火力发电厂消防水系统设计的几点建议

国家电投集团东北电力有限公司抚顺热电分公司 朱 庆

国家在大力发展火力发电厂的生产工作同时，更加重视火力发电厂的消防安全问题，这就给消防水系统的设计相关人员带来压力，一定要保证设计的消防水系统符合国家各项标准要求和规范，保证质量就可以保证事故发生的减小，不给火力发电厂留下安全隐患。

1 火力发电厂消防水系统设计中易被忽略问题

1.1 火力发电厂现消防安全现状

我国现今供电大部分由火力发电厂进行供给，虽然随着科技进步不断地出现了太阳能、风能、核能等一系列新能源，但他技术还不够成熟，可提供少部分电量但无法承包国家的全部供电需求。现今我国火力发电厂的消防安全现状并不乐观，发电厂的工作人员安全意识薄弱、企业也没有对安全意识着重培养，工作人员在入职时缺少相关安全培训，同时发电厂里的安全设备也有些落后，发电厂的安全管理模式也需进行改革。虽然我国的消防安全技术有突飞猛进的提高，但还是不能忽略其发展。

1.2 消防水泵房设计

选择消防水泵时，要按照火力发电厂最不利情况下的水量压力来进行，但在实际灭火应用中，消防设备无法达到设计值、甚至远远低于设计值，特别是自动喷水灭火系统，当发生火灾时系统开放的喷头数量和开放的喷头出水量也不受人为控制和操作，因为当火灾来临时没有时间、也来不及去人工开启消防水系统，在以往的很多火灾案例中，自动喷水灭火系统在发生火灾时不能按照设计时的理想预期开放出合理数量的喷头，喷水量也比设计时的理想预期相差较大。

因为火力发电厂的消防水系统对用水点的需求很多，但对水量和水压的要求差别很大。在火灾发生初期，自动喷水灭火系统会开放一支到两支水枪出水、一个到两个喷头出水，这样水泵就是在高扬程、小流量的情况下进行运作。在相关技术人员对水泵进行检查或对消防安全系统进行实验运转时，发现一支水枪出水也会出现高扬程、小流量的情况。正常情况下每一台消防水泵都有属于自己的独立的一根吸水管，且水泵在吸水过程中一般采用自灌式吸水方法，这种方法需在吸水管处安装阀门，但在安装过程中一定要注意不可使用蝶阀，因为蝶阀过水通径比吸水管直径还要小，这样会对水流的速度和水流量产生不利影响。

1.3 布置室外消防栓和厂区消防管网

厂区内的消防管网需布置成环状，根据火力发电厂的实际情况，需要布置很多圈小的消防管网并呈现小环状，小环放在火力发电厂中形成一整个大环，然后需要两条及两条以上的输水管在消防泵房给环网提供水资源。由于整个环网系统过于庞大，在局部发生事故时不需整个环网系统的运作，所以用阀门将整个环网系统分割成若干小部分，每个部分中的消防栓少于五个。在管网和室外消防栓的布置中，需对管网能产生多大的水力进行精准计算，这样可精准地知道水管网各部分的管径，可在设计过程中有效减少流量过大给水头造成的损失。这一步骤的进行非常繁琐，但是整个消防水系统中最重要的部分。这一部分往往会被消防水系统的设计人员所忽略，或并没有意识到其重要性、而只进行粗略的计算。

在整个消防水系统设计中，只有通过对水管网各部分管径的精准计算才能准确提供一个水泵扬程参数，从而得出各个用水点精确的压力值，方便包括水喷雾系统、湿式报警系统等各个消防水系统的水力计算，通过计算来判断消防栓是否需进行减压设置，只有通过这些详细步骤来设计的消防水系统才能达到国家管网安全标准，这样设计出的消防水系统在火力发电厂的应用中才较为合理，火力发电厂采取这样的系统也可保证资金效益，同时还避免误差产生的管网压力波动。为保证这一部分的计算精准、误差小，可使用计算机编程系统进行上机计算，在计算过程中采用环网平差法。

1.4 主厂房室内消防管道

根据国家提出的《火力发电厂与变电所设计防火规范》中，有一条对主厂房室内消防管道进行了规定，要求安装在主厂房室内的消防竖管应安装在底层或运转层，通过水平干管来构成环状管道，它的直径必须经过精准的计算来确定，但同时也要切记不小于100毫米。在实际的设计过程中，可感受到在消防竖管的底层有很多管道，它们的结构错综复杂、相互交错，所以在消防水系统设计的过程中，为避免管道间的交叉和碰撞，就需设计师结合相关的专业知识进行多次的调整来改变管道之间的错杂连接，让管道看起来井然有序，这样在安装管道和维护管道时都能更加快速、方便、准确地进行。

设计人员为能更加轻松的解决管道交错和碰撞带来的问题，将环管设置在运转层，这样给安装减小了难度，同时在维护环管方面也带来了方便，这样安装还可节约管材，给管网的安装带来了一些坡度，更加有利于在进行消防水系统时的排气工作，避免整个管网在使用一段时间后存在空气聚焦的现象。国内的火力发电厂消防水系统还不算完善，没有强制规定主厂房内的消防管道需要安装排气装置，但在国外很早就开始给火力发电厂的主厂房进行消防管道排气装置的设计及安装使用。

我国很多火力发电厂聘请国外设计师进行消防水系统设计，其在设计消防水系统方案时也会着重考虑主厂房内的消防系统排气装置。因此未来我国在设计火力发电厂的消防水系统时，也要将这一问题考虑进去，加强对这一方面问题的研究，深入探究主厂房安装消防管道排气装置的原理和最先进技术，对火力发电厂内的人员和器材起到更好的保护。

2 火电厂消防水系统设计的几点安全建议

2.1 消防给水系统设计

根据国家所出台的火力发电厂消防水系统应注意的规范标准里，装机容量在125MW及以上的发电厂需要安装独立的消防给水系统，在给这类火力发电厂设计消防给水系统时，要着重注意在任何情况下消防水源的畅通问题，一定要保证消防给水系统中水量的充足，同时也一定要注意不要让供水管道堵塞。随着外界空气环境的影响，在天气寒冷时要防止消防水源的结冰问题，出现上述问题时，一旦发生火灾将无法进行消防水系统的正常工作运行，不能及时的进行灭火，会对火力发电厂造成很大的损失和伤亡现象。

在安装消防水泵时，采取的供水方式需采取自灌式供水，相比于充水式供水可节省更多时间，且启动时间更短，自灌式供水的运行也更加平稳、可靠，其优点还有在发生火灾启动该系统时，系统自身能保证充足的供水量，绝不会出现间断或者缺水现象。在进行消防水系统的设计时，也要注意装机组容量在125MW及以上的火力发电厂需准备一个备用泵，防止在发生意外时主泵坏掉无法进行抢救工作，柴油驱动消防泵就是做备用泵的一个很好选择，可在主泵发生障碍或被破坏时及时派上用场，让火力发电厂的安全设备不出现短缺现象。

在挑选安装室内室外的消防栓位置时，一定要选择显眼、容易被发现的地方，这样在突发危险时可更加快速地找到消防栓并且做出出水操作。位于地下的消防栓，也要在地面上做一个明显的消防标识，针对于室内的消防栓来说，还应当设置一个就地起泵按钮。一个火力发电厂所需要的消防栓数量也要经过精准的计算，计算消防栓数量的主要依据是基于保护半径保证水流量充足，是内外消防用水的多少结合起来进行计算。

2.2 自动喷水灭火系统设计

自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、报警阀组、水流报警相关装置组成，此外还有水管及供水设施等，这一系统目前在我国火力发电厂中被广泛应用，特点是功能完善、实用可靠并可有效控制火势的大小。在设计自动喷火灭火系统时，也要遵从国家在火力发电厂消防水系统方面的相关规定和要求，在适当的火力发电厂相关位置安装自动喷水灭火系统，火力发电厂中常发生火灾的地方主要有变压器区域、煤场、磨煤机、锅炉房、输煤栈桥等区域。

消防水系统设计工程师可根据以往大量火力发电厂生产经验，在输煤栈桥里安装开式雨淋系统，在输煤系统中安装快速响应喷头，如该系统发生火灾，探测器发现火灾就会启动并向报警系统发出报警信号，报警箱接收到发射的信号后会对信号进行确认，确认发生火灾后打开雨淋阀，整个保护区内的开式喷头开始喷水冷却至灭火。安装雨淋系统的优点在于可快速大面积的进行喷水灭火，这种方式对于发生火灾时的降温和灭火工作都有显著效果，能更好地保护火力发电厂中的器材及工作人员。

2.3 气体灭火系统设计

针对火力发电厂的消防水系统还有一种保护系统，那就是气体灭火系统设计，使用气体的好处是不用储水、也不用担心管道的堵塞，所以对火力发电厂的消防水系统还要进行更加严谨、复杂的系统安装。在火力发电厂的部分区域还需要安装气体灭火系统，目前我国的火力发电厂主要运用的气体灭火系统是IG541灭火系统、低压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷灭火系统等组合式气体灭火系统。

这些气体灭火系统都是由很多气体通过不同的百分比相互组合而成的，组合的气体中彼此的含量是不同的，所占的比例是不同的。如二氧化碳作为天然惰性气体就可应用到灭火系统中，在常温常压的环境下是二氧化碳自身是无色无味的，并且它属于中性气体不导电、也没有腐蚀性，可以隔绝空气与可燃物的接触，并且二氧化碳还可起到降温冷却的作用。

3 结语

火力发电厂作为国家的重要“生命线”，其安全系统受到国家和社会的重视，在一个国家正常的运行过程中，火力发电厂是不可以出现事故的，否则将造成重大的损失，所以加强对火力发电厂消防水系统设计，是最根本的解决问题的关键。做好对火力发电厂的消防水系统安全设计，着重研究预防发生火灾和火灾发生时的及时处理方案是必要的。