中小型水电站消防设计相关问题的研究

陈仲

【摘要】：中小型水力发电厂通常位于交通不便的山区，发电厂有时会发生火灾。消防保护设计是确保水电厂安全运行的重要组成部分。本文对中小型水电站消防设计相关问题进行了研究，希望能为业界同行提供参考。

关键词：中小型;水电站;消防设计

1 引言

隨着社会的快速发展，对于电能的需求越来越高，国家正投入更多的资金建设发电厂。水力发电在我们的能源设施中占很大比重，大多数水力发电厂都远离城镇。发电厂拥有大量分散的设备和涡轮机，油和绝缘油是可能引起火灾的因素，着火的风险很大，着火后损失严重，因此，水电厂的防火消防设计尤为重要[1]。

2水电站的火灾危险性

水力发电站由水力发电驱动，是一种特殊的工业建筑，通过水轮发电机组将水能转换为电能，并将电能输出到电网。建筑或生产场所发生火灾的危险取决于其特性，水力发电厂不同于普通的工业和私人建筑，除人工纵火外，水力发电厂起火的最可能原因是电气设备老化引起的火灾或短路引起的事故，油浸式变压器会被闪电点燃，负载操作不良或本地接触会引起火灾等。水力发电厂的火灾主要是A类和B类火灾。

在国内外的水力发电厂很少发生火灾，远低于变电站火灾的情况。造成这种现象的原因，除了水力发电厂本身着火风险低的原因外，与其建筑物形式有关，水电运营商的机动性较低，着火的风险较低。

3水电站的消防设计原则

（1）贯彻《水利水电工程设计防火规范》的防火原则

严格按照国家有关规定和法规要求进行设计，采取“一防二断，三灭四排”的综合消防策略，尽量减少起火的根源，并避免起火。万一发生火灾，火势不会蔓延，可以立即扑灭，以最大程度地减少火灾损失[2]。

（2）协调考虑项目的防火设计和枢纽的总体布局，以确保满足不同防火单元的要求，例如防火通道、防火距离和安全出口。

（3）水电站离城镇很远，可用的社会消防设施有限。消防设计必须基于自救，关键组件必须使用先进的技术来确保安全、方便、实用和经济。

（4）水电工程的水资源足以充分利用水消防保护的优势。

4水电站消防设计特点

（1）突出重点

水电站的布局和运行与其它工业建筑物不同，工厂的主体建筑物空间很大，烟雾的长期积累不会影响人员的疏散。另外，由于改善了电厂管理的自动化程度，大多数位置无人值守或很少进行消防设计，因此，确保机电设备的耐火性和人员的安全疏散是消防设计的重点。

（2）综合运用消防措施

在防火设计中，必须首先强调“预防”措施，以将火灾风险降至最低。合理布置每个功能区域，并对高风险区域采取诸如隔离和灭火等措施，以减少火灾蔓延的可能性。

（3）运用基于自我防护和自我救援的最先进技术

充分利用水消防的好处，并在有消防需要的情况下，尽可能将它们与常规设备集成在一起，以确保安全、方便使用和经济合理。在关键零件上使用先进技术。另外，发电厂通常远离城镇，消防安全应基于自我防护和自我救援[3]。

5 消防设计的相关问题

（1）消防水源

可以从水库、电站入口压力钢管和尾水（河流）中获得水电站的消防水源，并且可以通过加压（减压）水、泵加压水或消防水箱水来提供消防水。水电站消防水源的选择和供水方式的选择是可靠的，进行火灾检查时遇到的一个更常见的问题是是否安装消防水池。对于大多数水力发电厂，水是从水库、尾水（河流）中抽出的，由于压力降低或泵压力的原因，消防水的供应是高度可靠的。

（2）火灾自动报警系统

水力发电厂固定式灭火和火警系统的安装位置非常有限，特别是对于中小型发电厂。对于大多数中小型水力发电厂，火灾探测器点的总数不超过100个。只要能够满足关键位置警报和联动要求，自动火灾警报系统就易于设置。图1显示了用于某水力发电厂的自动火灾报警系统[4]。

大型水电站必须配备自动火灾报警系统，并且必须指定使用自动火灾报警系统。这些位置包括油室和机房内设有固定灭火系统的油处理室、电梯机房等。火灾自动报警系统划分和配置如表1所示。

（3）固定灭火设备

安装在水电站的固定式灭火器必须与自动火灾报警系统一起使用。中小型发电厂使用的主要组件是水轮发电 机风罩、油浸式变压器、油箱室和油处理室[5]。建筑物的室外消火栓一次灭火用水量如表2所示。

大多数中小型水力发电厂不包括水力发电机。其余零件可能未配备固定喷水装置。但是，由于在水电站工作的人员较少，因此有必要安装自动火灾报警系统和固定式喷水灭火器。

（4）排烟通风系统设计

每个通风系统都采用了防火措施，并安装了事故的烟雾排放系统。在带有事故排烟的房间中，排风系统也是事故排烟系统。

①电缆室供排风系统

风被吸入单独的工厂建筑物中，并通过安装在电缆室和主厂房建筑物之间的隔板中的轴流风扇被传送到电缆室，防火阀安装在风扇的两侧，防火阀处于常开状态。电缆室排气系统也是事故排烟系统，风扇是热排风扇，风扇的进气口安装了回风防火阀[6]。发生火灾时，控制中心将关闭回风烟气灭火阀，在收到排烟指令后将其打开，并启动热排气扇。当排气温度达到28℃时，它将自动关闭，热排气风扇停止工作，并且回风排气消防阀连接到热排气风扇。

②油库通风换气系统

油库和油处理室配备有独立的空气供应系统，并由轴流风扇提供。灭火器安装在风扇的两侧。当大火达到70℃时，消防阀关闭，风扇停止运行。风管使用不易燃的玻璃纤维增强塑料风管，油库和油处理室配备有独立的事故排烟系统。风扇使用高温排气风扇，风扇进气口安装了回风排气消防阀。发生火灾时，控制中心将关闭回风阀，在收到排烟指令后将其打开，并启动热排气扇。当排气温度达到28℃时，它将自动关闭[7]。

（5）消防配电分布

水电站的交流电路通常具有三个或更多的电源电路和一个外部电源，并且直流系统也非常可靠。水力发电厂所用电力的可靠性远远高于一般工业和私人建筑中的电力，并且可以完全满足防火电力的要求。因此，通常不应单独提供特殊的消防电源。

（6）灭火方法和设备的选择与使用

水电站的消防方法主要是水和化学消防。喷水灭火可以解决大多数类型的火灾，化学灭火有助于特水火灾的灭火。水电厂，尤其是中小型水电厂的消防配置必须基于可靠性、实用性、经济性和易维护性。

（7）水电厂机电设备的选择

在选择水电站水力和电气设备时，只要考虑到消防因素，消防设计专业就会与其它专业积极合作，以充分了解设备的特点并做出合理的选择，提出防火计划。中小型水力发电厂由于自动化程度的提高，主要采用操作管理和外包维护方法，有条件的中小型水力发电厂消除了涡轮机油和绝缘油的存储，这将减少对防火配置的大部分投资，同时显着降低或消除火灾风险，并提高电厂的消防安全性。

6 结束语

水力发电站通常位于偏僻的山区，交通不便。发生火灾时，仅电站自身的消防部门，外界无法提供及时的救援。在水力发电厂安装火灾报警系统后，可以及时发现火灾，并采取相关的安全预防措施以消除火灾苗头，确保电厂的安全运行。

参考文献

[1] 乌晓明. 中小型水电站消防设计中若干问题的探讨[J]. 消防科学与技术， 2008， 27（9）：659-661.

[2] 张永胜. 浅谈中小型水电站消防设计[J]. 内蒙古水利， 2017（3）：72-73.

[3] 王宏伟. 喀麦隆曼维莱水电站生活和消防供水系统设计[J]. 海河水利，2018， 213（05）：21-23.

[4] 殷召生， 郑炜， 尤万方. 智能水电厂安防联动系统设计和实现[J]. 水电与抽水蓄能，2018，18（2）：82-85.