(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，成都，610072)

1 工程概況

塔貝拉水電站位于巴基斯坦印度河干流上，位于南亞巴基斯坦首都伊斯蘭堡西北方70km，具有灌溉、發(fā)電、防洪等效益，是巴基斯坦最大的水電站。一期工程于1968年開工建設，1976年正式蓄水發(fā)電。經(jīng)過對1至3號隧洞的三期擴建，目前電站總裝機3478MW。塔貝拉壩系斜心墻土石壩，最大壩高143m，主壩長2743m，是世界上已建填筑量最大的土石壩。河流控制流域面積17萬km2，總庫容137億m3。塔貝拉四期擴建項目是將原有的4號灌溉隧洞下游出口改建成發(fā)電壓力鋼管和發(fā)電廠房。增加3臺單機容量為470MW的混流式機組，擴容1410MW，使電站裝機容量增大到4888MW。

四期擴建項目新建主廠房及控制樓，采用全地面布置方案。主廠房地下四層，地面一層，主廠房安裝間高程為347.00m?？刂茦堑孛嫠膶樱叵氯龑?。

該工程水消防系統(tǒng)的設計執(zhí)行NFPA14及NFPA851，參考國內(nèi)外同規(guī)模電站的設計經(jīng)驗，在“無人值班，少人值守，立足自救”的原則下進行消防設計。

本電站需要考慮消防的部位主要有設備消防和建筑物消防。發(fā)生的火災類型通常為A類、B類。

2 水消防系統(tǒng)設計

2.1 消防系統(tǒng)設計思路及取水方式

水電站水源充足，優(yōu)先選用水作為滅火劑。結(jié)合本工程水電站地理位置特點，即利用山區(qū)特有的地理高差優(yōu)勢，設置高位水池向廠內(nèi)提供消防水源。高位水池提供水壓應滿足消防供水管最不利用水點的最小水壓要求。

電站取水點擬設置于尾水閘后，在主廠房323.50m層預埋取水管并設置取水泵房，在最低尾水位以下取水，經(jīng)濾水器處理后提升至高位消防水池，消防水池出水自流供全廠消防用。

2.2 取水泵房

取水泵房位于主廠房323.50m高程，通過預埋兩根DN125的管道從最低尾水位以下取水。泵房設3套取水泵，兩用一備。

取水泵房兼做水處理室，每臺水泵后設自動過濾器，過濾等級為500um，每個過濾器將配備一個壓力傳感器，該傳感器將壓力損失傳輸?shù)骄偷毓窦翱刂乒馪LC，當達到預定的水頭限制后，自動反沖洗，沖洗水將被收集排放至廠房排水溝。

圖1 消防供水系統(tǒng)

過濾后的水將通過泵的余壓輸送至高位消防水池。當發(fā)生火災時，消防水池的儲水將自流供應消火栓及其他消防用水設備所需的流量和壓力。水池的容積應確保在規(guī)定的時間內(nèi)持續(xù)供水。

管道系統(tǒng)將允許每個泵和每個過濾器一起使用，并在出現(xiàn)重要的壓力損失時自動從一個過濾器切換到另一個過濾器。

2.3 消防用水系統(tǒng)水壓

根據(jù)對電站內(nèi)各消防用水點所需的水壓分析，消防供水系統(tǒng)應滿足保證任何消火栓和水噴霧噴頭都能達到NFPA851、NFPA14和NFPA15規(guī)定的最低壓力要求。根據(jù)NFPA14中5.7的規(guī)定，建筑消火栓消防水壓為0.69MPa，水噴霧消防用水壓力為0.5MPa。通過水力計算，若設置消防水池，水池高程應不低于430.00m。通過現(xiàn)場勘察，在主廠房西北側(cè)山坡430.00m高程的馬道上設置消防水池，既可滿足廠內(nèi)消防水壓的要求，又安全節(jié)能。

2.4 消防水池

消防水池的容積應根據(jù)滅火需求的最大用水量來確定。根據(jù)NFPA851-2010第6.2.2條規(guī)定：永久性防火設施的供水宜基于最大固定滅火系統(tǒng)需求，加上不低于1890L/min的水連續(xù)工作2h的最大水流要求。最大水噴霧的流量為6080L/min。電纜廊道滅火用水量182.4m3，兩小時消火栓的需水量226.8m3。

因此，消防水箱的體積應大于最大水噴霧用水量與消火栓系統(tǒng)水量之和，即409.2m3；考慮部分調(diào)節(jié)容積，消防水池的容積取421.00m3。水池分兩格，兩個隔間設連通閥，連通閥門應保持常開狀態(tài)。

2.5 取水水泵

本電站設置3臺取水泵，2用1備，為消防水池補水。取水來自尾水，經(jīng)過濾水器處理后進入消防水池。消防水池設置2個隔間，每個隔間設一個浮子式液位開關和一個投入式液位變送器。每個液位儀設置4個水位，由高到低依次為高液位報警水位，停泵水位，啟動取水泵水位，開備用取水泵并報警水位。水泵采用直接啟動方式，通過PLC實現(xiàn)自動控制取水泵的啟停。

取水泵為消防水池補水，消防水池容積為420m3，根據(jù)NFPA851-2010第6.2.3.4條，如果使用水池，注滿水池的水源宜能滿足在8h之內(nèi)補充消防2h要求的用水量。因此，計算得出補水流量應不低于52.5m3/h。選用3臺離心泵，2用1備，每臺泵流量為30m3/h，則消防水池7h補滿。經(jīng)水力計算，水泵揚程應不低于130m。

2.6 控制系統(tǒng)

消防供水系統(tǒng)由323.50m高程三臺取水泵、機械過濾裝置、消防水池及配套電動閥組成。

尾水取水泵由消防水池的液位控制啟停，水池設置浮子開關2套、液位變送器2套，控制4個水位信號點(由低到高為報警水位、起備泵、啟泵、停泵水位)，報警信號、出水管上設流量指示器、接入中控室。

消防供水系統(tǒng)采用全自動可編程控制系統(tǒng)，控制給水處理站所有自控設備，設自動、手動，遠方、現(xiàn)地控制功能?？刂茣r序均可任意調(diào)節(jié)，設有過流、過載、斷相、短路保護，故障自動切換并聲光報警。自動檢測設備報警及顯示。

3 結(jié)語

消防水系統(tǒng)供水能力及穩(wěn)定運行是預防事故及撲救火災事故的物質(zhì)基礎和有效手段。在水電站消防系統(tǒng)的設計中，應充分利用地理優(yōu)勢，盡量采用安全節(jié)能，控制簡單的方案。高壓消防水給水系統(tǒng)利用高程差設置高位水池，能始終保持滿足水滅火設施所需的工作壓力和流量，火災無需消防水泵直接加壓。具有在保證水質(zhì)、節(jié)約能源、減少投資等方面的優(yōu)點，安全可靠。本文為水電站消防供水設計提供借鑒。