水电站消防设计.docx
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水电站消防设计
１工程概况和消防总体设计方案
１.1工程概况及其特性
本工程的主要任务是发电，并兼顾航运、旅游、养殖等。
工程规模属二等大
（2）型工程。
枢纽主要建筑物（挡水建筑物、泄水建筑物及电站厂房等）按2级建筑物设计；次要建筑物按3级建筑物设计；临时建筑物（如导流、施工临建工程等）按4级建筑物设计。
枢纽主要建筑物由挡水建筑物、泻水建筑物及电站厂房等组成，厂房采用溢流式厂房，从右至左由左岸副坝及垂直升船机坝段（泄洪闸）、泄洪闸、纵向大导墙（冲砂闸）、电站厂房（包括：
水下副厂房、主厂房及安装间、坝顶水上副厂房）等建筑物组成。
主厂房布置在坝顶230.00m高程，厂房内安装6台贯流式机组，单机容量45MW，总装机容量270MW，厂房沿坝轴线方向108.50m，安装间布置在主厂房的左侧，长度37m，厂房沿水流方向21m。
坝顶副厂房（或水上副厂房）布置在主厂房的下游侧，共三层，尾水平台230.00m高程主要布置三台变压器、1#～6#机组发电机的配电装置室、透平油库及油处理室、绝缘油库及油处理室、铅酸蓄电池室、排风机房等；237.50m高程主要布置电缆夹层、排风机房及中控楼的办公用房；242.00m高程布置110KVGIS开关站、高低压配电室、场用变、二次保护盘室以及变压器的消防室、中控室、计算机室、资料室、会议室等。
水下副厂房布置在主机层上游和下游，186.20m高程主要布置二次盘和供水设备室；189.70m高程在主机层的下游布置透平事故油池、空压机室及储气罐室、检修及渗漏排水泵房、机旁盘及励磁变室、调速器室，在主机层的上游布置中性点设备及水力测量室；187.70m高程布置水处理室及泵房、技术供水坝前引水室。
１.2设计原则及依据
１.2.1设计原则
电站工程的防火设计，必须遵循国家的有关方针政策，贯彻“预防为主，防消结合”和“确保重点，兼顾一般，便于管理，经济实用”的原则。
整个厂区建筑物及厂房布置设计中，严格按照国家颁布的现行规程规范，结合厂房布置合理划分防火分区，设置防火墙，采用“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施，尽量减少着火根源、避免火灾发生，万一发生火灾也不致蔓延，并能迅速扑灭，使火灾损失降至最低限度。
同时布置合理的消防通道，使其路径短捷畅通。
在确保消防需要的前提下尽可能与正常使用的设备相结合，以减少投资费用。
重点部位应采用先进技术，做到保障安全、方便使用、经济合理。
１.2.2设计依据
（1）《中华人民共和国消防法》1998年9月1日
（2）《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）
（3）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）2001版
（4）《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）
（5）《火灾自动报警系统设计规范》（GBJ50116-98）
（6）《电力设备典型消防规程》（SL5027-93）
（7）《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90）（1997年办版）
（8）《电力工程电缆设计规定》（GB50217-94）
（9）《高压配电装置设计技术规程》（SDJ5-85）
（10）《水力发电厂厂房采暖通风和空气调节设计规定（DL/T5165-2002）
（11）《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）
（12）《城镇消防站布局与技术装备配备标准》（GNJ1-82）
（13）《消防站建筑设计标准》（GNJ1-81）
1.3消防总体设计
本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，消防系统的功能要求均从防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、救生等七个方面作完善的设计，力争做到防患于未“燃”。
一旦发生火灾能确保在短期时间内予以扑灭，使火灾损失减少到最低程度。
1.3.1厂区规划及厂区消防通道
厂区规划中相邻厂房之间的防火间距应满足国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）、《水利水电力工程设计防火规范》（SDJ278-90），否则应设计防火墙等有效措施。
本电站主要建筑物有主厂房、安装间、水下副厂房、坝顶副厂房和中控楼。
坝顶副厂房分为三层，230.0m层连续了布置透平油库、变压器、配电设备，不能变压器之间以及安装间下游墙与绝缘透平油库之间间距不满足“规范”规定防火间距，因此在主厂房上游墙与电气副厂房之间、安装间下游墙与绝缘透平油库之间均采用防火门及防火墙等有效防火隔离措施。
根据《建筑设计防火规范》第3.2.1条主、副厂房占地面积未超过3000m2，可设单侧消防通道。
电站厂房单侧设有宽7m的消防通道,进厂公路可抵达主、副厂房入口处，也可到达开关站两侧及主变压器场地。
并在安装间与副厂房上游均设有回车场，整个厂区交通满足消防通道要求。
1.3.2消防设施配置
在厂房两端设两个室外地下式消火栓，型号为SA100/65-1.6。
在其它较分散的建筑物内设置各种小型干式灭火器和砂箱。
厂区内利用交通通道作为消防车道，保证车道宽度不小于3.5m,当道路上空有障碍物时，距地面高度不应小于4米。
2工程消防设计
2.1主要生产场所火灾危险性类别及耐火等级
根据水利水电工程设计防火规范（SDJ278-90）第二章有关规定，电站的生产建筑物、构筑物的火灾危险性类别划分和耐火等级要求见表2.1。
表2.1建（构）筑物火灾危险性类别及耐火等级
序号
建（构）筑物名称
火灾危险性类别
耐火等级
一
主要生产建（构）筑物
主厂房
1
主厂房及安装间
丁
二
2
主机层
丁
二
水上副厂房
1
1#～3#变压器室
丙
一
1#～6#发电机电压配电装置室
丙
二
铅酸蓄电池室
丙
二
排风机房
戊
二
2
电缆夹层
丙
二
空调机房、排风机房
戊
二
3
中控室、计算机室
丙
二
高低压配电盘室、厂用变
丙
二
外来电源配电盘室
丙
二
110KVGIS室
丁
二
风机室
戊
二
透平油库消防室
丙
二
变压器消防室
丙
二
水下副厂房
1
励磁变室
丙
二
供水设备室
戊
三
2
透平事故油池
丙
二
空压机室及储气罐室
丁
二
检修、渗漏排水泵房
戊
三
二次盘室
丁
二
3
水处理室及水泵房
戊
二
二
辅助生产建筑物
1
绝缘油库及油处理室
丙
二
透平油库及油处理室
丙
二
2
二次保护室
丁
二
3
中性点设备及水力测量室
丁
二
综上所述，本工程按要求所确定的耐火等级为二级。
2.2厂区规划布置及交通组织
电站枢纽布置从右至左依次为副坝（表孔）、垂直升船机坝段（泄洪闸）、泄洪闸、纵向大导墙（冲砂闸）、电站厂房坝段（溢流表孔）、安装间（表孔）等建筑物。
电站总装机容量270MW，根据水利水电工程设计防火规范第3.3.2条，该电站装机容量超过250MW，宜配备一辆消防车。
枢纽交通组织：
进厂公路布置在枢纽的左岸，通过316国道可以直接到达坝顶和尾水平台，进入安装间，坝顶和尾水平台高程为230.00m，右岸与上坝公路连接，从而形成厂坝区环行的消防通道。
道路宽度均大于3.5m，满足消防车的通行要求。
2.3厂区防火分区
水利水电工程设计防火规范（SDJ278-90）第4.1.2条规定：
主厂房、泵房和高度在24m以下的副厂房，其防火分区最大允许占地面积不限。
电站厂房由主厂房、安装间、水上副厂房、水下副厂房组成。
其中水上副厂房高度为22.60m，小于24m，因此将主厂房、安装间、水上副厂房、水下副厂房划分为一个防火分区。
2.4厂房的安全疏散
2.4.1安全疏散出口
根据水利水电工程设计防火规范第4.2.1条规定：
地面厂房发电机层，其安全出口不应少于两个，且必须有一个直通屋外地面；第4.2.4条规定副厂房的安全疏散出口不应少于二个。
当副厂房每层建筑面积不超过800m2，且同时值班人数不超过15人时，可设一个。
电站主厂房对外的安全出口有四个，一个布置在左岸安装间入口处并作为厂房大门，另外三个布置在上游侧与坝顶相接，每两个机组段各设置一个出口，高程为230.00m。
水上副厂房上游侧与主厂房相临，共三层，每层建筑面积1964.25m2，已超过800m2，结合各层的使用功能，平面设两个安全出口直接通向室外尾水平台。
水下副厂房在189.70m高程与主厂房主机层相连，通过主厂房的两部楼梯和一部电梯解决上坝顶的垂直交通，因此水下副厂房也有两个安全疏散出口。
综上所述，电站主、副厂房地上、地下部分均符合建筑设计防火规范和水利水电工程设计防火规范中有关安全疏散出口的规定。
2.4.2厂房的内部交通组织
（1）垂直交通
水下式厂房最底层高程为186.20m，厂房内通过三部楼梯到达189.70m层，在189.70m层通过走廊进入主机层连通坝顶的两部楼梯间，然后直达坝面和尾水平台。
（2）水平交通
根据水利水电工程设计防火规范第4.2.5条和4.2.8条中有关安全疏散的规定：
发电机层或发电机层以下各层，室内最远工作地点到该层最近的安全疏散出口的距离不应超过60m，安全疏散用的门，走廊和楼梯应符合以下要求：
a）门净宽不应小于0.9m，并向疏散方向开启。
b）走廊净宽不应小于1.2m。
c）楼梯净宽不应小于1.1m，坡度不宜大于450，主厂房、泵房机组之间的楼梯净宽不宜小于0.8m。
电站主厂房顺水流方向宽21m，长度108.50m，平面布置两部楼梯和一部电梯，楼梯布置在机组段之间的混凝土墩子上，楼梯净宽为1m～1.2m；水上副厂房顺水流方向宽13.50m，长度145.50m，平面布置两部楼梯，楼梯净宽为1.2m；水下副厂房从186.20m高程至189.70m高程，平面布置三部楼梯，楼梯净宽1.30m，楼梯的疏散距离均小于60m，满足《水利水电工程设计防火规范》的规定要求。
综上所述：
厂房室内最远工作点到外部出口或楼梯间的距离没有超过规范要求，且各层疏散门、走廊、楼梯净宽均满足规范要求，楼梯坡度小于45o。
2.5厂房内主要生产场所的防火设计
根据水利水电工程设计防火规范（SDJ278-90）第4.1.1条，水力发电厂的主、副厂房的火灾危险性类别为丁类，对厂房内的丙类生产场所应局部分隔，并配置相应的消防设施。
电站的透平油库及油处理室、绝缘油库及油处理室以及透平事故油池等，生产危险性类别为丙级，建筑耐火等级为一级，其开往疏散方向的门应采用甲级防火门。
发电机的配电装置室、中控室、电子计算机室、防酸隔爆蓄电池室、变压器消防室、高低压配电室等生产危险性类别为丙级，建筑耐火等级为二级，其开往疏散方向的门应采用乙级防火门，电缆夹层开往疏散方向的门应采用丙级防火门。
这些丙类场所中的电缆竖井、管沟、孔洞均采用非燃烧材料封堵，铅酸蓄电池室泄压面积与该室体积的比值大于0.03。
另外，水上副厂房230.00m高程有三台油浸式变压器，这三台置于室内的变压器，是整个建筑防火的重中之重，因其耐火等级为一级，根据《建筑设计防火规范》第5.4.1条，变压器室不应布置在人员密集场所的上面、下面和贴临，并应采用无门窗洞口的耐火等级不低于3.00h的隔墙和1.50h的楼板和其它部位隔开。
因此，变压器室与两侧相临房间之间采用300mm厚混凝土防火墙，并伸出其相邻房间下游外墙1000mm,防火墙与变压器的外沿之间间距≥1500mm,变压器室的上方，设1200m宽的混凝土防火挑檐，变压器室内的电缆竖井，周围用240mm厚砖墙封堵，形成封闭式电缆竖井，竖井的上下两端及进出电缆的孔口，应采用非燃烧材料封堵。
2.6建筑消防设施
根据水利水电工程设计防火规范（SDJ278-90）第3.3.2条，水力发电厂总装机容量为250MW以上至1500MW时，宜配备一辆消防车。
电站总装机容量为270MW，该电站配备一辆消防车，以加强整个厂区的消防设施，该消防站设于下游侧右岸的生活福利区内，距电站厂房约1.5公里，消防车完全可以在5分钟之内到达扑救点，供消防车行驶的道路宽度均大于3.5m，并形成环形路网。
2.7消防水源
电站由于设备多、电缆多、火灾类型复杂，各设备及生产场所火灾危险性不同，并且相互交错，不便于采取统一的消防措施，因此该电站消防系统分为建筑消防和设备消防。
即一方面对建筑物采取统一的消防措施（建筑消防），另外对一些重要的、火灾危险性较大的设备和场所进行局部分隔，按其火灾类型分别采取不同的消防措施（设备消防）。
可以认为建筑消防是全厂性的基本的消防措施，设备消防是对建筑消防措施的补充和加强。
水库总库容1.74亿m3,正常蓄水位217m，水库完全能满足电站所需的消防水量，故以水库水作为消防水源。
3主要机电设备消防设计
电站的机电设备消防主要包括水轮发电机、变压器、GIS开关站、透平油库及油处理室的消防。
3.1水轮发电机消防
3.1.1系统概述
电站安装6台单机容量为45MW灯泡贯流水轮发电机组，发电机型号为SFWG45-48/（）。
当发电机定子绕组上、下端部线圈起火时由固定式灭火装置向该部位喷射水雾以达到灭火的目的。
3.1.2消防措施
根据《水利水电工程设计防火规范》第6.0.1条规定“额定容量为12.5MVA及以上的水轮发电机应设置水喷雾、二氧化碳或卤代烷等固定式灭火装置”，经比选确定6台水轮发电机均采用固定式水喷雾灭火方式。
3.1.3消防水源及布置
发电机水喷雾灭火水压为0.4MPa，发电机消防水引自主厂房低压消防供水环管，从该环管就近引出6条DN63的支管，分别通向设在主机层下游墙内的1号～6号发电机消火栓箱，箱内装设消火栓装置，从消火栓箱后引水至相应发电机灯泡头内消防环管，在环管上装设若干只水雾喷头。
进入灯泡头的立管、环管、水雾喷头等均由主机制造厂供货。
3.3.1.4系统组成及操作要求
发电机消防采用水喷雾灭火方式。
系统主要设备有：
火灾探测自动控制系统（由火灾探测器、电气控制柜等组成）、手动球阀、消火栓装置、压力表、水雾喷头及管网等。
发电机定子绕组线圈起火时，由火灾探测自动控制系统感知并报警，由电站值班人员手动打开消防球阀供水至发电机消防环管，环管上所有水雾喷头一起沿圆周方向喷雾至定子线圈。
3.1.5消防水量
根据《防火规范》第9.4.1条规“水轮发电机采用水喷雾灭火时，其用水量应由制造厂提供。
在发电机定子线圈圆周长度上喷射的水雾水量不应小于10L/min.m。
灭火时间为10min。
由此参数估算水轮发电机组的消防水量不小于25m3。
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