某冷轧地下油库及风机房通风排烟设计浅析

程灯塔苗旺

1宝钢工程技术集团有限公司

2上海梅山钢铁股份有限公司

0 引言

冷轧厂轧机地下油库，主要存放有乳化液油箱、乳化液管道、油泵等设备。由于乳化液有一定的温度（45～60 ℃），其油箱、管道皆会散热，再加上油泵传动电机的散热，易形成余热，因此，轧机地下油库必须设置有效的通风系统。否则，热量积聚，易导致地下油库室温过高，影响操作人员巡检作业和地下油库的安全。此外，轧机线一般需配套废乳化液净化系统，为节约地上的占地面积，通常毗邻地下油库另设地下风机房以放置油雾净化系统设备，而地下风机房同样需要通风降温。同时，上述区域也应遵循相关规范设置必要的排烟设施。

1 平面布置及防火分区

图1是某冷轧厂轧机地下油库及风机房的平面布局图，A1和A2区主要为乳化液回油箱、乳化液管道及油泵等存放区，B区主要为轧机油雾分离机组、除油雾风机及管道等存放区。由于乳化液闪点大于180 ℃，属于可燃但不易燃的液体[1]，参照《钢铁冶金行业设计防火规范》[2]（下文简称《冶规》）以及《建筑设计防火规范》[3]（下文简称《建规》），地下油库及风机房的火灾危险性等级分别为丙类仓库和厂房，与地上车间（主要为戊类厂房）分属不同的防火类别和分区。又根据丙类仓库防火分区最小面积的要求[3]，将该地下油库分为两个防火分区（A1和A2区），地下风机房则单独设一个防火分区（B区）。

图1 地下油库及风机房设备平面布置图

2 通风排烟量的计算

2.1 通风量的计算

地下油库和地下风机房皆有散热设备，特别是地下油库，因设备散热量大，其通风量主要按排除油箱和油泵传动电机等设备的散热进行确定[4]，通风量的计算可按全面排风消除余热公式[5]：

式中：L为通风换气量，m3/h；Q为室内显热发热量，W；tp为室内排风设计温度，℃；ts为送风温度，℃。

2.2 排烟量的计算

根据《冶规》以及《建规》，地下油库和风机房属于建筑面积大于200 m2的地下建筑，应设置排烟设施。因地下建筑采用自然排烟较难设置，需采用机械排烟系统。最新版的《建规》对机械排烟量的计算没有明确的规定，且项目所在地无相关地方性标准，其计算参考旧版《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）[6]进行。因图1中单个防火分区的面积不大于500 m2，防烟分区的划分可与防火分区一致，当机械排烟系统同时负担A1、A2和B区的排烟时，其排烟量：

式中：Qy为最小机械排烟量，m3/h；A为最大防烟分区的面积，m2。

可以看出，上述计算方法中，当机械排烟系统同时负担2个以上防烟分区时，最小排烟量的大小主要和其中最大的一个防烟分区的面积有关。

3 对乳化液油箱及管道保温的分析

乳化液油箱和管道是轧机地下油库最主要的散热设备，其散热量占到总散热量的70%以上。散热量计算公式：

式中：Qs为回油箱或管道散热量，W；K为回油箱或管道传热系数，W/(m2·℃)；F为回油箱或管道散热面面积，m2；T1为乳化液温度，℃；T2为地下油库空气温度，℃。

回油箱和管道的传热系数K可参照文献[4]算出。另如采用保温材料对回油箱和管道进行适当保温，加大热阻，使其传热系数K减小90%，则油箱和管道散热量相应减少90%，此时对于上述轧机地下油库，通风量可减少60%以上。因风机运行功率与通风量为线性关系，此时无论进风机，还是排风机，运行功率都减少60%以上，节能效果明显。

此外，对乳化液油箱和管道的保温同时也减少了为维持乳化液的温度而需要的加热量，减少了加热负荷，能够产生双倍的节能效果。须指出，冷轧乳化液虽不易燃，但可燃，为减少火灾危险性，保温材料防火等级应为A级不燃。

4 通风排烟系统的确定

4.1 通风排烟方式的选择

对于图1中的轧机地下油库和风机房，只靠自然通风皆难以满足排除余热和废气的要求，因此，设置1套共用的机械排风系统。同时，将此机械排风系统兼做排烟系统，平时散热排气，发生火灾时作排烟之用。

对于地下油库的补风，因排风量大，自然通风较难设置，需设机械补风系统，机械补风量不小于机械排风量的一半。对于地下风机房，由于通风量并不大，可采取自然补风。

4.2 通风排烟系统的设置

因机械排风机占地面积较大，将风机设置在地下风机房。如图2，排风管道分别从地下油库A1、A2区以及B区地下风机房开始布置，汇总接至排风机，再向地上伸出至厂房外，排风管下方设排风口。对于地下油库，设置2套机械补风机（平时通风两台全开，排烟时根据风量只需开启其中一台），新风引自室外，经补风机、送风管送至地下油库。对于地下风机房，采用自然补风：利用通往室外的进风道自然进风。

图2 地下油库及风机房通风系统平面图

4.3 通风排烟系统的控制

因不同的季节排风量要求不一样，因此地下油库通风机宜采用变频风机，这样可根据实际风量要求的变化调节风机的转速以达到节能的目的。

在排风机入口总管以及风管穿越防火墙处设排烟防火阀，平时常开，当发生火灾烟气温度超过280℃时排烟防火阀自动关闭，并联动关闭排风机。

5 结语

1）冷轧厂轧机地下油库主要散热源为较高温度的乳化液回油箱和管道，采用保温材料进行适当保温，可大大减少散热量，不仅减少排进、排风机的能耗，也可减少乳化液加热负荷，从而产生双倍的节能效果。保温材料则应采用A级不燃材料。

2）冷轧厂轧机地下油库和地下风机房通常毗邻设置，可设置一套共用的机械排风系统，同时兼做排烟之用，但必须采取排烟防火阀以及联锁控制等可靠的防火安全措施，并应符合机械排烟系统的有关要求。

3）轧机地下油库及风机房的通风机宜采用变频风机，这样可根据不同季节通风量要求的变化调节风机的转速以达到节能的目的。