一、概述

水泥生產(chǎn)需要大量的原煤，由于來(lái)源不同，或同一礦區(qū)的燃料差異性大，這些原煤進(jìn)入水泥廠區(qū)后都需要進(jìn)行預(yù)均化處理，以確保水泥生產(chǎn)的品質(zhì)達(dá)標(biāo)；同時(shí)為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，原煤還需要儲(chǔ)存一定的數(shù)量；此外，為符合生產(chǎn)、環(huán)保等各方面的要求，原煤的預(yù)均化和儲(chǔ)存，均要在室內(nèi)封閉空間進(jìn)行。因此，原煤預(yù)均化和儲(chǔ)存堆場(chǎng)占地大，且廠房跨度大、長(zhǎng)度大、直徑大。從投資成本、生產(chǎn)運(yùn)行來(lái)看，并結(jié)合征地情況和地形，堆場(chǎng)一般采用室內(nèi)封閉長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)。

根據(jù)調(diào)查，室內(nèi)封閉原煤堆場(chǎng)內(nèi)的原煤由于長(zhǎng)期堆放，煤層內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w，并在封閉空間內(nèi)聚集，濃度達(dá)到可燃?xì)怏w爆炸下限后容易爆炸。如果原煤堆場(chǎng)中堆放的原煤有一些是高揮發(fā)性的品種或堆放時(shí)間較長(zhǎng)，均會(huì)導(dǎo)致原煤的自燃，并且原煤在輸送和裝卸的過(guò)程中，往往會(huì)形成大量的煤塵，遇火容易發(fā)生爆炸。因此水泥廠的封閉原煤堆場(chǎng)是重點(diǎn)防火區(qū)域，做好消防設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

室內(nèi)封閉原煤堆場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別屬于丙類，耐火等級(jí)為二級(jí)。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016_2014(2018版)(以下簡(jiǎn)稱“建規(guī)”)第8.2.1條第1款規(guī)定，建筑占地面積大于300m2的廠房和倉(cāng)庫(kù)應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)；根據(jù)第8.3.5條規(guī)定，難以設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的丙類庫(kù)房等高大空間場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置其他自動(dòng)滅火系統(tǒng)，并宜采用固定消防炮等滅火系統(tǒng)。根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50229-2019(以下簡(jiǎn)稱“火規(guī)”)第7.5.6條規(guī)定，室內(nèi)貯煤場(chǎng)應(yīng)設(shè)置固定滅火水炮，并應(yīng)符合：應(yīng)保證至少一門水炮的水柱到達(dá)煤場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)，每門水炮的流量不宜小于20L/s，應(yīng)具有直流和水霧兩種噴射方式，宜采用就地手動(dòng)控制；根據(jù)第7.3.2條規(guī)定，室內(nèi)貯煤場(chǎng)可不設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。

根據(jù)《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB414-2018(以下簡(jiǎn)稱“冶規(guī)”)第3.0.7條規(guī)定，封閉貯煤場(chǎng)建筑面積和防火分區(qū)面積不宜超過(guò)12000m2，當(dāng)超過(guò)12000m2時(shí)，應(yīng)設(shè)置消防炮滅火設(shè)施；根據(jù)第8.2.1條第2款規(guī)定，已設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)的室內(nèi)貯煤場(chǎng)可不設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。

在該水泥廠招標(biāo)技術(shù)文件中，業(yè)主要求室內(nèi)封閉原煤堆場(chǎng)采用水噴霧滅火系統(tǒng)保護(hù)，但根據(jù)“建規(guī)”第8.3.8條及《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50219-2014相關(guān)規(guī)定，該原煤堆場(chǎng)不適用水噴霧滅火系統(tǒng)保護(hù)，應(yīng)采用固定消防水炮保護(hù)。根據(jù)“火規(guī)”第7.5.6條規(guī)定及條文說(shuō)明，并結(jié)合原煤堆場(chǎng)實(shí)際情況，采用手動(dòng)消防水炮。

2.2 室內(nèi)封閉原煤堆場(chǎng)消防滅火設(shè)施配置

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

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

(3)在室內(nèi)封閉式長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)棧橋與運(yùn)煤轉(zhuǎn)運(yùn)站的銜接處設(shè)置水幕系統(tǒng)。

(4)原煤堆場(chǎng)外的室外消防管網(wǎng)應(yīng)為環(huán)狀布置。

(5)在堆取料機(jī)上配置手提式滅火器。

(6)進(jìn)出室內(nèi)封閉式長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)的帶式輸送機(jī)棧橋設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。

2.3 工程實(shí)例

本文以阿曼某5000t/d水泥廠為例，進(jìn)行室內(nèi)封閉長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)。該水泥廠一期設(shè)計(jì)規(guī)模為一條5000t/d的熟料水泥生產(chǎn)線，并配備2×15MW自備電站及余熱發(fā)電系統(tǒng)，采用一座儲(chǔ)量為2×30000t平面尺寸為436m×55．6m的全封閉式長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)，水泥生產(chǎn)線與自備電站共用原煤堆場(chǎng)，其建筑占地面積約24240m2，原煤堆場(chǎng)中的最高處約29m。全封閉式長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)的頂棚采用輕型鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架直接落地。室內(nèi)封閉長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)剖面圖如圖1所示。

圖1 封閉原煤堆場(chǎng)剖面示意圖

2.3.1消防炮的設(shè)計(jì)射程

根據(jù)《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50338-2003(以下簡(jiǎn)稱“固定炮規(guī)”)第4.3.1條第3款，水炮的設(shè)計(jì)射程可按下式確定：

式中，Ds為水炮的設(shè)計(jì)射程，m；Dso為水炮在額定工作壓力時(shí)的射程，m；Pe為水炮的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)流量

根據(jù)“固定炮規(guī)”第4.3.1條第5款，水炮的設(shè)計(jì)流量可按下式確定：

式中，Qs為水炮的設(shè)計(jì)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(chǎng)外墻的長(zhǎng)邊布置，按照各消防水炮廠家資料，并結(jié)合原煤堆場(chǎng)的實(shí)際情況及消防水泵的設(shè)計(jì)選型，原煤堆場(chǎng)的每個(gè)長(zhǎng)邊各布置5門PS30A型手輪式消防水炮。消防水炮選型參數(shù)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(shí)為了保證供水的可靠性，消防水管在長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)周圍成環(huán)狀布置，并有兩根消防水引入管與廠區(qū)室外消防環(huán)網(wǎng)連接。消防水炮平面布置見(jiàn)圖2。

圖2 消防水炮平面布置簡(jiǎn)圖

根據(jù)“建規(guī)”、“固定炮規(guī)”及工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，并參照“火規(guī)”、“冶規(guī)”，對(duì)于水泥廠的室內(nèi)封閉長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)，由于其建筑占地面積大、室內(nèi)凈高較高、內(nèi)部空間不易做防火分隔、危險(xiǎn)等級(jí)高的特點(diǎn)，采用固定消防炮滅火系統(tǒng)是室內(nèi)封閉長(zhǎng)形原煤堆場(chǎng)較為理想的消防滅火措施，同時(shí)可輔助使用室內(nèi)消火栓及手提式滅火器。

作者：秦江江，梁麗鵬

來(lái)源：《中材海外工程有限公司》

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