奴尔水力枢纽工程电站消防设计

奴尔水力枢纽工程电站消防设计

徐富龙

新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000

摘 要：根据奴尔水利枢纽工程布置特点，在已有研究资料的基础上开展本电站消防设计研究，通过对厂房及机电设备布置型式的分析和计算，合理地确定消防设计方案，为电站的安全、稳定、长期运行奠定基础，为今后其它类似电站消防设计提供参考。

关键词：电站 厂房 机电设备 消防设计 消防设施

奴尔水利枢纽是奴尔河上的控制性工程，是一座承担灌溉、发电综合利用任务的枢纽工程。电站防火应高度重视。

1工程概况

电站主厂房内布置3台混流式水轮发电机组、调速器、进水阀、进水蝶阀液压站、起重机等设备，安装场布置在主厂房左端，与外部进厂公路相通。副厂房布置在主厂房上游侧，副厂房与主厂房安装间层等高。副厂房有6.3kV高压开关室、中控室等；励磁屏、测温屏布置在机房；35kV开关柜采用户内布置。主变压器设备布置于副厂房上游侧主变压器场，出线场布置于主厂房下游侧。

2设计原则及依据

消防设计贯彻以“预防为主，防消结合”的原则，结合本电站“无人值班”（少人值守）的管理模式，遵照国家基本建设的有关方针政策，采用“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施，确保消防设施的投入与我国当前的财力相适应。在设备选择和建筑物设计中，尽量采用非难燃或阻燃材料，最大限度地降低火灾的机率，同时对电站的重要生产场所配备相应的灭火设施。

本电站消防以自救为主，外援为辅。充分发挥水消防的优势，设置消火栓系统并配备手提式灭火器；重要房间（中控室等）配置火探管（七氟丙烷）自动灭火装置。

工程消防设计与整体布置统筹考虑，合理布置消防车道、防火间距、安全出口等设施。同时在电站的运行和检修作业中建立完善的消防规章制度，对运行人员进行培训，加强消防意识，做到预防为主、常备不懈。

3消防总体设计方案

3.1总体设计方案

电站的建筑物、构筑物主要为钢筋混凝土结构和砖混结构，其耐火等级均满足规范要求。主、副厂房内机电设备都布置于专用房间内，其它设备火灾危险性较低。

消防设计中对主厂房发电机层、安装间层设置室内消火栓灭火系统和一定数量的手提式或推车式灭火器。主、副厂房周围设置室外消火栓灭火系统。电站火灾主要来源于电气设备火灾，且设备分布较广，因此配置一定数量的手提式或推车式灭火器用于扑灭初期火灾。消防主水源取自压力钢管自流减压，水源可靠水量丰富，备用水源取自电站尾水。消防电源采用双回路供电，取自电站0.4kV厂用电母线。厂区内设置消防车道，消防车能直接到达主厂房入口、主变压器场等处。

3.2安全疏散

主厂房地上一层，地下两层。安装间层设直通室外安全出口两个，门宽分别为5.1m、1.2m；与副厂房连通口3个，门宽均≥1.2m。主厂房发电机层至安装间层布置两个疏散楼梯，安装间层主要有主机间、安装间。疏散距离均满足规范要求。楼梯梯段净宽度大于0.9m，楼梯扶手及栏杆采用不锈钢材质。

副厂房为一层，布置有6.3kV高压开关室及厂变室、中控及继电保护室、卫生间等房间。副厂房设直通室外安全出口两个，门宽均为1.8m，与主厂房连通口3个，门宽均≥1.2m。对外出口的疏散宽度及距离均满足规范的要求。

3.3安全疏散标志

在主、副厂房安装间层的对外出口门的上部或侧面设置安全出口标志；进水阀层至发电机层、发电机层至安装间层的楼梯进出口上部或侧面等处均设置安全出口标志。

副厂房走道、墙上布设疏散标志，疏散标志间距控制在1.8m至2.0m，疏散标志距地坪高度为0.8m。安全出口标志、疏散标志均设有非燃烧玻璃保护罩。

3.4防火分区

电站主厂房室外地面以上高度12.5m，副厂房地面以上高度10.10m，均小于24m，依据GB50016规范中4.1.2条“主厂房和高度在24m以下的副厂房，其防火分区最大允许占地面积不限”的规定，主、副厂房为一个防火分区。

3.5丙类生产场所分隔

依据《水利水电工程设计防火规范》中4.1.1条“对厂房内的丙类生产场所应作局部分隔的规定”，将主变压器场等设备场所均采用砖砌隔墙、砖砌实体防火分隔，并设置外开式乙级防火门。电缆穿越隔墙处在电缆架设后将用防火包封堵，防止一旦火灾发生后向其他房间穿越。

4工程消防设施

4.1建筑物、构筑物的材料选择

依据主要生产场所火灾危险性类别及耐火等级要求，确定本电站建筑物构筑物火灾危险性类别为丁类，耐火等级为二级，主体设计将按规范要求进行。

大坝、溢洪道、泄洪洞、引水建筑物及其闸房均选择非燃烧体的砼、钢筋砼、砾石等材料；

主厂房、副厂房安装间承重结构，非承重结构材料选择：

主副厂房、安装间的底板、楼板、屋盖、梁、柱吊车梁安装间层高程以下的主厂房外围护墙、内隔墙及所有楼梯均选择非燃烧体现浇钢筋混凝土及加气混凝土块砌体材料；主副厂房在安装间层高程以上的各层设备区及部分防火隔墙均选择非燃烧体加气混凝土砌块、空心烧结砖。

4.2门窗的选择

（1）门的选择

主厂房对外疏散大门选择电动保温卷帘门。副厂房对外疏散大门选择铝合金断热桥型材门，主厂房对外疏散小门选择铝合金断热桥型材门，主、副厂房之间连通的门在楼梯间部位的选择普通木门，通过电气设备房间连通的门选择甲级防火门。

6.3kV高压开关室、中控室及继保间等设备用房与其他电气设备房间连通的门均为甲级防火门。

（2）窗户选择

窗户根据各建筑物，不同设备用房，窗户为单框双玻中空内平开塑钢窗及钢制甲级防火窗。

（3）网架及屋面板

主厂房网架及夹芯板的防腐涂装寿命应不低于15年，网架的防火耐火时间不低于1.5小时，屋面板的防火耐火时间不低于1.0小时，应选用符合规程、规范要求，符合本工程所在地区的气候、环境条件、厚度较薄、装饰效果明显，且经有关工程实践证明效果良好的环保防火涂料。

4.4主要生产场所的消防设施

（1）主厂房

主厂房总长50.30m，其中安装间长度8.65m，总宽9.60m，总高12.50m，分4层布置，各层高程自下而上为集水井底板高程2407.40m，蝶阀层2409.90m，发电机层2414.40m，安装间层2418.40m。厂内安装3台卧轴混流水轮发电机组及其附属设备，顶部安装1台25t单小车双梁桥式起重机。

安装间层设置SN65室内消火栓4个、MF/ABC5型手提式干粉灭火器2具以及MFT/ABC20型推车式干粉灭火器1辆。发电机层设置MF/ABC5型手提式干粉灭火器6具以及MFT/ABC20型推车式干粉灭火器1辆。进水阀层设有MF/ABC5型手提式干粉灭火器6具。

（2）副厂房

副厂房布置在主厂房上游侧，一楼层高为5.40m，布置有中控及继保室、35kV高压开关室、6.3kV高压开关室等，其中中控及继保室为防火的重点保护对象，配置火探管（七氟丙烷）自动灭火装置及MT5手提式二氧化碳灭火器。二楼层高为4.70m，布置有办公室、会议室、休息室等，设有MF/ABC5型手提式干粉灭火器8具。同时为加强防护，副厂房两端出入口附近各配备MFT/ABC20型推车式干粉灭火器1辆。

（3）室外主变压器场消防设施

主变压器底部设置贮油坑。贮油坑坑内铺设卵石，坑底设DN100排油管至公共集油池，集油池容积按1台主变充油量100％确定。配置MF/ABC5型手提式干粉灭火器、推车式灭火器及沙箱加以防护。

（4）电缆防火措施

本电站的电缆采用阻燃电缆，电缆布置于蝶阀层的电缆桥架及副厂房电缆沟电缆架内。动力电缆、控制电缆及通讯电缆采取分层敷设，并在层间加装耐火隔板（耐火极限不低于0.5h)。穿管敷设时，每管只穿1根动力电缆，对电站辅机系统及动力配电，至同一设备的低压回路可每管合穿不多于3根电力电缆。电缆穿越楼板、隔墙的孔洞和进出盘、柜等的孔洞采用防火包封堵（耐火极限不低于0.75h)。电缆通道的出入口设置砂箱及手提式干粉灭火器。

（5）厂区消防设施

厂房周围设置4套地下室外消火栓。出线场位于副厂房上游侧，为满足出线场消防要求，设有若干手提式干粉灭火器及沙箱。

4.5通风换气及防排烟

（1）通风系统消防设计

本电站通风系统主要以自然进风机械排风的通风方式进行通风。其工作范围包括主厂房、副厂房。主厂房通风系统以自然送风为主，在主厂房上方设强制机械排风机。通风系统运行的好坏直接关系到安全生产。由于通风机安装位置较分散，维护运行不方便，为随时在了解通风空调系统运转情况，故在中央控制室设置了集中控制盘，盘上装有远方控制装置、运行指示信号、故障信号、报警装置等。工作人员通过集中控制盘可以随时了解设备运行情况并操作远方的风机、空调主机、风阀等设备。

通风系统中各穿墙、穿楼板及各风口的部位均设置防火阀，可根据烟感信号和需要自动关闭、远程开启，并连锁风机停止运行或远程开启运行。

所有防火阀均要求动作灵活，并与消防系统联动。排风系统兼做事故通风系统，故在排风系统设置70℃的排烟防火阀，平时常开，当环境温度达70℃时，排烟防火阀熔断关闭，同时联动整个通风系统关闭。火灾扑灭后，防火阀要求能就地和远程复位进行事故后通风。

（2）通风机布置

在主厂房侧墙上设5台低轴流风机进行强制排风，作为事故及平时的通风换气之用。设备选型：T35-11-6.3#轴流风机。在副厂房开关室选用轴流风机1台，用于平时通风换气及事故后的通风。

4.6消防给水系统

（1）消防水源

消防主水源取自压力钢管自流减压，水源可靠水量丰富。备用水源取自电站尾水。经水泵加压后接至消防供水总管。

（2）消防给水量及水压

根据《水利水电工程设计防火规范》中第9.1.3条的规定。消防给水宜按以下二项灭火水量的较大者确定：（1）一个设备一次灭火的最大灭火水量；（2）一个建筑物一次灭火的最大灭火水量

本电站无主变水喷雾及发电机水喷雾灭火系统，因此消防给水水量由建筑物灭火水量控制。消火栓用水量按室内消火栓及室外地下消火栓和值计算，室外消火栓用水量为15L/s、室内消火栓用水量为10L/s、火灾延续时间2h计算，灭火时流量为90m

³/h，一次灭火最大用水量为180m³。

综上所述，电站一次灭火最大用水量为180m³，最大灭火流量为90m³/h。

5结语

电站厂房发生火灾时，人员的安全疏散和消防扑救难度大，设计对电站厂房的防火给予了高度重视，设置了必要的安全疏散通道和防排烟系统，配备的各种消防设施确保安全可靠，保证火灾时各种消防设施能及时投入，尽量避免由火灾造成的生命财产的损失。

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作者简介：徐富龙（1989-），男，汉，大学本科，工程师，从事水利水电工程水力机械设计工作。

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