水电站消防设计

1 前言

由于***水电站距城镇较远，电厂内电气设备多且分散，厂内储存有透平油与绝缘油，引起火灾的机率大，火灾引起的后果严重、损失巨大。因此水电站的防火就尤为重要。本电站防火设计主要依据《水利水电工程设计防火规程》(SDJ278-90)和国家有关规范。

2 厂房建筑物与安全疏散通道设计

根据“预防为主、防消结合”的消防工作方针，将工程消防设计与枢纽布置统筹考虑，在设计上合理布置厂区内的设备和建筑物，在各主要设备之间设置防火墙、防火门，保证防火间距、消防车道和安全疏散通道及出口等，并满足有关规范要求。 2.1 厂房建筑物

主要生产和辅助生产建筑物、构筑物的耐火等级按二级考虑，其中泵房等按三级考虑；附属建筑物、构筑物的耐火等级按三级考虑。上述场所均按规范配置相应的灭火器。

110 kV和220 kV户外式开关站布置在下游右岸平台上，站内的断路器全部采用瓷瓶式SF6断路器。配置的消防设备有：站内工具间配置2台MFT35推车式干粉灭火器和2个MF4型手提式干粉灭火器。开关站出入口设置2个SS100室外消火栓。

3台主变压器均布置在副厂房顶160.10 m高程层，为敞开式布置，防火间距大于10 m。每台主变均设置水喷雾灭火系统。

消防车道利用交通道路，其宽度为5.5 m，上空障碍物距地面净高大于5 m，回车场地面高程为160.10 m，面积为40.00 m×47.25 m。 2.2 安全疏散通道

根据布置需要在厂房115.00 m～145.50 m高程设置6层，各层均有3个疏散口，可通过下游侧左、右两端的楼梯及电梯上至151.50 m高程或直达厂顶160.10 m高程户外地面，还可通过3号机下游的楼梯上至151.50 m高程层。

151.50 m高程层可通过下游侧左、右岸两端的楼梯或电梯上至厂顶160.10 m高程户外地面。

最远工作点距最近楼梯口距离不超过60 m，各层疏散走道净宽在1.5 m以上，疏散门净宽均在1.2 m及其以上，疏散门采用防火门，各疏散口均安装疏散指示标志。

3 消防水系统

消防水系统主要由消火栓灭火系统和主变水喷雾灭火系统组成。 3.1 厂房消火栓

3.1.1 主厂房消火栓的布置

主厂房分115.00 m高程层和120.00 m高程层的消防。

主机间与安装间同在120.0 m高程层，其净尺寸：140.60 m×18.50 m×22.50 m，主要设备有现地主控屏、压油罐、桥机等。按桥机轨顶以下任何部件有2支水枪水柱同时到达的要求，选用8个SG21/65消火栓箱，单列布置在厂房下游边墙内。消火栓箱内配20 m长的水带和ZQ19水枪。

115.00 m高程层净尺寸：105.60 m×18.50 m×5.00 m，主要设备有调速器的回油箱、机械柜、仪表屏、压油罐、中性点接地柜、机旁动力盘等，在下游墙上布置了6个与120.00 m高程层同规格的消火栓箱。 3.1.2 副厂房消火栓的布置

在115.00 m高程层安装间下游副厂房布置2个SG21/65消火栓箱，供低压厂用配电室、消防水泵房和空压机房及楼梯间消防。

145.50 m高程层副厂房布置有空调机房、空调机水泵房、工具间、透平油罐室及油处理室等。在该层下游0+039.00 m侧的边墙上布置6个消火栓箱，在空调机房及空调机水泵房外布置了2个消火栓箱。消火栓箱的型号为SG18/50，箱内配20 m水带和ZQ16水枪。

151.50 m高程层主要为电气房间，在走廊下游侧墙上布置了6个消火栓箱，型号为SG18/50。

在厂房左、右端楼梯间115.00 m、120.00 m高程层各布置1个SG21/65型消火栓箱，在145.50 m、151.50 m高程层各布置1个SG18/50消火栓箱。

3.1.3 其他场所消火栓的布置

绝缘油罐室布置在160.10 m高程层回车场下游侧，布置2个SS100型室外消火栓。

开关站、船闸上闸首各布置SS100型室外消火栓2个。 3.1.4 主变水喷雾灭火

主变采用固定式水喷雾灭火。每台主变选用ZSTG10/14喷头24个，分3层布置。 3.2 消防给水

(1)厂房消防用水量。按主厂房同时使用2个水枪和充实水柱长度确定的消火栓水量为14.7 L/s，所需水压0.44 MPa。由于本电站厂房高度较高，按照《水利水电工程设计防火规程》(SDJ278-90)的规定，其用水量不应小于25 L/s，按火灾延续时间2 h计算，厂房消防用水量为180m3。

(2)主变压器消防用水量。主变消防喷雾强度20 L/(min*m2)，水量为40 L/s，火灾延续时间20 min，用水量48 m3，喷头处水压为0.35 MPa。

(3)给水设施(水源)。厂房消防水源主要取自电站右岸195.00 m高程生活、消防水池，水池消防有效容积为180 m3，可满足消防水量和水压要求。 由于主变布置在160.10 m高程，且喷头处需水压较高。为满足变压器消防要求，因此在安装间下115.00 m高程消防水泵房内布置了2台200S-95A型消防水泵，直接从上游水库取水，供主变消防，2个取水口的高程分别为118.00 m高程和120.00 m高程，合用1条取水管。2台水泵互为备用。水泵参数：流量86 L/s～55 L/s，扬程80 m～94 m，电动机功率110 kW。

4 事故排烟和通风空调系统的防火设计

4.1 事故排烟系统的防火设计

本电站厂房事故排烟设施与正常排风系统相结合，设置有94.10 m、110.00 m、115.00 m、120.00 m、131.20 m、136.80 m、145.50 m和151.50 m高程层送排风系统，以及透平油罐室、油处理室、蓄电池室、电缆间、电缆廊道和电缆竖井等送排风系统，其中透平油罐室、油处理室采用防爆离心风机排风兼事故排烟。各送排风系统的风机均与对应的防火阀连锁。

在厂房下游侧左、右端楼梯间和电梯间前室各设正压送风系统，每层设消防

送风口，所有消防送风口均与送风机连锁，当火灾发生时，可通过消防送风口上的报警按钮和继电保护屏室的消防控制屏上按钮实现现地和远方控制，同时启动送风机进行正压送风。 4.2 通风空调系统的防火设计

通风空调系统设置有主厂房空调送风系统和副厂房151.50 m高程层空调系统，当火灾发生时，可通过现地设备上的停机按钮实现现地控制停机，其中151.50 m高程层空调系统与送回风口上的防火阀实现连锁停机，还与气体自动灭火系统连动，实现自动停机。

5 气体自动灭火系统

由于电站设置计算机监控系统及采用无人值班(少人值守)的运行方式，为了减少火灾危害，保护电站设备安全，电站采用了气体自动灭火系统。 5.1 气体灭火剂的选择

目前，国内气体自动灭火系统主要是采用卤代烷1301气体和CO2气体，特别是卤代烷1301的优越灭火性能得到了充分的肯定和实践的认证。但上述两种气体介质都不同程度地对人类的环境造成损害，因此，1987年9月11日联合国环境计划署颁布了关于使臭氧层逐渐受损物质的蒙特利尔协议，规定在2005年前完全淘汰卤代烷1301气体灭火剂。同时1997年底在日本召开的国际环保会议上各国代表又针对造成全球温室效应的CO2进行了严肃的讨论。鉴于上述情况本电站选择了FM-200洁净灭火气体，主要考虑的因素如下： (1)该气体灭火剂洁净的特性。

①环保的特性：不破坏大气臭氧层、大气存留期短； ②人身安全性，可以应用于有人工作的保护区； ③不导电，可以带电操作灭火；

④无腐蚀性，灭火后不损害被保护的设备或财产；

⑤无(低)毒性，灭火剂本身不具毒性，灭火过程遇热产生的分解物的毒性浓度不至于影响生命安全；

⑥系统内部压力小(2.50 MPa)，管网系统安装方便； ⑦自挥发性，灭火后不留残余物，便于灭火善后工作。

(2)应用的成本。国内权威的气体灭火剂科研机构“浙江化工研究所”已于

1997年完成了国产化的工作，随着工业化的发展其造价必定低于卤代烷1301灭火剂的水平。

(3)设备灭火介质的先进性和可靠性。系统设备经过严格的测试和应用实践的证明，设备生产企业通过国际权威质量认证机构的质量体系审核，产品获国家FM和UL认证，并具有国家消防检测中心的检验合格证。 5.2 系统组成形式和设置

FM200洁净气体自动灭火系统由气体管网系统和灭火控制系统两部分组成。 气体管网系统主要用于将灭火剂有效地释放在保护区域内，由气瓶、瓶头阀、压力表、称量计、防爆防泄漏膜、止逆阀、管接件、镀锌无缝钢管、喷头等组成。 灭火控制系统主要用于自动探测和控制气体管网系统，由智能探测器、手动释放按钮、系统暂停开关、监视模块、控制模块、释放模块、气瓶启动模块、警铃、疏散灯等组成。

根据电站的布置，在中控室、继电保护屏室、载波通讯室、数字程控交换机室4个房间设置FM-200洁净气体自动灭火系统，按固定的封闭空间划分为4个防护区。对4个防护区采用独立单元灭火系统，均按全淹没系统设置。 5.3 系统主要设计参数

(1)环境温度：管网设计计算的环境温度采用20 ℃； (2)储存压力：2.50 MPa(表压)；

(3)充装密度：不大于1 150 kg/m3，通过计算确定； (4)FM-200洁净气体的喷射时间：不大于10 s； (5)灭火设计浓度为7%； (6)管网流体计算符合： ①喷嘴的设计流量相等； ②管网设计为均衡系统；

③管网内灭火剂百分比不应大于80%。 (7)储存钢瓶：

①容积：230 L和406 L两种； ②工作压力：2.50 MPa； ③数量：7瓶；