水电站消防设备布置与控制探讨

邱丁

摘要：伴随着社会经济的持续增长和民众生活品质的不断提升，水电站作为关键的电能生成设备，已经变成各个地区经济发展中不可或缺的关键动力系统，也是火灾等事故发生概率相对较高的地方之一。为了提升水电站的安全管理水平，规范消防设备布局和控制，目前在水电工程设计阶段，消防设备配置通常都有相应的规范和规定。由于消防水泵站、消火栓、自动喷水灭火装置、防火卷帘门及泡沫炮等主要消防设施均设在厂房内或靠近厂坝边界位置上，所以它们的配置应尽量接近实际情况。

关键词：水电站；建筑物；消防设备；布置；控制

引言

在水电站消防设计中，应保证消防设备布局合理，操作简便，并能对火灾蔓延起到一定的抑制作用。针对水电站消防设备布置和控制存在的一些共性问题，本文给出了相应解决方法[1]。水电站是一项比较重要的电力项目，其经济效益很高，在整个电力系统中占有举足轻重的地位。在水电站中，消防设备是非常重要的部分，它布局是否合理将会影响到整个电站的正常运转。在设计时，要严格依照现行的规范，对各种形式的电站消防设备布置进行对比分析，以达到合理布局，便于控制，操作简便等目的。只有如此才能保证水电站在符合国家标准的同时，更好为社会服务[2]。

一、工程概况

某水电站位于湖南省永顺县，属于沅水支流酉水干流上的引水式地面厂房水电枢纽。电站装设两台200兆瓦发电机组，年发电总量可达15×108千瓦时。其引水管网涵盖了进水口、引水渠、压力前池以及压力管道等多个部分。另外，引水系统还包括进水口、压力前池、地下厂房和尾水调压室等主要设施[3]。

该水电站的消防设计工作既要确保电站安全，又要确保水库周围环境卫生，还要防止和减轻火灾对电厂和当地人民造成的财产损失。《中华人民共和国消防法》及其他相关法律法规对电站消防设施的设置提出了明确要求，并提出了相应的防火措施。消防设备要与主体工程同步设计，同步施工，同步投产。针对上述需求，本文就某水电站的消防设计作了一些探讨。

二、消防设备布置原则

水电站工程的消防设计不仅要满足《建筑设计防火规范》《火力发电厂与变电站设计防火规范》等规定，还要严格按照GB50116-98等规定进行。布置设备时，应根据火灾风险等级和防火能力进行分类。例如，对于发电机、变压器和开关柜这些设备，可以根据实际需求选择在不同耐火等级区域进行布置，这样可以在火灾发生时最大程度减少损失。对于其他电气设备，应尽量集中在同一地点，以减小对环境造成的破坏，并避免引起燃烧或爆炸事故。同时，还必须注意防止由于电气操作不当产生短路现象，从而影响整个电站运行安全。

设备布局要符合现场环境及安全要求。对于可能产生火花、电弧、高温等危害的装置，其设置位置要远离易燃、易爆场所或采取相应的保护措施。另外，还要考虑到各种灭火设施的合理配置，以达到经济、有效阻止或延緩火源蔓延的目的[4]。

为了确保设备在运行过程中能够有效散发热量，减少事故发生危险，尽量将设备设置在通风良好的地方。如水轮发电机组和水泵机组等安装在通风良好的位置。在进行设备布局时，要注意设备间的间距及相对位置，以免在发生火灾时互相干扰，引起连锁反应。电缆、控制柜和变压器等设备之间要有适当间隔，以防止它们之间的接触和影响。设备布局要考虑到便于维护、检查、操作、安全等方面。

在进行设备布局时，要充分考虑到工作及停机情况，以防止发生火灾时人员及设备受到伤害。如水电机组、水泵机组等，要根据工作、停机情况，选用不同的布局形式，以确保设备及人身安全。在设备布局上，要考虑到设备间的电气连接、通讯连接等，以确保设备间的安全操作及信息传输。如发电机、变压器、开关柜等设备之间要有专门的电源回路与通讯线路，以防止相互干扰。为了防止意外情况发生，在设备配置上，必须考虑到设备间的安全距离。在使用过程中，设备之间要有足够的安全距离，避免接触、碰撞等现象。

三、水电站消防设备布置与控制策略

（一）消防系统设计问题及控制措施

水电站工程规模大、结构复杂，而消防工程又是影响其运营安全的重要建设系统。20世纪早期，我国水利部与公安厅联手编制并施行了《水利水电工程设计防火规程》，以应对相关问题。然而，在水电站施工技术和防火安全技术不断进步的同时，在新消防法规出台以后，水电站工程消防系统设计思想、施工工艺、施工装备以及安全管理工作都有了很大改变。比如，原来的防火安全规定与实际管理不相适应。为了解决这个问题，将消防工程的安全管理标准和水利水电工程主要环节进行有机结合，从整体布局、建筑施工、空间结构、设备安装等多个角度，全面将消防工程的安全要求和工程实施匹配起来。一方面，主动改变“重主体，轻配套”的思维，把消防安全工程作为重要的配套系统，融入水利工程主体工程中去。另一方面，从管理人员着手，加强对水利水电工程设计和国家消防安全专业知识的培训。通过对《水利水电工程设计防火规程》中有关内容的修订，尽快将其内容与新技术进行衔接。加强对专业设计者和消防安全人员的培养，使之真正融入水利水电工程设计之中。

（二）水电站厂房及配电室消防设备布置

生产车间的消防设备应当设置在车间外部，发生火灾时，可以由外部直接引出；配电房应设有自动洒水、气体及干粉等灭火系统，在发生火灾时，可由室外直接导入；在配电房中，应设自动喷水灭火系统；在配电室中，消防电源的额定容量不得少于10kw，并且必须具备稳妥可靠的备用电源。如遇火灾，从室外接入的话，首选直接利用电网或消防电源进行连接；若从室内接入，可考虑通过消火栓箱设施进行改造或者直接接入消火栓箱内。为确保室内电气设备安全，配电室内设有自动喷水灭火系统，其主要功能是阻止火势蔓延以及防止因漏电引发火灾。

（三）自动喷水灭火系统在厂房内的布置

通常情况下，厂房都安装有自动喷水灭火系统，其管线都铺设在工厂内部。然而，如果所有的系统管线都设在工厂外面，就无法得到有效使用，而且还会影响到防火隔离，不利于消防人员的快速撤离。按照《自动喷水灭火系统设计规范》中的要求，厂区内的自动喷淋系统管路不能明敷，应采取暗敷的方式。但在实际施工中，往往采取明敷法，以节约建设资金。如果采用明敷法，会造成管路占用过多空间，从而影响自动喷水灭火系统的效果。因此，在设计时应根据实际情况合理布置管道及喷头，使管道能够充分利用空间。具体做法：将管道沿厂房外墙敷设并适当集中布置喷头，在厂房外墙设置阀门井。

（四）灭火控制箱设置

灭火控制箱应设在消防控制室内部，可直接向各区域的消防设备输送信号。若无法实现此功能，则须设立手动操作按钮在报警控制器上，以供控制室远程启动相关灭火设备；火灾确认后，控制室将自动向灭火设备发出启动信号，同时打印出启动时间与受保护区域的标识以及编号。

对位于发电厂房内的水电站，根据规范要求应设置独立的灭火控制箱，而在水电站实际设计中，为了节约工程投资和方便管理，大都将灭火控制箱设置在发电厂房内，使得灭火控制箱不能直接输出信号到每个区域的消防设备上。在这种情况下，可以采取将灭火控制箱设置在电站办公楼或其他场所，然后将灭火控制箱与相应区域的火灾报警系统连接，这样就能直接输出信号到相应区域的消防设备上。

（五）消防电源与备用电源设置

在水电站消防设备布局中，消防电源和后备电源的设定是十分关键的环节。在设计时要严格遵循规范，并根据电站具体情况，在符合《火力发电厂与变电站设计技术规定》（DL/T520-1996）和有关规程基础上，根据电站本身特点，对不同方案进行对比分析，确定合理的消防电源和后备电源。在设计时，要把消防设施布局和消防电源配置相结合，因地制宜进行分析。另外，消防设备要尽量保持持续运转。当火灾发生后，人员进入火灾通道或逃生区之前，应关闭所有的防火门，以减少烟气扩散、防止二次着火。疏散过程中要注意将室内物品及时转移到安全场所，同时也应尽量减少人员从火灾现场向外界流动。

（六）工程施工期间的消防设备布置

首先，提高水电站工程建设人员的消防安全意识，培养他们的消防安全技术，从根本上提高他们的消防安全防护水平。针对水电站工程建设项目所涉及的团队数量大、人员流动大、内部专业工种繁杂、不同部门之间不协调等问题，对水利水电工程施工人员定期进行消防安全教育，并进行强制性的消防知识宣传，保证不同工种技术人员能够熟练掌握消防安全知识。另外，对新到岗的施工人员加强岗前防火安全知识教育与培训，特别是电焊工人、电气工人以及油料人员等，更要加强对他们的消防安全教育。其次，在实施水利水电工程时，应设立一名专职消防安全管理人员，并聘用一名专职消防安全人员，对实施期间的消防安全问题进行有效监督与管理。当前我国水利水电工程规定应设立专门的安全员岗位，但是很多水利水电工程都没有聘用比较专业的专职人员来承担岗位职责与任务。有些项目虽然设置了消防安全員岗位，但是所聘用的员工也是兼职或者不专业。为此，应加强对建筑工程施工中的消防安全工作岗位的设置和专业人员的引进，以保证对建筑工程的消防安全进行有效监管。最后，在一些工程建设中，要从根本上杜绝重大维修和临时火灾安全问题。在水电站工程建设过程中，最易忽视的是临时防火安全设施的设置。大部分水电站工程在进行重大维修或者进行特殊工程建设时，对水电站工程消防安全监管方面的投入不够重视，监管方面存在很大缺陷，在维修和项目实施过程中很容易发生火灾。因此，在水电站工程发展中，要建立临时的消防预警系统，不管是用于大规模维修，还是专门施工，都要制定消防安全责任体系，把火灾隐患消灭在萌芽状态。

（七）消防安全新技术或材料在水电站中的应用策略

近年来，随着消防控制新技术的不断发展与推广，消防控制材料的使用安全与效果得到了极大提高。然而，在水电站项目工程中，新的防火技术和防火材料并未大规模推广，与现代化的水电站项目工程施工相分离。由于水电站项目工程自身规模庞大，建设过程中需要投入大量资金，在引入新的消防安全技术和新材料时，费用压力很大。此外，相关工程设计者还面临着更新速度滞后，消防安全主体接受度缓慢等诸多问题。首先，要迅速提高水电站项目工程设计者和技术人员对新消防安全技术和防火材料的知识架构，并定期或不定期进行消防安全知识培训，保证水电站项目工程设计者和技术人员不断提高自身素质。其次，要尽快制订和颁布新的水电站项目工程消防新技术和新材料强制性使用规范，促进新技术和新材料推广。最后，对新消防技术和新防火材料的建设和应用给予奖励，以此来激励更多的水电站项目工程采用新技术和新防火材料。

结语

本文着重讨论了水电站消防设备布置和控制方面的问题，并给出了相应的解决方案。在布置消防设备时，应尽可能减小或消除火灾后可能对电厂造成的损害。在保证水电站消防设备布局合理、操作简便的基础上，对火灾蔓延与扩展进行有效控制。从控制上讲，要重视电气线路及电气设备的安装质量，最大限度降低由于电气线路及电气设备安装质量造成的火灾事故。在进行消防设计时，一定要严格遵守有关规范和规程，保证消防设备布置合理，控制方便，操作简便，为电厂提供一个安全、可靠、高效的运行环境。

参考文献

[1]戴学新.岩山湾水电站消防安全探讨[J].湖南水利水电，2021（03）：29-31.

[2]姚建国，王胜华，潘雪梅.黄登水电站水力机械设计的主要特点[J].云南水力发电，2021，37（07）：218-222.

[3]张杨，杨海涛，王艳妮，等.IG541混合气体灭火系统在水轮发电机消防中的应用[J].吉林水利，2021（05）：16-20.

[4]长江勘测规划设计研究有限责任公司，汉江孤山水电开发有限责任公司.水电站弧门侧止水橡皮智能润滑装置：CN202021469002.2[P].2021-02-02.