化工消防安全设计

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1引言

在现今工程建设中，消防安全受到了前所未有的高度重视，近年更新的一些国家标准中，越来越多的内容列为强制性条文。国家对工程设计和施工中的安全监管也越来越严。化工工程具有危险性大，破坏力强，现场情况复杂等因素，更是国家建设监管跟踪的重点。除国家标准之外，一些地方也出台各自更为严格和有针对性的规范和标准，以此来加强对消防安全设计的指导，并严格监督消防安全的建设。越来越高的建设要求，给传统的工程设计提出了新的挑战，消防设计也必须按照标准要求作相应调整。

2化工消防安全设计现状及特点分析

2．1化工消防安全设计的内容

化工类工程项目涉及的消防安全设计内容：可燃、易爆介质在生产、运输、储运过程中的相关安全防护；生产厂房、办公用房、控制室、厂前区的布置防火考虑，以及区域内相关防火防爆设计。具体设计包括：火灾自动报警控制系统；有毒和可燃性气体报警系统；扩音对讲系统；自动喷水灭火系统；水喷雾灭火系统；室内消火栓系统；气体灭火系统；泡沫灭火系统；防火卷帘、防火门系统；防排烟、事故通风和空调系统；火灾事故警报装置和消防通讯系统；消防、高压泵启动联锁设计；消防设备供电；火灾应急照明及疏散指示联锁；各类事件联锁；火灾报警系统、DCS、ESD系统、安防监控等组成高层监控网络等。

2．2化工消防安全设计的特点及设计专业组成

与民用消防安全设计相比，化工消防设计不仅涵盖民用消防设计的全部内容，而且由于一些工艺介质有毒、易爆、可燃的特点，加之区域因素复杂，所以监防手段更加全面，系统的稳定性要求更高，事故联锁要求更多、更复杂。目前化工类消防设计一般由以下几个专业联合完成。a)总图专业：工厂总平面布置中消防的考虑。b)土建专业：完成区域内建筑设计中，灭火系统的防火、防烟分区和建筑、构造耐火设计。完成防火墙的布置、防火门的设置、卷帘门的考虑，以及承重金属构件的处理、灭火装置(器)的配备等。C)弱电专业(电信专业)：自动火灾报警系统的设计，事故扩音对讲系统设计，火灾事故报警装置及联动设计，火灾控制盘的设计，火灾事故与其他系统的通信或联锁。d)给排水专业：自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统和消火栓的设置；消防泵的设置；消防站的设立；高压水泵的设置；泡沫灭火系统的设计；气体灭火系统的设计；含有可燃性液体的污水处理。e)暖通专业：火灾事故排烟与通风。f)电气专业：消防电源的配电设计，火灾应急照明和指示标志设置。g)工艺管道：易燃易爆介质的输送、生产、储存设计及安全保护等。h)环保专业：消防及事故废水的收集和处理。

2．3目前消防安全设计规范及趋势

化工消防设计主要规范如文献[1—73所列。近年来部分规范经过了重新修订，其典型变化是对设置要求更为严格，强制性条文增加或更为明确。在工程审批和验收过程中，也出现一些新变化——部分行政审批单位要求设计和施工中，规范里面非强制性标准的“可”和“宜”也按“应”和“必须”来执行。另外业主和审批程序中，对消防联动、联锁要求明显增多。比如在煤化工中，采用固定床UGI造气炉的造气厂房，在以前的设计中均按非爆区考虑，而目前的设计验收中均要求按防爆区处理。原规范上没有明确指出要求设火灾报警系统的一些场合，现在也要求采用报警系统，而且审批中还提出了十分具体的要求。火灾报警发生后，要求消防联动的设备也越来越多。比如声光报警器、消防泵、排烟通风、卷帘门、气体或泡沫灭火装置、非消防电源切断、消防应急电源自动切换、消防广播，向DCS或SIS发出联锁信号等。在规范之外，建设业主和主管审批部门出于前瞻性考虑，要求消防系统、安防系统、生产调度系统、生产监控系统、SIS进行联网，进行综合管理。因此，既要考虑满足各类规范，同时尽可能满足审批部门严格的要求，还需要满足业主单位特殊的建设要求，以及还要考虑工程本身的实用性和业主投入的节省，设计人员往往在系统方案的选择和具体设施的配备方面，有必要花更多的时间进行综合考虑，最终满足越来越高的消防需求。消防设计的内容也将越来越“丰富”和严格，各设计专业问的配合也尤显重要。

3化工消防安全工程示例

火灾报警系统与消防联动系统示例如图1所示。由图中可以看出，仅消防报警及联动就涉及多个专业的控制内容，专业设计中的系统考虑十分必要。消防安全系统与其他系统联络示意如图2所示。

4消防安全设计中的几个观念

4．1安全性和实用性及前瞻性

安全性主要表现为系统、设备、设施的可靠性，包含各种安全认证和符合国家强制性标准。防爆区设备的选用符合防爆认汪要求等。实用性表现为既要满足消防规范要求，又要做到节省投资。实现区域内：可燃介质温度、浓度的状态监测；火灾发生初期火灾的及时探知；火灾发生后火情的迅速报警；相关消防联动设备的正常启用。除此之外，不作不必要的设置，不作不必要的联锁，不上不必要的系统，减少不必要的投入。比如消防广播、扩音呼叫系统在中小型化工工程可以根据情况选择性建设。前瞻性是指消防设计要考虑企业发展的要求，设计符合时展方向。比如在系统设计中，有必要考虑未来联网需求，考虑与其他系统的接口问题、协议问题和兼容需要。

4．2消防安全设计中专业的主导和协调

工业项目中消防安全要求的提出，以及方案的系统考虑，对各相关专业的没计具有指导作用。消防安全设计涉及几个专业，需要几个专业配合才能完成。目前消防安全专业在国内各大设计院内设置还不是十分普遍，设计之初由某一个专业牵头提出具体的消防安全要求，并经过系统审查后，形成各个专业的设计条件，显得十分必要。

4．3消防安全设计要综合考虑各种环境因素

目前参照的设计规范多为通用型，有的规范民用针对性强，且多为指导性。化工工程项目，现场情形复杂，而且一些环境因素认定困难。设计必须综合考虑环境特征。某工程审批中，有不同意见要求仪表控制室电缆槽内加线型感温电缆。实际仪表控制电缆内均为4～2OmA微电流，且回路中多数接有限流的安全栅，电缆虽然量很多，但不会产生大量热量，一般情况是不会因此而引发火灾的，所以该处不必考虑设感温探测器。而电气设备的动力电缆，或电源电缆较多的地方，由于电缆内有高电流，容易产生热量，如果散热不畅，是可能引发火灾的，该处考虑敷设线型感温电缆是适宜的。

4．4设计工作宜注意的几个问题

4．4．1不无原则地对待审批意见

消防部门及业主通常十分重视消防工程的审批和验收。由于对规范理解上存在差异，有时也可能对设计提出些过分要求。对此设计师有必要依据规范，根据现场实际进行考虑，做自己专业化的设计，不必因外界干扰而失去原则。

4．4．2不牵强套用规范

某化工工程设计中，有意见要求所有手动报警按钮均要求带消防电话插孔。其依据规范是文献E2]中5．6．3．2“设有手动报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔”。文献E2]附录E用词说明中E．0．1．3指出：“宜”或“可”表示允许选择。而工程实际情况是，在工程区域内，凡有人值守的岗位，均已配备了一到两部电话，且一部电话直接与调度中心相连。重要岗位另单独设有消防电话。如果发生火情，是可以实现报警功能的。而且文献[2]是一本通用规范，没有区分工业与民用情形。而且工业区域中无关人员少，而巡查人员基本配有对讲机等通讯工具，特别危险区域内设置有扩音对讲系统。故设计宜讲求效用，一般场所不用另设消防电话，不要因为有“宜”而进行全面设置，增加了投资者无渭的负担。

4．4．3化工特殊场所的火灾要求

没有规范要求，循环冷却水塔需要进行火灾报警设置，也没有要求采取消防措施。循环水塔是化工工程中常有的装备，由于冷却需要，塔内多半为“烟囱式”构造，对流性能特别好，冷却塔内部装有大量可燃填料，正常生产时由于水流的存在，是不可能发生火灾的。但是一旦停车，特别是进行检修时，稍微不慎的火星就会引起塔内填料猛烈燃烧，发生强烈火灾。该类事故，已有很多起案例。类似这些特殊化工场合，设计时可根据情况考虑增加报警和消防设施，比如手动报警器和消火栓。

4．5设计方案的优化与完善

环境因素的不确定性，指导文件中不明确的情形，需要设计工作者在设计作业中进行设计方案的优化处理。消防规范不可能穷尽所有的环境类型，加上化工工程的特殊性，化工消防设计中方案的不确定性很大。对不确定的设计内容，既不要因为回避审批和验收中的责任，而全面设置或高标准配置，也不要一味为节省工程投资，而让工程偏离规范要求。

5结束语

消防设计是化工工程设计中的重要内容，也是社会安全保障的重要环节之一。正确理解标准的含义，并依据标准的要求，系统配置消防安全设计的程序，指导好各相关专业的协作，同时在消防安全设计中做到专业和科学，将对国家化工工程建设和行业规范具有非常重要的意义。