超大型室內煤堆場滅火設施配置設計

李貴雷 孫理

摘要：隨著環保要求越來越高，目前越來越多的發電廠要求設置封閉式煤堆場，這些大型煤燃料堆場的消防設計，需結合目前國內技術水平、燃料特性、堆場封閉類型等進行綜合考慮，找出合適的消防系統配置方案。

關鍵詞：消防設計; 封閉煤場; 封閉燃料堆場

1 ? 引言

目前隨著機組環保標準的提高和裝機規模的增大，越來越多的項目需要使用封閉式煤堆場，甚至國內一些位于環境敏感地區的洗選煤基地、煤炭儲備基地等，也都考慮使用封閉型儲煤場。就國內目前超大型儲煤場技術來看，一般采用封閉型圓形儲煤場及封閉型條形儲煤場。而筒倉因為儲備煤量有限一般應用于較小型的項目上。

室內圓形儲煤場為圓形擋煤墻加球形網架鋼屋蓋而成的結構，內部設置回轉式堆取料機，該種煤場單位面積儲煤量最高，可實現煤的先進先出設計，缺點是混煤能力較差。室內條形煤場一般為穹形網架封閉，內部設堆取料機或斗輪機。

目前國內對于超大型室內煤場的消防設計，在新版《火力發電廠與變電站設計防火標準》GB50229-2019頒布前尚無現行的規范具體規定。我國引進第一座120m直徑圓形室內儲煤場時，為引進臺塑臺灣麥寮電廠的設計技術，在建成投產后，得到了消防主管部門的審查認可。我公司設計2015年投運的萬州電廠和2018年投運的神華九江電廠，直徑達到了136m，配置的消防炮的射程也超過一般消防炮的射程，需要專門研究消防炮的選型及布置，方能實現煤場內的無縫覆蓋。

條形封閉煤場在國外燃煤電廠較為常用，煤場內為條形煤堆。每座封閉煤場根據煤場長度配有1臺或幾臺卸料車及1～2臺取料機，堆、取料作業可同時進行。目前國內很少電廠采用全封閉方形煤場，其設計、運行經驗尚不夠成熟。我公司設計的神華巴蜀江油國家煤炭應急儲備基地工程和安徽華電蕪湖發電有限公司二期2×1000MW擴建工程采用了封閉條形煤場。條形封閉煤場空間較大，如蕪湖二期工程的條形封閉式煤場，煤場平面尺寸為449m×102m，室內凈空高度36.7m;江油國家煤炭應急儲備基地工程的條形封閉式煤場，煤場平面尺寸為360m×112m，室內凈空高度41.6m。封閉式條形煤場通過自然通風方式換氣，其消防特點與圓形煤場相同，采用常規的消火栓系統難以覆蓋整個堆煤區域，且不方便操作和控制，一般均設置流量大、射程遠的消防水炮，以達到對封閉煤場的消防保護。

2 ? 封閉煤堆場的消防系統選擇

電廠的封閉式煤場屬于大空間場所（通常將民用和工業建筑物內凈空高度大于8m，倉庫建筑物內凈空高度大于12m的場所稱為大空間場所），鑒于條形封閉式煤場的結構特點，新版《火力發電廠與變電站設計防火標準》GB50229-2019中規定室內貯煤場的滅火系統采用水炮。消防水炮可噴射出強有力的直流水柱，射流集中，射程遠，用于室內貯煤場的消防和撲滅存煤明火燃燒較為適合，已在圓形室內煤場廣泛應用。

《火力發電廠與變電站設計防火標準》GB50229-2019條文7.5.6第2條對室內貯煤場消防設計做出了規定。室內貯煤場的固定滅火水炮按保證至少一門水炮到達煤場內任意點布置，且每門水炮的流量不小于20L/s，噴射方式宜具有直流和水霧兩種方式，控制宜采用手動。

消防水炮是遠距離撲救火災的重要消防設備，以水作介質，炮由底座、進水管、回轉體、集水管、射流調節環、手把和鎖緊機構等組成炮身可作水平回轉和仰俯回轉，并可實現定位。炮使用壓力范圍廣，射程遠并可實施直流至90°開花、水霧射流的無極調節。消防炮的控制方式一般為手動、電動遠控以及自動控制，一般工作場所下采用手動消防炮，如環境惡劣或難以在規定時間內到達操作位置，則可選用電動消防炮。

封閉式圓形煤堆場一般采用手動或電動消防水炮即可滿足要求，但考慮到封閉式條形煤場水炮安裝位置難以靠近操作，條形封閉式煤場更適合選用遠控電動水炮，但一般仍采用手動控制其啟停。

2.1 ?圓形煤堆場滅火及探測報警設施配置

（1）在中心堆取料機上設置消防水炮，一般設置3套，底部不易覆蓋區域可采用消火栓補充。

（2）在煤場四周設置消防水炮，水炮覆蓋范圍為～50m，可保證任何一點都有一支消防水炮覆蓋。

（3）在煤場內設置工業電視監控和可燃氣體探測報警裝置，發現明火或可燃氣體，及時采取措施。

（4）在擋煤墻周邊設置感溫光纖，探測火災發生，可及時采取措施滅火，將損失降低到最低。

（5）在封閉式貯煤場棧橋、隧道與運煤轉運站的銜接處設置水幕系統。

（6）煤場外四周應設置環狀消防水管。

（7）在堆取料機上配置移動式滅火器。

（8）當電廠燃用褐煤及高揮發份煤種，或者棧橋采用鋼結構時，在進入封閉煤場的帶式輸送機棧橋及地下帶式輸送機隧道設置水噴霧滅火系統或自動噴水滅火系統。

2.2 ?封閉式條形煤堆場滅火及探測報警設施配置

（1）在刮板取料機基礎上設置消火栓，消火栓間距按照30m考慮，保證同時有兩支水槍覆蓋掛板取料機及附近煤堆場。

（2）在煤場四周設置消防水炮，水炮覆蓋范圍為～50m，可保證任何一點都有一支消防水炮覆蓋。

（3）在煤場內設置工業電視監控和可燃氣體探測報警裝置，發現明火或可燃氣體，及時采取措施。

（4）在堆取料機設置感溫光纖，探測火災發生，可及時采取措施滅火，將損失降低到最低。

（5）在條形封閉式貯煤場棧橋、隧道與運煤轉運站的銜接處設置水幕系統。

（6）煤場外四周應設置環狀消防水管。

（7）在堆取料機上配置移動式滅火器。26EAB2E9-4818-4EB2-8C0F-583D179C4EE6

（8）當電廠燃用褐煤及高揮發份煤種，或者棧橋采用鋼結構時，在進入條形封閉煤場的帶式輸送機棧橋及地下帶式輸送機隧道設置水噴霧滅火系統或自動噴水滅火系統。

神華巴蜀江油煤炭應急儲備基地工程為封閉條形堆煤場的典型，其煤場寬度112.8m，長度360m，中部立柱擋墻高16.8m，采用鋼網架結構，彩色壓型鋼板封閉。煤場高位堆料機南北兩側各一個矩形煤堆，可分別貯存2個不同煤種。煤場內煤堆實際寬度91.5m，堆高約25m，總長346m，儲量約30萬噸。

由于固定式消防水炮只能布置在網架上，布置高度高于地面30m以上，遠高于圓形煤場的12～15m。按照各消防水炮廠家資料，額定流量為20～60L/s的消防水炮的額定壓力為0.8MPa，額定壓力下，消防水炮射出水柱在射程范圍內為直線，便于操作對準火災區域，而若要保證消防水炮的額定工作壓力，電動消防水泵的揚程顯然是不夠的，設計通過選擇較大流量規格的消防水炮，在滿足最小設計流量20L/s的要求下，實際工作壓力可降低，但是伴隨的是射程將減小，需要布置更多的消防水炮。綜合封閉式條形煤場的布置情況以及消防水泵的設計選型，消防水炮布置在網架頂部兩根馬道上，每根馬道設置7門PS40型消防水炮。消防水炮選型參數為：額定工作壓力0.8MPa，額定壓力下射程60m，額定流量40L/s，工作壓力范圍0.5～1.2MPa，最大噴霧角10°，俯仰角-70°～70°，水平回轉角360°。經計算，消防水炮在0.5MPa下射程約為47.4m，14只消防水炮可完全覆蓋條形煤場區域，俯仰角約-40°～40°，水平回轉角360°，均要符合本產品選型的要求。同時為了保證供水的可靠性，消防水管在條形煤場周圍呈環狀布置，并有兩路水管與廠區消防水管相連。

3 ? 結語

（1）封閉式煤場一般可采用固定式消防水炮的滅火系統來滅火，同時可輔助使用消火栓和滅火器。與之連接的棧橋連接處一般用固定分隔水幕，地下封閉輸煤廊道可采用固定水噴霧滅火系統。

（2）對于圓形煤場，中心柱消防水炮應注意其下部的死角，一般可用消火栓補充;對于條形煤場，安裝消防炮時需結合網架的構造考慮水炮的俯仰角、最大霧化角，以免造成滅火死區影響消防水炮的操作空間。

（3）圓形煤場采用手動固定式消防炮即可滿足使用需求，為減輕勞動強度，也可采用固定式電動消防炮;條形封閉式煤場，一般應采用遠控型電動消防水炮。

（4）由于消防炮所需的工作壓力較大，因此需統籌考慮電廠工程消防最大用水量和水壓控制點，合理設計消防水泵及消防穩壓設施的參數和消防管道管徑的選擇。

（5）對于這種建筑面積大、室內凈空超高、內部空間不易分隔、危險等級高的大型封閉式煤場，固定式消防水炮是比較理想的滅火設施，也符合《火力發電廠與變電站設計防火標準》GB50229-2019的相關要求。封閉煤場應用實例較少，需要在后續工程實踐中不斷積累經驗，以增進實際使用效果。

作者簡介：

李貴雷，學歷：工程碩士，職稱：高級工程師，從事專業：火力發電廠消防設計。

參考文獻：

[1] ? 中華人民共和國住房和城鄉建設部.火力發電廠與變電站設計防火標準GB50229-2019[S].北京：中國計劃出版社，2019.

[2] ? 中華人民共和國公安部.固定消防炮滅火系統設計規范GB50333-2003[S].2003.

[3] ? 公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所.建筑防火設計規范GB50016-2014[S].2015.26EAB2E9-4818-4EB2-8C0F-583D179C4EE6