某汽车厂消防系统可靠性分析

刘 斌 朱 亮 董云涛

（1、四川宏达股份有限公司，四川 成都610021 2、四川省永贞注册安全工程师事务有限公司，四川 成都610021）

1 概述

汽车制造的工艺流程主要由车身零件冲压，整体车架焊接，车身喷漆和内外饰及发动机总装组成。某汽车公司的设计生产规模已经达到月产5000 台车，并有进一步发展的可能。

为了确保该汽车公司厂区内生产设施及人身安全，防止火灾发生，对这个存在电力电缆隧道、涂装工艺的喷房、存放危化品的油化库、与汽油加注机相连的油库、空压站等易引发火灾的厂区消防系统的灭火设施进行可靠性分析并提出简要的优化方案分析。

2 厂区简介及消防系统要求

2.1 厂区简介

该公司拥有完备的汽车生产线包括冲压、焊装、涂装、总装四大主体工艺，以及附属的动力站、油化库、综合库房、试车跑道和成品车停放场。

其中冲压厂和焊装厂的消防防护区域主要涉及到很多电气设备，涂装厂里面的消防防护区域主要包含调漆间（一级防火部位），以天然气为能源的加热装备和电气设备，总装厂中包含了汽油加注机以及与加注机连通的地下油库和储存用作清洗机器用油的油库。

2.1.1 冲压厂和焊装厂消防区域包括运作的冲压机、电焊机和焊烟吸尘机，它们的正常运转都需要通过电作为主要能源，因此在该消防区域具大量的电缆走廊，还有变压器室，配电室以及电源线控制柜。为防止静电的产生，所有的电源线槽的连接处都有跨接线，电源控制柜的主体线路也与金属盖板进行了有限连接。为便于输送料件，冲压厂和焊装厂并没有分开设计，其总保护面积为50000 多平方米。

2.1.2 涂装厂消防区域的消防防护区域的主要工艺是喷漆和车身喷蜡，并快速烘干，其中涉及到的油漆、车身表面蜡都是易燃物品，且在该区域内有三个锅炉，它们的主要燃料能源是天然气，也是属于易燃易爆的气体，都易引发火灾；另外该消防区域也有大量的电缆走廊，变压器室及电源控制柜，而电源线槽都是镀锌板，所以不需要在进行槽间跨接。其总保护面积约为25920 多平方米。

2.1.3 总装厂消防区域主要包括与门外地下油库相连接的加注机，喷蜡室和补漆间，电缆走廊，配电室、配电柜以及大量木质和塑料的料箱。其总保护面积约为36900 多平米。

2.1.4 油化库消防区域内存放着大量易燃易爆的危险化学品，相当于危化品仓库，其中的化学品尽管是分类存放，但是始终在一个消防防护区域内，没有进行分区、分开存放。

2.2 厂区对消防系统的要求

根据该公司生产线的具体要求，对发生火灾可能性相对较大的区域进行消防系统可靠分析。消防系统要求从火灾的探测到灭火以及厂区内人员的疏散，设计齐全，技术设备灵敏、合理，系统稳定可靠。

选用的火灾探测器，应该随着厂房内不同的设备器材及所处环境而变化，而灭火设施也应该根据不同厂房内的引起火灾不同的燃烧物质进行合理可靠的选择。通过将最新消防灭火系统与传统的灭火器具设施有机结合，保护厂区内人员的人身安全和财产免遭损失。

3 消防系统及消防系统可靠性

3.1 消防系统及消防系统可靠性的概念

消防系统是指组织内能够完成消防安全任务的设备、人员和技术的组合。只有在规定的工作环境下，保证系统正常运行的一切设备、相关设施、器材、管理服务和人员同时具备，才是一个完整的系统。对于正在运行的建筑消防系统，在规定的工作条件（消防系统在其运行生命周期内所处的预先规定的环境，使用，维修条件等所有外部条件）下，在随机开始执行任务时，完成预设消防功能，确保安全生产的能力称之为可靠性，其概率度量称为可靠度。

3.2 消防系统的结构

建筑消防的可靠性系统是一种人机操作管理系统，其结构如图3.1[1]所示：

图1 消防系统可靠运行结构

4 消防系统的构成要素

通过对消防系统运行的可靠性的因素结构的分析和设计，初步提出了系统三维结构，如图2[1]所示，即整个系统可以分为过称（时间）维，子系统（设施）维和管理维，并对其进行了细化和分类，体现出各部分的相互关系。

图2 消防系统运行三维结构图

5 灭火器配置的可靠性分析

5.1 灭火器配置的设计计算程序

5.1.1 确定火灾危险场所可能发生火灾的种类

火灾种类分为A 类：固体物质火灾，B 类：液体或可溶化固体物质火灾，C 类：气体火灾，D 类：金属火灾，E 类：物体带电燃烧的的火灾。

5.1.2 确定火灾危险场所的危险等级

根据可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度，火灾危险性，生产、使用、储存物品的火灾危险性五个因素，且反易造成人员严重伤亡或财产重大损失的场所均属于严重危险级。

5.1.3 确定灭火器的灭火级别

灭火级别即灭火能力指标，是指灭火器扑灭不同种类火灾的效能，由表示灭火效能的数字和灭火种类的字母表示（如2A、55B），数字越大，灭火能力越强，字母A、B 分别表示扑灭A、B类火灾的能力。

5.1.4 计算单元（即配置单元）。对于危险等级相同和火灾种类均相同的场所，可将一个楼或者一个防火分区作为一个计算单元；单个独立功能的房间可作为一个计算单元；危险等级和火灾种类的不同的场所，应分别作为一个计算单元。

5.1.5 需保护的面积。是指有发生火灾的危险，需配置灭火器保护的场所的面积。相同的危险等级，需保护的面积越大，则需配置的灭火器数量越大。

5.1.6 各个计算单元所需灭火级别。灭火器配置场所所需的灭火级别按公式（1）[2]计算：

式中：Q——灭火器配置场所的灭火级别，A 或B；

S——灭火器配置场所的保护面积，m2；

U——灭火器配置场所相应危险等级的灭火器配置基准，m2/A 或m2/B；

K——修正系数；

无消防栓和自动灭火系统的场所，K=1.0；

仅有消防栓的场所，K=0.7；

仅有自动灭火系统的场所，K=0.5；

既有消防栓又有自动灭火系统的场所，K=0.3；

5.1.7 确定各单元的灭火器设置点。各单元的灭火器设置点按照不同的火灾配置场所灭火器最大保护距离确定。

5.1.8 计算每个灭火器设置点的灭火级别（用Qe 表示）。其计算公式如（2）[2]：

5.1.9 确定每个设置点灭火器的类型、规格和数量。

（1）灭火器类型的选择：通常情况下，比较常用的是“磷酸铵盐干粉灭火器”；（2）灭火器的数量由Qe和“每具灭火器最小配置灭火级别”相除计算可得；（3）一个灭火器配置场所内的灭火器不应少于2 具，每个配置点的灭火器不宜多于5 具[1-3]。

5.2 焊装厂的灭火器配置计算

以焊装厂的工艺流程车间为计算单元，其主要火灾时电气火灾，由此确定火灾种类为E 类，综合工业厂区火灾危险等级的五个考虑因素可判断，焊装厂车间的危险等级为中危险级。该计算单元保护面积：

S=23378.4m2

计算单元所需灭火级别，由公式（1），且该计算单元中设有室内消防栓，但无自动喷淋系统，故K 取0.7。所以，该计算单元可以看作为“中危险级场所A 类火灾”，查表可知灭火器的配置基准为U=75m2/A。

代入公式（1），得：

Q=218.2A

按照“中危险级场所，A 类火灾，手提式灭火器”考虑，经查表，每点的最大保护距离为20 米，在根据该计算单元“长324.7米，宽72 米”的尺寸指标，可算得灭火器设置点数按公式（3）计算：

确定每个设置点灭火器的类型、规格和数量。灭火器类型的选择，通常情况下，选择均可适用于A、B、C 类火灾及电气类火灾的“磷酸铵盐干粉灭火器”；灭火器的数量，由Qe值和“每具灭火器最小配置灭火级别（U1）”相除计算得出，按照“中危险级场所A 类火灾”考虑，所以U1 可取“2A”。所以，该计算单元每个设置点的灭火器数量按公式（4）计算：

由此，该计算单元理论的灭火器配置方案为59 个灭火器设置点，每个设置点均配置2 具型号为MFZ/ABC4 的磷酸铵盐干粉灭火器。实际布点方案为50 个灭火器设置点，每个设置点配置4 具型号为MFZ/ABC4 的磷酸铵盐干粉灭火器。

尽管从灭火器设置点来看，实际分布没有达到理论要求，但从灭火器的总数来说，实际的数据远远超过了理论计算值，而且所有的灭火器都是和消防栓配合使用，所以从总体来看，完全能达到对该计算单元的消防作用。

参考目录

[1]杜玉龙.建筑消防设施运行可靠性分析与评价研究[D].天津：天津大学，2008.

[2]李达志.灭火器配置点及数量的设计[J].化工设计通讯，2006（4）：32-34.

[3]刘忠祥.灭火器的合理选用[J].消防科学与技术，1998（4）：50-51.