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火力发电厂建筑防爆泄压设计探讨

时间:2017-08-22  来源:本网  作者:admin  浏览次数:64

  火力发电厂建筑防爆泄压设计探讨陆(广西电力工业勘察设计研究院,广西南宁530023)窗面积的确定等问题展开讨论,以供火力发电厂工程设计同行。

  1概述在火力发电厂的设计中,根据工艺流程的需要,会涉及到一些存在爆炸危险的厂房或仓库。这类型建筑的设计必须按照现行的国家或行业规程规范的规定采取防爆措施,设置泄压设施。而在设计过程中,如何理解并实施这些现行的国家或行业规程规范,并采取何种措施来满足规程规范的要求,将是本文重点探讨的问题。

  2火力发电厂需要做防爆泄压设计的建筑物及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31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。在火力发电厂中,属于甲、乙类厂房和仓库,需要进行防爆泄压设计的,主要有制氢站或氢气罐储存仓库、乙炔站、硫磺储存仓库、制氨车间或氨气瓶储存仓库,及闪点低于28丈的燃油泵房等。

  3防爆泄压设计的有关规定有爆炸危险的厂房和仓库应独立布置,并与其他建、构筑物保持一定的安全防火间距,防火间距应满足建筑设计防火规范的要求。制氢站、乙炔站应远离散发火花的地点,最好布置在厂区边缘。

  有爆炸危险的厂房和仓库宜为单层建筑,同时宜采用敞开或半敞开式。

  有爆炸危险的生产部位,宜设置在单层厂房靠外墙的泄压设施或多层厂房顶层靠外墙的泄压设施附近。

  面积超过100m2的有爆炸危险的房间,安全出入口不应少于两个。

  有爆炸危险的厂房和仓库应设置必要的泄压设施。泄压面积与厂房体积的比值应符合建筑设计防火规范的要求。

  4常用的防爆措施有爆炸危险的厂房和仓库的承重结构、内装修材料、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,抗爆性能较好。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。

  按照建筑设计防火规范的规定,有爆炸危险的房间与无爆炸危险的房间之间,应采用耐火极限不低于3h的非燃烧体防护墙隔开。而当相邻房间为人员经常出入的办公室、休息室等房间时,考虑到普通砖墙即使耐火极限再高,也很难抵御爆炸事故产生的冲击波的摧毁力,因此还需要采用有一定抗爆强度的防爆防护墙。防爆防护墙的通常做法有几种:钢筋混凝土墙、砖墙配筋、夹砂钢木板。

  有爆炸危险的厂房和仓库应采用不发火花的地面材料。当采用绝缘材料作整体面层时,应采取防静电措施。防静电措施可采用在地面预埋扁钢带并做好接地来实现。

  有爆炸危险的房间的门窗宜米用撞击时不产生火花的材料制作,或仅在门窗经常开启碰撞的部位采用撞击时不产生火花的材料。这些材料有铝、橡胶、塑料、塑钢、木等。

  制氢站等散发较空气轻的可燃气体或蒸汽的房间上部空间应保证通风良好,设置排风机或自然通风帽、通风屋脊、天窗或老虎窗等。顶棚应平整,没有死角,避免可燃气体积聚在顶棚上。

  此外,为避免阳光强烈直射后氢气瓶内气压超压引起不安全隐患,氢气瓶储存房间应采取防止阳光直射气瓶的措施,一般采用涂白或磨砂玻璃,或设遮阳板,或采用百叶窗等方法。

  5泄压设施的设置有爆炸危险的厂房和仓库应设置满足规范要求的泄压面,而泄压面的选择,对减小爆炸事故的损失尤为重要。因此,泄压面的设置最好靠近易发生爆炸的部位,并且尽量避免面向人员集中场所和主要交通道路,且宜优先选择轻质屋盖作为泄压面。优先选择轻质屋面作为泄压面是因为当爆炸事故发生时,屋面破坏泄压后可不影响房屋的承重构件,对附近建筑物的安全影响较小,并且泄压面积较大,较易达到规范规定的要求。

  作为泄压面的轻质屋盖,设计中一般采用自防水单层压型钢板屋盖,单向坡屋面设计,北方地区还需在屋面设置热融设备,避免冰雪雨水在屋盖上积聚。而作为泄压面的轻质墙体,一般采用容重较小的墙体材料。门窗型材、小五金选择断面较小的,门窗构造安装节点要求易摧毁、脱落,门窗均向外开以利泄压,玻璃采用较薄的钢化玻璃,爆炸时易破碎而不形成尖锐碎块。

  6防爆泄压面积泄压面积应根据计算确定。根据建筑设计防火规范3.6.3条,泄压面积的计算公式A=10CV23,C值小于1000m2的厂房都可套表3.6.3内的C值。

  其中制氢站或氢气罐储存仓库、乙块站、闪点低于28T:的燃油泵房的火灾危险性类别为甲级,制氢站或氢气罐储存仓库C值取0.250;乙炔站的C值取0.200;闪点低于28丈的燃油泵房的C值取0.110;硫磺储存仓库、制氨车间或氨气瓶储存仓库的火灾危险性类别为乙级,硫磺储存仓库的C值可取0.055;制氨车间或氨气瓶储存仓库的C值取0.030.计算建筑物需要的泄压面积之后,可根据面积要求确定轻质屋面和轻质墙体的面积。建筑设计防火规范中提到,泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等。那怎样的屋面和墙体算是轻质的呢根据建筑设计防火规范3.6.4条,作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2.这个单位质量,是指用作泄压面的轻质围护结构的各种材料的综合单位重量,各材料的容重可以从建筑结构荷载设计规范中查到。我们要做的,就是根据查到的各材料的容重,调整各材料的使用比例,务必使泄压面的围护结构的单位质量达到规范的标准。

  下面结合三水恒益电厂的制氢站的泄压设计,来对泄压面积的计算进行探讨:三水恒益电厂的制氢站有两间电解室、中间夹-间辅助间,边上还有配电间,如所示。

  制氢站平面图需要做防爆泄压设计的是电解室和辅助间。

  电解室与配电间的隔墙需采用耐火极限不低于3h的非燃烧体防护墙。从建筑设计防火规范续表8可查知,240厚的蒸压灰砂砖墙已满足防火规范的要求。

  而已知的泄压设计的条件如下:C值查建筑设计防火规范表3.6.3,取0.250;(轻质屋面54m2,仍需50.4m2轻质墙体作为泄压面积。)而电解室可用作泄压面的墙的面积为:6x5x2(前后两面墙)=60m2,大于50.4m2的泄压面积要求(需前后两面墙均作为泄压面)。

  作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2,所以电解室作为泄压面的轻质墙体的总重量要求为60x60=3600kg.而本工程所使用的材料如下:外墙砌体材料均为180蒸压灰砂砖,自重金框料的厚度一般为5cm左右;的厚度一般为6cm左右;所以我们考虑铝合金窗按自重28kN/m3,约为计算。

  根据以上的数据,就可以计算出开窗面积。

  开窗面积的确定(按开设通窗的做法计算):=3600,可以算出窗台高X= m.铝合金窗的自重比砖墙小,开窗面积越大,墙体的单位质量越小。也就是说,只要窗台低于m就满足外墙作为轻质墙体的要求了。

  此外,我们在制氢站设计中,设计了宽度为1.2m的遮阳挑檐,并且采用大面积的防雨型铝合金百叶窗,既可防止阳光直射气瓶,又可以满足通风的要求。

  同时,在制氢站轻质屋面的设计时,在屋架下沿设百叶窗,并安装排风扇,这样的设计充分保证了屋盖下气流通畅,避免氢气在屋盖下积聚,提高了制氢站的安全性能,大大减小了爆炸安全隐患,见~3.自防水单层压型钢板屋盖铝合金百叶窗铝合金玻璃窗-0-300制氢站立面结语在火电工程的建筑设计中,建筑的安全防护设计是最为重要的一环。而有爆炸危险的建筑的防爆泄压设计通常较为复杂,需要设计师对建筑周围环境、建筑功能工艺流程、结构布置、建筑材料的选择等都要充分了解,并进行合理配置,以满足建筑的使用要求,并达到相关规程规范的安全防护要求,将爆炸事故的损失减至最小。

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