姜姍 沈陽(yáng)工學(xué)院

光伏發(fā)電站自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案探討

姜姍 沈陽(yáng)工學(xué)院

為了充分發(fā)揮自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)的作用，正確、合理地設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，根據(jù)光伏發(fā)電站的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)此用于光伏發(fā)電站的自噴系統(tǒng)，該系統(tǒng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

光伏發(fā)電 消防 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

我國(guó)能源長(zhǎng)期依賴(lài)于不可再生的石油及煤炭，給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。大力發(fā)展清潔能源能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)家的節(jié)能減排目標(biāo)。光伏發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)每座建筑、每片適宜的土地都能分散生產(chǎn)、就地使用，但因發(fā)電站的火災(zāi)情況不容樂(lè)觀，特此設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電站的消防措施。

1 光伏發(fā)電站的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

1.1 逆變器室內(nèi)布置

單位散熱量大、且無(wú)人值守逆變器是光伏電站的重要設(shè)備，它將電池組件的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。大型光伏電站多采用MW級(jí)逆變器，一套1MW逆變器的損耗高達(dá)20kW。逆變器必需采用戶(hù)內(nèi)布置，或新建逆變器室或采用箱式結(jié)構(gòu)逆變器。一般的逆變器室或箱式逆變器占地面積約20-25m2，內(nèi)部?jī)艨杖莘e約40～50m3。

1.2 光伏方陣區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)分析

電池組件、匯流箱及電纜或太陽(yáng)電池組件、匯流箱全部露天分散布置或地埋敷設(shè)，露天布置電氣設(shè)備的最大火災(zāi)隱患是雜草灌木自燃引發(fā)的火災(zāi)。而逆變器室內(nèi)布置有逆變器以及直流屏及UPS等電氣設(shè)備，僅逆變器的散熱就高達(dá)20kW以上，其單位空間熱量大于0.4kW/m3。由此可知，若逆變器室散熱功能不好，必將引發(fā)逆變器室的重大火災(zāi)危險(xiǎn)。

圖一 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)

圖一為自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)為濕式系統(tǒng)，用于逆變器室內(nèi)火災(zāi)保護(hù)。其噴水強(qiáng)度不應(yīng)低于10Lmin.m2,作用面積不應(yīng)小于150m2，設(shè)計(jì)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間30min。僅在走廊設(shè)置單噴頭的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，其作用面積應(yīng)按疏散距離對(duì)應(yīng)得出但面積已經(jīng)確定。若建筑采用快速響應(yīng)噴頭時(shí)，可按最大房間的實(shí)際面積作為系統(tǒng)涉及作用面積，所選用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)噴頭動(dòng)作數(shù)量不應(yīng)少于4個(gè)。給水管道的管徑不應(yīng)小于DN25。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭最小工作壓力為0.5MPa。當(dāng)設(shè)置場(chǎng)所分隔成不同面積的房間，且每個(gè)房間分割墻的耐火極限不小于0.5h時(shí)，在噴水強(qiáng)度不變得情況下，系統(tǒng)作用面積可以按照設(shè)計(jì)作用面積大于等于90m2。

下面介紹其他系統(tǒng)組件和管道的選擇情況。

2.1 噴頭

在走廊內(nèi)可選擇邊墻型噴頭。根據(jù)不同的屋頂結(jié)構(gòu)可選擇直立型和下垂型噴頭。在管路有隱蔽要求或管路與屋面板的距離受到限制時(shí)，應(yīng)選用下垂型噴頭。歌舞娛樂(lè)放映游藝場(chǎng)所、旅館、招待所等建筑應(yīng)選用快速響應(yīng)噴頭。當(dāng)噴頭布置受場(chǎng)所限制、噴頭向間距大于規(guī)定時(shí)，可選用直立、下垂型擴(kuò)展覆蓋噴頭或邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭。應(yīng)有庫(kù)存?zhèn)溆脟婎^，其總數(shù)量不應(yīng)少于安裝個(gè)數(shù)的l%，且每種類(lèi)型和不同溫度的備用噴頭數(shù)均不應(yīng)少于10個(gè)。本設(shè)計(jì)選擇普通直立型即可。

2.2 報(bào)警閥組

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)符合下列條件時(shí)應(yīng)設(shè)濕式報(bào)警閥門(mén)組。采用K=80噴頭，總個(gè)數(shù)大于等于25個(gè)；采用K=115噴頭，總個(gè)數(shù)大于等于15個(gè)。當(dāng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)未設(shè)置增壓泵組時(shí)，濕式報(bào)警閥組壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)轉(zhuǎn)換為聲光報(bào)警，信號(hào)傳至有人值班的房間。濕式報(bào)警閥門(mén)組最小規(guī)格為DN65，當(dāng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)主管計(jì)算小于等于DN65時(shí)，仍應(yīng)選用DN65濕式報(bào)警閥組。建筑戶(hù)內(nèi)直接與生活給水系統(tǒng)相連接的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，其連接處應(yīng)設(shè)置控制閥和止回閥，并可不設(shè)濕式報(bào)警閥組。

2.3 水流指示器

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭數(shù)量超過(guò)20個(gè)，當(dāng)不同樓層均設(shè)置噴頭時(shí)，將設(shè)置水流指示器并將其信號(hào)傳至有人值班的房間內(nèi)或消防控制室。

2.4 末端試水閥

設(shè)置水流指示器的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，設(shè)置末端試水閥及壓力表。

2.5 水泵接合器

設(shè)置濕式報(bào)警閥組的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置水泵接合器。單個(gè)報(bào)警閥，水泵接合器的接管點(diǎn)位置應(yīng)在濕式報(bào)警閥后,以減少水頭損失。每個(gè)水泵接合器的流量為10～15l/s時(shí)，消防車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常且能發(fā)揮最大效力。按室內(nèi)消火栓及自動(dòng)噴灑等滅火系統(tǒng)的最大秒流量來(lái)計(jì)算水泵接合器的個(gè)數(shù)?，F(xiàn)階段，消火栓及自動(dòng)噴灑管網(wǎng)通常在消防泵處即分開(kāi)設(shè)置，故按每個(gè)系統(tǒng)的流量分別計(jì)算個(gè)數(shù)。如室內(nèi)消防系統(tǒng)有分區(qū)，則按分區(qū)分別設(shè)置水泵接合器，高低區(qū)對(duì)應(yīng)的消防流量不同時(shí)可以采用不同的個(gè)數(shù)。

2.6 倒流防止器

當(dāng)設(shè)置濕式報(bào)警閥組的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，由市政給水管網(wǎng)直接供水時(shí)，應(yīng)設(shè)置倒流防止器。

2.7 消防給水

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，可直接利用市政給水管網(wǎng)火室內(nèi)消火栓管網(wǎng)供水。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與生活給水火消火栓給水共用一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算給水系統(tǒng)能滿(mǎn)足自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所需的最大流量和壓力。當(dāng)采用獨(dú)立的消防給水泵供水時(shí)，可不設(shè)置備用消防給水泵。

2.8 管材及其連接件

配水管道應(yīng)采用內(nèi)外熱鍍鋅鋼管、銅管、不銹鋼管火經(jīng)國(guó)家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)合格的氯化聚氯乙烯（CPVC）塑料管及管件。鍍鋅鋼管應(yīng)采用絲扣、法蘭、溝槽連接件連接，若采用焊接時(shí)，焊接處內(nèi)外壁應(yīng)作防腐處理；CPVC塑料管及管件應(yīng)采用專(zhuān)用的粘結(jié)劑粘結(jié)。選用CPVC塑料管構(gòu)成的簡(jiǎn)易自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，應(yīng)采用快速響應(yīng)噴頭，且噴頭公稱(chēng)動(dòng)作溫度不宜高于68C，安裝場(chǎng)所應(yīng)當(dāng)符合下列規(guī)定：

（1）CPVC塑料管應(yīng)采用隱蔽安裝。

（2）安裝下垂式快速響應(yīng)噴頭的濺水盤(pán)與頂棚的距離在150mm以?xún)?nèi)；噴頭最大間距為4.0m。

（3）安裝邊墻型或擴(kuò)展邊墻噴頭的濺水盤(pán)與頂棚的距離在150mm以?xún)?nèi)、且與邊墻的距離不超過(guò)100mm；噴頭間距不大于3.6m。

（4）CPVC管道不可固定在可燃物構(gòu)件上，當(dāng)CPVC管作為連通管道使用或通過(guò)可燃物較多場(chǎng)所時(shí)，需采取防火保護(hù)措施。

（5）CPVC僅用于配水管及配水支管，且每一根配水管不得跨越防火分區(qū)。

2.9 噴頭布置一般原則

噴頭布置應(yīng)設(shè)在頂板或吊頂下易于接觸到火災(zāi)熱氣流且有利于均勻噴水的位置、噴頭應(yīng)防止屏障熱氣流或影響噴頭布水。噴頭布置應(yīng)保證布水均勻，噴頭數(shù)量應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度的要求。直立、下垂型標(biāo)準(zhǔn)噴頭直立型、下垂型噴頭的布置，包括同一根配水支管上的噴頭間距及相鄰配水支管的間距，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度、噴頭的流量系數(shù)和工作壓力確定。噴頭間距不應(yīng)大于4.0m，且不宜小于2.4m；噴頭與端墻的距離不應(yīng)大于2.0m。濺水盤(pán)的位置，直立、下垂型標(biāo)準(zhǔn)噴頭濺水盤(pán)與頂板的就距離，不應(yīng)小于75mm、且不宜大于150mm（吊頂型及吊頂下安裝的噴頭除外）。當(dāng)有障礙物時(shí)，應(yīng)按照《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50084的要求布置，但噴頭與頂板的距離不應(yīng)大于550mm。

[1]肖冰.變電站火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012，38（24）

[2]壽挺，張思建.小型并網(wǎng)光伏電站智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)電力，2012（09）.

[3]諶貽華，謝建華等.大規(guī)模分布式光伏電站遠(yuǎn)程智能監(jiān)控技術(shù)研究 [J].軟件，2013（02）.