居龍灘水利樞紐工程消防設(shè)計

賴斌全 李建華 周永忠

[摘要]居龍灘水利樞紐工程裝機2臺，單機容量30.0MW，總裝機容量60.0MW，水頭變幅范圍為9.5－18.0m，為國內(nèi)燈泡貫流式機組應(yīng)用水頭較高的機組之一，機組額定水頭14.20m，額定轉(zhuǎn)速125.0r／min，多年平均發(fā)電量19730萬KW·h，本文介紹該水利樞紐工程的消火栓滅火系統(tǒng)、CO₂滅火系統(tǒng)、探測和控制系統(tǒng)的設(shè)計。

[關(guān)鍵詞]貫流式水電站；消防總體設(shè)計；消防給水；CO₂滅火系統(tǒng)；干粉滅火器；火災(zāi)自動報警及滅火控制系統(tǒng)

1、工程概況和消防總體設(shè)計方案

1.1概況及其特征。居龍灘水利樞紐工程是以發(fā)電為主，兼顧防洪和灌溉、供水、航運以及水庫養(yǎng)殖等任務(wù)的綜合利用工程。其工程規(guī)模為：水庫總庫容為7.76×107m³；電站總裝機容量60MW。

該工程位于貢水左岸支流桃江下游贛縣大田鄉(xiāng)夏湖村境內(nèi)，距贛縣縣城約28Km。桃江流域?qū)俑睙釒Ъ撅L氣候區(qū)，流域內(nèi)各地多年平均氣溫19.4℃，極端最高氣溫41.2℃，極端最低氣溫－6℃，多年平均蒸發(fā)量1576.2 mm。

工程是由擋水壩、溢流壩、河床式發(fā)電廠房、船筏道及升壓開關(guān)站等建筑物組成。

本工程的主要消防對象是水電站建筑物及其機電設(shè)備。其中水電站建筑物的消防設(shè)計含主廠房、副廠房、主變壓器場(開關(guān)站)、高壓開關(guān)室、廠用屏配電室、油庫、機修車間和壩區(qū)等。除檢修期外，水電站及其機電設(shè)備一般都處于生產(chǎn)運行狀態(tài)。

1.2消防設(shè)計依據(jù)和設(shè)計原則。本工程消防設(shè)計依據(jù)國家、行業(yè)頒布的下列現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范進行：

(1)水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范(SDJ 278-90)

(2)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB 50116-98)

(3)建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016-2006)

(4)自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(CB 50084-2005)

(5)建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范(GB 50140-2005)

(6)二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB 50193-93)(99年版)

(7)電力系統(tǒng)設(shè)備典型消防規(guī)程(GB 5027-93)

(8)采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范(GB50019-2003)

(9)水力發(fā)電廠機電設(shè)計技術(shù)規(guī)范(DL／T5186-2004)

(10)中華人民共和國消防法(1998-04-29)

(11)火災(zāi)報警控制器通用技術(shù)條件(GB 4717-93)

(12)水庫工程管理設(shè)計規(guī)范(SL106-96)

為貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”和確保重點、兼顧一般、便于管理、經(jīng)濟實用的方針，并結(jié)合居龍灘水利樞紐工程的具體情況，確定了如下基本設(shè)計原則：

在消防區(qū)內(nèi)，按規(guī)范要求統(tǒng)一規(guī)劃暢通的安全通道，設(shè)置安全出口及其標志；

以生產(chǎn)重要性和火災(zāi)危險性設(shè)置消防設(shè)施和器材，特殊部位按防火規(guī)范采取其它消防措施；

在電站設(shè)置消防控制中心(計算機房旁)和火災(zāi)報警系統(tǒng)，消防電源采用雙可靠獨立電源；

采取消防車、消火栓、CO₂滅火和干粉滅火器四種滅火方式，消防用水取自可靠而充足的水源；

設(shè)置通風排煙系統(tǒng)；

選用阻燃、難燃或非燃性材料為絕緣介質(zhì)的電氣設(shè)備或采取其它保護措施以防止或減少火災(zāi)發(fā)生；

有火災(zāi)危險性設(shè)備之間，采用耐火材料制成的墻或門隔離，孔洞用耐火材料封堵以防止火災(zāi)的漫延與擴散。

1.3消防總體設(shè)計方案。樞紐總體配備一輛消防水車，若遇重大火災(zāi)時，則由縣消防部門支援撲救。工程消防系統(tǒng)按其生產(chǎn)及防火功能要求分為主廠房、副廠房、開關(guān)站、高壓開關(guān)室、油庫、機修間及大壩(含啟閉機室、壩區(qū)用電變房)七個區(qū)，其中主廠房、副廠房采用自動滅火與滅火器具結(jié)合的滅火方式，開關(guān)站、高壓開關(guān)室、油庫、機修間、大壩則采用滅火器具滅火。

為確保消防區(qū)滅火要求，本工程消防水源及電源均按雙水源、雙電源設(shè)置，互為備用。當其中之一停止工作時，備用水源及備用電源均能自動切換投入。二臺消防水泵從上游水庫取水或下游取水，水泵揚程為52m，作為消火栓消防備用水源，兩臺消防水泵布置在技術(shù)供水設(shè)備室；另外，由兩臺深井泵從水井取水給高位水池(V=100m³)供水，作為消防水源及生活用水，為保證消防水源的可靠性，應(yīng)經(jīng)常檢查消防水泵是否能正常運轉(zhuǎn)。

在主、副廠房等建筑物設(shè)計中，防火設(shè)計要求：

(1)建筑物的耐火等級為二級。

(2)重點火警防護區(qū)，按消防要求設(shè)置防火隔墻、防火門或防爆門。

(3)建筑物層間不少于兩座樓梯(含爬梯)。每片消防分區(qū)不少于兩個安全疏散出口通道。

(4)開關(guān)站及絕緣油庫設(shè)車道，供消防車通行的消防車道寬度為5m。

2、工程消防設(shè)計

2.1生產(chǎn)廠房火災(zāi)危險性分類及耐火等級。廠房各主要生產(chǎn)場所火災(zāi)危險性分類及耐火等級要求見表1。

2.2主要場所和主要機電設(shè)備的消防設(shè)計

2.2.1主、副廠房消防。居龍灘水利樞紐工程采用燈泡貫流式機組，廠區(qū)主要由主廠房和安裝間、電氣副廠房、中控室、機修間和室外絕緣油庫等部分組成，廠區(qū)機修門外、絕緣油庫門外設(shè)室外SS100－1.6型消火栓2個、開關(guān)站設(shè)SS100－1.6型室外消火栓2個。

電站主廠房長66.70m，寬19m，高約50.0m，共分運行層(高程112.20m)、中間層(高程103.20m)、水輪機層(高程84.70m)。

運行層主要布置有調(diào)速器和油壓裝置等設(shè)備，在每個機組段(運行層、中間層)上游側(cè)各設(shè)1個SN65(帶報警)型消火栓箱和2個MT3型手提式C02滅火器。

考慮發(fā)電機水噴霧滅火裝置的要求，在運行層每個機組段上游側(cè)各設(shè)一個發(fā)電機消火栓箱為發(fā)電機內(nèi)部消火提供水源，手動報警裝置1個，發(fā)電機內(nèi)部滅火及火警裝置由制造廠家設(shè)計提供。水輪廊道層主要布置有軸承回油箱，調(diào)速系統(tǒng)漏油箱等，每機組段擬設(shè)MT3型CO₂滅火器2個，另在與該層相通的滲漏排水泵房設(shè)MT3型C02滅火器2個，手動報警裝置1個。

為撲滅廠內(nèi)橋機電器設(shè)備引起的火災(zāi)，在橋機上設(shè)置MT3型CO₂型滅火器2個。

電站安裝間位于廠房右側(cè)(從上游往下游看)，長28m，寬19m，安裝間上、下游側(cè)各設(shè)SN65型消火栓1個和MT3型CO₂滅火器4個。

空壓機室設(shè)在安裝間的下層，在該室油處理室上游側(cè)設(shè)SN65消火栓1個及MT3型CO₂滅火器4個，空壓機室布置兩個滅火器設(shè)置點。布置兩個離子型感煙探測器，手動報警裝置1個。

在副廠房的電纜層(高程107.70m)入口處設(shè)MT3型CO₂：滅火器4個，即每個進人門布置一個滅火器安置點(各2個M13型CO₂滅火器)；每個入口門設(shè)

自動控制防火門，手動報警裝置1個；此外還配置若干個防毒面具、呼吸器，電纜穿過樓板或進入各屏柜的孔洞均須用耐火材料封堵以防止火災(zāi)漫延，耐火極限不小于1小時。結(jié)合設(shè)備與電纜布置情況，每隔一定距離集中布置MT3型CO₂滅火器2個，在電纜橋架每層均敷設(shè)纜式線型感溫探測器。

技術(shù)供水層位于副廠房的100.40m高程處。其門外布置MT3型CO₂滅火器4個。

在高程112.20的微機房及中控室擬設(shè)置固定CO₂滅火系統(tǒng)，采用固定管網(wǎng)消防，即組合分配系統(tǒng)，共用一套C0₂儲藏裝置，保護這兩個防護區(qū)的消防滅火系統(tǒng)，其設(shè)計用量按其中最大的中控室需要量設(shè)置，不考慮備用，經(jīng)計算選用20個70L儲存鋼瓶，同時在每個地方均設(shè)置有煙溫復(fù)合探測器，當感溫感煙探測器同時報警時，控制器將立即停斷該區(qū)風機與空調(diào)，聲光報警器鳴響，提醒人員迅速撤離，延時30秒(可調(diào))后，關(guān)閉防火門，啟動滅火裝置滅火，30秒全部噴完，另外門口設(shè)手動報警裝置1個，進人門口設(shè)氣體放氣信號燈，聲光報警器，布置MT3型C0₂滅火器4個。

固定CO₂自動滅火系統(tǒng)，既可在現(xiàn)地手動操作，也可與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)相連。

2.2.2水輪發(fā)電機組消防。水輪發(fā)電機組安裝在密閉的燈泡體內(nèi)，其消防措施由制造廠解決，電站提供水源，相應(yīng)在機組段布置發(fā)電機消火栓箱，采用固定式水噴霧滅火裝置。燈泡體內(nèi)同時設(shè)置感溫、感煙探測裝置及其控制裝置，發(fā)電機內(nèi)部管路設(shè)備均有機組制造商按規(guī)程規(guī)范配套供應(yīng)。

2.2.3油庫和機修間消防

2.2.3.1油庫消防。居龍灘水利樞紐油庫分為廠內(nèi)透平油庫和廠外絕緣油庫，油庫采用防火墻與其他房間分隔，油罐室設(shè)有兩扇門與外界相通，出口門為向外開啟的甲級防火門，油庫內(nèi)設(shè)有可靠的防雷接地裝置和擋油檻，室內(nèi)立式油罐之間間距大于2.0m。油罐與墻之間的距離大于油罐半徑，油處理室與油罐室相接部位用防火墻隔開，烘箱電源開關(guān)和插座設(shè)在小間外，油庫內(nèi)燈具和電器設(shè)備均采用防爆的燈具和電器設(shè)備。透平油庫設(shè)在安裝間下面(高程103.20m)，內(nèi)有20m³的立式油罐2個，并設(shè)油處理室等，采用消火栓滅火，設(shè)置感煙探測器，油處理室設(shè)置手動報警裝置1個。

絕緣油庫布置在室外，靠近廠房公路邊，發(fā)生火災(zāi)時，消防車能順利抵達現(xiàn)場救火。絕緣油庫內(nèi)布置有15m³立式油罐2個，30m³立式油罐1個，油庫設(shè)有油處理室、濾紙烘箱室。

根據(jù)有關(guān)規(guī)范，在絕緣油罐和透平油罐室各設(shè)置2臺MFlB5型推車式磷酸銨鹽干粉滅火器和1個100×100×60cm³砂箱，每個砂箱配2把鐵鍬；兩個油處理室各設(shè)3個MF3型磷酸銨鹽干粉滅火器，同時在透平油處理室與空壓機室聯(lián)接處設(shè)SN65型消火栓1個，在絕緣油庫室外設(shè)SSl00－1.6型地面消火栓1個。

油庫內(nèi)防火門自動關(guān)閉，風機停止排風并可自動啟動消防泵，為了預(yù)防和控制火災(zāi)，火災(zāi)報警后，并確認火災(zāi)位置后，在中控室手動關(guān)閉廠房內(nèi)相應(yīng)部位的排風機，此時防火閥連動關(guān)閉?；馂?zāi)結(jié)束后，重新開啟排風機進行排煙，然后通風系統(tǒng)恢復(fù)正常。

2.2.3.2機修間消防。機修間靠近安裝場布置，面積為15×20 m。內(nèi)設(shè)小型機修設(shè)備，機修間除設(shè)置1個SN65型消火栓外，另配MF3型磷酸銨鹽干粉滅火器8個，分二個設(shè)置點，每個設(shè)置點配置4個。在機修問外設(shè)SSl00—1.6型地面消火栓1個。

設(shè)置感溫、感煙探測裝置及手動報警裝置1個，自動向消防控制中心報警。

2.2.4高壓開關(guān)柜室和廠用電變消防，壩用電變消防。兩個高壓開關(guān)柜室共設(shè)置開關(guān)柜16面，低壓開關(guān)柜室設(shè)置低壓柜10面，以上兩個高壓開關(guān)柜室內(nèi)均設(shè)置1臺MTIB5型推車式C0₂滅火器和4只MT3型CO：滅火器并設(shè)置向外開啟的防火門。

壩用電配電室、廠用變室、柴油發(fā)電機房，布置在獨立的小間內(nèi)，小間配置3只M 13型C0₂滅火器，并配置1臺MFr35推車式磷酸銨鹽干粉滅火器。

同時在每個地方均設(shè)置有煙溫復(fù)合探測器，另外口門設(shè)手動報警裝置1個，進人門口設(shè)氣體放氣信號燈，聲光報警器。

2.2.5主變和戶外開關(guān)站消防。主變露天布置，2臺主變間距離大于10米，與建筑物距離大于12米以滿足防火要求，每臺主變均設(shè)置可儲存一臺變壓器油量和20rain消防水量之和的事故儲存坑，坑內(nèi)裝設(shè)金屬柵格(其凈距不大于40mm)并鋪設(shè)粒徑50～80ram，厚度為250mm的卵石層。事故時，變壓器油可迅速由排油管排至設(shè)置在廠房右側(cè)的事故集油池內(nèi)。另外，每臺主變附近均設(shè)置2臺MFlB5推車式磷酸銨鹽干粉滅火器和2個砂箱(100×100×100cm³)。另設(shè)置專門房間放置滅火器具。戶外開關(guān)站附近設(shè)SSl00—1.6型地面消火栓2個。戶外110kV開關(guān)站，設(shè)置4只MT3型C0₂滅火器。

2.2.6壩區(qū)消防。壩區(qū)內(nèi)溢洪道8座液壓泵房，每座配置2個MF3型磷酸銨鹽干粉滅火器，壩頂每50米設(shè)置SSl00—1.6型地面消火栓1個，計3個。每座液壓泵房設(shè)置1個感煙探測裝置。

2.3消防給水設(shè)計。居龍灘水利樞紐水庫水質(zhì)清晰、泥沙含量較少，可以作為消防水源。設(shè)四個消防取水口，為防止取水口堵塞可以用吹掃氣管供氣對水泵取水口進行吹掃；根據(jù)電站所配置的消防設(shè)備供水壓力及消防用水量的要求，選用二臺XBD5，2／30～125-200型水泵，揚程為52m，流量為108m³／h，兩臺水泵互為備用；消防水泵可與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)相連，以便及時發(fā)現(xiàn)并經(jīng)確認后能盡快消滅火災(zāi)。消防水泵及附屬設(shè)施均布置在技術(shù)供水設(shè)備室(高程100，40m)。另外，由兩臺深井泵從水井取水給高位水池(底部高程160.00米，V=100m³)供水，作為消防主水源及生活用水，消防水泵供水作為備用水源。

2.4消防電氣和監(jiān)測報警系統(tǒng)

2.4.1

消防電氣。本電站設(shè)專用消防動力盤，并標有明顯消防標志，由雙電源供電，以保證消防設(shè)備由2個可靠的電源。消防用電設(shè)備采用單獨的供電回路并穿管敷設(shè)，當發(fā)生火災(zāi)時，仍能保證消防用電。

廠房內(nèi)主要疏散通道、樓梯間及安全出口處，均設(shè)置火災(zāi)事故照明及疏散指示標志。正常時，事故照明由交流電源供電，交流電源失去時，通過交直流切換裝置自動切換為蓄電池直流供電。疏散用的事故照明其最低照度不低于0.51x，疏散指示燈正常時由交流電源供電，交流電源失去時，通過其自配的備用電源供電，其連續(xù)供電時間不少于20分鐘。

事故照明燈和疏散指示標志燈，均設(shè)置非燃燒材料制作的保護罩。

2.4.2火災(zāi)自動報警及滅火控制系統(tǒng)。本電站的火災(zāi)自動報警及滅火控制系統(tǒng)采用控制中心報警系