 但对于火灾自动报警及消防联动控制系统主机的配置, 设计人员一般都不会进行详细的设计。主机的配置大多数都是由厂家提供的, 而厂家不太了解现场, 往往根据经验来配置。因此, 可能会导致配置达不到要求, 造成地址容量不足、电源容量不足、控制点数不足等问题。只有正确选择和配置火灾自动报警主机设备, 才能设计出一个符合规范、造价合理并实用可靠的火灾自动报警及消防联动控制系统。

本设计的消防联动控制系统是总线制联动系统与多线系统相结合的联动控制系统。在对火灾确认后, 由它们根据水流指示器、显示报警阀、消火栓按钮的动作情况启动消防水泵、喷淋泵、正压送风机、防排烟系统, 启动报警装置, 切换消防广播, 迫降电梯, 点燃应急照明, 切断非消防电源等一系列消防措施, 并应具有下列控制、显示功能:

(1) 消防控制设备对消火栓系统:1) 控制消防水泵的启、停;2) 显示消防水泵的工作、故障状态;3) 显示启泵按钮的位置。

(2) 消防控制设备对自动喷水系统:1) 控制系统的启、停;2) 显示消防水泵的工作、故障状态;3) 显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态。

(3) 消防控制设备对防火卷帘:1) 疏散通道上的防火卷帘, 应按下列程序自动控制下降:感烟探测器动作后, 卷帘下降至距地 (楼) 面1.5 m;感温探测器动作后, 卷帘下降到底;2) 用作防火分隔的防火卷帘, 火灾探测器动作后, 卷帘应下降到底;3) 感烟、感温火灾探测器的报警信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室。

(4) 火灾报警后, 消防控制设备对防烟、排烟设施:1) 停止有关部位的空调送风, 关闭电动防火阀, 并接收其反馈信号;2) 启动有关部位的防烟和排烟风机、排烟阀等, 并接收其反馈信号;3) 控制挡烟垂壁等防火设施。

3.2 可燃气体检测与火灾报警

(1) LNG码头应设置固定可燃气体检测报警仪, 并应配备一定数量的便携式可燃气体检测报警仪。

(2) LNG码头应设置声光自动报警器, 还应设置监控电视。

(3) LNG码头应设置泄漏LNG的收集和处置的系统。

3.3 通讯、导航和附属设施

(1) LNG码头应设置与外界统一的专用通讯设施。LNG船舶靠泊后, 船舶与码头应建立专用有线通信线路。LNG码头应根据危险品泊位安全应急通信要求, 设置防爆高频无线电话。LNG码头还应设置具备报警、广播和对讲通话等功能的应急广播对讲系统。

(2) LNG码头除应配备导助航设施外, 尚应配备带电子海图的差分全球定位系统。

(3) LNG码头应设置足够数量的快速脱缆装置。

3.4 防爆

(1) 危险区域内电气设备的选型根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 (GB50058-92) 的要求来确定。

(2) 爆炸性气体环境电气及仪表设备的选择, 应不低于爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。

(3) 爆炸危险区域内的电缆全部采用阻燃电缆。应急照明和消防系统采用耐火电缆。

(4) 加强设备、管道、阀门的密封措施, 防止LNG泄漏而引发火灾和爆炸事故。在码头、工艺区、LNG罐区设置事故收集池, 将泄漏的LNG收集到事故收集池内, 防止泄漏的LNG四处溢流。收集池应设置高倍数泡沫系统, 当泄漏的LNG进入收集池后, 即自动向池内喷射高倍数泡沫混合液, 以减少LNG气化。

(5) 严格控制码头内的点火源, 禁止一切明火, 严禁吸烟。严格控制作业区内的焊接、切割等动火作业。

在危险场所 (0区, 1区, 2区) 安装的仪表采用本质安全型。为了保障仪表检测过程的正常进行, 延长仪表使用寿命, 本设计中户外安装的现场仪表选用全天候型 (≥IP55) 。火灾和爆炸危险场所根据场所类别选择隔爆型或增安型灯具插座和配电箱等。安装在危险区域内的仪器仪表、盘、箱、柜等, 必须获得相关机构的认证, 并在永久性铭牌上标注防护等级, 该设备适用的危险区域, 气体组别, 温度范围, 认证标准及认证机构和认证号。

3.5 防雷、防静电

3.5.1 防雷

各生产装置、变电所等构筑物根据当地年雷暴日及构筑物高度进行防雷设计的计算, 并根据构筑物的防雷等级进行防雷计算。利用构筑物柱内主钢筋作接地引下线, 并以构筑物基础作接地极。设独立的接地引下线, 沿构筑物周围接地干线设接地极, 接地引下线在距地面0.5 m处留出抽头, 并在此作接地断接卡, 用以测量接地电阻, 并与全厂主接地网相连。各构筑物自成接地网, 接地网距构筑物3~5 m, 防止因雷电引起高电位对金属物及电气线路的反击, 且各接地网应与全厂接地网相连。构筑物屋顶避雷带可采用直径为10 mm的圆钢形成避雷带网格或在构筑物屋顶设置避雷针。构筑物周围接地干线采用铅包铜 (S=70) 接地线。LNG贮罐罐顶采用装设避雷网和避雷针混合组成的接闪器于罐顶, 形成不小于10 m10 m避雷网覆盖整个罐顶, 避雷针装于罐顶周边及有突出罐顶的其他构筑物部位。所有的避雷针和避雷网应相互连接。防雷引下线采用铅包铜 (S=70) 接地线, 设置的间隔不应大于18 m, 并于围绕罐体四周的环行接地装置可靠连接。

3.5.2 防静电

(1) 处理和输送LNG的设备、储罐和管道应采用静电接地措施。每组专设的静电接地电阻值小于100Ω。

(2) 在爆炸危险场所的工作人员应穿戴防静电的工作服、鞋、手套。

(3) LNG槽车等移动设备在工艺操作或运输前, 应作好接地工作;工艺操作结束后, 应静置一段规定时间才允许拆除接地线。

(4) 通往LNG码头的栈桥入口处和有爆炸危险的场所的入口处应设置消除人体静电装置。

4 结束语

消防科学技术的进步和消防规范的日益完善对大型LNG消防系统的设计提出了更高的要求;而发电机组的容量越大, 火灾因素也越多;因此, 对大型LNG的消防设计应从严要求, 确保生产安全。在设计中, 要结合大型LNG的特点及工程实际, 不能漏项而少设应有的灭火装置, 也不能超标设置而增加不必要的投资;同时, 应充分考虑消防系统的安全使用及日常维护等因素, 保证消防系统在机组运行中始终具备良好的灭火性能。

参考文献

[1]液化天然气 (LNG) 生产、储存和装运标准[S].NFPA 59A, (2001版) .

[2]顾安忠.液化天然气技术[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[3]低温工作条件下立式平底圆筒型储罐——第一部分:设计、建造、安装和操作通用指南[S].BS EN 14620-1—2006.

[4]敬加强.液化天然气技术问答[M].北京:化学工业出版社, 2007.

化工库房消防系统设计论文 第2篇

两聚库房属于生产区设施，包括包装厂房和成品库房两部分。包装厂房为聚乙烯和聚丙烯颗粒包装间，其建筑物的耐火等级为二级、火灾危险性类别为丙类、火灾危险等级为中危险级。成品库房内存放的介质为聚乙烯和聚丙烯颗粒，其建筑物的耐火等级为二级、火灾危险性类别为丙类、火灾危险等级为仓库危险级Ⅱ级。

2设计参数及系统组成2.1消防水量

根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006第8.1.5条，两聚库房的室内消防用水量为室内设置的消火栓、自动喷水灭火系统需要同时开启的用水量之和。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006第8.4.1条，仓库h≤24m，V＞5000m3时，室内消火栓用水量为36m3/h。根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第8.11.4条，成品库房内设自动喷水灭火系统。两聚包装及成品库房净空高度12米，属于仓库危险级Ⅱ级，根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版)第5.0.6条，采用早期抑制快速响应喷头，喷头流量系数K=200，喷头最大间距3m，作用面积内开放的喷头数为12只，最不利点喷头工作压力0.50MPa。根据第9.1.1条至第9.1.4条，自动喷水灭火系统消防水量为322m3/h。两聚库房的消防总水量为358m3/h(99.44L/s)，火灾延续供水时间3小时，同一时间火灾次数为一次，消防用水总量1074m3。消防总管管径取DN250：流速v=358/3600/π/0.25/0.25×4=2.026m/s＜2.5m/s消防水泵接合器的给水流量按每个10~15L/s计算。99.44/15=6.629。两聚库房设置7个消防水泵接合器。

2.2系统组成消防给水系统由稳高压消防水管网、室内消火栓等组成，并向自动喷水灭火系统提供消防水。

2.2.1消火栓系统根据包装厂房和成品库房的平面布置，在室内布置了DN250消防主管及DN100环状的消火栓系统管网，并设置了两条进水管道，同时在管网上按照保护的距离合理布置消火栓，室内消火栓间距不大于50m，消火栓箱内配置1条25m长DN65的衬胶水龙带、1支Ф19mm直流-水雾可调水枪和1个规格为DN65减压稳压式室内消火栓，保证厂房和仓库内任一点发生火情时，有两只水枪的充实水柱能同时到达。环状稳高压消防水管网上设有隔断阀(5个消火栓一个)，保证管网的安全供水及维修。

2.2.2自动喷水灭火系统自动喷水系统采用预作用系统，并采用早期抑制快速响应喷头，喷头流量系数K=200，作用面积内开放的喷头数为12只，最不利点喷头工作压力0.50MPa。选择直立型喷头，溅水盘与顶板的距离不应小于100mm，不应大于150mm。自动喷水系统采用格栅状管网，管网最高处设排气阀，最不利点喷头处设末端试水装置。一个报警阀组控制的喷头数不超过800只，阀组入口设过滤器。

2.2.3灭火器配置根据《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005在成品仓库、包装厂房、叉车间和辅助间内配置了手提式磷酸铵盐干粉灭火器MF/ABC4，按最大保护距离不超过12m布置；控制室、配电间内配置了手提式二氧化碳灭火器MT7(不带金属喇叭筒)。

3管道保温伴热

由于两聚库房位于内蒙古地区，极端最低气温达-31.4℃。所以冬季室内不采暖的区域，管道需进行保温伴热或放空处理。消火栓管道在升出地面后设置了放空阀用于放空。自动喷水系统在报警阀组的信号蝶阀前，对管道及阀门进行了热水伴热处理，然后外面包裹硅酸铝保温材料。如此，可保证管道不因内部的水结冰而被冻裂，也可保证冬季发生火灾时消防系统正常运行。

4屋面喷淋管支吊架

自动喷水灭火系统的配水支管平行屋面板布置，喷头垂直于斜屋面安装。本设计根据钢网架图纸对喷淋管布置进行碰撞检查，喷淋支吊架安装大样(见图1)：钢网架上旋球上安装一根20吊杆(端部套丝M20)，吊住喷淋管道吊架C160×60×20×3.0。喷淋管与吊架相交处，用管卡将喷淋管固定在吊架上。

5管材选择

室外稳高压消防水管当管径小于等于DN200时采用输送流体用无缝钢管，焊接连接；当管径大于等于DN250时采用低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管，焊接连接。室内消火栓给水管道采用输送流体用无缝钢管，焊接连接。《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001中规定，“镀锌钢管应采用沟槽式连接件(卡箍)、丝扣或法兰连接”。所以本设计中，室内喷淋管道(过滤器前管道)采用输送流体用无缝钢管，焊接连接；室内喷淋管道(过滤器后管道)采用内外壁热镀锌焊接钢管，当管径小于DN100时采用丝扣连接，管径等于或大于DN100时采用卡箍连接。设计选用管材时应注意管道的外径壁厚需满足相关规范规程的要求，以保证沟槽连接的严密性。《沟槽式连接管道工程技术规程》CECS151-2003中第3.1.3条对沟槽式连接件连接的喷淋管外径及最小壁厚做出了规定。

6结语

高层建筑消防系统的设计研究 第3篇

关键词消防;设计;建筑工程

中图分类号TU976文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0112-01

消火栓给水系统是高层民用建筑的最基本的灭火设备,不论何种类型的高层民用建筑,不论何种情况都必须设置室内外消火栓给水系统。在高层建筑中,有些场所因有易燃、可燃气体或存在与水接触会引起燃烧、爆炸的物质、发生火灾时不能用水扑救。有些场合用水灭火会造成严重的水渍损失。这就要求高层建筑内部除了设置消防给水系统外,还应根据其内部不同房间或部位的具体功能、性质的要求,选择设置适宜的灭火装置,用以控制和扑灭火灾。

1高层建筑消火栓给水管网布置

建筑消火栓给水系统一般由水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵等组成。高层建筑室内消防给水管道应布置成环状。需要由环状管道上引出枝状管道时(例如设置屋顶消火栓),枝状管道上的消火栓不宜超过一个。室内环状管道的进水管不应少于两条,并宜从建筑物的不同方向引入。若在不同的方向引入有困难时,宜接至竖管的两侧,若在两根竖管之间引入两条进水管时,应在两条进水管之间设置分隔阀门。当其中一条进水管发生故障时,其余进水管应仍能保證全部用水量。

室内消防给水管道为环状管网时,应采用阀门分成若干独立段。高层建筑应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一根,当竖管超过四根时,可关闭不相邻的两根;高层建筑的裙房及多层建筑应保证检修管道时停止使用的消火栓在一层中不应超过五个。阀门常开,并应有明显的启闭标志。室内消防环状管网上阀门的设置,除满足上述相关要求外,还应符合下述原则设置:应在每根立管上下两端与供水干管相连处设置阀门;水平环状管网干管宜按防火分区设置阀门,且阀门间同层消火栓的数量不超过五个,任何情况下关闭阀门应使每个防火分区至少有一个消火栓能正常使用。

在建筑物走廊端头,应设消防立管,走廊的立管数量,应保证单口消火栓在同层相邻立管上的水抢充实水柱同时到达室内任何部位的要求,其间距由计算确定。但消防立管的最大间距不宜大于30米。一般塔式住宅设置两根消防立管,高度小于50米、每层面积小于500米,,且可燃物少的耐火等级高的建筑物,设置两根立管有困难时,亦可设一根立管,但必须用双出口消火栓。

2高层建筑消火栓布置

室内消火栓应设在易于发现,易于取用的地点,严禁伪装消火栓,消防电梯前室应设消火栓。消火栓的间距应能保证同层相邻的两个消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何一点。消火栓水枪的充实水柱的确定。当室内消火栓栓口直径、水龙带长度和水枪喷嘴口径已经确定后,水枪充实水柱应根据建筑物层高再通过计算确定。以保证水枪充实水柱能达到室内任何部位,包括顶棚。只有在计算得出的充实水柱小于“高规”规定的10米时,才采用规范规定的充实水柱值。

室内消火栓布置的具体要求:每个消火栓处应设启动消防水泵的按钮,并应设置保护按钮的措施。高层建筑室内消火栓的直径采用65毫米,配备的水龙带长度不超过25米,水枪喷嘴口径不应小于19毫米。按照消火栓的机械强度,其所承受的静水压力不应大于1兆帕,若果超过时,应采取分区给水或在消火栓处设减压措施。

3高层建筑消火栓给水系统的安全设施

消防管网上的阀门:高层建筑室内消防给水管网应设置一定数量的阀门,以保证火场供水安全,阀门的布置应使管道在检修时,被关闭立管不超过一条。一般可按分水节点的管道数n-1的原则布置。

屋顶消火栓:高层建筑屋顶应设检查和试验用的消火栓,供本单位和消防队定期检验室内消火栓给水系统的供水能力时使用,这对保护本建筑物免受临近火灾的威胁有良好的效果。

水泵接合器:高层建筑消防给水管网系统均应设置水泵接合器,水泵接合器是消防车往室内管网供水的接口,当室内消防水泵发生故障或室内消防用水量不足时,消防车即从室外消火栓、消防水池或天然水池取水,通过水泵接合器将水送至室内管网,保证室内火场用水。

消防水箱:在高层建筑独立的临时高压消防给水系统,或区域集中高压消防给水系统中,扑灭初期火灾,主要依靠消防给水系统中贮存一定消防水量的水箱。当室内某处发生火灾而消防水泵尚未启动时,依靠高位水箱的设置高度而产生的压力作用,把水箱中贮备的消防用水输送到火源附近的消火栓进行灭火,这是一种在火灾初期非常经济可靠的措施。

消防水泵应设工作能力不小于主要消防水泵的备用水泵,消防水泵应采用自闭式吸水;每台消防水泵应设独立的吸水管,水泵的出水管上应装设试验和检查用的放水阀门,消防水泵房应设不少于两条出水管与环状管网连接。

4自动喷水灭火系统的选择

报警阀前的管网可分为环状管网和枝状管网,采用环状管网的目的是提高系统的可靠性。当自动喷水灭火系统中设有两个及以上报警阀组时,报警阀组前宜设环状供水管道。报警阀后的管网可分为枝状管网、环状管网和格栅状管网,采用环状管网的目的是减少系统管道的水头损失和使系统布水更均匀。自动喷水灭火系统的管网分为枝状管网、环状管网和格栅状管网,枝状管网又分为侧边末端进水、侧边中央进水、中央末端进水和中央中心进水4种形式,自动喷水系统的环状管网一般为一个环,当多环时为格栅状管网。

一般轻危险等级宜采用侧边末端进水、侧边中央进水,中危险等级宜采用中央末端进水和中央中心进水,以及环状管网,对于民用建筑为降低吊顶空间高度可采用环状管网,配水干管的管径应经水力计算确定,严重危险等级和仓库危险等级宜采用环状管网和格栅状管网,湿式系统可采用任何形式的管网,但干式、预作用系统不应采用格栅状管网。建筑内设有不同类型的系统或有不同危险等级的场所时,系统的设计流量,应按其设计流量的最大值确定。多个雨淋阀并联的雨淋系统,其系统设计流量,应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。

5结语

随着国民经济的发展,高层建筑越来越多,超高建筑也层出不穷,只有不断提高高层建筑消防给水系统的安全可靠性,才能充分保障人民群众的生命财产安全。高层建筑消防给水系统的超压问题必须得到重视,应进一步研究减压的装置和技术措施,提高高层消防给水系统的承压能力,确保消防给水系统不超压,保障消防供水安全。

参考文献

[1]王建平.高层建筑消防给水系统常见问题及其对策[J].山西建筑,2010,

10:167-168.

[2]方立新.高层建筑扭曲形态下的结构应变[J].建筑与文化,2010,02:87-89.

球罐消防系统的设计思路 第4篇

水喷雾灭火系统是一种消防灭火系统, 它经常用于液化气球罐生产、储存或装卸设施的防护冷却, 其作用是保护球罐在火灾高温下不被破坏, 并通过水的冷却降温作用使燃烧速度降低。在球罐水喷雾灭火系统的设计中, 水雾喷头的选择和布置是主要难点。

2 水喷雾灭火系统设计

本文以长庆油田4万吨/年常减压装置1000m3球罐为例, 介绍喷头布置的设计过程。球罐直径为12.30m, 球罐位于长庆油田马家滩炼油厂内。

2.1 设计基本参数的确定

1) 设计喷雾强度和持续喷雾时间:

为使喷雾的强度可以达到有效降温、灭火的效果, 《水喷雾灭火系统设计规范》第3.1.2 条、表3.1.2 规定了设计喷雾强度及持续喷雾时间:设计喷雾强度为 W=9 L/min.m2 , 持续喷雾时间为6h。

2) 保护面积:

根据《水喷雾灭火系统设计规范》第3.1.5 条规定, 采用水喷雾灭火系统的保护对象的保护面积按其外表面积确定:

体积为1000m3 球罐的表面积S=πD2=π12.302=457m2

3) 设计流量Q=WS=9457=4275.5L/min=71.25L/S

4) 喷头的工作压力:

根据《水喷雾灭火系统设计规范》规定:用于防护冷却的水雾喷头, 其工作压力不应小于0.2MPa。该厂消防水系统为独立的稳高压系统 (0.5MPa) , 喷淋水系统压力能满足规范的要求, 设计时按照0.35MPa计算。

2.2 喷淋环管计算

合理布置喷头, 必须要考虑水雾锥底圆半径, 重点是B即喷头距罐壁的距离, 和β即喷头的雾化角的确定。规范规定B不应大于0.7米, 此处设计时, 尽量减少火焰的热气流和风对水雾的影响, 以及水雾在穿越被火焰加热的空间时的汽化损失, 将B定为 0.60m。根据喷头厂家提供的喷头喷射曲线, 雾化角为120° (选择120°因为这种雾化角的喷头覆盖的范围较大, 喷雾效果较均匀。) 。B为0.60m时, 水雾喷头在该球罐上的保护半径为1.2m, 为了使喷头在水平方向相交 , 在垂直方向相接, 两个喷头之间最大水平距离为 <2.4m, 故取喷淋环管的最大距离为Lmax=2.4m, 。一般情况下 , 在赤道处设有喷淋环管 , 喷淋环管在赤道0°处的直径为:D0=12.3+0.8X2=13.9m (0.8m=0.6m+短管0.2m的距离)

以上半球作喷头设计为例, 见图1:

北纬第一段喷淋管的角度:a1=Lmax360°/ (πD0) =2.4360°/ (π13.9) =19.8°

北纬第一段喷淋管距离赤道的距离h1= (D0/2) sinα1= (D/2) sin19.8°=2.35m

北纬第二段喷淋管的角度:α2=α12=19.8°2=39.6°

北纬第二段喷淋管距离赤道的距离:h2= (D0/2) sinα2=4.43m

北纬第三段喷淋管的角度:α3=α13=19.8°3=59.4°

北纬第三段喷淋管距离赤道的距离:h3= (D0/2) sinα3=5.98m

根据以上计算, 该球罐水喷雾灭火系统的供水采用环形管布水, 共有7 圈环形管, 沿球罐纬线方向布置。

2.3 喷头的布置

水雾喷头均匀分布安装在各圈环形管上, 各圈环形管上的喷头数量因环形半径以及布置形式的不同而不同, 喷头均面向球心。对于球形储罐, 单个水雾喷头的保护面积一般为 1～3.5m2 , 相对于整个球罐的外表面来讲很小, 我们可以将罐体的球形表面近似地视作平面来处理。水雾喷头相对于罐体表面的布置有以下两种形式:

菱形布置相邻四个喷头喷口中心连线为夹角60°和120°的菱形, 见图2。

矩形布置相邻四个喷头喷口中心连线为正四边形, 见图3。

喷头菱形布置时, 每个喷头的有效保护面积 Sp为外接圆半径等于水雾锥底圆半径 R 的正六边形面积undefined, 喷头矩形布置时, 每个喷头的有效保护面积undefined.比较两式可以看出, 喷头矩形布置保护有效面积比菱形布置小, 所需喷头数比菱形大, 也就是水雾喷头的矩形布置较菱形布置要密, 对于同一储罐, 采用同一种流量系数的水雾喷头, 水雾喷头采用矩形布置时 , 系统的配水量较大, 偏于安全。所以设计首先考虑矩形布置。

由于《水喷雾规》规定 , 喷头喷射的水雾锥在水平方向应相交 , 喷淋环管上的喷头之间的间距应该小于1.4倍水雾锥底圆半径R (此处的水雾锥底圆半径R为当B=0.60m时, 水雾喷头在该球罐上的保护半径, 即R=1.2m) , 1.4R=1.68m, 取整数则喷头之间的间距b=1.6m。

喷淋管在赤道00喷头数量:n1=πD0cosα0/b=27.3=28个

喷淋管在北纬19.8度喷头数量:n2=πD0cosα1/b=25.6=26个

喷淋管在北纬39.6度喷头数量:n3=πD0cosα2/b=21个

喷淋管在北纬59.4度喷头数量:n4=πD0cosα3/b=13.9=14个

2.4 喷头出水量计算

喷头出水量计算公式:undefined特性系数 P-工作压力

本工程选用ZSTWA-120-50型中速水雾喷头, 工作压力0.35MPa, 特性系数27.3, 喷头射角120°, 单个喷头出水量50L/min。

喷淋环管的流量Q=50X150=7500L/min比设计流量Q=4275.5 L/min大许多, 故考虑喷头采用菱形布置。根据《水喷雾规》规定, 采用菱形布置, 喷淋环管上的喷头之间的间距应该小于1.7倍水雾锥底圆半径R, 1.7R=2.04m, 取整数则喷头之间的间距b=2.0m, 各环管上的喷头数如表1:

喷淋环管的流量Q=50X124=6200L/min

这样布置的喷头既能满足规范的要求, 也使喷淋环管的流量不至于超出设计流量太多。故各喷淋环管上的喷头数见表1, 喷淋环管

上的喷头总出水量为6200L/min。

3 设计时注意事项

(1) 喷头流量计算结果应与规范设计流量进行比较, 要综合考虑, 选择最合理经济的喷头布置方式。 (2) 对罐顶和罐体附件应另外增设辅助喷头进行保护。 (3) 水雾喷头选型时, 需将喷头自身的特点与工程实施的可行性结合起来考虑。 (4) 为平衡各喷头的工作压力, 均衡球罐表面的冷却水量, 采用两条对称布置的立管供水。 (5) 在施工时, 经常发生喷淋管与球罐盘梯、工艺管线相碰, 为了避免这一点, 在设计时要与其他专业图纸紧密结合, 尽量在图纸阶段解决问题 (如喷淋管增加弯头躲避、降低高度) 。 (6) 为防止控制阀后管道内壁生锈, 锈渣堵塞水雾喷头, 控制阀后的管道采用镀锌钢管, 丝扣连接, 在球罐底部的供水管上设Y 型过滤器。 (7) 球罐喷淋水属于洁净废水, 如果条件许可的话, 可将灭火用水再收集起来, 循环使用, 即在罐区处增加集水池, 增加回用设备, 这样提高了水的利用率, 又减少了污水排放量。

参考文献

[1]中华人民共和国公安部主编.水喷雾灭火系统设计规范[M].北京:中国计划出版社, 1995.

商贸中心消防给水系统设计探析论文 第5篇

1．消防系统的选择目前，超高层建筑常用的消防给水主要有：

①高位消防水池重力供水方式；

②串联分区加压供水方式；

③一次加压减压（减压阀）给水方式[1]。高位消防水池重力供水方式，须将一次火灾消防用水量存于屋顶高位消防水池内，本项目消防用水量1,008m3，因此屋顶结构荷载大，占用面积亦难以满足。串联加压供水方式，消防给水管网竖向各区由消防水泵串联分级向上供水，高区消防水泵可从下区消防管网或转输水箱吸水，这样中间须设置水泵，运行费用较高，能耗多。该建筑高度为143.60米，若选择一次加压减压（减压阀）给水方式，水泵扬程约2.2MPa，管材承受压力小于2.5MPa，投资较低，所需设备用房少。经3种方式的比选，经院总工审定，选定第三种方案。

2．消防系统的分区本设计从建筑高度、分区压力、减压阀设置及维护管理方便等因素综合考虑，确定消火栓系统分成3个区，自动喷淋系统分成4个区。消防系统分区：为便于管理，裙房地下室消火栓系统单独为一个区。办公楼共30层，最高层与最底层净高差大于100m，根据“水消规”第6.2.1条规定，消火栓栓口处静压大于1.0MPa，消防给水系统应分区供水，故办公楼分2个区，8~18层为低区，19~30层为高区。商业楼8~14层为一个区，与办公楼8~18层共用减压阀减压。自动喷淋系统分区：自动喷淋系统裙房和地下室分2区，湿式报警阀分别设置于负一层水泵房内和负二层实时报警阀间内。办公楼分2个区，8~20层为低区，21~30层为高区；湿式报警阀设置于避难层（17层、26层）。商业楼7~14层为一个区，湿式报警阀设置于负一层水泵房内。具体如下图消防水泵房设置：消防水泵房设置于负一层，消火栓水泵单泵性能：Q=20L/s，H=215m，N=75KW，共三台，二用一备，互为备用；自动喷淋水泵单泵性能：Q=20L/s，H=200m，N=75KW，共三台，二用一备，互为备用。

二、室内消火栓环管布置的构思

根据消火栓系统的分区，可在地下四层与地上六层设置环管。但由于地下四层为人防工程，消火栓较多，故单独成环较为合理。另因地下一层为家具展厅，首层为商业，且地下一层与首层平面布局相差甚远，若共用环管，则消火栓支管较长，须敷设在商铺上空，几经斟酌后，确定环管布置如下：在地下二层天花设置环管以便地下一层及地下二层消火栓连管；在首层天花设置环管以便首层及二层消火栓连管，且中庭内展厅的消火栓，必须由地下二层的环管上供水。

三、消防设计的新做法

《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）于2014-10-1实施，该项目为此规范实施后的超高层项目，因此项目中的做法与“水消规”未实施前的常规做法有几处存在明显差异。具体如下：

1．消防泵房“水消规”第5.5.12.2条规定，附设在建筑物内的消防水泵房，不应设置在地下三层及以下，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层。根据建筑平面地下一层为家具展厅，消防水泵房首选地下二层。可是当布置在地下二层时发现，室外地坪与水泵房地面标高差大于10m，不得不占用地下一层的展厅面积来设置消防水泵房。

2．消防水泵“水消规”第4.3.9条规定，消防水池的出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用。消防水池的出水管也就是消防水泵的吸水管，即消防水泵的安装和启动能保证消防水池的有效容积全部利用。“水消规”尚未实施前，为了节省水泵房的占地面积，一般选用立式泵。但立式泵排气孔高，自灌式吸水水位要求就高，消防水池无效水位也随着增加。为了能充分利用消防水池的水位，保证消防水池的有效容积能被全部利用，该项目消防水池和水泵房同层设置，选择卧式消防泵。

3．稳压泵“水消规”第5.3.2条规定，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%计，且不宜小于1L/s。在“水消规”实施前，消火栓稳压泵流量一般取5L/s，本项目所有消防管均在建筑物内敷设，漏损量较少，根据“水消规”该项目所有的稳压泵流量取1L/s。关于稳压泵扬程，“水消规”第5.3.3条确定了稳压泵最高设计压力，也限定稳压泵启动的最低设计压力，该项目稳压泵扬程为0.25MPa。

4．消防水箱“水消规”第5.2.1条规定，建筑高度大于100m的一类高层公共建筑，临时高压消防给水系统的高位消防水箱有效容积不应小于50m3。因此该项目天面消防水箱，有效容积为50m3，而非“高规”规定的18m3。

四、结语

消防智能化营区管理系统应用设计 第6篇

关键词：消防；营区；管理；物联网

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 18-0000-01

一、智能营区管理系统主要功能需求

（1）岗哨值班管理。此项功能用于岗哨排班、交接岗管理和随机查哨。中队值班干部利用系统岗哨排班，系统语音提醒人员接岗，自动记录换岗时间，并采集实时图像信息存档。士兵站岗期间，系统随机语音提示哨兵确认在位情况，超时未确认视为漏岗，自动音响报警，同步发送短信通知值班干部。此项功能可有效解决哨兵随意调岗、替岗、脱岗、睡岗等问题。（2）车辆出入管理。此项功能用于部队行政车辆和外来车辆的出入登记管理。系统与综合业务平台对接，经网上审批部队车辆出入营门时，岗哨系统感应放行、自动登记并发送信息到值班干部手机；未经审批部队车辆不予放行。外来车辆出入营区时，系统进行自动拍照，并自动提取登记车辆信息。此项功能可有效解决车辆出入信息记录不真实、不及时等问题。（3）战士请销假管理。此功能类似于车辆出入管理。经网上批假的战士出入营门时，经指纹识别自动验证，并发送信息至值班干部手机。战士归队时，系统自动记录时间和完成销假手续。此项功能可有效解决战士随意外出、出入登记不真实等问题。（4）外来人员管理。外来人员临时来访时，刷身份证自动识别身份，录入来访信息，并对来访人员采集图像信息存档。来访人员离开时，刷身份证记录离开信息。此项功能可有效识别来访人员身份，提高登记效率，解决登记错漏、统计繁琐等问题。（5）查铺查哨管理。此项功能用于督促值班干部落实查铺查哨制度。值班干部查铺查哨时通过指纹识别自动记录。若未按规定查铺查哨，系统自动上报，并联动干部绩效考核系统自动扣分。此项功能有效督促干部履职，防止离兵离营，疏于监管。（6）干部考勤管理。此项功能用于支队机关、大队部干部（含外聘人员）工作日考勤管理，与干部绩效考核相挂钩。（7）挂点督导管理。此项功能主要用于督促党委班子领导落实队伍管理“一岗双责”，可根据要求灵活设置。领导到基层检查指导时，通过指纹（脸谱）现场识别确认，系统自动记录。（8）网上督察功能。总队、支队、大队可通过系统对所属部队进行网上督导。同时，系统还具备实时反馈和统计分析功能，可统计分析基层管理问题情况，形成报表上传上级机关。

二、智能化营区管理系统关键技术

（1）物联网技术。物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。（2）指纹识别技术。随着计算机与通信网络的蓬勃发展，电子商务的不断推广应用，安全方便的指纹识别系统现已广泛应用于桌面电脑、笔记本电脑、ATM提款机、蜂窝电话、考勤系统、门禁控制等各个领域，常见的指纹识别系统有两种，即嵌入式系统和连接计算机的应用系统。嵌入式指纹识别系统是一个相对独立的完整系统，它不需要与其他设备或计算机进行连接，可以独立完成其设计的功能，如指纹门禁、指纹考勤终端、指纹保险箱等都是嵌入式系统。其功能较为单一，应用于完成特定的功能。而连接计算机的应用系统具有灵活的系统结构，并且可以多个系统共享指纹识别设备，可以建立大型的数据库应用。（3）车牌识别系统。车牌识别系统是现代智能交通系统中的重要组成部分之一，应用十分广泛。它以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础，对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析，得到每一辆汽车唯一的车牌号码，从而完成识别过程。通过一些后续处理手段可以实现停车场收费管理，交通流量控制指标测量，车辆定位，汽车防盗，高速公路超速自动化监管、闯红灯电子警察、公路收费站等等功能。对于维护交通安全和城市治安，防止交通堵塞，实现交通自动化管理有着现实的意义。

三、业务平台对接接口设计

（1）接口功能设计。根据一体化建设的需求和标准，接口程序为：实现自动从综合业务平台同步数据以及向综合业务平台反馈数据。系统运行时，支队岗哨系统同步线程连接支队综合业务平台数据库。支队岗哨系统从支队综合业务平台同步系统需要的基础数据（如组织架构，人员基本信息，车辆基本信息等）和业务数据（人员外出申请，车辆外出申请）到支队的岗哨系统。（2）同步策略。数据同步框架遵循以下规则：因为综合业务平台以支队为中心建立，因此数据同步在支队综合业务平台和支队的岗哨系统间进行。岗哨系统内部再按照基礎数据或者业务数据所属单位将数据下发到下级岗哨系统。基础数据以综合业务平台为准，由综合业务平台向岗哨系统单向同步。以保证数据的正确性和一致性。业务数据创建以综合业务平台为准，由综合业务平台向岗哨系统单向同步，岗哨系统通过业务操作修改数据状态后，仅将状态变化同步回综合业务平台。同步程序定时检查是否有数据需要同步，同步时间周期可以灵活配置。（3）接口开发设计。岗哨管理软件接口描述：实现新建电子门岗系统与业务平台与消防部队基库系统对接，根据电子岗哨系统自身需求直接调用基库系统数据平台中的数据变更消息通知，审计信息查询，数据批量导入等。在不影响综合业务平台使用的情况下实现自动从综合业务平台同步数据以及向综合业务平台反馈数据，实现各种数据的交互对接。

四、结束语

智能营区管理系统是通过利用射频感应、视频采集、指纹（脸谱）识别、物联网等技术，建设一套与消防部队一体化系统对接的智能营区管理系统，实现部队管理精细化、网络化、动态立体化。

参考文献：

[1]丁波军.消防物联网建设初探[J].无线互联科技，2012（03）.

自动消防炮驱动系统的设计 第7篇

为了克服车载式消防炮不能快速响应灭火请求、不能全天候值守的缺点, 笔者设计了一种自动消防炮的驱动方案。应用本方案, 在火灾发生时能使消防喷头自动对准着火点进行定点喷水灭火, 可做到快速响应, 全天候值守, 在第一时间内扑灭火灾, 减少损失。

1 自动消防炮驱动系统组成及运动形式分析

自动消防炮驱动系统的组成如图1所示。使用两台步进电机作为执行元件, 步进电机采用带极限位置的开环控制, 即根据现场需要设定水平和垂直转动的极限位置, 在预定转动范围内采用开环控制。自动消防炮驱动系统接收前端信息处理机发来的消防喷头转动角度信号, 包括水平回转角度α与垂直俯仰角度β。自动消防炮运动控制器根据输入的转角信号及运动参数来控制步进电机驱动电路的工作, 使电机按设定参量转动, 进而完成自动消防炮消防喷头的定位。

自动消防炮的运动形式如图2所示。将炮体安装在消防炮塔上, 通过水平回转步进电机和垂直俯仰步进电机带动消防喷头在预定的空间转动, 喷头的水平回转角度为-180°～180°, 垂直俯仰角度为-90°～+90°。

图2中, 设AB为自动消防炮的出水管, A点 (出水管尾部) 为中心点, B点 (出水管口, 即消防喷头) 为出水口, 整个出水管围绕A点上下左右转动。在图2所示的空间直角坐标系中, 设C点为着火点, 其坐标根据前端火灾探测器测定。在火灾发生时, 水平回转步进电机立即起动, 带动出水管AB先做水平回转运动, 当AB与着火点C处于同一垂直面时, 垂直俯仰步进电机起动, 使出水管做垂直俯仰运动, 待消防喷头对准着火点, 完成空间定位后, 系统根据需要执行喷水灭火任务。

自动消防炮灭火系统各部分位置坐标如图2所示。其中, A点为出水管转动的中心点, B点为消防喷头初始位置, B1点为出水管经水平回转运动后消防喷头的位置, B2点为出水管经俯仰运动后消防喷头的位置。

设消防喷头由初始位置B点经水平回转α度到达B1点, 再经俯仰转动β度到达B2点, 此时消防喷头对准着火点C。水平和俯仰运动角度分别规定在俯视和正视时逆时针转动角度为正。α、β的计算方法如下:

将A、B、C三点分别投影到XOY平面上, 设其投影坐标为A' (x1, y1, 0) , B' (x2, y2, 0) , C' (x3, y3, 0) , 得到:

undefined

根据向量夹角余弦公式计算得到:

undefined

同理, 将A、B、C三点投影到XOZ平面, 设其投影坐标为A" (x1, 0, z1) , B" (x2, 0, z2) , C" (x3, 0, z3) , 可得到:undefined

再求反余弦即可求出需水平回转角度α和俯仰运动角度β, 从而得到具体的空间转动角度与转动方向。

2 硬件系统设计

2.1 执行元件的选择

采用直流电机作为执行元件, 主要用于驱动大流量 (>50 L/s) 、大转矩的手动消防炮, 用于车载消防等场所, 不能实现精确定位, 不适于自动消防炮的驱动。由于火灾可能发生的地点不确定, 需要消防喷头能够对准保护范围内的任何位置, 因此自动消防炮的驱动适于采用开环控制。

采用步进电机作为执行元件。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件, 其运行速度与控制脉冲的频率呈严格的正比关系, 转过的角度与控制脉冲的个数呈严格的正比关系, 它的转动没有累积误差。通过控制脉冲的个数即可控制电机转动的角位移量。

笔者所用自动消防炮为消防喷头出水流量在30～40 L/s 之间的消防水炮, 最大射程约70 m, 其驱动力矩需5 Nm, 因此要求步进电机的保持转矩能大于5 Nm, 选用两相86型混合式步进电机为执行元件。

2.2 步进电机驱动电路的设计

采用集成芯片THB6064H设计步进电机驱动电路, THB6064H为大功率、高细分两相混合式步进电机专用集成驱动芯片, 其特点如下:

(1) PWM斩波恒电流控制; (2) 双H桥MOSFET驱动, 低导通电阻Ron=0.4 Ω; (3) 高耐压50 V DC, 大电流4.5 A (峰值) ; (4) 多种细分可选 (1/2、1/8、1/10、1/16、1/20、1/32、1/40、1/64) ; (5) 自动半流锁定功能; (6) 内置温度保护及过流保护。

步进电机驱动电路如图3所示。

在图3中, 电压VCC=5 V, VM=24 V。M1, M2, M3为细分调节端, PULX, DIRX分别为脉冲输入和方向输入端。C14, C15为PWM斩波控制电容, A, /A、B, /B为功率桥输出端, 分别接至步进电机的A、B两相绕组。

VREF用于调整输出电流, 其计算如式 (1) 所示:

undefined

式中:Io (100%) 为输出电流的最大值;RS为检流电阻。

取RS=0.25 Ω, 可得到式 (2) :

undefined

VREF的取值范围为0.5～3.0 V, 通过拨码开关调节。

THB6064H内部集成了须流二极管, 图3中在功率桥的输出端接4只10 kΩ对地电阻来释放THB6064H驱动芯片中MOSFET关断时步进电机绕组所存储的能量。水平回转和垂直俯仰步进电机的驱动电路相同。

2.3 自动消防炮运动控制器的设计

采用ATMEL公司AVR单片机Atmega16作为主运动控制芯片。Atmega16采用CMOS技术和RISC架构, 具有高速 (50 ns) 、低功耗、高度保密的特点, 其定时分辨率高, 指令的执行时间短, 中断响应快。

运动控制器的脉冲输出主要利用Atmega16 MCU中定时器1 功能强大的 CTC (比较匹配时清零定时器) 模式, 在CTC模式下得到稳定的波形输出。其外围电路如图4所示。

设置寄存器TCCR1A, 使其匹配时自动改变OC1A, OC1B引脚的电平, 可分别得到两路脉冲。通过设置输出比较寄存器OCR1AH, OCR1AL和OCR1BH, OCR1BL可分别改变输出脉冲的频率。采用定时器0分时外部计数来实现脉冲数量的控制。

图4为带光耦隔离的自动消防炮运动控制器脉冲发生电路。OC1A, OC1B分别连接Atmega16的14 (PD5) , 13 (PD4) 号引脚 (TQFP封装) 。脉冲信号采用高速光耦A2531隔离, 增加抗干扰能力。由于光耦输出的驱动电流极小, 设计中对光耦输出脉冲增加了74HC14做整形输出, 以提高输出波形的质量和驱动能力。

Atmega16的定时器1工作在CTC模式, 脉冲输出时可屏蔽中断, 在脉冲电平发生跳变时, 计数器当前值自动归零并重新计数比较, 以产生下一个脉冲, 因此输出脉冲的频率严格恒定。由于电机噪音主要来自有效脉冲 (该设计为下降沿) 间隔不均匀, 使电机瞬间速度急剧变化, 控制电路可完全消除这一问题。

3 软件部分设计

3.1 步进电机加减速曲线的设计

在步进电机启动和停止时, 由于负载惯性大, 必须具有特定的加减速设计, 才能保证电机启停时不堵转, 不丢步。自动消防炮运动控制器采用反指数型曲线升速, 加速过程平稳, 符合步进电机的运行特性, 见图5所示。

通过建立加速台阶表, 存于MCU的flash ROM中, 加速时, 通过在表中读取相应的定时器比较匹配OCRA值, 即可调节当前脉冲频率, 进而完成电机的加速。减速为加速的逆过程, 反序调用OCRA值即可。起动频率根据细分数、电机特性及负载大小来确定。

3.2 自动消防炮的工作流程

系统平时处于待命状态, 同时监测本机、消防水泵和电机驱动电路的运行状况。一旦接收到上位机的命令就及时响应。当收到火灾发生, 需定位灭火的指令时, 自动消防炮运动控制器立即分析计算运动参数, 分别向水平回转和垂直俯仰步进电机驱动器发出定量的脉冲及相应的方向信号。顺序启动水平回转步进电机和垂直俯仰步进电机, 开始定位消防喷头。定位完成后根据需要自动起动消防水泵, 开启阀门, 喷水灭火。灭火完毕后自动关闭消防水泵和阀门, 重新回到监测状态, 见图6所示。

4 结束语

笔者设计的自动消防炮驱动方案已成功用于某大空间智能消防炮灭火系统, 试验表明, 消防喷头定位准确, 驱动系统运行稳定, 驱动力矩满足要求。采用自动消防炮构成智能灭火系统是未来消防灭火的发展方向, 目前仅在大型展馆、机场等人员密集场所使用, 未来具有广阔的市场前景。

摘要：针对车载式消防炮不能快速响应灭火请求的缺点, 设计了一种自动消防炮的驱动方案。利用两台步进电机作为执行元件, 采取水平回转与垂直俯仰运动相结合的方式实现消防喷头的转动及定位。采用步进电机驱动芯片THB6064H设计步进电机驱动电路, 采用AVR单片机Atmega16完成消防炮的运动控制。

关键词：自动消防炮,消防喷头定位,步进电机,步进电机驱动

参考文献

[1]GB50338-2003, 固定消防炮灭火系统设计规范[S].

[2]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2009.

百宏酒店消防给水系统设计 第8篇

百宏酒店位于福建省石狮服装城, 处于服装城主轴线东端与展览艺术中心相互呼应, 东侧为308省道。工程总用地面积21 908.9 m2, 建筑面积为106 303.6 m2, 建筑层数地上二十八层, 地下一层, 建筑总高度99.05m。主楼地下一层为车库及平战时结合的六级人防工程, 酒店后勤配套用房, 桑拿;地面一层为商场及办公楼和服务配套出入口;地面二层为酒店大堂、中餐厅、西餐厅;三层为宴会厅, 夜总会等;四层为会议室;五层为酒店办公和健身运动场所等;裙房顶上有两座塔楼:A座六～二十七层办公楼, B座六～二十八层酒店客房。客房总套数合计487套。

2 消防给水系统

本工程设有室外消火栓系统, 室内消火栓系统, 自动喷洒系统, 水喷雾灭火系统。室外消防用水由市政管网提供, 在308省道市政给水干管上引入一根DN200的进水管, 沿建筑周边连成环网, 在该环网上设7个地上式室外消火栓。室内消火栓用水、自动喷洒用水及水喷雾灭火用水均由地下室室内消防水池经消防加压泵加压后供给, 室内消防水池储水量为600 m3。因市政只有一路进水, 故另设有地下室外消防储水池一座, 室外消防储水量为324 m3, 并设有消防取水口, 以便消防车取水使用。室内消火栓系统、自动喷洒系统及水喷雾灭火系统均在室外设数套消防水泵结合器与室内管网连接, 以满足消防要求。

2.1 消火栓系统

(1) 为保证消火栓栓口静水压力不大于1.0

MPa, 本工程消火栓系统竖向为两个区, 地下室～五层为低区, 六层及以上为高区。高、低区消火栓系统共用一套消防泵组, 平时管网由屋顶消防水箱及稳压泵联合稳压;消防时高区由消火栓泵直接加压供给, 低区经减压阀减压后供给。低区消火栓管道系统水平、竖向均成环, 高区消火栓管道系统在地下室内水平成环, 地上主楼竖向成环。

(2) 消火栓系统前10

min的消防用水储存在B座屋顶消防水箱内, 水量为18 m3。消防水箱出水管与B座竖向环网相连, 消火栓泵出水管与高区底部水平环网相连。水泵为两台, 一用一备, 互为备用。为防止消火栓管道系统在小流量时系统超压, 在系统下环设泄压阀, 泄压阀的开启压力为工作压力加0.05 MPa。消火栓管道系统的阀门设置采用在水平环管设置与在立管设置相接合的方式, 此种阀门设置方式的优点是在既考虑立管检修又考虑环管检修的情况下, 阀门总数较少, 系统的供水安全性高。

(3) 为保证消火栓系统下部的消火栓栓口压力不大于0.5

MPa, 高区六～二十层消火栓采用减压型稳压消火栓, 其特点是系统压力在一定范围内变化, 消火栓能进行自动调节保证栓后压力维持稳定, 在消火栓进口压力在0.4～1.6 MPa时, 消火栓出口压力可维持0.25～0.35 MPa (栓后压力可根据需要调整) 。低区消火栓系统经减压阀减压后栓口压力均小于0.5 MPa, 故低区消火栓、高区二十一层及以上消火栓均采用普通型消火栓。

2.2 自动喷洒系统

(1) 本工程按中危险级设置, 除地下水泵房、变配电室、开闭所、电视电话机房、智能化机房、水箱间、消防控制中心、电梯机房等不设自动喷水外, 其余房间均设有喷洒。

(2) 系统。本工程自动喷洒系统竖向为两个区, 十四层以下为低区, 十四层及以上为高区。系统采用临时高压制, 地下室水泵房内设自喷系统加压泵两台 (一用一备) , 屋顶水箱间设专用增压稳压装置一套, 包括稳压泵两台 (一用一备) , 隔膜式气压罐一个。高、低区自喷系统共用一套消防泵组, 平时自喷管网由屋顶消防水箱及稳压泵联合稳压;消防时高区由自喷泵直接加压供给, 低区经减压阀减压后供给。高区设四套湿式报警阀, 低区设十二套湿式报警阀, 每套报警阀控制的喷头数均不超过800个。高、低区各报警阀集中设在消防控制中心附近的报警阀室内, 报警阀前的环状供水管道与自动喷洒加压泵及增压稳压装置出口相连接, 并延伸室外与三套自动喷洒系统水泵接合器相接。

(3) 自动喷洒增压稳压装置设在屋顶水箱间与设在地下水泵房相比可减少稳压泵的扬程, 水泵型号的选择余地较大。稳压泵流量按1l/s计, 扬程按最不利点喷头 (B座最高层客房边墙型喷头) 的工作压力0.2 MPa计。

(4) 为保证喷淋系统各层配水管入口压力平衡, 在地下室～十层、十四～二十三层配水管入口设置孔径大小不等的减压孔板减压。

(5) 喷淋系统持续喷水时间为1 h, 无吊顶部位采用直立型喷头, 有吊顶部位采用吊顶型喷头, 客房采用边墙型喷头。本工程所有公共娱乐场所、中庭环廊、所有客房和地下的商业及仓储用房均采用快速响应喷头。

(6) 水流指示器及信号阀门按防火分区设置。

2.3 水喷雾系统

(1) 设置范围。

地下室燃气锅炉房及柴油发电机房。保护对象为燃气锅炉、柴油发电机及储油间。

(2) 基本设计参数。

设计喷雾强度为20 l/minm2, 持续喷雾时间为1.0 h, 水喷雾灭火系统响应时间不大于45 s。

(3) 系统。

水喷雾灭火系统采用临时高压制, 由地下消防水池经水喷雾泵加压后供给, 水泵为两台, 一用一备, 互为备用。锅炉房及柴油发电机房各自设有一套雨淋控制阀, 发生火灾时, 火灾探测器动作 (温感及烟感控头动作) , 向消防中心发出信号, 电磁阀动作, 雨淋阀打开, 水喷雾喷头喷水。水喷雾灭火系统设有三种控制方式:自动控制、手动控制及应急控制。

(4) 柴油发电机、燃气锅炉水喷雾系统保护面积均按其外表面面积确定。

水喷雾雨淋阀前应设过滤器, 以防止杂物破坏雨淋阀的严密性, 以及堵塞电磁阀、水雾喷头内部水流通道。

3 结束语

某甲类厂区消防系统设计探讨 第9篇

一、工程概况

本项目是某法资企业在华投资项目, 设计日期是2013年-2014年, 厂址位于江苏省南通市锡通科技发展园区内, 用地面积46662平方米 (约70亩) 。项目属于甲类厂区, 主要产品是一次性塑料打火机, 年产量3000万只。主要生产建筑性质、功能见下表:

二、系统设计

本项目消防设备主要为:室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、罐区水炮系统、消防水池及消防泵房和各类灭火器系统。

1. 储罐区

本项目罐区储存物质为异丁烷, 为地上式全压力储罐, 共计2座, 每座容积60m3。根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008条文说明3.0.2可燃液体的火灾危险性分类表2的规定, 液化异丁烷属于液化烃, 火灾危险性类别为甲类A项。

根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第8.10.2条文以及当地消防局的相关规定, 设置固定式消防装置及移动式消防冷却系统。移动式消防冷却系统设备采用水枪, 固定消防装置采用室外水炮和开式喷淋系统。固定式水炮及开式喷淋系统从室外喷淋管网接入;移动式水枪从室外消火栓管网连接。

水炮的流量按照《固定消防炮灭火系统设计规范》 (GB50338-2003) 第4.2.4及4.3.2的相关规定进行设计, 固定水炮设置1门, 流量为30L/s。

储罐喷淋系统供应强度为9L/min.m2, 着火罐+邻近罐总面积按150m2计算。则喷淋水量为22.5L/s。移动式水枪总流量根据《石油化工企业设计防火规范》 (GB50160-2008) 第8.10.5的规定, 为30L/s。

2. 室内喷淋系统

根据建筑设计防火规范要求, 本项目部分单体需要设置喷淋系统, 同时, 根据业主保险公司 (FM) 的要求, 室内喷淋系统需满足FM的相关要求, 故需要对比后取大值, 如下表所示 (仅列举主要单体) :

注:喷淋流量估算按作用面积内作用的喷头数乘1.2倍的最不利点喷头流量。

由上表所示, 除装配车间需要按国标严重危险级I级设计喷淋系统之外, 其余单体都按照保险公司的要求设计喷淋系统。

3. 消防水量

本项目主要单体消防用水量如下表所示 (仅列举主要单体) :

由上表可见, 本项目消防最不利点位于室外储罐区, 故本项目一次消防用水量为: (30+30) x3.6x6=1296m3。

在厂区西北侧设置地上式钢筋混凝土消防水池一座, 有效容积1300m3, 分为2格, 每格650 m3, 储存一次消防用水量。在消防水池西侧设置地上式消防泵房一座。

4. 消防设施

从xx路市政给水管上引入一条DN100自来水管, 分为2路, 1路经消防水表计量后, 供消防水池补水;另1路供生活生产用水及绿化用水。

在消防泵房内设二套消防泵组。一套为消火栓泵组, 供室内外消火栓及储罐区移动式水枪使用;一套为喷淋泵组, 供自动喷水灭火系统及储罐区固定式消防炮使用。消火栓泵组和喷淋泵组均由二台主泵加二台稳压泵及一台稳压罐组成。室内消火栓系统及喷淋系统均为稳高压消防给水系统。

消火栓泵组参数:主泵流量Q=50l/s, H=50m, N=37KW, 一用一备。稳压泵流量Q=5l/s, H=60m, N=3KW, 一用一备, 稳压罐容积300L。

喷淋泵组参数:主泵流量Q=90l/s, H=100m, N=110KW, 一用一备。稳压泵流量Q=1l/s, H=110m, N=3KW, 一用一备, 稳压罐容积150L。

根据FM要求, 喷淋主泵、备用泵都为柴油泵, 喷淋主泵需要FM认证。消火栓主泵为柴油泵, 备用泵为电泵。在最高点———办公楼屋面设置18t不锈钢消防水箱一座。此外, 各室内区域及储罐区均按使用性质设置各类灭火器。

三、结语

化工储罐消防系统设计和计算 第10篇

江苏恒盛化肥有限公司是以生产农用化学肥料为主的国家大型化工企业,现具有年产30万吨合成氨、40万吨尿素、10万吨甲醇的生产能力。从2007年末起,公司在工业园区新上20万t/a低压甲醇装置一套,本人主要负责其甲醇储罐(3 000m3储罐6个,240m3储罐8个)消防设计和安装。随着国民经济的发展,各行业原材料的需求量增加,化工装置大型化也在迅速发展,对贮存液体化工产品的储罐也不例外,同时在其安全防火方面,也提出了更高的要求,满足安全生产是企业发展的前提和保证,保护储罐免受火灾危害极其重要。

1 油罐消防系统简述

1.1 油罐种类

油罐按罐体形状不同分为固定顶油罐、氮封拱顶油罐、低压氮封油罐、呼吸顶油罐、球型油罐、浮膜式油罐、浮顶油罐几种。不同形式的油罐防火安全性不一样。浮顶油罐的安全性最好,通常为85%,浮膜式为75%;球型油罐与低压氮封油罐为70%;固定顶油罐最低,为35%。

1.2 油罐的组成

装有轻质油品的固定顶油罐应安装呼吸阀和阻火器。

1.2.1 呼吸阀

油罐呼吸阀装于储罐上方,用于调节油罐内外压力平衡,降低油品损耗,保证储油罐的安全。适用于储存闪点低于28℃的甲类和小于60℃的乙类油品如汽油、煤油、轻柴油、苯、甲苯、原油等及化工原料的储罐上,用以调节油罐内外压力平衡,增加油罐的安全性。

1.2.2 阻火器

阻火器是阻止易燃气体和易燃蒸汽的火焰和火花继续传播,迫使火焰熄灭的安全装置。适用条件同呼吸阀。阻火器是由能够通过气体的许多细小均匀的或不均匀的通道和孔隙组成。这样火焰进入阻火器就会被分成许多细小的火焰流,火焰由于传热作用和器壁效应而被熄灭。

1.2.3 液压安全阀

液压安全阀与阻火器配套使用,防止油罐呼吸阀失灵时起到保护油罐安全使用的目的。其定压值应高于呼吸阀定压值的5%～10%。

1.3 油罐火灾的特点

油罐中贮存大量的易燃和可燃液体,如汽油、煤油、柴油、原油等,具有很大的危险性。油罐火灾的特点是火势猛,温度高,易沸腾或喷溅,燃烧时间长,油罐易爆裂,油火溢出,扩大成灾。因此,扑救油罐火灾是十分艰巨的任务,需要大量的人力、物力。扑救油罐火灾所需的装备、器材和灭火剂,消防队在制定灭火计划和防火检查时必须进行充分考虑和计算。据统计,我国油罐火灾的发生几率为14.6%,按油品种类分:原油罐40%、汽油32%、柴油罐8%、重质油罐20%;按火灾原因分:明火64%、静电12%、自然8%、雷击12%、其它4%。

1.4 油罐的防火安全性

油罐的防火安全性大小主要取决于油罐内油气空间的大小。油气空间小,油罐内储存油品的蒸发空间小。反之,油气空间大,油罐内储存油品的蒸发空间大,就容易形成大量易燃易爆的混合气体,危险性大。因此减少油品的蒸发空间就成为增加油罐安全性的重要手段。为了减少油罐的火灾危险性,应该从油罐的布置、油罐间距、油罐的防雷、油罐防火堤等多方面加以考虑。

1.5 油罐的防雷

雷电对油罐的危害性很大,因为雷电放电时能产生高达几万伏或数十万伏的冲击电压,足以使油罐受到严重破坏,引起油罐的爆炸与燃烧。对于储存闪点小于28℃和小于60℃的石油产品的储罐,应按照规定进行严格设计。

1.6 油罐火灾的扑救原则

先扑围,后中间。当油罐火灾引燃了周围的建筑物或其它物质时,应首先消灭油罐外围火灾,从外围向中间逐步推进,最后消灭油罐火灾。当然如果灭火力量雄厚,两者同时进行灭火是最好的选择;先上风,后下风。当火场上有几个相邻的开口油池同时发生燃烧,或出现大面积地面油火时,灭火应实行从上风方向开始扑救,并逐渐向下风方向推进,最后将火扑灭。上风方向可以避开浓烟视线清楚,火焰对人的烘烤也小些,有利于接近火源,可以提高灭火率,缩短灭火时间,减少复燃的可能性;先地面,后油罐。由于油罐爆炸、沸溢、喷溅或罐壁变形塌陷使大量燃烧着的油品从罐内流出,造成大面积流淌火时,必须首先扑灭地面流淌火,才有条件接近着火油罐。

2 油罐的消防冷却水设计和计算

冷却油罐是扑救油罐火灾的一项首要任务。油罐着火,罐壁烧热,如果不及时有效的冷却,不仅导致猛烈的燃烧,引起邻近油罐着火,而且很快造成油罐变形或破坏。因此,油罐着火后,必须首先进行冷却,不仅要冷却着火油罐,而且要冷却着火油罐1.5D(D为着火油罐直径,下同)直径以内的邻近油罐。冷却油罐所需水量,包括水、消防车、水枪的数量,都必须事先进行计算。冷却用水量是很大的,冷却时间很长。用泡沫进攻之前,要进行冷却,火灾扑灭后,由于油罐温度很高,油液仍有复燃的危险,仍然要进行冷却。

2.1 计算的依据

着火油罐冷却用水量,按冷却整个周长计算,用水量标准为0.8l/sm。着火油罐整个圆周都会受到火势威胁,因此,整个圆周都要冷却(则每秒的用水量为0.8πD l/s)邻近油罐(即计算,用水量标准为0.7l/sm。邻近油罐受到着火油罐的威胁,特别是朝向着火油罐那面的罐壁,受到的威胁大需要及时冷却,可按半个圆周计算;邻近油罐为保温罐或半地下油罐、地下顶部无覆土罐时,0.35l/sm;着火油罐为浮顶罐时,其冷却用水量为0.6l/sm,其邻近油罐可不考虑冷却。着火油罐为地下罐时,其冷却用水量为0.4l/sm。

注:表1中数据是设计管道和贮水池时应考虑的冷却用水量。实际其冷却用水量要小于上述数据。因为火场上肯定要损耗一部分水量。

2.2 计算步骤和公式

2.2.1 着火油罐冷却用水量

冷却着火油罐用水量,可按下式计算:

Q1=D.q

式中 Q1着火油罐冷却用水量,l/s.m

D着火油罐直径,m;

q着火油罐每米周长冷却用水量,l/s.m

2.2.2 邻近油罐冷却用水量

冷却邻近油罐用水量,可按下式计算:

undefined

式中 Q2邻近油罐冷却用水量,l/s.m;

D油罐直径,m;

Q邻近油罐每米周长冷却用水量,l/s.m;

N邻近油罐数量,个。

一般情况下,若邻罐超过3个时,仍可按3个计算。

2.2.3 每秒冷却用水量

每秒冷却用水量Q3,应为冷却着火油罐用水量和邻近油罐用水量之和,按下式计算:

Q3=Q1+Q2

2.2.4 冷却用水总量

冷却延续时间所需一切冷却用水量的总和为冷却用水总量。

Q=Q3冷却延续时间

2.2.5 水枪数量(只)

水枪数量(只)undefined

2.2.6 消防车数量(辆)

所需消防车数量应根据消防车供水能力、水枪数量和喷嘴口径来计算。例如,东风牌消防车可供给两只喷嘴口径19mm水枪或者三只喷嘴口径16mm或13mm水枪来计算。消防车数量可按下式计算:

消防车数量(辆)undefined或undefined

3 油罐的消防泡沫剂设计和计算

扑救油罐火灾,不仅需要大量的冷却用水,而且需要大量的灭火设备和灭火剂。现就固定油罐,液上喷射低倍数泡沫灭火系统的有关灭火剂设计进行说明。

扑救油罐火灾的灭火剂主要是空气泡沫。空气泡沫对油层可以起到隔绝作用、隔热作用、冷却作用和稀释作用。它适用于储存闪点低于28℃或大于60℃的各类石油类产品。油罐液上喷射泡沫灭火系统可选用蛋白空气泡沫液、氟蛋白泡沫液、水成膜(轻水)泡沫液等灭火。泡沫液上喷射灭火系统的主要设备有泡沫液储罐、泡沫比例混合器、泡沫产生器等,泡沫产生器的主要规格见表2,下面就普通蛋白空气泡沫灭火类型进行设计计算。

3.1 参数

3.1.1 灭火延续时间

泡沫灭火延续时间取决于泡沫的抗烧性。普通蛋白空气泡沫的抗烧性在7min以上。因此,空气泡沫灭火延续时间按5min计算,也就是说,要在5min时间内,保证供给足以扑灭火灾的泡沫量。

3.1.2 空气泡沫液的储量和灭火(配制泡沫)用水储备量

空气泡沫液由于长期贮存或保管不好可能降低质量。火场上可能出现反复或不利局面,需要重新组织优势力量,增加泡沫供给强度。因此,空气泡沫液储备量应为一次灭火用量的六倍。同样,灭火用水储备量也应为一次灭火用水量的六倍。

空气泡沫液和水的混合比例为6∶94,即6L空气泡沫液和94L水混合,若发泡倍数按六倍计算,可生成600L空气泡沫。

3.1.3 着火液面积

贮罐区应按直径最大(着火液面积最大)、火灾危险性最大的储罐液面积计算。卧式罐着火面积按整个罐组的占地面积计算,若占地面积超过400m2,一般仍按400m2计算。

库房、堆场的着火面积,按库房、堆场占地面积计算,若占地面积超过400m2,一般仍可按400m2计算。

3.1.4 空气泡沫枪

油罐爆炸和着火,可能导致罐壁破裂,使易燃和可燃烧液体外流。扑救油罐火灾时,应考虑满足扑救溢流液体火焰的要求。扑救溢流液体火焰需用的PQ8型空气泡沫枪的数量,不宜小于规范要求。

3.2 计算步骤和公式

3.2.1 着火油罐液面积

圆柱形液面积按下列公式计算:

undefined

式中 A液面积,m2;

π圆周率,3.14;

D油罐直径,m。

矩形罐(或油槽)液面积按下式计算:

A=ab

式中 A液面积m2;

a长边,m;

b短边,m。

卧式成组罐的液面积,按土堤内的面积计算,超过400m2,仍按400m2计算。

3.2.2 计算空气泡沫量

泡沫量可按下式计算:

Q=Aq1

式中 Q泡沫量,L/s;

A液面积,m2;

q1泡沫供给强度,L/minm2。

3.2.3 确定空气泡沫产生器数量

空气泡沫产生器可按下式计算:

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式中 N泡沫产生器数,个;

Q泡沫量,L/s;

q2每个泡沫产生器的泡沫产生量,L/s。

3.2.4 计算升降式泡沫管架或泡沫钩管的数量

如果固定式、半固定式灭火系统遭到破坏,应采用移动式灭火系统:

undefined

式中 N升降式泡沫管架或泡沫钩管数,个;

Q泡沫量,l/s;

q2每个升降式泡沫管架或泡沫钩管的泡沫产生量,l/s。

3.2.5 计算泡沫混合液量

油罐所需的泡沫混合液量取决于泡沫产生器的数量和每个泡沫产生器的泡沫产生量,或者取决于泡沫钩管(或升降式泡沫管架)的数量和每个泡沫钩管的泡沫产生量。

油罐所需混合液量可按下式计算:

Q混=Nq混

式中 Q混油罐所需混合液量,l/s;

N泡沫产品或泡沫钩管数量,个;

q混每个泡沫产生器或泡沫钩管或升降式泡沫管架的混合液量,可查表2等确定。

3.2.6 计算泡沫消防车数量

undefined

3.2.7 计算泡沫液储备量

空气泡沫液储备量为一次灭火计算用量的六倍,可按下式计算:

储备量=一次灭火用量 倍数,即:

Q储=Q混0.0640min60s6

式中 Q储储备量,升;

Q混混合液量,l/s;

0.06混合液含液百分比;

40泡沫混合液的连续供给时间为40min;

6发泡倍数。

3.2.8 计算灭火用水储备量

灭火用水储备量,是指配制泡沫用水储备量,可按下式计算:

储备量=一次灭火用水量倍数,即:

Q备水=Q混0.9440min60s6

式中 Q备水泡沫灭火用水储备量,升;

Q混混合液量,l/s;

0.94混合液含水百分比;

4040min灭火延续时间;

6倍数。

3.2.9 计算消防用水量

消防系统设计 第11篇

【关键词】电缆隧道；自动消防系统；细水雾灭火系统；火灾自动报警系统；消防专用电源系统；消防专用电话系统

引言

钢铁企业的电缆隧道一般由车间内电缆隧道和连接各车间建筑物之间的户外电缆隧道组成，是全厂供配电传输线路的主要通道。根据近十年钢铁企业火灾发生部位统计显示电缆隧道、电缆夹层及电缆竖井等部位火灾占钢铁企业所有火灾的35.1%。因此电缆隧道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,进行合理的自动消防系统设计就显得非常重要。

1、设计内容

国内某大型钢铁厂电缆隧（廊）道总长约2700米，隧道高2米，宽2米，电缆桥架为单排6层布置。隧道内约每隔40米有通风井。电缆隧道连接了原料烧结、炼铁、炼钢、轧钢以及公辅区域的总降压变电所和其他变配电所。

为保证安全生产，并根据“钢铁冶金企业设计防火规范”(GB50414-2007)要求，厂房外的连接总降压变电所〔或其他变配电所〕的电缆隧（廊）道应设细水雾或水喷雾自动灭火系统【1】。考虑水喷雾灭火系统用水量太大（是细水雾灭火系统的10倍以上），为此，本设计采用泵组式单流体细水雾自动灭火。

(1)根据规范要求消防泵房宜与生活或生产的水泵房合建，为此在循环水泵房区域设置消防控制中心，消防控制中心内有消防泵房和消防控制室，消防泵房内有消防水泵、稳压泵、备用泵和消防水箱，负责控制整个电缆隧道的灭火。

(2)火灾报警控制器设在消防控制室，火灾探测采用缆式线型差定温探测器，双回路沿每层电缆桥架正弦波接触式敷设【2】。

(3)防火阻燃封堵：每个灭火分区界面设置甲级防火门，常开式。防火门两侧作阻燃封堵。电气地下室通隧道的门洞设置防火门，常闭式，防火门两侧作阻燃封堵。

(4)在消防控制室设置消防专用电话，每个灭火分区设消防电话插孔，在隧道规定的部位设置应急照明及疏散指示。

(5)整个消防系统预留有灭火系统的接口，在共用灭火主体设备的情况下可实现其它厂和车间的消防灭火，大大节约了投资。

2、自动消防系统的组成

自动消防系统主要由三部分组成，即细水雾灭火子系统、火灾自动报警子系统、消防专用电话子系统以及应急照明和疏散指示。主要有火灾报警控制器、工业现场总线网、联动控制屏，火災信息管理系统（包括工控PC机、CRT、打印机、监控软件、UPS电源等）、通讯柜以及其它辅助设备。

2.1灭火分区的划分

为了准确地探测火灾信号并有效迅速地扑灭火灾，提高水喷雾灭火系统整体的技术经济性能比，在确保灭火效果的前提下，将保护区域内每个防火分区划成若干个水喷雾灭火分区，根据隧道通风井的距离（约40米），设计每隔两个通风井（约100米左右）为一个灭火分区。全厂隧道约30个灭火分区。

2.2灭火系统主要设计指标

根据“水雾灭火系统设计规范”水量计算如下：

⑴单个水雾喷头的流量计算公式：

q—水雾喷头的流量（L/min）

P—水雾喷头的工作压力（MPa）

K—水雾喷头的流量系数，取值由生产厂提供。

⑵保护对象的水雾喷头的数量计算公式：

N—保护对象的水雾喷头的计算数量

S—保护对象的保护面积（m2）

W—保护对象的设计喷雾强度（L/min·m2）

⑶系统的计算流量公式：

—系统的计算流量（L/min）

n—系统启动后同时喷雾的水雾喷头的数量

—水雾喷头的实际流量（L/min）

细水雾灭火的主要设计指标如表1所示：

表1 细水雾灭火主要设计指标

保护对象喷雾强度

L/min·m2持续喷雾时间

min最小喷雾压力

MPa

电缆隧道≥2121.1

2.3灭火系统主要组件

2.3.1消防水源及泵房。在厂区循环水泵房新建泵房（含消控中心）一座，内设消防泵三台，两用一备，参数为：Q=12.2l/s，H=220m，N=75kW。消防水箱有效容积35立方米，设置在室内。水源接至厂区净环水管网或生活水管网。消防水箱设水位计一套，低水位时报警信号反馈至控制中心。消防水泵具有远程手动、就地手动、自动三种启动方式。

2.3.2稳压措施。为了保证雨淋控水阀在正常情况下的可靠关闭和灭火，提高灭火系统的响应速度，灭火系统设置稳压装置一套。配XBD5.1/5-IZ立式泵两台，q=5L/S H=52M N=7.5KW。

2.3.3给水管网。系统为独立消防管网，管网包括主干管、配水管、连接支管和各种管件以及细水雾灭火系统的管网等。主干管主要规格为：DN150。配水管、连接支管主要规格为：DN80、DN50、DN25。管道及管件均采用内外热镀锌无缝钢管及管件。每个灭火区均设检修、试验用的旁通阀。

为了便于系统的维护维修，系统采用专用沟槽式管道连接器连接。即对于50mm≤DN≤150mm的管道采用专用沟槽式管道连接器连接。DN>150mm采用焊接；DN<50mm螺纹连接。

2.3.4防误喷专用雨淋控水阀。为满足多分区联锁跟踪灭火工艺要求，系统需设专用防误喷雨淋控水阀组，该雨淋阀需经国家权威检测部门检测认可且具有开启速度快、流动损失小、使用寿命长、可靠性高、密封性好等优点。并且具有自动、现场紧急手动、非电控远程手动方式打开等功能。雨淋控水阀的安装位置应能满足应急情况下手动操作的要求。雨淋阀材质为整体不锈钢。

2.3.5防误喷专用水雾喷头。由于不同燃烧物火灾的特性不一样，因此，针对保护对象电缆的性质而采用电缆隧道专用水雾喷头、水雾封堵专用喷头、防护冷却水雾喷头等。喷头材质为不锈钢。

2.3.6水喷雾灭火的其它组件。水喷雾其它组件包括管道过滤器、水流指示器、减压装置、各种阀门、水泵接合器等。

2.3.7水喷雾灭火的排水设施。水喷雾灭火流量不大，火灾扑灭后隧道地面渍水可通过隧道内渍水井由排污泵排出。

2.4火灾自动报警子系统

2.4.1系统组成。火灾自动报系统采用控制中心报警系统，系统由集中报警控制器、联动控制屏、火灾信息管理系统（包括工控机、液晶显示器、打印机、多媒体设备等）、信号传输控制电缆、各类火灾探测器、各类模块、手动报警按钮、声光报警器等设备组成，系统采用总线制和多线混合系统，消防水泵、雨淋阀等重要设备采用多线直接控制。

2.4.2报警分区的划分。在需进行灭火的区域，报警分区与灭火分区相对应；

2.4.3火灾探测器设置。根据保护对象不同，根据《钢铁冶金企业设计防火规范》，被保护区域火灾探测器应配置如下：电缆隧道区域火灾探测应采用缆式线型差定温探测器；设置自动灭火系统时，应采用双回路缆式线型差定温探测器组合探测。

2.4.4手动报警按钮及声光报警器设置。在所有设置火灾探测器的场所，根据《火灾自动报警系统设计规范》的要求设置一定数量的手动报警按钮和声光报警器。需要特别注意的是手报和声光报警器设置在人员出入口处。

2.4.5联动控制。本系统中，联动控制主要对象为保护区域内的：消防水泵、雨淋控水阀、自动防火门、风机系统、防火阀和火灾应急广播等。火灾发生时，关闭相应区域内的防火门、通风风机、防火阀，打开排烟风机、声光报警器及火灾应急广播（包括相邻区域）。需要水喷雾灭火的区域还应打开雨淋控水阀，启动消防水泵，所有联动对象均需有反馈信号送至消控中心，消防水泵、雨淋控水阀等重要设备需在消控中心设置直接启动按钮。

2.5消防专用电源子系统及接地

消防电源要求负荷等级为一级，由电气专业提供两路电源，作为主、备电源。本系统设备容量约245kW，需要容量约为160kW。在消防控制中心设1台电源进线柜及3台低压配电柜，提供本系统所有消防设备用电源。电源进线柜能进行主、备电源自动切换。

系统采用专用接地装置，要求接地电阻不大于4Ω。在消防控制中心设置接地端子箱，专用接地干线穿硬质阻燃PVC管从接地端子箱引至消防控制室接地体，专用接地干线采用BV-25mm2铜芯绝缘导线；由消防控制室接地端子箱引至各消防电子设备的专用接地线采用BV-6mm2铜芯绝缘导线；消防电子设备采用交流供电的设备金属外壳和金属支架等作保护接地，接地线与电气保护接地干线（PE线）相連接。

2.6消防专用电话子系统

系统由消防专用电话系统和119消防专用外线电话组成。实现系统运行维护中的通讯联络功能，实现火灾情况下的消防指挥功能，提供快捷的信息联络服务。采用总线制的消防专用电话系统，施工方便。火灾应急广播则利用钢厂已有的广播系统。

消防专用电话系统由火警电话盘、用户板、电话分线箱、电话插孔、电话分机组成。在消防控制中心设置火警电话盘，在消防水泵房、各子站设置处及重要的有人值班岗位设有消防专用电话分机，在各保护区域的手动报警按钮旁设有消防电话插孔，并配若干部便携式移动电话。

3、系统布线

3.1线型选择

⑴智能探测总线、电话线、广播控制线选用双色双绞线ZR-RVS-2×1.5mm2，外套绝缘护套；

⑵雨淋阀、电磁阀、消防水泵等设备的控制线选用ZR-KVV型控制电缆；

⑶各消防用电设备电源线采用ZR-VV型阻燃电力电缆。

3.2线路敷设

⑴所有线路均需穿镀锌钢管或金属线槽，镀锌钢管或金属线槽需涂刷防火涂料并应可靠接地；

⑵电力线路、广播定压线需单独穿钢管或金属线槽敷设；

⑶穿管绝缘导线或电缆的截面积，不应超过管内截面积的 40%，敷设于封闭式线槽内的绝缘导线或电缆的总截面积，不应大于线槽的净截面积的50%。

4、结语

通过对电缆隧道火灾自动报警系统、细水雾灭火系统和消防专用电话系统的合理设计，可以最大程度的降低这些部位发生火灾时所造成的损失。目前该系统工作良好，信号传输稳定，没有误报警现象，对系统实现联锁已经达到成熟的阶段。

参考文献

[1]《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB50414-2007）

[2]《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）

论大型油库的消防系统设计 第12篇

1 大型油库的火灾危险性分析

1.1 大型油库的属性简介

油库的大型化趋势不仅是国家石油战略发展和提高原油的加工处理能力的需要, 而且也是顺应原油运输油轮的大型化发展的需要。大型油库与传统的常规油库相比, 具有以下几个特点:首先, 库址多选于海港附近, 这是由于在所有的运输方式中, 船舶运输具有最优性;其次, 油罐堆放密集且容积大;再次, 工艺复杂同时管道错综且管径大;最后, 具有高的自动化程度和齐全的配备设施。

1.2 大型油库的火灾危险性浅析

1.2.1 油品性质分析

原油为大型油库的主要储存油品, 原油的性质主要包括以下几部分:首先, 原油闪电低 (小于28°) , 而我们都知道随着闪电的降低, 火灾危险性就会越大;其次, 原油的燃烧伴随着热播的产生, 属性为宽沸程油品, 这就带来了燃烧过程中沸溢的可能;另外, 原油灌的非真空可能导致气化原油和空气瞬时混合而发生爆炸, 这种情况下的爆炸强度通常规律为, 随着爆炸极限范围的增大, 爆炸下限降低, 爆炸强度越大;再次, 原油粘度的变化范围较宽, 在粘度较低的范围内, 原油发生渗漏及扩散的几率会加大;最后, 电阻率在11012Ω。伴随着电阻率的升高, 静电荷的累积能力加强, 会增大摩擦引燃的概率。

1.2.2 储油形式及分类

油品的储存形式繁多, 通常来说应该根据所选库址、工期及投资预算进行综合考虑, 另外, 要符合防变质能力高、便于接受及储存等要求。

对于地上型储罐来说, 通常所选的材料为钢板, 这是由其耗资少、建设周期短及维护方便等特点决定的。但是地上储罐存在所占面积大及油品易蒸发带来损耗及危险性的缺点。

对于地下/半地下型储罐来说, 通常所选的材料为钢筋混凝土, 并且伴随涂有防渗材料 (或薄钢衬底) 的内壁。这种储罐具有的明显优点为, 由油品的蒸发而引起的损耗小, 因此引发火灾的危险系数小。但是它也存在系列隐蔽的缺点如, 耗资高、建设周期长及维护困难等, 另外, 对于地下水位高的地区并不适用。

对于水下除油来说, 目的是为了方便海上的石油开采, 因此安放位置为水下, 主要用于海上原油的接收与转运。

按照罐顶结构, 地上型储罐可分为固定顶、浮顶两种。其中, 固定顶的储罐不适宜大量油品的储存, 这是由于油蒸汽与空气会在油品的液面以上发生混合, 容易引发瞬间爆炸。浮顶储罐可分为内浮顶和外浮顶油罐两种。其中, 内浮顶油罐空间密闭性良好, 对于有油蒸汽的减少和安全系数的提高均十分有利, 因此可以用于大量和挥发性高的油品储存;外浮顶油罐内由于不会存在油蒸汽, 因此避免了蒸发损耗, 适于大量原油的储存。按照危险等级排序, 外浮顶储罐的安全系数最高, 其次为内浮顶储罐, 而固定顶储罐相对来说最低。

1.3 大型油库的火灾发生原因

可引起大型油库火灾的原因众多, 直接原因有雷电、焊接、明火及静电等。有调查结果表明:油库年均着火率为0.448‰, 在这其中, 绝大多数火灾都是由于操作不当而引起的。如, 大连新港一期工程中的原油爆炸事故发生原因是脱硫剂施加过程不当。对于控制大型油库的火灾发生, 主要有以下两点措施:首先, 加强技术人员培训、严格控制安全管理及规范施工人员行为及加强安全意识等;其次, 必要的安全技术及定期的设备检修及维护是十分必要的。

2 大型油库的消防系统设计

2.1 储罐的布置形式

从防止油品散流以致火灾的角度考虑, 应在每个储罐设置防火隔堤, 防火隔堤的容积由最大浮顶储罐二分之一的容积和消防给水总量的总和进行确定, 高度应高于储罐大约0.2米, 以便有效防止油品的漫溢, 另外强度应按照动压强进行考虑。

2.2 消防系统的设计

消防系统的设计主要包括消防水池、泡沫罐、消防泵站、消防自动控制系统及事故排水系统的设计。根据有关规定, 泡沫混合液及消防冷却水的最小供给时间应满足扑灭火灾的需要, 消防水池及泡沫罐均应将容积设置在规范量的两倍之上。消防泵站应发挥应有的作用, 使得供电系统正常工作而及时捕捉扑救时机。消防自动控制系统应该采用全自动的报警控制灭火系统, 自动探测火灾信号、自动检测温度及启动喷淋装置。而事故排水系统则应分别设置清洁雨水及含油污水系统, 做好灌区、管涵防身工作。针对临海的大型油品储存区, 要考虑到地势高低之差, 实现整体合理布局, 确保事故的污水排放不会对海水造成污染。

3 总结

有效提高大型油库的安全等级系数对于防止火灾事故的发生具有重要作用。我们应该根据大型油库的具体情况全面设计储罐布置、消防系统的设计及排水系统。加强库区道路的宽度、防火堤设置、事故缓冲池及消防泵的动力源设置等建设。

摘要：为了有效防止事故的发生, 必须有效的提高大型油库的安全等级系数。本文在大型油库消防扑救实际情况的基础上, 首先分析了油品性质和储油形式对大型油库危险性的影响, 其次从设计的角度按照储罐布置、消防系统的设计及排水系统的顺序进行研究。指出了就目前的相关规范而言, 尚不能满足大型火灾的扑救需要;最后, 针对如库区道路的宽度、防火堤设置、事故缓冲池及消防泵的动力源设置等问题提出了相应的解决措施。

关键词：大型油库,消防系统

参考文献

[1]张振华, 李萍, 赵杉林, 等.硫化亚铁引发储油罐火灾危险性的研究[J].中国安全科学学报, 2009 (11) [1]张振华, 李萍, 赵杉林, 等.硫化亚铁引发储油罐火灾危险性的研究[J].中国安全科学学报, 2009 (11)

[2]陈雪梅, 宋义伟, 郝瑞梅, 等.大型油库储油罐区安全设计[J].油气田地面工程, 2011 (08) [2]陈雪梅, 宋义伟, 郝瑞梅, 等.大型油库储油罐区安全设计[J].油气田地面工程, 2011 (08)

[3]张保卫, 张俊成, 王睿.石油化工企业消防设施的设计、选型及维护管理[J].石油化工安全环保技术, 2010 (05) [3]张保卫, 张俊成, 王睿.石油化工企业消防设施的设计、选型及维护管理[J].石油化工安全环保技术, 2010 (05)