電站消防系統設計方案論文

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1電站消防設計方案

電站的消防分為建筑消防及機電消防兩大部分。建筑消防主要采用消火栓，并在相應生產場所配置磷酸銨鹽干粉滅火器。地下廠房消防主水源取自全廠低壓供水系統，建筑消防與機電消防管網均從該系統接至水輪機層、發電機層、安裝場、地下副廠房及主變副廠房各層，每層均布置不等數量的消火栓，保證同時有兩股水流能到達任意著火點。另在地面副廠房設置一個容積為250m3的消防水箱作為地下廠房消防的備用水源及低壓技術供水管路檢修時消防水源。消防水箱的水源來自下水庫，通過補水管路補水。地面副廠房消火栓的主水源取自消防水箱，通過消防水泵與消防管網連接，并在頂層設置一個容積為12m3的高位水箱及一個消防穩壓設備作為備用水源;并在廠房兩側設有消火栓接頭，用于連接水罐消防車該消防車主要用于地下廠房主廠房安裝場、主變運輸洞、上水庫和下水庫范圍內的救援工作，隨時聽候消防指揮中心的調遣。機電消防的主要對象為中控室、發電電動機、主變壓器、SFC變壓器、低壓電纜洞、電纜層等，按照可能出現的火災類別，機電消防對象中嚴重危險的有:中控室、計算機室、電纜層、電壓電纜洞及出線場等;中危險級的有:主變壓器室、400kV廠用變壓器、SFC變壓器室、發電電動機等。因此，消防設計中在中控室、計算機房、繼電保護室、線路保護盤室及柴油發電機房等設置了七氟丙烷氣體滅火系統;在電纜層、低壓電纜洞及出線洞等設置了超細干粉滅火系統;在發電電動機、主變壓器、SFC變壓器等設置水噴霧自動滅火系統。以上三大滅火系統與火災自動報警及聯動控制系統、通風排煙系統共同組成了電站的消防系統。

1.1火災自動報警及聯動控制系統

電站共分為4個報警及聯動分區，如圖所示，分別為:地下廠房分區、上水庫分區、下水庫分區及地面副廠房分區。地下廠房分區設置1臺報警控制器及聯動控制柜，主要監測范圍為主廠房、副廠房、主變開關室、主變副廠房及出線洞等，聯動控制布置在該區各處的通風空調系統、自動滅火設備、地面排風樓及消防電梯等;地面副廠房分區設置1臺報警控制器及聯動控制柜，主要監測范圍為地面副廠房各電氣設備室，聯動控制布置在該區通風空調系統、自動滅火設備、消防供水泵等;上水庫及下水庫分區各設置1臺報警控制器，主要監測各自區域內的閘門啟閉機室、值班室等。圖1火災自動報警及聯動控制系統分區地面副廠房分區、上水庫分區、下水庫分區分別與地下廠房的火災報警控制中心通過光纖相連組成網絡化系統，中控室值班人員可以通過設置在地下副廠房中控室內的消防報警控制中心實現對各個分區的火情監視，發生火災時統一指揮和集中控制。在地面副廠房中控室內也設置了一套消防控制中心，可復顯全廠火災報警系統信息，聯動地面副廠房分區內消防設備，通過模塊控制啟動地下副廠房消防設備。

1.2氣體自動滅火系統

電站設有4套氣體自動滅火系統，防護的區域分別為:①地下副廠房中控室、計算機室、繼電保護盤室;②主變副廠房線路保護室;③地面副廠房中控室、計算機室;④地面副廠房柴油發電機房。①～③區域采用固定管網式全淹沒組合分配系統，由滅火管網系統和控制系統組成。管網系統主要包括氣體儲存鋼瓶、啟動器、減壓裝置、選擇閥、噴嘴及氣體輸送管道等;控制系統主要包括滅火控制器、繼電器模塊、保護感溫感煙火災探測器等，系統的控制方式有自動、手動和緊急機械手動操作方式。如圖2所示，在自動工作狀態下，氣體滅火系統可自動完成防護區內的火災探測、報警、聯動控制及噴氣滅火整個過程。即:某一防護區發生火災時，當一類探測器報警后，防護區的警鈴動作，通知保護區內無關人員撤離事故現場;當兩類探測器都同時報警后，防護區內外的蜂鳴器及閃燈動作，系統進入延時狀態，并關閉通風空調等相關設備;延時結束后，在8s內向防護區噴射濃度為8%的七氟丙烷滅火氣體，并使其均勻布滿整個保護區進行滅火。柴油機房采用無管網氣體滅火系統，起火時，在10s內向柴油發電機房噴射濃度為8%的七氟丙烷滅火氣體進行滅火。

1.3超細干粉滅火系統

超細干粉滅火系統主要應用于地下副廠房電纜夾層、主變副廠房電纜夾層、低壓電纜洞、出線洞，沿纜橋架的走向進行配置。系統采用熱引發啟動方式，當防護區內環境溫度達到滅火裝置設定的溫度(68℃左右)時，自動啟動滅火裝置進行滅火;或當連接在滅火裝置噴頭間的熱敏線遇明火后，連鎖啟動多臺超細干粉滅火裝置實施滅火，并將噴放動作信號反饋至全廠火災自動報警主機。

1.4水噴霧自動滅火系統

水噴霧自動滅火系統主要用于發電電動機消防、主變壓器消防、SFC變壓器消防。消防水源均取自機組低壓供水管網沿1號、4號機尾水洞取自下水庫。發電電動機消防環管布置在定子線圈上、下端部，在環管上均勻布置40個噴頭，每臺發電電動機總的消防用水量約為80m3/h;主變壓器及SFC變壓器均采用固定式水噴霧滅火裝置，在消防供水管路中設置雨淋閥組;每臺主變分別采用100個噴頭，消防水量約為404m2/h;每臺SFC變壓器設置31個噴頭，兩臺SFC變壓器消防用水量約為125.3m2/h。在這3個部位相應位置均設置有火災探測報警裝置，當火災時，可自動、遠方手動或現場手動操作進行水噴霧滅火。

1.5通風排煙系統

電站為封閉式地下廠房，通風防火和事故排煙設計非常的重要。電站設有三大排風排煙系統:

1.5.1主/副廠房排風排煙系統

排風系統在母線洞夾層，設置2臺混流風機;主廠房排煙系統設在副廠房頂層，設置2臺排煙風機;排煙系統的補風引自交通洞的自然風，在主廠房發電機層吊頂上設置兩排排煙口，排煙口間距為15m左右。副廠房的排風排煙系統設置在主廠房頂層。當主/副廠房發生火災時，主副廠房通風系統停止運行，啟動主廠房排煙系統經設在主廠房吊頂上的排煙口進行消防排煙，同時啟動副廠房樓梯間及消防電梯前設置的正壓送風系統。煙氣經過排煙/風平洞至排風豎井，再經上部排風平洞至全廠總排風機房排出廠外。而當母線層、水輪機層發生火災時，通風系統停止運行，實施滅火措施后，通風系統重新啟動轉為事故后排煙。排煙時，煙氣經過母線洞，由母線洞管道層內設置的排風及排煙風機進行排煙，經上排水廊道至排風豎井，再經上部排風平洞至全廠總排風機房排出廠外。

1.5.2主變洞排風、排煙系統

排風系統設在主變洞右端與通風洞相連位置的通風機室，安裝有2臺箱式離心風機;主變副廠房頂層安裝有1臺排煙風機作為主變搬運道的事故排煙，以利于火災時人員疏散。主變洞內主變室、GIS層、電纜及管道層、SFC變壓器室、主變副廠房等均為事故后排煙，排風排煙共用一套系統，當主變洞內發生火災時，通風系統停止運行，實施滅火措施后，通風系統重新啟動轉為事故后排煙。排煙時，先排入主變洞排煙機房，匯總后經排風豎井、上排風平洞、全廠總排風風機房排出廠外。

1.5.3出線洞排風排煙系統

該系統設在出線洞末端風機室內，設置2臺軸流風機作為出線洞排風兼事故排煙。出線洞采用自然進風、機械排風的通風方式，從主變運輸道進風，從地面排風機房排出。當出線洞內發生火災時，通風系統停止運行，同時關閉進風口及防火閥，實施滅火措施后，通風系統重新啟動進行事故后排煙。蓄電池采用免維護密閉式鉛酸蓄電池，發生火災時會產生有害氣體。因此蓄電池室設置單獨的送、排風系統，排風直接排至主廠房排風道內，同時設置測氫監測裝置，當室內氫氣濃度超標時，自動啟動送、排風系統進行通風。

2討論分析

電站的消防系統根據國家有關的標準規范進行設計，整個消防系統基本能滿足電站的消防要求，但在電站的消防設計中使用高壓細水霧滅火系統，優化逃生通道及救援通道，關注橋式起重機消防，有助于完善消防系統，降低電站建設及運行維護成本。

2.1高壓細水霧滅火系統

電站有豐富的水資源，而高壓細水霧滅火系統所使用的滅火介質正是水。在10MPa以上壓力形成的細水霧遇火后迅速汽化，可吸收大量的熱，降低燃燒表面的溫度，同時，汽化后形成的水蒸氣將整體覆蓋燃燒區域，使燃燒因缺氧而窒息，具有高效冷卻、快速窒息的雙重滅火機理。由于細水霧的直徑相當的小(約為10μm～100μm)，噴放后可長時間懸浮在空中，需長時間才能匯聚、凝結，很難在電極表面形成導電的連續水流或表面水域，具有良好的電絕緣性，可有效撲救帶電設備火災，如:柴油發電機房、變壓器室、中控室、計算機室、電纜隧道等。高壓細水霧滅火系統安裝時費用會高一些，以本電站為例，大概需要人民幣300×104元，但高壓細水霧滅火系統用水量僅為水噴淋滅火系統的1%，可極大的減少地下廠房的開挖量及消防水箱、高位水箱的容積;此外，高壓細水霧滅火系統采用不銹鋼材質，壽命長，可靠性高，幾乎不存在設備更換問題，且在備用狀態下為常壓，可極大的降低日常維護工作量及維修費用。從長遠來看，使用高壓細水霧滅火系統可提高滅火效率，減少土建開挖費用，降低電站運行維護成本。

2.2逃生通道與救援通道

發火火災時，電站逃生通道有兩條:一是交通洞，為城門洞形，寬8m，高7.50m長1116m，靠近地下廠房安裝場的洞口設有防火卷簾門;另外一條是通風洞，寬7.50m，高6m，長1012m。救援通道主要是交通洞，由交通洞進入安裝場，從安裝場連接消火栓對主廠房及地下副廠房各層進行滅火。呼蓄電站地下廠房中控室設在地面副廠房5樓，即發電機層上一層。當中控室起火時，現場人員可以跑下發電機層，經過1號～4號發電機組，從安裝場進入交通洞到達安全區域。與此同時，接到救援命令后，消防車從交通洞進入安裝場進行滅火;消防車上的水用完后，在主變運輸洞調頭，再從交通洞返回。由此可見，當地下廠房中控室發生火災時，逃生通道與救援通道都為交通洞，在緊急情況下，有可能造成交通洞出入混亂，使消防車及消防隊員不能迅速接近火災點并實施滅火，錯過有效控制和撲救火災的最佳時期，以致造成更大的損失。因此，在后續電站設計中應保證交通洞具有較高的可靠性和安全性，并采取一些新的方案，如:將中層排水廊道設計為另一逃生通道，或在交通洞相應區域設置匯車道等，保證人員安全撤離與消防車、救護車等進場救援兩不誤;此外，在電站運行過程中，應加強應急疏散通道的管理，注重人員逃生技能的訓練。

2.3橋式起重機消防問題

電站主廠房裝有兩臺QD250/50t—21.5A3型橋式起重機。其中一臺橋機由于變頻器出現故障，導致電阻器異常發熱，橋機電氣房內部溫度升高，燒壞電氣柜風扇、電氣房內空調外殼等塑膠制品，幸好發現及時，才沒引起火災事故的發生。此外，橋機電源電纜絕緣損壞及電纜接頭松動或進潮氣等都會導致絕緣擊穿產生電弧，而“電氣裝置故障產生的危險溫度、電火花、電弧等可能構成引燃源、引起火災和爆炸。”因此，必須對橋式起重機的消防有足夠的重視!除了在橋機上按照要求配備足夠數量的干粉滅火器外，在電站消防設計中，發電機層及安裝場相應位置消火栓噴出的水柱應能到達橋機最高點進行滅火。在電站運行中，當橋機停止作業時，應關閉橋機電源，將橋機停放在安裝場上方，并在安裝場上方設置感溫感煙探測器及監控設備。

3結語

電站消防系統的合理設計是電站安全運行的重要保障。呼蓄電站消防設計以“預防為主、防效結合”為方針，以“自防自救為主，外援為輔”為原則，建筑消防以消火栓為主，干粉滅火器為輔;機電設備消防則根據不同的消防對象采用不同的滅火系統，并設置通風排煙系統及全廠火災自動報警系統，滿足電站的消防要求。但消防設計中，除了要根據相關標準規范進行合理設計之外，還應積極引入先進設計理念，采用性能優越的設施設備，有利于提高滅火效率，降低電站建設及運行維護成本，完善電站消防系統。

作者:李長臻單位:內蒙古呼和浩特抽水蓄能發電有限責任公司機電部