宮瑤 唐勇 尹奇 李貴雷

摘要：隨著我國工業(yè)化進程的不斷推進，大型貯煤輸煤設施及鍋爐也在非火電行業(yè)得到應用。本文結合非電力行業(yè)的北方某化工廠輸煤島、鍋爐島工程項目，對其執(zhí)行的設計標準、固定消防系統(tǒng)設計的重點、難點問題進行了介紹。

關鍵詞：非電行業(yè)輸煤島;非電行業(yè)鍋爐島;消防系統(tǒng)設計

近年來，隨著我國工業(yè)化進程的不斷發(fā)展，大型貯煤輸煤設施及鍋爐也在非火電行業(yè)得到應用，如鋼鐵、化工等行業(yè)。在非電行業(yè)中的輸煤、鍋爐島與火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)、主廠房燃燒熱力系統(tǒng)不同，火力發(fā)電廠內的主廠房燃燒熱力系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的主體設備，而非電行業(yè)中的輸煤、鍋爐島只是整個工程的附屬裝置。因此不能繼續(xù)執(zhí)行《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》，而應執(zhí)行適用范圍更寬泛的《建筑設計防火規(guī)范》。由于《建筑設計防火規(guī)范》不是有針對性的專業(yè)規(guī)范，這樣就大大的提高了輸煤、鍋爐島消防設計、施工的難度。本課題通過開展方案研究，開創(chuàng)新方法等一系列措施，成功解決了各項技術難題。

一、項目背景

北方某新建煤化工廠，為滿足全廠工藝裝置對大量蒸汽的需求，保證化工裝置可靠運行，需配套建設蒸汽生產設施，項目考慮建設高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐及其配套設施（以下簡稱鍋爐島）。同時為滿足全廠工藝對煤源的需求，需配套建設氣化用原料煤和鍋爐用燃料煤所需的煤儲運設施（以下簡稱輸煤島），包含卸煤、儲煤、混煤、上煤等系統(tǒng)?；ば袠I(yè)的輸煤、鍋爐島與火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)、主廠房燃燒熱力系統(tǒng)不同?；鹆Πl(fā)電廠內的主廠房燃燒熱力系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的主體設備，而非電行業(yè)中的輸煤、鍋爐島只是整個工程的附屬裝置。經與當?shù)叵啦块T溝通確認，結合當?shù)貙嶋H情況，本項目輸煤、鍋爐島部分不執(zhí)行《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》，而執(zhí)行通用性更強的《建筑設計防火規(guī)范》。

二、采用《建筑設計防火規(guī)范》對輸煤、鍋爐島消防部分設計的影響分析

按照《火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準》，主廠房的火災危險性類別按照定義為丁類。而按照《建筑設計防火規(guī)范》，主廠房中除氧煤倉間內含有可燃固體，火災危險性定義為丙類，主廠房中的鍋爐房定義成丁類，但主廠房中除氧煤倉間著火后，可燃物煤足以構成爆炸或燃燒的危險，因此主廠房的火災危險性類別定義為丙類。丙類建筑當采用高層廠房或建筑面積大于500m2的地下或半地下丙類廠房時，應設置自動滅火系統(tǒng)，并宜采用自動噴水滅火系統(tǒng)。因此本工程在輸煤島各個轉運站、碎煤機室、筒倉、汽車卸煤溝等建構筑物及鍋爐島的主廠房中均需采用自動滅火系統(tǒng)。

本項目輸煤、鍋爐島的消防系統(tǒng)執(zhí)行《建筑設計防火規(guī)范》，設置了自動噴水滅火系統(tǒng)，如預作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)、干式系統(tǒng)等，使得其設計的各個建構筑物的消防水量比常規(guī)火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)的消防水量大，各建筑物消防水量詳見表1。

設計過程中，應注意各個建構筑物的消防干管管徑比常規(guī)火電項目更大，設置自動噴水系統(tǒng)的建筑物消防水干管至少在DN200以上。并應核算總體院設計的消防水泵、水池的容量是否滿足消防設計的要求。

三、輸煤、鍋爐島中自動滅火系統(tǒng)設計難點分析

（一）輸煤、鍋爐島中大空間自動滅火系統(tǒng)設計難點分析

輸煤島中的碎煤機室因要滿足輸煤落料轉運的工藝要求，及設備檢修起吊的要求，碎煤機室內一些樓層高度比較高。超過了《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》中規(guī)定的采用預作用系統(tǒng)中危險級II級最大凈空高度要求的12m。預作用系統(tǒng)無法滿足要求，因此應設置雨淋系統(tǒng)。受煤斗制約，需要在側墻安裝側墻式噴頭，對本層進行保護。

輸煤島中的汽車卸煤溝因本工程工藝要求，氣化用煤和鍋爐用煤需嚴格分開，不能摻混。為滿足汽車接卸，汽車卸煤溝地下深度較大。超過了《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》中規(guī)定的采用預作用系統(tǒng)中危險級II級最大凈空高度要求的12m。預作用系統(tǒng)無法滿足要求，因此設置雨淋系統(tǒng)。受葉輪給煤機制約，需要在側墻安裝側墻式噴頭，對本層進行保護。并設置雨淋閥間集中布置閥組。

鍋爐島主廠房中的鍋爐房為丙類大空間場所，建筑中只有鍋爐燃燒器是主要的火災危險源并需要滅火保護，因此采用雨淋系統(tǒng)保護鍋爐燃燒器。

（二）輸煤島自動噴水滅火系統(tǒng)設計難點分析

輸煤島中轉運站、碎煤機室、筒倉等建筑中因運煤設備的荷載大，而部分建筑跨度也大，因此結構梁的布置較多，并且相對較大，這對建筑物內的噴頭布置有很大的難度。設計過程中應反復調整噴頭間距，并且增加梁下下噴型噴頭，才能滿足保護要求。因各層最大凈空高度不同，凈空高度在8m、8～12m、大于12m不等，同一建筑物應采用不同的自動噴水滅火系統(tǒng)，采用不同噴水強度，不同形式的噴頭進行多次計算，計算復雜性增大。

四、水幕作為輸煤棧橋防火分隔隔斷

根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》，每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積要求，部分高層棧橋、廊道及汽車卸煤溝等地下或半地下廠房需設置防火分隔，本工程考慮輸煤皮帶無法分段，并且無法設置防火門、防火卷簾等作為防火分隔，因此采用水幕系統(tǒng)作為防火分隔。

五、寒冷地區(qū)消防設計難點

本工程地處北方寒冷地區(qū)，其中煤場區(qū)域因面積較大，且長期通風，不采用采暖設施。為保證煤場的消防水炮自動滅火系統(tǒng)正常運行，需在消防環(huán)管設置放空閥，并應在進入冬季前放空消防水炮環(huán)管內消防水。

筒倉設備層及汽車卸煤溝零米層無法設置采暖設施，因此采用干式滅火系統(tǒng)。

六、固定消防系統(tǒng)在施工中的難點分析

在固定消防設備安裝施工過程中也存在很多問題，如轉運站地下部分，因地面存在很大坡度，噴淋施工腳手架搭建困難。轉運站樓層較高，設備安裝后，噴淋安裝難度比較大，腳手架搭建，移動困難。結構梁過多，噴頭與梁的間距不好控制。

施工現(xiàn)場采用多種辦法使施工人員安全、方便的安裝。對于碎煤機室、轉運站等較高樓層的噴淋管網(wǎng)，在運煤等設備進場前采用升降車安裝噴淋管道。而對于地下部分轉運站等升降車無法進入的區(qū)域，現(xiàn)場搭建滿堂紅腳手架，將整個施工層鋪滿。對于斜坡角度較大的皮帶層，采用特制腳手架，使施工區(qū)域更加平穩(wěn)。

七、結語

對于非電行業(yè)的輸煤、鍋爐島的消防設計，在發(fā)電廠的成熟的設計理念可能因行業(yè)要求不同而不適用。本文結合實際工程將《建筑設計防火規(guī)范》的消防部分設計在非電產業(yè)中輸煤、鍋爐島上的應用進行詳細說明，并對設計、施工中的難點和解決方案進行了介紹，以供同類工程借鑒使用。

參考文獻：

[1]GB 50016-2014，建筑設計防火規(guī)范[S].

[2]GB 50084-2017，自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[3]GB 50229-2019，火力發(fā)電廠與變電站設計防火標準[S].

作者簡介：宮瑤（1987-），女，工程師，主要從事電廠給排水設計。