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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，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)致地下油庫室溫過高，影響操作人員巡檢作業(yè)和地下油庫的安全。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]（下文簡稱《冶規(guī)》）以及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[3]（下文簡稱《建規(guī)》），地下油庫及風(fēng)機(jī)房的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級分別為丙類倉庫和廠房，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)丙類倉庫防火分區(qū)最小面積的要求[3]，將該地下油庫分為兩個(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

地下油庫和地下風(fēng)機(jī)房皆有散熱設(shè)備，特別是地下油庫，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)》對機(jī)械排煙量的計(jì)算沒有明確的規(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)對于上述軋機(jī)地下油庫，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，保溫材料防火等級應(yīng)為A級不燃。

4 通風(fēng)排煙系統(tǒng)的確定

4.1 通風(fēng)排煙方式的選擇

對于圖1中的軋機(jī)地下油庫和風(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。

對于地下油庫的補(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。對于地下油庫，設(shè)置2套機(jī)械補(bǔ)風(fēng)機(jī)（平時(shí)通風(fēng)兩臺全開，排煙時(shí)根據(jù)風(fēng)量只需開啟其中一臺），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。對于地下風(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

1）冷軋廠軋機(jī)地下油庫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級不燃材料。

2）冷軋廠軋機(jī)地下油庫和地下風(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。