兰炭尾气发电厂防火及防爆设计

摘要：近年来，我院火力发电厂设计能力在逐步提高，设计的机组也越来越大。但是由于我们完成的工程和所掌握的的资料数量有限，对于兰炭尾气发电厂防火、防爆的设计缺少必要的、深入的研究，目前兰炭尾气发电厂设计还没有可以依据的规程、规范，我院的设计往往还处在照猫画虎的阶段，很容易造成设计隐患。这些问题已经在近期的工程中逐渐被暴露，亟待解决。本课题通过对兰炭尾气发电厂防火、防爆建筑设计理论和工程案列的研究，找到设计应当注意的要点和重点，有效的指导今后的设计实践和工程应用。

关键词：发电厂；防火；防爆；设计

现代化火力发电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂。为了保证火力发电厂的安全生产，防止和减少火灾、爆炸的损失，做到防患于未然，建筑防火、防爆设计成为火力发电厂建筑设计中不可或缺的一环，也是建筑设计师设计的首先要解决的实际问题。随着新能源项目的不断发展，变废为宝的兰炭尾气发电正在逐步被重视，并取得了很好的经济效益。由于尾气发电对防火、防爆设计提出了新的、更高的要求，国家对生产安全的重视程度也日益提高，因此，认真研究国内现有兰炭尾气发电发电厂的防火设计经验，进一步提高防火、防爆设计水平是非常必要的。

1.项目简介

在兰炭尾气发电厂的设计中没根据工艺流程的需要，会涉及到一些存在爆炸危险的厂房区域。这类型建筑的设计目前没有专门针推尾气发电的规程、规范，只能按照现行的针对燃煤、燃气火力发电厂的国家行业规程规范的规定采取防火、防爆措施。作为兰炭尾气发电的核心建筑主厂房，建筑设计首先要解决好防火、防爆分区问题，进行合理的平面和空间分割，以达到防止火灾和限制火灾蔓延的目的，在建筑防火、防爆设计中，除了要考虑在建筑中尽量减少引起火灾的各种因素，同时使建筑物具有足够的耐火能力，从而先把火灾的危害降低到最小的限度，避免易爆区域爆炸的发生。所以在设计中如何针对不同建筑的火灾特点，结合实际情况，积极采用先进的防火、防爆技术，正确处理好生产与安全、重点与一般、合理设计与经济的关系，做到“防患与未然”，从积极的方面预防火灾的发生及其蔓延，这对减少火灾所引起的连锁损失有积极重要的意义。

目前我们在进行火力发电厂建筑防火、防爆设计主要依据的规程、规范有：

（1）《建筑设计防火规范》（国家标准）

（2）《火力发电厂与变电站设计防火规范》（国家标准）

（3）《建筑内部装修设计防火规范》（国家标准）

（4）《火力发电厂建筑设计规程》（行业标准）等

2.防火材料

装修材料的防火是以材料的燃烧性能划分等级，而建筑构件的耐火性能是以构件的耐火极限（h）衡量的。根据《建筑内部装修设计防火规范》的规定，装修材料分为四个等级，即不燃、难燃、可燃、易燃。分别用A、B1、B2、B3来表示。对于火力发电厂的建筑装修要求，材料最少应达到B1的标准。对于厂房内各种控制室、电子设备间等房间，由于这类房间内设备昂贵，且一旦发生火灾受到损坏，对电厂的安全运行会产生重大影响。因此这类房间的墙面、地面、顶面的装修必须使用A级材料。

在国际上，消防领域公认的科学理论“被动防火”就是指运用一系列具有一定耐火极限的建筑防火产品及系统，将火灾控制在初发的防火单元内，防止火焰蔓延，以保护物业使用者能迅速撤离现场，最大限度地保护生命和财产安全，降低火灾损失情况。而基于此理论设计地被动防火系统作为防火安全的基础已经为国际防火界所公认。

在国际上，消防领域公认的科学理论“被动防火”就是指运用一系列具有一定耐火极限的建筑防火产品及系统，将火灾控制在初发的防火单元内，防止火焰蔓延，以保护物业使用者能迅速撤离现场，最大限度地保护生命和财产安全，降低火灾损失情况。而基于此理论设计地被动防火系统作为防火安全的基础已经为国际防火界所公认。轻质防火隔墙是中国目前应用最多的防火系统。它采用单层轻钢龙骨，两面各挂单层防火板，就可以达到3～4小时的耐火极限，被广泛的应用在现代工业厂房。

3.疏散路线

通过以上的对于发电厂防火设计的介绍，我们发现防火设计总是把人员的生命安全放到首位，这是建筑防火设计的一条重要原则，为保证厂房内人员在发生火灾时快速的疏散，在厂房建筑布置上不但要重点设计好专门安全出入口，还要在厂房内划出防火区域，把必要的隔堵设计成防火墙，减少火灾造成的影响范围。

（1）水平疏散

零米层汽机房与除氧间之间靠汽机房B列设置主要的纵向通道，从固定端一直延伸至扩建端，一般净宽度保证在2.5米以上。该通道在厂房中部一侧与集控楼连接，另一侧通过汽机房检修场可以向A列外疏散至室外。

另一条纵向通道为除氧间与锅炉房之间的炉前纵向通道，净宽度一般不小于4.5米。该通道在厂房中部与集控楼连接。以上两条通道的端部均与室外出口连接。

在汽机房运转层靠A列和B列各有一个纵向通道，两端部可以通过除氧间的楼梯间和汽机房的工作钢梯到达零米层。

横向疏散通道一般设置在零米层每台汽机与对应锅炉之间，一般在C列、D列上设置有防火门。

（2）垂直交通

主厂房固定端设有通至各层和屋面的封闭楼梯间，扩建端也设置了通至各层的封闭楼梯间（或设置室外钢梯）。在主厂房中间位置也设置了楼梯间，此楼梯间可为开敞式。所有楼梯设置的原则就是为了保证主厂房内最远工作点到楼梯的距离不能超过50米。一般露天布置的锅炉本体除设有钢梯外，每台锅炉均设有不小于2T的客货两用电梯通至各层。

4.车间防爆

在《建筑设计防火规范》第3.1.1 条及3.1.3 条中讲到，根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素，或根据储存物品的性质和储存物品中的可燃物数量等因素，生产类别和仓库类别可分为甲、乙、丙、丁、戊类。并在表3.1.1 和表3.1.3 中对这几个类别做了具体划分。第3.6.2 条及第3.6.13 条规定，有爆炸危险的甲、乙类厂房和仓库应采取防爆措施，设置泄压设施。在兰炭尾气发电厂中，属于甲、乙类厂房和仓库，需要进行防爆泄压设计的，主要有锅炉房燃气部分，制氢站或氢气罐储存仓库、乙炔站、制氨车间或氨气瓶储存仓库，及闪点低于28℃的燃油泵房等。

有爆炸危险的厂房和仓库的承重结构、装修材料、门窗材料、有爆炸危险的房间与无爆炸危险的房间之间的隔墙等，均是需要采取防爆措施的部位。

有爆炸危险的厂房和仓库的承重结构通常采用钢筋混凝土柱承重框架或框排架结构，因为这种结构形式整体性强，抗爆性能好。当采用钢柱承重时，钢柱应设防火保护层，使承重梁柱达到规范规定的耐火极限的要求。

5.结束语

通过本课题的研究，对兰炭尾气发电厂防火、防爆设计及材料选用有了系统的了解，并通过工程实例进行了防爆泄压面积的计算，取得了预期效果：

（1）为今后兰炭尾气发电工程防火、防爆设计提供借鉴；

（2）将防爆泄压面积计算在实际工程进行应用；

（3）了解了一些兰炭尾气防火、防爆材料的工程做法和性能。

在今后火力发电厂防火、防爆设计及材料选用时应注意以下问题：

（1）明确兰炭尾气发电厂防火分区的划分，合理选择材料的耐火极限；

（2）注意兰炭尾气发电厂防爆、防火设计与暖通、水工消防、电气等专业的配合。

参考文献：

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