淺談水電站消防自動化設(shè)計

顧靜杰

摘要：目前各大中型水電站其設(shè)計控制要求“無人值班，少人值守”。提高消防系統(tǒng)自動化程度是提高水電站安全管理層次的重要手段之一，它可以減少人員因不專業(yè)操作失誤造成不良后果，實現(xiàn)消防自動化后一方面可以減少人員投入，還大大提高消防滅火的反應(yīng)速度，為撲滅初起火災(zāi)提供可靠保障。本文以作者親歷的多個大型水電站消防建設(shè)經(jīng)驗為起點，介紹了大中型水電站中消防設(shè)計應(yīng)注意問題，以及消防自動化系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)思路和實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：水電站;無人值守;消防;自動化;設(shè)計

一、目前水電站消防建設(shè)中存在的問題

1.規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不配套

目前在建筑消防設(shè)計中，已有《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》等新頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)。而專門針對水電站消防設(shè)計的國家標(biāo)準(zhǔn)存在嚴重滯后問題，僅有1990年頒布的《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》（SDJ278-90）和1993年頒布的《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》（DL5027-93）可執(zhí)行。這兩個專業(yè)規(guī)范與前述新版國標(biāo)規(guī)范間存在較大差異，頒布時間較早且較多細節(jié)規(guī)定不明確，完全跟不上現(xiàn)代新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。這造成了在水電站消防設(shè)計、審查和驗收過程中，因?qū)σ?guī)范理解分歧較多，難以一步到位，在實施中頻繁修改。

2.設(shè)計方面

大中型水電站一般投資大、建設(shè)工期長，按現(xiàn)代化建設(shè)速度一般也需要五、六年，甚至長達十幾年之久。因此不可能整個項目一次完成全部設(shè)計，都在建設(shè)過程中逐步由粗到細進行設(shè)計。而消防設(shè)計所涉及面廣、涉及專業(yè)眾多，這使得設(shè)計前后配合及各專業(yè)間配合上銜接不到位，漏洞較多。

另外絕大多數(shù)設(shè)計院沒有專門的消防設(shè)計專業(yè)，多由水機、電氣等專業(yè)設(shè)計人員兼顧，且很多設(shè)計人員跟不上新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的更新，從而消防專業(yè)設(shè)計滯后，這將導(dǎo)致后期實施中各種設(shè)計問題突出。

3.建設(shè)方面

對于大型水電站其消防專業(yè)設(shè)備較多、工程量大，在建設(shè)中往往被建設(shè)單位分解成幾部分由不同的專業(yè)單位施工，而沒有很專業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，這造成一體性較強的系統(tǒng)被拆分開來做，增加了更多的相互接口問題，降低了系統(tǒng)質(zhì)量和性能。

二、水電站消防設(shè)計基本思路

水電站消防設(shè)計是非常復(fù)雜的，所涉及的專業(yè)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)眾多;本文篇幅有限，在此僅對消防設(shè)計中常出現(xiàn)的問題提出注意要點：

1.建筑設(shè)計中防火分區(qū)的劃分，在“水規(guī)”（90版）中對于水電站防火分區(qū)劃分規(guī)定不明確，若參照“建規(guī)”（2005版），按照建規(guī)3.3.3條規(guī)定，對于大中型水電站是無法參照的，滿足水電站生產(chǎn)工藝就無法滿足建規(guī)的防火分區(qū)要求。

2.注意安全疏散出口，特別是端部副廠房或上下游副廠房，要注意疏散樓梯及出口數(shù)量滿足規(guī)范要求，當(dāng)疏散樓梯無自然排煙時應(yīng)設(shè)防煙樓間。

3.注意通風(fēng)及防排煙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，水電站的通風(fēng)及排煙較多，特別是地下廠房則更為復(fù)雜。在設(shè)計時應(yīng)注意進風(fēng)、排風(fēng)流向與建筑結(jié)構(gòu)相互配合。另外排煙與排風(fēng)管（道）在廠房內(nèi)應(yīng)分開設(shè)置，不應(yīng)混合，排煙不得循環(huán)回流并應(yīng)有防止煙氣倒灌的措施。

4.消防滅火系統(tǒng)選擇，對于無人值守的水電站來說，自動滅火系統(tǒng)顯得更為重要。雖然水是最廉價的滅火劑，眾所周知，水電站是以水為動力發(fā)電的，整個水電站中幾乎所有設(shè)備無不與電相關(guān)，帶電的設(shè)備最忌的就是水，對于電氣設(shè)備用水滅火及滅火后到處橫流的水帶來的二次災(zāi)害遠比火災(zāi)損失要大。如發(fā)電機組內(nèi)滅火系統(tǒng)，國內(nèi)絕大部分水電站一直以來沿用70年代的水噴霧滅火，而在實際中幾乎所有水電站在投運后，都關(guān)閉相關(guān)閥門，并嚴防水漬進入機組;對無人值守的運行方式，如機組發(fā)生火災(zāi)，則該系統(tǒng)更多的僅是擺設(shè)而已;即使噴霧滅火，滅火后對機組的損害比機組火災(zāi)損害還大。其根源在系統(tǒng)滅火系統(tǒng)選擇上，是僅為滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還是真為機組安全保護考慮？在此筆者建議采用新的氣體滅火更為適宜。

5.消防自動控制系統(tǒng)

消防自動報警及控制系統(tǒng)是整個水電站消防系統(tǒng)的大腦，它把預(yù)防、自動滅火控制等各系統(tǒng)連接成一個有機整體，提高各系統(tǒng)的有效性和及時性，并實現(xiàn)高度的自動化。

5.1 基本原則。水電站消防監(jiān)控系統(tǒng)必須滿足電站“無人值班，少人值守”運行的要求，具有高智能化、高可靠性及安全性，并方便現(xiàn)場的擴展，所有危及電站設(shè)備安全的火災(zāi)事故均能采用自動聯(lián)動方式進行火災(zāi)隔離和滅火處理。系統(tǒng)設(shè)備須能適應(yīng)強電磁干擾環(huán)境，具有良好的抗震、防塵和防濕性能;應(yīng)能晝夜全天侯工作，系統(tǒng)中任意單個器件故障或在線檢測時，不應(yīng)導(dǎo)致系統(tǒng)的誤動和拒動。采用模塊化設(shè)計，具有友好的人機界面，并具有與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、工業(yè)電視等系統(tǒng)的聯(lián)動和通信功能。

5.2 系統(tǒng)設(shè)計。為建立健立一個高度自動化的消防控制系統(tǒng)，宜采用集散結(jié)合的方式。對于現(xiàn)場設(shè)備的布置應(yīng)根據(jù)其建筑內(nèi)部功能火災(zāi)危險性及建筑空間的特點進行綜合分析，采用科技含量高和可靠性、自動化程度高的與現(xiàn)場情況相適應(yīng)的探測和控制設(shè)備。對于水規(guī)、建規(guī)等設(shè)計規(guī)范中的要求有一定的參照性，但也有較多不適宜處，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況進行性能化設(shè)計。

在探測方式上也有一些較好的先進產(chǎn)品，在煙霧探測方面有點式智能感煙探測器、吸氣式煙霧探測器等;在溫度探測方面有點式智能感溫探測器、分布式光纖測溫系統(tǒng)、還有傳統(tǒng)的感溫電纜等;其它的如多波段火焰探測器、防爆探測器等，以及目前較為先進的、結(jié)合CCTV與火災(zāi)探測技術(shù)為一體的智能圖像火災(zāi)探測系統(tǒng)等。這些設(shè)備為我們依據(jù)火災(zāi)特征進行系統(tǒng)性能化設(shè)計提供了條件。

三、系統(tǒng)建設(shè)

1.對存在問題的對策

水電站消防設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工作，關(guān)于依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在專業(yè)的新版水利水電規(guī)范出臺前，目前大多水電站采用了參考水規(guī)、建規(guī)，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，依據(jù)相關(guān)的專業(yè)規(guī)范進行設(shè)計的一種方式。在設(shè)計過程中，因消防專業(yè)涉及面較廣，在設(shè)計時需與相關(guān)專業(yè)進行深入溝通，在清楚建筑布局、通風(fēng)系統(tǒng)、電氣設(shè)備布置等前提下才能進行設(shè)計，且需要有專業(yè)人員統(tǒng)籌考慮各系統(tǒng)的結(jié)合和對接，才能形成一個有機整體，而不是簡單系統(tǒng)的拼湊。應(yīng)避免各專業(yè)各自設(shè)計、互不通氣的情況。最后在建設(shè)時，宜將消防自動化系統(tǒng)及自動滅火系統(tǒng)等集為一體施工，應(yīng)避免肢解而增加施工接口，當(dāng)確需分解開時應(yīng)有專業(yè)人員統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)，否則會導(dǎo)致后期一些不可逆轉(zhuǎn)問題出現(xiàn)。

2.系統(tǒng)建設(shè)

水電站消防系統(tǒng)建設(shè)最大的特點是在系統(tǒng)建成后，很多部位當(dāng)設(shè)備故障時無法進行維修或更換，比如機組內(nèi)、主變等帶電設(shè)備處，電廠為安全穩(wěn)定生產(chǎn)，決不可以隨意能進入這些部位的;那也意味著在一定時間內(nèi)故障設(shè)備得不到及時維修或更換，從而也讓應(yīng)有的系統(tǒng)功能在一定時期內(nèi)失去效用，這也是一直以來容易被忽視的問題。決不象民建項目一樣影響面較小，如有故障可以隨時進行維修或更換。故建議前期投入要到位，采用高質(zhì)量、高性能設(shè)備，后期將節(jié)省財力、人力。對于水電站消防系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)全面全過程看待其重要性。

四、結(jié)束語

水電站消防設(shè)計、建設(shè)應(yīng)遵循先進、適用、經(jīng)濟的原則。雖然消防自動化系統(tǒng)作為其整個消防自動控制系統(tǒng)的核心，但整個消防系統(tǒng)的性能提升需要各個系統(tǒng)的最優(yōu)性能結(jié)合，需要結(jié)合規(guī)范、新產(chǎn)品、新技術(shù)的應(yīng)用，采用性能化設(shè)計，提升消防自動化控制系統(tǒng)的整體效能，只有這樣，才能建設(shè)好高度自動化的系統(tǒng)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國公安部《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006），中國計劃出版社.

[2]能源部、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院等《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》（SDJ278-90）.