高层建筑内设置直燃机房消防问题的探讨

摘要 文章对直燃机的安全性和存在的火灾隐患进行了分析,提出了在高层建筑内设置直燃机的消防安全措施。
关键词 直燃机　高层建筑　消防安全
1　直燃机设置在高层建筑内的可行性　　
随着城市建筑的快速发展，空气调节系统在大型建筑及高层建筑内的使用越来越多。直燃机由于具有体积小、能耗少、功能全、无大气污染及一次性投资费用较低的优点，越来越多地被设计和建设单位选用，受到广大用户的欢迎
1.1 直燃机的工作原理
　直燃机制冷是利用水在真空环境下可以在温度很低时蒸发，而溴化锂是一种吸水性极强的物质，可以将比自身温度低很多的水蒸气吸收；变稀的溴化锂溶液被加热，使水分离出来，再次进行蒸发，而浓溶液再次进行吸收。蒸发结果使空调水变冷，蒸发出的热量被冷却水释放到大气中去。溴化锂直燃式制冷机组的基本工作原理是通过燃油或燃气直接提供热源，制取5℃以上的冷水和70℃以下热水的冷热水机组。它是由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器等主要设备组成的管壳式换热器的组合体。该设备属真空设备，它始终处于负压状态下运行，而锅炉大多处于正压状态运行，因而直燃机相对于燃气锅炉而言安全系数较高。
1.2 直燃机的安全装置
　　直燃机本身还具有完备的安全装置：厂家选配品质较高的燃烧器，具有调压及一定的稳定作用，可以保证燃烧的稳定；设置双级电磁阀串联使用，确保停机燃气不漏进炉膛，即使在烟道内出现危险，产生爆炸，烟道上设有防火门，也不会产生破坏性作用；稳压器、压力控制器对燃气压力上下限进行控制，一旦燃气压力超过上下限，则燃烧机立即停火，无脱火和回火的危险；设置了燃气电磁阀泄露检测装置，一旦发现泄露，将立即保护，不执行点火程序；设置空气压力开关，确保燃烧机运行期间风机有足够的鼓风量，使燃烧正常进行，一旦风机故障，燃烧机立即停火保护；设置离子火焰检测装置，时刻监视燃烧情况，一旦出现异常，立即停火保护；设置了风机过载保护，一旦过载，则立即停火保护；设置燃烧机开启防火连锁装置，燃烧机未闭好时将无法点火；设置了风门与供气蝶阀同步调节联动装置，确保燃烧机空燃比始终正确、稳定；设置了气敏传感器，一旦空气中可燃气体比例超标，燃烧器将不执行点火指令。
　　由于城市用地紧张，在建筑以外单独设置直燃机房的可能性较小。燃气溴化锂直燃机体积小，安全可靠度高，适合设置在室内。
2　直燃机的火灾危险性
直燃机机组使用燃油（轻油、柴油）、燃气（煤气、天然气、液化石油气）做燃料，这些燃料的物化性质决定了燃料本身就具有一定的火灾危险性。
2.1 设备失灵造成的火灾危险
　　在运行过程中当设备控制失灵、管道阀门泄漏以及机件损坏时燃油、燃气泄漏，液体蒸汽、气体与空气形成爆炸混合物，遇明火、热源产生燃烧和爆炸。
2.2　操作人员违反操作规程造成的火灾危险
　　操作人员违反操作规程造成直燃机熄火，使炉膛内的气体、雾化油体积急剧膨胀造成炉膛爆炸。水平烟道、烟囱内的气体、油气、油的裂解气爆炸。为防止直燃机燃料发生火灾与爆炸事故，必须予以重视。
3　直燃机的消防安全技术措施
　　直燃机组机房的安全问题，其核心是防止可燃性气体泄露，使爆炸不致发生，这就要从机组内部的结构设施和外部条件上采取综合措施，才能收到良好的效果。
3.1　直燃机组在设计和制造上的安全要求
3.1.1　在设计和制造上的一般安全要求
直燃机组在设计和制造上的一般安全要求是：机组在运行时必须保持真空状态；机组使用材料的强度足够且耐腐蚀；燃料配管、截止阀等燃烧装置不得泄露；燃烧器的点火应可靠；燃烧器应与所使用燃料相适应，在整个燃烧范围内稳定燃烧；炉内不应出现未燃燃料；紧急时刻应能迅速切断燃料的供给；
3.1.2　对燃烧装置的要求　　
（1）结构应便于目测观察燃烧器的燃烧状态；烟道应装防爆门，防爆门的设置应使爆炸气流向安全方向扩散，不危及人身安全；
（2）燃气配管系统及点火系统应分别串联装设两个燃料截止阀，使用内部混合式（大气式和无焰式）燃烧器时，应安装止回装置；在燃料截止阀和压力调节阀的上流侧，应装设容易检查、保养的过滤器；
（3）在燃烧器控制程序上，点火前扫气容积为燃烧室容积的４倍以上，设有烟道风门时，风门应处于开启状态；点火应可靠且容易着火，在整个燃烧范围内，应保证能维持稳定燃烧的空燃化；燃烧安全装置动作时，应迅速切断燃料的供应，并发出警报；点火失败和异常熄火时，应在４秒以内切断燃料供给，并发出警报；消除故障重新启动时，应再进行包括预扫气在内的点火动作；
（4）燃烧监视控制器在点火失败和异常熄火时，最长３秒内能够关断所有燃料截止阀；
（5）火焰检测器应可靠、无误动作，应设置在适当位置，可靠且监视所有火焰；火焰检测器和点火装置应便于检查、保养；
（6）燃烧器应具有良好的火焰稳定能力，在整个燃烧范围内稳定燃烧，与机组的能力和燃烧室相适应，并应容易点火、着火；其结构应便于清扫、检查和更换，也应便于对喷嘴和火焰口部分进行更换和清扫；
（7）燃料截止阀在停电１秒内应可靠地切断燃料供给，其承压部分在承受１．５倍最高工作压力时，不发生向外泄露和变形；
（8）燃气压力调节器应保证燃烧器在整个安全范围内的安全燃烧；燃气压力开关和燃料调节阀不应向外泄漏燃气；燃料调节阀在最高工作压差下动作可靠并应容易拆卸、组装。
3.1.3　安全装置
（1）机组应设下列安全装置：发生器出口溶液高温保护；发生器压力过高保护；溶液泵、冷剂泵电动机过载保护；发生器溶液过低保护；排烟高温保护；鼓风机、电动机过载保护；热水高温保护（根据需要设置）；
（2）安全装置结构应保证误动作时查明动作原因，确认安全后方重新启动； [page]
（3）机组应设置报警装置；
（4）机组应设置下列监视装置：发生器压力、发生器温度、排烟温度；
（5）直燃机组应安装超压泄放装置（爆破片、易熔塞），泄放装置应按有关规定安装。
3.2　建筑、输配管线及其它防护措施
（1）机组不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻，并采用无门窗洞口的耐火极限不低于2.00h的隔墙和1.50ｈ的楼板与其他部位隔开。当必须开门时，应设甲级防火门。直燃机房应设置独立的直通室外的安全出口，或经过疏散走道至公共疏散楼梯间，且从机房最远点到安全出口的距离不超过35ｍ；
（2）机组应布置在首层或地下一层靠外墙部位，人员疏散的安全出口不应少于两个，最少应设一个直接对外的安全出口，疏散门应为乙级防火门，外墙开口部位的上方，应设置宽度不小于1.00的不燃烧体防火挑檐或不小于1.2m的窗间墙；
（3）机房应设置火灾自动报警系统（燃油直燃机房应设温感报警探测器，燃气直燃机房应设可燃气体报警探测器）及水喷雾灭火装置，并且可靠联动。报警探测器检测点不少于2个，且应布置在易泄漏的设备或部件上方，当可燃气体浓度达到爆炸下限25％时，报警系统应能及时准确报警和切断燃气总管上的阀门和非消防电源，并启动事故排风系统。
设置水喷雾灭火系统的直燃机房应设置排水设施；　　
（4）主机房应设置可靠的送风、排风系统，室内不应出现负压。直燃机工作期间排风系统的换气次数可按10～15次／时，非工作期间可按3次／小时计算，其机械排风系统与可燃气体浓度报警系统联动，并且送风量不应小于燃烧所需的空气量（18m3／104大卡）和人员所需新鲜空气量之和，以保证主机房的天然气浓度低于爆炸下限。应能保证在停电情况下正常运行；
（5）应设置双回路供电，并应在末端配电箱处设自动切换装置。
燃气直燃机房使用气体的比重如比空气小（如天然气），机房应采用防爆照明电器；使用气体比重比空气大（如液化石油气），则机房应设不着火地面，且使用液化石油气的机房不应布置在地下各层；
（6）燃油直燃机房的油箱不应大1m3，并应设在耐火极限不低于二级的房间内，该房间的门应采用甲级防火门。燃气直燃机房应有事故防爆泄压设施，泄压面积可按0.05～0.22m2／m3计算，并应符合消防技术规范的要求。外窗、轻质屋盖、轻质墙体（自重不超过120ｋｇ／m2）可为泄压设施，在机房四周和顶部及柱子迎爆面安装爆炸减压板，降低爆炸时产生的爆炸压力峰值，保护主体结构。防爆泄压面积的设置应避开人员集中的场所和主要交通道路，并宜靠近容易发生爆炸的部位；
（7）进入地下机房的天然气管道应尽量缩短，除与设备连接部分的接头外，一律采用焊接，并穿套管单独铺设，应尽量减少阀门数量，进气管口应设有可靠的手动和自动阀门。进入建筑物内的燃气管道必须采用专用的非燃材料管道和优质阀门，保证燃气不致泄漏。进气、进油管道上应设置紧急手动和自动切断阀，燃油直燃机应设事故油箱；
（8）机房内的电气设备应采用防爆型，溴化锂机组所带的真空泵电控柜也应采取隔爆措施，保证在运行过程中不产生火花。
3.3 机组安装要求
3.3.1 机组基本装置应平整牢固
3.3.2 电气设备应有可靠的接地措施
3.3.3 烟道和烟囱
　　烟道和烟囱应具有能够确保稳定燃烧所需的截面积结构，在工作温度下应有足够的强度，在烟道周围0.5m以内不允许有可燃物，烟道不得从油库房及有易燃气体的房屋中穿过，排气口水平距离6m以内，不允许堆放易燃品。
3.3.4 应确保维修检查所必需的空间
3.3.5 每台机组宜采用单独烟道
多台机组共用一个烟道时，每台机组的排烟口应设置风门。
3.4 维修、管理要求
（1）操作管理人员应进行培训，实行持证上岗制度。操作人员应常备使用说明书（操作手册），并应对其内容十分了解；
（2）在机组运行中发现异常情况，应立即停机，并采取必要的措施，确认安全后方可重新启动；
（3）在炉膛内可能存在未燃气体时，严禁进行点火操作，未燃气体应迅速予以排放；
（4）直燃机组安装完毕后，供给燃料前，应进行燃料配管系统的气密性试验。工程施工、安装及验收应严格执行有关规范、规程，确保工程质量；
（5）安全装置应按规定的内容进行定期检查，出现异常时不得使用；
（6）应建立各项安全管理制度，加大值班力度，对机组应进行检查、维护、保养，使其在正常状态下运行。