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        某冷軋地下油庫(kù)及風(fēng)機(jī)房通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)淺析

        2018-08-17 02:58:08程燈塔苗旺
        關(guān)鍵詞:乳化液油庫(kù)油箱

        程燈塔苗旺

        1寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司

        2上海梅山鋼鐵股份有限公司

        0 引言

        冷軋廠軋機(jī)地下油庫(kù),主要存放有乳化液油箱、乳化液管道、油泵等設(shè)備。由于乳化液有一定的溫度(45~60 ℃),其油箱、管道皆會(huì)散熱,再加上油泵傳動(dòng)電機(jī)的散熱,易形成余熱,因此,軋機(jī)地下油庫(kù)必須設(shè)置有效的通風(fēng)系統(tǒng)。否則,熱量積聚,易導(dǎo)致地下油庫(kù)室溫過(guò)高,影響操作人員巡檢作業(yè)和地下油庫(kù)的安全。此外,軋機(jī)線一般需配套廢乳化液凈化系統(tǒng),為節(jié)約地上的占地面積,通常毗鄰地下油庫(kù)另設(shè)地下風(fēng)機(jī)房以放置油霧凈化系統(tǒng)設(shè)備,而地下風(fēng)機(jī)房同樣需要通風(fēng)降溫。同時(shí),上述區(qū)域也應(yīng)遵循相關(guān)規(guī)范設(shè)置必要的排煙設(shè)施。

        1 平面布置及防火分區(qū)

        圖1是某冷軋廠軋機(jī)地下油庫(kù)及風(fēng)機(jī)房的平面布局圖,A1和A2區(qū)主要為乳化液回油箱、乳化液管道及油泵等存放區(qū),B區(qū)主要為軋機(jī)油霧分離機(jī)組、除油霧風(fēng)機(jī)及管道等存放區(qū)。由于乳化液閃點(diǎn)大于180 ℃,屬于可燃但不易燃的液體[1],參照《鋼鐵冶金行業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2](下文簡(jiǎn)稱《冶規(guī)》)以及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[3](下文簡(jiǎn)稱《建規(guī)》),地下油庫(kù)及風(fēng)機(jī)房的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)分別為丙類倉(cāng)庫(kù)和廠房,與地上車間(主要為戊類廠房)分屬不同的防火類別和分區(qū)。又根據(jù)丙類倉(cāng)庫(kù)防火分區(qū)最小面積的要求[3],將該地下油庫(kù)分為兩個(gè)防火分區(qū)(A1和A2區(qū)),地下風(fēng)機(jī)房則單獨(dú)設(shè)一個(gè)防火分區(qū)(B區(qū))。

        圖1 地下油庫(kù)及風(fēng)機(jī)房設(shè)備平面布置圖

        2 通風(fēng)排煙量的計(jì)算

        2.1 通風(fēng)量的計(jì)算

        地下油庫(kù)和地下風(fēng)機(jī)房皆有散熱設(shè)備,特別是地下油庫(kù),因設(shè)備散熱量大,其通風(fēng)量主要按排除油箱和油泵傳動(dòng)電機(jī)等設(shè)備的散熱進(jìn)行確定[4],通風(fēng)量的計(jì)算可按全面排風(fēng)消除余熱公式[5]:

        式中:L為通風(fēng)換氣量,m3/h;Q為室內(nèi)顯熱發(fā)熱量,W;tp為室內(nèi)排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度,℃;ts為送風(fēng)溫度,℃。

        2.2 排煙量的計(jì)算

        根據(jù)《冶規(guī)》以及《建規(guī)》,地下油庫(kù)和風(fēng)機(jī)房屬于建筑面積大于200 m2的地下建筑,應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。因地下建筑采用自然排煙較難設(shè)置,需采用機(jī)械排煙系統(tǒng)。最新版的《建規(guī)》對(duì)機(jī)械排煙量的計(jì)算沒(méi)有明確的規(guī)定,且項(xiàng)目所在地?zé)o相關(guān)地方性標(biāo)準(zhǔn),其計(jì)算參考舊版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)[6]進(jìn)行。因圖1中單個(gè)防火分區(qū)的面積不大于500 m2,防煙分區(qū)的劃分可與防火分區(qū)一致,當(dāng)機(jī)械排煙系統(tǒng)同時(shí)負(fù)擔(dān)A1、A2和B區(qū)的排煙時(shí),其排煙量:

        式中:Qy為最小機(jī)械排煙量,m3/h;A為最大防煙分區(qū)的面積,m2。

        可以看出,上述計(jì)算方法中,當(dāng)機(jī)械排煙系統(tǒng)同時(shí)負(fù)擔(dān)2個(gè)以上防煙分區(qū)時(shí),最小排煙量的大小主要和其中最大的一個(gè)防煙分區(qū)的面積有關(guān)。

        3 對(duì)乳化液油箱及管道保溫的分析

        乳化液油箱和管道是軋機(jī)地下油庫(kù)最主要的散熱設(shè)備,其散熱量占到總散熱量的70%以上。散熱量計(jì)算公式:

        式中:Qs為回油箱或管道散熱量,W;K為回油箱或管道傳熱系數(shù),W/(m2·℃);F為回油箱或管道散熱面面積,m2;T1為乳化液溫度,℃;T2為地下油庫(kù)空氣溫度,℃。

        回油箱和管道的傳熱系數(shù)K可參照文獻(xiàn)[4]算出。另如采用保溫材料對(duì)回油箱和管道進(jìn)行適當(dāng)保溫,加大熱阻,使其傳熱系數(shù)K減小90%,則油箱和管道散熱量相應(yīng)減少90%,此時(shí)對(duì)于上述軋機(jī)地下油庫(kù),通風(fēng)量可減少60%以上。因風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率與通風(fēng)量為線性關(guān)系,此時(shí)無(wú)論進(jìn)風(fēng)機(jī),還是排風(fēng)機(jī),運(yùn)行功率都減少60%以上,節(jié)能效果明顯。

        此外,對(duì)乳化液油箱和管道的保溫同時(shí)也減少了為維持乳化液的溫度而需要的加熱量,減少了加熱負(fù)荷,能夠產(chǎn)生雙倍的節(jié)能效果。須指出,冷軋乳化液雖不易燃,但可燃,為減少火災(zāi)危險(xiǎn)性,保溫材料防火等級(jí)應(yīng)為A級(jí)不燃。

        4 通風(fēng)排煙系統(tǒng)的確定

        4.1 通風(fēng)排煙方式的選擇

        對(duì)于圖1中的軋機(jī)地下油庫(kù)和風(fēng)機(jī)房,只靠自然通風(fēng)皆難以滿足排除余熱和廢氣的要求,因此,設(shè)置1套共用的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。同時(shí),將此機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)兼做排煙系統(tǒng),平時(shí)散熱排氣,發(fā)生火災(zāi)時(shí)作排煙之用。

        對(duì)于地下油庫(kù)的補(bǔ)風(fēng),因排風(fēng)量大,自然通風(fēng)較難設(shè)置,需設(shè)機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng),機(jī)械補(bǔ)風(fēng)量不小于機(jī)械排風(fēng)量的一半。對(duì)于地下風(fēng)機(jī)房,由于通風(fēng)量并不大,可采取自然補(bǔ)風(fēng)。

        4.2 通風(fēng)排煙系統(tǒng)的設(shè)置

        因機(jī)械排風(fēng)機(jī)占地面積較大,將風(fēng)機(jī)設(shè)置在地下風(fēng)機(jī)房。如圖2,排風(fēng)管道分別從地下油庫(kù)A1、A2區(qū)以及B區(qū)地下風(fēng)機(jī)房開始布置,匯總接至排風(fēng)機(jī),再向地上伸出至廠房外,排風(fēng)管下方設(shè)排風(fēng)口。對(duì)于地下油庫(kù),設(shè)置2套機(jī)械補(bǔ)風(fēng)機(jī)(平時(shí)通風(fēng)兩臺(tái)全開,排煙時(shí)根據(jù)風(fēng)量只需開啟其中一臺(tái)),新風(fēng)引自室外,經(jīng)補(bǔ)風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管送至地下油庫(kù)。對(duì)于地下風(fēng)機(jī)房,采用自然補(bǔ)風(fēng):利用通往室外的進(jìn)風(fēng)道自然進(jìn)風(fēng)。

        圖2 地下油庫(kù)及風(fēng)機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)平面圖

        4.3 通風(fēng)排煙系統(tǒng)的控制

        因不同的季節(jié)排風(fēng)量要求不一樣,因此地下油庫(kù)通風(fēng)機(jī)宜采用變頻風(fēng)機(jī),這樣可根據(jù)實(shí)際風(fēng)量要求的變化調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到節(jié)能的目的。

        在排風(fēng)機(jī)入口總管以及風(fēng)管穿越防火墻處設(shè)排煙防火閥,平時(shí)常開,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)煙氣溫度超過(guò)280℃時(shí)排煙防火閥自動(dòng)關(guān)閉,并聯(lián)動(dòng)關(guān)閉排風(fēng)機(jī)。

        5 結(jié)語(yǔ)

        1)冷軋廠軋機(jī)地下油庫(kù)主要散熱源為較高溫度的乳化液回油箱和管道,采用保溫材料進(jìn)行適當(dāng)保溫,可大大減少散熱量,不僅減少排進(jìn)、排風(fēng)機(jī)的能耗,也可減少乳化液加熱負(fù)荷,從而產(chǎn)生雙倍的節(jié)能效果。保溫材料則應(yīng)采用A級(jí)不燃材料。

        2)冷軋廠軋機(jī)地下油庫(kù)和地下風(fēng)機(jī)房通常毗鄰設(shè)置,可設(shè)置一套共用的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng),同時(shí)兼做排煙之用,但必須采取排煙防火閥以及聯(lián)鎖控制等可靠的防火安全措施,并應(yīng)符合機(jī)械排煙系統(tǒng)的有關(guān)要求。

        3)軋機(jī)地下油庫(kù)及風(fēng)機(jī)房的通風(fēng)機(jī)宜采用變頻風(fēng)機(jī),這樣可根據(jù)不同季節(jié)通風(fēng)量要求的變化調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到節(jié)能的目的。

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