关于黄骅港三期工程储煤筒仓防爆分区划分的探讨

刘 璠，魏美芳

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）



关于黄骅港三期工程储煤筒仓防爆分区划分的探讨

刘 璠，魏美芳

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

摘要：黄骅港三期工程是国内首个在港口大规模使用筒仓储煤的工程，储煤筒仓的防爆分区划分无现成规范可循。文中介绍了筒仓储煤方案，通过对比煤炭与粮食的性质，认为该两种物质存在一定相似性。提出储煤筒仓的防爆分区可参照有明确规范规定的粮食筒仓进行划分。

关键词：筒仓；煤炭；粮食；粉尘防爆；探讨

引 言

港口是交通运输大动脉的枢纽，是水上运输和陆上运输的联接点。在港口，散装物料运输的特点是大进大出，重点是安全性和高效率，因此基本上采用自动化、专业化的运输工艺。根据物料特性，粮食、水泥等散装物料多采用筒仓存储，而煤炭、矿石等散装物料多采用露天堆存。随着人民生活水平的逐步提高，环保意识逐渐加强，如何治理煤炭露天堆存产生造成的环境污染已经提到议事日程。如果能够采用筒仓存储煤炭，那么环境污染问题就能较为彻底的解决。

神华集团以其独有的“矿—路—港—船—厂”五位一体的运行特点，在黄骅港煤炭港区建设了国内第一个在港口大规模利用筒仓储煤的煤码头工程——黄骅港三期工程。该工程在设计之初，即研究了黄骅港封闭筒仓成套技术，从煤炭装卸工艺流程、筒仓仓型与参数选择、筒仓工艺系统设计与设备选型、筒仓桩基、筒仓结构和安全运行设施等方面对港口利用筒仓储煤进行了专题研究。

筒仓防爆分区的划分是筒仓安全运行的基础，因筒仓储煤无严格意义的规范规定，下面结合粮食筒仓防爆分区的划分方式对筒仓防爆分区的划分进行探讨。

1 防爆分区的定义

借助神华集团产业链的优势，黄骅港三期工程选取周转快、周转量大的煤种储存于筒仓，平均堆存天仅3天。由于筒仓“先进先出”的特性，使用过程中，筒仓内的煤炭处于动态储存中，煤炭位于筒仓内的时间不大于3天。而煤炭会逐步散发一定量的可燃性气体，鉴于煤炭储存时间较短，且可燃气体会在煤炭取料过程中快速发散，因此，在本次探讨中将不考虑筒仓的气体防爆。

根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014），对防爆分区的定义如下。

1.1 爆炸性粉尘环境危险区域划分

第4.2.2条：爆炸性危险区域应根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为20区、21区、22区，分区应复核下列规定：

1）20区应为空气中可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域；

2）21区应为在正常运行时，空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域；

3）22区应为在正常运行时，空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域，即使出现，持续性时间也是短暂的。

1.2 划分为非爆炸性危险区域的条件

第4.2.4条：符合下列条件之一时，可划分为非爆炸性危险区域：

1）装有良好除尘效果的除尘装置，当该除尘装置停车时，工艺机组能连锁停车；

2）设有为爆炸性粉尘环境服务，并用墙隔绝的送风机室，其通向爆炸性粉尘环境的风道设有能防止爆炸性粉尘混合物侵入的安全装置；

3）区域内使用爆炸性粉尘的量不大，且在排风柜内或风罩下进行操作。

2 防爆分区的划分

2.1 储煤筒仓布置方案

图1 筒仓群布置

筒仓区横向布置，共布置24个筒仓，分成4组，每组6个筒仓构成一条堆取料作业线，每条堆取料作业线设一条进仓皮带机（布置在筒仓上部）和2条出仓皮带机（布置在地面以上）。同作业线筒仓中心距46 m，相邻作业线筒仓间距51 m（见图1）。

筒仓采用全地上式，高度43 m、直径40 m，单个仓容3万t。仓顶卸料带式输送机和仓底出料带式输送机均自西向东运行。每条堆取料线的筒仓顶部布置一条带式输送机廊道，廊道内采用皮带小车卸料作业方式；每条堆取料作业线底部平行布置2条仓底带式输送机，出堆场后转接到装船接力带式输送机上。筒仓底部对称布置6个出料口，每个出料口下方布置一台活化给料机，通过活化给料机向带式输送机上供料，3个出料口对应一条仓底带式输送机。给料机可以实现从0到100 %无级调整给料能力，满足混配煤作业的需要（见图2、图3）。

图2 筒仓剖面

图3 仓底出料口平面

2.2 煤炭与粮食的性质对比

根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）附录E，可燃性粉尘特性汇总见表1。

表1 粮食和煤炭可燃性特性对比

由表1中数据可见，粮食与煤炭在可燃性特性方面有一定的相似性，因此，可参考在筒仓防爆分区中有成熟经验的粮食筒仓，划分储煤筒仓的防爆分区。

2.3 粮食筒仓防爆分区划分

根据《粮食立筒仓粉尘防爆安全规范》（AQ4229-2013），粮食立筒仓粉尘爆炸危险场所应按GB 17440的要求，划分为20区、21区和22区。

粮食立筒仓粉尘爆炸危险场所的分区如表2。

表2 粮食立筒仓粉尘爆炸危险场所的分区

2.4 筒仓防爆分区

1）筒仓防爆分区的初步划分

图4 筒仓区域示意

参考粮食筒仓的划分原则，储煤筒仓各区域防爆分区初步划分如表3。

2）筒仓防爆分区的调整

由于《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）中第4.2.4条中对爆炸性粉尘环境划分为非爆炸性危险区域列出了一系列条件，在实施中，仓顶廊道采取了一定措施，使其调整为非防爆区。

表3 储煤筒仓防爆分区初步划分

仓顶廊道为封闭区域，且作业时有粉尘产生，但依据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）第4.2.4条“符合下列条件时，可划为非爆炸危险区域：装有良好除尘效果的除尘装置，当该除尘装置停车时，工艺机组能连锁停车”。

三期工程筒仓仓顶廊道侧墙设置了具有良好除尘效果的轴流风机，且工艺控制系统与除尘控制系统联网通讯，具备联锁功能。

因此，仓顶廊道调整为非防爆区。

3）筒仓防爆分区的确定

经调整后，储煤筒仓各区域防爆分区划分如表4。

表4 储煤筒仓防爆分区划分

3 结 语

本文参考粮食筒仓的防爆分区划分方式，对储煤筒仓的防爆分区进行了划分，作为设备设置的依据。由于尚无使用经验，防爆分区划分偏于严格，在筒仓使用过程中，可加强对筒仓粉尘浓度和除尘器使用效果的观测，获取第一手资料，为更为准确的划分储煤筒仓防爆分区提供依据。

参考文献：

[1] 中国神华能源股份有限公司, 神华黄骅港务有限责任公司, 中交第一航务工程勘察设计院有限公司. 黄骅港煤炭封闭筒仓成套技术研究报告[R]. 2010, 06.

[2] GB50058-2014爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范[S].

[3] AQ4229-2013粮食立筒仓粉尘防爆安全规范[S].

Discussion on Dust Explosion Protection Partition of Coal Silo Area in Huanghua Port Phase-3 Project

Liu Fan, Wei Meifang
（CCCC First Harbor Consultants Co., Ltd., Tianjin 300222, China）

Abstract:Huanghua Port phase-3 project is the first domestic project that stores a mass of coal by using silos. So far there is no available standard for the dust explosion protection partition of coal silos. An introduction has been given to the program of using silos to store coal. By comparing the natures of coal and grain, it is found that those two substances are similar. Therefore coal silo area can be partitioned according to dust-explosion-protection partition standard of grain silos.

Key words:silo; coal; grain; dust explosion protection; discussion

作者简介：刘璠（1981-），男，工程师，主要从事港口规划设计工作。

收稿日期：2015-07-20

DOI:10.16403/j.cnki.ggjs20160104

中图分类号：U651+.5

文献标识码：A

文章编号：1004-9592（2016）01-0021-03