燃煤处理系统煤仓/煤斗的消防保护设计

建筑防火设计燃煤处理系统煤仓/煤斗的消防保护设计裴丽萍(陕西省消防总队，陕西西安710016).摘要:综合《火力发电厂及变电站设计防火规范》、《二氧，的不断发展与成熟,国产低压二氧化碳系统在燃煤处化碳灭火系统设计规范》和NFPA 850(Recommended Practice理系统的消防保护上逐步得到了推广和应用,由于燃for Fire Protection for Electric Generating Plants and High煤作为一种特殊的火灾危险物体,其消防保护方式不Voltage Direct Current Converter Stations)等 相关规范的规但有别于常规的灭火保护,而且根据燃煤处理系统上定,以系统工程应用研究为基础,结合惰性气体灭火系统产品需要进行消防保护部位的不同也有所区别,如在原煤特点,对采用低压二氧化碳灭火系统的火力发电厂燃煤处理系.储藏的煤仓/煤斗部位的消防设计不但要满足燃煤的统的煤仓/煤斗消防保护进行了设计思路的研究和探讨。.关键词:燃煤处理系统;煤仓/堞斗;消防保护灭火需要,还需要考虑进行长时间的惰化消防保护;而中圈分类号:X924.4, TU271.1文献标志码:B在煤粉仓/煤粉斗部位，保护方式主要考虑粉仓的抑制文章编号:1009- 0029(2009)07 - 0508 - 03爆炸,设计需要满足的是系统的惰化消防保护。同时，从经济性考虑,一般需要将电厂其他部位的灭火系统燃煤处理系统在我国的电力、水泥、钢铁等行业得与煤仓/煤斗的消防保护综合考虑,采取共用一套储存到了广泛的应用,特别是随着我国经济的快速发展,电装置的方案。笔者就燃煤处理系统上煤仓/煤斗的低压力的需求增长迅猛。为解决电力的供求矛盾,我国大力二氧化碳消防保护系统具体进行描述。发展电力事业,火力发电厂的建设发展尤其迅速。但如(1)主要应用范围。燃煤处理系统的煤仓/煤斗的火力发电站中的燃煤处理系统发生火灾，后果将不堪消防保护区域。设想。在燃煤处理系统中设置火灾防护系统是完全必(2)消防保护机理。该系统的消防保护不论是灭要的。2007年以前,燃煤处理系统中煤仓/煤斗一般采火保护还是惰化保护均系物理方式,是靠降低防护区用蒸汽系统进行保护,由于蒸汽消防保护在煤仓/煤斗内的氧气体积分数到不支持燃烧来扑灭火灾。中存在着固有缺陷,所以在GB50229- 2006《火力发电(3)系统设计/构成类型。系统的灭火设计考虑燃厂及变电站设计防火规范》明确规定该部位采用惰性煤的深位火灾,抑爆方式考虑惰化设计。系统的构成可气体系统进行保护。惰性气体主要指氮气、二氧化碳。采取组合分配系统或单元独立系统两种形式。鉴于氮气灭火系统目前没有成熟的国家设计规范,加(4)系统的基本组成。系统主要由储存装置(含制之煤仓/煤斗的消防保护需要长时间维持- -定的灭火冷机)、检修阀、安全阀、反馈装置、汽化器、选择阀、单剂设计体积分数,所以结合以往工程应用的实例,采用向阀、减压装置、增味装置、管网、专用喷嘴、控制系统低压二氧化碳系统进行保护更为合理。以下着重介绍等组成。低压二氧化碳系统在煤仓/煤斗中的设计应用。(5)主要技术参数。储存间温度范围为0~50 C,在目前国内没有明确的针对煤仓/煤斗消防保护储存压力(-20 C )为2.07 MPa,灭火时间≤7 min,惰设计依据的情况下,为了合理规范设计煤仓/煤斗的低化时间为4~8 h。压二氧化碳消防保护系统,正确选用低压二氧化碳系2系统设计统产品,减少火灾的危害，保护人身生命和财产的安系统设计思路:确定并划分防护区+灭火剂储存全,笔者提出以下设计思路,供有关设计部门参考。用量计算→确定储存装置规格-→汽化器的选型- >管网1系统概述布置- +水力计算-→确定喷头及减压装置型号→提供详低压二氧化碳灭火系统作为一种工程应用技术比细的施工图和材料明细表→提供施工、验收的技术要较成熟的气体灭火系统,广泛应用于各种无人工作的求及验收标准。需要进行灭火保护的场所,特别是汽车喷漆生产线、铝中国煤化工煤仓/煤斗的低压二箱生产线等行业的应用非常普遍,而针对燃煤处理系二篁循以下步骤。统的二氧化碳消防保护,在国外的应用技术已相当成MH.C.NMH用于保护煤仓/煤斗，熟,国内很多电厂也有应用的情况。随着我国消防技术还是磨煤机/粉煤机分离器、储存箱、粉煤过滤室、输508Fire Science and Technology ,July 2009,Vol 28,No. 7送管道,均要求保护空间是密闭的，以防止外部空气进管道尺寸、数据,运用计算机程序来确定最终的管道直人,保证二氧化碳体积分数在规定的范围内。在保护区径喷嘴型号和减压孔板孔径。规划时,单个煤仓/煤斗可作为一个保护区。(12)汽化器选型。以最大保护区域的容积、灭火(2)计算防护区的最终净容积。防护区的最终净剂用量、持续喷放时间等为依据,根据汽化器的实际汽容积=防护区净容积(防护区的容积-实体结构物体化量、出口压力等参数选取适当的型号。积)一实体可移动物体总体积。如果实体可移动物体总3组合分配系统体积小于净容积的25% ,则不需从净容积中减去这些在认为所有防护区不会同时着火时,组合分配系物体的体积。统能用来保护多个防护区。对每个防护区必须进行单(3)确定最小设计体积分数。燃煤处理系统的消独的系统设计。防保护灭火剂设计体积分数宜为65% ~70%,最小设组合分配系统计算应从最大防护区系统开始,计计体积分数为65%。算完成后再依次完成其他系统的计算。(4)灭火剂储存量计算。可按灭火剂用量计算公4系统探测与控制式求得或采用查表法计算。通常煤仓/煤斗的火灾探测应有两种以上的不同(5)储存装置的选用。二氧化碳储存装置的选用类型的探测装置,宜选用一氧化碳探测器和温度探测取决于所需的药剂量,通常情况下,储存装置提供的二器。由于一氧化碳体积分数探测技术已经广泛应用于氧化碳药剂兼顾应用于火灾保护区域和惰化保护区该惰化保护区域，当一氧化碳体积分数超过设定值时,域。有一些电厂还要求储存装置向氢置换装置提供二表明保护区内已发生氧化作用,探测系统将报警信号氧化碳药剂惰化保护,储存装置内的最小有效药剂储输送至控制系统自动启动二氧化碳惰化系统,或工作存量不应小于最大火灾保护区所需药剂量的2倍和最人员得到报警信号后人工启动系统。也有的系统采用大惰化保护区单次喷放所需的药剂量中的大者。传统的感温电缆进行探测保护。在条件具备的情况下,选用储罐时还应该考虑磨目前现有应用情化系统多采用人工启动方式,当.煤机/粉煤机多次起动惰化保护,氢置换装置惰化保采用完全自动启动方式时,系统也应具备人工启动方护,现场紧急情况下使用二氧化碳的药剂量,以及储罐式，自动控制系统应在接收到两种探测火警信号后才的再充装的时间。当煤仓/煤斗容积过大时,选用满足会启动系统。惰化保护区单次喷放所需的药剂量的储罐,可能不是5系统的组成很经济,在能够满足惰化保护区喷放流量和及时充装系统组成示意图见图1所示。的条件下,可以选用相对较小尺寸的储罐,储罐尺寸与系统主要由二氧化碳储存装置(含制冷机)、检修喷放流量和再充装时间相关。阀、安全阀、反馈装置、汽化器、选择阀(含先导阀)、单(6)喷放时间。燃煤处理系统煤仓/煤斗的低压二向阀、减压装置、增味装置、分配阀、管网、专用喷嘴.控氧化碳消防保护系统的喷放时间有别于二氧化碳灭火制柜等组成。其中,二氧化碳储存装置主要用于存储液系统的喷放时间。一般应包括灭火喷放和惰化保护两态二氧化碳,通过制冷机维持二氧化碳保存在-18~部分时间,灭火喷放时间可参考GB50193-93深位火-20C;检修阀主要包含灭火剂喷放出口检修阀和启灾确定,为不超过7 min;惰化保护应匀速、长时间地释动气体出口检修阀两种,均常开;分配阀包括上喷和全放药剂,喷放时间长达几小时甚至几天,喷放时间决定喷分配阀两种,用于控制气态二氧化碳的流向;专用喷于煤仓/煤斗容积、汽化器的输出流量及储罐大小等，嘴主要针对煤仓/煤斗设计,应具有防堵塞和抗撞击性一般可取4~8 h.能;汽化器一般采用电加热型,实现汽化液体二氧化碳(7)灭火保护过程喷放量确定。依据GB50193--功能;控制柜用于接收火灾危险信号并进行判断,控制93,灭火剂的用量按照深位火灾的计算方法来确定。先导阀、分配阀以及汽化器的启停.(8)估算系统流量。在自动状态下,当火灾危险信号经探测装置传递(9)确定喷头数量。由于煤仓/煤斗的几何尺寸趋给控制柜后,控制柜便发出系统启动指令,打开相应防于标准化,一般煤仓/煤斗的顶部布置2~4只喷头,底，同时打开先导阀,开部布置2只喷头。中国煤化工气化后沿管网,经减压(10)估算管道及喷嘴尺寸。装置YHCN M H G人防护区进行二氧化(11)水力计算。依据管网平面图、系统图及有关碳初喷,到达设定喷放时间后,系统自动关闭上喷分配消防料拳与技术2009年7月第28卷第7期509| 专用喷嘴I 专用喷曙原煤斗口反馈装置原煤仓反馈装置煤粉斗.专用喷嘴增味装置增味装置用喷噻千单向阀单向阀分配阀这愧分配阀分配阀疼体分配阀一味分配阀二减压装置厂正宁口安全阀电|0反馈装置8喝8吹选择阈一比间455先导阀 区检修阀灭一二氧化碳储存装置修阀翻冷机0--0-圈1系统组咸示意圜阀,开启另一分配阀,灭火剂分别从设在煤斗上、下部[].消防科学与技术2006.25<6):787-789.的专用喷嘴喷放实施消防保护。喷放结束,系统自动关闭选择阀和分配阀,处于伺服状态。The fire protection design on the bunker/hod手动状态下,应分别手动操作相应的先导阀、分配of the coal disposal system阀,实现消防保护。PEI Li-ping6结束语燃煤处理系统采用低压二氧化碳惰化系统进行消(Shaanxi General Fire Brigade, Shaanxi Xi'an 710016,防保护,已经有很多应用先例,实践证明采用该方案设China)计的消防保护系统,效果非常明显.值得推广。然而,由Abstract: Refer to the related criterion numbered GB50229 -于我国至今没有相关低压二氧化碳惰化系统的设计规2006, GB50193 - 1993, NFPA850 and 50 on，the design范,造成现今实际工程应用的设计方案呈现多元化,必.method of applying the low voltage carbon dioxide fireextinguishing system to the bunker /hod fire protection for the然形成灭火效果的不确定性,带来- -定的隐性危险,希coal disposal system in the fuel electric plant was studied based望引起相关部门的重视,尽快制定相应的规范和标准。on the existing system engineering research results and the参考文献:characteristics of the inert gases fire-extinguishing system.Key words :coal disposal system; bunker/bod; fire protection[1]韦艳文,周平,汤文成.低压二氧化碳灭火系统的两种应用技术[J].消防科学与技术,006.25<6).787 - 789.作者简介:裴丽萍(1964-),女,山西运城人，陕西[2]李贵仁,开雪松,黄勇.浅析二氧化碳灭火系统的特点及应用[J].省消防总队防火部高级工程师，主要从事消防监督管消防科学与技术,2002.21(3):44- 45. .[3] GB50229- 2006,火力发电厂及变电站设计防火规范[S].理工作，陕西省西安市经济开发区凤城二路15号，[4] GB50193-93,二氧化碳灭火系统设计规范[S].710016.[5]于利群.董文俊.火力发电厂自动消防系统的设计[J].消防科学与中国煤化工技术，2002,21(6):27-29.[6]游素珍.史晓军.浅析火力发电厂消防设计的有关向题[J].消防科YHCNMHG学与技术2000,19<4):22. - 25.[7]韦艳文,周平，汤文成.低压二氧化碳灭火系统的两种应用技术510Fire Sclence and Technology ,July 2009,Vol 28,No. 7