大型引黄工程地下泵站消防设计特点

大型引黄工程地下泵站消防设计特点

山西省万家寨引黄工程是大同、平朔、太原能源基地三级污水工程的大型引水工程。工程共设6座泵站,其中总干线一、二级泵站为地下厂房,厂内布置10台水泵电动机组,水泵的单机流量为6.45m3/s,扬程为140m,电动机单机容量为12MW。两泵站的工程布置相似,分为地面厂区和地下主副厂房,地面厂区内布置有控制楼、GIS室、主变、消防水池、消防泵房和生活附属建筑物,地下主副厂房布置在地下140m处,给消防设计增加了难度。本文就地下泵站消防设计中的特点作以介绍。1防火设备及消防设计两座泵站属大型泵站工程,设计中对防火工作予以高度重视,遵循“以防为主,防消结合”的方针,立足自防自救。对每座泵站内火灾危险性为丙类的场所进行了重点防治(泵站无甲、乙类),措施如下:配备足够数量的消火栓、水喷雾灭火系统和七氟丙烷气体灭火装置,安装防雷、防爆、防静电设施和火灾自动报警装置等。每座泵站配备一台牵引机动消防泵,并设置了厂内和对外的消防车道;在中央控制室内设置消防控制屏,对泵站的消防设施进行监视和控制。2地下开发组织防火分区的划分两泵站地下厂房位于地下140m深处,火灾时人员的安全疏散和消防扑救较难,为此对地下厂房的防火分区划分和地下厂房的安全疏散通道等方面加以重点考虑。2.1通风洞内的安全疏散通道在地下厂房对外安全疏散设计时,布置了两个通至厂外地面的安全出口,一个是断面尺寸为7.7m×7m的主交通洞,为直通厂外地面的安全主出口;另一个是经通风洞到室外的安全疏散通道。由于通风洞内的通道坡度大、距离长,在设计通道内的台阶时,隔18步台阶设一休息平台。在主交通洞和通风洞内的安全疏散通道与主厂房和副厂房相连接的部位均设置了防火门,并在通风洞内的安全疏散通道与副厂房相连处的副厂房侧设置了前室,前室内设正压送风,可防止火灾蔓延和烟雾流窜。在两个对外安全疏散通道内设有电话、应急广播和疏散指示设施,地下厂房内发生火灾时可及时向中控室报警,消防车经交通洞可以赶到现场进行扑救。2.2左副厂通风洞地下厂房的防火分区按主副厂房划分主厂房为一防火分区,两端副厂房各为一防火分区。主厂房防火分区设两个安全出口,一个是通至电机层安装场的交通洞口,另一个是由主厂房经左侧副厂房的楼梯到达通风洞内的安全出口。左侧副厂房防火分区也设两个安全出口,一个是副厂房顶部通风洞内的安全出口,另一个通至主厂房防火分区。右侧副厂房防火分区因每层面积小,设一安全出口,通至主厂房防火分区。主厂房与副厂房之间按防火要求设置了防火墙,墙上的门为甲级防火门,主厂房通向交通洞的门洞用防火卷帘门,在副厂房通至通风洞内的安全出口处也设置了防火门。3针对大气臭氧层的盐碱性泵站内的火灾种类为A、B类火灾和带电火灾,考虑卤代烷对大气臭氧层的破坏,国家有关部门已规定对卤代烷灭火器限制使用,逐步淘汰。设计时,泵站内的灭火器均选用磷酸铵盐干粉型灭火器。在每座泵房内桥式起重机上均配置了灭火器。4消防水池的设置确定泵站消防给水系统为泵站内设置的室内外消火栓、发电机水喷雾灭火装置和主变压器水喷雾灭火装置供水。设计时,考虑工程在山区,远离城镇,消防时需立足于自救,为此,地下厂房消防给水系统设计为独立的常高压给水系统。泵站区一次消防需水量最大的是主副厂房,其室内外的消防流量为45L/s(室内为25L/s,室外为20L/s),在火灾延续时间2h内,共需消防水量324m3。为此,两泵站的消防水池有效容积均按324m3设置,布置在泵站地面厂区内,消防水池的水均由井水补给。两地下泵站消防供水的水源井均在交通洞洞口处,距泵站消防用水点距离较远,设计考虑供水管道的保温和管理方便,对由水源井到消防水池的供水管路进行了多方案比选,最终选定供水管路先沿交通洞壁敷设至距洞口100m处,再沿高140m的管道竖井至地面厂区内的消防水池。地下厂房的消防供水为常高压消防供水系统,由324m3消防水池引出两根DN100的消防管道经电缆竖井至地下主厂房电缆层出水侧,再连成环状,供地下厂房消防用水。5气体灭火系统设计为满足地下泵站电缆和贵重电气设备的消防,并考虑环保要求,在地下泵站的电缆层、变频器室、低压盘室、中央控制室、继电保护室、电缆竖井设置七氟丙烷全淹没灭火系统。两地下泵站各设置9套七氟丙烷全淹没式组合分配灭火系统,分别保护16个防护区。设计七氟丙烷气体灭火浓度为8.3%,气体喷放时间为10s,灭火浸渍时间为10min,满足扑灭电气火灾的要求。七氟丙烷气体灭火系统具有三种控制方式:自动控制、手动控制和机械应急操作。在自动控制程序中,设有延迟30s,并确认喷射的环节。由于电缆廊道长97.4m、宽4m,在进行七氟丙烷气体灭火系统设计时,设一套系统,管路较长,管道容积大于所需灭火剂容积,不满足设计要求,增加灭火剂用量又造成喷头压力不满足设计要求,最终在电缆廊道设了两套灭火系统,当电缆廊道发生火灾时,两套系统同时启动喷放,达到灭火要求。6正常物种排烟系统地下厂房防火排烟系统设计是地下厂房消防设计的重要内容,在地下厂房通风系统设计时,各通风系统中采用设置防火阀等防火措施防止火灾沿通风管道蔓延。为不使排风系统过于复杂,地下泵房内设置了专用事故排烟和正常排风系统兼作事故排烟两种排烟系统。正常排风系统兼作事故排烟系统的系统控制为:正常情况下,防烟防火调节阀、回风排烟防火阀常开,远程排烟防火阀常闭;当火灾发生需要关闭送、排风机和防烟防火调节阀时,有消防控制中心人工控制关闭和当烟气温度达到70℃时防烟防火调节阀自动关闭,并连锁送、排风机停止运行两种关闭方式;排烟时,对于未设气体灭火系统的场所,人工开启远控排烟防火阀和排风机,烟气经排烟口至排风机排至室外,在排烟过程中,当烟气温度达到280℃时,远控排烟防火阀、回风排烟防火阀由熔断器自动关闭,联动送、排风机停止运行;对于设有气体灭火系统的场所,在气体灭火系统启动灭火后,人工开启远控排烟防火阀和排风机,烟气和气体灭火剂经排烟口及排烟风机排至室外。7环管空气过滤器两座泵站的电动机均设水喷雾灭火装置,在电动机定子线圈上下部分别设有水喷雾消防给水环管,每根环管上装有12个水雾喷头,喷头的工作压力为0.35MPa,喷头流量为20L/min。电动机一次消防水量为5m3。消防供水控制由布置在电动机层机旁盘的消防控制柜控制,近期采用手动控制消防,远期过渡到自动控制消防。8消防管理策略两座泵站一期投入的4台主变均设置水喷雾灭火装置。水喷雾头采用压力为0.35MPa、流量为50～120L/min和雾化角为90°～125°的水喷雾头。单台主变一次消防水量为120m3。因消防管路的布置受电气安全距离和主变运行维护的影响,致使主变某些局部部位不能满足消防强度的要求,设计采取使水喷雾头的包络线在垂直和水平方向均相交,将主变整体全部包络,以隔绝空气进入,达到灭火目的。主变消防水管由环管和立管组成,环管包括上、中、下三层,上层环管和局部支管、立管保护主变的侧壁、顶部(含高压套管)及油枕;中层环管保护主变侧壁及集油池;下层环管为供水环管,起稳定水压减小水力损失的作用。立管将下层环管水引至上、中两环管,并起到支撑两层环管的作用。各层环管和立管均为法兰连接形式,便于拆卸组装,以利主变的检修。消防供水由雨淋阀控制(可自动、手动和应急操作),消防结束,手动关闭雨淋阀。地下泵站内油罐室、电缆的