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關(guān)于火電廠消防（水）系統(tǒng)設(shè)計的幾點體會 |建筑消防
發(fā)布日期：2016-08-01 07:44:37
一、總則
在確定了電廠機組規(guī)模的前提下，設(shè)計人員務(wù)必根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》及規(guī)范中所提及的其它相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。規(guī)范是強制性的國家標(biāo)準(zhǔn)，是我們設(shè)計人員的設(shè)計依據(jù)，也是將來消防部門監(jiān)督審核的依據(jù)。
二、在設(shè)計中容易被忽視的幾個問題
1、消防水泵房設(shè)計過程中應(yīng)注意的問題
1）消防水泵是按滿足最不利情況下的水量的壓力來確定選型。但在滅火過程中起實際作用的消防設(shè)備往往低于設(shè)計值，尤其是自動噴水滅火系統(tǒng)，人為無法控制開放噴頭的數(shù)量和出水量。成功滅火、控火的事例中，自動噴水滅火系統(tǒng)的出水量往往低于設(shè)計流量，水泵出水量低于額定值時，其工作點曲線左移，導(dǎo)致水泵的壓力升高。對于電廠消防有其用水點多的特點，對水量及水壓的要求差別很大，雖然我們選用流量－揚程曲線盡量平緩的水泵，但往往還會發(fā)生超壓現(xiàn)象。例如火災(zāi)初期，一支或兩支水槍出水，一至兩個噴頭出水，水泵將在小流量、高揚程情況下工作；水泵檢查或?qū)嶒炦\轉(zhuǎn)時，一支水槍出水，也存在小流量、高揚程的情況。為此，我們應(yīng)在高空中采用相應(yīng)的協(xié)調(diào)措施。實踐表明以下措施對防超壓是行之有效的：
（a）采用多臺水泵并聯(lián)運行；
（b）選用流量－揚程曲線平緩的水泵；
（c）提高管道和連接件的承壓能力；
（d）設(shè)置泄壓管或回流管；
(e)合理布置系統(tǒng)和管道。
當(dāng)然以上措施在安全的基礎(chǔ)上，我們還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度考慮。所以我們應(yīng)首先從（b）（d）（e）這三項加以考慮。首先，水泵臺數(shù)設(shè)置不宜過多，我們設(shè)計水泵臺數(shù)一般為2臺運行，1臺備用，有時1臺運行，1臺備用，且備用泵工作能力不應(yīng)小于最大一臺消防主泵；第二、提高管道和連接件的承壓能力勢必增加整個管網(wǎng)的造價。而對于（b）項我們往往能很好考慮，但對于(d)、(e)項卻容易被忽視。對于(d)項具體的設(shè)計是除在消防水泵的出水管上設(shè)止回閥和閘閥及壓力表外，還應(yīng)設(shè)置供試驗與檢查使用的放水閥。并且泵組匯總的出水管上亦應(yīng)設(shè)壓力表和泄壓閥，在壓力表前應(yīng)有表閥。至于(e)項在本文的第2大問題討論中論述。
2）對于消防水泵一般每臺水泵應(yīng)有自己獨立的吸水管，并采用自灌式吸水方式，這樣在吸水管均應(yīng)設(shè)置閥門，而采用的閥門不能是蝶閥，因為蝶閥的過水通徑往往比吸水管直徑要小得多，對水流不利。
3）消防泵房應(yīng)采用雙電源或雙回路供電，有困難時，宜采用內(nèi)燃機作動力。
2、廠區(qū)消防管網(wǎng)及室外消火栓布置
1）對于廠區(qū)內(nèi)的消防給水管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀，而且根據(jù)實際布置情況往往布置成多個小環(huán)，整個廠區(qū)成一個大環(huán)，然后有至少兩條輸水管從消防泵房引出給環(huán)網(wǎng)供水。整個環(huán)狀管網(wǎng)用閥門分成若干獨立段，每段內(nèi)消火栓的數(shù)量一般不應(yīng)超過5個。
2）有些設(shè)計人員只注意以下幾點來進(jìn)行廠區(qū)室外消火栓的布置：‘室外消火栓的間距不應(yīng)超過120m，應(yīng)沿道路設(shè)置，距路邊不應(yīng)超過2m，距房屋外墻不宜小于5m，并宜靠近十字路口’。其實對于120m的間距是針對消防車使用的消火栓要求的，所以還應(yīng)考慮建（構(gòu)）筑物外供消防人員使用的消火栓的數(shù)量及布置間距。對此可按《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》的要求來確定室外消火栓的數(shù)量。最后才能對全廠的室外消火栓進(jìn)行統(tǒng)籌布置。建（構(gòu)）筑物室外消防一次用水量（L/S）。
3）在《火力發(fā)電廠生活、消防給水和排水設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中曾對室外消火栓有一條規(guī)定：“室外消火栓應(yīng)有明顯標(biāo)志，并宜在主要道路入口處設(shè)置裝有水龍帶和栓槍的設(shè)施”。在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中只是明確定室外消防給水管道和消火栓的布置應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，而在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》有關(guān)條款中沒有規(guī)定在大型廠礦企業(yè)的廠區(qū)內(nèi)除布置一定數(shù)量的室外消火栓外，還要求設(shè)置一定數(shù)量裝有水龍帶和栓槍的設(shè)施，目前的消防車都配有一定數(shù)量的水龍帶和栓槍，并且對于電廠內(nèi)的大部分建筑物都設(shè)有室內(nèi)消火栓，如真遇到滅火時水龍帶長度不夠或栓槍數(shù)量不夠，均可就近從室內(nèi)消火栓箱內(nèi)取得，因而沒有必要再設(shè)置帶水龍帶和栓槍的設(shè)施，更無必要每一個室外消火栓都配一個帶水龍帶和栓槍的設(shè)施。
4）在管網(wǎng)和室外消火栓布置完成后，必須對管網(wǎng)進(jìn)行較為精確的水力計算，以確定給水管網(wǎng)各管段的管徑，求得通過各設(shè)計流量時造成的水頭損失。這是一個十分繁瑣而又很必要的步驟，卻往往被許多設(shè)計人員所忽視，或只是粗略計算。只有通過這一步才能給水泵揚程的確定提供一個重要參數(shù)，并且得出各用水點較為精確的壓力值，以便各滅火系統(tǒng)（水噴霧系統(tǒng)、濕式報警系統(tǒng)等）的水力計算，確定消火栓有無必要設(shè)置減壓措施，這種設(shè)計才能達(dá)到管網(wǎng)安全、合理與經(jīng)濟(jì)。也可避免一些壓力波動，這一步可采用環(huán)網(wǎng)平差法并編成程序上機計算。
3、主廠房室內(nèi)消防管道
1）在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中對主廠房室內(nèi)消防管道有這么一條規(guī)定：“主廠房室內(nèi)消防豎管應(yīng)在底層或運轉(zhuǎn)層由水平干管構(gòu)成環(huán)狀管道，直徑應(yīng)經(jīng)計算確定，但不應(yīng)小于100mm”實際設(shè)計過程中感到：在底層，各種管道往往很多，為避免管道的交叉與碰撞，需要與有關(guān)專業(yè)多次協(xié)調(diào)，最終確定的管道不得不七拐八拐，給安裝和維護(hù)都帶來不便。如果將環(huán)管設(shè)置在運轉(zhuǎn)層，交叉或碰撞問題將容易解決，從設(shè)計、安裝、維護(hù)及減少管材方面都將優(yōu)越得多。并且可使管網(wǎng)容易形成坡度，同時考慮排氣問題，因為整個管網(wǎng)在一段時間后將有空氣聚焦。雖然在目前國內(nèi)的規(guī)范中未有規(guī)定主廠房內(nèi)的消防管道上要求設(shè)置排氣裝置，但從國外一些設(shè)計包括給國內(nèi)電廠的設(shè)計中均設(shè)有排氣裝置。如果我們考慮排氣問題，環(huán)管設(shè)置在運轉(zhuǎn)層問題將容易解決，而環(huán)管設(shè)置在底層，須在每根立管上設(shè)置排氣裝置，一方面將增加排氣裝置，另一方面也增加排氣裝置漏水的機率，從而可能影響整個管網(wǎng)壓力的維持。
2）在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中要求：“主廠房內(nèi)的消火栓，在消防系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)時應(yīng)在底層或運轉(zhuǎn)層上的消火栓處或主要通道入口處設(shè)置直接啟動消防水泵的按鈕，并應(yīng)設(shè)置保護(hù)設(shè)施”。對于這一條我們不能一概而論，因為高壓系統(tǒng)有常高壓和臨時高壓之分，常高壓系統(tǒng)（如深圳瑪灣電廠設(shè)有高出地面85m的2000m3高位水池）它能經(jīng)常滿足室內(nèi)消防所需壓力和流量的狀態(tài)，顯然無須設(shè)置遠(yuǎn)程啟動消防水泵的按鈕。不過目前臨時高壓給水系統(tǒng)往往為大多數(shù)電廠所采用，那么如果采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，在消火栓箱內(nèi)或旁邊設(shè)有報警按鈕，發(fā)生火災(zāi)時通過報警按鈕將信號傳到消防控制室，通過控制室來啟動消防水泵，也無須再設(shè)置遠(yuǎn)程啟動消防水泵的按鈕。如果采用設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時高壓給水系統(tǒng)，由于啟動室內(nèi)消火栓使給水系統(tǒng)管網(wǎng)中壓力下降時，能夠迅速自動啟動消防水泵，也無須再設(shè)置遠(yuǎn)程啟動消防水泵的按鈕。
3）在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定“消防用水與其他用水合并的室內(nèi)管道，當(dāng)其他用水達(dá)到最大流量時，應(yīng)仍能供全部消防用水，洗刷用水量可不計算在內(nèi)，合并的管網(wǎng)上應(yīng)設(shè)置水泵接合器”按照對此理解：設(shè)有獨立的消防管網(wǎng)的主廠房等建筑物可不設(shè)水泵接合器。但在《火力發(fā)電廠生活、消防給水和排水設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中有明確規(guī)定：“電廠主廠房宜設(shè)水泵接合器”。對水泵接合器的主要用途，《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》有如下解釋：
在確定了電廠機組規(guī)模的前提下，設(shè)計人員務(wù)必根據(jù)《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》及規(guī)范中所提及的其它相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。規(guī)范是強制性的國家標(biāo)準(zhǔn)，是我們設(shè)計人員的設(shè)計依據(jù)，也是將來消防部門監(jiān)督審核的依據(jù)。
二、在設(shè)計中容易被忽視的幾個問題
1、消防水泵房設(shè)計過程中應(yīng)注意的問題
1）消防水泵是按滿足最不利情況下的水量的壓力來確定選型。但在滅火過程中起實際作用的消防設(shè)備往往低于設(shè)計值，尤其是自動噴水滅火系統(tǒng)，人為無法控制開放噴頭的數(shù)量和出水量。成功滅火、控火的事例中，自動噴水滅火系統(tǒng)的出水量往往低于設(shè)計流量，水泵出水量低于額定值時，其工作點曲線左移，導(dǎo)致水泵的壓力升高。對于電廠消防有其用水點多的特點，對水量及水壓的要求差別很大，雖然我們選用流量－揚程曲線盡量平緩的水泵，但往往還會發(fā)生超壓現(xiàn)象。例如火災(zāi)初期，一支或兩支水槍出水，一至兩個噴頭出水，水泵將在小流量、高揚程情況下工作；水泵檢查或?qū)嶒炦\轉(zhuǎn)時，一支水槍出水，也存在小流量、高揚程的情況。為此，我們應(yīng)在高空中采用相應(yīng)的協(xié)調(diào)措施。實踐表明以下措施對防超壓是行之有效的：
（a）采用多臺水泵并聯(lián)運行；
（b）選用流量－揚程曲線平緩的水泵；
（c）提高管道和連接件的承壓能力；
（d）設(shè)置泄壓管或回流管；
(e)合理布置系統(tǒng)和管道。
當(dāng)然以上措施在安全的基礎(chǔ)上，我們還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度考慮。所以我們應(yīng)首先從（b）（d）（e）這三項加以考慮。首先，水泵臺數(shù)設(shè)置不宜過多，我們設(shè)計水泵臺數(shù)一般為2臺運行，1臺備用，有時1臺運行，1臺備用，且備用泵工作能力不應(yīng)小于最大一臺消防主泵；第二、提高管道和連接件的承壓能力勢必增加整個管網(wǎng)的造價。而對于（b）項我們往往能很好考慮，但對于(d)、(e)項卻容易被忽視。對于(d)項具體的設(shè)計是除在消防水泵的出水管上設(shè)止回閥和閘閥及壓力表外，還應(yīng)設(shè)置供試驗與檢查使用的放水閥。并且泵組匯總的出水管上亦應(yīng)設(shè)壓力表和泄壓閥，在壓力表前應(yīng)有表閥。至于(e)項在本文的第2大問題討論中論述。
2）對于消防水泵一般每臺水泵應(yīng)有自己獨立的吸水管，并采用自灌式吸水方式，這樣在吸水管均應(yīng)設(shè)置閥門，而采用的閥門不能是蝶閥，因為蝶閥的過水通徑往往比吸水管直徑要小得多，對水流不利。
3）消防泵房應(yīng)采用雙電源或雙回路供電，有困難時，宜采用內(nèi)燃機作動力。
2、廠區(qū)消防管網(wǎng)及室外消火栓布置
1）對于廠區(qū)內(nèi)的消防給水管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀，而且根據(jù)實際布置情況往往布置成多個小環(huán)，整個廠區(qū)成一個大環(huán)，然后有至少兩條輸水管從消防泵房引出給環(huán)網(wǎng)供水。整個環(huán)狀管網(wǎng)用閥門分成若干獨立段，每段內(nèi)消火栓的數(shù)量一般不應(yīng)超過5個。
2）有些設(shè)計人員只注意以下幾點來進(jìn)行廠區(qū)室外消火栓的布置：‘室外消火栓的間距不應(yīng)超過120m，應(yīng)沿道路設(shè)置，距路邊不應(yīng)超過2m，距房屋外墻不宜小于5m，并宜靠近十字路口’。其實對于120m的間距是針對消防車使用的消火栓要求的，所以還應(yīng)考慮建（構(gòu)）筑物外供消防人員使用的消火栓的數(shù)量及布置間距。對此可按《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》的要求來確定室外消火栓的數(shù)量。最后才能對全廠的室外消火栓進(jìn)行統(tǒng)籌布置。建（構(gòu)）筑物室外消防一次用水量（L/S）。
3）在《火力發(fā)電廠生活、消防給水和排水設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中曾對室外消火栓有一條規(guī)定：“室外消火栓應(yīng)有明顯標(biāo)志，并宜在主要道路入口處設(shè)置裝有水龍帶和栓槍的設(shè)施”。在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中只是明確定室外消防給水管道和消火栓的布置應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，而在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》有關(guān)條款中沒有規(guī)定在大型廠礦企業(yè)的廠區(qū)內(nèi)除布置一定數(shù)量的室外消火栓外，還要求設(shè)置一定數(shù)量裝有水龍帶和栓槍的設(shè)施，目前的消防車都配有一定數(shù)量的水龍帶和栓槍，并且對于電廠內(nèi)的大部分建筑物都設(shè)有室內(nèi)消火栓，如真遇到滅火時水龍帶長度不夠或栓槍數(shù)量不夠，均可就近從室內(nèi)消火栓箱內(nèi)取得，因而沒有必要再設(shè)置帶水龍帶和栓槍的設(shè)施，更無必要每一個室外消火栓都配一個帶水龍帶和栓槍的設(shè)施。
4）在管網(wǎng)和室外消火栓布置完成后，必須對管網(wǎng)進(jìn)行較為精確的水力計算，以確定給水管網(wǎng)各管段的管徑，求得通過各設(shè)計流量時造成的水頭損失。這是一個十分繁瑣而又很必要的步驟，卻往往被許多設(shè)計人員所忽視，或只是粗略計算。只有通過這一步才能給水泵揚程的確定提供一個重要參數(shù)，并且得出各用水點較為精確的壓力值，以便各滅火系統(tǒng)（水噴霧系統(tǒng)、濕式報警系統(tǒng)等）的水力計算，確定消火栓有無必要設(shè)置減壓措施，這種設(shè)計才能達(dá)到管網(wǎng)安全、合理與經(jīng)濟(jì)。也可避免一些壓力波動，這一步可采用環(huán)網(wǎng)平差法并編成程序上機計算。
3、主廠房室內(nèi)消防管道
1）在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中對主廠房室內(nèi)消防管道有這么一條規(guī)定：“主廠房室內(nèi)消防豎管應(yīng)在底層或運轉(zhuǎn)層由水平干管構(gòu)成環(huán)狀管道，直徑應(yīng)經(jīng)計算確定，但不應(yīng)小于100mm”實際設(shè)計過程中感到：在底層，各種管道往往很多，為避免管道的交叉與碰撞，需要與有關(guān)專業(yè)多次協(xié)調(diào)，最終確定的管道不得不七拐八拐，給安裝和維護(hù)都帶來不便。如果將環(huán)管設(shè)置在運轉(zhuǎn)層，交叉或碰撞問題將容易解決，從設(shè)計、安裝、維護(hù)及減少管材方面都將優(yōu)越得多。并且可使管網(wǎng)容易形成坡度，同時考慮排氣問題，因為整個管網(wǎng)在一段時間后將有空氣聚焦。雖然在目前國內(nèi)的規(guī)范中未有規(guī)定主廠房內(nèi)的消防管道上要求設(shè)置排氣裝置，但從國外一些設(shè)計包括給國內(nèi)電廠的設(shè)計中均設(shè)有排氣裝置。如果我們考慮排氣問題，環(huán)管設(shè)置在運轉(zhuǎn)層問題將容易解決，而環(huán)管設(shè)置在底層，須在每根立管上設(shè)置排氣裝置，一方面將增加排氣裝置，另一方面也增加排氣裝置漏水的機率，從而可能影響整個管網(wǎng)壓力的維持。
2）在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中要求：“主廠房內(nèi)的消火栓，在消防系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)時應(yīng)在底層或運轉(zhuǎn)層上的消火栓處或主要通道入口處設(shè)置直接啟動消防水泵的按鈕，并應(yīng)設(shè)置保護(hù)設(shè)施”。對于這一條我們不能一概而論，因為高壓系統(tǒng)有常高壓和臨時高壓之分，常高壓系統(tǒng)（如深圳瑪灣電廠設(shè)有高出地面85m的2000m3高位水池）它能經(jīng)常滿足室內(nèi)消防所需壓力和流量的狀態(tài)，顯然無須設(shè)置遠(yuǎn)程啟動消防水泵的按鈕。不過目前臨時高壓給水系統(tǒng)往往為大多數(shù)電廠所采用，那么如果采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，在消火栓箱內(nèi)或旁邊設(shè)有報警按鈕，發(fā)生火災(zāi)時通過報警按鈕將信號傳到消防控制室，通過控制室來啟動消防水泵，也無須再設(shè)置遠(yuǎn)程啟動消防水泵的按鈕。如果采用設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時高壓給水系統(tǒng)，由于啟動室內(nèi)消火栓使給水系統(tǒng)管網(wǎng)中壓力下降時，能夠迅速自動啟動消防水泵，也無須再設(shè)置遠(yuǎn)程啟動消防水泵的按鈕。
3）在《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定“消防用水與其他用水合并的室內(nèi)管道，當(dāng)其他用水達(dá)到最大流量時，應(yīng)仍能供全部消防用水，洗刷用水量可不計算在內(nèi)，合并的管網(wǎng)上應(yīng)設(shè)置水泵接合器”按照對此理解：設(shè)有獨立的消防管網(wǎng)的主廠房等建筑物可不設(shè)水泵接合器。但在《火力發(fā)電廠生活、消防給水和排水設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中有明確規(guī)定：“電廠主廠房宜設(shè)水泵接合器”。對水泵接合器的主要用途，《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》有如下解釋：
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