淺析醫(yī)藥工業(yè)類潔凈廠房電氣消防設計與應用

發(fā)布時間： 2022-11-29　　點擊次數： 885次

王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

結合國家相關規(guī)范及多年藥廠潔凈車間的設計經驗，就醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房電氣消防設計中的具體做法作了簡要論述，指出只有在對規(guī)范理解的基礎上，以人為本，更新設計觀念，才能使電氣設計更趨完善。

0.引言

近年來，隨著我國人民生活水平的不斷提高，健康已成為廣大人民群眾的基本需要，受到廣大人民群眾的日益重視，由此促進了醫(yī)藥保健品行業(yè)較快發(fā)展。目前，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的設計與施工逐漸增多。潔凈廠房由于其具有的密閉性等特殊要求，且醫(yī)藥工業(yè)生產工藝復雜，生產過程中使用多種化學危險物品，火災危險性較大，有的藥品價格昂貴，一旦發(fā)生火災，損失嚴重。因此，潔凈廠房的電氣消防設計對于降低火災危險性、發(fā)現(xiàn)及撲救早期火災、減少火災損失和安全疏散生產人員有著重要的作用。依據多年醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房電氣消防系統(tǒng)設計經驗，現(xiàn)結合國家相關規(guī)范對醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的電氣消防系統(tǒng)設計做一論述。

1.醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的火災危險性

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房發(fā)生火災的危險性具有如下特點:

（1）醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房由于潔凈無塵無菌及溫度和濕度的要求，空間密閉，密封性好，發(fā)生火災后煙量大，造成熱量無處散發(fā)，甚至會使轟燃提前發(fā)生，大大縮短潔凈室各部位達到燃點的時間，不利于疏散和撲救。

（2）進入潔凈區(qū)經過換鞋、脫外衣、洗手及穿潔凈衣等流程，平面布置復雜，分割多，增加了疏散線路上的阻礙，延長了安全疏散的距離和時間。

（3) 潔凈區(qū)內許多房間都通過潔凈空調風管彼此連通，當發(fā)生火災時，風管成為煙、火迅速外竄的重要通道，殃及其他房間。

（4) 產品、原料的外包裝材料多選用紙板等易燃材料，增加了建筑物的火災荷載。

（5) 潔凈室的電氣設備較多，部分線路暗敷在彩鋼板豎板內，且照明開關、插座與彩鋼板墻之間均采用密封膠密封，檢修比較困難，有了故障不易被發(fā)現(xiàn)。

（6) 許多醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房內部分工序采用易燃易爆的化學危險品(如乙醇、丙酮及環(huán)氧乙烷等)作為輔料，其危險性不容忽視。

（7) 潔凈廠房對工藝加工設備精度和自動化程度要求很高，因而建筑以及生產設備投資十分昂貴，一旦發(fā)生火災，會造成嚴重的經濟損失。

2.電氣消防設計應注意的問題

2.1消防負荷電源

根據《建筑設計防火規(guī)范》及《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的消防負荷(消防應急照明、防排煙風機、火災自動報警系統(tǒng)、防火卷簾門及消防電梯等)一般按二級負荷設計。消防負荷通常由雙電源或者雙回路供電，并在末一級配電箱處設置自動切換裝置。末級切換就是為提高線路可靠性而采取的保護措施。另外，對于火災自動報警系統(tǒng)的供電，《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》提出了更高、更明確的要求: 火災自動報警系統(tǒng)應設有主電源和直流備用淺談醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房電氣消防設計電源。其主電源采用消防電源，直流備用電源宜采用火災報警控制器專用的蓄電池或者集中設置的蓄電池。火災自動報警系統(tǒng)的主電源的保護開關不應采用漏電保護開關。

2.2 消防用電設備配電線路及配電裝置

《建筑設計防火規(guī)范》要求: “消防用電設備應采用專用的供電回路"，是指從低壓總配電室或分配電室至消防設備末級配電箱的配電線路，均應與其他配電線路分開，不能與其他動力設備照明設備等共用回路。其配電線路應穿管保護，暗敷時應敷設在不燃燒體結構內，保護層厚度不小于30mm。明敷時(包括敷設在吊頂內)需穿金屬管或封閉式金屬線槽，并在表面涂防火涂料或采用隔熱材料覆蓋，導線應選用耐火型。消防用電設備配電系統(tǒng)的分支線路不應跨越防火分區(qū)，分支干線不宜跨越防火分區(qū)。末級消防配電箱至其配電消防設備之間的距離不宜大于30m。消防用電設備的配電設備應有明顯標志，盤面加注“消防"字樣標志。

2.3消防應急照明

醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房是密閉廠房，內部分隔多，室內人員流動路線復雜，出入通道迂回。為方便發(fā)生火災情況下人員的疏散和及時救災滅火，潔凈廠房應設置供人員疏散用的應急照明。潔凈廠房應急照明系統(tǒng)主要包括事故應急照明燈、應急出口標志及疏散指示燈，在設計時應注意以下幾點:

（1)沿疏散走道設置的疏散指示燈，應設置在疏散走道及拐角處距地面高度1.0m 以下的墻面上，且疏散指示燈間距不應大于20m，疏散指示燈自帶可充電、免維護的鎘鎳電池組。另外，應注意由于特殊的工藝要求，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房內常出現(xiàn)袋型走廊，袋型走廊內設置的疏散指示燈間距不應大于10m。

（2)潔凈廠房在專用消防口處應設置紅色應急照明燈，以便于消防人員及時進入廠房進行滅火。

（3)在主要生產車間、潔凈區(qū)走廊、人流通道、配電室及控制室等處設置備用照明，采用正常、應急兩用的熒光燈，這種熒光燈與普通熒光燈相比加裝了應急電源裝置。正常供電時與其他沒有裝應急電源裝置的燈具毫無區(qū)別，停電時加裝了應急電源裝置的燈具能在斷電后0.1 s 內自動起動應急電源，并維持1h以上的應急照明時間(應急供電時間視配用電池的容量而定)，應急電源裝置采用可充電、免維護的鎘鎳電池組。值得注意的是，應急燈的接線要采用四線制，其中火線要接在該回路照明開關前，這樣才能保證應急電源裝置一直處于充電待發(fā)的應急狀態(tài)。

2.4火災自動報警系統(tǒng)

探測器選擇與設置由于醫(yī)藥工業(yè)生產工藝較為復雜，其相應潔凈廠房內環(huán)境也有區(qū)別。火災探測器的選擇，對于是否能及時報警和減少誤報警有著重要的作用。在通常的區(qū)域內一般選擇感煙探測器;在粉塵量比較大的區(qū)域(例如: 固體制劑類廠房內的粉碎過篩、稱量、制粒、總混及壓片等工序區(qū)域，前處理提取類廠房內的切制、粉碎等工序區(qū)域)應選擇感溫探測器;在濕度比較大或有蒸汽的區(qū)域(例如口服液類廠房內的蒸煮工序區(qū)域，針劑、輸液類廠房內的水浴滅菌工序區(qū)域等)應選擇感溫探測器; 在電氣防爆區(qū)域生產工藝使用介質為有機溶媒( 例如甲醇、乙醇、丙酮、環(huán)氧乙烷及氫氣等)應選用防爆型可燃氣體探測器; 對于大空間的附屬倉儲區(qū)域，因其層高已經超過普通感煙或感溫探測器的有效探測高度，故宜選擇紅外光束感煙火災探測器或通過管路采樣的吸氣式感煙火災探測器。探測器的安裝位置及安裝方式應注意以下幾個方面:

（1)探測器至墻壁、梁邊的水平距離，不應小于0.5m。

（2)探測器周圍水平距離0.5m內，不應有遮擋物。由于A/級潔凈區(qū)需設風機過濾機組，風機過濾機組及掛簾會影響探測器的探測距離，設計時應考慮。

（3)醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房內的空調送風口上部設有過濾器，根據其送風形式及風速的特點，探測器至其近邊的水平距離不應小于 0.5m。

（4)在寬度小于3m的內走道頂棚上安裝探測器時，宜居中安裝。點型感溫火災探測器的安裝間距，不應超過10m;點型感煙火災探測器的安裝間距，不應超過15m。探測器至端墻的距離，不應大于安裝間距的一半。

（5)可燃氣體探測器的安裝位置應根據被探測的氣體密度確定。若其密度小于空氣密度，探測器應位于釋放源的上方0.5～2 m 和該區(qū)域廠房內高點氣體易于積聚處設置;若其密度大于或等于空氣密度，探測器應位于距地坪(或樓板)0.3～0.6m處設置。

( 6)消防通信設施由于潔凈廠房室內大量使用金屬板材，一般屏蔽效果很強，所以在潔凈廠房內應設置一套完善的消防通信設施。這套設施不僅提供給內部職工在發(fā)生火災后報警和通信使用，更應提供給參與滅火的消防官兵使用，以確保火場通信的暢通，減少不必要的通信中斷和通信故障，確保滅火人員的生命安全。

( 7)消防聯(lián)動控制當火災自動報警系統(tǒng)收到火災信號并確認后，通過聯(lián)動控制設備和輸出模塊發(fā)出指令關閉空調系統(tǒng)及防火閥，起動消防泵。火災發(fā)生后，打開排煙風口、排煙閥 (因潔凈廠房的密閉性及潔凈度要求，潔凈廠房的排煙閥通常為常閉狀態(tài))同時起動排煙風機。當火災溫度上升到280℃時，排煙閥關閉，同時停止排煙風機運行。當可燃氣體發(fā)生泄漏且其濃度達到爆炸下限值的20%時，在電氣防爆區(qū)內的可燃氣體探測器發(fā)出報警信號;當可燃氣體濃度達到爆炸下限值的50%時，發(fā)出報警信號，起動事故排風系統(tǒng)，并顯示返回信號。《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》第 6.3.1.8條要求: “消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源"。很多地區(qū)消防部門要求自動切斷非消防電源，但《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》對此有明確要求:“應手動切斷有關部位的非消防電源"。對此，針對潔凈廠房這種特殊的建筑，設計人員應積極與工程項目當地消防部門溝通，并嚴格按照《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》的要求設計。

3.安科瑞在醫(yī)藥工業(yè)的解決方案

3.1平臺概述

AcrelEMS-BP能效管理系統(tǒng)，集電力監(jiān)控、能源管理、設備運維于一體。平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數據化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數據和支持。

安科瑞生物制藥能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成35KV/10KV 的10KV/O.4KV電力監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，充電樁管理系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可對制藥廠區(qū)全局的用電和用電安全進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足用戶用電可靠、安全、穩(wěn)定、有序的要求。

3.2平臺拓撲圖

3.3平臺子系統(tǒng)

（1）電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄。

（2）能耗管理系統(tǒng)

建立的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對生物制藥各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便生物制藥用戶能夠實時的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快速的掌握點位的報警，并為生物制藥削峰填谷、調整負載等技改措施提供數據支撐。

（3）馬達監(jiān)控

馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯(lián)動控制。

（4）智慧消防

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網、大數據、云計算等現(xiàn)代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。