冷、熱、電聯產是當今國內建筑工程自行供電、供熱與制冷的一種新技術,對節約能源、有利環境保護及提高經濟效益具有重要意義;特別當油、氣等礦物資源日益成為國際戰略的物資,爭奪資源愈演愈烈的情況下,能否最大限度的利用油、氣資源,節約能源,提高能源利用率成為制約經濟發展與人民生活的重要因素;因此,節約能源,提高能源利用率和開發新能源已成為世界各國重要的經濟技術政策與科研課題:冷、熱、電聯產是一項行之有效的節約能源,提高能源利用率的重要技術措施,應當引起國家及社會有關部門的充分重視。由于燃油、燃氣自身所具有的易燃、易爆特點,研究冷、熱、電聯產的安全環境及相關技術,解決技術推廣中所面臨的有關問題,保障這一先進技術的健康發展,為我國城市建設和經濟建設發展提供良好的安全技術環境,對于三聯供系統的長期安全運行是必不可少的重要舉措。
一、冷、熱、電聯產安全環境面臨的若干問題
冷、熱、電聯產技術雖在國際上已有幾十年歷史,但真正在民用建筑工程中推廣適用還是近幾年的事,美國9.11事件后,美、日、歐和東南亞等有關國家與地區使用日益增多,我國著名的民營企業——遠大空調有限公司生產的燃氣尾氣直燃機(九機型,主要出口美國)就是為三聯供服務的。我國北京、上海、廣東等地已有一些大型公共建筑采用冷熱電三聯供系統,運行良好,節能及經濟效益顯著。
制約民用建筑應用的三聯供系統的主要問題,是該系統所使用的燃料——油、氣(如:天然氣、煤氣、液化石油氣等)的防火安全問題,也就是設置該系統的建筑物的安全環境問題,亦即該系統燃油、燃氣(尤其燃氣)一旦發生事故不應危及該建筑即鄰近部位(或建筑物)的安全。與次有關的有以下若干問題:
設計規范的配套問題
一方面是新技術,人們了解與認識還不足;另一方面目前我國的《建規》、《高規》、《城鎮燃氣規范》或一些地方標準尚無作出規定或不配套,或規定的容量偏小……,不能適應客觀的需要。
兩種不同的安全觀
發達國家往往以設備的質量、安全技術措施保障系統進行的安全,對燃油、燃氣設備的具體地點、部位等,大多不作專門規定。而我國的有關規范、規定往往對油、氣等設備注重具體位置或以防火間距等作具體規定。故從人們的認識到規范、規定有待進一步完善并與國際接軌。
供油、供氣設施的自身安全問題
涉及油、氣管道材質、耐壓和氣體壓縮、調壓計量等相應的安全技術措施。
設置三聯供系統建筑物的防火安全問題
如:防火分隔、防爆泄壓、火災報警與滅火設施及防雷、防靜電等等。
安全檢查、監測和運行維護制度
三聯供系統設備的長期安全運行,應該有一套行之有效的檢查、監測、控制手段與科學的運行管理制度。
其他有關問題
如:設備容量、燃氣壓力等問題,有待科學分析與必要的應對技術措施。
二、解決冷、熱、電聯產安全環境的基本原則與有關技術措施
從我國目前正規生產的燃油、燃氣鍋爐,直燃機或內燃機、燃氣輪機發電設備看,無論機電安全設備、溫度、壓力水位及自動控制技術和消防安全等都與過去的質量與安全技術措施大不相同,有了質的變化,其相應的安全度大大提高,事故幾率大大降低,過去發生的鍋爐爆炸等事故,大多為違章作業或安全保護設備差的老設備。發達國家由于注重設備自身與安全保護措施,他們的設計規范對油、氣設備的使用場所不作特殊規定(但對消防設施都有具體規定),在民用建筑的地下、地上和屋頂都可設置,對容量也無專門規定。我們認為重視設備質量與安全措施是比較符合客觀發展規律的。而設備容量大小,主要是受服務建筑物的面積大小,與供電、供熱和制冷負荷所左右,其根本問題仍是系統設備的質量和相應安全技術措施。因此,轉變觀念和采取相應安全技術措施是我們研究與解決冷、熱、電聯產安全環境的基本指導思想與原則。
在國家或地方規范、標準尚不配套的情況下,可以通過技術咨詢或專家論證研究、討論、解決有關技術難題,努力促使相關部門統一認識,使三聯供先進技術得以推廣,并保障其系統長期安全運行。
結合我國的國情與工程的具體情況,合理選擇燃油、燃氣機房位置與科學地布置機房,對系統長期安全運行是很有好處的。此類機房宜布置在本單位(或本工程)常年風向的下風側,盡量避開重要交通與人員安全疏散的出入口,以利于安排建筑防爆泄壓設施。
在民用建筑物內的燃氣機房,宜盡量采取類似獨立式建筑的布局形式或設置防爆緩沖區等辦法解決燃氣爆炸不致影響建筑或鄰近建筑的安全。為利于事故處理和減少損失,發電設備機房應盡量與制冷、制熱直燃機、鍋爐等分開布置(尾氣直燃機除外)。
燃氣機房的計量設施和燃氣壓縮設備等應用防火墻、防火門窗等與發電設備、直燃機等分開布置,并按《建規》甲類生產用房處理。液化石油氣設施及其機房不應設于地下室。
燃油、燃氣機房的耐火等級不應低于二級,并應用耐火極限不低于2小時的墻和1.5小時的樓板與其它部分隔開,需要開門時,應設自行關閉的甲級防火門。
當需要設置建筑防爆泄壓設施時,其泄壓面積與注意事項等可按《建規》有關規定考慮。
需要設置防爆緩沖區時,其隔墻可按防護墻設計(一般為鋼筋混凝土墻或加筋實體磚墻,其厚度不應低于防火墻要求)。
燃油機房內的中間罐的容量一般不應超過1M,且中間罐與機房及中間罐與油泵房,油泵房與機房之間均應用耐火極限不低于2小時的墻隔開,隔墻上的門均應為甲級防火門。
中間油罐上不應采用玻璃管式油位計,中間油罐的門口處宜設不燃材料的門檻等防止油品流散的設施。
機房燃油設施室外儲存的總儲量、設置方式、要求等,可按《建規》,《高規》有關規定考慮。
機房燃氣設施所需的調壓站或調壓箱等,其防火間距等有關要求,也可按《建規》,《高規》有關規定考慮。
要盡量縮短從室外引入機房的燃油、燃氣管道的長度,引入管穿墻部位宜設套管,并應按有關設計及施工驗收規范認真施工。燃油、燃氣設施要有良好的防雷、防靜電措施,確保系統安全。
機房的燃油、燃氣設施,均要有事故排油、排氣設施,且這些設施不應影響其它部位的安全。每臺燃氣設備的供氣管上,均應設置關斷閥快速切斷閥。
燃氣機房應有良好的送排風系統及事故排風,且送風量應大于燃氣設備的需要量(助燃空氣量與工作人員所需新鮮空氣量之和)。事故排風可結合機房工作制度(季節、班制)等需要與值班(非工作時間)排風共同設置。
燃氣機房應設可燃氣體濃度報警裝置,當可燃氣體出現漏氣,使室內氣體濃度達到爆炸下限1/4時,即應自動報警并聯動事故排風及快速切斷閥,報警及有關信息送到消防控制室,由消防控制室統一監控,且消防控制室還應能遠程關閉快速切斷閥和開啟事故排風機。
燃油、燃氣設施的滅火設備可按現行國家《建規》、《高規》和建筑滅火器規范要求設計。滅火管網布置時,注意不要影響設備維護管理和人員的安全疏散。
加強對機房運行過程的管理,建立健全各項安全管理制度,定期對機組設備進行安全檢查、維護保養,確保系統長期安全運行。
三、建議
由于燃氣輪機運行需要高壓供氣(不低于1MPa),建議相關規范在網管供氣壓力方面盡量協調統一,適應三聯供系統發展的需要。
盡量利用現代化先進技術(如電視監控等),使消防、安防緊密結合,達到運程監控自動滅火,最大限度發揮投資效益,進一步提高三聯供系統運行的安全度。
同年,供中國消防協會“消防技術與產品信息”刊登。幾年來,首都和外省市相繼建改了不少“冷、熱、電聯產三聯供工程”,對今后建設“三聯供工程”會有參考價值。