摘要: 柴油发电机房通常用于提供备用电源,以应对停电或紧急情况。由于柴油发电机需要燃料供应才能正常运行,因此在发电机房中储存一定量的柴油是必要的。然而,储存大量易燃液体如柴油也带来了一定的火灾风险。在设计柴油发电机房时,需要考虑消防安全措施。因此,柴油发电机房总储油量超过1立方米时的消防设计是确保发电机房的安全和防火的重要措施之一。本文围绕柴发储油量国标要求、消防设备和系统、储油区域设计及预防方案四个方面,系统阐述储油量规范要求与协调处理方法,详细介绍自动喷水灭火系统、火灾报警系统、灭火器、防烟排烟系统与紧急照明系统等消防设备,并从储油容量、防火墙、排水系统、灭火设备与通风系统等方面提出储油区域设计要求,同时从员工培训、紧急预案、演练测试与定期检查维护四个方面提出预防方案,为柴油发电机房总储油量超过1立方米时的消防设计与安全管理提供技术参考。
一、柴发储油量国标要求
柴油发电机一方面要满足不超过8h的燃油需要,还要满足日用油箱间内不超过1立方米的储油量,如何协调?当发电机组容量很大时,如何办理?
1. 规范依据
(1)8小时储油量要求:解析:《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)第4.1.3.3(强条)、《建筑设计防火规范》GB50016-2006第5.4.3条第3款(强条)及《民用建筑设计通则》GB50352-2005第8.3.3条第3款均规定:“机房内应设置储油间,其总储存量不应超过8.00h的需要量”。
(2)1立方米中间罐限制:与此同时,《高规》GB50045-95(2005年版)第4.1.10.2条又规定:高层建筑使用丙类液体做燃料时,“中间罐容积不应大于1.00立方米,”柴油是丙类液体,而日用油箱间属于典型“中间罐”,故这条规定也应执行。
(3)同时满足原则:上述规范条文需同时满足,不可偏废。
2. 协调处理方法
(1)调低运行小时数:因上述8h或1立方米都只是最高限度而非最低限量,故当实际柴油机组按单位小时耗油量的计算值,超过体积限制值时,则可调低发电机运行小时数来解决问题。比如,某单台发电机耗油量为200升/h,则其8h总用油量为200×8=1600升,大于1m³(1000升);此时,可限定该发电机组一次性最多只准运行1000/200=5小时。这样就同时满足了上述不超过8h及1m³之要求。但值得注意的是,“运行小时数”不可无限度地降低。参照老版《民规》JGJ/T-92的规定,最低不宜少于3小时。
(2)降低单机容量而增加台数:当限制发电机运行小时数不够合理时,则可降低单机容量而增加台数,设置如图1所示,并参照国标图集《工程建设标准强制条文及应用示例》04DX002(房屋建筑部分—电气专业)P39的“布置在地下一层的柴油机房平面示例”的相关做法,遵循一台机组对应一个油箱间,即实现“1机1个油箱间,N机N个油箱间”。
(3)在主建筑物外设置地下储油库:设置如图2所示,电气专业应提出条件要求,由建筑、动力等专业具体设计。另:GB50045-95(2005年版)4.1.12规定(强条):储油间的油箱应密闭,且应设置通向室外的通气管,通气管应设置带阻火器的呼吸阀,油箱的下部应设置防止油品流散的设施。
3. 储油间设置要求
(1)油箱密闭:储油间的油箱应密闭,防止油气外泄。
(2)通气管设置:应设置通向室外的通气管,通气管应设置带阻火器的呼吸阀,防止火焰沿通气管回窜。
(3)防流散设施:油箱的下部应设置防止油品流散的设施,如挡油坎或集油坑。
(4)防火分隔:储油间应采用防火墙与发电机房分隔,门应采用甲级防火门。
(5)通风要求:储油间应设置独立通风系统,换气次数应符合规范要求。
(6)电气防爆:储油间内电气设备应采用防爆型,照明开关应设置在储油间外。
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图1 储油间1000L油箱设置规范 |
图2 地下储油库正面图 |
二、消防设备和系统
1. 自动喷水灭火系统
(1)系统组成:柴油发电机房应配备自动喷水灭火系统,以便在火灾爆发时迅速进行灭火。这种系统通常包括喷头、水泵、水源和控制装置等组成部分。
(2)喷头布置:喷头应均匀布置在机房顶部与储油区域上方,确保覆盖全部火灾危险区域。
(3)启动方式:自动喷水灭火系统应具备自动启动与手动启动两种方式,确保在自动系统失效时仍可手动启动。
(4)维护要求:定期检查喷头是否堵塞、水泵是否正常、水源是否充足,确保系统随时处于可用状态。
2. 火灾报警系统
(1)系统组成:柴油发电机房应配备火灾报警系统,用于及时检测到火灾并向人员发送警报。该系统通常包括烟雾探测器、温度探测器和火焰探测器等。
(2)探测器布置:烟雾探测器应安装于机房顶部与储油区域上方,温度探测器应安装于机组上方与电气控制柜附近。
(3)报警方式:火灾报警系统应具备声光报警功能,报警信号应传至值班室或控制中心。
(4)联动控制:火灾报警系统应与自动喷水灭火系统、防烟排烟系统联动,实现火灾自动处置。
3. 灭火器
(1)灭火器类型:柴油发电机房应配备适当数量和类型的灭火器,以便在小规模火灾发生时能够迅速进行灭火。常见的灭火器包括二氧化碳灭火器、干粉灭火器和泡沫灭火器等。
(2)配置数量:灭火器配置数量应根据机房面积与火灾危险等级确定,一般不少于2具。
(3)设置位置:灭火器应设置在便于取用的位置,如机房出入口、控制室附近。
(4)检查要求:定期检查灭火器压力、有效期与外观,发现失效应及时更换。
4. 防烟排烟系统
(1)系统功能:柴油发电机房应配备防烟排烟系统,以便在发生火灾时排除烟雾,提供人员疏散通道和可见度。
(2)排烟方式:防烟排烟系统可采用自然排烟或机械排烟方式,机械排烟应设置排烟风机与排烟管道。
(3)补风要求:排烟时应设置补风系统,保证排烟区域空气流通,避免形成负压影响排烟效果。
(4)维护要求:定期检查排烟风机、排烟管道与排烟阀状态,确保系统可靠运行。
5. 紧急照明系统
(1)系统功能:柴油发电机房应配备紧急照明系统,以确保在停电或紧急情况下仍能提供足够的光线供人员疏散和执行紧急操作。
(2)照明配置:紧急照明应覆盖机房主要通道、出入口、控制室与储油间等关键区域。
(3)供电要求:紧急照明应由蓄电池或应急电源供电,持续供电时间应符合规范要求。
(4)检查要求:定期检查紧急照明灯具与蓄电池状态,确保紧急情况下可靠投入。
三、储油区域设计
1. 储油容量
当柴油发电机房总储油量超过1m³。这意味着需要一个足够大的储油区域来容纳这些柴油。储油区域应该是密封的,并且具有防漏功能,以防止柴油泄漏。
油箱在柴发机房中除了储油外,还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中加装有很多辅件,如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。油箱容量与系统的流量有关,一般容量可取最大流量的3~5倍。另外,油箱容量大小可从散热角度去设计。计算出系统发热量与散热量,再考虑冷却器散热后,从热平衡角度计算出油箱容量。不设冷却器、自然环境冷却时计算油箱容量的方法如下。
(1)系统发热量计算
凡系统中的损失都变成热能散发出来。每一个周期中,每一个工况其效率不同,因此损失也不同。一个周期发热的功率计算公式为:
式中,H——1个周期的平均发热功率(W);T——1个周期时间(s);Ni——第i个工况的输入功率(W);ηi——第i个工况的效率;ti——第i个工况持续时间(s)。
(2)散热量计算
当忽略系统中其他地方的散热,只考虑油箱散热时,显然系统的总发热功率H全部由油箱散热来考虑。这时油箱散热面积A的计算公式为:
式中,A——油箱的散热面积(m²);H——油箱需要散热的热功率(W);Δt——油温(一般以55℃考虑)与周围环境温度的温差(℃);K——散热系数。与油箱周围通风条件的好坏而不同,通风很差时K=8~9;良好时K=15~17.5;风扇强行冷却时K=20~23;强迫水冷时K=110~175。
(3)油箱容量确定:根据发热量与散热量计算结果,结合系统流量与散热要求,确定油箱容量。油箱容量应满足系统散热要求,同时兼顾储油量与安装空间限制。
2. 防火墙
(1)分隔要求:储油区域应该与其他区域有明确的分隔,以防止火灾蔓延。
(2)防火墙设置:为此,可以在储油区域周围建造防火墙,以提供额外的防护。
(3)防火门要求:储油区域与其他区域之间的门应采用甲级防火门,并应向外开启。
(4)防火封堵:储油区域内的管道、电缆穿越处应进行防火封堵,防止火灾通过孔洞蔓延。
3. 排水系统
(1)排水功能:储油区域应配备排水系统,以便在发生泄漏或其他情况时将柴油排出。
(2)排水方式:排水系统可采用地沟或集油坑方式,集油坑应设置防止油品流散的设施。
(3)环保要求:这样可以减少火灾和环境污染的风险,排放的含油污水应经处理后达标排放。
(4)检查要求:定期检查排水系统是否畅通,防止堵塞导致油品积聚。
4. 灭火设备
(1)设备配置:储油区域应该配备适当数量和类型的灭火设备,以便在发生火灾时进行灭火。
(2)设备类型:常见的灭火设备包括消防栓、灭火器和喷水系统等。
(3)设置位置:灭火设备应设置在便于取用的位置,如储油区域出入口附近。
(4)检查要求:定期检查灭火设备状态,确保其随时可用。
5. 通风系统
(1)通风功能:储油区域应配备良好的通风系统,以确保空气流通,并降低爆炸和燃烧的风险。
(2)通风方式:通风系统可采用自然通风或机械通风方式,机械通风应设置防爆型风机。
(3)有害气体排除:通风系统还可以帮助排除可能积聚的有害气体,保持储油区域空气清新。
(4)换气次数:储油区域换气次数应符合规范要求,一般不少于12次/小时。
四、预防方案
1. 员工培训
(1)培训对象:所有在柴油发电机房工作的人员都应接受适当的消防安全培训。
(2)培训内容:他们需要了解如何正确使用消防设备,并掌握火灾发生时的紧急疏散程序。
(3)培训频次:消防安全培训应定期进行,一般每年不少于一次。
(4)培训记录:培训完成后应记录培训内容、参加人员与考核结果,便于追溯管理。
2. 紧急预案
(1)预案编制:柴油发电机房应制定详细的紧急预案,以便在火灾或其他紧急情况发生时能够迅速采取行动。
(2)预案内容:该预案应包括疏散路线、紧急联系人和应急电话号码等重要信息。
(3)预案演练:紧急预案应定期演练,检验预案可行性与人员应对能力。
(4)预案更新:根据演练结果与实际情况,及时更新紧急预案内容。
3. 演练和测试
(1)演练目的:定期进行消防演练和设备测试是确保柴油发电机房消防安全的重要环节。
(2)演练内容:通过这些活动,可以检验人员的应对能力,并确保消防设备正常运行。
(3)演练频次:消防演练应定期进行,一般每半年不少于一次。
(4)演练记录:演练完成后应记录演练过程、发现问题与改进措施,便于持续改进。
4. 定期检查和维护
(1)定期检查:柴油发电机房的消防设备和系统应定期进行检查,以确保其正常运行。这包括喷水系统、火灾报警系统、灭火器和排烟系统等。
(2)维护计划:制定一个维护计划,确保所有消防设备得到及时的维护和修理。这样可以避免设备故障,提高其可靠性。
(3)记录和报告:在每次检查或维护后,应记录相关数据,并及时向相关部门提交报告。这样可以跟踪设备的状况,并及时采取必要的措施。
(4)检查周期:消防设备检查周期应根据设备类型与规范要求确定,一般每月进行一次外观检查,每年进行一次全面检测。
总结
柴油发电机房应设置现场储油装置,储存柴油的供应时间或数量应按以上规范的要求执行。当外部供油时间有保障时,储存柴油的供应时间宜大于外部供油时间。柴油在储存期间内,应对柴油品质进行检测,当柴油品质不能满足使用要求时,应对柴油进行更换和补充。根据以上所述,可知柴油发电机房总储油量1m³时的消防设计是确保发电机房安全和防火的重要措施。通过配备适当的消防设备和系统,设计合理的储油区域,进行人员培训和紧急预案制定,并定期检查和维护设备,可以有效降低火灾风险,并保障发电机房的安全运行。
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