中小型水電站消防設計相關問題的研究

陳仲

【摘要】：中小型水力發電廠通常位于交通不便的山區，發電廠有時會發生火災。消防保護設計是確保水電廠安全運行的重要組成部分。本文對中小型水電站消防設計相關問題進行了研究，希望能為業界同行提供參考。

關鍵詞：中小型;水電站;消防設計

1 引言

隨著社會的快速發展，對于電能的需求越來越高，國家正投入更多的資金建設發電廠。水力發電在我們的能源設施中占很大比重，大多數水力發電廠都遠離城鎮。發電廠擁有大量分散的設備和渦輪機，油和絕緣油是可能引起火災的因素，著火的風險很大，著火后損失嚴重，因此，水電廠的防火消防設計尤為重要[1]。

2水電站的火災危險性

水力發電站由水力發電驅動，是一種特殊的工業建筑，通過水輪發電機組將水能轉換為電能，并將電能輸出到電網。建筑或生產場所發生火災的危險取決于其特性，水力發電廠不同于普通的工業和私人建筑，除人工縱火外，水力發電廠起火的最可能原因是電氣設備老化引起的火災或短路引起的事故，油浸式變壓器會被閃電點燃，負載操作不良或本地接觸會引起火災等。水力發電廠的火災主要是A類和B類火災。

在國內外的水力發電廠很少發生火災，遠低于變電站火災的情況。造成這種現象的原因，除了水力發電廠本身著火風險低的原因外，與其建筑物形式有關，水電運營商的機動性較低，著火的風險較低。

3水電站的消防設計原則

（1）貫徹《水利水電工程設計防火規范》的防火原則

嚴格按照國家有關規定和法規要求進行設計，采取“一防二斷，三滅四排”的綜合消防策略，盡量減少起火的根源，并避免起火。萬一發生火災，火勢不會蔓延，可以立即撲滅，以最大程度地減少火災損失[2]。

（2）協調考慮項目的防火設計和樞紐的總體布局，以確保滿足不同防火單元的要求，例如防火通道、防火距離和安全出口。

（3）水電站離城鎮很遠，可用的社會消防設施有限。消防設計必須基于自救，關鍵組件必須使用先進的技術來確保安全、方便、實用和經濟。

（4）水電工程的水資源足以充分利用水消防保護的優勢。

4水電站消防設計特點

（1）突出重點

水電站的布局和運行與其它工業建筑物不同，工廠的主體建筑物空間很大，煙霧的長期積累不會影響人員的疏散。另外，由于改善了電廠管理的自動化程度，大多數位置無人值守或很少進行消防設計，因此，確保機電設備的耐火性和人員的安全疏散是消防設計的重點。

（2）綜合運用消防措施

在防火設計中，必須首先強調“預防”措施，以將火災風險降至最低。合理布置每個功能區域，并對高風險區域采取諸如隔離和滅火等措施，以減少火災蔓延的可能性。

（3）運用基于自我防護和自我救援的最先進技術

充分利用水消防的好處，并在有消防需要的情況下，盡可能將它們與常規設備集成在一起，以確保安全、方便使用和經濟合理。在關鍵零件上使用先進技術。另外，發電廠通常遠離城鎮，消防安全應基于自我防護和自我救援[3]。

5 消防設計的相關問題

（1）消防水源

可以從水庫、電站入口壓力鋼管和尾水（河流）中獲得水電站的消防水源，并且可以通過加壓（減壓）水、泵加壓水或消防水箱水來提供消防水。水電站消防水源的選擇和供水方式的選擇是可靠的，進行火災檢查時遇到的一個更常見的問題是是否安裝消防水池。對于大多數水力發電廠，水是從水庫、尾水（河流）中抽出的，由于壓力降低或泵壓力的原因，消防水的供應是高度可靠的。

（2）火災自動報警系統

水力發電廠固定式滅火和火警系統的安裝位置非常有限，特別是對于中小型發電廠。對于大多數中小型水力發電廠，火災探測器點的總數不超過100個。只要能夠滿足關鍵位置警報和聯動要求，自動火災警報系統就易于設置。圖1顯示了用于某水力發電廠的自動火災報警系統[4]。

大型水電站必須配備自動火災報警系統，并且必須指定使用自動火災報警系統。這些位置包括油室和機房內設有固定滅火系統的油處理室、電梯機房等?；馂淖詣訄缶到y劃分和配置如表1所示。

（3）固定滅火設備

安裝在水電站的固定式滅火器必須與自動火災報警系統一起使用。中小型發電廠使用的主要組件是水輪發電 機風罩、油浸式變壓器、油箱室和油處理室[5]。建筑物的室外消火栓一次滅火用水量如表2所示。

大多數中小型水力發電廠不包括水力發電機。其余零件可能未配備固定噴水裝置。但是，由于在水電站工作的人員較少，因此有必要安裝自動火災報警系統和固定式噴水滅火器。

（4）排煙通風系統設計

每個通風系統都采用了防火措施，并安裝了事故的煙霧排放系統。在帶有事故排煙的房間中，排風系統也是事故排煙系統。

①電纜室供排風系統

風被吸入單獨的工廠建筑物中，并通過安裝在電纜室和主廠房建筑物之間的隔板中的軸流風扇被傳送到電纜室，防火閥安裝在風扇的兩側，防火閥處于常開狀態。電纜室排氣系統也是事故排煙系統，風扇是熱排風扇，風扇的進氣口安裝了回風防火閥[6]。發生火災時，控制中心將關閉回風煙氣滅火閥，在收到排煙指令后將其打開，并啟動熱排氣扇。當排氣溫度達到28℃時，它將自動關閉，熱排氣風扇停止工作，并且回風排氣消防閥連接到熱排氣風扇。

②油庫通風換氣系統

油庫和油處理室配備有獨立的空氣供應系統，并由軸流風扇提供。滅火器安裝在風扇的兩側。當大火達到70℃時，消防閥關閉，風扇停止運行。風管使用不易燃的玻璃纖維增強塑料風管，油庫和油處理室配備有獨立的事故排煙系統。風扇使用高溫排氣風扇，風扇進氣口安裝了回風排氣消防閥。發生火災時，控制中心將關閉回風閥，在收到排煙指令后將其打開，并啟動熱排氣扇。當排氣溫度達到28℃時，它將自動關閉[7]。

（5）消防配電分布

水電站的交流電路通常具有三個或更多的電源電路和一個外部電源，并且直流系統也非?？煽?。水力發電廠所用電力的可靠性遠遠高于一般工業和私人建筑中的電力，并且可以完全滿足防火電力的要求。因此，通常不應單獨提供特殊的消防電源。

（6）滅火方法和設備的選擇與使用

水電站的消防方法主要是水和化學消防。噴水滅火可以解決大多數類型的火災，化學滅火有助于特水火災的滅火。水電廠，尤其是中小型水電廠的消防配置必須基于可靠性、實用性、經濟性和易維護性。

（7）水電廠機電設備的選擇

在選擇水電站水力和電氣設備時，只要考慮到消防因素，消防設計專業就會與其它專業積極合作，以充分了解設備的特點并做出合理的選擇，提出防火計劃。中小型水力發電廠由于自動化程度的提高，主要采用操作管理和外包維護方法，有條件的中小型水力發電廠消除了渦輪機油和絕緣油的存儲，這將減少對防火配置的大部分投資，同時顯著降低或消除火災風險，并提高電廠的消防安全性。

6 結束語

水力發電站通常位于偏僻的山區，交通不便。發生火災時，僅電站自身的消防部門，外界無法提供及時的救援。在水力發電廠安裝火災報警系統后，可以及時發現火災，并采取相關的安全預防措施以消除火災苗頭，確保電廠的安全運行。

參考文獻

[1] 烏曉明. 中小型水電站消防設計中若干問題的探討[J]. 消防科學與技術， 2008， 27（9）：659-661.

[2] 張永勝. 淺談中小型水電站消防設計[J]. 內蒙古水利， 2017（3）：72-73.

[3] 王宏偉. 喀麥隆曼維萊水電站生活和消防供水系統設計[J]. 海河水利，2018， 213（05）：21-23.

[4] 殷召生， 鄭煒， 尤萬方. 智能水電廠安防聯動系統設計和實現[J]. 水電與抽水蓄能，2018，18（2）：82-85.