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0 前言
根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》( GB50229 —2006 ,以下简称“火规”) 的要求,对机组容量为300 MW 及以上的燃煤电厂原煤仓、粉煤仓(除无烟煤外) 均需要设置惰性气体灭火系统。规范对该条文的解释为“考虑到布置的方便及操作的安全,本规范规定采用惰性气体”。美国规范NFPA 850建议原煤仓、粉煤仓采用泡沫和惰性气体灭火系统。惰性气体常用的有二氧化碳、氮气和IG2541 。国内火力发电厂机组容量已经向大容量发展,新的机组单机容量基本大于等于300 MW ,所有新建火力发电厂项目基本要在原煤仓、粉煤仓内设置惰性气体灭火系统。
在常温常压条件下,CO2 为一种无色、无味、干燥的惰性气体,密度是空气的1. 52 倍,无腐蚀,不导电,灭火后完全气化,没有残留物,不污损保护物,且来源广泛,价格低廉。我国已于1993 年颁布了《二氧化碳灭火系统设计规范》( GB 50193 —93 ,以下简称“碳规”) ,该技术的运用已经很广泛和成熟。因此,目前国内很多火力发电厂的原煤仓、粉煤仓消防设施,以二氧化碳气体灭火系统居多。
1 原煤仓、粉煤仓二氧化碳气体灭火系统设计理念“火规”虽然要求原煤仓、粉煤仓设置惰性气体灭火系统,但没有提及系统设计思路和要求。“碳规”是系统具体的设计,但对介质为煤的设计思路和要求也没有提及。目前,国内对原煤仓、粉煤仓二氧化碳灭火系统的设计存在两种理念,一种为惰化理念,就是用CO2 降低煤活性,产生惰性空间,通过维持一定浓度的CO2 ,减少保护区内的氧气浓度,降低保护区内潜在的火灾危险。CO2 持续地释放至原煤仓、粉煤仓内,在维持一定浓度CO2 条件下,抑制氧化作用,防止过热现象产生,将原煤仓、粉煤仓内的CO 浓度和温度控制在规定的温度条件下。灭火系统采用大储量的低压二氧化碳灭火系统,系统按NFPA 850 进行设计。另一种理念为纯粹的灭火,发生火灾,迅速扑灭火灾,设计上按照“碳规”中的要求进行设计,采用低压或高压二氧化碳灭火系统。
笔者认为对原煤仓、粉煤仓的灭火系统应采用第一种理念即惰化理念。具体分析如下:煤的自身发热是由于煤的新鲜表面暴露在空气中产生氧化引起的,能够引起煤燃烧的自身发热必须具备以下条件:充足的空气、空气与煤的新鲜表面(未氧化) 接触、空气运动还不足以带走煤氧化所产生的热量。在环境温度下,煤的氧化速度取决于煤的排列、暴露表面积和可以渗入煤中的大气中自由氧的百分数,在相同的情况下,低级排列的(软) 煤要比硬煤的氧化速度快。同样,如果把煤磨成很小的粒径,其暴露表面积就更大,氧化速度就更快,渗入煤中的大气自由氧含量下降将会导致氧化速度的下降(几乎成比例) ,氧化作用将会以低速持续进行直至自由氧全部耗尽,产生的热量被煤吸收,引起煤温度升高,从而发生自燃。原煤仓是在煤被粉碎处理前原煤的储存仓库。
磨煤机、粉煤机将块状的原煤研磨粉碎,粉碎后的煤称粉煤,用粉煤仓储存。有的工艺将粉煤直接通过空气送入锅炉内进行燃烧,有的则先输送至粉煤仓,再送至锅炉内燃烧。 |
