大連泰山熱電有限公司 李 雷 李 帥 黃慶勇

消防水泵的選型工作十分關(guān)鍵，需確保能滿(mǎn)足最壞情況下的供水壓力要求。但在滅火過(guò)程中起實(shí)際作用的消防設(shè)備往往低于設(shè)計(jì)值，尤其是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，人為無(wú)法控制開(kāi)放噴頭的數(shù)量和出水量。成功滅火、控火的事例中，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的出水量往往低于設(shè)計(jì)流量，水泵出水量低于額定值時(shí)，其工作點(diǎn)曲線(xiàn)左移，導(dǎo)致水泵的壓力升高。電廠(chǎng)消防有用水點(diǎn)多的特點(diǎn)，對(duì)水量及水壓的要求差別很大，雖然選用流量一揚(yáng)程曲線(xiàn)盡量平緩的水泵，但往往還會(huì)發(fā)生超壓現(xiàn)象。如火災(zāi)初期，一支或兩支水槍出水、一至兩個(gè)噴頭出水，水泵將在小流量、高揚(yáng)程情況下工作；水泵檢查或?qū)嶒?yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一支水槍出水，也存在小流量、高揚(yáng)程的情況。

1 某電廠(chǎng)的耐火等級(jí)與防火分區(qū)

1.1 廠(chǎng)區(qū)消防管網(wǎng)及室外消火栓布置

工廠(chǎng)消防給水系統(tǒng)要按照實(shí)際情況進(jìn)行布局，通常會(huì)設(shè)置為若干小的環(huán)形結(jié)構(gòu)，使整個(gè)工廠(chǎng)形成一個(gè)大的環(huán)形，且至少有兩條管道從消防水泵房向環(huán)網(wǎng)輸送。使用閥門(mén)將整個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)分為幾個(gè)單獨(dú)分段，在每個(gè)分段中消防栓數(shù)目不得多于5個(gè)。規(guī)范中明確指出，戶(hù)外消火栓之間的間隔不得大于120m，這是為消防車(chē)輛所用消火栓而設(shè)計(jì)的，同時(shí)建筑外部消火栓的數(shù)目和配置間隔應(yīng)被考慮在內(nèi)。當(dāng)前火力發(fā)電廠(chǎng)大多數(shù)建筑都配備了消防栓，如消防水管的長(zhǎng)度和數(shù)量不足，可從室內(nèi)的消火栓箱中獲得。

此外，也不需每個(gè)戶(hù)外消火栓都配備有水管和消防水槍?zhuān)诠芫W(wǎng)及戶(hù)外消防栓安裝完畢后，應(yīng)對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行更準(zhǔn)確的供水需求設(shè)計(jì)。計(jì)算出供水管網(wǎng)的管段直徑，并求出在不同設(shè)計(jì)流量下的水頭損耗。只有這樣才能對(duì)泵的揚(yáng)程進(jìn)行計(jì)算，從而得到各個(gè)用水點(diǎn)比較精確的用水?dāng)?shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)各個(gè)消防系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算判斷是否需要采取降壓措施，可防止壓力起伏問(wèn)題，此步驟可選用環(huán)網(wǎng)平差法并編成程序上機(jī)計(jì)算。

1.2 主廠(chǎng)房室內(nèi)消防管道

主廠(chǎng)房的最底層有許多不同的管線(xiàn)，為防止管線(xiàn)交叉和碰撞對(duì)設(shè)備的安裝和維修造成一定的影響，在運(yùn)行層布置環(huán)形管線(xiàn)非常有必要，無(wú)論從設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等方面都會(huì)有很大優(yōu)勢(shì)，且可在考慮排放問(wèn)題的情況下對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行傾斜設(shè)計(jì)。由于整個(gè)系統(tǒng)會(huì)有一段時(shí)間的空氣積聚，所以盡管在主廠(chǎng)房的消防管路中并沒(méi)有要求安裝排氣設(shè)備，但國(guó)外及國(guó)內(nèi)的發(fā)電廠(chǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)采用排氣系統(tǒng)。將環(huán)管設(shè)于輸送層即可有效解決排氣問(wèn)題，但如果將環(huán)管設(shè)于最底層，則需在各豎管上增設(shè)排氣設(shè)備，同時(shí)也會(huì)增加排氣管泄漏的幾率，因此會(huì)對(duì)整個(gè)管道的壓力保持產(chǎn)生一定的影響。

陽(yáng)宗海電廠(chǎng)、巡檢司電廠(chǎng)、宣威5、6期電廠(chǎng)的環(huán)網(wǎng)都位于下層，今后在運(yùn)行層應(yīng)盡可能地考慮采用水平環(huán)形網(wǎng)。常高壓控制裝置可隨時(shí)適應(yīng)室內(nèi)滅火所需的壓力和流量需求，無(wú)需設(shè)定遙控開(kāi)關(guān)。若使用具有穩(wěn)壓泵的臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，當(dāng)室內(nèi)消火栓開(kāi)啟后，供水管路中的壓力會(huì)隨之降低，而無(wú)需設(shè)定滅火泵遙控開(kāi)關(guān)。火力發(fā)電廠(chǎng)使用的是單獨(dú)的滅火供水系統(tǒng)，很少會(huì)出現(xiàn)水泵故障問(wèn)題（設(shè)有一個(gè)備用泵），也基本不會(huì)發(fā)生停電問(wèn)題（雙回路），保證了室內(nèi)的滅火用水需要。如出現(xiàn)故障就須有消防隊(duì)從城市管網(wǎng)、河流中取水，再用抽水機(jī)將水輸送到消防管網(wǎng)中，這樣才能保證消防安全。

2 滅火器配置設(shè)計(jì)

2.1 滅火器配置場(chǎng)所危險(xiǎn)等級(jí)的確定和火災(zāi)種類(lèi)

按照《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140-2005)中第3.2.2條可知，本電廠(chǎng)具有人多且空間密集、用電較多、有很多的燃燒物可發(fā)生燃燒及火災(zāi)發(fā)生后煙霧、熱氣等都蔓延較快、撲救火災(zāi)時(shí)因煙霧彌漫等問(wèn)題導(dǎo)致?lián)渚容^困難等特點(diǎn)，則本電廠(chǎng)危險(xiǎn)級(jí)別屬于中危險(xiǎn)級(jí)別；且《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140-2005)中規(guī)定電廠(chǎng)為中危險(xiǎn)級(jí)別，綜上本電廠(chǎng)的滅火器配置按中危險(xiǎn)級(jí)考慮布置。

2.2 滅火器設(shè)計(jì)計(jì)算

計(jì)算單元?jiǎng)澐旨氨Ｗo(hù)面積確定。據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140-2005)第7.2.1條規(guī)定可知，為更好地?fù)錅缁馂?zāi)，在對(duì)滅火器進(jìn)行計(jì)算時(shí)，按樓層或防火分區(qū)進(jìn)行考慮，不允許跨越樓層和防火分區(qū)。所以可知每個(gè)防火分區(qū)都為一個(gè)單獨(dú)的計(jì)算單元，本電廠(chǎng)為一個(gè)防火分區(qū)，則本電廠(chǎng)為一個(gè)計(jì)算單元。據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140-2005)第7.2.2條規(guī)定，建筑物滅火器配置場(chǎng)所的保護(hù)面積應(yīng)按建筑面積進(jìn)行計(jì)算，但在實(shí)際進(jìn)行布置時(shí)要考慮實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，所以要除去樓梯面積與坡道進(jìn)出口等，可在樓梯與設(shè)備用房等單獨(dú)設(shè)置滅火器，則需設(shè)置的防火分區(qū)的建筑面積約為3060m2，設(shè)備用房的面積為107.61m2，值班室面積為26.598m2。

滅火器設(shè)置點(diǎn)的位置和數(shù)量的確定。電廠(chǎng)的面積較大也較空曠，正常除去立柱外一般無(wú)其他障礙物，手提式滅火器在這種情況下使用較為順暢，而推車(chē)式滅火器需兩人合作操作，火災(zāi)發(fā)生時(shí)秉承著降低人員傷亡率原則，應(yīng)最大限度的減少進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的人員，所以推車(chē)式滅火器不適用于電廠(chǎng)，應(yīng)選用手提式滅火器。按《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50140-2005)第5.2.2條規(guī)定可知，手提式滅火器的最大保護(hù)距離為12m。則根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圖紙可得，防火分區(qū)滅火器設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量為N=12個(gè)，設(shè)備用房、值班室與兩個(gè)樓梯的面積較小，可分別設(shè)置一個(gè)滅火器設(shè)置點(diǎn)。

驗(yàn)算各設(shè)置點(diǎn)和各單元實(shí)際配置的所有滅火器的滅火級(jí)別。根據(jù)實(shí)際放置，本防火分區(qū)共設(shè)置16個(gè)滅火器設(shè)置點(diǎn)，其中在電廠(chǎng)中設(shè)置12個(gè)滅火器設(shè)置點(diǎn)，每個(gè)設(shè)置點(diǎn)放置5具3kg的磷酸銨鹽干粉滅火器；在設(shè)備用房中設(shè)置一個(gè)滅火器設(shè)置點(diǎn)，放置3具3kg的磷酸銨鹽干粉滅火器；在樓梯與值班室中各設(shè)置一個(gè)滅火器設(shè)置點(diǎn)，放置一具3kg的磷酸銨鹽干粉滅火器。

3 某電廠(chǎng)火災(zāi)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 給水系統(tǒng)的選型

給水系統(tǒng)就是指在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)給水滅火的一種裝置，能對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全起到很好的保障作用。給水系統(tǒng)有很多分類(lèi)，根據(jù)管道開(kāi)閉形式不同，可分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩大類(lèi)，其中兩大類(lèi)也會(huì)分為幾小類(lèi)，根據(jù)場(chǎng)所的性質(zhì)進(jìn)行給水系統(tǒng)的選擇是至關(guān)重要的。依照《給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084-2017）第4.2.2條規(guī)定可知，在場(chǎng)所的環(huán)境溫度介于4℃與70℃之間時(shí)，應(yīng)采用濕式系統(tǒng)。再綜合考慮規(guī)定及其場(chǎng)所的特殊性，本電廠(chǎng)將采用閉式濕式系統(tǒng)。

閉式濕式給水系統(tǒng)是由閉式管道、管道系統(tǒng)、安全閥、止回閥、信號(hào)蝶閥、濕式報(bào)警閥、水流指示器、壓力表、末端試水裝置等組合而成。其工作原理為當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，管道上的熱敏原件在溫度的作用下，達(dá)到或者超過(guò)最高溫度，其熱敏原件將破裂，管道隨即開(kāi)起，實(shí)施給水以達(dá)到滅火的作用。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工、管理與維護(hù)都較方便，且滅火速度較快，消防效率高，應(yīng)用廣泛，可放心使用等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 設(shè)置場(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)

根據(jù)《電廠(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50067-2014）第7.2.2條規(guī)定可知，在電廠(chǎng)在進(jìn)行自8動(dòng)給水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，其火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)按中危險(xiǎn)等級(jí)判定；根據(jù)《給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 》（GB50084-2017），直接將電廠(chǎng)規(guī)定為中危險(xiǎn)等級(jí)II級(jí)。綜上，本電廠(chǎng)危險(xiǎn)等級(jí)按中危險(xiǎn)等級(jí)II級(jí)確定。

3.3 管道的設(shè)置

根據(jù)《給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50084-2017）第6.1.3條規(guī)定可知，在不吊頂?shù)碾姀S(chǎng)可采用直立型管道；結(jié)合場(chǎng)所特點(diǎn)本電廠(chǎng)采用玻璃球閉式管道，公稱(chēng)動(dòng)作溫度為68℃的管道，其工作液色標(biāo)為紅色。

根據(jù)《給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50084-2017）第7.1.2條規(guī)定，在對(duì)直立型管道進(jìn)行布置時(shí)，由給水的強(qiáng)度、管道的流量系數(shù)等共同來(lái)確定其同根配水支管上的管道間距，以及相鄰配水支管上的間距。依照標(biāo)準(zhǔn)可知，本電廠(chǎng)屬于中危險(xiǎn)II級(jí)，一只管道的最大保護(hù)面積為11.5m2，管道距離墻端的距離最大為1.7m、最小為0.1m。管道在進(jìn)行正方形布置時(shí)，其邊長(zhǎng)為3.4m，在進(jìn)行矩形或平行四邊形布置時(shí)的長(zhǎng)邊長(zhǎng)為3.6m。綜上，管道在進(jìn)行布置時(shí)的間距取決于布置的形狀，根據(jù)形狀的不同間距也不同，間距長(zhǎng)度是在進(jìn)行什么形狀的布置時(shí)，不得大于此形狀的邊長(zhǎng)或長(zhǎng)邊長(zhǎng)、且都不小于2.4m。

本電廠(chǎng)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)II級(jí)，依照《給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50084-2017）第5.0.1條規(guī)定，中危險(xiǎn)II級(jí)其給水強(qiáng)度為8L/min.m2，作用面積為160m2，系統(tǒng)最不利點(diǎn)處管道的工作壓力取0.10MPa。管道布置有正方形、矩形和菱形3種形式，本電廠(chǎng)的給水系統(tǒng)管道為正方形布置，管道的最大保護(hù)面積為11.5m2（半徑為1.91m）,其正方形布置示意如圖1，其間距計(jì)算公式為：L=2Rcos45°=√2R。

3.4 水力計(jì)算

本電廠(chǎng)為中危險(xiǎn)II級(jí)，由4.3章和《給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50084-2017》可知，系統(tǒng)作用面積不低于160m2，則本文所選作用面積為161.29m2。

管道流量：q=K√10P，式中：q為管道處節(jié)點(diǎn)流量、L/min，P為管道處水壓（管道工作壓力）、MPa，K為管道流量系數(shù)、取80；流速V：V=4qxh/πDj2， 式 中 ：Q 為 管 段 流 量 L/s、 Dj為管道的計(jì)算內(nèi)徑（m）；水力坡降式中：i為每米管道的水頭損失（kPa/m）、dj為管道的計(jì)算內(nèi)徑（m）、qg為管道設(shè)計(jì)流量（L/min）、Ch為海登—威廉系數(shù)、鍍鋅鋼管120Ch。其中管徑/管內(nèi)徑數(shù)據(jù)（mm）分別為25/27.3、32/35.4、40/41.3、50/52.7、65/68.1、80/80.9、100/106.3、150/159.3。沿程水頭損失：h沿程=i×L，式中L為管段長(zhǎng)度（m）；局部損失（采用當(dāng)量長(zhǎng)度法）：h局部=i×L(當(dāng)量)，式中L(當(dāng)量)為管段當(dāng)量長(zhǎng)度，單位m；總損失：h=h局部+h沿程+h高差；終點(diǎn)壓力：hn+1=hn+h。

綜上，電廠(chǎng)消防給水干管應(yīng)根據(jù)室外消防管網(wǎng)的布置，采用分散與整體共存的組合給水方式。電廠(chǎng)消防給水管的給水方式根據(jù)輸煤構(gòu)筑物的自身特點(diǎn)確定，輸煤棧橋內(nèi)采用順坡給水、煤倉(cāng)間皮帶層采用中間給水、卸煤溝根據(jù)管材用量最少的原則確定最優(yōu)給水方式。