一、概述

水泥生產需要大量的原煤，由于來源不同，或同一礦區的燃料差異性大，這些原煤進入水泥廠區后都需要進行預均化處理，以確保水泥生產的品質達標；同時為了保證生產的連續性，原煤還需要儲存一定的數量；此外，為符合生產、環保等各方面的要求，原煤的預均化和儲存，均要在室內封閉空間進行。因此，原煤預均化和儲存堆場占地大，且廠房跨度大、長度大、直徑大。從投資成本、生產運行來看，并結合征地情況和地形，堆場一般采用室內封閉長形原煤堆場。

根據調查，室內封閉原煤堆場內的原煤由于長期堆放，煤層內部會產生氫氣、甲烷等可燃氣體，并在封閉空間內聚集，濃度達到可燃氣體爆炸下限后容易爆炸。如果原煤堆場中堆放的原煤有一些是高揮發性的品種或堆放時間較長，均會導致原煤的自燃，并且原煤在輸送和裝卸的過程中，往往會形成大量的煤塵，遇火容易發生爆炸。因此水泥廠的封閉原煤堆場是重點防火區域，做好消防設計至關重要。

2.1 設計依據

室內封閉原煤堆場的火災危險性類別屬于丙類，耐火等級為二級。根據《建筑設計防火規范》GB50016_2014(2018版)(以下簡稱“建規”)第8.2.1條第1款規定，建筑占地面積大于300m2的廠房和倉庫應設置室內消火栓系統；根據第8.3.5條規定，難以設置自動噴水滅火系統的丙類庫房等高大空間場所，應設置其他自動滅火系統，并宜采用固定消防炮等滅火系統。根據《火力發電廠與變電站設計防火標準》GB50229-2019(以下簡稱“火規”)第7.5.6條規定，室內貯煤場應設置固定滅火水炮，并應符合：應保證至少一門水炮的水柱到達煤場內任意點，每門水炮的流量不宜小于20L/s，應具有直流和水霧兩種噴射方式，宜采用就地手動控制；根據第7.3.2條規定，室內貯煤場可不設置室內消火栓系統。

根據《鋼鐵冶金企業設計防火標準》GB414-2018(以下簡稱“冶規”)第3.0.7條規定，封閉貯煤場建筑面積和防火分區面積不宜超過12000m2，當超過12000m2時，應設置消防炮滅火設施；根據第8.2.1條第2款規定，已設置自動滅火系統的室內貯煤場可不設置室內消火栓系統。

在該水泥廠招標技術文件中，業主要求室內封閉原煤堆場采用水噴霧滅火系統保護，但根據“建規”第8.3.8條及《水噴霧滅火系統技術規范》GB50219-2014相關規定，該原煤堆場不適用水噴霧滅火系統保護，應采用固定消防水炮保護。根據“火規”第7.5.6條規定及條文說明，并結合原煤堆場實際情況，采用手動消防水炮。

2.2 室內封閉原煤堆場消防滅火設施配置

(1)在原煤堆場沿墻均勻設置室內消火栓，消火栓間距按照30m考慮，保證同時有兩股水柱覆蓋堆取料機及附近原煤堆場。

(2)沿原煤堆場外墻的長邊設置消防水炮，水炮覆蓋范圍約為50m，可以保證任何一點都有一門水炮的水柱保護。

(3)在室內封閉式長形原煤堆場棧橋與運煤轉運站的銜接處設置水幕系統。

(4)原煤堆場外的室外消防管網應為環狀布置。

(5)在堆取料機上配置手提式滅火器。

(6)進出室內封閉式長形原煤堆場的帶式輸送機棧橋設置水噴霧滅火系統。

2.3 工程實例

本文以阿曼某5000t/d水泥廠為例，進行室內封閉長形原煤堆場的消防設計。該水泥廠一期設計規模為一條5000t/d的熟料水泥生產線，并配備2×15MW自備電站及余熱發電系統，采用一座儲量為2×30000t平面尺寸為436m×55．6m的全封閉式長形原煤堆場，水泥生產線與自備電站共用原煤堆場，其建筑占地面積約24240m2，原煤堆場中的最高處約29m。全封閉式長形原煤堆場的頂棚采用輕型鋼網架結構，網架直接落地。室內封閉長形原煤堆場剖面圖如圖1所示。

圖1 封閉原煤堆場剖面示意圖

2.3.1消防炮的設計射程

根據《固定消防炮滅火系統設計規范》GB50338-2003(以下簡稱“固定炮規”)第4.3.1條第3款，水炮的設計射程可按下式確定：

式中，Ds為水炮的設計射程，m；Dso為水炮在額定工作壓力時的射程，m；Pe為水炮的設計工作壓力，MPa；Po為水炮的額定工作壓力，MPa。

2.3.2消防炮的設計流量

根據“固定炮規”第4.3.1條第5款，水炮的設計流量可按下式確定：

式中，Qs為水炮的設計流量，L/s；Qso為水炮在額定流量，L/s。

2.3.3固定消防炮的布置

消防水炮沿原煤堆場外墻的長邊布置，按照各消防水炮廠家資料，并結合原煤堆場的實際情況及消防水泵的設計選型，原煤堆場的每個長邊各布置5門PS30A型手輪式消防水炮。消防水炮選型參數為：額定工作壓力0.8MPa，額定壓力下射程55m，額定流量30L/s，工作壓力范圍0.8～1.0MPa，最大噴霧角120°，帶有霧化功能。同時為了保證供水的可靠性，消防水管在長形原煤堆場周圍成環狀布置，并有兩根消防水引入管與廠區室外消防環網連接。消防水炮平面布置見圖2。

圖2 消防水炮平面布置簡圖

根據“建規”、“固定炮規”及工程設計實踐，并參照“火規”、“冶規”，對于水泥廠的室內封閉長形原煤堆場，由于其建筑占地面積大、室內凈高較高、內部空間不易做防火分隔、危險等級高的特點，采用固定消防炮滅火系統是室內封閉長形原煤堆場較為理想的消防滅火措施，同時可輔助使用室內消火栓及手提式滅火器。

作者：秦江江，梁麗鵬

來源：《中材海外工程有限公司》

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