封闭煤棚消防系统设计.doc

封闭煤场消防系统设计

摘要：结合某电厂封闭煤场工程，介绍了大空间智能消防水炮系统的构造及工作原理，对大空间工业建筑消防方式进行设计探讨。
关键词：智能消防水炮；煤场；扫描定位
The design of fire system in the Closed coal yard
Li shaofei
（China Railway 17th bureau Co.,Ltd.Survey and design institute,Taiyuan Shanxi 030032）
Abstract: Combined with the closure of a coal power plant engineering field, introduced the structure and working principle in the large space used intelligent of fire water cannon system , and explored the industrial design for the large space building fire way .
Keywords: intelligent of fire water cannons;coal yard;Scanning positioning
随着我国经济建设的快速发展．工业生产对建筑的需求标准越来越高，使得建筑功能越趋复杂，建筑规模越趋大型化。近些年，大空间建筑不断迅猛发展已成我国许多工业建筑的建设特点之一。但随之，建筑火灾隐患和危害却口趋严重，特大建筑恶性火灾屡有发生，大空间场所一旦发生火灾，传统的喷淋灭火装置根本起不到作用，已有的资料显示[1-2]，大空间智能消防水炮灭火系统正在被更多的用户和场所所采用，现以某电厂封闭煤棚工程消防设计为例，对大空间智能消防水炮灭火系统在设计中的应用进行分析。
1.工程概况
该项目为某电厂封闭煤场工程，建筑规模：2×125MW+2×300MW热电联产机组煤场封闭，分两跨，分别为108m×368m(下文称M1)，最大净高：36m；90m×138m(下文称M2)，最大净高：30m。M1建筑面积 39744m2，M2建筑面积 12512m2，封闭形式采用穹型网架结构。煤场储存物品类别：丙类2项[1]，主要存放成品煤，总储煤量可达20万吨。

图1封闭煤场断面示意图
1—穹型网架 2—斗轮机 3—屋顶通风器
2.系统选型
本建筑超出《自动喷水灭火设计规范》( GB50084- 2001 )规定范围，故传统自动喷淋系统不适用。根据规范要求[3]，大空间智能型主动喷水灭火系统适用于民用及工业建筑物内净空高度大于8m，仓库建筑物内净空大于12m的场所，本建筑可按仓库建筑物内净空大于12m的场所，因此，本设计消防给水采用室内消火栓系统和大空间智能型主动喷水灭火系统。
3.系统设计
3.1室内消火栓
根据规范[4]要求，本工程室内消火栓用水量为30L/s，由于M1、M2室内最大净空超过30m，且长度与跨度均较大，为了不影响斗轮机的日常运作，消火栓宜布置在建筑物内四周，按照每个消火栓水龙带长度25 m以及栓口压力不大于0.5MPa计算，室内消火栓存在盲区。为了弥补消火栓系统的盲区，建筑物内还应增设其他消防设施。
3.2智能消防炮
3.2.1智能消防炮系统控制及选型
大空间智能型主动喷水灭火系统主要由中心控制系统、区域控制装置、集中控制装置、消防水炮、控制设备、水流指示器、电动阀门、消防泵组、管道、末端试水装置等设备组成，在火灾发生时。能自动定位着火点并实施自动喷水灭火。大空间消防水炮灭火系统功能的实现一般是通过集成处理器、现场控制器、工控机等设各自动控制来实现的，也可以通过现场消防或管理人员的手动操纵来完成对任何一台炮的运动及灭火功能控制。大空间智能消防水炮灭火系统首先通过探测装置及时的发现着火点：之后将信号通过图像识别系统有效的辨剐早期火灾烟气和火灾火焰：然后在通过中央控制系统，确定着火区域，位置及时的锁定着火点。并发出警报：锁定目标后，系统自动控制消防水炮启动灭火程序：当灭火任务完成时，系统会自动检测是否彻底完成任务。并延时效秒停止喷水，避免水资源的浪费。
本工程选用PSDZ30型智能消防水炮系统，该系统具有自动控制、现场控制、远程控制三种控制方式。系统主要参数如下表：
表1 消防水炮系统主要参数
名称
参数
额定工作压力
0.8MPa
额定流量
30L/S
射程
67m
入口法兰
DN65
水平回转角
0°～360°
炮身自重

20Kg

定位时间
≤50S
有效保护半径
55m
工作电压
DC24V
俯仰角度
-90°～+30°
后坐力
980N

3.2.2智能消防炮的平面布置及相关计算
大空间智能型主动喷水灭火系统一般是根据灭火介质、保护区面积、建筑物跨度、堆料高度、消防水量要求等来选择的，一般来说，保护面积大、建筑跨度大时，选择大流量、远射程消防炮。但设计时必须考虑管道、阀门、水泵等消防设施的选择合理性，不宜过大，因此，在选择消防炮流量时应该综合考虑其他消防设施及规范[5]的要求后确定。根据规范[5]要求，室内消防炮布置数量不应少于2门，布置高度应保让消防炮的射流不受阻挡，并应保证2门消防炮的水流能够同时到达被保护区域的任一部位，且满足工业建筑的用水量不应小60 L/s。因此，为了尽量减少消防炮的数量，封闭煤场选用的消防炮单门流量为30 L/s。根据煤场的情况，为了满足每门炮的最大服务半径，减少消防炮的用量，且根据穹顶螺栓球网架结构形式，消防炮采用吊装形式，因为吊装可充分发挥该炮水平和垂直旋转功能，可以使所保护区域无盲点。如图2所示，采用的PSDZ30型消防炮共设置20门，单门炮有效保护半径为55m，在射程一定的情况下，消防炮的安装高度越高，覆盖面积越大，根据堆料高度，本工程消防炮安装高度为15 m。

图2：消防炮布置简图
1—消防炮 2—消防炮系统环网
消防炮安装的相对标高为15.0m，最不利点到水泵出口处的管道长度为550m，选用管径DN200。根据规范[5]5.7.2条要求计算系统的设计流量为：
QZ=ΣNSQs=2×30=60L/s
根据《自动消防炮灭火系统技术规程》5.7.6条计算系统的供水压力：
H=0.01×Z+Σh+PS=0.17+0.19+0.8=1.16MPa
式中Ps—最不利点自动消防炮所需压力，0.8MPa
Σh—最不利点到消防水泵出口总管网的水头损失经计算为0.19MPa.
Z—消防水池水面与最不利点消防水炮之高差，17.0mH2O
消防炮水泵扬程为1.16MPa，流量为60L/s。
4.配套消防设施
4.1消防水箱
消防水箱设于同期建设的八层办公楼屋顶水箱间，水箱间标高相对本建筑正负零为32.0m，鉴于消防炮系统的消防用水量较大(60L/s)，消防水箱有效容积采用36m3，平时管网压力由稳压泵和高位水箱维持，稳压泵设在水箱间。
4.2消防水池
消防水池设于八层办公楼与封闭煤场之间，由于室外消防给水采用低压给水系统，故消防水池应储存火灾延续时间内的室内全部消防用水量。
表2 消防水量表
系统名称
消防用水量
（L/s）
火灾延续时间
（h）
一次火灾用水量
（m3）
室内消火栓用水量
30
3
324
消防炮用水量
60
1
216

消防水池计算有效容积540m3，选用两座钢筋混凝土消防水池（有效容积均为300m3），消防水池共储有效水量600m3，消防炮水泵选用H=120m，Q=60L/s，N=90KW，一用一备。
5.总结
（1）智能消防水炮系统是一种灭火效率比较高的灭火系统，应用于这一类的大空间工业建筑中，其安装布置必须与生产工艺、建筑外观、结构形式相契合，才能达到设计目的以及用户满意的目标。
（2）现行防火规范对丙类仓储建筑的防火分区要求为1500m2，设置自动灭火系统时可增加一倍，达到3000m2，且要求防火分区之间必须采用防火墙分隔。但是本工程由于斗轮机的要求，无法在规定的防火分区内操作，在规划之初需向当地消防局申请特批，因此我国在经济快速发展的同时，相关规范应与时俱进，在消防给水的灭火效率与建筑规模及防火分区的相关度上更完善一些，才能使经济发展与预防控制相统一。
参考文献
[1]鄢丹.秸秆电厂露天堆场及燃料库消防炮系统设计[J].给水排水2011.12(37)：71-73
[2]洪瑛，丁德才郑州东站消防炮管网系统优化[J].给水排水2010.3(36)：77-79
[3]CECS 263-2009，大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程[S].
[4]GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].
[5]CECS 245：2008，自动消防炮技术规程[S].