电厂室内贮煤场消防水炮设计探究

电厂室内贮煤场消防水炮设计探究

张杭

南京睿实智能安全科技有限公司 江苏南京 210000

摘要：当前，我国大气污染防治标准不断加强，室内贮煤场在火电厂贮煤场中数量不断增加。电厂室内贮煤场消防水炮设计工作属于一项新的研究项目，应引起研究学者们的高度重视。故此，文章将根据实际工程案例，简单介绍消防水炮的选型、安装等环节，从而为日后电厂室内贮煤场消防水炮设计提供可靠依据，推动我国电力行业稳定发展。

关键词：燃煤电厂；贮煤场；消防水炮；设计方法

依照我国颁布的《大气污染防治法》相关要求，“工业企业要运用不同方式，如围挡、遮盖、清扫等，从而降低内部物料堆放、传递、装卸等过程产生的粉尘等”。现如今，室内贮煤场在燃煤电厂中的运用十分普遍，与常规开放式或者半开放式贮煤场相比较，室内封闭式贮煤场是我国燃煤电厂发展的必然结果。对室内封闭式贮煤场进行消防设计，关于消防水炮工程的规划属于一项新课题，应引起社会各界的关注。文章将分析消防水炮的性能特点，结合具体的工程案例，分析电厂室内贮煤场消防水炮的设计要点，以期为业内工作者提供设计新思路。

1. 消防水炮的性能特征

消防水炮主要由供水系统、执行系统、控制系统构成^[1]，其中供水系统包括水源、消防水泵、高位水箱、水泵联合器、管路等部分；执行系统主要为灭火设备、电源设备、火灾自动报警设备组成；控制系统主要以控制柜、区域控制箱、系统电源控制设备、计算机火灾监管系统为主。而消防水炮的主要性能特征如下：（1）流量比较大，射程比较远、射高高、灭火能力强，能快速、高效扑救区域性、群组性（设备或建筑）的重大恶性立体火灾（2）转动机具有良好的离合功能，可以对电机加以保护；（3）带有电动操作柱状或者雾状喷嘴；（4）支持双波段探测，可使抗干扰能力进一步提升；（5）支持现场手动人工操作；（6）可以和其他消防报警装置联动；（7）支持图像传输现场画面的功能；（8）现场地面敏感性参数设置，便于调控；（9）可以远距离管控，最远距离为1200米；（10）重量较轻，结构简单，维修方便。

2. 相关工程案例介绍及系统说明

以某燃煤电厂的封闭煤场为例，进行封闭煤场的消防设计。该燃煤电厂装机容量为2*350MW供热机组，电厂采用一座平面尺寸为265*210M全封闭条形煤场，其建筑面积占地约55650平方米，煤场中的最高处约为52.1M。全封闭条形煤场，全封闭式顶棚是轻型钢网架结构。智能消防炮系统是集单片机技术、红外、紫外传感技术、机械传动技术于一体的全自动灭火装置。通过前端探测系统采集现场红外图像，中央控制器采用图像处理的手段对发生在控制区域内的火灾进行侦测和定位，打开相应的联动设备并控制水炮进入喷水灭火操作。形成完整的自动探测-自动定位-自动喷水灭火系统。

三、电厂室内贮煤场消防水炮设计的选型方法

依据《自动喷水灭火系统施工及验收规范》（GB50261-96）、《自动消防炮灭火系统技术规程》（CECS245：2008）、《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）、<<火灾自动报警系统设计规范>> (GB50116-98)、《自动跟踪定位射流灭火系统》GB25204-2010、《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》CECS245-2009、

《固定消防炮灭火系统设计规范》GB50338-2003。室内贮煤场火灾危险性为丙类建筑耐火等级为二级，消防炮设置应符合：1.消防炮的射流应不受室内大空间建筑物上部件的阻挡，能完全覆盖被保护对象2.室内系统应采用湿式给水系统且在消防水炮位处设置消防水泵启动按钮，应符合GB 50084的规定：3.设置消防炮平台时，其结构强度需满足承受消防炮喷射反力的要求，其结构设计需满足消防炮正常使用的要求4.1室内贮煤场固定灭火水炮应保证至少一门水炮的水柱到达煤场内任意点4.2水炮选型宜采用手动水炮或电控遥控水炮4.3每门水炮的流量不宜小于20L/S 4.4应具有直流和水雾两种喷射方式4.5宜采用就地手动控制

四、计算消防水炮的水量与水压

结合《固定消防炮灭火系统设计要求》的相关要求[3]，关于消防水炮的供给强度计算，应依照两门水炮水射流一同达到防护区任意位置，要求工业建筑用水量不能小于每秒60升，所以该工程采用PSKD电控式消防水炮，喷射量为每秒50升，额定工作压力保持0.80MPa最大额定压力为1.6MPA，额定射程为65M，水平旋转角度为360°，垂直旋转角度为-90°~+30°，雾化角大于90°，旋转速度9°/S，额定功率300W，供电电压AC220V，喷射反作用力2000N自重≤40KG。消防水炮的设计射程可根据D_S= 计算公式加以明确，其中，D_S表示消防水炮的设计射程，单位为m；D_SO表示消防水炮在额定工作压力情况下的射程，单位为m；P_e表示消防水炮的设计工作压力，单位为MPa；P

_O为消防水炮的额定工作压力，单位为MPa。根据消防水炮工作压力公式，引入口压力-静扬程-引入口处埋-管道沿程与部分水头损失，计算得出消防水炮工作压力为0.812MPa，推算出此消防水炮射程能达到65.48米，满足该工程的实际要求。

有关电厂室内贮煤场消防水炮的流量设计，该公式为：Qs= ，展现相应的数据计算，其中，Q_s表示消防水炮的设计流量，单位为L/S；q_so为在额定工作压力下消防水炮的流量情况，单位为L/S；P_e表示消防水炮工作压力，单位为MPa；P_o表示消防水炮额定工作压力，单位为MPa。计算得出，消防水炮流量为每秒50.37升，满足此工程设计的流量要求。封闭煤场固定消防炮布置按照任意一处着火并确保两门水炮水射流达到防护区域的任意位置。依据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014），消火栓按2支消防水枪的2股充实水柱布置的高层建筑、高架仓库、甲乙类工业厂房等场所，消火栓的布置间距不应大于30M的布置形式对消防炮进行布置。本项目尺寸为265*210M的全封闭条形煤场中固定消防炮消防设计条件下的射程DS为65.48M，210/4=52.5M在消防炮射程DS=65.48M内，因此设计4排消防水炮，每一列消防水炮在实际布置条件下最大的保护距离265/9=29.44m，满足室内消火栓间距不大于30M的布置。因此在265*210M全封闭式条形煤场内设置36台消防水炮以满足任意一处着火并确保两门水炮水射流达到防护区域的任意位置。

五、安装固定电厂室内贮煤场消防水炮

通过考量电厂室内贮煤场的实际情况与工程特点，消防水炮能够安装在地面或者墙柱、屋顶钢架结构上。该工程室内贮煤场内堆煤高度达到12米，通过对消防水炮射流曲线分下，需在20米的地方，设置消防水炮平台，共计36个，大小规格控制到1.6米×1.8米，同时连接户外楼梯平台，为后续的维修处理、就地操作带来便利。与此同时，通过观察消防水炮安装的平面图，可以了解到在该消防水炮 射程范围之内，并没有任何遮挡物，例如梁、墙柱等，能够满足电厂室内贮煤场消防水炮的设计要求。

结束语：

综上所述，由于电厂室内贮煤场的室内贮煤量比较大，空间内部比较大，不容易分割，一旦发现火灾事故，火灾会快速蔓延，运用消防水炮装置作为灭火设施具有可行性、有效性。文章根据实际的工程案例，从消防水炮的选型、水量设计、水压计算、固定安装等方面入手，合理分析电厂室内贮煤场消防水炮的设计要点，可以为业内设计工作者提供重要依据，从而减少由于火灾事故带来的经济损失，为促进我国电力行业可持续发展奠定良好基础。

参考文献：

[1] 韩晶.火力发电厂储煤场全封闭建筑结构设计关注的几点问题[J].武汉大学学报:工学版,2020,53(S01):481-484

[2] 张宝宝.大屯热电厂煤场贮煤系统的设计思路[J].山东煤炭科技,2020(11):206-207210

[3] 丁武明.大型室内乐园消防灭火系统设计应用研究——以武汉市某大型室内乐园为例[J].中国房地产业,2020(6):88-89.