劉寶中１，李強(qiáng)１，常繼成１，鄧親云２?
（1.水利部天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300222；2.水利 部規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100011）
摘 要：萬(wàn)家寨水電站年供水14.0×108 m3，發(fā)電27.5×108 kW·h，本文介紹水電站的消火栓系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、CO2滅火系統(tǒng)、探測(cè)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：水電站；消防給水；CO2滅火系統(tǒng)；設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TV73；TU998.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
文章編號(hào)：1000-4602(1999)12-0034-02 1 工程概況 黃河萬(wàn)家寨水電站工程是國(guó)家“八五”和“九五”期間的重點(diǎn)大型水電工程，位于托克托至龍口段的峽谷內(nèi)。?
電站的主要任務(wù)是供水結(jié)合發(fā)電調(diào)峰，同時(shí)兼有防汛防凌的任務(wù)，擔(dān)負(fù)著向能源基地供水和華北電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰供電的重要作用。年供水量14.0×108m3，其中向準(zhǔn)旗地區(qū)供水 2.0×108 m3，向朔州市和大同市供水5.6×10８m3，向太原市供水6.4×10８m3；電站裝機(jī)六臺(tái)，年發(fā)電量27.5×10８kW·h。工程建成后，將緩解晉蒙能源基地和城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)用水及電力供應(yīng)狀況，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
工程的建筑物由電站建筑物和生活管理區(qū)建筑物組成，電站建筑物由攔河壩、泄水建筑物、引黃取水建筑物、發(fā)電廠房、控制樓、開(kāi)關(guān)站、消防車(chē)庫(kù)及營(yíng)房、凈水廠、機(jī)修廠等組成。引黃取水建筑物設(shè)在左岸，采用頂溢分層取水的方式，敷設(shè)兩根DN4000 mm的鋼管，單根取水2 4.0m3/s，每年可向山西供水12.0×10８m3。發(fā)電廠為鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的壩 后式廠房，地上一層地下三層。發(fā)電廠安裝6臺(tái)混流式發(fā)電機(jī)組，機(jī)組間距2.4m。在廠房上游側(cè)的地面下依次排列有母線室、電纜廊道和消防廊道；在廠房下游側(cè)的地面下設(shè)有管路廊 道、供水廊道等?？刂茦菫殇摻罨炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)的十層建筑，全廠的生產(chǎn)調(diào)度、中心控制室、計(jì)算機(jī)室、有線及微波通信中心、消防控制室、水位監(jiān)測(cè)室、儀表及高低壓電器試驗(yàn)室均設(shè)在這里。在發(fā)電廠的下游左岸布置凈水廠，其水處理工藝是加藥、混凝、澄清、過(guò)濾、消毒，生產(chǎn)能力3200m3/h。在發(fā)電廠的下游右岸布置機(jī)修廠房、消防車(chē)庫(kù)和營(yíng)房，電站建筑總面積46585m2，生活管理區(qū)建筑總面積99036m3。? 2 消防給水設(shè)計(jì) 電站消防給水的設(shè)計(jì)立足于自救，消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成常高壓。?
2.1 消防水源和消防給水系統(tǒng)
消防給水由設(shè)在壩下左岸的凈水廠供給，通過(guò)專(zhuān)用水泵將水送到壩頂右岸460m3的高位消防水池，其容積是按儲(chǔ)存電站最大一次消防需水量324m3和3h生產(chǎn)生活需水量136m3設(shè)計(jì)的。水池分為兩格，每格均設(shè)有溢流水位、最高水位、消防水位和報(bào)警水位等水位信號(hào)，以保證消防水量不被動(dòng)用。
由高位消防水池通過(guò)兩根DN300mm管道將水送到消防廊道，由消防廊道再分出去發(fā)電廠、控制樓、開(kāi)關(guān)站、主變壓器、發(fā)電機(jī)組和附屬?gòu)S房的管道系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)均設(shè)計(jì)成環(huán)路，以保證消防供水的安全性。
發(fā)電廠的消防供水系統(tǒng)又分為上游側(cè)和下游側(cè)兩個(gè)消防供水系統(tǒng)，其下游側(cè)消防供水系統(tǒng)除供給下游側(cè)消火栓外，還要供給發(fā)電機(jī)組的噴霧用水。為保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組除設(shè)有電器保護(hù)措施以外，還設(shè)有水噴霧保護(hù)措施。在發(fā)電機(jī)定子線圈的兩端設(shè)有固定式水噴霧滅火環(huán)管系統(tǒng)，上下環(huán)管的直徑均為DN100mm，每根環(huán)管上設(shè)有高速噴頭48個(gè)，每個(gè)噴頭的工作壓力不低于0.35 MPa，水噴霧流量為18.0 L/s，水噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)為探測(cè)系統(tǒng)控制的自動(dòng)啟動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)手啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式，發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)由探測(cè)系統(tǒng)和電視閉路 監(jiān)視系統(tǒng)傳送到中央控制室，在確認(rèn)火災(zāi)無(wú)誤后，啟動(dòng)水噴霧系統(tǒng)，以及時(shí)滅火和防止火災(zāi)漫延。?
控制樓除設(shè)有水消防系統(tǒng)外，還設(shè)有二氧化碳滅火系統(tǒng)。
開(kāi)關(guān)站首層設(shè)有六臺(tái)主變壓器，在主變壓器的下面設(shè)有集油坑，坑內(nèi)鋪0.30 m厚的卵石層，卵石層下面設(shè)四根DN200mm的排油管?；馂?zāi)事故時(shí)，變壓器的絕緣油和消防水均通過(guò)排油管排到廠外的事故油池，以免火災(zāi)漫延。主變壓器的消防供水共分六個(gè)系統(tǒng)，每臺(tái)主變單 元均設(shè)兩根DN 300 mm的環(huán)狀供水管道，水霧噴頭分為三層，共安裝高速水霧噴頭76只，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為探測(cè)系統(tǒng)控制的自動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)兩種啟動(dòng)方式，水噴霧強(qiáng)度為20 L/(min·m2)，單臺(tái)主變水噴霧流量115 L/s。?
2.2 消防水量和消防水壓
電站和生活管理區(qū)均需設(shè)消防給水，根據(jù)建筑物和設(shè)備生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別和建筑物耐火等級(jí)，計(jì)算消防水量和強(qiáng)度結(jié)果見(jiàn)表1。 表1 建筑物和設(shè)備消防水量表 | 建筑物或設(shè)備名稱 | 建筑物體積或面積 | 所需消防水壓（MPa） | 消防系統(tǒng)實(shí)際水壓（MPa） | 消防流量(L/S) | 消防水量(m3) | 備注 | | 發(fā)電廠 | 177469m3 | 0.34 | 0.40 | 內(nèi)25，外20 | 324 | 2.0h | | 控制樓 | 27400m3 | 0.48 | 0.50 | 內(nèi)25，外15 | 288 | 2.0h | | 主變單元 | | 0.60 | 0.60 | 115 | 165 | 24min | | 發(fā)電機(jī)單元 | | 0.40 | 0.40 | 18 | 11 | 10min | | 輔助生產(chǎn)車(chē)間 | 972m2 | 0.30 | 0.40 | 內(nèi)5，外15 | 144 | 2.0h | | 生活管理區(qū) | 99036m3 | 0.35 | 0.35 | 20 | 144 | 總建筑面積 | 高位消防水池的容積460m3，其設(shè)置高度是以滿足主變單元水噴霧消防所需壓力為準(zhǔn)，水池的出水管直徑以滿足主變單元水噴霧流量115L/s為準(zhǔn)。? 3 通風(fēng)系統(tǒng)防火與排煙設(shè)計(jì) 發(fā)電廠地下各層、控制樓地下各層及地下的消防廊道、電纜廊道、高低壓盤(pán)室、廠用變電室 、油處理室、封閉母線室、管路室、透平和絕緣油室等均設(shè)有送排風(fēng)系統(tǒng)。為防止火災(zāi)沿通風(fēng)系統(tǒng)漫延，除風(fēng)道采用不燃的玻璃鋼制品外，所有風(fēng)道穿越防火墻和防火分隔物時(shí)，均在穿越處設(shè)防火閥。當(dāng)室溫升至69～70 ℃時(shí)，進(jìn)風(fēng)口上的防火調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉，與之聯(lián)動(dòng)的送風(fēng)機(jī)停運(yùn)，探測(cè)系統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)室溫升至150 ℃時(shí)，設(shè)在排風(fēng)口上的防火防煙閥自動(dòng)關(guān)閉，與之聯(lián)動(dòng)的排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行?；馂?zāi)事故后，手動(dòng)或遠(yuǎn)動(dòng)啟動(dòng)防火調(diào)節(jié)閥和排風(fēng)機(jī)，進(jìn)行事故排煙。 ? 4 CO2滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)? 在中央控制室、電纜室和兩段電纜廊道的四處防護(hù)區(qū)共用一套組合分配式高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，設(shè)備間設(shè)在地下二層緊靠樓梯間處，組合分配系統(tǒng)內(nèi)最大的防護(hù)區(qū)容積為1746m3，設(shè)計(jì)濃度為47%，需二氧化碳2604kg，共設(shè)70L高壓瓶56個(gè)，充裝系數(shù)為0.68。在計(jì)算機(jī)室單獨(dú)設(shè)置一套355型低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)，設(shè)備在保護(hù)區(qū)的防護(hù)罩內(nèi)。?
5 火災(zāi)報(bào)警與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在控制樓、發(fā)電廠、開(kāi)關(guān)站及有關(guān)部位設(shè)置了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由火災(zāi)報(bào)警控制器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、火災(zāi)探測(cè)器及火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)組成。?
火災(zāi)報(bào)警控制器設(shè)在消防控制中心，以專(zhuān)用電纜聯(lián)接，能接收探測(cè)器和手動(dòng)報(bào)警按鈕的火情信號(hào)，并發(fā)出聲光報(bào)警，指出火災(zāi)發(fā)生的位置，電子鐘自動(dòng)顯示火災(zāi)報(bào)警時(shí)間，監(jiān)視器自動(dòng)顯示火災(zāi)部位的平面布置圖。在自動(dòng)滅火系統(tǒng)的場(chǎng)所，當(dāng)兩種不同性質(zhì)的探測(cè)器同時(shí)報(bào)警的情況下，可以自動(dòng)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)。
在固定式水噴霧和二氧化碳滅火系統(tǒng)控制的場(chǎng)所，設(shè)置了自動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)和機(jī)械啟動(dòng)三種控制方式。固定式滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后，在防護(hù)場(chǎng)所及其門(mén)口均有聲光報(bào)警顯示。聲音不少于7.5 B，光報(bào)警器15m設(shè)一個(gè)。
電 話：(022)28702345?
收稿日期：1999-07-14 | 
