云南省李仙江戈蘭灘水電站工程消防給水及通風設計

王艷娥 張金岳 馬 站

戈蘭灘水電站位于云南省思茅地區江城哈尼族彝族自治縣與紅河哈尼族彝族自治州綠春縣的界河——李仙江干流上,是李仙江干流河段規劃的7個梯級電站中的第6級。電站距省會昆明公路里程628km,距左岸紅河州綠春縣縣城140km,距右岸思茅地區江城縣縣城50km。工程規模為大(Ⅱ)型,工程等別為二等。工程主要任務是發電,電站裝設3×150mW立軸混流式水輪發電機組,年利用小時數4485 h,建成后并入云南省電網運行。樞紐主要由碾壓混凝土重力壩、泄水消能建筑物、發電引水隧洞、岸邊地面廠房、沖沙洞、左右岸導流隧洞等建筑物組成。

發電廠房為岸邊地面廠房,安裝廠層和運行層低于地面,廠房外地面高程為394.10m,安裝廠層和運行層高程374.29m,主廠房(包括卸貨平臺)尺寸為長115.5m,寬24.7 m,地面以上高17.7 m。副廠房地上3層,尺寸為長121m,寬10.6m,地面以上高25.9m。

1 消防給水

戈蘭灘水電站距江城縣城50km,距昆明市628km。遠離城鎮,所以消防給水的設計是建立在樞紐消防自救的原則上。樞紐建筑物的布置主要分兩部分,第一部分是廠區的主副廠房,第二部分是壩上建筑物。樞紐的廠區和壩區高差約60m,分別設置常高壓消防給水系統,2個消防給水系統分別設置一個高位消防儲水池,大壩用消防水池設在壩間505.00m高程處,廠區用消防水池設在左壩肩高程458.00m的灌漿平洞內。

1.1 消防水量和消防水壓

根據《水利水電設計防火規范》和《建筑設計防火規范》的規定,樞紐電站廠房布置消防給水系統,樞紐的建筑物和機電設備的消防水量和水壓見表1。

廠區建筑物室內外一次最大滅火總用水量為252m3,設備最大一次滅火需水量為150m3。取廠區建筑物室內外一次最大滅火總用水量為消防一次用水量為252m3,本設計按350m3用水量考慮。

壩區只設室外消防給水,消防一次用水量為72m3,本設計按100m3用水量考慮。

1.2 消防水源

消防水源引自電站壩前水庫,從1#、2#發電引水鋼管伸縮節后鋼節上開孔,引2根DN150mm管道將水源送至壩后330m高程水處理間,經過水處理設備凈化和消毒處理后進入清水調節水箱,由加壓泵組將清水送至458.05m高程左壩肩灌漿平洞內600m3的樞紐消防及技術供水合用水池和500m高程100m3大壩消防水池作為樞紐消防用水。

600m3的樞紐消防和技術供水合用水池中消防儲水量為350m3,并保證該消防水量不被動用;另外250m3水量為機組主軸密封備用水源。為保證水池的水質,主軸密封水每1個月固定使用1次以更換新水。樞紐廠區消防水池和大壩消防水池設計均設水位控制系統,可以自動控制水從水處理間進入水池。同時,水池的溢流水位、消防報警水位等信號都要傳到消防控制室,以保證供水系統的安全運行和消防水量的不被動用。

1.3 消防給水系統

廠區的消防給水系統設計為常高壓給水系統,由設在458.05m高程灌漿平洞內的消防與技術供水合用水池引2條DN300mm的消防專用管道,沿壩坡敷設進入廠區,并在廠區主副廠房周圍形成環狀,在室外環狀消防管網上設置室外消火栓和水泵接合器,消火栓間距小于80m。

從環狀管網引2根DN150mm的管道進入主副廠房,在主副廠房內形成環狀;接口處設置減壓裝置,減壓后的壓力為0.4mPa。

主變、發電機組水噴霧消防用水均由室外環狀管網接入。

在主廠房上下游側均布置有消防立管和消火栓,消火栓間距不大于30m,保證有兩股水柱同時到達著火點。

主廠房的發電機層到橋機軌頂高度大于18m,為保證2條充實水柱到達橋吊軌頂的高度,又使消火栓口的動壓不超過0.5mPa。在卸貨平臺層布置了環形消防通道,并在運行層和卸貨平臺層均布置有消火栓,以保證消防安全。

大壩消防給水系統設計為常高壓給水系統,消防水源取自505m高程100m3大壩消防水池,從消防水池引1根DN100mm的消防管道,埋地敷設至壩前區,供壩上建筑室外消防給水,在壩上設有3個室外消火栓。消防管道采用內外熱鍍鋅鋼管。

2 主要生產場所的消防通風設計

根據《水利水電工程設計防火規范》規定,電站主副廠房內的油庫、油處理室、電纜夾層(廊道、豎井)均設置了排煙或消煙設施。依據《水力發電廠廠房采暖通風和空氣調節設計規程》,正常排風系統兼作事故排煙或消煙系統,系統風量同時滿足正常通風和事故排煙或消煙兩種工況的風量。

各房間或部位的排煙量統計如下:

副廠房電纜廊道 32856(高程365.90m)/(m3?h-1)

油庫/(m3?h-1) 5993

油處理室/(m3?h-1) 5202

2.1 排(消)煙系統

2.1.1 副廠房電纜廊道(高程365.90m)通風系統

采用機械進風、機械排風的通風方式,排風系統和排(消)煙系統合用。送風風機選用離心風機1臺,布置在左側的通風機房內,送風自廠房側墻外側的進風豎井取風,用離心風機壓出后接風管送風至電纜層。排風風機選用高溫排煙風機1臺,布置在右側的通風機房內,排風系統用風管自電纜層取風,經排風風機加壓后排入廠房右側的排風豎井。正常排風口和事故排風口分別設置,并設有貼近地面的事故排風口,以便排出CO2氣體。按規范要求,送風主管道上配備有70℃熔斷的防火閥,排風主管道上配備有280℃熔斷的防火閥,正常排風口配備有70℃熔斷的防火閥,事故排風口為280℃熔斷的多葉排煙口。

2.1.2 油處理室和油罐室通風系統

采用自主廠房水輪機層機械進風、機械排風的通風方式,送風風機選用軸流風機各1臺,安裝在與水輪機層相鄰的墻上。2個房間合用1套排風兼排(消)煙系統,排風兼排(消)煙風機選用高溫排煙風機,布置在上游副廠房高程365.90m層油庫排風機室內,排風系統用風管自油處理室和油罐室取風,經排風風機加壓后排入廠房右側的排風豎井。每臺軸流風機均配備70℃熔斷的防火閥,排風主管道及分支管道上配備有280℃熔斷的防火閥,油處理室和油罐室內的正常排風口和事故排風口分別設置,正常排風口上配有70℃熔斷的防火閥,事故排風口為280℃熔斷的多葉排煙口。

2.2 防火設計

所有的通風管道(土建風道除外)全部采用非燃燒材料制作,風道穿越防火分隔處均按規范要求設置了防火閥(防煙閥),孔洞均用防火材料封堵。

防火閥的動作溫度為70℃,排煙閥的動作溫度為280℃。

2.3 消防控制方式

各系統上布置的防火閥和防煙閥均與本系統上的風機連鎖動作,各系統上的設備、閥門均采用現場手動和遠程電動兩種控制方式。排煙或消煙系統的遠程電動控制接入消防控制系統。

3 結 語

李仙江水電站已經投產運行1年有余,目前運行狀況良好。消防給水及通風系統已經通過了消防部門在樞紐蓄水前和水電站投產前的多次審查和驗收,在安裝調試和投產運行過程中,消防設施為保證水電站的安全發揮了應有的作用。