洗煤廠煤粉車間的防爆設計應用

侯守強

（山西焦煤汾西同達工程設計有限責任公司，山西 介休 032000）

煤礦地面工業車間中有爆炸威脅的環境許多，如洗煤廠、發電廠的粉煤磨碎車間、瓦斯抽放泵站車間，都屬于甲、乙類車間。面對甲、乙類車間的防爆安全設計與管理就必須嚴格執行。

1 火災危險性的判定

洗煤廠的粉煤磨碎車間中主要生產煤粉末，易產生漂浮的細小微粒煤粉，根據《建筑設計防火規范》火災危險性分類，煤粉屬于乙類。

2 平面布置

汾西礦業某礦洗煤廠煤粉磨碎車間位于該礦地面工業廣場，廠房四周設置環形消防車道，其凈寬度和凈空高度為4.5m。廠房采用單層廠房，且未布置在地下半地下；洗煤廠廠房平面結構應布置成矩形，與主導風向垂直或夾角不小于45°；有貴重的供電、控制設備的配電及控制室和有人員值班的分析室、化驗室及辦公室等車間集中布置在廠房外墻，采用防爆墻分隔，設置獨立的安全出口；有爆炸危險的設備、器材、車間宜集中布置，且靠外墻，周圍卸壓部分應設置在無人員和車輛通行的空曠位置，其中廠房中的總控制室應獨立設置。在防火墻上設置門斗，門斗上設置兩個門錯開，安設甲級防火門。有爆炸危險的廠房與與非防爆廠房分開設置，若需貼鄰只能一面的防爆墻隔開。

3 卸壓設置

某礦洗煤廠粉煤磨碎車間分A、B兩個車間，詳見圖1、2。廠房耐火等級采用二級，采用敞開式結構獨立設置，其承重結構采用鋼筋混凝土結構柱，圍護墻和頂蓋采用彩鋼板制作；廠房跨度：A段16.0m，B段13.0m；廠房長度：A段30.0m，B段24.0m；廠房平均高度：A 段8.0m，B段7.0m。

根據《建筑設計防火規范》和防隔爆要求：爆炸危險的甲、乙類廠房的泄壓面積宜按公式A=10CV2/3計算；若廠房的長徑比大于3時，宜將該建筑劃分為長徑比小于等于3的多個計算單元，再按公式A=10CV2/3計算泄壓面積，計算單元間公共面不得作為泄壓面積。查表3.6.3，該廠房的危險物質為煤粉C=0.055，計算該廠房的兩段的長徑比：

A段：30×（16+8） ×2/（4×16×8） =2.81＜3 B段：24×（13+7） ×2/（4×13×7） =2.63＜3

滿足長徑比的要求根據公式計算：

A段需要的泄壓面積：10CV2/3=10×0.055×（16×30×8）2/3=134.87m2

B段需要的泄壓面積：10CV2/3=10×0.055×（13×24×7）2/3=92.58m2

其中圖中的虛線部分，不得做為泄壓面積考慮。A段利用圍護墻和頂蓋設置的泄壓面積不小于134.87m2，B段設置的泄壓面積不小于92.58m2。用圍護墻和頂蓋上平均地設置泄壓窗。爆炸危險的煤粉磨碎車間泄壓設施宜采用屋頂泄壓，采用防冰雪集聚措施。

4 防爆措施

4.1 通風設計

該洗煤廠磨碎廠房進深長、跨度大，設置可開啟的天窗和軸流通風器等，并設置設置事故通風機，實現機械通風；危險區域內事故狀態下通風，其空氣流量能使易燃物質很快稀釋到爆炸下限25%以下，換氣次數不應小于12次/h。煤粉屬于比空氣重的可燃固體粉塵，采用下部百葉窗等措施。如破碎車間高低跨組合的廠房，在剖面設計考慮泄壓、抗爆相互影響。

4.2 門窗、墻頂及地面設計

散發較空氣重、有粉塵爆炸危險的煤粉廠房屬于乙類廠房，門窗采用甲級防爆門，其門設置安全玻璃。有沉積可燃煤粉塵的車間內墻面應油漆，及時進行水洗，防止可燃粉塵的集聚。圍護墻和頂蓋采用單位質量≤60kg/m2的輕質屋面板和墻體卸壓，且門窗應向外開啟。多層設備廠房的樓板應盡量采用格柵樓板。地板采用細石混凝土、水磨石等不發火花樓地面，亦可用不產生靜電作用的絕緣材料作成整體面層。爆炸危險的煤粉磨碎車間不宜設置地溝，必須設置時，其蓋板應嚴密，地溝應采取防止可燃粉塵在地溝集聚的有效措施，且與相鄰廠房連通處應采用防火材料密封。

4.3 廠房疏散

在爆炸危險區域連接區設置門斗，門斗的隔墻采用耐火極限不低于2h的防火隔墻，并設置了甲級防火門與樓梯間的門錯位設置。所有有爆炸危險的房間均采用甲級抗爆防護門，門框能最大程度地中和爆炸產生的沖擊波。

5 結語

無論是煤礦地面洗煤廠、發電廠的粉煤磨碎車間和瓦斯抽放泵站車間，還是其他甲乙類工業廠房的防爆設計條件各異，情況復雜，但它們的性質相同，必須進行防火防爆設計。廠房采用更好的防爆設置和安全設計，以防患于未然，才能有效的控制火災及爆炸對人員的傷害。