电站消防系统设计方案论文

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1电站消防设计方案

电站的消防分为建筑消防及机电消防两大部分。建筑消防主要采用消火栓，并在相应生产场所配置磷酸铵盐干粉灭火器。地下厂房消防主水源取自全厂低压供水系统，建筑消防与机电消防管网均从该系统接至水轮机层、发电机层、安装场、地下副厂房及主变副厂房各层，每层均布置不等数量的消火栓，保证同时有两股水流能到达任意着火点。另在地面副厂房设置一个容积为250m3的消防水箱作为地下厂房消防的备用水源及低压技术供水管路检修时消防水源。消防水箱的水源来自下水库，通过补水管路补水。地面副厂房消火栓的主水源取自消防水箱，通过消防水泵与消防管网连接，并在顶层设置一个容积为12m3的高位水箱及一个消防稳压设备作为备用水源;并在厂房两侧设有消火栓接头，用于连接水罐消防车该消防车主要用于地下厂房主厂房安装场、主变运输洞、上水库和下水库范围内的救援工作，随时听候消防指挥中心的调遣。机电消防的主要对象为中控室、发电电动机、主变压器、SFC变压器、低压电缆洞、电缆层等，按照可能出现的火灾类别，机电消防对象中严重危险的有:中控室、计算机室、电缆层、电压电缆洞及出线场等;中危险级的有:主变压器室、400kV厂用变压器、SFC变压器室、发电电动机等。因此，消防设计中在中控室、计算机房、继电保护室、线路保护盘室及柴油发电机房等设置了七氟丙烷气体灭火系统;在电缆层、低压电缆洞及出线洞等设置了超细干粉灭火系统;在发电电动机、主变压器、SFC变压器等设置水喷雾自动灭火系统。以上三大灭火系统与火灾自动报警及联动控制系统、通风排烟系统共同组成了电站的消防系统。

1.1火灾自动报警及联动控制系统

电站共分为4个报警及联动分区，如图所示，分别为:地下厂房分区、上水库分区、下水库分区及地面副厂房分区。地下厂房分区设置1台报警控制器及联动控制柜，主要监测范围为主厂房、副厂房、主变开关室、主变副厂房及出线洞等，联动控制布置在该区各处的通风空调系统、自动灭火设备、地面排风楼及消防电梯等;地面副厂房分区设置1台报警控制器及联动控制柜，主要监测范围为地面副厂房各电气设备室，联动控制布置在该区通风空调系统、自动灭火设备、消防供水泵等;上水库及下水库分区各设置1台报警控制器，主要监测各自区域内的闸门启闭机室、值班室等。图1火灾自动报警及联动控制系统分区地面副厂房分区、上水库分区、下水库分区分别与地下厂房的火灾报警控制中心通过光纤相连组成网络化系统，中控室值班人员可以通过设置在地下副厂房中控室内的消防报警控制中心实现对各个分区的火情监视，发生火灾时统一指挥和集中控制。在地面副厂房中控室内也设置了一套消防控制中心，可复显全厂火灾报警系统信息，联动地面副厂房分区内消防设备，通过模块控制启动地下副厂房消防设备。

1.2气体自动灭火系统

电站设有4套气体自动灭火系统，防护的区域分别为:①地下副厂房中控室、计算机室、继电保护盘室;②主变副厂房线路保护室;③地面副厂房中控室、计算机室;④地面副厂房柴油发电机房。①～③区域采用固定管网式全淹没组合分配系统，由灭火管网系统和控制系统组成。管网系统主要包括气体储存钢瓶、启动器、减压装置、选择阀、喷嘴及气体输送管道等;控制系统主要包括灭火控制器、继电器模块、保护感温感烟火灾探测器等，系统的控制方式有自动、手动和紧急机械手动操作方式。如图2所示，在自动工作状态下，气体灭火系统可自动完成防护区内的火灾探测、报警、联动控制及喷气灭火整个过程。即:某一防护区发生火灾时，当一类探测器报警后，防护区的警铃动作，通知保护区内无关人员撤离事故现场;当两类探测器都同时报警后，防护区内外的蜂鸣器及闪灯动作，系统进入延时状态，并关闭通风空调等相关设备;延时结束后，在8s内向防护区喷射浓度为8%的七氟丙烷灭火气体，并使其均匀布满整个保护区进行灭火。柴油机房采用无管网气体灭火系统，起火时，在10s内向柴油发电机房喷射浓度为8%的七氟丙烷灭火气体进行灭火。

1.3超细干粉灭火系统

超细干粉灭火系统主要应用于地下副厂房电缆夹层、主变副厂房电缆夹层、低压电缆洞、出线洞，沿缆桥架的走向进行配置。系统采用热引发启动方式，当防护区内环境温度达到灭火装置设定的温度(68℃左右)时，自动启动灭火装置进行灭火;或当连接在灭火装置喷头间的热敏线遇明火后，连锁启动多台超细干粉灭火装置实施灭火，并将喷放动作信号反馈至全厂火灾自动报警主机。

1.4水喷雾自动灭火系统

水喷雾自动灭火系统主要用于发电电动机消防、主变压器消防、SFC变压器消防。消防水源均取自机组低压供水管网沿1号、4号机尾水洞取自下水库。发电电动机消防环管布置在定子线圈上、下端部，在环管上均匀布置40个喷头，每台发电电动机总的消防用水量约为80m3/h;主变压器及SFC变压器均采用固定式水喷雾灭火装置，在消防供水管路中设置雨淋阀组;每台主变分别采用100个喷头，消防水量约为404m2/h;每台SFC变压器设置31个喷头，两台SFC变压器消防用水量约为125.3m2/h。在这3个部位相应位置均设置有火灾探测报警装置，当火灾时，可自动、远方手动或现场手动操作进行水喷雾灭火。

1.5通风排烟系统

电站为封闭式地下厂房，通风防火和事故排烟设计非常的重要。电站设有三大排风排烟系统:

1.5.1主/副厂房排风排烟系统

排风系统在母线洞夹层，设置2台混流风机;主厂房排烟系统设在副厂房顶层，设置2台排烟风机;排烟系统的补风引自交通洞的自然风，在主厂房发电机层吊顶上设置两排排烟口，排烟口间距为15m左右。副厂房的排风排烟系统设置在主厂房顶层。当主/副厂房发生火灾时，主副厂房通风系统停止运行，启动主厂房排烟系统经设在主厂房吊顶上的排烟口进行消防排烟，同时启动副厂房楼梯间及消防电梯前设置的正压送风系统。烟气经过排烟/风平洞至排风竖井，再经上部排风平洞至全厂总排风机房排出厂外。而当母线层、水轮机层发生火灾时，通风系统停止运行，实施灭火措施后，通风系统重新启动转为事故后排烟。排烟时，烟气经过母线洞，由母线洞管道层内设置的排风及排烟风机进行排烟，经上排水廊道至排风竖井，再经上部排风平洞至全厂总排风机房排出厂外。

1.5.2主变洞排风、排烟系统

排风系统设在主变洞右端与通风洞相连位置的通风机室，安装有2台箱式离心风机;主变副厂房顶层安装有1台排烟风机作为主变搬运道的事故排烟，以利于火灾时人员疏散。主变洞内主变室、GIS层、电缆及管道层、SFC变压器室、主变副厂房等均为事故后排烟，排风排烟共用一套系统，当主变洞内发生火灾时，通风系统停止运行，实施灭火措施后，通风系统重新启动转为事故后排烟。排烟时，先排入主变洞排烟机房，汇总后经排风竖井、上排风平洞、全厂总排风风机房排出厂外。

1.5.3出线洞排风排烟系统

该系统设在出线洞末端风机室内，设置2台轴流风机作为出线洞排风兼事故排烟。出线洞采用自然进风、机械排风的通风方式，从主变运输道进风，从地面排风机房排出。当出线洞内发生火灾时，通风系统停止运行，同时关闭进风口及防火阀，实施灭火措施后，通风系统重新启动进行事故后排烟。蓄电池采用免维护密闭式铅酸蓄电池，发生火灾时会产生有害气体。因此蓄电池室设置单独的送、排风系统，排风直接排至主厂房排风道内，同时设置测氢监测装置，当室内氢气浓度超标时，自动启动送、排风系统进行通风。

2讨论分析

电站的消防系统根据国家有关的标准规范进行设计，整个消防系统基本能满足电站的消防要求，但在电站的消防设计中使用高压细水雾灭火系统，优化逃生通道及救援通道，关注桥式起重机消防，有助于完善消防系统，降低电站建设及运行维护成本。

2.1高压细水雾灭火系统

电站有丰富的水资源，而高压细水雾灭火系统所使用的灭火介质正是水。在10MPa以上压力形成的细水雾遇火后迅速汽化，可吸收大量的热，降低燃烧表面的温度，同时，汽化后形成的水蒸气将整体覆盖燃烧区域，使燃烧因缺氧而窒息，具有高效冷却、快速窒息的双重灭火机理。由于细水雾的直径相当的小(约为10μm～100μm)，喷放后可长时间悬浮在空中，需长时间才能汇聚、凝结，很难在电极表面形成导电的连续水流或表面水域，具有良好的电绝缘性，可有效扑救带电设备火灾，如:柴油发电机房、变压器室、中控室、计算机室、电缆隧道等。高压细水雾灭火系统安装时费用会高一些，以本电站为例，大概需要人民币300×104元，但高压细水雾灭火系统用水量仅为水喷淋灭火系统的1%，可极大的减少地下厂房的开挖量及消防水箱、高位水箱的容积;此外，高压细水雾灭火系统采用不锈钢材质，寿命长，可靠性高，几乎不存在设备更换问题，且在备用状态下为常压，可极大的降低日常维护工作量及维修费用。从长远来看，使用高压细水雾灭火系统可提高灭火效率，减少土建开挖费用，降低电站运行维护成本。

2.2逃生通道与救援通道

发火火灾时，电站逃生通道有两条:一是交通洞，为城门洞形，宽8m，高7.50m长1116m，靠近地下厂房安装场的洞口设有防火卷帘门;另外一条是通风洞，宽7.50m，高6m，长1012m。救援通道主要是交通洞，由交通洞进入安装场，从安装场连接消火栓对主厂房及地下副厂房各层进行灭火。呼蓄电站地下厂房中控室设在地面副厂房5楼，即发电机层上一层。当中控室起火时，现场人员可以跑下发电机层，经过1号～4号发电机组，从安装场进入交通洞到达安全区域。与此同时，接到救援命令后，消防车从交通洞进入安装场进行灭火;消防车上的水用完后，在主变运输洞调头，再从交通洞返回。由此可见，当地下厂房中控室发生火灾时，逃生通道与救援通道都为交通洞，在紧急情况下，有可能造成交通洞出入混乱，使消防车及消防队员不能迅速接近火灾点并实施灭火，错过有效控制和扑救火灾的最佳时期，以致造成更大的损失。因此，在后续电站设计中应保证交通洞具有较高的可靠性和安全性，并采取一些新的方案，如:将中层排水廊道设计为另一逃生通道，或在交通洞相应区域设置汇车道等，保证人员安全撤离与消防车、救护车等进场救援两不误;此外，在电站运行过程中，应加强应急疏散通道的管理，注重人员逃生技能的训练。

2.3桥式起重机消防问题

电站主厂房装有两台QD250/50t—21.5A3型桥式起重机。其中一台桥机由于变频器出现故障，导致电阻器异常发热，桥机电气房内部温度升高，烧坏电气柜风扇、电气房内空调外壳等塑胶制品，幸好发现及时，才没引起火灾事故的发生。此外，桥机电源电缆绝缘损坏及电缆接头松动或进潮气等都会导致绝缘击穿产生电弧，而“电气装置故障产生的危险温度、电火花、电弧等可能构成引燃源、引起火灾和爆炸。”因此，必须对桥式起重机的消防有足够的重视!除了在桥机上按照要求配备足够数量的干粉灭火器外，在电站消防设计中，发电机层及安装场相应位置消火栓喷出的水柱应能到达桥机最高点进行灭火。在电站运行中，当桥机停止作业时，应关闭桥机电源，将桥机停放在安装场上方，并在安装场上方设置感温感烟探测器及监控设备。

3结语

电站消防系统的合理设计是电站安全运行的重要保障。呼蓄电站消防设计以“预防为主、防效结合”为方针，以“自防自救为主，外援为辅”为原则，建筑消防以消火栓为主，干粉灭火器为辅;机电设备消防则根据不同的消防对象采用不同的灭火系统，并设置通风排烟系统及全厂火灾自动报警系统，满足电站的消防要求。但消防设计中，除了要根据相关标准规范进行合理设计之外，还应积极引入先进设计理念，采用性能优越的设施设备，有利于提高灭火效率，降低电站建设及运行维护成本，完善电站消防系统。

作者:李长臻单位:内蒙古呼和浩特抽水蓄能发电有限责任公司机电部