水电站消防设计应注意的问题及对策

【摘要】随着西部地区经济的快速发展,对电力的需求不断增加。为充分利用西部地区水力资源,开发水电这一重要绿色能源作为电力能源补充。近十年来，西部省区各流域开发水电站如火如荼。水电站的消防设计工作被提到一个更高的标准,应当引起高度的重视。本文结合西部某些水电站的消防审查,对水电站合理设置消防设施、有效地保护水电设施设备、保障人员安全疏散进行了探讨。

【关键词】:水电站厂房；火灾危险性；消防设计

中图分类号：TU998文献标识码：A文章编号：

一、水电站厂房火灾危险性

水电站由于设备众多、线路复杂、带油设备繁多,发电机、主变压器、油浸变压器(电抗器)、油开关、电缆、蓄电池等电力、电气设备,柴油发电机、绝缘油和透平油系统等场所火灾危险性大。水电站厂房地下部分空间密闭,一旦发生火灾,宜造成人员疏散困难,火灾扑救难度大,从而产生社会影响，造成巨大经济损失，后果严重。

二、水电站消防设计特点

1重点突出

水电站工艺布置与运行情况不同于其他工业建筑,主厂房空间高大,较长时间的烟气聚集不会影响到人员疏散,而且随着电站管理自动化程度的提高,大部分场所无人值班或少人值守,人员疏散与民用建筑有所不同。因此在消防设计中,保证机电设备安全和人员安全疏散应是水电站厂房消防设计的重点。

2消防措施综合运用

在消防设计中,首先应突出“防”,争取将火灾危险性降到最低程度；其次合理布置各个功能区,有针对性的对火灾危险性高属丙类的场所、部位进行分隔，采取多重消防灭火保障措施。在预防-报警-灭火设施启动多重环节保护下，尽量减少火灾蔓延的可能性发生。

3立足自防自救

“预防为主、防消结合”是消防工作方针。水电站一般远离城镇,可借助的社会消防力量有限,消防安全立足自防自救。在确保消防需要的前提下,充分发挥水消防优势,尽可能与正常使用的设备相结合,重点部位采用先进技术,做到保障安全、使用方便、经济合理。

三、消防设计常见问题分析

西部地区水电站厂房生产的火灾危险性类别通常为丁类。部分场所如中央控制室、油浸变压器室、油处理室、柴油发电机室、室外主变压器场等为丙类。在消防设计中通常根据厂房建筑的火灾危险性类别和危险等级，按照以下防火规范进行设计：

(1)《水利水电工程设计防火规范》SDJ278-90、

(2)《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229-2006、

(3)《建筑设计防火规范》GB50016-2006、

(4)《建筑内部装修设计防火规范》GB50222—95(2001年修订版)

(5)《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

(6)《水力发电厂房采暖通风与空气调节设计规程》(DL/T5165-2002)进行相应的消防设计。

(7)《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154:2003

在水电站消防设计审查中通常存在以下几个问题:

1.将主、副厂房作为同样的功能分区,划分为一个防火分区。

丙类场所内部装修设计燃烧性能等级设计不合理。顶棚、墙面材料较多使用燃烧性能等级为B1级的装修材料,地面、隔断使用B2级；丙类场所防火分隔中,建筑装修材料的燃烧性能等级设计遗漏。

厂房内各部位火灾危险性定性不全、划分不准确,导致主变室、油系统、中控室等重要部位消防设计不完整。

安全疏散不能符合新标准要求,两座水电站都仅设置了敞开楼梯间作为安全出口,且地下层与地上层共用楼梯间；作为工作人员主要聚集地的办公室只设有一条疏散线路,且设在主变室上方,无法保障人员安全疏散。

油系统事故排烟系统未独立设置,油罐和油处理室排出的油气火灾危险性大,易发生油气火灾,与厂房通风系统共用通风总管道,一旦发生火灾,势必造成火势向其他通风子系统蔓延扩大。

电站的消防电源均取自厂用电系统两端的母线上,一旦发生火灾,则两端母线均无法供电,无法满足消防电源的要求。

对不同形式的墙、楼板、井在穿管、开洞时其防火封堵组件设计笼统，交代不清或设计不合理。

四、水电站消防设计建议

1防火分区和丙类场所防火分隔与内部装修

根据《水利水电工程设计防火规范》(SDJ278-90,以下简称《水规》)规定:水电站主厂房和高度在24m以下的副厂房,其防火分区最大允许占地面积不限,是指各自的防火分区面积不限,但并不是表明二者可以划分为一个防火分区。根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006,以下简称《建规》)第2.0.20条、7.1.5条,在主、副厂房按照不同防火分区划分时,相邻之间应设置防火墙分隔,防火墙上门窗洞口应为甲级防火门、窗。

水电站厂房的丙类场所主要有:中控室、发电机配电装置室、油浸变压器室、油处理室、柴油发电机室、电缆夹层、室外主变压器等场所。根据《水规》第4.1.1条规定，丙类生产场所应作局部防火分隔,防火分隔宜按照《建规》第5.4.2.3、5.4.2.5条、第5.4.3.2条规定,采用耐火极限不低于2.0h不燃烧体隔墙和耐火极限不低于1.50h的楼板及甲级防火门窗与厂房其他部分隔开。

根据《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95（2001修订版）第4.0.3条规定,电子设备室等丙类场所顶棚和墙面装修材料燃烧性能不应低于A级,地面和其他部位不应低于B1级。中控室根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229-2006第11.1.5条规定：控制室内装修应采用不燃材料。

2安全疏散出口、疏散距离和楼梯间

安全疏散出口：根据《水规》第2.0.2、4.1.1条规定，水利发电厂的主、副厂房生产的火灾危险性类别为丁类，耐火等级为二级。水电站厂房的安全疏散出口宜根据《建规》第3.7.2.4、3.7.2.5条、《水规》第4.2.4条规定设计,按照耐火等级为二级的厂房进行设计,厂房的每个防火分区、一个防火分区内的每个楼层,当“建筑面积大于400m2,且同一时间的生产人数超过30人”或“地下厂房其建筑面积大于50m2,经常停留人数超过15人”时,应当设置两个安全出口。根据《水规》第4.2.4条规定，当副厂房每层建筑面积不超过800㎡时，且同时值班人数不超过15人时，可设一个安全疏散出口。

疏散距离：根据《水规》第4.2.5条规定，发电机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，根据《建规》表3.7.4规定，地下厂房内任一点到最近安全出口的距离为45m。

楼梯间：水电站厂房发电机层以下部分宜设置封闭楼梯间,根据《建规》第7.4.4条规定，地下室的楼梯间,在首层应采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体隔墙和乙级防火门与其他部位完全隔开,并应直通室外。

地下厂房的楼梯间宜按照《建规》第7.4.2.1、7.4.3.1条规定要求，按照防烟楼梯间设计。

3水喷雾灭火系统

根据《水规》规定,考虑用水作为灭火介质方便、经济,一般水轮发电机、主变、绝缘油和透平油系统、大型电缆室、电缆隧道和竖井等部位采用水喷雾灭火装置。系统设备有:火灾自动报警系统、手动或电动球阀、压力表、喷头、末端试水及管网等。以水轮机水喷雾灭火系统设计为例:应按照《水喷雾灭火系统设计规范》(GB50129-95)要求,在发电机定子上下端各配一圈灭火环管,环管上安装水喷雾喷头,设计喷雾强度13L·min-1·m-2,火灾延续时间应按时间40min计算,最不利点水雾喷头工作压力不小于0.35MPa,发生火灾时由火灾自动报警系统探测并自动打开电动球阀启动水喷雾灭火系统灭火,系统反应时间不大于45s,喷头选用离心雾化型水雾喷头,末端试水在厂内进行,用于日常系统检测。

4火灾自动报警系统

根据电站保护对象的使用性质及火灾危险性的特点,将报警区域按照防火分区及不同危险区域划分。主厂房、副厂房、开关站,其中一级保护对象有:发电机、变压器、电缆管沟、油罐和油处理室,其余为二级保护对象。每个报警区域设置一台区域火灾报警控制器,每个探测区域面积不大于500m2。火灾自动报警系统划分和配置如表1所示。

表1火灾自动报警系统划分和配置

5消防给水系统

水电站消防给水通常有自流供水、水泵供水、消防水池方式。水电站适宜以水库水作为消防水源,根据建筑体积和《建规》的规定,确定室外消防用水量和室内消防用水量。在电站上游应设置一座消防水池和补水设施,通过高度差形成常高压消防给水系统,引两根消防主干管采用环状布置分别向下游厂区和开关站的消火栓系统和水喷雾系统供水。

根据《水规》第9.2.2条规定，当给水设施采用自流供水方式时，取水口不应少于两个，必须在任何情况下保证消防给水。

在厂房周围及其它建筑外、厂房内各层按照《水规》第9.3.2、9.3.3条规定，合理布置消火栓。

6事故排烟系统

地下厂房、封闭厂房、坝内厂房的油浸变压器、油处理室、电缆室等场所应设置独立的排烟系统,不得跨越其他房间。具体按照《水力发电厂房采暖通风与空气调节设计规程》(DL/T5165-2002)进行设计。疏散走道、楼梯间的排烟可与厂房内排风系统结合。

7建筑防火封堵

在水电站消防设计中，很少有针对不同性质的墙、楼板、井在穿管、开洞时做具体的防火封堵组件设计措施。大多仅在图纸说明中交代几句。没有根据《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154:2003对各类孔口、建筑缝隙的不同性质、位置画图进行防火封堵组件设计。因而出现防火封堵材料使用不当，防火封堵组件设计未考虑其结构本身的稳定、开裂、位移及耐久性。

8其他需注意的事项

水电站厂房灭火器配置，应根据《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005的规定，确定各灭火器配置场所的火灾种类和危险等级；按照建筑每个防火单元的面积，经计算确定灭火器配置数量和类型。水电站厂房火灾种类一般为固体火灾（A类）、液体火灾（B类）、物体带电燃烧火灾（C类）三种类型。灭火器可选择可扑灭A、B、C类手提式干粉灭火器、卤代烷灭火器或二氧化碳灭火器；消防电源应符合二级负荷要求,宜自备发电,电缆布置都不得穿越易燃易爆危险场所。此外,目前的水电站消防设计规范亟须修订,对水电站的专项消防设计应按最新消防技术规范执行。

五、结束语

水电站消防设计较为复杂,各专业应根据建筑内部功能火灾危险性及建筑空间的特点进行综合分析,根据规范要求，进行合理设计。同时积极引进先进设计理念，采用科技含量高和可靠性、自动化程度高的设施设备,以适应新的形势和经济发展要求。只有这样,才能较好地解决水电站消防设计中存在的问题和矛盾,做到安全适用、经济合理,以达到整个工程的消防安全。