任翔青
【摘 要】为了探寻煤化工中封闭式输煤栈桥水消防系统的合理设置方式,笔者首先阐述了水消防系统的设置位置及方式,其次对比了自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统的设置及优缺点,探讨了水幕系统的设置,最终得出了煤化工中封闭式输煤栈桥水消防系统的湿式自动喷水灭火系统与水幕搭配的设置方式. 【期刊名称】《科技创新与生产力》
【年(卷),期】2016(000)011
【总页数】3页(P81-83)
【关键词】封闭式输煤栈桥;自动喷水灭火系统;水喷雾灭火系统;水幕系统
【作 者】任翔青
【作者单位】北京众联盛化工工程有限公司太原分公司, 山西 太原 030006
【正文语种】中 文
【中图分类】TU892;U448.18;TQ53
煤化工中依赖皮带输送机来进行煤的物料转移，皮带输送机则装设于栈桥的内部。一般来说，存在3种形式的栈桥：封闭式栈桥、敞开式栈桥和半敞开式栈桥。而它们的结构形式也有两种：钢结构式和钢筋混凝土式。
煤化工中封闭式输煤栈桥水消防系统的设置在GB 50016—2014建筑设计防火规范及GB 50229—2006火力发电厂与变电所设计防火规范中均有相关规定。根据GB 50016—2014建筑设计防火规范中第6.6.3条：封闭天桥、栈桥与建筑物连接处的门洞以及敷设甲、乙、丙类液体管道的封闭管沟（廊），均宜采取防止火灾蔓延的措施。第6.6.4条：连接两座建筑物的天桥、连廊，应采取防止火灾在两座建筑间蔓延的措施。当仅供通行的天桥、连廊采用不燃材料，且建筑物通向天桥、连廊的出口符合安全出口的要求时，该出口可作为安全出口[1]。根据GB 50229—2006火力发电厂与变电所设计防火规范第7.1.9条：50 MW机组容量以上的燃煤电厂，其运煤栈桥及运煤隧道与转运站、筒仓、碎煤机室、主厂房连接处应设水幕。第7.1.10条：封闭式运煤建筑为钢结构时，应设置自动喷水灭火系统或水喷
雾灭火系统。第7.5.5条：自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统的设计应符合GB 50084—2001自动喷水灭火系统设计规范 （2005年版）或GB 50219—1995水喷雾灭火系统设计规范的相关规定[2]。综上所述，应在封闭式输煤栈桥与其他建筑连接处设置水幕，应在封闭式输煤栈桥为钢结构的部分设置自动喷水灭火系统或水喷雾灭火系统。考虑到实际应用中有些栈桥是由钢结构段与混凝土结构段拼接而成，为了阻止皮带上产生的火灾由混凝土结构段蔓延至钢结构段，并且由于混凝土段增设喷头对造价影响也不太大，所以建议此种栈桥的混凝土结构段也设置自动喷水灭火系统或水喷雾灭火系统。
水幕系统
2.1 自动喷水灭火系统选型及设置
2.1.1 自动喷水灭火系统选型
首先讨论开式系统，其中的一类即是雨淋系统，这类系统水量比较大，相应的灭火效率也比较高。另一方面，水量大的同时也就意味着成本变高，消防水池建设容积也要相应增大，建设投资随之变高。输煤栈桥仅仅达到了中危险性Ⅱ级，这种危险等级没有必要采用雨淋系统。
然后探讨闭式系统，其中比较常用的当属湿式系统。湿式系统应用广泛有着各方面的原因，一方面在于与其他系统相比其投资和管理造价比较低，另一方面它的构造简单，安装比较方便。它的缺陷在于只能在环境温度为4～70℃的场所使用[3]，这一缺陷就限制了它在很多场合的应用，比如在冬天气温较低且室内不采暖时。
与湿式系统相比，干式系统则更加复杂，要满足各项条件才可以。干式报警阀、气泵装置等一系列组件被要求用于干式系统，其中包括气压开关以及快速排气阀等必不可少的部分。干式系统环境温度适合范围比湿式系统要宽松很多，但考虑到要尽量节约投资和管理费用，它多用于低于4℃或高于70℃的场所。干式系统的反应速度相对较慢，比较滞后，这一点不如湿式系统。
由于煤化工中封闭式输煤栈桥一般都会进行采暖，故栈桥内环境温度不低于4℃且不高于70℃，选用湿式系统比较合适。
2.1.2 自动喷水灭火系统设置
在栈桥与建筑物相连的部位设置水幕，而自动喷水灭火系统则是每段栈桥独立设置，湿式
喷头均匀布置在两个水幕系统的中间。根据GB 50084—2001自动喷水灭火系统设计规范 （2005年版）第7.1.2条 “直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表7.1.2的规定，且不宜小于2.4 m。”而只有当喷淋系统喷头与水幕探测喷头的间距不大于3 600 mm（喷水强度为8 L·min-1·m-2）时，喷头间距才能满足最小距离2 400 mm的要求[3]。
2.2 水喷雾灭火系统设置
水喷雾灭火系统是由水源 （一般来自消防水池）供水，水流通过供水设备加压进入水喷雾相应管网的一种系统，其水流中途会流经雨淋阀组和过滤器，末端会通过水雾喷头等相关组件出水形成水雾，水雾喷向被保护对象来达到灭火或者是防护冷却的目的。如果与其他灭火系统进行比较，水喷雾灭火系统的喷头结构与其他灭火系统结构有很大的不同，同时它的灭火状态以及相关性能参数也不尽相同。水流通过水雾喷头的瞬间会产生高水压效应，股状的水流直接进行雾化离散形成非常细小的雾滴，这种雾滴会层层覆盖在被保护对象的外表面，形成火灾的扑灭效应，或者对被保护对象达到防护冷却的作用。
水喷雾灭火系统可以用于以下3类火灾的扑灭：一是固定火灾；二是闪点高于60℃的液体火灾；三是电气火灾[4]。设置时，应考虑水喷雾灭火系统的一些相关因素，比如被保护对象种类、着火点、比重、混合性能、水溶性等，最后，还要分析被保护对象是处于什么环境，这个环境会对该系统的使用造成什么影响等。
水喷雾灭火系统的特点在于，它能产生非常细小的小液滴，且其比表面积比平常的小水滴要大很多。这样就能够在相对比较短的时间里，吸收比别的水灭火系统很多的热量，使灭火时间明显缩短。但水喷雾灭火系统的水喷雾喷头不会在火灾热气流的作用下通过玻璃球的自动破裂而自发启动，因此需配备辅助启动系统，多数情况下采用火灾自动报警系统。
水喷雾喷头围绕作用对象均匀布置。在煤化工中的封闭式输煤栈桥的设计中，一般沿皮带两侧均匀布置，喷头朝向皮带边缘方向。
2.3 系统选型对比
虽然自动喷水灭火系统与水喷雾灭火系统的灭火原理各有差异，但都安全可靠，都具有很高的灭火效率，且在灭火过程中各项性能参数都相对稳定，较多地用于各类灭火领域。而
哪种系统更适合于扑灭煤化工中封闭式输煤栈桥的火灾，则需要多方面的技术经济比较，综合各项参数来最终确定。
湿式系统在雨淋阀后会产生残留水，而水喷雾灭火系统则没有这个隐患，因此对环境温度有较强的耐受力地方，使用自动喷水灭火系统有不少优势。水喷雾灭火系统构造相对简单，反应也比较灵敏。在火灾发生时，水雾覆盖面比较广，能够对整个栈桥起到良好的防护作用。而水喷雾灭火系统的缺点在于，随着保护面积的变化，系统的喷雾强度也会相应地发生变化，对于栈桥长度较大的系统，喷雾强度会增加很多，系统的建设投资也会有不少增加[5]。
自动喷水灭火系统要求环境温度不低于4℃且不高于70℃，而一般的煤化工中的封闭式输煤栈桥都进行采暖，基本可以满足这个温度条件。在每个火灾危险性等级内，自动喷水灭火系统的喷水强度固定，当栈桥及皮带长度较长时，建设投资相对节省很多。所以建议采用自动喷水灭火系统。
水幕系统也称水幕灭火系统，是由水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀、供水与配水管道、控制阀及水流报警装置等组成的主要起阻火、冷却、隔离作用的自动喷水灭火系统。
水幕系统与雨淋喷水系统的工作原理相似。差别在于水幕系统喷出的水形状为水帘状，雨淋系统则是开花射流。水幕喷头水的喷洒形状为水帘状，其作用不是直接灭火，而是对简易的防火分隔物（如防火卷帘、防火幕）进行冷却，提高这些分隔物的耐火性能，也可以形成防火水帘来阻止火焰从开口部位穿越，有效阻止火势的蔓延。
水幕系统大多用在需要进行水幕保护或者防火隔断的地方，比如设置于企业中的设备或者每个防火区之间的部位，用来防止火势蔓延，阻挡火灾事故发生及产生的热辐射，能够对泄漏的有害气体与液体起到疏导以及稀释的作用。水幕系统没有直接灭火的能力，主要用在挡烟阻火以及冷却隔离的部位。防火分隔水幕系统采用水墙或者多层水帘用于封堵防火分区处的洞口，以便阻挡火灾蔓延以及烟气的扩散。防护冷却水幕系统采用水膜来控制防火分区处分隔物的温度，避免破坏分隔物的完整性，对分隔物起到有效保护。
封闭式输煤栈桥与其他建筑连接处设置水幕。水幕系统的布置分为双排布置及三排布置两种方式。当采用双排布置水幕系统时，两排水幕喷头之间的距离应不小于2 400 mm，总保护宽度应不小于6 000 mm；当采用三排布置水幕系统时，相邻两排水幕喷头之间的距离应不小于2 500 mm，总保护宽度应不小于6 000 mm[6-7]。
对于煤化工中封闭式输煤栈桥，应在其与其他建筑连接处设置水幕，应在封闭式输煤栈桥为钢结构的部分设置湿式自动喷水灭火系统。若栈桥是由钢结构段与混凝土结构段拼接而成，则建议此种栈桥的混凝土结构段也设置自动喷水灭火系统。
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