封闭储煤场内的给排水设计方案

沈 宏 伟

(山西国控环球工程有限公司,山西 太原 030024)

在我国经济快速发展的前提下，国家对环保越来越重视、要求越来越高。因为露天煤场在作业过程中或大风天气时会产生大量扬尘污染，对周围环境影响很大，所以环保部门把它列入强制治理名单，要求新建和已建堆场全部实施封闭，否则将被勒令停产或者关停。因此许多企业按照环保的要求实施了已建堆场全封闭改造或者新建全封闭堆场。然而堆场实施全封闭后变成封闭空间，在作业过程中，会产生大量的粉尘，同时也会挥发出有毒有害气体或易燃气体，而堆场内通风差，这些粉尘和气体不易扩散聚集在一起，有可能发生粉尘爆炸和煤炭自燃的风险。为了解决这些问题，封闭储煤场的给排水设计就尤为重要。封闭储煤场内的给排水设计主要包括：消防系统设计、抑尘系统设计、排水系统设计三个方面。

1 消防系统设计

消防系统设计包括水消防系统和化学消防系统，水消防系统为煤棚内的消火栓或消防水炮设置；化学消防系统为煤棚内的灭火器设置。

在GB 50229—2006火力发电厂与变电站防火规范中规定，封闭储煤场内要设置室内消火栓系统，并且要满足消火栓间距不大于30 m和煤场内任何部位都需要有两支消防水枪的2股充实水柱同时覆盖。但是由于封闭煤场面积一般都较大，而且堆煤高度又高，要是按规范设消火栓的话需要设置的数量就非常多，还有就是设置了消火栓因场地内都是煤，火灾时也不便消防人员灭火，造成灭火困难，所以封闭煤场内设置室内消火栓的作用不大。故封闭煤场内不设室内消火栓，考虑采用固定式红外线自动跟踪定位射流消防水炮灭火系统。此系统射程远、覆盖面广，红外线自动跟踪定位灭火还具有在灭火中自动录像的功能，在室内大空间建筑中广泛应用。

在此系统中，每个水炮前都设有电动阀、水流指示器和信号阀，他们的功能为：电动阀常闭，火灾时由水炮的红外探测器探测到火灾信号后自动开启；水流指示器平时无信号显示，只有水炮启动后，才把启动信号传送到控制室，让控制室操作人员了解水炮运行情况；信号阀平时常开，检修水炮或其他阀门时关闭，此阀在开闭时都有信号传送至控制室，直观显示防止误操作。另外此系统的控制方式多样，主要有自动控制、远程手动控制和现场手动控制三种控制方式。

1)自动控制：当消防水炮自带的红外线探测器探测到火灾时，自动启动相应的消防水炮，通过水炮上的扫描探测装置进行搜索定位，锁定着火源后启动消防水泵并打开该水炮前的电动阀，消防水炮开始喷水灭火(水炮可以喷柱状或雾状水)，检测到着火源扑灭后，该系统自动复位。

2)远程手动控制：发生火灾时，如果自动控制线路出现故障，则控制室的操作人员通过控制室的操作台手动操纵相应位置的水炮进行定位灭火。

3)现场手动控制：发生火灾时，在其他控制方式都出现故障而不能工作时，就需要消防人员到达火灾现场，手动开启相应位置的消防炮，通过现场的控制机构手动调整水炮的方向对准火源进行灭火。

消防水炮按两门水炮的水柱同时到达防护区任一部位的要求设置，单门水炮的流量不小于30 L/s，额定工作压力不小于0.8 MPa，射程不小于65 m。消防水炮具有喷水和喷雾两种喷射方式，可以手动控制切换。封闭煤场内消防管道环状设置与室外消防管网至少有两根管道相连并在系统内设有水泵接合器。消防管道采用内外壁热镀锌钢管，沟槽连接件(卡箍)或法兰连接。

封闭煤棚的火灾危险性为中危险级A类火灾，所以煤棚内的灭火器按中危险级A类火灾设置。采用推车式磷酸铵盐干粉灭火器，最大保护半径为40 m，单位灭火级别最大保护面积75 m2/A。灭火器应设置在便于取用的地方，且应铭牌朝外摆放稳固，并不得影响安全疏散。

2 抑尘系统设计

封闭储煤场在作业过程中，会产生大量的粉尘，作业人员容易感染尘肺病等一系列危害人体健康的疾病。因此需要采取措施去除煤场中的粉尘给工作人员创造一个安全的工作环境。

封闭煤场抑尘主要采用喷水或者喷雾的方式，传统的洒水抑尘喷枪需水量大，会造成水资源浪费，不满足现在提倡的节能环保设计理念。本设计采用新型的除尘雾炮机，此设备具有需水量少，喷射距离长的优点，在工程中被广泛使用。

雾炮机的主要构件为雾化喷嘴和风机，设计先进的喷嘴可以将水从喷嘴喷出时雾化，再通过自带的风机把水雾大范围的、均匀的喷洒至空中。水雾从空中落下的同时可以把飘浮在空气中的粉尘逼降到地面上，从而降低空气中污染物的颗粒浓度，达到除尘的良好效果。而且雾炮机还可以调整水平、垂直角度，在射程范围内可随意选定一个区域进行喷雾降尘。雾炮机的主要优点为：

1)射程远覆盖范围广，最大射程可以达到200 m左右，水平旋转角度为±160°，垂直俯仰角度为-10°～60°，可以根据煤场的实际大小和高度任意选择。它的水平与垂直传动机构均采用液压转动，有很强的实用性；

2)操作方式多样，具有自动控制、半自动控制和人工控制三种方式，可根据实际情况任意选择，随时调节喷雾角度，可以实现精准喷射；

3)耗水量低，和其他抑尘设备相比可节约大约70%～80%的水量，大大降低水量的耗损；

4)工作效率高、使用安全可靠。

在煤场内抑尘雾炮机按煤场全覆盖的要求设置，所选每台雾炮机的流量为60 L/min，射程为70 m，总功率29 kW，水平旋转、上下仰俯角度可以远程遥控或现场控制。给水管道采用内外壁热镀锌钢管，沟槽连接件(卡箍)或法兰连接。

3 排水系统设计

环保要求严禁将含煤废水随意排放，所以封闭储煤场内的排水必须有组织收集、处理后才能排放。在封闭储煤场内设排水沟及沉煤池，通过排水沟收集喷洒水、煤堆渗出水和消防排水，经沉煤池沉淀后排至污水管网统一处理。

煤场中产生污水量最大的系统为消防系统，当事故时，室内消防最大水量为60 L/s，所以煤场内排水沟和沉煤池水量按60 L/s来进行设计。煤粒沉淀时间按45 min考虑，设有效容积为200 m3沉煤池一座(包括煤渣区容积)，为了方便清掏沉淀池不设顶盖，上设活动盖板，并在周围设栏杆。沉淀后的污水溢流排入排水管网，定时清掏沉煤池中的煤渣。沉煤池中设潜水排污泵，用于排空池内污水，并设低液位连锁停泵设施，防止损坏水泵。排水管道采用焊接钢管，焊接连接。

4 结语

通过以上措施使封闭煤场在满足安全的情况下兼顾环保，持续改善厂区及周边的空气环境质量，实现经济和环境的可持续发展。