预作用消防系统在新型穿梭板式全自动化立体仓库中的应用

泸州立春机械设备有限公司 / 杨俊 李远树 彭熙敏

预作用消防系统在新型穿梭板式全自动化立体仓库中的应用

泸州立春机械设备有限公司 / 杨俊 李远树 彭熙敏

本文主要介绍了先进的预作用消防系统在已建成的泸州老窖新型穿梭板全自动化成品立体仓库中的应用。该系统的建成，将极大地扩展新型穿梭板式全自动化立体仓库在酒类行业中的应用范围，更大程度降低因消防设备故障或误动作给酒类企业造成的损失。

预作用消防系统、穿梭板、自动化立体仓库、酒类行业

为适应白酒行业的高速发展，泸州老窖集团新投资建成了一座占地面积5400平方米、库容95万件的结合穿梭板高位货架仓库和巷道式立体仓库优点的新型穿梭板式全自动立体仓库，目前该仓库已整体平稳运行一年有余，其设计理念及建设形式已在《新型穿梭板式全自动化立体仓库的应用研究》一文中有所介绍。为了全方位展示建设成果，本文将着重介绍预作用消防系统在该仓库中的应用，以拓展本仓库中物流模式的应用范围。

一、常用自动灭火系统的种类及存在问题

目前仓库使用的自动灭火消防系统主要有气体灭火系统、泡沫灭火系统和水喷淋（湿式、干式）灭火系统三大类型。但是，气体灭火系统和泡沫灭火系统构成复杂、投资大，适用于小空间场所的灭火，如果用于大空间立体仓库，一次性投资过高；因此，在大型立体仓库中，一般均采用水喷淋系统，而在白酒企业的仓库中采用的水喷淋系统主要分为湿式、干式两种类别。

湿式系统的工作原理是消防管道中充满消防用水，一旦发生火灾，喷头破裂（一般是温度升高到68℃）后，消防用水迅速喷出实现灭火；但是湿式系统一旦出现误喷（如喷头意外损坏），会造成较大的经济损失，尤其对于烟草、高端成品白酒之类的库存仓库。

干式系统的工作原理是增加了充气装置，使报警阀后端管道为气体状态，报警阀前端管道为充水状态；火灾发生后，火灾区域喷头受热破裂，报警阀后气体开始排气，气体压力快速下降后报警阀开启，消防用水开始注入报警阀后管网，从破裂喷头喷出实现灭火。虽然设防状态下，报警阀后管道为气体状态，但仍未解决如喷头或管网损坏将会造成误喷的问题，且喷水延迟时间较长，故干式系统多用于冬季管道易结冰的地区。

二、预作用消防系统应用优势

1.预作用消防系统工作原理

预作用系统在结合湿式和干式系统特点的基础上增加了火灾自动探测系统（一般为火焰探测器）、预作用阀（关闭状态时，消防用水无法通过）、电磁阀（关闭状态时，气体无法通过）等，其工作原理为：设防状态时预作用阀前端管网内为充水状态，后端管网内为气体。真实发生火灾时，火灾探测器发现火警信号后，电磁阀立即启动排空管网内气体，同步打开预作用阀向预作用阀后管网注水，一般2分钟内注满管网（此时火灾区域喷头可能并未因此区域温度上升而破裂），转为湿式灭火系统状态，当火灾区域温度上升到特定温度使喷头破裂后，立即开始喷水灭火。

2.预作用系统采用相对湿式系统的优势

从上面描述可以看出，预作用系统喷头如因为故障或意外损坏，由于有火灾探测器的保护，在没有检测到火灾信号（检测到火苗）的情况下，电磁阀和预作用阀无法打开，即无法向预作用阀后管网充水，故不会有水从故障或损坏的喷头中喷出；另外，如果因火灾探测器故障造成电磁阀和预作用阀被打开，管网中被注满了消防用水，但是由于没有真实火灾发生，喷头不会由于温度升高而破裂，同样不会有水从喷头中喷出，即实现了防误喷的功能。

3.预作用系统采用相对干式系统的优势

预作用系统采用相对于干式系统，除了同样具有防误喷的优势外，还具备响应速度快的优点，体现在发生真实火灾时，区域温度升高导致该区域喷头破裂后，系统才开始排气，然后注水，再开始喷水灭火；而预作用系统是先检测到火焰（此时火灾区域温度可能还未升高到喷头破裂温度），即开始排气并注水，当火灾区域温度升高导致喷头破裂后，此时管道内已经注满了水，故喷头一破裂即有水喷出进行灭火。由此可见，预作用系统对于干式系统而言，同时具备防误喷和响应速度快的优点。

三、预作用系统在具体案例中的应用

根据白酒企业仓库建设的案例和经验而言，南方名优白酒企业仓库多选择湿式水喷淋系统，但是成品酒仓库的消防系统一般均采用人工控制，以防消防系统因自身故障、管道漏水、火情误检等原因导致成品库存出现水损，给企业尤其是高端白酒企业带来大的经济损失。在这种背景下，考虑到本座立体仓库将主要存放泸州老窖的高端产品国窖1573等，一旦出现灭火系统误动作或者管网漏水，将造成极大经济损失，故在经过多方研究后，决定在本项目中采用预作用消防系统。

1.消防系统方案概述

本仓库设8台堆垛机和10台穿梭板，出入库作业相互独立，出入库能力分别为10万件/8小时，货位数13608个，总库容95.256万件成品酒（以经典装国窖1573，500ml×6瓶/件计算）。根据《白酒厂设计防火规范》表3.0.1规定，本仓库火灾危险等级为丙类，耐火等级为二级；根据《白酒厂设计防火规范》表3.0.3和3.0.5相关规定，主体占地4600平方米，分为一层总占地4000平方米的货架区(用混凝土隔墙平均分为库区一和库区二)和两层各占地600平方米的附楼（二楼为打码理货区，一楼为装车发货区）。

由于附楼为人工作业区，为减少投资，附楼一二层均采用湿式灭火系统，仅货架区采用预作用灭火系统，仓库结构及消防系统分区鸟瞰图，见图1。

2. 系统布置

（1）室外消防设施布局及消防主管网走向

由于本仓库建设用地为泸州老窖灌装基地，基地内已建有消防泵房（配有自喷泵XBD8.4/75-200x4两台，泡沫泵XBD12/40-150x6两台）和一座800m2消防水池，距离本仓库约250米，经过核算，上述设施可满足本仓库消防需要，故仅需在本仓库附近闲置用房内建设专用设备用房即可，布局及主管网走向，如图2。

图1 仓库结构及消防系统分区鸟瞰图

在符合国家规范的基础上，为节约建设投资，本仓库未设泡沫灭火系统，图2中红色DN100消防水管虽由泡沫泵引出，但未经过泡沫罐，故并非泡沫系统，只是利用了已有的泡沫泵而已。图2中白色填充区为从立库专用设备室到立库主体内部预作用消防系统的管道管沟。

（2 ）预作用系统主设备布置

由于本仓库内部货架按货位算分为上下9层，总计货位数13608个，为满足消防规范要求，每层均要设置喷头，且每个预作用报警阀组控制喷头数量不得超过800个，故在专用设备室内共设计有24组预作用报警阀组，具体布置如图3和图4。

（3）立库主体内部预作用消防管道

根据国家规范要求，为实现本仓库的设计意图，在立体仓库主体的货架区内，设置了9层共计4896套喷头，形成8组干线管网（每组三根干线管），由于本项目体量大，如对室内管网全部介绍，占用篇幅较大，且各组干线管网结构形式大同小异，故仅对其中一组干线管网进行介绍，具体形式如图5。

四、预作用系统实际应用效果

在通过消防验收后，本套预作用系统已投入使用一年有余，得益于施工过程中对工程质量的有效监督和控制，至今未出现误报的情况。但为保证安全，进行了三次消防演习，演习中用设备主动干扰感光探测器，使探测器发现“火光”后启动报警信号，同时打开电磁阀和排气阀，迅速排出管道内气体，预作用阀随之打开，消防水泵启动，向管内注水，在现场可以明显听到管内迅速注水的声音。

图2 室外消防设施布局及消防主管走向示意图

图3 预作用报警阀组布置示意图

图4 空气压缩系统管线连接示意图

图5 预作用消防管道原理示意图

通过一年多的使用，预作用消防系统表现良好，解决了成品库房中湿式消防系统在实际运行中不敢放心使用“自动模式”的担心。预作用消防系统在本项目中的成功运用，也为新型穿梭板式全自动立体仓库的应用拓展了广阔的市场空间。