水電站防火設(shè)計

1、百龍灘水電站防火設(shè)計來源：謝敏，郭淑英摘 要：介紹了百龍灘水電站防火設(shè)計的依據(jù)，以及消防各系統(tǒng)和設(shè)施的設(shè)計原則、配置參數(shù)、 設(shè)置方式和主要功能等，并探討水電站防火設(shè)計的問題。關(guān)鍵詞：疏散通道；消防水；氣體滅火；自動報警；防火設(shè)計；百龍灘水電站中圖分類號：TU998.1;TV73文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1001-408X(1999)03-0053-051 前言由于百龍灘水電站距城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)，電廠內(nèi)電氣設(shè)備多且分散，廠內(nèi)儲存有透平油與絕緣油， 引起火災(zāi)的機(jī)率大，火災(zāi)引起的后果嚴(yán)重、損失巨大。因此水電站的防火就尤為重要。本電站 防火設(shè)計主要依據(jù)水利水電工程設(shè)計防火規(guī)程(SDJ278-90)和國家有關(guān)規(guī)

2、范。2 廠房建筑物與安全疏散通道設(shè)計根據(jù)“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防工作方針，將工程消防設(shè)計與樞紐布置統(tǒng)籌考慮，在 設(shè)計上合理布置廠區(qū)內(nèi)的設(shè)備和建筑物，在各主要設(shè)備之間設(shè)置防火墻、防火門，保證防火間 距、消防車道和安全疏散通道及出口等，并滿足有關(guān)規(guī)范要求。2.1廠房建筑物主要生產(chǎn)和輔助生產(chǎn)建筑物、構(gòu)筑物的耐火等級按二級考慮，其中泵房等按三級考慮；附 屬建筑物、構(gòu)筑物的耐火等級按三級考慮。上述場所均按規(guī)范配置相應(yīng)的滅火器。110 kV 和 220 kV 戶外式開關(guān)站布置在下游右岸平臺上，站內(nèi)的斷路器全部采用瓷瓶式SF6斷路器。配置的消防設(shè)備有：站內(nèi)工具間配置2 臺 MFT35 推車式干粉滅火器和

3、 2 個 MF4 型手提式干粉滅火器。開關(guān)站出入口設(shè)置2 個 SS100 室外消火栓。3 臺主變壓器均布置在副廠房頂160.10 m 高程層，為敞開式布置，防火間距大于10 每臺主變均設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。消防車道利用交通道路，其寬度為5.5 m 上空障礙物距地面凈高大于5 m 回車場地面高程為 160.10 m，面積為 40.00 mX47.25 m。2.2安全疏散通道根據(jù)布置需要在廠房 115.00 m-145.50 m 高程設(shè)置 6 層，各層均有 3 個疏散口，可通過下 游側(cè)左、右兩端的樓梯及電梯上至151.50 m 高程或直達(dá)廠頂 160.10 m 高程戶外地面，還可通過 3 號機(jī)下游的

4、樓梯上至 151.50 m 高程層。151.50 m 高程層可通過下游側(cè)左、右岸兩端的樓梯或電梯上至廠頂160.10 m 高程戶外地面。最遠(yuǎn)工作點(diǎn)距最近樓梯口距離不超過60 m，各層疏散走道凈寬在 1.5 m 以上，疏散門凈寬均在 1.2 m 及其以上，疏散門采用防火門，各疏散口均安裝疏散指示標(biāo)志。3 消防水系統(tǒng)消防水系統(tǒng)主要由消火栓滅火系統(tǒng)和主變水噴霧滅火系統(tǒng)組成。3.1廠房消火栓3.1.1主廠房消火栓的布置主廠房分 115.00 m 高程層和 120.00 m 高程層的消防。主機(jī)間與安裝間同在 120.0 m 高程層，其凈尺寸：140.60 mX18.50 mx22.50 m ,主要設(shè) 備

5、有現(xiàn)地主控屏、壓油罐、橋機(jī)等。按橋機(jī)軌頂以下任何部件有 2 支水槍水柱同時到達(dá)的要求， 選用 8 個 SG21/65消火栓箱，單列布置在廠房下游邊墻內(nèi)。消火栓箱內(nèi)配 20 m 長的水帶和 ZQ19水槍。115.00 m 高程層凈尺寸：105.60 mX18.50 mx5.00 m ,主要設(shè)備有調(diào)速器的回油箱、機(jī)械柜、儀表屏、壓油罐、中性點(diǎn)接地柜、機(jī)旁動力盤等，在下游墻上布置了6 個與 120.00 m 高程層同規(guī)格的消火栓箱。3.1.2副廠房消火栓的布置在 115.00 m 高程層安裝間下游副廠房布置2 個 SG21/65 消火栓箱，供低壓廠用配電室、消防水泵房和空壓機(jī)房及樓梯間消防。145.

6、50 m 高程層副廠房布置有空調(diào)機(jī)房、空調(diào)機(jī)水泵房、工具間、透平油罐室及油處理室等。在該層下游 0+039.00 m 側(cè)的邊墻上布置 6 個消火栓箱，在空調(diào)機(jī)房及空調(diào)機(jī)水泵房外布置 了 2 個消火栓箱。消火栓箱的型號為SG18/50，箱內(nèi)配 20 m 水帶和 ZQ16 水槍。151.50 m 高程層主要為電氣房間，在走廊下游側(cè)墻上布置了6 個消火栓箱，型號為 SG18/50。在廠房左、右端樓梯間115.00 m、120.00 m 高程層各布置 1 個 SG21/65 型消火栓箱，在145.50 m、151.50 m 高程層各布置 1 個 SG18/50 消火栓箱。3.1.3其他場所消火栓的布置

7、絕緣油罐室布置在 160.10 m 高程層回車場下游側(cè)，布置2 個 SS100 型室外消火栓。開關(guān)站、船閘上閘首各布置SS100 型室外消火栓 2 個。3.1.4主變水噴霧滅火主變采用固定式水噴霧滅火。每臺主變選用ZSTG10/14 噴頭 24 個，分 3 層布置。3.2消防給水(1) 廠房消防用水量。 按主廠房同時使用 2 個水槍和充實(shí)水柱長度確定的消火栓水量為 14.7 L/s，所需水壓 0.44 MPa。由于本電站廠房高度較高，按照水利水電工程設(shè)計防火規(guī)程 (SDJ278-90) 的規(guī)定，其用水量不應(yīng)小于 25 L/s ，按火災(zāi)延續(xù)時間 2 h 計算，廠房消防用水量為 180 m3。(2

8、) 主變壓器消防用水量。主變消防噴霧強(qiáng)度 20 L/(min*m2) ，水量為 40 L/s ，火災(zāi)延續(xù)時 間 20 min，用水量 48 m3，噴頭處水壓為 0.35 MPa。(3) 給水設(shè)施 (水源)。廠房消防水源主要取自電站右岸 195.00 m 高程生活、消防水池，水 池消防有效容積為 180 m3,可滿足消防水量和水壓要求。由于主變布置在 160.10 m 高程， 且噴頭處需水壓較高。 為滿足變壓器消防要求， 因此在安 裝間下 115.00m 高程消防水泵房內(nèi)布置了2 臺 200S-95A 型消防水泵，直接從上游水庫取水，供主變消防，2 個取水口的高程分別為 118.00 m 高程和

9、 120.00 m 高程，合用 1 條取水管。2 臺 水泵互為備用。水泵參數(shù)：流量86 L/s55 L/s，揚(yáng)程 80 m94 m,電動機(jī)功率 110 kW。4事故排煙和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的防火設(shè)計4.1事故排煙系統(tǒng)的防火設(shè)計本電站廠房事故排煙設(shè)施與正常排風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合,設(shè)置有94.10 m、 110.00 m、 115.00 m、120.00 m、 131.20 m、 136.80 m、 145.50 m 和 151.50 m 高程層送排風(fēng)系統(tǒng),以及透平油罐室、 油處理室、蓄電池室、電纜間、電纜廊道和電纜豎井等送排風(fēng)系統(tǒng),其中透平油罐室、油處理 室采用防爆離心風(fēng)機(jī)排風(fēng)兼事故排煙。各送排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)均

10、與對應(yīng)的防火閥連鎖。在廠房下游側(cè)左、右端樓梯間和電梯間前室各設(shè)正壓送風(fēng)系統(tǒng)，每層設(shè)消防送風(fēng)口，所有 消防送風(fēng)口均與送風(fēng)機(jī)連鎖，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，可通過消防送風(fēng)口上的報警按鈕和繼電保護(hù)屏室 的消防控制屏上按鈕實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地和遠(yuǎn)方控制，同時啟動送風(fēng)機(jī)進(jìn)行正壓送風(fēng)。4.2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的防火設(shè)計通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置有主廠房空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)和副廠房151.50 m 高程層空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，可通過現(xiàn)地設(shè)備上的停機(jī)按鈕實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地控制停機(jī)，其中151.50 m 高程層空調(diào)系統(tǒng)與送回風(fēng)口上的防火閥實(shí)現(xiàn)連鎖停機(jī)，還與氣體自動滅火系統(tǒng)連動，實(shí)現(xiàn)自動停機(jī)。5氣體自動滅火系統(tǒng)由于電站設(shè)置計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及采用無人值班 ( 少人值守 )

11、 的運(yùn)行方式， 為了減少火災(zāi)危害， 保護(hù)電站設(shè)備安全，電站采用了氣體自動滅火系統(tǒng)。5.1氣體滅火劑的選擇目前，國內(nèi)氣體自動滅火系統(tǒng)主要是采用鹵代烷1301 氣體和 CO2 氣體，特別是鹵代烷 1301的優(yōu)越滅火性能得到了充分的肯定和實(shí)踐的認(rèn)證。但上述兩種氣體介質(zhì)都不同程度地對人類的 環(huán)境造成損害，因此，1987 年 9 月 11 日聯(lián)合國環(huán)境計劃署頒布了關(guān)于使臭氧層逐漸受損物質(zhì)的蒙特利爾協(xié)議， 規(guī)定在 2005 年前完全淘汰鹵代烷 1301 氣體滅火劑。 同時 1997 年底在日本召 開的國際環(huán)保會議上各國代表又針對造成全球溫室效應(yīng)的CO2 進(jìn)行了嚴(yán)肅的討論。鑒于上述情況本電站選擇了 FM-2

12、00 潔凈滅火氣體，主要考慮的因素如下：(1) 該氣體滅火劑潔凈的特性。1環(huán)保的特性：不破壞大氣臭氧層、大氣存留期短；2人身安全性，可以應(yīng)用于有人工作的保護(hù)區(qū)；3不導(dǎo)電，可以帶電操作滅火；4無腐蝕性，滅火后不損害被保護(hù)的設(shè)備或財產(chǎn)；5無 (低)毒性，滅火劑本身不具毒性，滅火過程遇熱產(chǎn)生的分解物的毒性濃度不至于影響 生命安全；6系統(tǒng)內(nèi)部壓力小 (2.50 MPa) ，管網(wǎng)系統(tǒng)安裝方便；7自揮發(fā)性，滅火后不留殘余物，便于滅火善后工作。(2) 應(yīng)用的成本。國內(nèi)權(quán)威的氣體滅火劑科研機(jī)構(gòu)“浙江化工研究所”已于1997 年完成了國產(chǎn)化的工作，隨著工業(yè)化的發(fā)展其造價必定低于鹵代烷1301 滅火劑的水平。(3

13、) 設(shè)備滅火介質(zhì)的先進(jìn)性和可靠性。 系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)過嚴(yán)格的測試和應(yīng)用實(shí)踐的證明， 設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)通過國際權(quán)威質(zhì)量認(rèn)證機(jī)構(gòu)的質(zhì)量體系審核，產(chǎn)品獲國家FM 和 UL 認(rèn)證，并具有國家消防檢測中心的檢驗(yàn)合格證。5.2系統(tǒng)組成形式和設(shè)置FM200 潔凈氣體自動滅火系統(tǒng)由氣體管網(wǎng)系統(tǒng)和滅火控制系統(tǒng)兩部分組成。氣體管網(wǎng)系統(tǒng)主要用于將滅火劑有效地釋放在保護(hù)區(qū)域內(nèi)，由氣瓶、瓶頭閥、壓力表、稱 量計、防爆防泄漏膜、止逆閥、管接件、鍍鋅無縫鋼管、噴頭等組成。滅火控制系統(tǒng)主要用于自動探測和控制氣體管網(wǎng)系統(tǒng)，由智能探測器、手動釋放按鈕、系 統(tǒng)暫停開關(guān)、監(jiān)視模塊、控制模塊、釋放模塊、氣瓶啟動模塊、警鈴、疏散燈等組成。根據(jù)電站

14、的布置，在中控室、繼電保護(hù)屏室、載波通訊室、數(shù)字程控交換機(jī)室4 個房間設(shè)置 FM-200 潔凈氣體自動滅火系統(tǒng)， 按固定的封閉空間劃分為 4 個防護(hù)區(qū)。對 4 個防護(hù)區(qū)采用獨(dú) 立單元滅火系統(tǒng)，均按全淹沒系統(tǒng)設(shè)置。5.3系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)(1)環(huán)境溫度：管網(wǎng)設(shè)計計算的環(huán)境溫度采用20C;(2) 儲存壓力： 2.50 MPa( 表壓 ) ；(3) 充裝密度：不大于 1 150 kg/m3 ，通過計算確定；(4)FM-200 潔凈氣體的噴射時間：不大于 10 s ；(5) 滅火設(shè)計濃度為 7%；(6) 管網(wǎng)流體計算符合：1噴嘴的設(shè)計流量相等；2管網(wǎng)設(shè)計為均衡系統(tǒng)；3管網(wǎng)內(nèi)滅火劑百分比不應(yīng)大于 80%。

15、(7) 儲存鋼瓶：1容積： 230 L 和 406 L 兩種；2工作壓力： 2.50 MPa ；3數(shù)量： 7 瓶；4FM-200 潔凈氣體滅火劑充裝量： 1 962 kg。(8) 管道及其附件：主要有操縱管、連接管和總管，均為鍍鋅無縫鋼管及不銹鋼加工件；(9) 噴嘴：能使滅火劑以霧狀向指定的方向噴出。噴嘴為360型，數(shù)量 28 套；(10) 氣體自動滅火控制器：達(dá)到 UL/FM 認(rèn)可核準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，輸出電氣訊號引動啟動器進(jìn)而順利的釋放出滅火劑。備有 24 h 的備用電源，并擁有手動釋放滅火劑的功能。本電站設(shè)置1 套。5.4操作和控制(1) 自動滅火控制器既能利用本系統(tǒng)的探測器， 也能與火災(zāi)自動報警

16、控制器安全可靠地配合( 即當(dāng)火災(zāi)報警控制器分別送來防護(hù)區(qū)內(nèi)兩種不同類型探測器動作的信號，通過輸入輸出接口模塊引入自動滅火控制器 ) ，實(shí)現(xiàn)防護(hù)區(qū)的火災(zāi)自動報警。(2) 滅火設(shè)施的供電符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。(3) 有自動控制、手動控制兩種啟動方式。(4) 手動控制裝置設(shè)在防護(hù)區(qū)外便于操作的地方； 自動控制在接到 2 個獨(dú)立的火災(zāi)信號后啟 動。5.5安全(1) 防護(hù)區(qū)有足夠的通道和出口，以便人員能在 30 s 內(nèi)安全疏散。(2) 疏散通道及出口處，設(shè)置有事故照明和疏散指示標(biāo)志。(3) 防護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)有音響報警裝置， 以便通知哪些區(qū)域的人員應(yīng)撤離現(xiàn)場， 并告知要釋放滅火 劑。(4) 防護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)有向外開啟的

17、自動關(guān)閉門，以便內(nèi)部人員的撤離。(5) 防護(hù)區(qū)內(nèi)及其出、入口處，設(shè)有指示牌，說明注意事項(xiàng)。施放滅火劑后，出、入口處有 顯示。(6) 滅火后的防護(hù)區(qū)能通風(fēng)換氣。(7) 防護(hù)區(qū)內(nèi)的消防保衛(wèi)人員及檢修操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，熟悉滅火設(shè)施的性能和操作方 法，按操作規(guī)程，正確操作和使用。(8) 本電站建立有義務(wù)消防隊(duì)，并配置 2 套氧氣呼吸器，消防員具有基本救人的技能。6消防電氣的防火設(shè)計6.1消防電源本電站消防用電源設(shè)備主要有消防水泵、電梯和消防正壓風(fēng)機(jī)等。這些設(shè)備均按I類負(fù)荷 考慮，分別從不同的廠用母線采用獨(dú)立的雙回路供電，并在末級配電箱處設(shè)置自動切換裝置，以保證發(fā)生火災(zāi)時消防用電設(shè)備能正常運(yùn)行?；馂?zāi)自

18、動報警裝置和氣體自動滅火裝置用電也均 按I類負(fù)荷考慮，從廠用母線采用專線供電。6.2火災(zāi)事故照明和疏散指示標(biāo)志 為了保證發(fā)生火災(zāi)時運(yùn)行人員安全疏散，廠內(nèi)主要疏散通道、安全出口和樓梯間均設(shè)置事 故照明。平時事故照明采用交流供電，一旦交流電源消失，自動裝置將迅速把事故照明切換到 直流電源。事故照明最低照度不低于 0.5 lx 。所有的安全出口均設(shè)置疏散指示標(biāo)志，疏散指示 標(biāo)志采用應(yīng)急燈，應(yīng)急時間為 1 h 。6.3電纜防火設(shè)計全廠電纜比較集中的地方主要有：115.00 m 高程電纜廊道、145.50 m 電纜層和下游副廠房的 3 個電纜豎井。所有動力電纜、控制電纜分別選用交聯(lián)聚乙烯絕緣或聚氯乙烯絕

19、緣電纜，火 災(zāi)自動報警系統(tǒng)和氣體自動滅火系統(tǒng)電纜則選用阻燃屏蔽電纜。動力電纜、控制電纜一律采用分層排列敷設(shè)，電纜橋架層間裝設(shè)耐火隔板，耐火隔板耐火 極限大于 0.5h 。電纜廊道和電纜層分別按機(jī)組段和設(shè)備房間進(jìn)行分隔，設(shè)置防火墻或防火段，每個機(jī)組段 長 35 m 電纜室最大面積為 180 m2 均滿足規(guī)范的防火分隔要求。電纜通過防火墻和進(jìn)出開關(guān) 柜、配電屏、勵磁屏、計算機(jī)單元控制屏和繼電保護(hù)屏等處的孔洞，一律采用速固耐火堵料和 柔性耐火堵料封堵。防火墻和阻火段兩側(cè)各1 m 及屏下 1m 的電纜區(qū)段，刷防火涂料防止串火。廠房至開關(guān)站的電纜溝每100 m 設(shè) 1 個防火分隔，分隔處亦采用速固耐火堵

20、料和柔性耐火堵料封堵。每 2 臺機(jī)設(shè)置 1 個電纜豎井。電纜豎井的上、下端，采用速固耐火堵料和柔性耐火堵料封 堵，豎井內(nèi)的電纜全線刷防火涂料。所有的電纜室、電纜豎井和電纜廊道均設(shè)置火災(zāi)自動報警裝置，并在出入口附近設(shè)置MF2和 MF4 型手提式干粉滅火器。6.4火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計6.4.1系統(tǒng)的形式及設(shè)備布置電站的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)選用簡化的控制中心報警系統(tǒng)。在中控室裝設(shè)1 套消防計算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)，在繼電保護(hù)屏室裝設(shè) 1 面集中火災(zāi)自動報警控制柜和 1 面消防控制屏。在報警區(qū)域現(xiàn) 場不設(shè)區(qū)域報警控制器。6.4.2設(shè)備的選擇和設(shè)置本電站火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)備選擇與設(shè)置如下： 智能光電感煙探測器的設(shè)置

21、部件：中控室、繼電保護(hù)屏室、數(shù)字程控電話交換機(jī)室、載波 機(jī)室、蓄電池室、電氣試驗(yàn)室、水情測報室、電梯井、母線風(fēng)機(jī)房、電纜廊道、電纜豎井、烘 箱室及其小間、油處理室、各電纜間等。普通光電感煙控測器通過尋址中繼器配合設(shè)置于電纜間、空調(diào)水泵房等。 智能定溫探測器的設(shè)置部位：中控室、繼電保護(hù)屏室、數(shù)字程控電話交換機(jī)室、載波機(jī)室、 烘箱室等。光電分離式感煙探測器的設(shè)置部位：透平油罐室、絕緣油庫。手動報警器的設(shè)置部位：115.00 m 層、120.00 m 層、145.50 m 層及 151.50 m 層各樓梯間。 線型感溫探測器設(shè)置在主變壓器場所和115.00 m 層板下，通過與普通探測器尋址中繼器配合

22、實(shí)現(xiàn)對主變和電纜的火災(zāi)探測。利用主變壓器內(nèi)配置主變溫控器的開關(guān)量接點(diǎn)，通過與聯(lián)動設(shè)備用中繼器配合實(shí)現(xiàn)對主變 的火災(zāi)探測。消防端子箱設(shè)置在相應(yīng)高程的電纜豎井內(nèi)。 所有電纜選用阻燃屏蔽電纜。6.4.3主要功能(1) 以探測器為單位分別采集、傳輸、顯示、記錄其設(shè)置環(huán)境的參數(shù)，進(jìn)行自我診斷，并實(shí) 現(xiàn)預(yù)報警、報警、聯(lián)動三級報警與控制；(2) 具備各種自檢功能和定期自動試驗(yàn)功能；(3) 具備語音合成報警功能；(4) 具備消防電話功能；(5) 在火情發(fā)生并經(jīng)過確認(rèn)后， 通過面板上設(shè)置的按鈕和機(jī)內(nèi)預(yù)置的程序， 可由電站值班人 員手動或程序自動， 對發(fā)生火情部位的滅火設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制。 當(dāng)采用程序自動控制方式

23、時， 有不小于 30 s 可調(diào)的延時，延時期間，可進(jìn)行人工干預(yù)、中斷控制指令的輸出；(6) 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)置電源和備用電源， 主電源采用消防電源， 直接由廠用電采用阻燃 電纜專線供電；備用電源采用報警控制器柜內(nèi)的專用DC 24 V、6 Ah 的免維護(hù)蓄電池。當(dāng)主電源消失時，備用電源自動投入工作，可警戒時間不小于 24 h ；當(dāng)主電源恢復(fù)時，備用電源自動 退出工作，同時充電器自動對蓄電池進(jìn)行充電，直至浮充狀態(tài)。在火災(zāi)自動報警控制柜內(nèi)另設(shè) 一套整流充電器及一組DC 24 V、30 Ah 蓄電池，用于防火閥等設(shè)備的操作電源；(7) 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能通過聯(lián)動設(shè)備中繼器與 4 個防護(hù)區(qū)的氣體自動滅火控制系統(tǒng)聯(lián)動， 當(dāng)任一防護(hù)區(qū)內(nèi)的任一探測器動作時由該報警系統(tǒng)通過聯(lián)動設(shè)備中繼器啟動該防護(hù)區(qū)的滅火控 制系統(tǒng)報警；當(dāng)