探討選煤廠給水排水設計中的若干問題

劉 權(quán)

(煤炭工業(yè)太原設計研究院，山西太原 030001)

2013年我國煤炭總產(chǎn)量為36.92億t，煤炭進口3.3億 t，煤炭在我國消費能源消費結(jié)構(gòu)中占比為65.7%，考慮到調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、保護環(huán)境、控制PM2.5污染等因素的影響，煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重將明顯下降。原煤全入洗是煤炭行業(yè)發(fā)展的必然選擇，洗煤工藝有跳汰、重介、風選等，隨著重介工藝的完善，已成為多數(shù)選煤廠的選擇。重介工藝中洗水的應用是選煤效果及介耗等的重要條件之一，因此洗水應用的好壞一定程度上決定著選煤廠運營的正常與否。本文就選煤廠給水排水設計中的一些問題展開討論如下。

1 水源

坑口型選煤廠用水均由礦井給水排水工程統(tǒng)一考慮供水水源，而群礦型選煤廠用水由選煤廠獨立考慮供水水源。GB 50810-2012煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范表2.2.11-1中有懸浮物粒度小于0.7 mm這一指標，但在GB/T 18920-2002城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)、GB/T 18920-2002城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)、GB/T 18920-2002城市污水再生利用 補充水源水質(zhì)等民用規(guī)范均未提及此項指標，該指標是煤炭行業(yè)的特殊要求，在水源處理環(huán)節(jié)上應特別注意。

2 消防

目前，選煤廠消防設計主要借鑒GB 50016-2006建筑設計防火規(guī)范等民用建筑消防設計規(guī)范，針對煤炭行業(yè)的消防設計僅在GB 50810-2012煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范和GB 50359-2005煤炭洗選工程設計規(guī)范中有簡單說明。但對于選煤廠消防設計中的一些個例，本文結(jié)合平時消防監(jiān)督實際，提出以下幾點消防措施與同行切磋。

2.1 消防水箱

GB 50016-2006建筑設計防火規(guī)范中第8.4.4條，設置臨時高壓給水系統(tǒng)的建筑物應設置消防水箱。但在選煤廠設計中，一般消防最不利點為原煤緩沖倉，高度一般為地面50 m以上，緩沖倉上設消防水箱對土建倉基礎影響甚大。因此近些年筆者結(jié)合實際消防驗收，去掉了室內(nèi)消防水箱，而用穩(wěn)壓罐或穩(wěn)壓變頻給水泵來保證最不利點消火栓靜壓要求。

2.2 消防管網(wǎng)

近幾年選煤設計消防驗收工程中，消防要求設獨立供水管網(wǎng)已逐漸成為行業(yè)發(fā)展趨勢，同以往生活消防合用管網(wǎng)或生產(chǎn)消防合用管網(wǎng)相比較，這樣可保證消防用水的獨立性及消防的誤報警。

GB 50810-2012煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范中第2.6.5條，場地范圍外的原煤帶式輸送機棧橋可不設置室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。在實際選煤廠設計中，工業(yè)場區(qū)外原煤和干煤產(chǎn)品長距離輸送的場地途經(jīng)河流等復雜地形時，不具備敷設枝狀室外消防系統(tǒng)，而在輸送機棧橋內(nèi)布置室內(nèi)消火栓供水系統(tǒng)。

GB 50810-2012煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范中第2.6.5條，與主井井口房、翻車機房、選矸車間、篩分車間、主廠房、原煤倉、原煤轉(zhuǎn)載點等生產(chǎn)系統(tǒng)連接的原煤輸送機棧橋接口處，應設置消防水幕。在實際選煤廠設計中，如篩分車間、原煤倉等，同原煤輸送機棧橋連接接口經(jīng)常有3個～4個，甚至更多，筆者認為如果將這些接口全部考慮在一次消防范圍內(nèi)，消防流量會很大，且不符合實際消防要求。因而，在遇到此類建筑時，一次消防僅考慮在建筑物同層與原煤輸送機棧橋相連接口數(shù)量來計算復核消防流量。

2.3 原煤棚消防

近幾年選煤廠原煤儲煤場應環(huán)保要求都做全封閉處理，即原煤儲煤場加蓋煤棚，因煤棚大多占地面積大，煤棚高度大，這對消防設計提出了更高的要求。以往簡單的室內(nèi)消火栓布置已不能滿足煤棚實際消防要求，該類煤棚室內(nèi)消防應考慮布置消防炮。消防炮大致可分為:自動跟蹤定位消防炮、電控消防炮及手動消防炮三類。筆者認為在現(xiàn)階段煤炭行業(yè)發(fā)展的實際情況下，電控消防炮應是煤棚室內(nèi)消防首選，既可避免自動跟蹤定位消防炮過錯開啟，也可避免實際發(fā)生火情消防人員不能靠近手動消防炮。

借鑒民建GB 50338-2003固定消防炮滅火系統(tǒng)設計規(guī)范第4.3.4條，撲救室內(nèi)一般固體物質(zhì)火災的供給強度應符合國家有關(guān)標準的規(guī)定，其用水量應按兩門水炮的水射流同時到達防護區(qū)任一部位的要求計算，工業(yè)建筑的用水量不應小于60 L/s;同時在第4.2.1條也強調(diào)，室內(nèi)消防炮的布置數(shù)量不應少于兩門，其布置高度應保證消防炮的射流不受上部建筑構(gòu)件的影響，并能使兩門水炮的水射流同時到達被保護區(qū)域的任一部位。筆者結(jié)合實際消防驗收工程認為消防炮用水連續(xù)供給時間為2 h考慮較為合適。

但實際設計過程中，煤棚占地及高度各不相同，筆者認為封閉煤棚高度大于15 m或?qū)挾却笥?0 m均應考慮設計消防炮，其他可考慮布置室內(nèi)消火栓。

GB 50810-2012煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范中第2.6.4條，封閉式儲煤場宜根據(jù)其儲量按室外堆場計算室外消防水量。而GB 50016-2006建筑設計防火規(guī)范中第8.2.3條，煤和焦炭總儲量大于5 000 t時，室外消防用水量僅為20 L/s。筆者結(jié)合實際消防驗收工程認為該室外消防用水量偏小，應適當放大。

3 水泵

選煤廠設計中，涉及選煤工藝的水泵均選用適合輸送含固體顆粒磨蝕性漿體的渣漿泵。因選煤工藝中要求煤泥水系統(tǒng)總體水量平衡，即原煤帶入水量和洗后煤帶走水量相等，而渣漿泵的軸封形式多為副葉輪動力密封加填料密封。這樣，水泵的軸封及冷卻用水應準確計入原煤帶入水量，從而達到選煤洗水閉路循環(huán)，不外排的要求。近年來，渣漿泵軸封形式也逐漸采用全機械密封，無需補加軸封及冷卻用水，但成本偏高，且易破損。

GB 50359-2005煤炭洗選工程設計規(guī)范中第2.0.3條，在配(原)煤倉后設備處理能力的不均衡系數(shù)，在額定小時能力的基礎上，煤泥水系統(tǒng)和重介懸浮液系統(tǒng)取1.25。則對于選煤廠渣漿泵的流量均應在選煤工藝數(shù)質(zhì)量流程的基礎上取1.25系數(shù)，該流量盡可能和水泵有效工況曲線內(nèi)大流量段相重合，這樣可以避免水泵電機偏大，從而降低全廠能耗。

4 耐磨管道

重介選煤工藝中，選煤廠內(nèi)帶介系統(tǒng)管道大都選用陶瓷內(nèi)襯復合鋼管。其中，內(nèi)襯陶瓷厚度一般從5 mm～25 mm可供設計選用。目前，選煤設計中內(nèi)襯陶瓷厚度選用大都介于10 mm～20 mm。項目實施過程中，內(nèi)襯陶瓷厚度的選用可變因素多，因而在設計施工圖中陶瓷內(nèi)襯復合鋼管管徑標注均為公稱直徑。這樣，可確保管道內(nèi)正常設計的經(jīng)濟流速。管路中閥門、法蘭等連接件，因陶瓷內(nèi)襯復合鋼管外徑的不同，連接件也應專門處理。因此，耐磨管道施工工程大都包含相應閥門等連接件的安裝。

5 煤泥水

選煤廠設計中煤泥水閉路循環(huán)，不外排。這就要求在任何情況下，煤泥水不能流出廠區(qū)，為達到這個要求，筆者認為濃縮車間循環(huán)水池在場地允許的情況下，盡可能大些，以滿足主廠房事故時，能夠容納設備內(nèi)全部外排的煤泥水。另外，工業(yè)場地洗后煤倉等煤泥水滴漏處，設集水坑排水泵回收廠區(qū)內(nèi)單體建筑所產(chǎn)生的煤泥廢水。

6 原煤棚環(huán)保

原煤棚內(nèi)因原煤輸送所形成的煤塵量較大，為防止煤塵形成災害，除在煤棚頂設置軸流通風機加強通風外，還應在煤棚四周加設水噴霧設備抑塵。根據(jù)煤棚內(nèi)部工藝布置，若煤棚四周設擋墻且有通行道，可考慮布置移動射霧器;若煤棚四周無通行道，則考慮布置除塵噴槍。

除塵噴槍給水系統(tǒng)一般應獨立設置管網(wǎng)，方便現(xiàn)場根據(jù)煤塵實際情況獨立管理。

目前，選煤廠給水排水設計規(guī)范較少，且條文說明簡單;針對選煤設計技術(shù)的革新，給水排水設計工作中尤其是消防設計缺乏可依據(jù)規(guī)范。本文就選煤廠給水排水設計中常見問題提出筆者的觀點以饗讀者，使設計完善，達到既節(jié)省投資又安全可靠的目的。