涂装车间有关消防问题的探讨与对策

涂装车间有关消防问题的探讨与对策

1 前言
    近年来，随着几条大型轿车生产线的建成，代表目前世界最先进水平的涂装工艺和装备已经在国内同步出现。但纵观国内现有的自行设计建造和引进的数10条涂装线，对与工艺设备紧密相关的车间防火等级分类和车间内消防系统的配置，缺乏消防对策选取原则的统一依据。为使涂装车间既安全可靠、符合有关消防规范的要求，又经济适用、节省投资，必须对涂装车间生产工艺特点及火灾危险性进行研究分析，在满足现有规范的前提下，提出相应合理的消防措施，并援引有关法规说明和国内外实例，提出几点看法。
2 涂装车间的火灾危险性分类
    涂装生产工艺较为复杂，不同工序的火灾危险性差别很大。喷漆室和油漆调配存放间因使用或存放甲、乙类可燃物品，如有机溶剂等气体，通常将其火灾危险性定为甲、乙类。而占车间面积比例较大的前处理、电泳、打腻子等工序，因均在水性环境中操作，基本无火灾危险性，属戊类生产。基于上述，在涂装车间工厂设计中，有将车间整体的火灾危险性（或称生产类别）定为甲、乙类的，也有将其定为丁、戊类的。不同的生产类别，其消防系统选择和设施规模、配置要求差别很大，同时对厂房耐火等级、结构防火措施。防火分区面积划分乃至工艺材料的选择都会产生严重影响。如将车间整体火灾危险性定为甲、乙类，根据《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，以下简称《建规》）要求，厂房耐火等级必须是一、二级，而目前涂装车间普遍采用的轻钢结构厂房是不符合要求的。因此，合理确定涂装车间整体的生产类别，是关系到车间经济、适用和生产安全性的首要问题。
    在我国现行的《涂装作业安全规程·涂漆工艺安全》（GB6514-95）中将含各种有机溶剂涂料分为甲类，粉末涂料为乙类，水性涂料、乳胶涂料为丙类。
    以上分类仅对不同涂料本身的火灾危险性定性，并不能代表和定义整个涂装车间的生产类别。国内目前车间生产类别的确定，均基本参照《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，以下简称《建规》）有关条款的规定。
    在（建规）中，根据生产性质、生产用材料、操作条件、产品等因素的综合影响。现有生产厂房的火灾危险性按照甲、乙、丙、丁、戊的顺序分为5类，其中甲类厂房火灾危险性最高，戊类最低。
    《建规》第3.1.1条中指出：对于油漆（涂装）车间，“当采用封闭喷漆工艺时，封闭喷漆室间内保持负压，且油漆工段设置可燃气体浓度报警系统或自动抑爆系统，油漆工段占所在防火分区面积的比例不超过20％时，该车间可按丁戊类确定”。
    目前新建的涂装车间，采用专门的喷漆设备，如水帘、水旋和文氏喷漆室，均为钢制封闭设备，送排风系统完备，室内可通过调节保持负压，电器设备和灯具等均按防爆要求设置，并大都配备可燃气体浓度报警系统。同时，全车间范围内，包括喷漆、流平（晾干）、烘干设备和油漆调配存放间在内的面积总和不超过全车间面积的20％。以上条件均已满足《建规》3.1.l条的要求，因此，涂装车间的火灾危险性按照丁戊类确定是有法规依据的。
    《建规》第3.1.l条还指出：“在厂房或实验室内，少量使用易燃易爆（甲乙类）危险物品，要考虑其全部挥发后弥漫在整个厂房或实验室内，同空气的混合比是否低于爆炸下限的5％，低者则可不按甲乙类火灾危险性确定”。
    国内目前喷漆工艺最常用的溶剂为二甲苯，其闪点低于28℃，属甲类易燃易爆品，爆炸极限为1％，蒸汽密度为3.68kg/m3。根据计算，达到爆炸下限的 5％时，空气中含二甲苯气体的质量浓度为2210 mg/m3。也就是说，根据条文说明规定，当厂房内二甲苯质量浓度低于2210mg/m³时，该厂房的火灾危险性可不按照甲乙类确定。
    根据GB6514-95的规定，涂装作业工作场地正常生产情况下空气中二甲苯最高允许质量浓度为100mg/m3，扩散到整个厂房时，涂装设备面积之和按照车间面积的20％计，则整个车间内二甲苯蒸汽质量浓度为20mg/m3,该数值远低于判定值(2210mg/m³)。因此，综上所述，涂装车间整体的火灾危险性按丁戊类确定是适宜的。
3 灭火系统的选择
3.1 喷漆室灭火系统的选择
    目前，在涂装线喷漆室内设置 CO₂自动灭火消防系统已成为一种趋势，但根据对喷漆工艺的深人研讨和对部分漆设备火灾实例的调查后发现，喷漆室设置CO₂自动灭火系统，无论从必要性、适用性或经济性看都值得商讨。
3.l.1 法规依据
    《建规》第3.1.l是现行消防规范中唯一对涂装喷漆工段提出安全要求的条文，但该注释只要求对喷漆部位设可燃气体浓度报警系统或自动抑爆系统，并无设置自动灭火系统，特别是CO₂自动灭火系统的规定。可见对喷漆工段，防爆抑爆是首要的安全措施。
3.1.2 喷漆室火灾的性质
    国家标准中规定的喷漆室内二甲苯可燃气体最高允许浓度远低于其爆炸下限浓度值，因此，正常情况下喷漆室不可能发生二甲苯气体火灾。
    在已发生的涂装作业火灾中，多数的火情是由于维护管理、修补焊割、电器故障或违章作业（抽烟等）引起漆渣燃烧，只有少数的静电喷涂作业是由于容器没有接地或喷枪过于接近工件引起静电大火，导致漆雾或漆渣着火。理论分析和火灾实例均已表明，绝大多数的喷漆室火灾均为固体表面火灾。
3.l.3 灭火系统选择
    对于固体表面火灾可选择多种灭火系统，如自动喷水系统、水喷雾系统、干粉系统、泡沫灭火系统和CO2自动灭火系统。根据投资状况和当地消防部门要求，设计选用情况也不尽相同。
    自动喷水灭火对喷漆室火灾的适用性，在我国《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ 84-85）中，列举了美、英、日、德等国规定设置自动喷水灭火系统的场所，其中包括低闪点易燃液体喷雾作业区、清漆及油漆浸涂作业区等。
3.2 采用CO₂自动灭火系统的几点看法
3.2.1适用性
    CO₂自动灭火系统扑灭易燃易爆气体火灾有其明显的适用性，且灭火后不留污渍，因此对于有气体火灾隐患的场所和贵重设备等保护有独到的作用。但《CO₂自动灭火系统设计规范》（GB50193-93）第3.l.2.l条中规定了固定式全淹没CO₂灭火系统的保护区应为基本封闭空间，在喷放CO2前，其侧壁上不能关闭的开口面积小于防护区表面积的3％，且底部不应有开口。喷漆室两端设有的工件进出口，因生产需要和输送方式的限制，一般不可能封闭，虽然其面积小于总表面积的3％，但发生火灾时很难控制开口处CO₂的流失量，所以很难保证CO₂的灭火浓度。从设备本身结构而言，无论水帘、水旋喷漆室或文氏喷漆室，由于其要求强制排风和开式循环供水的特征，设备底部均有较大面积的开口，无法形成CO₂灭火系统扑灭火灾时所要求的基本封闭空间，这其实是与CO₂灭火系统设计规范的要求相违背的。所以，CO₂灭火系统对喷漆室火灾并不十分适用。如要在喷漆室内设置CO₂自动灭火系统，应采取必要措施．在火灾发生时及CO₂喷放前，设备底部能够封闭。
3.2.2 经济性
    CO2自动灭火系统装置，因其特殊的性能、复杂的控制和较高的压力要求，从材料、加工技术到安装调试都必须符合严格的技术标准，因而造价均大大高于一般灭火系统。国内已建成的涂装线中，摩托车涂装线上一套CO2灭火系统总造价（包括安装调试和人员培训）约为40～50万元；汽车涂装线上一套CO2灭火系统总造价约为80～100万元，均是同等规模的自动喷水灭火系统价格的5倍左右，这对于国内企业是一个不小的负担。
3.3 可靠性
    CO2灭火系统的重新灌装、日常维护保养等费用远较其他灭火系统高。国内曾多次发生由于管理和操作原因，导致在无火灾情况下CO2灭火系统发生误动作，系统内CO2气体喷射一空，重新充装CO2和更换配件造成经济损失数10万元的实例。因此，涂装车间应配备专门的消防安全管理人员，经过严格的专业技术培训，能够保证CO2灭火系统的正常工作，并在发生误报警时，及时予以发现和制止系统的误动作。
    综上所述，喷漆室全室消防设备采用CO2灭火系统，从必要性、实用性和经济性各方面衡量，都不是最理想的选择。建议在喷漆室消防系统的配置上，根据喷漆室火灾的性质和投资、资源情况以及当地消防主管部门的意见，在CO2自动灭火系统、自动喷水系统、水喷雾系统、可移动式灭火器系统中酌情选用。一些小型的、生产负荷较低的喷漆室，可采用移动式灭火器。
3.4 自动喷涂设备的消防
    随着表面涂装质量要求和生产产量的大幅度提高，自动喷涂技术的运用越来越普遍，新建的大型涂装线均在喷漆室内设置了自动喷涂设备。该类设备自动化程度高、控制复杂、多数依赖进口、造价昂贵。因此，对自动喷涂设备的消防保护不可忽视。
    目前，国际上对于自动喷涂设备的消防保护是在喷涂设备上附属配制一套独立的CO2局部应用系统，接在自动喷枪（杯）进口，发生火灾时，根据报警信号进行自动切换，喷枪（杯）自动喷出CO2气体，将自动喷涂设备笼罩，隔绝空气，以达到保护自动喷涂设备的目的。该套CO2供给系统只与自动喷涂设备相连，并不与喷漆间总的消防设施发生横向联系，独立性较强，而且不影响喷漆室消防系统类型的选择。
3.5 油漆存放及调漆间的消防
    在油漆存放间和调漆间，一般只存放1～2d的漆料和溶剂。因可燃物较多、通风不良或管理不善等原因，可使室内挥发的大量溶剂和蒸气因静电打火或其他火花而引起爆炸火灾。因此，涂装车间防火防爆的重点在油漆存放间和调漆间。
    该室内除按照《建规》一般要求设置消火栓和灭火器外，还必须设置可燃气体浓度自动报警系统和单独配置的自动灭火装置。考虑成本造价原因，也可选用自动喷水灭火系统。