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精细化工厂房消防应急照明与疏散指示系统的设计与应用

时间:2022-10-20 08:51:53 点击次数: 61

唐晓栋

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定
0 引言
精细化工厂房大多是甲、乙、丙类火灾危险场所,火灾危险性大、甚至引发爆炸事故,对人员的疏散要求高。在发生火灾事故时,消防应急照明和疏散指示系统是保证人员以较快的速度逃生、有效引导人们疏 散的重要消防安全设施。精细化工因其自身特点,火灾危险性高、火势蔓延快,消防应急照明和疏散指 示系统的设计显得尤为重要。
 
1 消防应急照明与疏散指示系统的设计 
       精细化工企业是生产精细化学品的生产企业,生产厂房大多是带封闭楼梯间多层封闭式厂房、敞开
或半敞开式厂房及联合厂房,且生产的火灾危险性大多是甲、乙、丙类火灾危险。依据规范厂房内的疏 散通道、封闭楼梯间应设置消防应急照明,甲、乙、丙类厂房的安全出口应设置安全出口标志灯,疏散 通道及疏散通道转角处应设置疏散指示标志灯。
1.1系统类型选择与控制 
       精细化工企业生产厂房消防应急照明及疏散指示系统类型的选择根据生产厂房的规模、使用性质及
日常管理及维护难易程度等因素确定,主要有四中形式:集中电源集中控制型、集中电源非集中控制型、 非集中电源集中控制型、非集中电源非集中控制型。
 
       对一些可能存在与空气混合形成爆炸性混合物的危险物料的生产厂房,通常只设置可燃气体报警装 置,不需设置火灾自动报警联动控制系统;而有些洁净场所,要求设置火灾自动报警联动控制系统。同 时精细化工车间多为腐蚀性及爆炸危险环境,如果采用自带蓄电池灯具,可能存在难以维护及更换的问 题。因此,精细化工厂房消防应急照明及疏散指示系统根据不同使用场所主要可采用集中电源集中控制 型和集中电源非集中控制型。
       集中电源集中控制型系统由应急照明控制器集中控制各场所集中电源装置,并显示和反馈应急集中 电源的工作状态,同时要求对每个灯具进行监测和控制。集中电源非集中控制型系统直接由人工手动信号(面板按钮或远程手动控制信号)控制集中电源装置或消防应急配电箱及所配电接的应急灯工作,非集中控制不要求对每个灯具进行监测和控制。
1.2系统主要设备选择及布置
       集中电源集中控制型系统由应急照明控制器、集中电源装置、应急照明灯具及疏散指示组成。集中
电源非集中控制型系统由集中电源装置、应急照明灯具及疏散指示组成。集中电源装置工作输入电压采用 AC220V,输出电压DC24V/36V,输出回路不超过 8 路。每个集中电源装置额定输出功率不大于 5kVA,灯具总功率大于 5kVA 的系统,应分散设置集中电源,设置在电气 竖井内的集中电源额定输出功率不应大于 1kVA。
       依据规范要求,非火灾状态下,系统主电源断电后的灯具应急点亮时间 0.5h。蓄电池组的初装容 量需要增加 0.5h,以保证主电断电期间发生火灾仍能满足应急照明时间。
       根据精细化工企业厂房的特点,消防应急灯具选用不带蓄电池 A 型灯具,灯具工作电压为 DC24V 或 DC36V。光源均选用节能 LED,色温不应低于 2700K。火灾状态下,灯具光源应急点亮、熄灭的响应时间 应符合规范要求。应急照明灯具布置采用多点、均匀布置方式,灯具布置数量及灯具功率选择应满足精 细化工企业厂房人员疏散通道及相关区域的每点照度均不低于规范要求低水平照度值:疏散走道低水平照度不低于 1.0lx;楼梯间、前室或合用前室低水平照度不低于 5.0lx。疏散指示标志灯的设置 应保证人员疏散过程中能够清晰地辨识疏散路径、疏散方向、安全出口的位置。
       系统主要设备按安装场所环境特征选择,其防护等级一般正常环境不低于 IP3x,潮湿及火灾危险 场所不低于 IP54;腐蚀性环境选择相应的防腐型设备;爆炸危险场所防爆等级按爆炸危险区域的分区、 可燃性气/液体和可燃性粉尘的分级、可燃性气/液体的引燃温度、可燃性粉尘云/粉尘层的低引燃温 度等因素进行选择。
 
1.3系统供电及线路设计 
       集中控制型系统中,应急照明控制器主电源由消防控制室消防电源供电,备用电源采用自带蓄电池
供电,蓄电池电源应至少使控制器在主电源中断后工作 3h;集中电源装置由消防电源的专用应急回路 或所在防火分区的消防电源配电箱供电。非集中控制型系统中,集中电源装置应由防火分区的正常照明 配电箱供电。
       系统线路选择铜芯绝缘导线或铜芯电缆,线路采用的绝缘导线和电缆的额定电压应不低于工作电 压。灯具采用集中电源供电时,应综合考虑配电线路的供电距离、导线截面、压降损耗等因素。同一工 程中相同用途电线电缆的颜色应一致;线路正极“+”线应为红色,负极“-”线应为蓝色或黑色,接地 线应为黄色绿色相间。
       灯具配电线路宜按防火分区、同一防火分区的楼层等为基本单元设置配电回路;楼梯间前室及合用 前室内设置的应急灯具应由前室所在楼层的配电回路供电;疏散楼梯间内应急灯具应单独设置配电回 路。任一配电回路配接灯具的额定功率总和不应大于配电回路额定功率的 80%且配电回路的额定电流不 应大于 6A。
       集中控制系统利用通信对每个灯具进行监测和控制,通信回路包括应急照明控制器之间通信、应急 照明控制器与集中电源或应急照明配电箱之间通信和集中电源或应急照明配电箱与应急灯具之间通信。 集中控制系统集中电源或应急照明配电箱应按灯具配电回路设置灯具通信回路,且灯具配电回路和灯具 通信回路配接的灯具应一致。A 型灯具电源与控制采用二总线,可共用两芯线。
 
2 典型应急照明设计案例
       以某精细化工生产厂房为例,该厂房局部 3 层,两个封闭疏散楼梯,占地约 98m³21m,设有两个防 火分区,包含洁净区域和非洁净区域。部分区域涉及环己烷、异丙醇、乙醇等危险物料,属爆炸性气体 环境危险区,洁净区域设置了火灾自动报警联动控制系统。
                       项目选用集中电源集中控制型系统,系统组成如下图所示。
 
2.1 系统选择及灯具布置 
       依据规范该厂房消防应急照明和疏散指示系统应采用集中控制型应急照明与疏散指示系统。考虑本
厂房环境为腐蚀性、爆炸危险性环境,自带蓄电池灯具难以维护并且相应的防爆灯具产品较少,车间选 用集中电源型系统。
       A型集中电源选型
2.1.1 厂房消防应急照明设计
        厂房层高小于 8 米,选用 A 型消防应急灯具。规范要求“疏散走道低水平照度不低于 1.0lx,楼 梯间、前室或合用前室低水平照度不低于 5.0lx”。洁净区疏散走道为非防爆区,选用非防爆型洁净 A 型应急照明灯,安装高度 2.5 米,安装间距约 8 米。非洁净区疏散走道为爆炸危险区域,选用防爆型 A 型应急照明灯,距地 2.5 米壁装,安装间距约 7 米。疏散楼梯间及前室 选用防爆型 A 型应急照明灯,吸顶安装,楼梯间休息平台上方各布置一盏。
       A型应急照明灯具选型
2.1.2 厂房疏散指示系统设计 
       依据规范要求,厂房安全出口应设置安全出口标志灯,疏散走道及其转角处距地面高度 1.0m 以下
的墙面或地面上设置灯光疏散指示标志灯,灯光疏散指示标志的间距不大于 10m;在走道转角区,不应 大于 1.0m。
       在安全出口设置 A 型安全出口标志灯,门上 0.2 米壁装。楼梯间各楼层设置楼层标志灯。疏散走道安装 A 型疏散指示灯,距地 0.6 米壁装,安装间距不大于 10 米,转角处不大于 1 米。
       照明灯具选择依据防爆电气设备的级别和组别不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的 级别和组别的原则,厂 房内设备防爆等级不低于 ExdIIAT3。车间为重腐蚀性环境,车间内电气设备防 腐等级 F2,防护等级 IP65。洁净区选用洁净型应急照明和疏散指示灯。
       A型应急标志灯具选型
2.2 系统供电及线路敷设 
       本厂房两个防火分区各设一台集中电源装置,集中电源装置设置在洁净区非防爆区内,选用非防爆型设备。以防火分区一为例,防火分区一设置应急照明灯共 44 盏,设置疏散指示、安全出口灯、楼层 指示灯共 30 盏。根据计算,集中电源的容量应大于 405VA,参考样本,应急照明集中电源技术参数见下表 ,车间选用 A-D-0.75KVA-A200L 集中电源装置。集中电源装置电源引自防火分区内电源箱。
       A型集中电源选型
       应急照明灯具采用 WDZN-RYJSP-2*2.5mm² 型二总线供电及通信。洁净区配电线路穿不锈钢管敷 设在技术夹层或夹道内,且应有防止灰尘和细菌进入措施;非洁净区配线穿镀锌钢管沿屋顶及墙面明敷。配线钢管外刷防火漆保护。配线钢管穿越不同区域的墙孔洞应采非燃烧性材料严密堵塞,同时爆炸危险区内钢管每隔一定距离堵塞一次。
 
3 结论
       精细化工厂房生产过程中涉及的物料一般具有腐蚀性、有毒性、易燃易爆等特性,所以火灾发生的危险性更高,应急照明和疏散指示系统的合理设计与应用是在事故时保证人员安全疏散的可靠手段。本文结合实例,分析了精细化工车间应急照明和疏散指示系统类型的选择与控制、主要设备的选型与布置,以及系统的供电与线路敷设,既要满足国家标准规范的要求,也要贴合生产场所的实际特征。
 
参考文献
[1] GB51309-2018,消防应急照明和疏散指示系统设计标准.
[2] GB51283-2020,精细化工企业工程设计防火标准.
[3] GB50016-2014,建筑设计防火规范(2018 年版).
[4] GB50116-2013,火灾自动报警系统设计规范.
[5] GB50058-2014,爆炸危险环境电力装置设计规范.
[6] 王伟娜.浅谈消防应急照明系统的设计与设置.工程技术.
[7]  张廷建.浅谈消防应急照明和疏散指示系统设计.现代建筑电气,2014 年.
[8]  安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.
 
作者简介:
唐晓栋,男,现任职于安科瑞电气股份有限公司,产品经理,主要负责应急照明和疏散指示系统的研发、应用。