输送栈桥及转运站的水消防设施设计探讨

〔摘 要〕针对冶金行业输送栈桥、转运站等配套建（构）筑物的消防设施设计过程中存在的问题，分析了常见标准中对输送栈桥、转运站等建（构）筑物的火灾危险性的定性与分类，介绍了国标对此类建（构）筑物室外、室内消防设施的具体要求，并结合具体工程案例对输送栈桥、转运站水消防设施的设计进行了分析。

〔关键词〕冶金行业；输送栈桥；转运站；水消防设施

中图分类号：TU892      文献标志码：Ｂ  文章编号：1004-4345（2024）02-0047-04

Discussion on the Design of Fire-fighting Facilities for Conveyor Bridge and Transfer Station

HE Miaomiao

（Gansu Zhuding Construction Co.， Ltd.， Jiayuguan， Gansu 735100， China）

Abstract  In response to the problems in the design of fire-fighting facilities for supporting buildings （structures） such as conveyor bridge and transfer station in the metallurgical industry， this paper analyzes the qualitative classification of fire hazards in common standards for buildings （structures） such as conveyor bridge and transfer station， introduces the specific requirements of national standards for outdoor and indoor fire-fighting facilities of such buildings （structures）， and conducts an analysis of the design of fire-fighting facilities for conveyor bridge and transfer station in combination with specific engineering cases.

Keywords  metallurgical industry; transport trestle; transfer station; fire-fighting facility

冶金工程行業是我国国民经济的重要基础产业。随着我国经济的快速发展及“十四五”规划的实施，冶金行业新建了各类重点工程项目。其中，输送栈桥、转运站等配套建（构）筑物是此类项目的重要组成部分。长期以来，输送栈桥及转运站等配套设施是否需要设置消防设施，设置哪种消防设施满足生产需要，消防设计是否符合相关标准等问题，常常困扰设计者，并且该问题直接关系到项目建设的合规性及完整性，对于项目建设投资及生产运行安全都十分关键。本文拟就冶金行业常见的输送栈桥及转运站的水消防设施设计进行分析探讨，以期为此类建（构）筑物水消防设计提供参考。

1   相关消防设施设计标准要求

输送栈桥是冶金行业运送物料的架空桥，其主要采用皮带机输送设备或管道输送设备，从封闭形式来看分为封闭式、半封闭式和敞开式。转运站的主要功能是原料的连续输送，主要存在于运输通道中需要变更高度和转换方向的位置。大型转运站还会承载着煤、焦炭等原料的分拣功能，分拣完毕的物料装入料车，通过皮带机运往下一站。近年来，随着企业生产能力的不断提高，产量和原材料的需求量不断扩大，输送栈桥及转运站共同组成的输送系统“大动脉”为各生产工艺的稳定运行提供了有力保障。

但是，输送栈桥加转运站输送物料种类多，空间狭小，位置高，设备集中，廊道“烟囱效应”大，导致输送系统着火初期不易被发现，产生明火后火势容易发展迅速、扑救困难。常见的水消防设施有消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统等，其中自动喷水灭火系统又分为水喷雾、细水雾、水喷淋、防火分隔水幕、防护冷却、固定消防炮、自动跟踪定位射流等。如何合理、高效地选择设置这类输送系统的消防设施是冶金行业消防安全的重要一环。

1.1  建（构）筑物的定性及分类

依据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB 50229—2019）及《钢铁冶金企业设计防火标准》（GB 50414—2018）中建（构）筑物的火灾危险性分类，运送煤、焦炭等可燃物料的地上及地下转运站、带式输送机通廊的火灾危险性分类为丙类；运送矿石等不燃物料的地上及地下转运站、带式输送机通廊的火灾危险性分类为戊类。

1.2  室外消防

室外消防用水量应按同一时间内火灾的发生次数与一次火灾灭火所需消防用水量确定。依据现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974—2014）第3．3节建筑物室外消火栓设计流量的规定，输送栈桥、转运站室外消防一次用水量根据火灾危险性分类及建（构）筑物体积确定，具体如表1所示。

1.3  室内消防

1）室内消火栓系统。由上述建（构）筑物的定性及分类可知，输送栈桥、转运站可分为运送煤、焦炭等可燃物料的运煤栈桥和转运站，以及运送矿石等不燃物料的输送栈桥、转运站。根据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB 50229—2019）中第7.3.2条和《钢铁冶金企业设计防火标准》（GB 50414—2018）中第8.2.1条，不论是运煤栈桥，还是运送矿石类不燃物料的输送栈桥均可不设置室内消火栓，但是运送动力煤的转运站室内需设置消火栓，运送非动力煤种的转运站室内可不设置消火栓。室内消火栓系统应根据建筑物火灾危险性分类、建筑高度及建筑体积等参考《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974—2014）中相关要求进行设置，本文不再赘述。

2）室内自动喷水灭火系统。运送动力煤的输送系统火灾探测器与固定灭火系统参考《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB 50229—2019）中表7.1.8 进行选型。另外，运煤系统转运站在与运煤栈桥连接处需设置水幕防火分隔系统，封闭式运煤栈桥内需设置水喷雾灭火系统。系统响应是系统启动速度的重要评价指标，也是系统设计必须考虑的基本参数之一。一般而言，以防护为目的的水喷雾灭火系统的系统响应时间为60 s。

2   应用实例分析

2.1  项目概况

某大型钢铁企业动力煤料场改造项目旨在为焦炉升级建设项目提供建設用地，同时保供能源中心发电分厂热电联产机组的用煤需求。该项目需要新建１条翻车机卸料线，并在现有动力煤供料系统南侧新增1条供煤料线。动力煤料场改造工程新增建（构）筑物均按《火力发电厂和变电站设计防火标准》（ＧＢ ５０２２９—２０１９）中机组容量300 MW及以上的燃煤电厂相关要求设置消防设施，其中转运站内设室内消火栓给水系统，输煤栈桥内设水喷雾灭火系统，并在转运站与输煤栈桥连接处设水幕分隔。具体消防用水量统计见表2。

2.2  消防水源

本项目消防水源为新建焦炉区域消防蓄水池。各消防系统接管及水压分别为：1）室外消火栓给水系统接管管径为DN150，接点处管网压力要求不小于0.3 MPa。2）室内消火栓及水幕分隔给水系统接管管径为DN200，接点处管网压力要求不小于0.7 MPa。3）室内水喷雾灭火系统接管管径为DN200，接点处管网压力要求不小于0.9 MPa。

2.3  室外消火栓给水系统

室外消火栓给水系统接自新建焦炉区域室外消防管网，两路接引，接管管径均为DN150。室外消火栓给水系统自新建焦炉区域室外消防管网接出后，一路沿供煤系统备用线南侧由西向东、由南向北敷设，另一路沿料场北侧由西向东敷设，并在本工程区域内成环。室外消火栓采用地下式消火栓，消火栓间距不大于120 m，保护半径不大于150 m。新建料场室外消火栓给水管道埋地敷设，主管管径均为DN150，管道全长约2 150 m。新建室外消火栓给水管道采用无缝钢管，除管道与阀门等设备连接处采用法兰连接外，其余均为焊接。

2.4  室内消火栓给水系统

室内消火栓给水系统接自新建焦炉区域室内消防管网，两路接引，接管管径均为DN200。室内消火栓给水系统自新建焦炉区域室内消防管网接出后，与室外消火栓给水管网并行敷设，并在本工程区域内成环。

室内消火栓采用单栓室内消火栓箱；同时使用水枪数为6支，每支水枪水量为5 L/s，充实水柱13 m；栓口动压大于0.7 MPa处采用减压稳压型消火栓。消火栓口径为DN65，水枪喷嘴为19 mm，配25 m长衬胶水龙带。室内消火栓的布置须保证同层２支水枪的充实水柱能同时到达室内任何部位。

新建料场室内消火栓给水管道室外部分采用埋地敷设，室内部分沿转运站架空敷设，主管管径均为DN200，室外部分管道全长约3 150 m。消火栓给水管道室外埋地部分管道采用无缝钢管，除管道与阀门等设备连接处采用法兰连接外，其余均为焊接。室内架空管道采用内外热镀锌钢管，管径≥80 mm时采用沟槽连接件（或卡箍），管径＜80 mm时采用螺纹连接。管道与阀门等设备连接处均采用法兰连接。

2.5  输煤栈桥水喷雾灭火系统

水喷雾灭火系统由水雾喷头、雨淋阀组、过滤器、供水管道等附件组成，系统具有自动、现场紧急手动和消防控制室远程启动等启动方式。当火灾发生时，火灾探测器或人员发现火灾后自动（或手动）启动雨淋阀组，然后通过水雾喷头喷水，进行自动灭火。发生火灾时，要求在启动起火区段雨淋报警阀的同时，启动起火区段下游相邻区段的雨淋报警阀，并同时切断皮带输送机的电源。

本项目新建输煤栈桥内设水喷雾灭火系统，依据《水喷雾灭火系统技术规范》（GB 50219—2014）进行设计，当保护对象为输送机皮带时，喷雾强度为10 L/（min·m2），喷头工作压力不小于0.35 MPa，系统响应时间为60 s。新建翻车机卸料线及新增供煤料线中最长的两条相邻输送机皮带长分别为120 m、110 m，输送机皮带宽均为1.2 m，输送机皮带的保护面积按上行皮带的上表面面积确定为120 m2，水雾喷头选用ZSTWB 21.4-120型，流量系数为21.4，喷射角为120 °，有效距离为2.0 m。水雾喷头布置见图１。

水雾喷头的流量计算公式如下：

q=K√（１０p）

式中：q为水雾喷头的流量，L/min；P为水雾喷头的工作压力，MPa；K为水雾喷头的流量系数。计算得：q=40 L/min。保护对象采用单排喷头布置，同时使用喷头数为115个（两个相邻防护分区），水喷雾系统设计流量为4 800 L/min，火灾延续时间为1 h。水雾喷头安装示意见图２。

水喷雾灭火系统给水管道自新建焦炉区域消防水泵房接出后，与室外消火栓给水管网并行敷设，并在本工程区域内成环。

新建料场水喷雾灭火系统给水管道室外部分采用埋地敷设，室内部分沿转运站、输煤栈桥架空敷设，主管管径均为DN200，室外部分管道全长约3 100 m。

水喷雾灭火系统给水管道室外埋地部分管道采用无缝钢管，除管道与阀门等设备连接处采用法兰连接外，其余均为焊接。室内架空管道采用内外热镀锌钢管，管径≥80 mm时采用沟槽连接件（或卡箍），管径＜80 mm时采用螺纹连接。管道与阀门等设备连接处均采用法兰连接。

2.6   转运站及输煤栈桥连接处水幕防火分隔系统

新建转运站与输煤栈桥连接处设水幕防火分隔系统，系统喷水强度为2 L/（s·m），喷头工作压力不小于0.1 MPa。依据《自动喷水灭火系统设计规范》中防火分隔水幕的喷头布置，应保证水幕的宽度不小于6 m；采用水幕喷头时，喷头应不少于3排；采用开式洒水喷头时，喷头应不少于2排。本项目采用ZSTKZ-15型开式洒水喷头，喷头流量系数K=80，开式洒水喷头的流量

q=K√（１０p）

式中：q为喷头流量，L/min；P为喷头工作压力，MPa；

K为喷头的流量系数。计算得，开式喷头的流量q=80 L/min。本项目中水幕分隔系统最大同时使用喷头数为37个，水幕防火分隔系统设计流量为50 L/s，火灾延续时间为1 h。

水幕防火分隔系统给水管道接自本工程新建室内消火栓系统给水管网。水幕防火分隔系统由水幕喷头、雨淋阀组、过滤器、供水管道等附件组成，系统具有自动、现场紧急手动启动和消防控制室远程启动等方式。当火灾发生时，火灾探测器或人员发现火灾后自动（或手动）启动雨淋阀组，然后通过水幕喷头喷水，进行阻火、隔火或冷却防火隔断物。

水幕防火分隔系统给水管道均为沿转运站或输煤栈桥架空敷设，管道采用内外热镀锌钢管，管径≥80 mm时采用沟槽连接件（或卡箍），管径＜80 mm时采用螺纹连接。管道与阀门等设备连接处均采用法兰连接。

3   结语

工业消防设施设计事关建设工程的安全，更关乎人民群众生命及财产安全，必须高度重视。输送栈桥、转运站等配套建（构）筑物是冶金工业的重要组成部分，其消防设施的设计应根据输送物料的特性以及封闭类型严格参照国家标准采取合理的消防设计方案，提高输送栈桥及转运站等设施内消防系统的安全、合規设置。一般而言，火力发电厂配套的输煤栈桥、转运站等项目，转运站室内需设置消火栓系统；封闭式运煤栈桥需设置水喷雾灭火系统；转运站与运煤栈桥连接处需设置防火分隔水幕灭火系统。运送矿石等不燃物料的输送栈桥、转运站可不设置室内消防系统。在具体设计时，应根据不同物料的特性、场所的火灾危险性分类及项目所属行业分类等，依据适用的国家标准规范要求，合规选择设置消防设施，以满足建设工程消防设施设计要求。

参考文献

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收稿日期：2023-11-29

作者简介：何苗苗（1988—），女，工程师，主要从事给排水设计工作。