燃煤电厂室内封闭煤场消防设计

燃煤电厂室内封闭煤场消防设计

吴涌

中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司 上海 200063

[摘要]：按国家有关消防规范和工程设计实践,对于燃煤电厂的封闭煤场,因其建筑占地面积大、煤场室内的净空高、煤场室内空间不易做防火分隔等特点,使用固定消防炮是一种较理想的封闭煤场消防措施。本文探讨了燃煤电厂室内封闭煤场的消防设计。

[关键词]：燃煤电厂；封闭煤场；消防设计

封闭煤场因其占地小、单位面积储煤量大、对周边环境污染小、程控水平高、抗恶劣天气强、无煤粉溢出而减少煤耗等优点，符合国家产业政策而被广泛应用于燃煤电厂，封闭煤场的消防设计就成为水工专业需解决的一个课题。

一、燃煤电厂封闭煤场消防系统设计的必要性及选择

封闭煤场根据煤场形状有条形封闭煤场和圆形封闭煤场两种。其中，条形煤场采用钢网架干煤棚进行封闭，钢网架外部设彩钢板，两侧上部设有采光带及排气孔，环保封闭性较好；圆形封闭煤场下部设有14m高挡煤墙，挡煤墙上设有球拱形罩壳，上部留有排气孔及来煤胶带机入口，封闭性较好的同时兼具较好的景观效果。另外，条形及圆形封闭煤场设备均采用斗轮堆取料机，由于煤场辅助机械工作量大，相应地增加了运行成本。且在实际运行中，由于煤场堆煤不受圆形煤场中具有挡煤墙的限制，原煤堆放较不规则，易产生堆煤死角，并造成安全隐患。圆形煤场中煤堆受14m高的挡墙限制，且煤场原煤均在刮板式取料机的工作范围内，因此回取率高于条形封闭煤场，可达100%。

此外，消防设计要以安全可靠、技术先进、经济合理及使用方便为目的，达到快速有效地扑灭火灾。一般封闭煤场发生火灾的主要原因：①煤的氧化反应导致煤发生自燃；②封闭煤场内在运输煤的过程中产生煤粉及煤中的可燃气体遇火星会发生煤粉爆炸。所以，电厂的封闭煤场是重点防火区域，做好消防设计至关重要。

封闭煤场的耐火等级为二级，火灾危险性为丙类，按照有关规定，封闭煤场必须在室内设置消防系统，但室内消火栓对封闭厂房的面积和间距有明确的标准及要求，封闭煤场面积超出了室内消火栓的设计要求，同时，结合相关修订文件可知，室内消火栓不适合封闭煤场的消防系统设计。同时，由于封闭煤场高度较高，超过了闭式喷淋系统的高度要求，所以闭式喷淋火灾系统不适宜用于燃煤电厂的封闭煤场。开放式自动消防系统虽然无高度要求，但必须依靠传动管道或其他自动报警装置来启动，因此对探测系统的准确性要求较高，一旦准确性得不到保证，极易产生错误的报警信号，从而触发火灾系统，进而对煤炭资源质量造成损害。同时，开式自动灭火系统的喷水面积有限，而封闭煤场的面积要比其喷水灭火面积大得多，若使用多套系统会增加维护难度、管理难度、用水量和成本。因此，开式自动灭火系统不适合封闭煤场。固定式消防水炮具有射程远、威力大等优势，与其他消防系统相比，更适合燃煤电厂封闭煤场的消防需求。

二、燃煤电厂封闭煤场中的固定消防水炮系统设计

1、消防用水量。固定消防水炮消防系统规定，用水量不得少于每秒60升，而且灭火持续时间不得少于一小时。因此，燃煤电厂封闭煤场固定火炮的用水量应为216平方米/小时。

2、固定消防水炮的水力计算。根据系统总水头损失、水炮安装高度和消防水泵供水压力，计算固定消防水炮的入口水力。

3、固定消防水炮的设计流量。根据固定消防水炮灭火系统的要求结合固定消防水炮在额定工况下的流量、设计条件下的压力及额定工况下的压力，计算出实际燃煤电厂封闭煤场中固定消防炮的设计流量。

3、固定消防水炮的设计流量。根据固定消防水炮灭火系统的要求,结合固定消防水炮在额定工况下的流量、设计条件与额定工况下的压力，计算出实际燃煤电厂封闭煤场中固定消防炮的设计流量。

4、固定消防水炮的射程设计。根据固定消防水炮灭火系统的要求，结合固定消防水炮在设计条件下与额定工况下的射程，计算出实际燃煤电厂封闭煤场中固定消防炮的实际射程。

5、固定消防水炮的布置。燃煤电厂封闭煤场中固定消防水炮的布置需按相关规定进行布置，其布置高度应保证消防炮的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位。在固定消防水炮的布置方法选择上，可参考室内消火栓的布置方式对其进行布置，根据固定消防水炮在消防设计条件下的覆盖面积半径及固定消防水炮在实际布置条件下的最大辐射距离计算出实际辐射范围，同时，还需结合消防水炮的实际射程对其进行布置。在计算出消防水炮的布置间距后，结合消防水炮的辐射范围半径、最大保护宽度的基础上，以及封闭煤场的实际面积计算出实际需设计的消防炮数量，并可采用悬挂在球型网架(或马道)上的方式进行布置。

对固定消防水炮采用高空悬挂布置方式，其安装及日后维护有一定的阻碍和影响，因此也可将其布置在挡料墙顶部的环形步道上，但煤堆堆积的高度可能会影响其射程，因此需在挡料墙顶部的环形步道上布置更多的消防水炮，己达到全方位无死角的保护目的。

6、固定消防水炮的控制。为了保障固定消防水炮使用的有效性，可在该消防系统中采用自动跟踪和定位的射流灭火系统，该系统是通过红外线、数字图像等多种探测元件完成对燃烧产生的高温进行探测的方式来实现对火源的定位与跟踪，同时可实现运用自动控制系统完成灭火。射流灭火系统由探测元件和自动控制两部分构成，其中自动控制包含了灭火装置及消防供水两部分，实现了火灾跟踪定位与灭火的结合，能做到对封闭煤场的安全实施监督与保障，当监督区域内发生燃烧等情况，射流灭火系统会在极短时间内完成定位跟踪并进行喷水灭火，直至火灾威胁解除。

7、其他注意事项。首先，因燃煤电厂的室内封闭煤场中煤炭的成分多样，且具有较强的挥发性特征。因此，在固定消防水炮的设计安装与布置中，还需考虑到对防爆电机与隔爆装置的运用，避免对固定消防水炮的工作性能产生影响而导致运行效果受损。其次，由于固定消防水炮的用水量及水压较大，所以在实际运用中，需对燃煤电厂封闭煤场消防系统的最大用水量及水压控制点进行全面考虑，根据实际情况及实际需求科学合理地对消防水炮的各种参数进行设计，以及对消防水池位置的合理布置。最后，若封闭煤场发生火灾等情况，消防人员在操作固定消防水炮时需注意做好防护措施，避免一氧化碳中毒，同时做好对爆炸风险的防范。为了降低人员风险，可结合计算机技术等先进技术在煤场内设置火灾探测器，对火灾、火源及消防系统进行智能探测及控制。

参考文献：

[1]王美义.封闭煤场消防设计浅析[J].内蒙古科技与经济，2014(01).

[2]张鹏.燃煤电厂室内封闭煤场消防设计[J].化工管理，2019(04).