冷軋廠地下液壓站高、低壓CO2滅火系統(tǒng)方案對(duì)比

馬西芳

（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司工程事業(yè)本部動(dòng)力部，上海 201900）

前言

選用二氧化碳作為滅火介質(zhì)，有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）由于CO2是一種在自然條件下不支持燃燒、不可燃、無毒性的低危氣體，對(duì)絕大多數(shù)物質(zhì)沒有破壞作用，滅火后在通風(fēng)良好的情況下能很快散逸，且不會(huì)沾污被保護(hù)設(shè)備，因此常用于撲救多種類型火災(zāi)的滅火劑，如圖書，液壓站等。（2）CO2滅火時(shí)不僅減少了空氣中的氧含量，且固態(tài)干冰）在迅速氣化升溫時(shí)，還降低了燃燒物的溫度，使火熄滅。但溫度急劇下降，會(huì)對(duì)精密儀器、設(shè)備有一定影響，且管道會(huì)發(fā)生冷脆現(xiàn)象。（3）CO2是一種不導(dǎo)電的物質(zhì)，因此還可用于帶電設(shè)備的場(chǎng)所，如變配電室。

冷軋廠車間內(nèi)的軋機(jī)地下液壓站，屬封閉式液壓站，儲(chǔ)存有液固潤(rùn)滑油及相關(guān)潤(rùn)滑設(shè)備，部分設(shè)備帶電，因此優(yōu)先選用CO2滅火介質(zhì)。

1 工程案例背景

高壓CO2滅火系統(tǒng)，即CO2常溫儲(chǔ)存，儲(chǔ)存溫度0～60℃，儲(chǔ)存壓力不低于15 MPa，系統(tǒng)配有單向閥、滅火劑泄漏檢測(cè)和集流管等組成部分。一般常用的是15 MPa的70 L或者40 L的高壓鋼瓶，儲(chǔ)存率為0.6～0.75，即每個(gè)高壓鋼瓶?jī)?chǔ)存84 kg(70 L）或 45 kg（40 L）。

低壓CO2滅火系統(tǒng)，即CO2低溫儲(chǔ)存，儲(chǔ)存溫度-20～-18℃，儲(chǔ)存壓力保持在2.07 MPa，系統(tǒng)除配有單向閥、滅火劑泄漏檢測(cè)等之外，還需配置冷凍機(jī)。一般低壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存能力均在5 t以上。

按照寶鋼湛江冷軋廠工程中，軋機(jī)地下液壓站的空間尺寸、儲(chǔ)存設(shè)備情況，根據(jù)《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50193-93（2010年版）中的計(jì)算公式，得出地下液壓站所需滅火介質(zhì)用量如表1。

表1 地下液壓站所需CO2滅火的估算量表

2 系統(tǒng)對(duì)比

根據(jù)當(dāng)前工程案例，從以下三個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比：

2.1 系統(tǒng)布置方案對(duì)比

（1）高壓CO2系統(tǒng)布置方案

根據(jù)當(dāng)前液壓站的消防需求，需保護(hù)的兩個(gè)區(qū)域不同時(shí)噴放，即按照最大區(qū)域噴放1次的滅火劑容量10 t來計(jì)算，則需要壓力為15 MPa，70 L的（84 kg/個(gè)）高壓鋼瓶60個(gè)，且系統(tǒng)需在48 h內(nèi)恢復(fù)；需為此設(shè)置一個(gè)高壓氣瓶?jī)?chǔ)存間，儲(chǔ)瓶間占地約需長(zhǎng)10 m×寬8 m×高2.5 m；考慮到高壓二氧化碳噴放距離的限制，此儲(chǔ)瓶間需布置在離兩個(gè)防護(hù)區(qū)較近的位置，而地下液壓站附近很難找出符合的放置位置。

（2）低壓CO2系統(tǒng)布置方案

根據(jù)液壓站的需求量，考慮一個(gè)分區(qū)的備用量，低壓CO2儲(chǔ)存量設(shè)置為15 t的儲(chǔ)罐，占儲(chǔ)罐放置在軋機(jī)旁的廠房墻皮側(cè)，占地約為長(zhǎng)6 m×寬13.5 m×高2.5 m。

技術(shù)對(duì)比說明：

按上述布置方案對(duì)比，高、低壓滅火系統(tǒng)最大的區(qū)別在于儲(chǔ)存裝置，兩者的占地大小差別很小。一般而言，對(duì)于CO2設(shè)計(jì)用量較小，鋼瓶數(shù)量較少，則采用高壓儲(chǔ)存裝置。若所需鋼瓶數(shù)過多，則CO2泄漏點(diǎn)較多，不安全。根據(jù)國內(nèi)外對(duì)CO2系統(tǒng)的調(diào)研，認(rèn)為CO2儲(chǔ)存量大于2500 kg時(shí)采用低壓儲(chǔ)存裝置較為合適。目前發(fā)達(dá)國家采用低溫儲(chǔ)存CO2的技術(shù)使用廣泛且經(jīng)驗(yàn)成熟。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及與滅火器廠家技術(shù)交流，對(duì)高、低壓CO2滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)論見表2。

表2 高、低壓CO2滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比

2.3 費(fèi)用對(duì)比

（1）設(shè)備費(fèi)用：低壓系統(tǒng)約283萬，高壓系統(tǒng)約200萬。

（2）土建費(fèi)用：低壓系統(tǒng)約20萬（1個(gè)儲(chǔ)瓶間，安全圍欄圍護(hù)形式），高壓系統(tǒng)約50萬（考慮備用儲(chǔ)量，考慮高壓氣瓶間，宜單獨(dú)設(shè)置1個(gè)有頂?shù)膬?chǔ)瓶間）。

（3）管道費(fèi)用：低壓系統(tǒng)約20萬，高壓系統(tǒng)約30萬。

（4）配套火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)：高、低壓系統(tǒng)均約161萬。

（5）主要設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用：低壓系統(tǒng)：冷凍機(jī)運(yùn)行費(fèi)用5萬。高壓系統(tǒng)無。

（6）合計(jì)總價(jià)：低壓系統(tǒng)約480萬，高壓系統(tǒng)約441萬，投資額差別在10%以內(nèi)。

說明：以上費(fèi)用為此工程案例中的滅火設(shè)備廠家預(yù)估報(bào)價(jià)。

3 結(jié)論和建議

高、低壓CO2滅火系統(tǒng)各有特點(diǎn)，針對(duì)當(dāng)前工程案例，通過系統(tǒng)布置、關(guān)鍵技術(shù)及費(fèi)用等方面的對(duì)比，得知高、低壓CO2滅火系統(tǒng)在占地和費(fèi)用方面差別不大，但在關(guān)鍵技術(shù)方面低壓系統(tǒng)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，適合當(dāng)前規(guī)模的軋機(jī)地下液壓站。因此冷軋廠地下液壓站選用低壓CO2滅火系統(tǒng)方案較優(yōu)。