中国市政工程西北设计研究院有限公司甘肃兰州730000
摘要：以热源厂内消防给水设计为例，介绍了燃煤热源厂尤其是锅炉房、输煤廊的消防给水设计思路、主要内容以及应注意的问题。
关键词：热源厂；燃煤锅炉房；输煤廊；消防给水设计
1工程概况
本工程为甘肃某地区新建热源厂，厂区总占地面积19480平方米（约29.2亩）。在热源厂内新建锅炉房及附属用房一座，安装四台58MW的燃煤热水锅炉，供热面积约300万平方米，并配套建设脱硫用房、脱硝用房及空压机房、渣场、消防水池及泵房、半封闭式煤棚、输煤廊、渣廊渣库、烟囱、布袋除尘器等建（构）筑物，热源厂总平面布置图详见图一。
图一热源厂总平面布置图
锅炉房及附属用房合建，框架结构，主要包括：锅炉间、输煤廊、高低压配电室、风机房等。锅炉间为二层，一层层高7米，二层层高29.6米，建筑总高度36.6米，其余辅助生产用房（车间）为单层、多层、高层不等。锅炉房及附属用房建筑面积10398平方米，建筑体积72230立方米，为多功能综合高层厂房，抗震设防烈度七度，火灾危险性分类：输煤廊部分为丙类，其余为丁类，耐火等级为二级。消防设施主要为室内消火栓系统、室外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水幕系统。
热源厂燃煤供应系统主要由半封闭式煤棚和输煤廊组成。半封闭式煤棚为单层框架结构，下部为钢筋混凝土挡土墙，上部为设防风抑尘网，建筑面积3000平方米，建筑高度15米，建筑体积45000立方米。建筑抗震设防烈度为七度，火灾危险性为丙类，耐火等级为二级，其消防雨水主要由其周围的室外消火栓提供。
热源厂内输煤廊为半地下室框架结构，占地面积132平方米，输煤廊内主要设备有带式输送机、电动葫芦等，消防设施主要为室内消火栓。
2消防设施及消防用水量
2.1消防设施
根据《消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014》（以下简称《消规》）、《建筑设计防火规范GB50016-2014》（以下简称《建规》）、《自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2017》（以下简称《喷规》）以及《锅炉房设计规范GB50041-2008》，确定热源厂内单体各建（构）筑物的消防设施及消防用水量，详见表一。
表一热源厂各单体建（构）筑物消防用水量表
2484.6m³丁类二级室外消火栓15L/S
2.2消防用水量
热源厂占地面积19480平方米，按同一时间一起火灾考虑。厂区内消防用水量最大单体为锅炉房及附属用房，锅炉房及附属用房设置室内、室外消火栓系统；其顶层输煤廊内设置自动喷水灭火系统；输煤廊与锅炉房主厂房连接处设置水幕系统。锅炉房及附属用房各系统用水量及热源厂总消防用水量详见表二。
表二锅炉房及附属用房消防用水量标准及一次灭火用水量
2.3消防水源
1）市政供水
热源厂给水水源为市政供水管网，市政供水管管径de400，压力0.30Mpa，水质达到生活饮用水水质标准。从市政供水管网引入一根de160给水管接至热源厂内，供厂区生活、生产用水，消防水池蓄水及绿化浇洒等。
2）消防水池
消防水池补水由厂区内给水管网直接供给，从厂区给水管网引2根de110的给水管接至消防水池。消防水池有效容积540立方米，分为两格，可独立使用。每格设一个消防车取水口，吸水高度不大于4.5m。泵房采用半地下式框架结构，消防水池为地下式，通过泵房内消防泵加压后供给各消防系统用水。
3）高位消防水箱及增压稳压设施
热源厂内各消防系统均采用临时高压给水系统，在锅炉房及附属用房屋顶水箱间内设消防水箱一座，水箱有效容积18.0m³，设置两套增压稳压设施，每套配立式SQL1000-0.6隔膜式气压罐一个（V=300L）、25LGW3-10X5型稳压泵两台（一用一备），N=1.5Kw。一套增压稳压设施与室内外消火栓系统分别连接，另一套增压稳压设施与自喷系统和水幕系统分别连接。
3消防水泵房及管网
3.1消防水泵房
消防水泵房内设四组消防泵，包括一组室外消火栓泵（一用一备），一组室内消火栓泵（一用一备），一组自动喷淋消防泵（一用一备），一组水幕系统消防泵（一用一备）。
室外消火栓泵型号为XBDX3/20-L，参数为：Q=20L/S，H=0.30Mpa，N=11Kw；室内消火栓泵型号为XBDX8/25-L，参数为：Q=25L/S，H=0.80Mpa，N=37Kw；自动喷淋消防泵的型号为XBDX8/25-L，参数为：Q=25L/S，H=0.80Mpa，N=37Kw；水幕系统消防泵型号为XBDX8/10-L，参数为：Q=10L/S，H=0.80Mpa，N=22Kw。并在每台消防泵出水管上设置压力开关、DN65的试水管、水锤吸纳器、流量测试装置及压力测试装置。
3.2室外消防给水管网
厂区内设室外消火栓系统，供水管管径de160，环状布置。厂区内共设置6个地下式室外消火栓，其保护半径不大于150米，间距不大于120米，每个地下式室外消火栓设100mm和65m的栓口各一个；设室内消火栓供水管网，环状布置，供水管管径de160；设水幕系统供水管网，供水管管径de110，支状布置；设自喷系统供水管，供水管径de160，支状布置。
3.3室内消防给水管网
本工程在锅炉房及附属用房、输煤廊内设置室内消火栓系统，各建（构）筑物室内消火栓系统相互独立，消火栓管道水平及竖向均形成环状。锅炉房及附属用房室内消防用水量25L/S，火灾延续时间2h；输煤廊室内消防用水量10L/S，火灾延续时间3h；锅炉房及附属用房输煤廊部分设自喷灭火系统，自动喷水灭火系统用水量25L/S，火灾延续时间1h，共设有一组湿式报警阀组，报警阀组前采用支状管网供水；锅炉房及附属用房与输煤廊连接口出设水幕系统，水幕系统用水量10L/S，火灾延续时间3h，共设有一组湿式报警阀组，报警阀组采用支状管网供水。
4室内消火栓系统
室内消火栓系统均采用临时高压给水系统，由锅炉房及附属用房屋顶消防水箱、增压稳压设备和室外环状管网联合供给。锅炉房及附属用房室内每层布置室内消火栓（除高低压配电室等不能用水灭火的区域），并在消火栓系统最高点设置自动排气阀。一层消火栓设置高度为1.1m，二消火栓高度为30.7m，共设置25个室内消火栓，有两条引入管与室内消火栓管网连接，管径为de160，引入管上设倒流防止器。消火栓的布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达，消火栓栓口动压不小于0.35Mpa，充实水柱为13米。每个消火栓箱内均配置DN65mm消火栓一个，DN65mm、L25m麻质衬胶水带一条，DN65x19mm直流水枪一支、自救消防卷盘一套、报警按钮和指示灯各一只，并在锅炉房及附属用房室外设置两套地下式水泵接合器。
5自喷系统
根据《喷规》条文5.0.1相关要求，结合本工程实际情况，在锅炉房及附属用房顶层的输煤廊内设置自动喷水灭火系统，自动喷水灭火系统由锅炉房及附属用房屋顶消防水箱、增压稳压设备和室外支状供水管网联合供给。系统共设一套湿式报警阀组，位于锅炉房及附属用房一层水泵间内，设一个水流指示器和信号阀。
自喷系统喷水强度采用6L/（min.㎡），作用面积为160㎡，持续喷水时间1h，最不利点喷头工作压力不小于0.1Mpa。输煤廊为不吊顶场所，采用标准直立型喷头，喷头采用68℃闭式玻璃球直立型快速响应洒水喷头，喷头流量系数K=80。为了保证系统安全可靠，在报警阀组控制的最不利洒水喷头处设末端试水装置，安装高度应便于操作。同时在室外设置两组地下式消防水泵接合器，供消防车火灾时从室外消火栓取水向自动喷水灭火系统补水。
6水幕系统
根据《锅炉房设计规范》GB50041-2008条文17.0.7规定，锅炉房、运煤栈桥、转运站、碎煤机室等处，宜设置室内消防给水点，其相连接处并宜设置水幕防火隔离设施。具体到本工程，输煤廊与锅炉房主厂房连接处设置水幕系统，用于防火分隔，火灾时以阻止火势蔓延扩大。
防火分隔水幕由开式洒水喷头、雨淋报警阀组、管网等组成，输煤廊与主厂房连接处宽度为5.0m，防火分隔水幕喷水强度采用2L/（s.m），水幕系统的设计水量为10L/S，火灾延续时间为3.0h。水幕系统采用开式普通型洒水喷头（下垂型），喷头流量系数K=80，最不利点工作压力取0.1Mpa。同时在室外设置一组地下式消防水泵接合器，供消防车火灾时从室外消火栓取水向水幕系统补水。
图二输煤廊自喷系统、水幕系统平面布置图
7本工程消防给水设计应注意的问题
1）根据《建规》第3.1.1条及条文解释，明确规定锅炉房为丁类厂房。但根据3.1.2条及条文解释，同一座厂房或厂房的任一防火分区有不同火灾危险性生产时，厂房或防火分区内的生产火灾危险性类别应按火灾危险性较大的部分确定。本工程中使用丙类固体燃料（煤），且在实际工程中无法将输煤廊与锅炉房分隔，输煤廊占本层或本防火分区建筑面积的比例大于5%。此时，厂房或防火分区内的生产火灾危险性类别应按火灾危险性较大的部分确定。笔者认为，本工程应根据实际情况，设计中遵循《建规》第3.1.1条，将锅炉房定为丁类厂房。
2）若因输煤廊而将整个锅炉房及附属用房定为丙类厂房，且锅炉间为高大空间场所，按《建规》第8.3.5条规定，难以设置自动喷水灭火系统的展览厅、观众厅等人员密集的场所和丙类生产车间、库房等高大空间场所，应设置其他自动灭火系统，并宜采用固定消防炮等灭火系统。且按照《固定消防炮灭火系统设计规范》GB50338-2003第4.3.4条，工业建筑消防炮设计水量不应小于60L/S。由此导致室外消防水池容积过大，工程总投资增加。本工程为了增加消防的安全可靠性，仅在锅炉房及附属用房输煤廊部分设置自喷系统。
3）根据《锅炉房设计规范》GB50041-2008条文17.0.7规定，锅炉房、运煤栈桥、转运站、碎煤机室等处，宜设置室内消防给水点，其相连接处并宜设置水幕防火隔离设施。具体到本工程，输煤廊与锅炉房主厂房连接处设置水幕系统，用于防火分隔，火灾时以阻止火势蔓延扩大。
4）结合本工程实际情况，锅炉房及附属用房内主要消防给水设施有：室内外消火栓系统、自喷系统、水幕系统，消防给水系统设施完善。
5）消防设计遵循的现行主要规范：《消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014》、《建筑设计防火规范GB50016-2014》、《自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2017》、《锅炉房设计规范GB50041-2008》。
6）厂区消防系统较多，在设计中应详细分析并综合处理。
参考文献：
[1]GB50041-2008，锅炉房设计规范。
[2]宗金宇，《某发电厂燃煤供应系统消防给水设计》。《山西建筑》2015年2月第41卷第6期：118～119。