1、燃氣鍋爐的火災(zāi)危險性
?
??? 隨著城市的發(fā)展,眾多高層民用建筑的興起,用于高層民用建筑附屬設(shè)施的場地越來越少,燃煤鍋爐房已無法滿足人們對于場地、環(huán)境、安全、自動化控制方面的要求。所以,有很多工程已經(jīng)采用了燃油、燃氣鍋爐,并設(shè)在建筑物內(nèi)部。目前,在燃油、燃氣鍋爐中,燃油鍋爐較多。在大中城市中,燃氣鍋爐是發(fā)展方向。
?
??? 燃氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的環(huán)保型鍋爐燃料。燃氣鍋爐所用的燃氣,主要是指天然氣或人工煤氣。天然氣的組份往往不是固定不變的,產(chǎn)地不同組份也不同,但都是以甲烷為主,北京目前正在推廣的是陜甘寧長慶氣田的天然氣,甲烷的含量為98%。人工煤氣的組份與制取工藝有關(guān),北京的煉焦煤氣的氫氣的含量為59.2%、甲烷的含量為23.4%。甲烷和氫氣都是高度易燃易爆的氣體。在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16-87)附錄四中,列出了天然氣爆炸下限為4%,人工煤氣爆炸下限為6.2%,都屬于甲類可燃性氣體。
?
??? 鑒于燃油、燃氣鍋爐房的火災(zāi)及爆炸危險性,《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045)規(guī)定,宜將燃油、燃氣鍋爐放在高層建筑內(nèi)部,而且對其設(shè)置位置及容量做了嚴(yán)格限制。在“高規(guī)”97修訂版中,補充規(guī)定了高層民用建筑內(nèi)的燃油、燃氣鍋爐房應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。
?
??? 2、燃氣鍋爐的消防
?
??? 燃氣鍋爐事故的根本原因,是在爐膛或煙道內(nèi)有爆炸性混合氣體存在,并達到爆炸極限,被爐火或鍋爐本身的高溫相燃而發(fā)生爐膛爆炸。事故的起因,多數(shù)是鍋爐點火操作不當(dāng)造成的,也有由于自動控制失靈,或在運行中,由于燃燒器前燃壓力或風(fēng)壓波動礦大引起脫火或回火。為減輕爆炸對爐膛和煙道在混合氣體時的破壞程度,在鍋爐的這兩上部位都設(shè)防爆門。在發(fā)生氣體爆炸時,防爆門將因爐膛內(nèi)或煙道內(nèi)壓力驟然升高而開啟,或破裂瀉出高壓氣體,從而減輕爆炸的破壞程度。這時鍋爐需要暴露防護,水噴霧可起到降溫冷卻的作用。
?
??? 另外,燃氣鍋爐由于泄爆或某些意外原因引起燃氣泄漏,在燃氣濃度到爆炸下限以前也需要水噴霧滅火系統(tǒng)的保護。利用水噴霧的混合稀釋作用,使燃氣的濃度降低,可起到防火的效果。
?
??? 關(guān)于水噴霧滅火系統(tǒng)的作用,在NFPA15(美國的水噴霧滅火系統(tǒng)規(guī)范)96版中規(guī)定了四種,滅火、控火、暴露防護和防火,或者上述情況的組合?!端畤婌F滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50219-95)(下文簡稱“水霧規(guī)”)和 NFPA15都提到水噴霧滅火系統(tǒng)可用于撲求可燃氣體火災(zāi)。所以,水噴霧滅火系統(tǒng)用于燃氣鍋爐房的消防是恰當(dāng)?shù)?,其作用就是暴露防護和防火為主要目的。
?
3、設(shè)計參數(shù)
?
“水霧規(guī)”的頒布早于高規(guī)97增訂版,沒有規(guī)定燃油、燃氣鍋爐的設(shè)計噴水強度,而該參數(shù)又是系統(tǒng)設(shè)計最主要的依據(jù),這就給設(shè)計帶來了難度。我們參閱了NFPA15,關(guān)于設(shè)計噴水強度的數(shù)值是,用于撲滅一般可燃固體或液體滅火的噴水強度不小于6.1L/min.m2~20.4L/min.m2 (0.15gpm/ft2~0.5gpm/ft2),控火的噴水強度不小于20.4/min.m2(0.50gpm/ft2),暴露防護的噴水強度不小于10.2L/min.m2(0.25gpm/ft2),防水的最小噴水強度要根據(jù)被保護物質(zhì)的經(jīng)驗或試驗數(shù)據(jù)而定。上述數(shù)據(jù)對于我們的設(shè)計具有參考價值,我們認為,對于暴露防護和防火為重點的燃氣鍋爐房的消防,設(shè)計噴水強度取10.2L/min.m2~20.2L/min.m2較為合適。
?
??? 另一個參數(shù)是作用面積。水噴霧滅火系統(tǒng)是局部應(yīng)用系統(tǒng),作用面積應(yīng)取被保護對象的外表面尺寸。保護對象外形不規(guī)則時,應(yīng)按包容對象的最小規(guī)則形體的外表面積確定,設(shè)計中可按燃氣鍋爐產(chǎn)品樣本提供的外形尺寸取值。
?
??? 系統(tǒng)的作用時間,尤其是水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計流量較大時,它的取值影響儲水池的儲水量?!八F規(guī)”中撲救的防冷卻對象主要是室外可燃氣體的生產(chǎn)、運輸、裝卸、儲存設(shè)施和灌瓶間、瓶庫等場所,防護時間為6.0h。室內(nèi)機房不同于上述場所,在自動關(guān)閉速斷閥的情況下,切斷了燃氣的來源,整個滅火時間會縮短,不可能按6.0h自動噴灑系統(tǒng)作用時間也只有1.0h。水霧規(guī)中液體、固體火災(zāi)這一項滅火時間分別為0.5h、1.0h。NFPA15。對于滅火、控火、暴露防護和防火四種消防形式,都沒有給定具體系統(tǒng)作用時間,只是提出功能上的要求。我們認為,設(shè)計中可根據(jù)系統(tǒng)的大小和工程的具體情況,在0.5h~1.0h取值。