某冷軋地下油庫及風機房通風排煙設計淺析

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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置有效的通風系統。否則，熱量積聚，易導致地下油庫室溫過高，影響操作人員巡檢作業和地下油庫的安全。此外，軋機線一般需配套廢乳化液凈化系統，為節約地上的占地面積，通常毗鄰地下油庫另設地下風機房以放置油霧凈化系統設備，而地下風機房同樣需要通風降溫。同時，上述區域也應遵循相關規范設置必要的排煙設施。

1 平面布置及防火分區

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區主要為乳化液回油箱、乳化液管道及油泵等存放區，B區主要為軋機油霧分離機組、除油霧風機及管道等存放區。由于乳化液閃點大于180 ℃，屬于可燃但不易燃的液體[1]，參照《鋼鐵冶金行業設計防火規范》[2]（下文簡稱《冶規》）以及《建筑設計防火規范》[3]（下文簡稱《建規》），地下油庫及風機房的火災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。又根據丙類倉庫防火分區最小面積的要求[3]，將該地下油庫分為兩個防火分區（A1和A2區），地下風機房則單獨設一個防火分區（B區）。

圖1 地下油庫及風機房設備平面布置圖

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備，特別是地下油庫，因設備散熱量大，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為室內顯熱發熱量，W；tp為室內排風設計溫度，℃；ts為送風溫度，℃。

2.2 排煙量的計算

根據《冶規》以及《建規》，地下油庫和風機房屬于建筑面積大于200 m2的地下建筑，應設置排煙設施。因地下建筑采用自然排煙較難設置，需采用機械排煙系統。最新版的《建規》對機械排煙量的計算沒有明確的規定，且項目所在地無相關地方性標準，其計算參考舊版《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）[6]進行。因圖1中單個防火分區的面積不大于500 m2，防煙分區的劃分可與防火分區一致，當機械排煙系統同時負擔A1、A2和B區的排煙時，其排煙量：

式中：Qy為最小機械排煙量，m3/h；A為最大防煙分區的面積，m2。

可以看出，上述計算方法中，當機械排煙系統同時負擔2個以上防煙分區時，最小排煙量的大小主要和其中最大的一個防煙分區的面積有關。

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，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K減小90%，則油箱和管道散熱量相應減少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系，此時無論進風機，還是排風機，運行功率都減少60%以上，節能效果明顯。

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，能夠產生雙倍的節能效果。須指出，冷軋乳化液雖不易燃，但可燃，為減少火災危險性，保溫材料防火等級應為A級不燃。

4 通風排煙系統的確定

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，設置1套共用的機械排風系統。同時，將此機械排風系統兼做排煙系統，平時散熱排氣，發生火災時作排煙之用。

對于地下油庫的補風，因排風量大，自然通風較難設置，需設機械補風系統，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 通風排煙系統的設置

因機械排風機占地面積較大，將風機設置在地下風機房。如圖2，排風管道分別從地下油庫A1、A2區以及B區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，排風管下方設排風口。對于地下油庫，設置2套機械補風機（平時通風兩臺全開，排煙時根據風量只需開啟其中一臺），新風引自室外，經補風機、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平面圖

4.3 通風排煙系統的控制

因不同的季節排風量要求不一樣，因此地下油庫通風機宜采用變頻風機，這樣可根據實際風量要求的變化調節風機的轉速以達到節能的目的。

在排風機入口總管以及風管穿越防火墻處設排煙防火閥，平時常開，當發生火災煙氣溫度超過280℃時排煙防火閥自動關閉，并聯動關閉排風機。

5 結語

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，從而產生雙倍的節能效果。保溫材料則應采用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置，可設置一套共用的機械排風系統，同時兼做排煙之用，但必須采取排煙防火閥以及聯鎖控制等可靠的防火安全措施，并應符合機械排煙系統的有關要求。

3）軋機地下油庫及風機房的通風機宜采用變頻風機，這樣可根據不同季節通風量要求的變化調節風機的轉速以達到節能的目的。