關于黃驊港三期工程儲煤筒倉防爆分區劃分的探討

劉 璠，魏美芳

（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

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關于黃驊港三期工程儲煤筒倉防爆分區劃分的探討

劉 璠，魏美芳

（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

摘要：黃驊港三期工程是國內首個在港口大規模使用筒倉儲煤的工程，儲煤筒倉的防爆分區劃分無現成規范可循。文中介紹了筒倉儲煤方案，通過對比煤炭與糧食的性質，認為該兩種物質存在一定相似性。提出儲煤筒倉的防爆分區可參照有明確規范規定的糧食筒倉進行劃分。

關鍵詞：筒倉；煤炭；糧食；粉塵防爆；探討

引 言

港口是交通運輸大動脈的樞紐，是水上運輸和陸上運輸的聯接點。在港口，散裝物料運輸的特點是大進大出，重點是安全性和高效率，因此基本上采用自動化、專業化的運輸工藝。根據物料特性，糧食、水泥等散裝物料多采用筒倉存儲，而煤炭、礦石等散裝物料多采用露天堆存。隨著人民生活水平的逐步提高，環保意識逐漸加強，如何治理煤炭露天堆存產生造成的環境污染已經提到議事日程。如果能夠采用筒倉存儲煤炭，那么環境污染問題就能較為徹底的解決。

神華集團以其獨有的“礦—路—港—船—廠”五位一體的運行特點，在黃驊港煤炭港區建設了國內第一個在港口大規模利用筒倉儲煤的煤碼頭工程——黃驊港三期工程。該工程在設計之初，即研究了黃驊港封閉筒倉成套技術，從煤炭裝卸工藝流程、筒倉倉型與參數選擇、筒倉工藝系統設計與設備選型、筒倉樁基、筒倉結構和安全運行設施等方面對港口利用筒倉儲煤進行了專題研究。

筒倉防爆分區的劃分是筒倉安全運行的基礎，因筒倉儲煤無嚴格意義的規范規定，下面結合糧食筒倉防爆分區的劃分方式對筒倉防爆分區的劃分進行探討。

1 防爆分區的定義

借助神華集團產業鏈的優勢，黃驊港三期工程選取周轉快、周轉量大的煤種儲存于筒倉，平均堆存天僅3天。由于筒倉“先進先出”的特性，使用過程中，筒倉內的煤炭處于動態儲存中，煤炭位于筒倉內的時間不大于3天。而煤炭會逐步散發一定量的可燃性氣體，鑒于煤炭儲存時間較短，且可燃氣體會在煤炭取料過程中快速發散，因此，在本次探討中將不考慮筒倉的氣體防爆。

根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB50058-2014），對防爆分區的定義如下。

1.1 爆炸性粉塵環境危險區域劃分

第4.2.2條：爆炸性危險區域應根據爆炸性粉塵環境出現的頻繁程度和持續時間分為20區、21區、22區，分區應復核下列規定：

1）20區應為空氣中可燃性粉塵云持續地或長期地或頻繁地出現于爆炸性環境中的區域；

2）21區應為在正常運行時，空氣中的可燃性粉塵云很可能偶爾出現于爆炸性環境中的區域；

3）22區應為在正常運行時，空氣中的可燃粉塵云一般不可能出現于爆炸性粉塵環境中的區域，即使出現，持續性時間也是短暫的。

1.2 劃分為非爆炸性危險區域的條件

第4.2.4條：符合下列條件之一時，可劃分為非爆炸性危險區域：

1）裝有良好除塵效果的除塵裝置，當該除塵裝置停車時，工藝機組能連鎖停車；

2）設有為爆炸性粉塵環境服務，并用墻隔絕的送風機室，其通向爆炸性粉塵環境的風道設有能防止爆炸性粉塵混合物侵入的安全裝置；

3）區域內使用爆炸性粉塵的量不大，且在排風柜內或風罩下進行操作。

2 防爆分區的劃分

2.1 儲煤筒倉布置方案

圖1 筒倉群布置

筒倉區橫向布置，共布置24個筒倉，分成4組，每組6個筒倉構成一條堆取料作業線，每條堆取料作業線設一條進倉皮帶機（布置在筒倉上部）和2條出倉皮帶機（布置在地面以上）。同作業線筒倉中心距46 m，相鄰作業線筒倉間距51 m（見圖1）。

筒倉采用全地上式，高度43 m、直徑40 m，單個倉容3萬t。倉頂卸料帶式輸送機和倉底出料帶式輸送機均自西向東運行。每條堆取料線的筒倉頂部布置一條帶式輸送機廊道，廊道內采用皮帶小車卸料作業方式；每條堆取料作業線底部平行布置2條倉底帶式輸送機，出堆場后轉接到裝船接力帶式輸送機上。筒倉底部對稱布置6個出料口，每個出料口下方布置一臺活化給料機，通過活化給料機向帶式輸送機上供料，3個出料口對應一條倉底帶式輸送機。給料機可以實現從0到100 %無級調整給料能力，滿足混配煤作業的需要（見圖2、圖3）。

圖2 筒倉剖面

圖3 倉底出料口平面

2.2 煤炭與糧食的性質對比

根據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB50058-2014）附錄E，可燃性粉塵特性匯總見表1。

表1 糧食和煤炭可燃性特性對比

由表1中數據可見，糧食與煤炭在可燃性特性方面有一定的相似性，因此，可參考在筒倉防爆分區中有成熟經驗的糧食筒倉，劃分儲煤筒倉的防爆分區。

2.3 糧食筒倉防爆分區劃分

根據《糧食立筒倉粉塵防爆安全規范》（AQ4229-2013），糧食立筒倉粉塵爆炸危險場所應按GB 17440的要求，劃分為20區、21區和22區。

糧食立筒倉粉塵爆炸危險場所的分區如表2。

表2 糧食立筒倉粉塵爆炸危險場所的分區

2.4 筒倉防爆分區

1）筒倉防爆分區的初步劃分

圖4 筒倉區域示意

參考糧食筒倉的劃分原則，儲煤筒倉各區域防爆分區初步劃分如表3。

2）筒倉防爆分區的調整

由于《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB50058-2014）中第4.2.4條中對爆炸性粉塵環境劃分為非爆炸性危險區域列出了一系列條件，在實施中，倉頂廊道采取了一定措施，使其調整為非防爆區。

表3 儲煤筒倉防爆分區初步劃分

倉頂廊道為封閉區域，且作業時有粉塵產生，但依據《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB50058-2014）第4.2.4條“符合下列條件時，可劃為非爆炸危險區域：裝有良好除塵效果的除塵裝置，當該除塵裝置停車時，工藝機組能連鎖停車”。

三期工程筒倉倉頂廊道側墻設置了具有良好除塵效果的軸流風機，且工藝控制系統與除塵控制系統聯網通訊，具備聯鎖功能。

因此，倉頂廊道調整為非防爆區。

3）筒倉防爆分區的確定

經調整后，儲煤筒倉各區域防爆分區劃分如表4。

表4 儲煤筒倉防爆分區劃分

3 結 語

本文參考糧食筒倉的防爆分區劃分方式，對儲煤筒倉的防爆分區進行了劃分，作為設備設置的依據。由于尚無使用經驗，防爆分區劃分偏于嚴格，在筒倉使用過程中，可加強對筒倉粉塵濃度和除塵器使用效果的觀測，獲取第一手資料，為更為準確的劃分儲煤筒倉防爆分區提供依據。

參考文獻：

[1] 中國神華能源股份有限公司, 神華黃驊港務有限責任公司, 中交第一航務工程勘察設計院有限公司. 黃驊港煤炭封閉筒倉成套技術研究報告[R]. 2010, 06.

[2] GB50058-2014爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范[S].

[3] AQ4229-2013糧食立筒倉粉塵防爆安全規范[S].

Discussion on Dust Explosion Protection Partition of Coal Silo Area in Huanghua Port Phase-3 Project

Liu Fan, Wei Meifang
（CCCC First Harbor Consultants Co., Ltd., Tianjin 300222, China）

Abstract:Huanghua Port phase-3 project is the first domestic project that stores a mass of coal by using silos. So far there is no available standard for the dust explosion protection partition of coal silos. An introduction has been given to the program of using silos to store coal. By comparing the natures of coal and grain, it is found that those two substances are similar. Therefore coal silo area can be partitioned according to dust-explosion-protection partition standard of grain silos.

Key words:silo; coal; grain; dust explosion protection; discussion

作者簡介：劉璠（1981-），男，工程師，主要從事港口規劃設計工作。

收稿日期：2015-07-20

DOI:10.16403/j.cnki.ggjs20160104

中圖分類號：U651+.5

文獻標識碼：A

文章編號：1004-9592（2016）01-0021-03