王培培
【摘要】在社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的背景下,為了進(jìn)一步滿足社會(huì)用電需求,并落實(shí)節(jié)能環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的內(nèi)在要求,我國逐漸加大了對(duì)水電資源的開發(fā)建設(shè)力度。在此過程中,對(duì)于水電站地下洞室以及主要的作業(yè)場(chǎng)所而言,因作業(yè)換進(jìn)的特殊性使得火災(zāi)安全問題隨之凸顯,一旦發(fā)生火災(zāi)將帶來嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡?;诖?,本文針對(duì)水電站主變洞這一火災(zāi)高發(fā)區(qū)下相應(yīng)煙氣流動(dòng)特與機(jī)械排煙模式的運(yùn)用問題進(jìn)行了探討,并提出了對(duì)策。
【關(guān)鍵詞】水電站;煙氣流動(dòng);機(jī)械排煙模式;應(yīng)用;分析
前言
在地下水電站工程中,相應(yīng)的建筑物類型較多,通常包括了主廠房、主變洞、母線洞以及排風(fēng)洞等,在實(shí)際踐行的過程中,因工藝技術(shù)落實(shí)不到位,以及防火安全意識(shí)理念的淡薄,致使存在著較大的火災(zāi)安全隱患。而從歷年來地下水電站所發(fā)生的火災(zāi)情況看,主變洞是火災(zāi)隱患發(fā)生的重點(diǎn)區(qū)域,要想實(shí)現(xiàn)對(duì)這一安全風(fēng)險(xiǎn)隱患問題的有效控制與規(guī)避,就需要在明確相應(yīng)排煙特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)機(jī)械排煙模式的科學(xué)合理搭建,因此,針對(duì)這一課題展開研究現(xiàn)實(shí)意義凸顯。
1、水電站排煙特征與所帶來的危害
在地下水電站中,相應(yīng)工作環(huán)境呈現(xiàn)出了明顯的濕熱性特點(diǎn),與城市地下空間建筑相比而言,在防火安全方面存在著很大的差異性,具體而言,表現(xiàn)為:第一,在整個(gè)地下水電站中,空間體積大,同時(shí),相應(yīng)火災(zāi)排煙量極大,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明排煙量需求大概在幾十萬立方米/小時(shí),所以在設(shè)計(jì)送風(fēng)與排煙系統(tǒng)的過程中難度較大。第二,在水電站內(nèi)部,因相應(yīng)設(shè)備布局的限制,如采用傳統(tǒng)的火災(zāi)排煙通過氣流組織方式,則相應(yīng)的排煙效率極低。第三,地下水電站在整個(gè)的構(gòu)造上形式較為復(fù)雜,且布置的設(shè)備都是用于發(fā)電的,基于這一特點(diǎn)下,使得火災(zāi)呈現(xiàn)出了多樣性特征。第四,地面存在著大量的補(bǔ)風(fēng),且在相應(yīng)補(bǔ)風(fēng)模式上也存在著較大的差異性,進(jìn)而對(duì)相應(yīng)的排煙系統(tǒng)造成了一定的影響。
基于如上特點(diǎn)下,在發(fā)生火災(zāi)時(shí),大量的熱氣與煙氣難以實(shí)現(xiàn)有效排出,加上傳統(tǒng)防火隔離分區(qū)的設(shè)置難度大,且使用常規(guī)的滅火設(shè)備難以達(dá)到有效滅火的目的,而在人員疏散上的難度極大,進(jìn)而埋下了嚴(yán)重的生命安全隱患,同時(shí)也帶來的巨大的損失與影響。因此,結(jié)合水電站發(fā)生火災(zāi)時(shí),煙氣流動(dòng)的特點(diǎn)與排煙的特征,需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)排煙模式的優(yōu)化與完善。
2、水電站煙氣流動(dòng)與機(jī)械排煙模式的具體運(yùn)用
2.1 1:2模型試驗(yàn)與FDS數(shù)值模擬
為了明確在不同排煙量下,相應(yīng)火災(zāi)產(chǎn)生的溢流煙氣在搬運(yùn)道內(nèi)的排煙過程,本文借助1:2模型試驗(yàn)與FDS數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行了研究,并得出:在搬運(yùn)道內(nèi),相應(yīng)的排煙系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溢出煙氣高度的控制,基于相應(yīng)規(guī)范的要求下進(jìn)行計(jì)算,得出在搬運(yùn)道機(jī)械排煙中,主變室火災(zāi)的熱釋放速率為0.5MW/1MW/2MW時(shí),相應(yīng)煙氣高度的有效控制范圍在6.6m/6m/5m。
而在FDS軟件的運(yùn)用下,實(shí)現(xiàn)了基于主變室火災(zāi)時(shí),相應(yīng)搬運(yùn)道機(jī)械排煙過程的模擬,進(jìn)而針對(duì)在0.5MW-5MW下,相應(yīng)主變室火災(zāi)在不同排煙量下,相應(yīng)搬運(yùn)道內(nèi)煙氣控制效果,得出的結(jié)果為:基于相應(yīng)規(guī)范的要求下,在進(jìn)行排煙的過程中,基于搬運(yùn)道的排煙系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣層高度的有效控制,因此呈現(xiàn)出了良好的排煙效果,同時(shí)補(bǔ)風(fēng)作用凸顯,并經(jīng)過計(jì)算得出在主變室發(fā)生火災(zāi)時(shí),搬運(yùn)道內(nèi)的煙氣溫度在180℃以內(nèi),因此,能夠作為逃生通道進(jìn)行使用。而基于可見度下,在搬運(yùn)道內(nèi),2m以下的區(qū)域相應(yīng)可見度能夠達(dá)到10m以上,所以按照相應(yīng)規(guī)定,120m3/(h·m)能夠滿足逃生之需。因此在實(shí)際針對(duì)機(jī)械排煙進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,可按照這一理論規(guī)范進(jìn)行優(yōu)化與完善,以促使相應(yīng)的額排煙模式能夠?yàn)闈M足火災(zāi)逃生之需奠定基礎(chǔ)。
2.2 基于2DPIV激光粒子實(shí)驗(yàn)研究
針對(duì)水電站地下主變洞火災(zāi)煙氣流動(dòng)以及機(jī)械排煙進(jìn)行研究的過程中,還采用了2DPIV激光粒子實(shí)驗(yàn)這一方法,并得出如下結(jié)論:第一,在地下水電站的主變室空間中,屬于受限空間的典型代表,所以,在發(fā)生火災(zāi)時(shí),基于浮力驅(qū)動(dòng)下的煙羽流會(huì)將周圍的空氣不斷卷吸,此種情況下,相應(yīng)空間尺的環(huán)流運(yùn)行速度逐漸放緩,而在補(bǔ)風(fēng)口位于主變室上下部位時(shí),基于補(bǔ)風(fēng)的作用下,會(huì)在主變室內(nèi)的不同位置上形成漩渦,相應(yīng)空氣流速在0.1m/s,所以這就意味著基于不同補(bǔ)風(fēng)口位置下,對(duì)相應(yīng)煙氣流動(dòng)速度的影響并不大。第二,借助2DPIV進(jìn)行拍攝,能夠看出相應(yīng)的搬運(yùn)道排煙口所處于的截面,和FDS模擬下所形成的速度場(chǎng)相比,比較相似,且在排煙口以及補(bǔ)風(fēng)處這兩個(gè)位置上,相應(yīng)煙氣速度要比其他的位置大,進(jìn)而致使形成了漩渦現(xiàn)象,而此種情況下,則能夠?yàn)橄鄳?yīng)人員首先有效逃生奠定基礎(chǔ)。
3、總結(jié)
在地下水電站中,主變洞是火災(zāi)的高發(fā)區(qū),也是進(jìn)行機(jī)械排煙設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在,而一旦相應(yīng)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善,在發(fā)生火災(zāi)時(shí)將帶來嚴(yán)重的影響與損失。因此,為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械排煙模式的完善運(yùn)用,本文在明確水電站排煙特征以及所存在的安全威脅隱患的基礎(chǔ)上,借助1:2模型試驗(yàn)與FDS數(shù)值模擬的方式以及2DPIV激光粒子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究,在此過程中為實(shí)現(xiàn)機(jī)械排煙模式的完善設(shè)計(jì)與運(yùn)用提供了相對(duì)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。
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