《煤炭工業(yè)供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》應(yīng)用探討

王 晶

(中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，天津 300120)

1 概 述

煤炭企業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐。煤炭行業(yè)為發(fā)電行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)，提供了強(qiáng)大的能源保障。煤炭工業(yè)目前穩(wěn)步推進(jìn)煤炭基地建設(shè)，提高資源高效清潔利用水平。在這樣的背景下，近年來，國家陸續(xù)發(fā)布了多個(gè)涉及煤炭領(lǐng)域暖通專業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其中《煤炭工業(yè)供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50466—2018)[1](以下簡稱《煤暖標(biāo)》)對暖通專業(yè)的設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用。規(guī)范涉及供暖、通風(fēng)、除塵、空調(diào)、生活供熱、井筒防凍、冷熱源、室外供熱管道等多個(gè)方面，全方位規(guī)定并制訂了實(shí)施辦法，指明了設(shè)計(jì)人在工作中的方向。

我國煤炭資料遼闊，各地域的煤質(zhì)差別較大，各項(xiàng)目的基礎(chǔ)條件也不同，出現(xiàn)了一項(xiàng)目一議的常見現(xiàn)象。這就造成了暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員在工作中對于規(guī)范的理解難免出現(xiàn)疑惑，不能合理地解決各規(guī)范間的融會貫通問題。

國內(nèi)很多設(shè)計(jì)工作者針對現(xiàn)行規(guī)范提出了自己的理解和觀點(diǎn)[2]，取得了不錯的效果。作為專業(yè)設(shè)計(jì)人員，尤其作為獨(dú)立行業(yè)的設(shè)計(jì)人員，希望的是本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能夠做出最詳盡和全面的規(guī)定以指導(dǎo)工作。在具體工作中，《煤暖標(biāo)》關(guān)于供暖熱負(fù)荷的估算、通風(fēng)機(jī)防爆與否的確定、除塵性能指標(biāo)、輸煤系統(tǒng)消防排煙等多處容易造成工作誤區(qū)，因此本文結(jié)合《煤暖標(biāo)》在應(yīng)用中存在一些問題展開討論。

2 規(guī)范應(yīng)調(diào)整或完善的內(nèi)容

2.1 《煤暖標(biāo)》第2.1.6條第1款

原文：可行性研究和初步設(shè)計(jì)階段可按建筑物體積熱指標(biāo)或面積熱指標(biāo)估算。

該條規(guī)定了供暖熱負(fù)荷計(jì)算的基本原則，目前《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50215—2015)[3](以下簡稱《礦規(guī)》)和《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50359—2016)[4](以下簡稱《洗選規(guī)》)中均規(guī)定了供暖體積耗熱量指標(biāo)，筆者發(fā)現(xiàn)在實(shí)際工作中，該指標(biāo)過大，以某選煤廠主廠房設(shè)計(jì)為例，初步設(shè)計(jì)階段按照體積指標(biāo)估算負(fù)荷1500kW，在施工圖設(shè)計(jì)階段實(shí)際負(fù)荷計(jì)算僅為300kW，即使再附加通風(fēng)熱負(fù)荷等也不足500kW。熱負(fù)荷前期階段估算過大，導(dǎo)致熱源裝機(jī)容量偏大，前些年的一些礦井燃煤鍋爐房運(yùn)行一部分容量即可滿足供熱需要。2013年《大氣污染防治行動計(jì)劃》執(zhí)行后[5]，無法新建10t/h以下燃煤鍋爐，甚至有的地方標(biāo)準(zhǔn)20t/h燃煤鍋爐也不能新建，煤礦礦區(qū)供熱一直是行業(yè)難題，熱負(fù)荷計(jì)算偏大更加對熱源的選擇造成了不便。

在某偏遠(yuǎn)礦區(qū)項(xiàng)目中無法利用天然氣，而當(dāng)?shù)胤骞入妰r(jià)優(yōu)惠明顯，按《礦規(guī)》和《洗選規(guī)》計(jì)算后，計(jì)算負(fù)荷超出了礦井主變壓器容量，相應(yīng)的暖通規(guī)范又沒有一個(gè)合適的面積熱指標(biāo)供參考，只能利用現(xiàn)有的體積熱指標(biāo)，雖然設(shè)計(jì)人知道指標(biāo)偏大，但又無合適的方式替換。不同于燃煤鍋爐供熱，無論采用空氣源熱泵、燃?xì)忮仩t、電鍋爐還是余熱回收，設(shè)備及運(yùn)行成本均偏高，建議在現(xiàn)階段供熱形勢下，在可研和初設(shè)階段確定設(shè)備容量時(shí)，熱負(fù)荷估算盡量準(zhǔn)確?！睹号瘶?biāo)》亟需出臺新的估算辦法來替代一刀切的體積熱指標(biāo)法，建議《煤暖標(biāo)》改版時(shí)，綜合其他行業(yè)估算辦法，提出具有行業(yè)特色的相對準(zhǔn)確的估算指標(biāo)[6]，并給出估算辦法。

2.2 《煤暖標(biāo)》第2.1.6條第3款

原文：每天連續(xù)使用2h以上排風(fēng)時(shí)，應(yīng)對補(bǔ)風(fēng)進(jìn)入的空間計(jì)算冷空氣滲入耗熱量。

對于熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量是毋庸置疑的，但嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)，地下卸煤溝、翻車機(jī)房、輸煤地道、轉(zhuǎn)載點(diǎn)以及準(zhǔn)備車間等設(shè)置通風(fēng)除塵裝置時(shí)，由于負(fù)壓除塵風(fēng)量較大，同時(shí)此類建筑物的通風(fēng)要求也較高，在熱平衡計(jì)算通風(fēng)耗熱量時(shí)，往往造成負(fù)荷較大的情況，在設(shè)計(jì)工作中難免引起爭議，有時(shí)候存在濫用設(shè)備的情況發(fā)生，增加了工程造價(jià)。實(shí)際運(yùn)行過程中在通風(fēng)除塵時(shí)段只要達(dá)到不結(jié)凍的溫度即可滿足現(xiàn)場使用，《發(fā)電廠供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T 5035—2016)[7]中規(guī)定：冬季熱風(fēng)平衡計(jì)算時(shí)，通風(fēng)除塵系統(tǒng)運(yùn)行期間的室內(nèi)溫度可按5℃計(jì)算；按照維持室內(nèi)溫度5℃校核散熱器供暖系統(tǒng)的熱補(bǔ)償能力，不足部分設(shè)置熱風(fēng)供暖系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。筆者認(rèn)為此規(guī)定對于上述場所進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，起到了平衡的作用，滿足了使用工況，不增加工程造價(jià)也明確了設(shè)計(jì)人員的工作方向。

建議后期改版時(shí)，增加關(guān)于通風(fēng)熱補(bǔ)償?shù)囊?，冬季設(shè)有通風(fēng)除塵的場所，可考慮只滿足5℃校核室內(nèi)供暖系統(tǒng)。

2.3 《煤暖標(biāo)》第3.1.4條

原文：排除含有易燃、易爆物質(zhì)氣體的風(fēng)機(jī)，應(yīng)選用防爆產(chǎn)品。

該條在執(zhí)行過程中，理解不一，有的觀點(diǎn)認(rèn)為關(guān)于運(yùn)煤的項(xiàng)目均有少量瓦斯，屬于易燃易爆物質(zhì)，均應(yīng)采用防爆產(chǎn)品?！哆x煤廠安全規(guī)程》(AQ 1010—2005)[8](以下簡稱《規(guī)程》)中規(guī)定：煤倉和原煤準(zhǔn)備、干選、干燥車間等煤塵比較集中的地點(diǎn)電氣設(shè)備必須防爆或采取防爆措施?！豆I(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50019—2015)[9](以下簡稱《工規(guī)》)中規(guī)定：排除、輸送或處理有甲、乙類物質(zhì)，其濃度為爆炸下限的10%及以上時(shí)以及排除、輸送或處理含有燃燒或爆炸危險(xiǎn)的粉塵、纖維等物質(zhì)，其含塵濃度為其爆炸下限的25%及以上時(shí)應(yīng)采用防爆型設(shè)備。此條在實(shí)際工作中，選煤專業(yè)執(zhí)行《選煤廠安全規(guī)程》在原煤階段一般采取防爆措施，而在洗選后(水洗)的系統(tǒng)往往不再采取防爆措施，說明《規(guī)程》中已經(jīng)將洗選后的系統(tǒng)認(rèn)定為無爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。而煤炭行業(yè)是一個(gè)特殊的行業(yè)，輸送的物料均含瓦斯(烷)和粉塵，瓦斯屬于甲類物質(zhì)，粉塵屬于有爆炸危險(xiǎn)的物質(zhì)，《工規(guī)》中設(shè)置防爆措施對于瓦斯和粉塵均對含量做出了規(guī)定，在實(shí)際工作中又很難得到準(zhǔn)確的含量，造成做法不一又各有道理，筆者認(rèn)為在洗后的輸煤系統(tǒng)中煤塵含量已經(jīng)大幅度降低，對于瓦斯礦井有害氣體含量也很低，電氣設(shè)備可不采取防爆措施。實(shí)際工作中洗后低瓦斯來煤，風(fēng)機(jī)未采取防爆措施的項(xiàng)目基本運(yùn)行正常。

建議《煤暖標(biāo)》這一條綜合《規(guī)程》及《工規(guī)》的要求做出修改：①瓦斯礦井來煤時(shí)，煤倉和原煤準(zhǔn)備、干選、干燥車間等煤塵比較集中的地點(diǎn)電氣設(shè)備應(yīng)選用防爆產(chǎn)品；②高瓦斯及瓦斯突出礦井來煤時(shí)，輸煤系統(tǒng)電氣設(shè)備均采用防爆產(chǎn)品；③其他場所排除含有易燃、易爆物質(zhì)氣體的風(fēng)機(jī)，應(yīng)選用防爆產(chǎn)品。

2.4 《煤暖標(biāo)》第6.0.2條第1款

原文：立井與斜井應(yīng)取當(dāng)?shù)貧v年極端最低氣溫平均值。

該條規(guī)定了井筒空氣加熱室室外空氣計(jì)算溫度的取值。井筒防凍是煤炭行業(yè)暖通專業(yè)最具特色的工程設(shè)計(jì)[10]，在最新2015版《工規(guī)》中也首次在國家標(biāo)準(zhǔn)中納入了井筒保溫的相關(guān)條款。因此《煤暖標(biāo)》作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)將設(shè)計(jì)原則規(guī)定得盡量詳盡，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)。目前歷年極端最低氣溫平均值最近資料為《工規(guī)》附錄，但這個(gè)資料涉及地區(qū)偏少，而《中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》又無此數(shù)據(jù)，大部分情況設(shè)計(jì)人需要查閱1979年編制的《暖通空調(diào)氣象資料集》，筆者通過對比發(fā)現(xiàn)，《暖通空調(diào)氣象資料集》與《工規(guī)》誤差一般為3～4℃，目前燃煤鍋爐在煤礦使用受限，供熱受到了很大的限制，為了使最具行業(yè)特色的井筒防凍設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算更加準(zhǔn)確，筆者建議規(guī)范增加關(guān)于歷年極端最低氣溫平均值的附錄作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.5 《煤暖標(biāo)》第3.2.1條

原文：對散發(fā)粉塵的生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)采取防塵、噴霧降塵或機(jī)械除塵措施。

該條為《煤暖標(biāo)》關(guān)于除塵設(shè)置的原則，在除塵方面，《煤暖標(biāo)》一筆帶過，筆者認(rèn)為過于簡潔，除塵是輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重要的一項(xiàng)設(shè)計(jì)，早些年煤炭行業(yè)的粗放管理導(dǎo)致了很多轉(zhuǎn)載運(yùn)輸環(huán)節(jié)未設(shè)置除塵，隨著近幾年全國及各地大氣污染物排放要求越來越嚴(yán)，除塵已經(jīng)是輸煤系統(tǒng)必不可少的設(shè)計(jì)之一[11]，規(guī)范給出明確的規(guī)定不僅有利于本行業(yè)的發(fā)展，對于火力發(fā)電廠、煤化工等等用煤企業(yè)的輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)也有一定的參考意義。筆者參與的一項(xiàng)煤化工輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中[12]，前期按煤礦一般要求設(shè)計(jì)，在除塵設(shè)計(jì)時(shí)參考《規(guī)程》室內(nèi)污染物濃度按10mg/m3設(shè)計(jì)，在后期工作中發(fā)現(xiàn)，這一指標(biāo)早已不滿足國家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)?！睹禾抗I(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50821—2012)[13]中指出：粉塵相關(guān)指標(biāo)應(yīng)符合《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 20426—2006)[14]的有關(guān)規(guī)定，而《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 20426—2006)中關(guān)于室內(nèi)粉塵濃度規(guī)定不清，且排氣筒的外排及高度等相關(guān)指標(biāo)早已不滿足實(shí)際使用需要。

建議《煤暖標(biāo)》除塵章節(jié)做出以下調(diào)整：

1)建議修改為：輸煤系統(tǒng)在卸料、輸送、貯存、破碎和篩分作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵，應(yīng)根據(jù)粉塵性質(zhì)及作業(yè)條件采用密閉防塵、防塵屏障、噴灑抑塵劑、慣性降塵、噴霧抑塵和除塵器除塵等方式進(jìn)行防塵、降塵、抑塵和除塵；輸煤系統(tǒng)的設(shè)備、物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)管道、導(dǎo)料槽和帶式輸送機(jī)應(yīng)有密閉、防塵和防止撒落煤的措施。

2)補(bǔ)充工作場所的煤塵濃度要求，補(bǔ)充關(guān)于排氣筒高度及有組織排放的要求。

3)補(bǔ)充輸煤系統(tǒng)防塵、降塵、抑塵、除塵、清掃以及粉塵監(jiān)控方面內(nèi)容。建議有條件的情況下出臺關(guān)于煤塵防治專業(yè)規(guī)范。

2.6 《煤暖標(biāo)》3.1.8條

原文：防煙、排煙設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016)執(zhí)行。

輸煤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)載點(diǎn)、原煤準(zhǔn)備車間、輸煤地道、原煤帶式輸送機(jī)棧橋等均為丙類生產(chǎn)建筑，煤炭屬于可燃物質(zhì)，按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014(2018版))[15](以下簡稱《建規(guī)》)的要求是需要考慮排煙設(shè)施的，筆者參與的大部分此類項(xiàng)目均未考慮排煙設(shè)施，原因是煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)有其工藝以及建筑的特殊性，煤雖為可燃物質(zhì)，但煤不是易燃物質(zhì)，其燃燒特點(diǎn)是燜燃而不是轟燃，火災(zāi)發(fā)生時(shí)起火速度較慢，加上帶式輸送機(jī)、密封條一般為難燃材料，受煤坑、輸煤地道等建筑物通風(fēng)量也比較大，氣流順暢，在國內(nèi)大部分礦井選煤廠的工作經(jīng)驗(yàn)表明，此類建筑物火災(zāi)危險(xiǎn)性較低。但筆者近年來發(fā)現(xiàn)此類建筑在部分工作中業(yè)主提出了排煙要求，也有個(gè)別設(shè)計(jì)單位為輸煤地下建筑物統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)了排煙設(shè)施，因規(guī)范規(guī)定，做排煙好像也有其道理，設(shè)計(jì)人在工作時(shí)經(jīng)常產(chǎn)生困惑。

根據(jù)國務(wù)院 《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》和生態(tài)環(huán)境部的要求，煤礦、電力企業(yè)的煤炭儲存幾乎已經(jīng)沒有露天或者半露天堆放型式，全部為封閉式儲存，因此近些年國家建造了大量的室內(nèi)儲煤場，原煤儲煤場為丙類建筑，占地面積一般均超過1000m2，工作中也發(fā)現(xiàn)有部分設(shè)計(jì)人員在封閉式儲煤場設(shè)計(jì)中設(shè)置了機(jī)械排煙，筆者認(rèn)為此類建筑不必按《建規(guī)》要求設(shè)置排煙設(shè)施，原因如下：室內(nèi)儲煤場具有完善的自然通風(fēng)系統(tǒng)，煤自然時(shí)，煙氣可以隨著自然通風(fēng)的氣流組織順利排至室外；同時(shí)室內(nèi)儲煤場設(shè)有消防炮，安全出口不少于2個(gè)，周圍設(shè)有環(huán)形消防車道；室內(nèi)儲煤場為大空間場所，屋頂下部的空間形成自然蓄煙層，并且運(yùn)行人員很少，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以保證人員安全疏散。

《建規(guī)》總則中指出，當(dāng)有專門的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，宜從其規(guī)定?！睹禾康V井設(shè)計(jì)防火規(guī)范》未對防排煙做出任何說明，而《煤炭洗選工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》又遲遲未發(fā)布，針對行業(yè)建筑的特殊性，《煤暖標(biāo)》作為煤炭行業(yè)暖通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該對防排煙做出明確的規(guī)定。

建議該條修改為：選煤廠受煤坑、地道、封閉式儲煤場等各生產(chǎn)建筑不考慮排煙設(shè)施，其防煙及其他場所的防煙、排煙設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016)執(zhí)行。

3 結(jié) 語

《煤暖標(biāo)》對煤炭行業(yè)暖通設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)作用，為了使《煤暖標(biāo)》更具權(quán)威性和實(shí)用性，使煤炭行業(yè)暖通專業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、專業(yè)化、可實(shí)施化管理，筆者提出了以下幾點(diǎn)關(guān)于修訂及下一步增補(bǔ)的方向，為廣大專家學(xué)者及專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供參考。

1)《煤暖標(biāo)》應(yīng)明確可研和初設(shè)階段的估算指標(biāo)，調(diào)整《礦規(guī)》和《洗選規(guī)》中的體積熱指標(biāo)，提出更加準(zhǔn)確、合理的估算辦法。

2)《煤暖標(biāo)》應(yīng)明確對于有通風(fēng)除塵裝置時(shí)，熱平衡計(jì)算溫度，建議明確為5℃。

3)《煤暖標(biāo)》應(yīng)進(jìn)一步明確關(guān)于通風(fēng)機(jī)防爆的規(guī)定，建議以輸送物料為原煤、洗后煤、高瓦斯和瓦斯突出礦井區(qū)分。

4)《煤暖標(biāo)》應(yīng)增加關(guān)于歷年極端最低氣溫平均值的參考數(shù)據(jù)。

5)《煤暖標(biāo)》應(yīng)針對輸煤系統(tǒng)在卸料、輸送、貯存、破碎和篩分作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的粉塵做出明確規(guī)定，充實(shí)關(guān)于除塵章節(jié)的條文。

6)《煤暖標(biāo)》應(yīng)明確關(guān)于輸煤系統(tǒng)消防的規(guī)定，建議增加對于輸煤系統(tǒng)不設(shè)排煙設(shè)施的規(guī)定，有必要時(shí)可請消防專家會審確定原則。