火力發(fā)電廠消防水系統(tǒng)設計的幾點建議

國家電投集團東北電力有限公司撫順熱電分公司 朱 慶

國家在大力發(fā)展火力發(fā)電廠的生產(chǎn)工作同時，更加重視火力發(fā)電廠的消防安全問題，這就給消防水系統(tǒng)的設計相關人員帶來壓力，一定要保證設計的消防水系統(tǒng)符合國家各項標準要求和規(guī)范，保證質(zhì)量就可以保證事故發(fā)生的減小，不給火力發(fā)電廠留下安全隱患。

1 火力發(fā)電廠消防水系統(tǒng)設計中易被忽略問題

1.1 火力發(fā)電廠現(xiàn)消防安全現(xiàn)狀

我國現(xiàn)今供電大部分由火力發(fā)電廠進行供給，雖然隨著科技進步不斷地出現(xiàn)了太陽能、風能、核能等一系列新能源，但他技術還不夠成熟，可提供少部分電量但無法承包國家的全部供電需求。現(xiàn)今我國火力發(fā)電廠的消防安全現(xiàn)狀并不樂觀，發(fā)電廠的工作人員安全意識薄弱、企業(yè)也沒有對安全意識著重培養(yǎng)，工作人員在入職時缺少相關安全培訓，同時發(fā)電廠里的安全設備也有些落后，發(fā)電廠的安全管理模式也需進行改革。雖然我國的消防安全技術有突飛猛進的提高，但還是不能忽略其發(fā)展。

1.2 消防水泵房設計

選擇消防水泵時，要按照火力發(fā)電廠最不利情況下的水量壓力來進行，但在實際滅火應用中，消防設備無法達到設計值、甚至遠遠低于設計值，特別是自動噴水滅火系統(tǒng)，當發(fā)生火災時系統(tǒng)開放的噴頭數(shù)量和開放的噴頭出水量也不受人為控制和操作，因為當火災來臨時沒有時間、也來不及去人工開啟消防水系統(tǒng)，在以往的很多火災案例中，自動噴水滅火系統(tǒng)在發(fā)生火災時不能按照設計時的理想預期開放出合理數(shù)量的噴頭，噴水量也比設計時的理想預期相差較大。

因為火力發(fā)電廠的消防水系統(tǒng)對用水點的需求很多，但對水量和水壓的要求差別很大。在火災發(fā)生初期，自動噴水滅火系統(tǒng)會開放一支到兩支水槍出水、一個到兩個噴頭出水，這樣水泵就是在高揚程、小流量的情況下進行運作。在相關技術人員對水泵進行檢查或?qū)ο腊踩到y(tǒng)進行實驗運轉(zhuǎn)時，發(fā)現(xiàn)一支水槍出水也會出現(xiàn)高揚程、小流量的情況。正常情況下每一臺消防水泵都有屬于自己的獨立的一根吸水管，且水泵在吸水過程中一般采用自灌式吸水方法，這種方法需在吸水管處安裝閥門，但在安裝過程中一定要注意不可使用蝶閥，因為蝶閥過水通徑比吸水管直徑還要小，這樣會對水流的速度和水流量產(chǎn)生不利影響。

1.3 布置室外消防栓和廠區(qū)消防管網(wǎng)

廠區(qū)內(nèi)的消防管網(wǎng)需布置成環(huán)狀，根據(jù)火力發(fā)電廠的實際情況，需要布置很多圈小的消防管網(wǎng)并呈現(xiàn)小環(huán)狀，小環(huán)放在火力發(fā)電廠中形成一整個大環(huán)，然后需要兩條及兩條以上的輸水管在消防泵房給環(huán)網(wǎng)提供水資源。由于整個環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)過于龐大，在局部發(fā)生事故時不需整個環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的運作，所以用閥門將整個環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)分割成若干小部分，每個部分中的消防栓少于五個。在管網(wǎng)和室外消防栓的布置中，需對管網(wǎng)能產(chǎn)生多大的水力進行精準計算，這樣可精準地知道水管網(wǎng)各部分的管徑，可在設計過程中有效減少流量過大給水頭造成的損失。這一步驟的進行非常繁瑣，但是整個消防水系統(tǒng)中最重要的部分。這一部分往往會被消防水系統(tǒng)的設計人員所忽略，或并沒有意識到其重要性、而只進行粗略的計算。

在整個消防水系統(tǒng)設計中，只有通過對水管網(wǎng)各部分管徑的精準計算才能準確提供一個水泵揚程參數(shù)，從而得出各個用水點精確的壓力值，方便包括水噴霧系統(tǒng)、濕式報警系統(tǒng)等各個消防水系統(tǒng)的水力計算，通過計算來判斷消防栓是否需進行減壓設置，只有通過這些詳細步驟來設計的消防水系統(tǒng)才能達到國家管網(wǎng)安全標準，這樣設計出的消防水系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的應用中才較為合理，火力發(fā)電廠采取這樣的系統(tǒng)也可保證資金效益，同時還避免誤差產(chǎn)生的管網(wǎng)壓力波動。為保證這一部分的計算精準、誤差小，可使用計算機編程系統(tǒng)進行上機計算，在計算過程中采用環(huán)網(wǎng)平差法。

1.4 主廠房室內(nèi)消防管道

根據(jù)國家提出的《火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范》中，有一條對主廠房室內(nèi)消防管道進行了規(guī)定，要求安裝在主廠房室內(nèi)的消防豎管應安裝在底層或運轉(zhuǎn)層，通過水平干管來構(gòu)成環(huán)狀管道，它的直徑必須經(jīng)過精準的計算來確定，但同時也要切記不小于100毫米。在實際的設計過程中，可感受到在消防豎管的底層有很多管道，它們的結(jié)構(gòu)錯綜復雜、相互交錯，所以在消防水系統(tǒng)設計的過程中，為避免管道間的交叉和碰撞，就需設計師結(jié)合相關的專業(yè)知識進行多次的調(diào)整來改變管道之間的錯雜連接，讓管道看起來井然有序，這樣在安裝管道和維護管道時都能更加快速、方便、準確地進行。

設計人員為能更加輕松的解決管道交錯和碰撞帶來的問題，將環(huán)管設置在運轉(zhuǎn)層，這樣給安裝減小了難度，同時在維護環(huán)管方面也帶來了方便，這樣安裝還可節(jié)約管材，給管網(wǎng)的安裝帶來了一些坡度，更加有利于在進行消防水系統(tǒng)時的排氣工作，避免整個管網(wǎng)在使用一段時間后存在空氣聚焦的現(xiàn)象。國內(nèi)的火力發(fā)電廠消防水系統(tǒng)還不算完善，沒有強制規(guī)定主廠房內(nèi)的消防管道需要安裝排氣裝置，但在國外很早就開始給火力發(fā)電廠的主廠房進行消防管道排氣裝置的設計及安裝使用。

我國很多火力發(fā)電廠聘請國外設計師進行消防水系統(tǒng)設計，其在設計消防水系統(tǒng)方案時也會著重考慮主廠房內(nèi)的消防系統(tǒng)排氣裝置。因此未來我國在設計火力發(fā)電廠的消防水系統(tǒng)時，也要將這一問題考慮進去，加強對這一方面問題的研究，深入探究主廠房安裝消防管道排氣裝置的原理和最先進技術，對火力發(fā)電廠內(nèi)的人員和器材起到更好的保護。

2 火電廠消防水系統(tǒng)設計的幾點安全建議

2.1 消防給水系統(tǒng)設計

根據(jù)國家所出臺的火力發(fā)電廠消防水系統(tǒng)應注意的規(guī)范標準里，裝機容量在125MW及以上的發(fā)電廠需要安裝獨立的消防給水系統(tǒng)，在給這類火力發(fā)電廠設計消防給水系統(tǒng)時，要著重注意在任何情況下消防水源的暢通問題，一定要保證消防給水系統(tǒng)中水量的充足，同時也一定要注意不要讓供水管道堵塞。隨著外界空氣環(huán)境的影響，在天氣寒冷時要防止消防水源的結(jié)冰問題，出現(xiàn)上述問題時，一旦發(fā)生火災將無法進行消防水系統(tǒng)的正常工作運行，不能及時的進行滅火，會對火力發(fā)電廠造成很大的損失和傷亡現(xiàn)象。

在安裝消防水泵時，采取的供水方式需采取自灌式供水，相比于充水式供水可節(jié)省更多時間，且啟動時間更短，自灌式供水的運行也更加平穩(wěn)、可靠，其優(yōu)點還有在發(fā)生火災啟動該系統(tǒng)時，系統(tǒng)自身能保證充足的供水量，絕不會出現(xiàn)間斷或者缺水現(xiàn)象。在進行消防水系統(tǒng)的設計時，也要注意裝機組容量在125MW及以上的火力發(fā)電廠需準備一個備用泵，防止在發(fā)生意外時主泵壞掉無法進行搶救工作，柴油驅(qū)動消防泵就是做備用泵的一個很好選擇，可在主泵發(fā)生障礙或被破壞時及時派上用場，讓火力發(fā)電廠的安全設備不出現(xiàn)短缺現(xiàn)象。

在挑選安裝室內(nèi)室外的消防栓位置時，一定要選擇顯眼、容易被發(fā)現(xiàn)的地方，這樣在突發(fā)危險時可更加快速地找到消防栓并且做出出水操作。位于地下的消防栓，也要在地面上做一個明顯的消防標識，針對于室內(nèi)的消防栓來說，還應當設置一個就地起泵按鈕。一個火力發(fā)電廠所需要的消防栓數(shù)量也要經(jīng)過精準的計算，計算消防栓數(shù)量的主要依據(jù)是基于保護半徑保證水流量充足，是內(nèi)外消防用水的多少結(jié)合起來進行計算。

2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)設計

自動噴水滅火系統(tǒng)主要由灑水噴頭、報警閥組、水流報警相關裝置組成，此外還有水管及供水設施等，這一系統(tǒng)目前在我國火力發(fā)電廠中被廣泛應用，特點是功能完善、實用可靠并可有效控制火勢的大小。在設計自動噴火滅火系統(tǒng)時，也要遵從國家在火力發(fā)電廠消防水系統(tǒng)方面的相關規(guī)定和要求，在適當?shù)幕鹆Πl(fā)電廠相關位置安裝自動噴水滅火系統(tǒng)，火力發(fā)電廠中常發(fā)生火災的地方主要有變壓器區(qū)域、煤場、磨煤機、鍋爐房、輸煤棧橋等區(qū)域。

消防水系統(tǒng)設計工程師可根據(jù)以往大量火力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)驗，在輸煤棧橋里安裝開式雨淋系統(tǒng)，在輸煤系統(tǒng)中安裝快速響應噴頭，如該系統(tǒng)發(fā)生火災，探測器發(fā)現(xiàn)火災就會啟動并向報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，報警箱接收到發(fā)射的信號后會對信號進行確認，確認發(fā)生火災后打開雨淋閥，整個保護區(qū)內(nèi)的開式噴頭開始噴水冷卻至滅火。安裝雨淋系統(tǒng)的優(yōu)點在于可快速大面積的進行噴水滅火，這種方式對于發(fā)生火災時的降溫和滅火工作都有顯著效果，能更好地保護火力發(fā)電廠中的器材及工作人員。

2.3 氣體滅火系統(tǒng)設計

針對火力發(fā)電廠的消防水系統(tǒng)還有一種保護系統(tǒng)，那就是氣體滅火系統(tǒng)設計，使用氣體的好處是不用儲水、也不用擔心管道的堵塞，所以對火力發(fā)電廠的消防水系統(tǒng)還要進行更加嚴謹、復雜的系統(tǒng)安裝。在火力發(fā)電廠的部分區(qū)域還需要安裝氣體滅火系統(tǒng)，目前我國的火力發(fā)電廠主要運用的氣體滅火系統(tǒng)是IG541滅火系統(tǒng)、低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)等組合式氣體滅火系統(tǒng)。

這些氣體滅火系統(tǒng)都是由很多氣體通過不同的百分比相互組合而成的，組合的氣體中彼此的含量是不同的，所占的比例是不同的。如二氧化碳作為天然惰性氣體就可應用到滅火系統(tǒng)中，在常溫常壓的環(huán)境下是二氧化碳自身是無色無味的，并且它屬于中性氣體不導電、也沒有腐蝕性，可以隔絕空氣與可燃物的接觸，并且二氧化碳還可起到降溫冷卻的作用。

3 結(jié)語

火力發(fā)電廠作為國家的重要“生命線”，其安全系統(tǒng)受到國家和社會的重視，在一個國家正常的運行過程中，火力發(fā)電廠是不可以出現(xiàn)事故的，否則將造成重大的損失，所以加強對火力發(fā)電廠消防水系統(tǒng)設計，是最根本的解決問題的關鍵。做好對火力發(fā)電廠的消防水系統(tǒng)安全設計，著重研究預防發(fā)生火災和火災發(fā)生時的及時處理方案是必要的。