马西芳

（宝钢工程技术集团有限公司工程事业本部动力部，上海 201900）

前言

选用二氧化碳作为灭火介质，有三个优点：（1）由于CO2是一种在自然条件下不支持燃烧、不可燃、无毒性的低危气体，对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后在通风良好的情况下能很快散逸，且不会沾污被保护设备，因此常用于扑救多种类型火灾的灭火剂，如图书，液压站等。（2）CO2灭火时不仅减少了空气中的氧含量，且固态干冰）在迅速气化升温时，还降低了燃烧物的温度，使火熄灭。但温度急剧下降，会对精密仪器、设备有一定影响，且管道会发生冷脆现象。（3）CO2是一种不导电的物质，因此还可用于带电设备的场所，如变配电室。

冷轧厂车间内的轧机地下液压站，属封闭式液压站，储存有液固润滑油及相关润滑设备，部分设备带电，因此优先选用CO2灭火介质。

1 工程案例背景

高压CO2灭火系统，即CO2常温储存，储存温度0～60℃，储存压力不低于15 MPa，系统配有单向阀、灭火剂泄漏检测和集流管等组成部分。一般常用的是15 MPa的70 L或者40 L的高压钢瓶，储存率为0.6～0.75，即每个高压钢瓶储存84 kg(70 L）或 45 kg（40 L）。

低压CO2灭火系统，即CO2低温储存，储存温度-20～-18℃，储存压力保持在2.07 MPa，系统除配有单向阀、灭火剂泄漏检测等之外，还需配置冷冻机。一般低压储罐储存能力均在5 t以上。

按照宝钢湛江冷轧厂工程中，轧机地下液压站的空间尺寸、储存设备情况，根据《二氧化碳灭火系统设计规范》GB50193-93（2010年版）中的计算公式，得出地下液压站所需灭火介质用量如表1。

表1 地下液压站所需CO2灭火的估算量表

2 系统对比

根据当前工程案例，从以下三个方面进行对比：

2.1 系统布置方案对比

（1）高压CO2系统布置方案

根据当前液压站的消防需求，需保护的两个区域不同时喷放，即按照最大区域喷放1次的灭火剂容量10 t来计算，则需要压力为15 MPa，70 L的（84 kg/个）高压钢瓶60个，且系统需在48 h内恢复；需为此设置一个高压气瓶储存间，储瓶间占地约需长10 m×宽8 m×高2.5 m；考虑到高压二氧化碳喷放距离的限制，此储瓶间需布置在离两个防护区较近的位置，而地下液压站附近很难找出符合的放置位置。

（2）低压CO2系统布置方案

根据液压站的需求量，考虑一个分区的备用量，低压CO2储存量设置为15 t的储罐，占储罐放置在轧机旁的厂房墙皮侧，占地约为长6 m×宽13.5 m×高2.5 m。

技术对比说明：

按上述布置方案对比，高、低压灭火系统最大的区别在于储存装置，两者的占地大小差别很小。一般而言，对于CO2设计用量较小，钢瓶数量较少，则采用高压储存装置。若所需钢瓶数过多，则CO2泄漏点较多，不安全。根据国内外对CO2系统的调研，认为CO2储存量大于2500 kg时采用低压储存装置较为合适。目前发达国家采用低温储存CO2的技术使用广泛且经验成熟。

2.2 关键技术对比

通过现场调研及与灭火器厂家技术交流，对高、低压CO2灭火系统的关键技术进行了对比，结论见表2。

表2 高、低压CO2灭火系统的关键技术对比

2.3 费用对比

（1）设备费用：低压系统约283万，高压系统约200万。

（2）土建费用：低压系统约20万（1个储瓶间，安全围栏围护形式），高压系统约50万（考虑备用储量，考虑高压气瓶间，宜单独设置1个有顶的储瓶间）。

（3）管道费用：低压系统约20万，高压系统约30万。

（4）配套火灾报警系统：高、低压系统均约161万。

（5）主要设备运行费用：低压系统：冷冻机运行费用5万。高压系统无。

（6）合计总价：低压系统约480万，高压系统约441万，投资额差别在10%以内。

说明：以上费用为此工程案例中的灭火设备厂家预估报价。

3 结论和建议

高、低压CO2灭火系统各有特点，针对当前工程案例，通过系统布置、关键技术及费用等方面的对比，得知高、低压CO2灭火系统在占地和费用方面差别不大，但在关键技术方面低压系统安全可靠，经济合理，适合当前规模的轧机地下液压站。因此冷轧厂地下液压站选用低压CO2灭火系统方案较优。