高含盐废水处理照明系统设计探讨

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摘要：文章简要介绍了高含盐废水处理领域消防应急照明系统的设计原则，并提出了消防应急照明设计系统的具体办法，以供交流。

关键词：高含盐废水；疏散照明；备用照明；集中控制

1前言

消防应急照明是建筑中不可缺少的重要消防设施。正确的选择消防应急灯具的种类，合理的设计，安装，使用消防应急灯具对充分发挥系统的性能，保证消防应急照明和疏散指示标志在发生火灾时，能有效的指导人员疏散和消防人员的消防作业，都有非常重要的作用和意义。尤其建筑防火设计规范于2015年5月1日实施后，原有相当多的设计原则和适用标准发生了巨大的变化，对消防应急照明设计提出了更严格的要求。

2消防应急照明的种类，光源以及照明器的选择

2.1消防应急照明的种类

消防应急照明包括疏散照明，安全照明，备用照明。2.1.1备用照明是当正常照明因故熄灭后，可能造成爆炸、火灾和人身伤亡等严重事故的场所，或停止工作会造成很大影响或经济损失的场所而设的继续工作用的照明，或发生火灾时为了保证消防作用能正常进行而设置的照明。针对高含盐废水处理项目来讲，备用照明的设置区域主要集中在消防控制室，高低压配电室，发电机房，消防电梯机房，蓄电池类自备电源室，防排烟机房，消防水泵房等。2.1.2疏散照明是在正常照明因电源失效后，为了避免发生意外事故，而需要对人员进行疏散时，在出口和通道设置的指示出口位置及方向的疏散标志灯和为照亮疏散通道而设置的照明。在一般工业建筑中，厂房和丙类仓库的封闭楼梯，防烟楼梯及其前室；人员密集的厂房内的生产场所以及疏散通道需要设置疏散照明。灯光疏散指示标志主要针对高层厂房和甲乙丙类单多层厂房，其设置部位应在安全出口和人员密集场所的疏散门正上方以及疏散通道。笔者从事的设计行业主要集中于真空制盐、高含盐废水处理领域。其相关工业建筑不属于密集劳动型人员的场所，且建筑高度多为多层，所以疏散照明集中建筑在疏散走道，疏散楼梯，安全出口等场所。2.1.3安全照明是在正常照明因电源失效后，为确保处于危险状态下的人员安全而设置的照明。工业厂房的安全照明通常设置在正常照明因电源失效后，黑暗中可能造成人员挫伤、灼伤等严重危险的区域。

2.2光源，照明器的选择

2.2.1光源。应急照明的光源应采用切换时间较为迅速的荧光灯，发光二极管灯。高压气体放电灯达不到上述要求，所以不应使用于应急照明。2.2.2照明器的选择（1）安装在室内地面的消防应急灯具外壳防护等级不应低于IP54；安装在室外地面的灯具外壳防护等级应不低于IP67；安装在地面的灯具能耐受外界的机械冲击和研磨。（2）安装在爆炸危险环境区域的消防应急灯具应采用防爆灯具，灯具的防爆形式应与爆炸性危险区域相适应，防爆性能应与爆炸危险环境物质的危险性相适应。（3）盐行业设备腐蚀严重，综合以往现场的使用经验，安装在室内地面的消防应急灯具外壳防腐等级宜选用F2；安装在室外地面的灯具外壳防护等级宜选用WF2。

3消防应急照明系统

3.1系统的形式与工作原理

消防应急照明控制系统按照灯具的应急供电方式和控制方式的不同，分为自带电源非集中控制型系统，自带电源集中控制型系统，集中电源非集中控制型系统，集中电源集中控制型系统。3.1.1自带电源非集中控制型系统3.1.1.1该系统由应急照明配电箱与消防应急灯具组成，消防应急灯具由应急照明配电箱供电。系统连接的消防应急灯具均为自带电源型，灯具内部自带蓄电池，工作方式为独立控制，无需控制器控制。3.1.1.2系统在正常工作时，正常用电通过应急照明配电箱为灯具供电，用于正常工作和蓄电池充电。发生火灾时，相应防火分区的应急照明配电箱动作，切断消防应急灯具的正常供电线路，灯具的工作电源由灯具内部自带的蓄电池提供，灯具进入应急状态，为人员疏散和消防作业提供应急照明和疏散指示。3.1.1.3这种方式目前在笔者设计消防应急照明控制系统中最为广泛，其结构简单，一次性投资少。适用于建（构）筑物较多，布置分散，集中控制较为困难，且应急照明控制要求不高的厂区。笔者设计的中石化川西气田高氯废水无害化处理二期项目共分为废水处理主厂房，干燥厂房，循环水厂房以及预处理车间。消防应急灯具合计200具，计算功率为15kW,灯具布置主要涉及主厂房中心控制室，各配电室，楼梯间。此项目所有单体建筑的火灾危险性为戊类，故考虑采取自带电源非集中控制型系统。消防应急灯具采用平时做正常照明，断电时自动切换为应急照明。（见图1）图1消防应急照明灯具接线图3.1.2电源集中控制型系统3.1.2.1与电源非集中控制型系统相比，增添了应急照明控制器。消防应急灯具由应急照明配电箱供电，其工作状态受应急照明控制器控制与管理。系统连接的消防应急灯具均为自带电源型，灯具内部自带蓄电池。3.1.2.2系统在正常工作时，正常用电通过应急照明配电箱为灯具供电，用于正常工作和蓄电池充电。应急照明控制器通过实时监测消防应急灯具的工作状态，实现灯具的集中监测和管理。发生火灾时，应急照明控制器收到消防联动信号，控制消防应急灯具，应急照明配电箱与消防应急灯具转入应急状态，为人员疏散和消防作业提供应急照明和疏散指示。3.1.3集中电源非集中控制型系统3.1.3.1该系统由应急照明集中电源，应急照明分配电装置与消防应急灯具组成，应急照明集中电源通过应急分配电装置为消防应急灯具供电。系统连接的消防应急灯具不带电源，工作方式为独立控制，无需控制器控制。3.1.3.2系统在正常工作时，正常用电接入应急照明集中电源，用于正常工作和蓄电池充电。发生火灾时，应急照明集中电源的供电电源由正常用电切换到蓄电池，集中电源进入应急工作状态，通过分May2017No.3张杰：高含盐废水处理领域消防应急照明系统的设计配电装置供电的消防应急灯也进入应急状态，为人员疏散和消防作业提供应急照明和疏散指示。3.1.4集中电源集中控制型系统3.1.4.1该系统与集中电源非集中控制型系统相比，增添了应急照明控制器。应急照明集中电源通过应急照明分配电装置为消防应急灯具供电，应急照明集中电源和消防应急照明灯具的工作状态受应急照明控制器控制。3.1.4.2系统在正常工作时，正常用电接入应急照明集中电源，用于正常工作和蓄电池充电，通过各防火分区设置的应急照明分配电装置将应急照明集中电源的输出提供给消防应急照明灯具。应急照明控制器实时监测应急照明集中电源，应急照明分配电装置，消防应急灯具的工作状态，实现系统集中管理。发生火灾时，应急照明控制器收到消防联动信号，控制应急照明集中电源，应急照明分配电装置，消防应急灯具，控制系统转入应急状态，为人员疏散和消防作业提供应急照明和疏散指示。3.1.4.3这种控制方式主要应用于对应急照明控制要求较高的大型工业厂区，一次性投入较大，后期维护方便，且易于统一管理。在笔者从事的真空制盐、高含盐废水处理行业中配套热电站，其厂房的火灾危险性为丙类，且锅炉系统蒸汽的压力等级较高，发电机又与电力系统并网运行，对整个热电站的安全运行要求很高，故应急照明大多采用这样的系统。

3.2系统的性能要求

消防应急照明系统在火灾状况下，所有消防应急照明和标志灯具转入应急工作状态，为人员疏散和消防作业提供必要的帮助，因此相应迅速准确，安全稳定是对系统的基本要求。3.2.1应急转换时间。根据规范要求，消防应急照明系统的切换时间不应大于5s，高危区域不应大于0.25s。元坝气田采出水零排放综合处理工程现场与中石化的天然气采气厂毗邻，考虑到天然气泄漏等危险，故此区域设计的转换时间为0.25s。3.2.2应急工作时间3.2.2.1系统选用的蓄电池在投入使用的过程中必须满足国家标准要求，考虑到电池在日常充电老化中容量会自然下降，工作环境温度的变化也会导致电池释放容量发生变化，因此，要求系统的应急工作时间要低于产品标准的要求。《消防应急照明和疏散指示系统》6.3.1.2规定系统的应急工作时间不应小于90min，且不应小于灯具本身标称的应急工作时间。3.2.2.2《建筑设计防火规范》10.1.5规定了建筑内消防应急照明连续供电时间。建筑高度大于100m的民用建筑，不应小于90min；医疗建筑、老年人建筑以及一些满足条件的公共建筑与地下建筑不应少于60min；其他建筑则不应少于30min。工业建筑是否应纳入其他建筑中，规范并没有做出细致严格的规定。但10.1.5的条文说明提到，试验和火灾证明，单多层建筑和部分高层建筑着火时，人员一般能在10min以内疏散完毕。一般工业建筑是可以到达这种疏散要求的，因此其他建筑不应少于30min的标准适用于一般工业建筑。3.2.2.3结合上述两则规范的要求，再考虑到目前国内消防应急灯具厂家的实际生产情况，笔者目前所做含盐废水领域工业建筑的消防应急照明系统设计，如果选用自带电源系统，那么应急灯具标称工作时间至少60min；如果选用集中电源系统，那么整套系统的应急工作时间至少60min，且单支灯具的应急工作时间不大于系统的供电时间。3.2.3标志灯具的表面亮度3.2.3.1仅用绿色或者红色图形构成标志的标志灯，其标志表面最小亮度不能小于50cd/m2，最大亮度不能大于300cd/m2。3.2.3.2用白色与绿色组合或者白色与红色组合构成的图形作为标志的标志灯表面最小亮度不小于5cd/m2，最大亮度不大于300cd/m2，白色，绿色或者红色本身最大亮度与最小亮度比值不应大于10。白色与相邻绿色或者红色交界两边对应点的亮度比不小于5且不大于15。3.2.4系统自检。系统主电持续工作(30±2)d自动由主电工作状态转入应急工作状态并持续30～180s，然后自动恢复到主电工作状态。系统主电持续工作每隔一年自动由主电工作状态转入应急工作状态并持续至放电结束，然后自动恢复到主电工作状态，持续应急工作时间不应少于30min。3.2.5应急转换控制。在消防控制室，应设置强制使消防应急照明和疏散指示系统切换和应急投入的手自动控制装置。在设置了火灾自动报警系统的场所，消防应急照明和疏散指示系统的切换和应急投入要接受火灾自动报警系统的联动控制。

4供配电设计

4.1电源选择

4.1.1疏散照明的应急电源宜采用蓄电池

（或干电池）装置，或蓄电池与供电系统中有效独立于正常照明电源的专用馈电线路的组合，或采用蓄电池装置与自备发电机组组合的方式。

4.1.2安全照明的应急电源应和该场所的供电线

路分别接自不同的变压器或者不同馈电干线，必要时刻采用蓄电池组供电。4.1.3备用电源的应急电源宜采用供电系统中有效地独立于正常照明电源的专用馈电线路或者自备发电机组。

4.2消防工作区及其疏散通道的配电

消防控制室，高低压配电室，发电机房，消防电梯机房，蓄电池类自备电源室，防排烟机房，消防水泵房等发生火灾时有人值守的场所，应同时设置备用照明和应急照明；楼层配电间以及其他发生火灾时无人值守的场所可不设置备用照明和疏散照明。备用照明的电源由双电源供电。

4.3灯具配电回路

AC220V或者DC216V灯具的供电回路工作电流不宜大于10A；安全电压灯具的供电回路工作电流不宜大于5A；每个应急供电回路所配接的灯具数量不宜超过64支；应急照明集中电源经应急照明分配电装置配接消防应急灯；应急照明集中电源，应急照明分配电装置及应急照明配电箱的输入及输出配电回路中不中装设剩余电流动作脱扣保护装置。除高大空间场所，疏散区域内的应急灯具均采用安全电压。应急照明配电及应急照明分电装置的输出输出回路不超过8路；采用安全电压时的每个回路输出电流不大于5A；采用非安全电压时每个回路输出电流不大于16A。

4.4电线电缆选择与线路敷设

4.4.1应急照明集中电源的输出支路和集中控制型系统的控制线路在竖井内敷设，且与竖井内的燃烧性能为B1以下电线电缆之间没有防火分隔时，应选择燃烧性能为A级的电线电缆；有防火分隔时采用燃烧性能为B1级的电线电缆。4.4.2应急照明分配电装置的输出线路和集中控制型系统的控制线路选择燃烧性能为B1级电线电缆时，应穿金属管保护；也可敷设在燃烧性能为同级别的电缆桥架或线槽中；选择燃烧性能为A级电线电缆时，可明敷。4.4.3地面安装或者潮湿场所安装时，灯具的供电线路和控制线路均应选择耐腐蚀的橡胶电缆，接线处应有防腐蚀和防潮处理4.4.4不同电压等级的线缆不应穿入同一根保护管内，当合用同一线槽时，线槽内应有金属隔板分隔。5结束语总之，在从事消防电气应急照明设计中，相关工作人员应反复比较研究多个方案，选择最安全可靠的方案，从设计源头上熟悉理解消防电气照明的规程规范，充分关注细节的处理，进行精细化设计。

作者:张杰 单位:自贡市轻工业设计研究院有限责任公司