三峽（華中）-廣東±500kV直流輸電工程荊州換流站消防設計

劉波（監(jiān)利縣公安消防大隊，湖北 監(jiān)利 433300）

三峽（華中）-廣東±500kV直流輸電工程是國家西電東送工程中通道的重點工程之一，荊州換流站是三廣直流輸電工程中的首端換流站，是一座大型的交、直流樞紐變電站。換流站占地面積為261畝，建筑面積為10202m2。額定直流輸送功率為雙極3000MW，額定直流電壓±500kV，直流電流3000A。根據(jù)國家 《火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范》（GB50229—96）［1］，消防系統(tǒng)的設置以加強自身防范為主，在具體措施上貫徹 “預防為主，防消結(jié)合”的方針，采取適當防火措施，防止和減少火災造成的損失。該換流站工程消防設計遵循這一原則，考慮相應的防火措施及必要的滅火設施，以保證人身和設備安全，確保換流站的安全運行。現(xiàn)將其消防設計簡單介紹如下。

1 建筑防火

1.1 消防布局及消防車道

換流站距離城區(qū)較遠，容易發(fā)生火災的主要部位是電氣設備、電纜和油系統(tǒng)，引起火災的幾率大，火災危險性大，發(fā)生火災后損失嚴重，影響面廣。在進行消防設計時，首先應考慮的是換流站的消防安全布局，重要的是消防車道。消防車道是消防隊員能否迅速接近消防重點保護對象、有效實施火災撲救的關鍵。因此，設計要以能夠迅速接近所有消防重點保護對象、實施有效滅火為設計原則，在施救面上，盡量減少了滅火救援的障礙物，與被救援的建（構(gòu)）筑物要留出足夠的安全間距等。依據(jù)GB50229-96《火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范》第9.1.11條［1］，在設計中將消防車道設計為環(huán)形車道，進所道路為6.0m，所區(qū)消防道路均為環(huán)形道路，主干道為5.50m寬，轉(zhuǎn)彎半徑為24m或12m。次要道路為3.5m寬，500kV相間道路為3m。轉(zhuǎn)彎半徑均為7m，路面為混凝土路面，滿足消防車通行的要求。

1.2 建（構(gòu)）筑物防火措施

站內(nèi)各建（構(gòu)）筑物根據(jù)國家統(tǒng)一的火災危險性分類及耐火等級劃分，采用了各種消防措施。各建（構(gòu)）筑物之間按有關規(guī)程設置防火間距，對于有些建（構(gòu)）筑物由于工藝布置要求，不能滿足防火間距的均采用防火隔墻處理。另外在換流變之間、換流變與閥廳之間、平波電抗器與閥廳之間設置防火墻，同時設有專用排油管道和地下事故油池，供發(fā)生火災事故時能迅速排放換流變、平波電抗器中絕緣油，防止火災擴大。同時在控制樓、閥廳等重要建筑物內(nèi)，設置安全通道和安全出入口，室內(nèi)裝修采用不燃性裝飾材料。在降壓變、高抗之間也設置防火墻及專用排油管道、地下事故油池，供火災事故時用。

對于繼電器室及控制樓的各主要電子控制設備間設置了固定式自動全淹沒氣體滅火系統(tǒng)（采用INERGEN（煙烙盡）惰性氣體）。其中繼電器室選用全淹沒氣體滅火系統(tǒng)，控制樓氣體滅火采用帶選擇閥的全淹沒組分分配系統(tǒng)，并設置一套備用的氣體滅火系統(tǒng)。該部分的設計供貨由承包商（ABB）負責，其系統(tǒng)根據(jù)合同要求，應滿足相關氣體消防規(guī)范規(guī)程（NFPA）的要求。

2 消防系統(tǒng)的組成

2.1 消防給水

1）消防水池 該工程消防水源與生活水源相同，采用2路水源，日供水量均為800m3/d。消防水池為300m3半地下式鋼筋混凝土水池，設水位計及高低水位報警，專供消防用水使用。水池能滿足站區(qū)2h室內(nèi)、外消防用水量，滿足主變壓器0.4h水噴霧用水量。

2）消防水泵 采用的是獨立臨時高壓制消防給水系統(tǒng)。消防泵房內(nèi)共設3臺消防泵，包括2臺電動消防泵（1臺供室內(nèi)、外消火栓；1臺供水噴霧消防）及1臺容量為100%（室內(nèi)、外消火栓加水噴霧消防總的消防水量）的柴油備用泵。同時消防泵房內(nèi)還設1臺消防穩(wěn)壓泵，以維持消防管網(wǎng)供水壓力，并聯(lián)鎖、自動控制電動消防水泵?？紤]到柴油泵的貯油箱的防火安全，消防泵房內(nèi)設置了防火墻及自動噴淋系統(tǒng)。

3）消防管網(wǎng) 消防管網(wǎng)分高、低壓管網(wǎng)，分別形成環(huán)網(wǎng)。高壓管網(wǎng)管徑DN250，工作壓力1.15MPa，供水噴霧使用。低壓管網(wǎng)經(jīng)減壓閥減至0.5MPa（可調(diào)），供室外消火栓使用。在管網(wǎng)上設置有分段隔斷閥，每段內(nèi)消火栓不超過4個。

2.2 水噴霧滅火系統(tǒng)

水噴霧保護對象為變壓器（換流及降壓變）、平波電抗器。水噴霧消防供水系統(tǒng)采用獨立的臨時高壓供水系統(tǒng)。水噴霧消防管網(wǎng)與消防管網(wǎng)間以雨淋閥組連接，雨淋閥組設置在雨淋閥室內(nèi)，閥組前設過濾器。雨淋閥組控制方式可分為：自動和水動及機械應急操作。一旦發(fā)生火災，設在各保護對象周圍的探測報警裝置報警，由人工確認后，切斷保護對象電源后，手動打開雨淋閥，管道壓力釋放，消防水泵啟動，水霧噴頭開始噴水，在保護對象周圍形成霧狀包裹，達到滅火作用。雨淋閥也可與探測報警聯(lián)鎖，自動打開。發(fā)生事故時，也可人工就地機械應急打開雨淋閥。水噴霧消防管網(wǎng)都需要與站區(qū)接地網(wǎng)相接。

2.3 火災探測報警及控制系統(tǒng)

在換流站閥廳、控制樓內(nèi)配置以下類型火災探測裝置：感煙、感溫探測器（常規(guī)探頭或纜式）、紫外線（弧光）探測器、空氣抽樣探測器（VESDA）、工業(yè)電視輔助監(jiān)視系統(tǒng)。

換流站變電設備及其操作環(huán)境都具有高磁頻干擾、高溫、高濕、高壓、高粉塵和空間高大等特點，使煙霧的傳播和擴散更加困難，在這種情況下，傳統(tǒng)感煙探頭難以實現(xiàn)有效探測。因此在繼電器室、控制樓電子設備間等極重要場所設置了早期火災空氣抽樣探測器（VESDA）。VESDA通過檢測空氣中粒子判斷是否有早期火災現(xiàn)象，為迅速發(fā)現(xiàn)和撲滅早期火災提供了條件。由于空調(diào)系統(tǒng)設備和房間設置的影響，點型感煙探頭往往在火災已經(jīng)發(fā)生時才能發(fā)出警報且無法確定具體著火部位，而VESDA智能系統(tǒng)能夠主動抽取空氣樣品，對極稀薄的煙霧也能產(chǎn)生反應。紫外線（弧光）探測器安裝于閥廳，用以探測設備短路引起的弧光。工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)的攝像頭主要安裝在閥廳，攝像頭可通過遠方控制多角度移動攝像，從而達到對閥廳進行全方位實時監(jiān)視的目的。在控制樓內(nèi)設置消防集中控制報警盤，對全站進行消防的監(jiān)控及報警，并顯示相關的聯(lián)動信號。

3 消防供電及電纜防火設計

3.1 消防供電

消防電動機的供電負荷為二級負荷，消防水泵電動機采用400V公用段供電，該段母線由2個電源供電，具有很高的供電可靠性?；馂膱缶刂蒲b置供電采用工作和保安電源雙路供電，且裝置本身帶有蓄電池作為雙路交流電源的備用電源供電。事故照明系統(tǒng)采用交直流電源自動切換系統(tǒng)。

3.2 電纜防火設計

電纜防火在變電站防火中占有重要的地位。復雜的電纜系統(tǒng)可以說是整個換流站的神經(jīng)，一旦電纜系統(tǒng)發(fā)生火災，輕者可導致機電設備的損壞，重者則會導致?lián)Q流站陷于癱瘓，造成極大的經(jīng)濟損失和政治影響。換流站中使用的電纜包括動力電纜和控制電纜等，為防止電纜著火延燃，該工程采取下列防火措施：①動力電纜和控制電纜均采用阻燃型電纜；②電纜溝與建筑物交接處設阻火墻；③所有屏、盤底部采用防火堵料封堵；④電纜敷設完后留下的孔洞用防火堵料封堵；⑤在電纜豎井及靜電地板下敷設電纜處同時敷設感溫探測電纜。

4 通風空調(diào)及防排煙系統(tǒng)設計

整個換流站的通風空調(diào)和防排煙系統(tǒng)防火設計主要為以下3個方面。

4.1 閥廳通風降溫及排煙系統(tǒng)

在閥廳控制樓中，HVAC系統(tǒng)的通風降溫系統(tǒng)通過空調(diào)設備對室內(nèi)進行通風降溫。通風降溫設備與室內(nèi)的火災報警系統(tǒng)連鎖，火災報警時，自動關閉通風降溫系統(tǒng)。當閥廳內(nèi)的煙感器探到火災時，將自動關閉空氣處理及組合管道系統(tǒng)中的防煙擋板。每個閥廳有獨立的排煙系統(tǒng)，包括煙氣釋放擋板和新風進口。當閥廳內(nèi)的火災撲滅后，排煙系統(tǒng)進行自然排煙。火災撲滅后，排煙系統(tǒng)啟動排除室內(nèi)煙氣。

閥廳通風機房的通風管道穿過防火墻處設有煙感控制的防煙擋板，風管內(nèi)也裝有煙感器。如果火災發(fā)生，通風機房或風管道上的煙感器動作，防煙擋板關閉，相應的風機也關閉了。

4.2 控制樓通風空調(diào)系統(tǒng)

控制樓通風空調(diào)系統(tǒng)分為2個系統(tǒng)。底層、一層（主要是電氣等工藝房間）為系統(tǒng)1，二層（主要是控制室等）為系統(tǒng)2。電氣設備房間和蓄電池設事故排風系統(tǒng)?？刂茦莾?nèi)的其他房間均設集中空調(diào)系統(tǒng)。風管穿樓板和防火墻處均裝防火閥。空調(diào)系統(tǒng)與消防報警系統(tǒng)連鎖。當消防報警系統(tǒng)動作時空調(diào)系統(tǒng)和有關擋板關閉，以保證消防系統(tǒng)的正常工作。當火災撲滅后，由人工打開空調(diào)系統(tǒng)并使系統(tǒng)處于排煙工況運行。

4.3 繼電器室通風降溫及排煙系統(tǒng)

繼電器室設空調(diào)設備對室內(nèi)進行通風降溫。通風降溫設備與室內(nèi)的火災報警系統(tǒng)連鎖，火災報警時，自動關閉通風降溫系統(tǒng)?；馂膿錅绾?，打開門窗排除室內(nèi)煙氣。繼電器室的蓄電池室設獨立的排風系統(tǒng)。

5 結(jié) 語

荊州換流站的消防設施建設是比較完備和先進。其屬大型企業(yè)，其火災危險性大，且遠離城區(qū)，一旦發(fā)生火災，公安消防隊最快也要40min才能到達火災現(xiàn)場。應立足于自防自救，根據(jù) 《中華人民共和國消防法》第28條的規(guī)定，考慮建立一支專職消防隊。

［1］GB50229—96，火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范 ［S］.

［編輯］ 洪云飛