居龍灘水利樞紐工程探究論文
1.工程概況和消防總體設計方案
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、航運以及水庫養殖等任務(wù)的綜合利用工程。其工程規模為：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夏湖村境內，距贛縣縣城約28Km。桃江流域屬副熱帶季風(fēng)氣候區，流域內各地多年平均氣溫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1576.2mm。
工程是由擋水壩、溢流壩、河床式發(fā)電廠(chǎng)房、船筏道及升壓開(kāi)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備。其中水電站建筑物的消防設計含主廠(chǎng)房、副廠(chǎng)房、主變壓器場(chǎng)（開(kāi)關(guān)站）、高壓開(kāi)關(guān)室、廠(chǎng)用屏配電室、油庫、機修車(chē)間和壩區等。除檢修期外，水電站及其機電設備一般都處于生產(chǎn)運行狀態(tài)。
1.2消防設計依據和設計原則。
本工程消防設計依據國家、行業(yè)頒布的下列現行規程規范進(jìn)行：
(1)水利水電工程設計防火規范（SDJ278-90）
(2)火災自動(dòng)報警系統設計規范（GB50116-98）
(3)建筑設計防火規范（GB50016-2006）
(4)自動(dòng)噴水滅火系統設計規范（GB50084-2005）
(5)建筑滅火器配置設計規范(GB50140-2005)
(6)二氧化碳滅火系統設計規范(GB50193-93)(99年版)
(7)電力系統設備典型消防規程(GB5027-93)
(8)采暖通風(fēng)與空氣調節設計規范(GB50019-2003)
(9)水力發(fā)電廠(chǎng)機電設計技術(shù)規范(DL/T5186-2004)
(10)中華人民共和國消防法(1998-04-29)
(11)火災報警控制器通用技術(shù)條件(GB4717-93)
(12)水庫工程管理設計規范（SL106-96）
為貫徹“預防為主，防消結合”和確保重點(diǎn)、兼顧一般、便于管理、經(jīng)濟實(shí)用的方針，并結合居龍灘水利樞紐工程的具體情況，確定了如下基本設計原則:
在消防區內，按規范要求統一規劃暢通的安全通道，設置安全出口及其標志;
以生產(chǎn)重要性和火災危險性設置消防設施和器材，特殊部位按防火規范采取其它消防措施;
在電站設置消防控制中心（計算機房旁）和火災報警系統，消防電源采用雙可靠獨立電源;
采取消防車(chē)、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;
設置通風(fēng)排煙系統;
選用阻燃、難燃或非燃性材料為絕緣介質(zhì)的電氣設備或采取其它保護措施以防止或減少火災發(fā)生;
有火災危險性設備之間，采用耐火材料制成的墻或門(mén)隔離，孔洞用耐火材料封堵以防止火災的漫延與擴散。
1.3消防總體設計方案。樞紐總體配備一輛消防水車(chē)，若遇重大火災時(shí)，則由縣消防部門(mén)支援撲救。工程消防系統按其生產(chǎn)及防火功能要求分為主廠(chǎng)房、副廠(chǎng)房、開(kāi)關(guān)站、高壓開(kāi)關(guān)室、油庫、機修間及大壩（含啟閉機室、壩區用電變房）七個(gè)區，其中主廠(chǎng)房、副廠(chǎng)房采用自動(dòng)滅火與滅火器具結合的滅火方式，開(kāi)關(guān)站、高壓開(kāi)關(guān)室、油庫、機修間、大壩則采用滅火器具滅火。
為確保消防區滅火要求，本工程消防水源及電源均按雙水源、雙電源設置，互為備用。當其中之一停止工作時(shí)，備用水源及備用電源均能自動(dòng)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，應經(jīng)常檢查消防水泵是否能正常運轉。
在主、副廠(chǎng)房等建筑物設計中，防火設計要求：
(1)建筑物的耐火等級為二級。
(2)重點(diǎn)火警防護區，按消防要求設置防火隔墻、防火門(mén)或防爆門(mén)。
(3)建筑物層間不少于兩座樓梯（含爬梯）。每片消防分區不少于兩個(gè)安全疏散出口通道。
(4)開(kāi)關(guān)站及絕緣油庫設車(chē)道，供消防車(chē)通行的消防車(chē)道寬度為5m。
2.工程消防設計
2.1生產(chǎn)廠(chǎng)房火災危險性分類(lèi)及耐火等級。廠(chǎng)房各主要生產(chǎn)場(chǎng)所火災危險性分類(lèi)及耐火等級要求見(jiàn)表1。
2.2主要場(chǎng)所和主要機電設備的消防設計
2.2.1主、副廠(chǎng)房消防。居龍灘水利樞紐工程采用燈泡貫流式機組，廠(chǎng)區主要由主廠(chǎng)房和安裝間、電氣副廠(chǎng)房、中控室、機修間和室外絕緣油庫等部分組成，廠(chǎng)區機修門(mén)外、絕緣油庫門(mén)外設室外SS100-1.6型消火栓2個(gè)、開(kāi)關(guān)站設SS100-1.6型室外消火栓2個(gè)。
電站主廠(chǎng)房長(cháng)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速器和油壓裝置等設備，在每個(gè)機組段(運行層、中間層)上游側各設1個(gè)SN65（帶報警）型消火栓箱和2個(gè)MT3型手提式CO2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(gè)機組段上游側各設一個(gè)發(fā)電機消火栓箱為發(fā)電機內部消火提供水源，手動(dòng)報警裝置1個(gè)，發(fā)電機內部滅火及火警裝置由制造廠(chǎng)家設計提供。
建筑物危險性分類(lèi)及耐火等級表生產(chǎn)場(chǎng)所名稱(chēng)火災危險性類(lèi)別耐火等級類(lèi)別主廠(chǎng)房丁類(lèi)二級透平油庫丙類(lèi)二級絕緣油庫丙類(lèi)二級戶(hù)外開(kāi)關(guān)站丙類(lèi)二級中央控制室、微機房丙類(lèi)二級壩區用電變室、廠(chǎng)用變室丁類(lèi)二級高壓開(kāi)關(guān)室丁類(lèi)二級電纜、電纜道丙類(lèi)二級發(fā)電機設備小間、資料室丙類(lèi)二級空壓機及貯氣罐室丁類(lèi)二級水清測報站丁類(lèi)二級載波通信室丁類(lèi)二級大壩監測室丁類(lèi)二級高壓試驗室丁類(lèi)三級機修車(chē)間丁類(lèi)三級其它戊類(lèi)三級水輪廊道層主要布置有軸承回油箱，調速系統漏油箱等，每機組段擬設MT3型CO2滅火器2個(gè)，另在與該層相通的`滲漏排水泵房設MT3型CO2滅火器2個(gè)，手動(dòng)報警裝置1個(gè)。
為撲滅廠(chǎng)內橋機電器設備引起的火災，在橋機上設置MT3型CO2型滅火器2個(gè)。
電站安裝間位于廠(chǎng)房右側（從上游往下游看），長(cháng)28m，寬19m，安裝間上、下游側各設SN65型消火栓1個(gè)和MT3型CO2滅火器4個(gè)。
空壓機室設在安裝間的下層，在該室油處理室上游側設SN65消火栓1個(gè)及MT3型CO2滅火器4個(gè)，空壓機室布置兩個(gè)滅火器設置點(diǎn)。布置兩個(gè)離子型感煙探測器，手動(dòng)報警裝置1個(gè)。
在副廠(chǎng)房的電纜層（高程107.70m）入口處設MT3型CO2滅火器4個(gè)，即每個(gè)進(jìn)人門(mén)布置一個(gè)滅火器安置點(diǎn)（各2個(gè)MT3型CO2滅火器）；每個(gè)入口門(mén)設自動(dòng)控制防火門(mén)，手動(dòng)報警裝置1個(gè)；此外還配置若干個(gè)防毒面具、呼吸器，電纜穿過(guò)樓板或進(jìn)入各屏柜的孔洞均須用耐火材料封堵以防止火災漫延，耐火極限不小于1小時(shí)。結合設備與電纜布置情況，每隔一定距離集中布置MT3型CO2滅火器2個(gè)，在電纜橋架每層均敷設纜式線(xiàn)型感溫探測器。
技術(shù)供水層位于副廠(chǎng)房的100.40m高程處。其門(mén)外布置MT3型CO2滅火器4個(gè)。
在高程112.20的微機房及中控室擬設置固定CO2滅火系統，采用固定管網(wǎng)消防，即組合分配系統，共用一套CO2儲藏裝置，保護這兩個(gè)防護區的消防滅火系統，其設計用量按其中最大的中控室需要量設置，不考慮備用，經(jīng)計算選用20個(gè)70L儲存鋼瓶，同時(shí)在每個(gè)地方均設置有煙溫復合探測器，當感溫感煙探測器同時(shí)報警時(shí)，控制器將立即停斷該區風(fēng)機與空調，聲光報警器鳴響，提醒人員迅速撤離，延時(shí)30秒(可調)后，關(guān)閉防火門(mén)，啟動(dòng)滅火裝置滅火，30秒全部噴完，另外門(mén)口設手動(dòng)報警裝置1個(gè)，進(jìn)人門(mén)口設氣體放氣信號燈，聲光報警器，布置MT3型CO2滅火器4個(gè)。
固定CO2自動(dòng)滅火系統，既可在現地手動(dòng)操作，也可與火災自動(dòng)報警系統相連。
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，其消防措施由制造廠(chǎng)解決，電站提供水源，相應在機組段布置發(fā)電機消火栓箱，采用固定式水噴霧滅火裝置。燈泡體內同時(shí)設置感溫、感煙探測裝置及其控制裝置，發(fā)電機內部管路設備均有機組制造商按規程規范配套供應。
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(chǎng)內透平油庫和廠(chǎng)外絕緣油庫，油庫采用防火墻與其他房間分隔，油罐室設有兩扇門(mén)與外界相通，出口門(mén)為向外開(kāi)啟的甲級防火門(mén)，油庫內設有可靠的防雷接地裝置和擋油檻，室內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(kāi)，烘箱電源開(kāi)關(guān)和插座設在小間外，油庫內燈具和電器設備均采用防爆的燈具和電器設備。透平油庫設在安裝間下面（高程103.20m），內有20m3的立式油罐2個(gè)，并設油處理室等，采用消火栓滅火，設置感煙探測器，油處理室設置手動(dòng)報警裝置1個(gè)。
絕緣油庫布置在室外，靠近廠(chǎng)房公路邊，發(fā)生火災時(shí)，消防車(chē)能順利抵達現場(chǎng)救火。絕緣油庫內布置有15m3立式油罐2個(gè)，30m3立式油罐1個(gè)，油庫設有油處理室、濾紙烘箱室。
根據有關(guān)規范，在絕緣油罐和透平油罐室各設置2臺MFT35型推車(chē)式磷酸銨鹽干粉滅火器和1個(gè)100×100×60cm3砂箱，每個(gè)砂箱配2把鐵鍬；兩個(gè)油處理室各設3個(gè)MF3型磷酸銨鹽干粉滅火器，同時(shí)在透平油處理室與空壓機室聯(lián)接處設SN65型消火栓1個(gè)，在絕緣油庫室外設SS100-1.6型地面消火栓1個(gè)。
油庫內防火門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，風(fēng)機停止排風(fēng)并可自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，為了預防和控制火災，火災報警后，并確認火災位置后，在中控室手動(dòng)關(guān)閉廠(chǎng)房?jì)认鄳课坏呐棚L(fēng)機，此時(shí)防火閥連動(dòng)關(guān)閉�；馂慕Y束后，重新開(kāi)啟排風(fēng)機進(jìn)行排煙，然后通風(fēng)系統恢復正常。
2.2.3.2機修間消防。機修間靠近安裝場(chǎng)布置，面積為15×20m2，內設小型機修設備，機修間除設置1個(gè)SN65型消火栓外，另配MF3型磷酸銨鹽干粉滅火器8個(gè)，分二個(gè)設置點(diǎn)，每個(gè)設置點(diǎn)配置4個(gè)。在機修間外設SS100-1.6型地面消火栓1個(gè)。
設置感溫、感煙探測裝置及手動(dòng)報警裝置1個(gè)，自動(dòng)向消防控制中心報警。
2.2.4高壓開(kāi)關(guān)柜室和廠(chǎng)用電變消防，壩用電變消防。兩個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜室共設置開(kāi)關(guān)柜16面，低壓開(kāi)關(guān)柜室設置低壓柜10面，以上兩個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜室內均設置1臺MTT35型推車(chē)式CO2滅火器和4只MT3型CO2滅火器并設置向外開(kāi)啟的防火門(mén)。
壩用電配電室、廠(chǎng)用變室、柴油發(fā)電機房，布置在獨立的小間內，小間配置3只MT3型CO2滅火器，并配置1臺MFT35推車(chē)式磷酸銨鹽干粉滅火器。
同時(shí)在每個(gè)地方均設置有煙溫復合探測器，另外口門(mén)設手動(dòng)報警裝置1個(gè)，進(jìn)人門(mén)口設氣體放氣信號燈，聲光報警器。
2.2.5主變和戶(hù)外開(kāi)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(mǎn)足防火要求，每臺主變均設置可儲存一臺變壓器油量和20min消防水量之和的事故儲存坑，坑內裝設金屬柵格(其凈距不大于40mm)并鋪設粒徑50~80mm，厚度為250mm的卵石層。事故時(shí)，變壓器油可迅速由排油管排至設置在廠(chǎng)房右側的事故集油池內。另外，每臺主變附近均設置2臺MFT35推車(chē)式磷酸銨鹽干粉滅火器和2個(gè)砂箱(100×100×100cm3)。另設置專(zhuān)門(mén)房間放置滅火器具。戶(hù)外開(kāi)關(guān)站附近設SS100-1.6型地面消火栓2個(gè)。戶(hù)外110kV開(kāi)關(guān)站，設置4只MT3型CO2滅火器。
2.2.6壩區消防。壩區內溢洪道8座液壓泵房，每座配置2個(gè)MF3型磷酸銨鹽干粉滅火器，壩頂每50米設置SS100-1.6型地面消火栓1個(gè)，計3個(gè)。每座液壓泵房設置1個(gè)感煙探測裝置。
2.3消防給水設計。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。設四個(gè)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(jìn)行吹掃；根據電站所配置的消防設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；消防水泵可與火災自動(dòng)報警系統相連，以便及時(shí)發(fā)現并經(jīng)確認后能盡快消滅火災。消防水泵及附屬設施均布置在技術(shù)供水設備室（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消防電氣和監測報警系統
2.4.1消防電氣。本電站設專(zhuān)用消防動(dòng)力盤(pán)，并標有明顯消防標志，由雙電源供電，以保證消防設備由2個(gè)可靠的電源。消防用電設備采用單獨的供電回路并穿管敷設，當發(fā)生火災時(shí)，仍能保證消防用電。
廠(chǎng)房?jì)戎饕枭⑼ǖ�、樓梯間及安全出口處，均設置火災事故照明及疏散指示標志。正常時(shí)，事故照明由交流電源供電，交流電源失去時(shí)，通過(guò)交直流切換裝置自動(dòng)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0.5lx，疏散指示燈正常時(shí)由交流電源供電，交流電源失去時(shí)，通過(guò)其自配的備用電源供電，其連續供電時(shí)間不少于20分鐘。
事故照明燈和疏散指示標志燈，均設置非燃燒材料制作的保護罩。
2.4.2火災自動(dòng)報警及滅火控制系統。本電站的火災自動(dòng)報警及滅火控制系統采用控制中心報警系統的形式，電站的消防控制中心設于消防控制房。
消防控制中心內設有火災自動(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制屏，對廠(chǎng)內的火災報警設備及消防滅火設備進(jìn)行集中控制，并對發(fā)電機組設備火災報警及聯(lián)動(dòng)控制器進(jìn)行重復顯示及控制�；馂淖詣�(dòng)報警控制系統選用總線(xiàn)編碼智能型�；馂淖詣�(dòng)報警控制屏接收來(lái)自設備火災報警控制器、廠(chǎng)內各部位安裝的點(diǎn)式感煙、感溫探測器、纜式定溫探測器、手動(dòng)報警按鈕及輸入模塊傳送來(lái)的信號，自動(dòng)或手動(dòng)發(fā)出滅火指令；向控制模塊發(fā)出控制信號，控制風(fēng)機、防火閥、固定式CO2滅火系統等消防滅火設備的運行；同時(shí)經(jīng)通信接口自動(dòng)啟動(dòng)工業(yè)電視監控系統進(jìn)行跟蹤及錄像，并顯示、記錄、打印產(chǎn)生報警或故障信號的時(shí)間、地點(diǎn)及有關(guān)火災信息，發(fā)出聲光報警。并將所有火警或故障信息經(jīng)通信接口送給全廠(chǎng)計算機監控系統。
主要設備布置區如中控室、計算機室、1G10.5kV開(kāi)關(guān)柜室、2G10.5kV開(kāi)關(guān)柜室、400V廠(chǎng)用配電屏室、透平油庫、油處理室、空壓機室、高壓試驗室、柴油發(fā)電機房、400V大壩用電配電室、電纜層、技術(shù)、消防供水泵層等地均設置有點(diǎn)式感煙探測器；在主廠(chǎng)房運行層及安裝場(chǎng)和中間層設置有紅外光束感煙探測器；在安裝有固定式CO2滅火系統的設備區（即中控室、計算機室），電纜層及電纜廊道均另外設置有點(diǎn)式感溫探測器或纜式定溫探測器。在廠(chǎng)內各重要通道、走廊均安裝手動(dòng)報警按鈕及聲光報警器。
上述區域，按其重要性和所配置的消防滅火設備的要求選擇報警、報警及手動(dòng)滅火、報警及自動(dòng)滅火等不同的處理方式。
一旦發(fā)生火災，任何一個(gè)探測器探測到火警信號，控制器發(fā)出火災報警聲光信號，通知運行值班人員，值班人員根據火災自動(dòng)報警控制屏顯示的報警地址到現場(chǎng)證實(shí)或經(jīng)工業(yè)電視監控系統證實(shí)后，即可采用干粉滅火器或手動(dòng)啟動(dòng)消火栓、固定式CO2系統，指揮救火。固定式CO2系統的遠方手動(dòng)操作在火災自動(dòng)報警控制屏上進(jìn)行�；馂淖詣�(dòng)報警控制屏也可以設定為自動(dòng)滅火方式，如果CO2滅火保護區域內同時(shí)有感溫、感煙兩種類(lèi)型的探測器報警或手動(dòng)報警按鈕按下后，經(jīng)控制器分析判斷后自動(dòng)停斷對應區域內的風(fēng)機、關(guān)閉對應區域內的防火閥、投入滅火裝置。無(wú)論是在手動(dòng)方式還是在自動(dòng)方式下，控制器在發(fā)出火警信號的同時(shí)都自動(dòng)啟動(dòng)工業(yè)電視監控系統對相關(guān)部位進(jìn)行跟蹤、顯示及錄像，以備日后事故分析。
根據規范及電站的實(shí)際布置進(jìn)行探測器、手動(dòng)報警按鈕的配置；根據滅火設備的自動(dòng)控制要求配置聯(lián)動(dòng)模塊。
火災自動(dòng)報警控制系統的所有線(xiàn)路均采用屏蔽型電纜，以防電廠(chǎng)的磁場(chǎng)引起干擾；所有線(xiàn)路均穿管暗敷。
2.4.3其它電氣設備及盤(pán)柜消防設計。電氣設備盡量選用難燃材料為絕緣或封閉式產(chǎn)品，廠(chǎng)用變壓器、勵磁變均采用干式變壓器，高低壓柜采用封閉式盤(pán)柜（柜內斷路選用無(wú)油型），以防止和減少火災的發(fā)生和擴展。
2.4.4電纜橋架消防設計。防止和減少火災的發(fā)生和擴展，選用阻燃電纜。在電纜橋架每層敷設纜式定溫探測器。電纜橋架內動(dòng)力電纜和控制電纜層間裝設耐火隔板，電纜穿越隔墻、樓板等的孔洞和進(jìn)出盤(pán)柜的孔洞以及電纜溝兩端均采用非燃燒材料封堵。結合設備與電纜布置情況，每隔一定距離集中設置手提式滅火器，在每個(gè)電纜比較集中的出入口處，除采取防火封堵措施外，再配置手提式滅火器等滅火器材�！菊烤育垶┧麡屑~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，為國內燈泡貫流式機組應用水頭較高的機組之一，機組額定水頭14.20m，額定轉速125.0r/min，多年平均發(fā)電量19730萬(wàn)KW·h，本文介紹該水利樞紐工程的消火栓滅火系統、CO2滅火系統、探測和控制系統的設計。
【關(guān)鍵詞】貫流式水電站；消防總體設計；消防給水；CO2滅火系統；干粉滅火器；火災自動(dòng)報警及滅火控制系統
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