封閉儲煤場內的給排水設計方案

沈 宏 偉

(山西國控環球工程有限公司,山西 太原 030024)

在我國經濟快速發展的前提下，國家對環保越來越重視、要求越來越高。因為露天煤場在作業過程中或大風天氣時會產生大量揚塵污染，對周圍環境影響很大，所以環保部門把它列入強制治理名單，要求新建和已建堆場全部實施封閉，否則將被勒令停產或者關停。因此許多企業按照環保的要求實施了已建堆場全封閉改造或者新建全封閉堆場。然而堆場實施全封閉后變成封閉空間，在作業過程中，會產生大量的粉塵，同時也會揮發出有毒有害氣體或易燃氣體，而堆場內通風差，這些粉塵和氣體不易擴散聚集在一起，有可能發生粉塵爆炸和煤炭自燃的風險。為了解決這些問題，封閉儲煤場的給排水設計就尤為重要。封閉儲煤場內的給排水設計主要包括：消防系統設計、抑塵系統設計、排水系統設計三個方面。

1 消防系統設計

消防系統設計包括水消防系統和化學消防系統，水消防系統為煤棚內的消火栓或消防水炮設置；化學消防系統為煤棚內的滅火器設置。

在GB 50229—2006火力發電廠與變電站防火規范中規定，封閉儲煤場內要設置室內消火栓系統，并且要滿足消火栓間距不大于30 m和煤場內任何部位都需要有兩支消防水槍的2股充實水柱同時覆蓋。但是由于封閉煤場面積一般都較大，而且堆煤高度又高，要是按規范設消火栓的話需要設置的數量就非常多，還有就是設置了消火栓因場地內都是煤，火災時也不便消防人員滅火，造成滅火困難，所以封閉煤場內設置室內消火栓的作用不大。故封閉煤場內不設室內消火栓，考慮采用固定式紅外線自動跟蹤定位射流消防水炮滅火系統。此系統射程遠、覆蓋面廣，紅外線自動跟蹤定位滅火還具有在滅火中自動錄像的功能，在室內大空間建筑中廣泛應用。

在此系統中，每個水炮前都設有電動閥、水流指示器和信號閥，他們的功能為：電動閥常閉，火災時由水炮的紅外探測器探測到火災信號后自動開啟；水流指示器平時無信號顯示，只有水炮啟動后，才把啟動信號傳送到控制室，讓控制室操作人員了解水炮運行情況；信號閥平時常開，檢修水炮或其他閥門時關閉，此閥在開閉時都有信號傳送至控制室，直觀顯示防止誤操作。另外此系統的控制方式多樣，主要有自動控制、遠程手動控制和現場手動控制三種控制方式。

1)自動控制：當消防水炮自帶的紅外線探測器探測到火災時，自動啟動相應的消防水炮，通過水炮上的掃描探測裝置進行搜索定位，鎖定著火源后啟動消防水泵并打開該水炮前的電動閥，消防水炮開始噴水滅火(水炮可以噴柱狀或霧狀水)，檢測到著火源撲滅后，該系統自動復位。

2)遠程手動控制：發生火災時，如果自動控制線路出現故障，則控制室的操作人員通過控制室的操作臺手動操縱相應位置的水炮進行定位滅火。

3)現場手動控制：發生火災時，在其他控制方式都出現故障而不能工作時，就需要消防人員到達火災現場，手動開啟相應位置的消防炮，通過現場的控制機構手動調整水炮的方向對準火源進行滅火。

消防水炮按兩門水炮的水柱同時到達防護區任一部位的要求設置，單門水炮的流量不小于30 L/s，額定工作壓力不小于0.8 MPa，射程不小于65 m。消防水炮具有噴水和噴霧兩種噴射方式，可以手動控制切換。封閉煤場內消防管道環狀設置與室外消防管網至少有兩根管道相連并在系統內設有水泵接合器。消防管道采用內外壁熱鍍鋅鋼管，溝槽連接件(卡箍)或法蘭連接。

封閉煤棚的火災危險性為中危險級A類火災，所以煤棚內的滅火器按中危險級A類火災設置。采用推車式磷酸銨鹽干粉滅火器，最大保護半徑為40 m，單位滅火級別最大保護面積75 m2/A。滅火器應設置在便于取用的地方，且應銘牌朝外擺放穩固，并不得影響安全疏散。

2 抑塵系統設計

封閉儲煤場在作業過程中，會產生大量的粉塵，作業人員容易感染塵肺病等一系列危害人體健康的疾病。因此需要采取措施去除煤場中的粉塵給工作人員創造一個安全的工作環境。

封閉煤場抑塵主要采用噴水或者噴霧的方式，傳統的灑水抑塵噴槍需水量大，會造成水資源浪費，不滿足現在提倡的節能環保設計理念。本設計采用新型的除塵霧炮機，此設備具有需水量少，噴射距離長的優點，在工程中被廣泛使用。

霧炮機的主要構件為霧化噴嘴和風機，設計先進的噴嘴可以將水從噴嘴噴出時霧化，再通過自帶的風機把水霧大范圍的、均勻的噴灑至空中。水霧從空中落下的同時可以把飄浮在空氣中的粉塵逼降到地面上，從而降低空氣中污染物的顆粒濃度，達到除塵的良好效果。而且霧炮機還可以調整水平、垂直角度，在射程范圍內可隨意選定一個區域進行噴霧降塵。霧炮機的主要優點為：

1)射程遠覆蓋范圍廣，最大射程可以達到200 m左右，水平旋轉角度為±160°，垂直俯仰角度為-10°～60°，可以根據煤場的實際大小和高度任意選擇。它的水平與垂直傳動機構均采用液壓轉動，有很強的實用性；

2)操作方式多樣，具有自動控制、半自動控制和人工控制三種方式，可根據實際情況任意選擇，隨時調節噴霧角度，可以實現精準噴射；

3)耗水量低，和其他抑塵設備相比可節約大約70%～80%的水量，大大降低水量的耗損；

4)工作效率高、使用安全可靠。

在煤場內抑塵霧炮機按煤場全覆蓋的要求設置，所選每臺霧炮機的流量為60 L/min，射程為70 m，總功率29 kW，水平旋轉、上下仰俯角度可以遠程遙控或現場控制。給水管道采用內外壁熱鍍鋅鋼管，溝槽連接件(卡箍)或法蘭連接。

3 排水系統設計

環保要求嚴禁將含煤廢水隨意排放，所以封閉儲煤場內的排水必須有組織收集、處理后才能排放。在封閉儲煤場內設排水溝及沉煤池，通過排水溝收集噴灑水、煤堆滲出水和消防排水，經沉煤池沉淀后排至污水管網統一處理。

煤場中產生污水量最大的系統為消防系統，當事故時，室內消防最大水量為60 L/s，所以煤場內排水溝和沉煤池水量按60 L/s來進行設計。煤粒沉淀時間按45 min考慮，設有效容積為200 m3沉煤池一座(包括煤渣區容積)，為了方便清掏沉淀池不設頂蓋，上設活動蓋板，并在周圍設欄桿。沉淀后的污水溢流排入排水管網，定時清掏沉煤池中的煤渣。沉煤池中設潛水排污泵，用于排空池內污水，并設低液位連鎖停泵設施，防止損壞水泵。排水管道采用焊接鋼管，焊接連接。

4 結語

通過以上措施使封閉煤場在滿足安全的情況下兼顧環保，持續改善廠區及周邊的空氣環境質量，實現經濟和環境的可持續發展。