某冷軋地下油庫及風機房通風排煙設(shè)計淺析

程燈塔苗旺

1寶鋼工程技術(shù)集團有限公司

2上海梅山鋼鐵股份有限公司

0 引言

冷軋廠軋機地下油庫，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、管道皆會散熱，再加上油泵傳動電機的散熱，易形成余熱，因此，軋機地下油庫必須設(shè)置有效的通風系統(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)地下風機房以放置油霧凈化系統(tǒng)設(shè)備，而地下風機房同樣需要通風降溫。同時，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是某冷軋廠軋機地下油庫及風機房的平面布局圖，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)主要為軋機油霧分離機組、除油霧風機及管道等存放區(qū)。由于乳化液閃點大于180 ℃，屬于可燃但不易燃的液體[1]，參照《鋼鐵冶金行業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》[2]（下文簡稱《冶規(guī)》）以及《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[3]（下文簡稱《建規(guī)》），地下油庫及風機房的火災(zāi)危險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防火分區(qū)（A1和A2區(qū)），地下風機房則單獨設(shè)一個防火分區(qū)（B區(qū)）。

圖1 地下油庫及風機房設(shè)備平面布置圖

2 通風排煙量的計算

2.1 通風量的計算

地下油庫和地下風機房皆有散熱設(shè)備，特別是地下油庫，因設(shè)備散熱量大，其通風量主要按排除油箱和油泵傳動電機等設(shè)備的散熱進行確定[4]，通風量的計算可按全面排風消除余熱公式[5]：

式中：L為通風換氣量，m3/h；Q為室內(nèi)顯熱發(fā)熱量，W；tp為室內(nèi)排風設(shè)計溫度，℃；ts為送風溫度，℃。

2.2 排煙量的計算

根據(jù)《冶規(guī)》以及《建規(guī)》，地下油庫和風機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，需采用機械排煙系統(tǒng)。最新版的《建規(guī)》對機械排煙量的計算沒有明確的規(guī)定，且項目所在地無相關(guān)地方性標準，其計算參考舊版《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）[6]進行。因圖1中單個防火分區(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，當機械排煙系統(tǒng)同時負擔A1、A2和B區(qū)的排煙時，其排煙量：

式中：Qy為最小機械排煙量，m3/h；A為最大防煙分區(qū)的面積，m2。

可以看出，上述計算方法中，當機械排煙系統(tǒng)同時負擔2個以上防煙分區(qū)時，最小排煙量的大小主要和其中最大的一個防煙分區(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[4]算出。另如采用保溫材料對回油箱和管道進行適當保溫，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%，此時對于上述軋機地下油庫，通風量可減少60%以上。因風機運行功率與通風量為線性關(guān)系，此時無論進風機，還是排風機，運行功率都減少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)危險性，保溫材料防火等級應(yīng)為A級不燃。

4 通風排煙系統(tǒng)的確定

4.1 通風排煙方式的選擇

對于圖1中的軋機地下油庫和風機房，只靠自然通風皆難以滿足排除余熱和廢氣的要求，因此，設(shè)置1套共用的機械排風系統(tǒng)。同時，將此機械排風系統(tǒng)兼做排煙系統(tǒng)，平時散熱排氣，發(fā)生火災(zāi)時作排煙之用。

對于地下油庫的補風，因排風量大，自然通風較難設(shè)置，需設(shè)機械補風系統(tǒng)，機械補風量不小于機械排風量的一半。對于地下風機房，由于通風量并不大，可采取自然補風。

4.2 通風排煙系統(tǒng)的設(shè)置

因機械排風機占地面積較大，將風機設(shè)置在地下風機房。如圖2，排風管道分別從地下油庫A1、A2區(qū)以及B區(qū)地下風機房開始布置，匯總接至排風機，再向地上伸出至廠房外，排風管下方設(shè)排風口。對于地下油庫，設(shè)置2套機械補風機（平時通風兩臺全開，排煙時根據(jù)風量只需開啟其中一臺），新風引自室外，經(jīng)補風機、送風管送至地下油庫。對于地下風機房，采用自然補風：利用通往室外的進風道自然進風。

圖2 地下油庫及風機房通風系統(tǒng)平面圖

4.3 通風排煙系統(tǒng)的控制

因不同的季節(jié)排風量要求不一樣，因此地下油庫通風機宜采用變頻風機，這樣可根據(jù)實際風量要求的變化調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速以達到節(jié)能的目的。

在排風機入口總管以及風管穿越防火墻處設(shè)排煙防火閥，平時常開，當發(fā)生火災(zāi)煙氣溫度超過280℃時排煙防火閥自動關(guān)閉，并聯(lián)動關(guān)閉排風機。

5 結(jié)語

1）冷軋廠軋機地下油庫主要散熱源為較高溫度的乳化液回油箱和管道，采用保溫材料進行適當保溫，可大大減少散熱量，不僅減少排進、排風機的能耗，也可減少乳化液加熱負荷，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）冷軋廠軋機地下油庫和地下風機房通常毗鄰設(shè)置，可設(shè)置一套共用的機械排風系統(tǒng)，同時兼做排煙之用，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)符合機械排煙系統(tǒng)的有關(guān)要求。

3）軋機地下油庫及風機房的通風機宜采用變頻風機，這樣可根據(jù)不同季節(jié)通風量要求的變化調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速以達到節(jié)能的目的。