陳 權(quán)

(恒天〈江西〉紡織設(shè)計院有限公司，江西 南昌 330096)

1 事故通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置的必要性

1.1 粘膠纖維生產(chǎn)中會產(chǎn)生二硫化碳、硫化氫

在粘膠纖維的生產(chǎn)過程中，有一些工藝階段需要使用或者會產(chǎn)生二硫化碳。二硫化碳是一種廣泛性的酶抑制劑，具有細胞毒作用，可破壞細胞的正常代謝，干擾脂蛋白代謝，對血管病變、神經(jīng)病變及全身主要臟器造成傷害。這些工藝區(qū)域在平時的正常工作生產(chǎn)、檢修過程中不會出現(xiàn)二硫化碳。但當出現(xiàn)閥門損壞、黃化反應(yīng)異常、某些風(fēng)機無法正常工作等非正常狀態(tài)時，就有可能導(dǎo)致管道內(nèi)二硫化碳氣體濃度過高，進而擴散到其所在區(qū)域的空氣當中，從而導(dǎo)致周圍作業(yè)人員中毒。

另外，粘膠纖維的生產(chǎn)過程中有一個氣體副反應(yīng)產(chǎn)物——硫化氫，這是一種毒性極強的氣體。其最致命的特點在于，在能夠致人急性中毒的濃度下，人的嗅覺神經(jīng)會被麻痹，并且會迅速死亡。換言之，人的嗅覺對于硫化氫的毒害沒有很強的防護作用，當人受到實質(zhì)性毒害時，就已經(jīng)聞不到異常的氣味了。因此，作為工業(yè)領(lǐng)域的隱形殺手，無論在國內(nèi)還是在國外，硫化氫都高居各類中毒事故原因的榜首。而在如今的粘膠纖維生產(chǎn)工藝條件下，硫化氫的產(chǎn)生不可避免。

1.2 事故通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置規(guī)范及相關(guān)工藝專業(yè)要求

粘膠纖維工廠設(shè)置事故通風(fēng)系統(tǒng)的主要目的是降低人員中毒的潛在可能性。目前，粘膠纖維工廠事故通風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)置在原液車間的黃化間、紡練車間的二硫化碳沉降間、二硫化碳儲罐區(qū)、廢氣處理等部位。

其設(shè)計依據(jù)的規(guī)范是：《粘膠纖維工廠技術(shù)標準》(GB 50620-2020)，12.3.5：“粘膠纖維工廠在黃化間、二硫化碳沉降間應(yīng)設(shè)置事故通風(fēng)裝置”；《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB50019-2015)6.4.1：“對可能突然放散大量有毒氣體、有爆炸危險氣體或粉塵的場所，應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計要求設(shè)置事故通風(fēng)系統(tǒng)?！?/p>

2 事故通風(fēng)系統(tǒng)供電等級的電氣設(shè)計

2.1 現(xiàn)有規(guī)范

《酒廠設(shè)計防火規(guī)范》(GB50694-2011)(以下簡稱《酒規(guī)》)第9.1.2條規(guī)定：“甲、乙類生產(chǎn)、儲存場所設(shè)置的機械通風(fēng)設(shè)施應(yīng)按二級負荷供電?！?/p>

《冷庫設(shè)計規(guī)范》(GB50072-2010)(以下簡稱《冷規(guī)》)第7.2.5條規(guī)定：“事故排風(fēng)機應(yīng)按二級負荷供電?！?/p>

《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB50019-2015)(以下簡稱《工建通風(fēng)》)第6.4.7條的條文說明規(guī)定：“事故排風(fēng)系統(tǒng)其供電系統(tǒng)的可靠等級應(yīng)由工藝設(shè)計確定，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052以及其他規(guī)范的要求。”

《化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(HG/T20698-2009)第5.6.8條規(guī)定：“對于放置劇毒或爆炸危險物質(zhì)的廠房，當設(shè)置可燃或有害氣體檢測、報警裝置時，事故通風(fēng)系統(tǒng)宜與其聯(lián)鎖啟動，同時應(yīng)保證事故通風(fēng)系統(tǒng)電源的可靠性?！?/p>

《工建通風(fēng)》第6.4.6條規(guī)定：“工作場所設(shè)置有毒氣體或有爆炸危險氣體監(jiān)測及報警裝置時，事故通風(fēng)裝置應(yīng)與報警裝置連鎖?！逼錀l文進一步解釋：“隨著技術(shù)的進步，事故通風(fēng)系統(tǒng)的啟動或停止不能僅依賴于人為發(fā)現(xiàn)、人為控制，條件具備時應(yīng)當引入自動控制系統(tǒng)，以增加其可靠性?！笨梢酝茢?，為了保證安全，事故風(fēng)機的負荷等級不宜低于可燃或有害氣體檢測、報警裝置所屬的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的負荷等級。

《石油化工企業(yè)電信設(shè)計規(guī)范》(SH/T3153-2007)第8.6.1條規(guī)定：“火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的主電源應(yīng)為一級負荷。”第8.6.2條規(guī)定：“火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的直流備用電源宜采用火災(zāi)報警控制器的專用蓄電池。”

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》(GB50160-2008)第8.12.6條規(guī)定：“火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的220VAC主電源應(yīng)優(yōu)先選擇不間斷電源(UPS)供電。直流備用電源應(yīng)采用火災(zāi)報警控制器的專用蓄電池，應(yīng)保證在主電源事故時持續(xù)供電時間不少于8 h?！?/p>

《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50116-2013)第4.10.1條規(guī)定：“消防聯(lián)動控制器應(yīng)具有切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源的功能?！?/p>

2.2 具體設(shè)計

筆者認為，粘膠纖維工廠事故通風(fēng)系統(tǒng)的供電不屬于消防用電，因此不能依據(jù)消防用電的等級劃分事故通風(fēng)系統(tǒng)的供電等級?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)10.1.1條的條文說明：“本規(guī)范中的‘消防用電’包括消防控制室照明、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)或裝置、疏散照明、疏散指示標志，以及電動的防火門窗、卷簾、閥門等設(shè)施，設(shè)備在正常和應(yīng)急情況下的用電?！边@其中沒有包含事故風(fēng)機，且事故風(fēng)機的設(shè)置用途也與消防用途截然不同，并非是發(fā)生火災(zāi)時的消防需求。

同樣，粘膠纖維工廠事故通風(fēng)系統(tǒng)的供電也不應(yīng)依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50052-2009)的3.0.1條，而劃定為一級負荷或一級負荷中特別重要的負荷。首先，在粘膠纖維工廠安裝事故風(fēng)機的區(qū)域當中，在平時正常工作狀態(tài)時，由于沒有二硫化碳氣體泄漏，因此中斷事故風(fēng)機的供電并不符合條款“中斷供電將造成人身傷害”或者“當中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況”的描述。另外，根據(jù)《粘膠纖維工廠技術(shù)標準》8.2.1，“主工藝生產(chǎn)裝置應(yīng)為二級負荷，輔助生產(chǎn)設(shè)施以及生活設(shè)施應(yīng)為三級負荷”，即該工廠區(qū)域內(nèi)最高供電負荷等級為二級。而二級負荷與一級負荷、特別重要負荷的供電要求及經(jīng)濟成本相差較大，粘膠纖維工廠事故通風(fēng)系統(tǒng)的總用電負荷通常僅為幾千瓦。

因此，在電氣設(shè)計中，如從用途、經(jīng)濟方面綜合考量，則按所在建筑物的最高供電等級為事故風(fēng)機供電較為合理。例如原液車間、紡練車間的最高供電等級為二級，則該區(qū)域的事故風(fēng)機供電等級應(yīng)為二級。二硫化碳儲罐區(qū)的最高供電等級一般為三級，則該區(qū)域的事故風(fēng)機供電等級為三級即可。

3 事故通風(fēng)系統(tǒng)供電終端的電氣設(shè)計

3.1 不應(yīng)由就近的消防配電箱供電

粘膠纖維工廠事故風(fēng)機不應(yīng)由就近的消防配電箱供電，而應(yīng)由附近的普通配電箱供電，或者由專為事故風(fēng)機獨立設(shè)置的雙電源切換箱供電。理由是事故風(fēng)機不屬于消防負荷，如果消防負荷、非消防負荷共用終端配電箱，那么由于存在短路、熱過載、平時的人為操作等因素，會影響消防供電設(shè)備的供電可靠性。

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016-2014)的10.1.9條也規(guī)定：“按一、二級負荷供電的消防設(shè)備，其配電箱應(yīng)獨立設(shè)置；按三級負荷供電的消防設(shè)備，其配電箱宜獨立設(shè)置?！惫P者認為，其目的就是保證消防用電設(shè)備配電箱的獨立性、防火安全和使用的可靠性。

3.2 火災(zāi)時事故風(fēng)機應(yīng)確保及時斷電

當粘膠纖維工廠發(fā)生火災(zāi)時，事故風(fēng)機的供電應(yīng)當被切斷。如果事故風(fēng)機從就近的普通電源箱或非消防雙電源箱供電，當火災(zāi)發(fā)生后，其電源由于消防聯(lián)鎖的關(guān)系會被切斷，事故風(fēng)機就無法正常工作。如果恰巧此時發(fā)生有毒、有害氣體泄漏，事故風(fēng)機就無法啟動。但由于消防警報已經(jīng)響起，按照人們常規(guī)的認知，相關(guān)區(qū)域的人員應(yīng)該已經(jīng)開始疏散或疏散完畢，故出現(xiàn)大面積人員中毒概率不大。

反之，如果事故風(fēng)機從就近的消防電源箱供電，或因為某種原因，沒有被斷電，此時發(fā)生有毒、有害氣體泄漏，則事故風(fēng)機會啟動。事故風(fēng)機的風(fēng)量非常大，會在該局部區(qū)域內(nèi)形成負壓，從而導(dǎo)致與此時正在運行的消防排煙風(fēng)機產(chǎn)生氣壓“競爭”，火災(zāi)時產(chǎn)生的高溫煙氣也會更早地涌向該區(qū)域——這樣完全不利于人員的疏散，也完全不利于火勢的控制，甚至?xí)l(fā)更嚴重的次生事故。

4 事故通風(fēng)系統(tǒng)熱保護功能的電氣設(shè)計

4.1 消防風(fēng)機熱過載只報警不脫扣

過載脫扣設(shè)置的目的是保護供電線路不至于因過載發(fā)熱而加速絕緣的老化、碳化，進而引發(fā)火災(zāi)。但在消防設(shè)備的供電回路中，我們一般采用熱繼“只報警，不脫扣”的處理方式。這是因為，當消防設(shè)備啟動時，區(qū)域內(nèi)已發(fā)生了火災(zāi)，再通過過載脫扣去防止線路老化、避免火災(zāi)已無現(xiàn)實意義。

4.2 事故風(fēng)機熱過載要脫扣

事故風(fēng)機則不同，參考圖集《常用風(fēng)機控制電路圖》(16D303-2)的89～96頁介紹的4種平時兼事故兩用單速風(fēng)機的電路原理圖中，均包含了熱過載繼電器，且該繼電器動作后將直接切斷事故風(fēng)機的運行，并不會報警。在實際的設(shè)計和施工當中，事故風(fēng)機只會使用普通的ZA-YJV電纜供電，如果過載時無熱保護，則會使得事故風(fēng)機的供電線路由于過載發(fā)熱而加速老化，甚至最終可能引發(fā)火災(zāi)。而且，事故風(fēng)機啟動時，必然沒有發(fā)生火災(zāi)。這是因為前面提到了，發(fā)生火災(zāi)后需要切斷事故風(fēng)機的供電，事故風(fēng)機若能啟動，表明此時還未發(fā)生火災(zāi)。既然還沒有發(fā)生火災(zāi)，當然需要消除引發(fā)火災(zāi)的誘因。因此，當事故風(fēng)機熱過載時，應(yīng)當將其脫扣、斷電。

5 事故通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動運行的電氣設(shè)計

傳統(tǒng)粘膠纖維工廠事故通風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)置在原液車間的黃化間、紡練車間的二硫化碳沉降間、二硫化碳儲罐區(qū)、廢氣處理等部位。

筆者認為，在上述相應(yīng)區(qū)域，要同時設(shè)計設(shè)置各自獨立的有毒有害檢測報警系統(tǒng)，主要是及時探測防范硫化氫及二硫化碳等氣體的出現(xiàn)并采取相應(yīng)對策。

5.1 設(shè)置固定式硫化氫報警器

固定式硫化氫報警器由兩部分組成：一部分是氣體報警控制器，一部分是硫化氫氣體探測器。報警器采用三芯或四芯屏蔽電纜把探測器和控制器上的接線端子連接起來，起到現(xiàn)場監(jiān)測的作用。硫化氫報警器根據(jù)控制方式可分為總線式控制器和分線式控制器?？偩€式控制方式只需從探測器引出一根四芯線纜將所有探測器并聯(lián)即可，而分線式控制方式要求每臺探測器都要引出一根三芯線纜連接到控制器。因此，需要安裝多臺探測器時，工作人員要根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇合適的連接方式。

5.2 設(shè)置二硫化碳探測器

二硫化碳探測器為無干擾的“智能型”探測器。探測器由一個位于電解法拋光不銹鋼結(jié)構(gòu)外殼內(nèi)的插入式電化學(xué)傳感器、一個環(huán)氧樹脂封裝的智能型變送模塊和一個傳感器防濺罩組成。這個插入式的智能傳感器能自動識別，并能實現(xiàn)現(xiàn)場探測的無縫連接。操作人員可通過一個磁棒進行操作，其中的一個主要特性是它的軟件可以引導(dǎo)用戶按照程序和LED顯示的菜單進行操作。

5.3 設(shè)置有毒氣體檢測報警系統(tǒng)

當有毒氣體檢測報警系統(tǒng)中的有毒氣體探測器檢測到區(qū)域中的有毒氣體濃度大于預(yù)先設(shè)置好的第二級報警設(shè)定值時，探測器的事故信號動合觸點會閉合，從而啟動現(xiàn)場的事故風(fēng)機并保持運行。同時，探測器將數(shù)據(jù)傳輸給氣體報警控制器，由氣體報警控制器進行數(shù)據(jù)處理，并發(fā)出聲光報警，起到現(xiàn)場監(jiān)測的作用。當現(xiàn)場異常情況排除后，即現(xiàn)場的有毒氣體濃度恢復(fù)到正常水平后，探測器的事故信號動合觸點會斷開。但此時，事故風(fēng)機仍然不會停止運行，需要人工在事故風(fēng)機配電柜上按下停止按鈕，或者在事故風(fēng)機的現(xiàn)場操作箱上旋轉(zhuǎn)手動旋轉(zhuǎn)開關(guān)，事故風(fēng)機才會停止運行。

6 總結(jié)

在設(shè)計粘膠纖維工廠的事故通風(fēng)系統(tǒng)時，一方面應(yīng)充分認識到其具有不可替代的重要性，但同時也應(yīng)做到不人為地、過高地提高其供電等級，應(yīng)按其所在建筑物的最高供電等級設(shè)計供電，從而合理、經(jīng)濟地提高事故通風(fēng)系統(tǒng)的供電可靠性。

同時，也不應(yīng)設(shè)計由終端消防配電箱供電，且在啟動回路設(shè)計中，應(yīng)當設(shè)置熱過載繼電器，以保障事故風(fēng)機熱過載時能可靠脫扣、斷電。