輸送棧橋及轉運站的水消防設施設計探討

〔摘 要〕針對冶金行業輸送棧橋、轉運站等配套建（構）筑物的消防設施設計過程中存在的問題，分析了常見標準中對輸送棧橋、轉運站等建（構）筑物的火災危險性的定性與分類，介紹了國標對此類建（構）筑物室外、室內消防設施的具體要求，并結合具體工程案例對輸送棧橋、轉運站水消防設施的設計進行了分析。

〔關鍵詞〕冶金行業；輸送棧橋；轉運站；水消防設施

中圖分類號：TU892? ? ? 文獻標志碼：Ｂ? 文章編號：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

冶金工程行業是我國國民經濟的重要基礎產業。隨著我國經濟的快速發展及“十四五”規劃的實施，冶金行業新建了各類重點工程項目。其中，輸送棧橋、轉運站等配套建（構）筑物是此類項目的重要組成部分。長期以來，輸送棧橋及轉運站等配套設施是否需要設置消防設施，設置哪種消防設施滿足生產需要，消防設計是否符合相關標準等問題，常常困擾設計者，并且該問題直接關系到項目建設的合規性及完整性，對于項目建設投資及生產運行安全都十分關鍵。本文擬就冶金行業常見的輸送棧橋及轉運站的水消防設施設計進行分析探討，以期為此類建（構）筑物水消防設計提供參考。

1? ?相關消防設施設計標準要求

輸送棧橋是冶金行業運送物料的架空橋，其主要采用皮帶機輸送設備或管道輸送設備，從封閉形式來看分為封閉式、半封閉式和敞開式。轉運站的主要功能是原料的連續輸送，主要存在于運輸通道中需要變更高度和轉換方向的位置。大型轉運站還會承載著煤、焦炭等原料的分揀功能，分揀完畢的物料裝入料車，通過皮帶機運往下一站。近年來，隨著企業生產能力的不斷提高，產量和原材料的需求量不斷擴大，輸送棧橋及轉運站共同組成的輸送系統“大動脈”為各生產工藝的穩定運行提供了有力保障。

但是，輸送棧橋加轉運站輸送物料種類多，空間狹小，位置高，設備集中，廊道“煙囪效應”大，導致輸送系統著火初期不易被發現，產生明火后火勢容易發展迅速、撲救困難。常見的水消防設施有消火栓系統、自動噴水滅火系統、泡沫滅火系統等，其中自動噴水滅火系統又分為水噴霧、細水霧、水噴淋、防火分隔水幕、防護冷卻、固定消防炮、自動跟蹤定位射流等。如何合理、高效地選擇設置這類輸送系統的消防設施是冶金行業消防安全的重要一環。

1.1? 建（構）筑物的定性及分類

依據《火力發電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229—2019）及《鋼鐵冶金企業設計防火標準》（GB 50414—2018）中建（構）筑物的火災危險性分類，運送煤、焦炭等可燃物料的地上及地下轉運站、帶式輸送機通廊的火災危險性分類為丙類；運送礦石等不燃物料的地上及地下轉運站、帶式輸送機通廊的火災危險性分類為戊類。

1.2? 室外消防

室外消防用水量應按同一時間內火災的發生次數與一次火災滅火所需消防用水量確定。依據現行國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）第3．3節建筑物室外消火栓設計流量的規定，輸送棧橋、轉運站室外消防一次用水量根據火災危險性分類及建（構）筑物體積確定，具體如表1所示。

1.3? 室內消防

1）室內消火栓系統。由上述建（構）筑物的定性及分類可知，輸送棧橋、轉運站可分為運送煤、焦炭等可燃物料的運煤棧橋和轉運站，以及運送礦石等不燃物料的輸送棧橋、轉運站。根據《火力發電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229—2019）中第7.3.2條和《鋼鐵冶金企業設計防火標準》（GB 50414—2018）中第8.2.1條，不論是運煤棧橋，還是運送礦石類不燃物料的輸送棧橋均可不設置室內消火栓，但是運送動力煤的轉運站室內需設置消火栓，運送非動力煤種的轉運站室內可不設置消火栓。室內消火栓系統應根據建筑物火災危險性分類、建筑高度及建筑體積等參考《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）中相關要求進行設置，本文不再贅述。

2）室內自動噴水滅火系統。運送動力煤的輸送系統火災探測器與固定滅火系統參考《火力發電廠與變電站設計防火標準》（GB 50229—2019）中表7.1.8 進行選型。另外，運煤系統轉運站在與運煤棧橋連接處需設置水幕防火分隔系統，封閉式運煤棧橋內需設置水噴霧滅火系統。系統響應是系統啟動速度的重要評價指標，也是系統設計必須考慮的基本參數之一。一般而言，以防護為目的的水噴霧滅火系統的系統響應時間為60 s。

2? ?應用實例分析

2.1? 項目概況

某大型鋼鐵企業動力煤料場改造項目旨在為焦爐升級建設項目提供建設用地，同時保供能源中心發電分廠熱電聯產機組的用煤需求。該項目需要新建１條翻車機卸料線，并在現有動力煤供料系統南側新增1條供煤料線。動力煤料場改造工程新增建（構）筑物均按《火力發電廠和變電站設計防火標準》（ＧＢ ５０２２９—２０１９）中機組容量300 MW及以上的燃煤電廠相關要求設置消防設施，其中轉運站內設室內消火栓給水系統，輸煤棧橋內設水噴霧滅火系統，并在轉運站與輸煤棧橋連接處設水幕分隔。具體消防用水量統計見表2。

2.2? 消防水源

本項目消防水源為新建焦爐區域消防蓄水池。各消防系統接管及水壓分別為：1）室外消火栓給水系統接管管徑為DN150，接點處管網壓力要求不小于0.3 MPa。2）室內消火栓及水幕分隔給水系統接管管徑為DN200，接點處管網壓力要求不小于0.7 MPa。3）室內水噴霧滅火系統接管管徑為DN200，接點處管網壓力要求不小于0.9 MPa。

2.3? 室外消火栓給水系統

室外消火栓給水系統接自新建焦爐區域室外消防管網，兩路接引，接管管徑均為DN150。室外消火栓給水系統自新建焦爐區域室外消防管網接出后，一路沿供煤系統備用線南側由西向東、由南向北敷設，另一路沿料場北側由西向東敷設，并在本工程區域內成環。室外消火栓采用地下式消火栓，消火栓間距不大于120 m，保護半徑不大于150 m。新建料場室外消火栓給水管道埋地敷設，主管管徑均為DN150，管道全長約2 150 m。新建室外消火栓給水管道采用無縫鋼管，除管道與閥門等設備連接處采用法蘭連接外，其余均為焊接。

2.4? 室內消火栓給水系統

室內消火栓給水系統接自新建焦爐區域室內消防管網，兩路接引，接管管徑均為DN200。室內消火栓給水系統自新建焦爐區域室內消防管網接出后，與室外消火栓給水管網并行敷設，并在本工程區域內成環。

室內消火栓采用單栓室內消火栓箱；同時使用水槍數為6支，每支水槍水量為5 L/s，充實水柱13 m；栓口動壓大于0.7 MPa處采用減壓穩壓型消火栓。消火栓口徑為DN65，水槍噴嘴為19 mm，配25 m長襯膠水龍帶。室內消火栓的布置須保證同層２支水槍的充實水柱能同時到達室內任何部位。

新建料場室內消火栓給水管道室外部分采用埋地敷設，室內部分沿轉運站架空敷設，主管管徑均為DN200，室外部分管道全長約3 150 m。消火栓給水管道室外埋地部分管道采用無縫鋼管，除管道與閥門等設備連接處采用法蘭連接外，其余均為焊接。室內架空管道采用內外熱鍍鋅鋼管，管徑≥80 mm時采用溝槽連接件（或卡箍），管徑＜80 mm時采用螺紋連接。管道與閥門等設備連接處均采用法蘭連接。

2.5? 輸煤棧橋水噴霧滅火系統

水噴霧滅火系統由水霧噴頭、雨淋閥組、過濾器、供水管道等附件組成，系統具有自動、現場緊急手動和消防控制室遠程啟動等啟動方式。當火災發生時，火災探測器或人員發現火災后自動（或手動）啟動雨淋閥組，然后通過水霧噴頭噴水，進行自動滅火。發生火災時，要求在啟動起火區段雨淋報警閥的同時，啟動起火區段下游相鄰區段的雨淋報警閥，并同時切斷皮帶輸送機的電源。

本項目新建輸煤棧橋內設水噴霧滅火系統，依據《水噴霧滅火系統技術規范》（GB 50219—2014）進行設計，當保護對象為輸送機皮帶時，噴霧強度為10 L/（min·m2），噴頭工作壓力不小于0.35 MPa，系統響應時間為60 s。新建翻車機卸料線及新增供煤料線中最長的兩條相鄰輸送機皮帶長分別為120 m、110 m，輸送機皮帶寬均為1.2 m，輸送機皮帶的保護面積按上行皮帶的上表面面積確定為120 m2，水霧噴頭選用ZSTWB 21.4-120型，流量系數為21.4，噴射角為120 °，有效距離為2.0 m。水霧噴頭布置見圖１。

水霧噴頭的流量計算公式如下：

q=K√（１０p）

式中：q為水霧噴頭的流量，L/min；P為水霧噴頭的工作壓力，MPa；K為水霧噴頭的流量系數。計算得：q=40 L/min。保護對象采用單排噴頭布置，同時使用噴頭數為115個（兩個相鄰防護分區），水噴霧系統設計流量為4 800 L/min，火災延續時間為1 h。水霧噴頭安裝示意見圖２。

水噴霧滅火系統給水管道自新建焦爐區域消防水泵房接出后，與室外消火栓給水管網并行敷設，并在本工程區域內成環。

新建料場水噴霧滅火系統給水管道室外部分采用埋地敷設，室內部分沿轉運站、輸煤棧橋架空敷設，主管管徑均為DN200，室外部分管道全長約3 100 m。

水噴霧滅火系統給水管道室外埋地部分管道采用無縫鋼管，除管道與閥門等設備連接處采用法蘭連接外，其余均為焊接。室內架空管道采用內外熱鍍鋅鋼管，管徑≥80 mm時采用溝槽連接件（或卡箍），管徑＜80 mm時采用螺紋連接。管道與閥門等設備連接處均采用法蘭連接。

2.6? ?轉運站及輸煤棧橋連接處水幕防火分隔系統

新建轉運站與輸煤棧橋連接處設水幕防火分隔系統，系統噴水強度為2 L/（s·m），噴頭工作壓力不小于0.1 MPa。依據《自動噴水滅火系統設計規范》中防火分隔水幕的噴頭布置，應保證水幕的寬度不小于6 m；采用水幕噴頭時，噴頭應不少于3排；采用開式灑水噴頭時，噴頭應不少于2排。本項目采用ZSTKZ-15型開式灑水噴頭，噴頭流量系數K=80，開式灑水噴頭的流量

q=K√（１０p）

式中：q為噴頭流量，L/min；P為噴頭工作壓力，MPa；

K為噴頭的流量系數。計算得，開式噴頭的流量q=80 L/min。本項目中水幕分隔系統最大同時使用噴頭數為37個，水幕防火分隔系統設計流量為50 L/s，火災延續時間為1 h。

水幕防火分隔系統給水管道接自本工程新建室內消火栓系統給水管網。水幕防火分隔系統由水幕噴頭、雨淋閥組、過濾器、供水管道等附件組成，系統具有自動、現場緊急手動啟動和消防控制室遠程啟動等方式。當火災發生時，火災探測器或人員發現火災后自動（或手動）啟動雨淋閥組，然后通過水幕噴頭噴水，進行阻火、隔火或冷卻防火隔斷物。

水幕防火分隔系統給水管道均為沿轉運站或輸煤棧橋架空敷設，管道采用內外熱鍍鋅鋼管，管徑≥80 mm時采用溝槽連接件（或卡箍），管徑＜80 mm時采用螺紋連接。管道與閥門等設備連接處均采用法蘭連接。

3? ?結語

工業消防設施設計事關建設工程的安全，更關乎人民群眾生命及財產安全，必須高度重視。輸送棧橋、轉運站等配套建（構）筑物是冶金工業的重要組成部分，其消防設施的設計應根據輸送物料的特性以及封閉類型嚴格參照國家標準采取合理的消防設計方案，提高輸送棧橋及轉運站等設施內消防系統的安全、合規設置。一般而言，火力發電廠配套的輸煤棧橋、轉運站等項目，轉運站室內需設置消火栓系統；封閉式運煤棧橋需設置水噴霧滅火系統；轉運站與運煤棧橋連接處需設置防火分隔水幕滅火系統。運送礦石等不燃物料的輸送棧橋、轉運站可不設置室內消防系統。在具體設計時，應根據不同物料的特性、場所的火災危險性分類及項目所屬行業分類等，依據適用的國家標準規范要求，合規選擇設置消防設施，以滿足建設工程消防設施設計要求。

參考文獻

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑設計防火規范：２０１８版：GB 50016—2014[S]．北京：中國計劃出版社，2018．

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，國家市場監督管理總局.火力發電廠與變電站設計防火標準：GB 50229—2019[S]．北京：中國計劃出版社，2019．

[3] 中國冶金建設協會，中華人民共和國公安部.鋼鐵冶金企業設計防火標準：GB 50414—2018[S]．北京：中國計劃出版社，2018．

[4] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局．消防給水及消火栓系統技術規范：GB 50974—2014[S]．北京：中國計劃出版社，2014．

[5] 中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.水噴霧滅火系統技術規范：GB 50219—2014[S]．北京：中國計劃出版社，2014．

[6] 馮晶，楊迎哲，雁川，等.火電廠輸煤構筑物消防給水系統設計探討[J].電力勘測設計，2023（5）：73-78.

[7] 虞啟義，何雨航，徐良斌.電站輸煤棧橋消防設計的研究[J].中國設備工程，2020（10）：125-127.

收稿日期：2023-11-29

作者簡介：何苗苗（1988—），女，工程師，主要從事給排水設計工作。