張 琨，陳 坤，邵麗娜

（中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司,重慶 400013）

1 前言

上海浦鋼COREX爐為我國引進(jìn)的熔融還原非高爐煉鐵，年產(chǎn)量150×104t/a,COREX爐用地面積15.54×104m2,由于COREX爐煉鐵工程在國內(nèi)尚屬首次設(shè)計(jì)，其消防設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的高爐煉鐵又有所不同。

2 建、構(gòu)筑物火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

COREX煉鐵區(qū)域內(nèi)冷媒氣加壓間火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為甲類，耐火等級(jí)為二級(jí)；塔上爐頂液壓站、地面液壓站、柴油發(fā)電機(jī)房、電氣室火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為丙類，耐火等級(jí)為二級(jí)；其他建、構(gòu)筑物為丁、戊類。

熔融氣化爐系統(tǒng)塔體高約118 m，由熔融氣化爐爐殼、COREX下部塔架及平臺(tái)、電梯及電纜井組成，均采用鋼結(jié)構(gòu),共22層鋼平臺(tái)。屬于高層工業(yè)建筑。按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[1]來劃分，則屬于高層廠房，火災(zāi)危險(xiǎn)類別為丁類，耐火等級(jí)為二級(jí)

COREX煉鐵區(qū)域旁邊設(shè)有1座直徑為64.6 m，30萬m3COREX煤氣柜，側(cè)板高度107 m.儲(chǔ)存介質(zhì)為COREX爐產(chǎn)生的煤氣。屬于可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐。COREX爐30萬m3煤氣柜區(qū)域內(nèi)的煤氣加壓站類別為甲類，耐火等級(jí)為二級(jí)。

3 室外消火栓系統(tǒng)

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[1],基地面積≤100 ha，居住區(qū)人數(shù)≤1.5萬人，同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)為1次，COREX爐區(qū)域面積為15.54 ha，附近無居住人口，火災(zāi)次數(shù)按照1次考慮。

區(qū)域內(nèi)最大建構(gòu)筑物為COREX塔體鋼結(jié)構(gòu)，出鐵場(chǎng)面積為5300 m2，層高10 m，出鐵場(chǎng)體積為53000 m3,上部鋼平臺(tái)面積為361 m2,總高度100 m，鋼結(jié)構(gòu)體積為36100 m3,COREX塔體鋼結(jié)構(gòu)總體積為89100 m3。按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[1],室外消防用水量為20 L/s。室外管網(wǎng)布置成環(huán)狀,兩路獨(dú)立水源。

COREX爐30萬m3煤氣柜為COREX爐的配套設(shè)置，在COREX爐工程區(qū)域旁邊單獨(dú)建設(shè)，由于總儲(chǔ)量V＞20萬m3，按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[1]，30 萬 m3煤氣柜區(qū)域的室外消防用水量為35 L/s。

4 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

冷媒氣加壓間火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為甲類，耐火等級(jí)為二級(jí)，高度為10 m，體積1500 m3,按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[1],室內(nèi)消防用水量：5 L/s。

設(shè)置室內(nèi)型消火栓2只，每只5 L/s。

COREX爐30萬m3煤氣柜區(qū)域內(nèi)的煤氣加壓站類別為甲類，耐火等級(jí)為二級(jí)，高度為9 m，體積2500 m3,《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2006》[1],室內(nèi)消防用水量：5 L/s。

設(shè)置室內(nèi)型消火栓4只，每只5 L/s

5 室內(nèi)二氧化碳滅火系統(tǒng)

COREX塔上液壓站、柴油發(fā)電機(jī)房、火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為丙類，耐火等級(jí)為二級(jí)，按照《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2]應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，此處設(shè)置CO2自動(dòng)滅火系統(tǒng)，COREX爐頂液壓站設(shè)一套組合分配式高壓CO2全淹沒自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)，并分別配備手提式干粉滅火器。設(shè)計(jì)選用70 LCO2鋼瓶共18瓶，鋼瓶設(shè)于主液壓站旁的儲(chǔ)瓶間內(nèi)，儲(chǔ)瓶間面積約為4.5m×5m。柴油發(fā)電機(jī)房及其儲(chǔ)油間設(shè)一套組合分配式高壓CO2全淹沒自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng),并分別配備手提式干粉滅火器

其他房間如電氣室等配置手提式滅火器.

6 電纜隧道細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

COREX爐煉鐵區(qū)域內(nèi)設(shè)有電纜隧道，電纜隧道斷面寬×高：2500×3800mm,按照《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50414-2007》[2]應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，選擇噴霧滅火系統(tǒng)。

電纜橋架雙側(cè)布置，單側(cè)橋架斷面尺寸寬×高：700×3000mm ，共有8個(gè)滅火分區(qū)，電纜隧道如采用水噴霧滅火系統(tǒng)，現(xiàn)有產(chǎn)品受噴頭有效射程的限制，對(duì)斷面大的電纜隧道布置困難。電纜隧道斷面需雙排布置噴頭，噴頭數(shù)量比細(xì)水霧噴頭多40%，噴頭布置對(duì)人行通道有影響，工程實(shí)施困難。

細(xì)水霧滅火是對(duì)保護(hù)對(duì)象或空間為全淹沒，受空間的限制少。一個(gè)分區(qū)內(nèi)噴頭的安裝高度只要小于8.0 m，體積不大于4500 m3即可。電纜隧道體其中一段分區(qū)體積約為1200 m3，交叉處最大高度為5.5 m。為滿足電纜隧道所有斷面的滅火需求，此處采用細(xì)水霧滅火系統(tǒng),并設(shè)有專門電纜隧道消防水池、細(xì)水霧供水泵、雨淋閥以及相關(guān)配套設(shè)施。消防水源由廠區(qū)生產(chǎn)消防供水管網(wǎng)供給。泵場(chǎng)內(nèi)設(shè)有三臺(tái)消防水泵，兩臺(tái)工作，一臺(tái)備用。

消防水泵性能參數(shù)為：Q=75～94～115 m3/h，H=133～130～127 m，N=75 kW。

消防泵具有遠(yuǎn)程手動(dòng)、就地手動(dòng)、自動(dòng)三種啟動(dòng)方式。

電纜橋架周長為：3＋0.7×2＝4.4m（單面）單位長度面積為：4.4 m2/m（單面）,由于細(xì)水霧滅火系統(tǒng)無國家規(guī)范，暫參考地方標(biāo)準(zhǔn)《中、低壓單流體細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》DB21/1235－2003[3]規(guī)定:

電纜設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度為2.0L/min.m2

保護(hù)對(duì)象全淹沒時(shí)最小為2.2 L/min.m2

保護(hù)空間全淹沒時(shí)最小為2.0 L/min.m2

設(shè)計(jì)強(qiáng)度取：2.2 L/min.m2

選用開式細(xì)水霧噴頭，保護(hù)空間或保護(hù)對(duì)象全淹沒。開式噴頭布置間距為2 m。

7 COREX爐塔體消火栓系統(tǒng)

熔融氣化爐系統(tǒng)塔體高約118 m，由熔融氣化爐爐殼、COREX下部塔架及平臺(tái)、電梯及電纜井組成，均采用鋼結(jié)構(gòu),共22層鋼平臺(tái)。

COREX塔高度超過50 m，按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[1],塔內(nèi)消火栓用水量為30L/s。

在塔下0.00 m平臺(tái)設(shè)置消防泵房專門供給COREX爐塔體消火栓系統(tǒng)，塔體高度較高，靜壓力已經(jīng)超過80 m，因此分為高區(qū)和低區(qū)消防，低區(qū)采用減壓閥減壓，在高區(qū)和低區(qū)分別形成環(huán)狀管網(wǎng)，每個(gè)平臺(tái)設(shè)置2只5 L/s的室內(nèi)消火栓，箱體采用不銹鋼材質(zhì)，消防泵1用1備，出水管道分為2路。如附圖1、2所示。

高區(qū)66.5～94.5 m平臺(tái)的消火栓栓口動(dòng)壓采用減壓孔板減壓，減壓至50 m以內(nèi),低區(qū)的10.1 m平臺(tái)～26.2 m平臺(tái)的消火栓栓口采用動(dòng)壓力用減壓孔板減壓，減壓至50 m以內(nèi)，,減壓孔板計(jì)算見表1。

COREX塔下設(shè)有2個(gè)水泵接合器，可供消防車車上水泵接入供給，消防泵房設(shè)置專門的消防車道與主管道連接。

表1 減壓孔板計(jì)算

圖1 高區(qū)消防系統(tǒng)圖

圖2 低區(qū)消防系統(tǒng)圖

8 COREX爐30萬m3煤氣柜柜體消防

關(guān)于COREX爐30萬m3煤氣柜是否設(shè)置柜體消防噴淋冷卻水，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》上未明確，由于儲(chǔ)存介質(zhì)為COREX爐煤氣，一旦煤氣柜柜體內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，短時(shí)間內(nèi)將會(huì)引起爆炸等可能，如果在柜體上設(shè)置消防噴淋冷卻水，意義不是太大，因此就此問題專門報(bào)告上海市消防局，上海消防局批示如下：“根據(jù)國家消防技術(shù)規(guī)范新修訂的相關(guān)條文和本市現(xiàn)有30萬m3煤氣柜的運(yùn)行情況，COREX煤氣柜可不設(shè)置固定噴淋冷卻滅火系統(tǒng)”。

9 區(qū)域內(nèi)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

在中控室、各電氣室、液壓站、柴油發(fā)電機(jī)房、電纜隧道等重要部位處均設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。各防火分區(qū)內(nèi)均設(shè)有聲光報(bào)警裝置和手動(dòng)報(bào)警按鈕。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在中控室內(nèi)。

10 自動(dòng)滅火系統(tǒng)控制

10.1 細(xì)水霧噴淋系統(tǒng)

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程按鈕手動(dòng)控制和應(yīng)急操作三種方法，并設(shè)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程按鈕手動(dòng)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。

中控室可根據(jù)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)啟動(dòng)消防主泵，也可在中控室手動(dòng)啟動(dòng)消防主泵。

壓力開關(guān)和水流指示器的開閉狀態(tài)、進(jìn)口信號(hào)蝶閥和出口信號(hào)蝶閥的開閉狀態(tài)均在消防監(jiān)控室顯示。

10.1.1 自動(dòng)控制（分兩種自動(dòng)控制）

(1)當(dāng)消防監(jiān)控室接到來自任一防火分區(qū)的煙感和溫感信號(hào)時(shí)，自動(dòng)打開該分區(qū)雨淋閥上的電磁閥并連鎖啟動(dòng)消防水泵，同時(shí)在操作室用聲光報(bào)警。

(2)當(dāng)管網(wǎng)的壓力低于設(shè)計(jì)值時(shí)，穩(wěn)壓裝置會(huì)輸出一個(gè)信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)連鎖啟動(dòng)細(xì)水霧消防泵。

10.1.2 手動(dòng)控制

當(dāng)消防監(jiān)控室接到來自任一防火分區(qū)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，經(jīng)確認(rèn)是火災(zāi)后，在防火分區(qū)外的控制柜上手動(dòng)打開雨淋閥上的電磁閥，并連鎖啟動(dòng)消防供水泵，同時(shí)在操作室用聲光報(bào)警。

10.1.3 應(yīng)急操作

雨淋閥的壓力開關(guān)動(dòng)作或水流指示器發(fā)出水流信號(hào)后，由消防監(jiān)控室緊急啟動(dòng)消防供水泵，也可在雨淋閥室手動(dòng)按鈕啟動(dòng)消防泵，同時(shí)在操作室用聲光報(bào)警。

10.2 COREX爐塔體消火栓系統(tǒng)

COREX爐頂消防系統(tǒng)有消防泵、穩(wěn)壓泵、穩(wěn)壓罐、消防控制柜及管道系統(tǒng)組成。消防系統(tǒng)投入運(yùn)行后，設(shè)備處在自動(dòng)狀態(tài)，管道的泄漏和損失由穩(wěn)壓泵和穩(wěn)壓罐來補(bǔ)償.

當(dāng)消防主泵或者穩(wěn)壓主泵出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換到備用泵運(yùn)行。消防主泵及穩(wěn)壓主泵有兩種操作方式：手動(dòng)方式和自動(dòng)方式

10.2.1 手動(dòng)方式：

人工到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)控制箱按鈕。

10.2.2 自動(dòng)方式

消防主泵在管網(wǎng)壓力低于設(shè)計(jì)值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，消防泵處在自動(dòng)方式下一旦啟動(dòng)后必須人到現(xiàn)場(chǎng)就地停止。

10.3 CO2自動(dòng)滅火系統(tǒng)

COREX塔上主液壓站和柴油機(jī)房內(nèi)設(shè)有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，一旦火災(zāi)報(bào)警信號(hào)發(fā)出后，自動(dòng)啟動(dòng)二氧化碳滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火控制。

二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和機(jī)械應(yīng)急操作三種啟動(dòng)方式；

10.3.1 自動(dòng)控制

當(dāng)中控室接到來自任一防火分區(qū)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)時(shí)，自動(dòng)連鎖該分區(qū)的CO2滅火系統(tǒng)，同時(shí)在操作室聲光報(bào)警。

10.3.2 手動(dòng)控制

當(dāng)中控室接到來自任一防火分區(qū)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，經(jīng)確認(rèn)是火災(zāi)后，在防護(hù)區(qū)外手動(dòng)按鈕啟動(dòng)CO2滅火系統(tǒng)，同時(shí)在操作室聲光報(bào)警。

10.3.3 應(yīng)急操作

當(dāng)中控室接到來自任一防火分區(qū)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，經(jīng)確認(rèn)是火災(zāi)后，中控室用手動(dòng)按鈕啟動(dòng)CO2滅火系統(tǒng)，同時(shí)在操作室聲光報(bào)警。

11 小結(jié)

COREX爐煉鐵工程消防設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于COREX爐塔體消防的設(shè)計(jì)、大型電纜隧道的噴霧系統(tǒng)選擇以及超大型煤氣柜柜體的消防系統(tǒng)的判斷。對(duì)于超過100 m的高層工業(yè)建筑，可參照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50045-1995》的相關(guān)條例，并結(jié)合高層工業(yè)建筑的自身特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。大型電纜隧道的斷面尺寸大，需根據(jù)水噴霧和細(xì)水霧自身的特點(diǎn)以及現(xiàn)有的產(chǎn)品，綜合比較后選擇。

[1]中華人民共和國公安部.《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006》[M].北京：中國計(jì)劃出版社,2006.

[2]中國冶金建設(shè)協(xié)會(huì)、公安部主編.《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50414-2007》,2007年10月1日.

[3]《中、低壓單流體細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》（DB21/1235－2003）(遼寧省公安廳)