三峽（華中）-廣東±500kV直流輸電工程荊州換流站消防設(shè)計

劉波（監(jiān)利縣公安消防大隊，湖北 監(jiān)利 433300）

三峽（華中）-廣東±500kV直流輸電工程是國家西電東送工程中通道的重點工程之一，荊州換流站是三廣直流輸電工程中的首端換流站，是一座大型的交、直流樞紐變電站。換流站占地面積為261畝，建筑面積為10202m2。額定直流輸送功率為雙極3000MW，額定直流電壓±500kV，直流電流3000A。根據(jù)國家 《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》（GB50229—96）［1］，消防系統(tǒng)的設(shè)置以加強自身防范為主，在具體措施上貫徹 “預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，采取適當(dāng)防火措施，防止和減少火災(zāi)造成的損失。該換流站工程消防設(shè)計遵循這一原則，考慮相應(yīng)的防火措施及必要的滅火設(shè)施，以保證人身和設(shè)備安全，確保換流站的安全運行。現(xiàn)將其消防設(shè)計簡單介紹如下。

1 建筑防火

1.1 消防布局及消防車道

換流站距離城區(qū)較遠，容易發(fā)生火災(zāi)的主要部位是電氣設(shè)備、電纜和油系統(tǒng)，引起火災(zāi)的幾率大，火災(zāi)危險性大，發(fā)生火災(zāi)后損失嚴(yán)重，影響面廣。在進行消防設(shè)計時，首先應(yīng)考慮的是換流站的消防安全布局，重要的是消防車道。消防車道是消防隊員能否迅速接近消防重點保護對象、有效實施火災(zāi)撲救的關(guān)鍵。因此，設(shè)計要以能夠迅速接近所有消防重點保護對象、實施有效滅火為設(shè)計原則，在施救面上，盡量減少了滅火救援的障礙物，與被救援的建（構(gòu)）筑物要留出足夠的安全間距等。依據(jù)GB50229-96《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》第9.1.11條［1］，在設(shè)計中將消防車道設(shè)計為環(huán)形車道，進所道路為6.0m，所區(qū)消防道路均為環(huán)形道路，主干道為5.50m寬，轉(zhuǎn)彎半徑為24m或12m。次要道路為3.5m寬，500kV相間道路為3m。轉(zhuǎn)彎半徑均為7m，路面為混凝土路面，滿足消防車通行的要求。

1.2 建（構(gòu)）筑物防火措施

站內(nèi)各建（構(gòu)）筑物根據(jù)國家統(tǒng)一的火災(zāi)危險性分類及耐火等級劃分，采用了各種消防措施。各建（構(gòu)）筑物之間按有關(guān)規(guī)程設(shè)置防火間距，對于有些建（構(gòu)）筑物由于工藝布置要求，不能滿足防火間距的均采用防火隔墻處理。另外在換流變之間、換流變與閥廳之間、平波電抗器與閥廳之間設(shè)置防火墻，同時設(shè)有專用排油管道和地下事故油池，供發(fā)生火災(zāi)事故時能迅速排放換流變、平波電抗器中絕緣油，防止火災(zāi)擴大。同時在控制樓、閥廳等重要建筑物內(nèi)，設(shè)置安全通道和安全出入口，室內(nèi)裝修采用不燃性裝飾材料。在降壓變、高抗之間也設(shè)置防火墻及專用排油管道、地下事故油池，供火災(zāi)事故時用。

對于繼電器室及控制樓的各主要電子控制設(shè)備間設(shè)置了固定式自動全淹沒氣體滅火系統(tǒng)（采用INERGEN（煙烙盡）惰性氣體）。其中繼電器室選用全淹沒氣體滅火系統(tǒng)，控制樓氣體滅火采用帶選擇閥的全淹沒組分分配系統(tǒng)，并設(shè)置一套備用的氣體滅火系統(tǒng)。該部分的設(shè)計供貨由承包商（ABB）負責(zé)，其系統(tǒng)根據(jù)合同要求，應(yīng)滿足相關(guān)氣體消防規(guī)范規(guī)程（NFPA）的要求。

2 消防系統(tǒng)的組成

2.1 消防給水

1）消防水池 該工程消防水源與生活水源相同，采用2路水源，日供水量均為800m3/d。消防水池為300m3半地下式鋼筋混凝土水池，設(shè)水位計及高低水位報警，專供消防用水使用。水池能滿足站區(qū)2h室內(nèi)、外消防用水量，滿足主變壓器0.4h水噴霧用水量。

2）消防水泵 采用的是獨立臨時高壓制消防給水系統(tǒng)。消防泵房內(nèi)共設(shè)3臺消防泵，包括2臺電動消防泵（1臺供室內(nèi)、外消火栓；1臺供水噴霧消防）及1臺容量為100%（室內(nèi)、外消火栓加水噴霧消防總的消防水量）的柴油備用泵。同時消防泵房內(nèi)還設(shè)1臺消防穩(wěn)壓泵，以維持消防管網(wǎng)供水壓力，并聯(lián)鎖、自動控制電動消防水泵。考慮到柴油泵的貯油箱的防火安全，消防泵房內(nèi)設(shè)置了防火墻及自動噴淋系統(tǒng)。

3）消防管網(wǎng) 消防管網(wǎng)分高、低壓管網(wǎng)，分別形成環(huán)網(wǎng)。高壓管網(wǎng)管徑DN250，工作壓力1.15MPa，供水噴霧使用。低壓管網(wǎng)經(jīng)減壓閥減至0.5MPa（可調(diào)），供室外消火栓使用。在管網(wǎng)上設(shè)置有分段隔斷閥，每段內(nèi)消火栓不超過4個。

2.2 水噴霧滅火系統(tǒng)

水噴霧保護對象為變壓器（換流及降壓變）、平波電抗器。水噴霧消防供水系統(tǒng)采用獨立的臨時高壓供水系統(tǒng)。水噴霧消防管網(wǎng)與消防管網(wǎng)間以雨淋閥組連接，雨淋閥組設(shè)置在雨淋閥室內(nèi)，閥組前設(shè)過濾器。雨淋閥組控制方式可分為：自動和水動及機械應(yīng)急操作。一旦發(fā)生火災(zāi)，設(shè)在各保護對象周圍的探測報警裝置報警，由人工確認后，切斷保護對象電源后，手動打開雨淋閥，管道壓力釋放，消防水泵啟動，水霧噴頭開始噴水，在保護對象周圍形成霧狀包裹，達到滅火作用。雨淋閥也可與探測報警聯(lián)鎖，自動打開。發(fā)生事故時，也可人工就地機械應(yīng)急打開雨淋閥。水噴霧消防管網(wǎng)都需要與站區(qū)接地網(wǎng)相接。

2.3 火災(zāi)探測報警及控制系統(tǒng)

在換流站閥廳、控制樓內(nèi)配置以下類型火災(zāi)探測裝置：感煙、感溫探測器（常規(guī)探頭或纜式）、紫外線（弧光）探測器、空氣抽樣探測器（VESDA）、工業(yè)電視輔助監(jiān)視系統(tǒng)。

換流站變電設(shè)備及其操作環(huán)境都具有高磁頻干擾、高溫、高濕、高壓、高粉塵和空間高大等特點，使煙霧的傳播和擴散更加困難，在這種情況下，傳統(tǒng)感煙探頭難以實現(xiàn)有效探測。因此在繼電器室、控制樓電子設(shè)備間等極重要場所設(shè)置了早期火災(zāi)空氣抽樣探測器（VESDA）。VESDA通過檢測空氣中粒子判斷是否有早期火災(zāi)現(xiàn)象，為迅速發(fā)現(xiàn)和撲滅早期火災(zāi)提供了條件。由于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備和房間設(shè)置的影響，點型感煙探頭往往在火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生時才能發(fā)出警報且無法確定具體著火部位，而VESDA智能系統(tǒng)能夠主動抽取空氣樣品，對極稀薄的煙霧也能產(chǎn)生反應(yīng)。紫外線（弧光）探測器安裝于閥廳，用以探測設(shè)備短路引起的弧光。工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)的攝像頭主要安裝在閥廳，攝像頭可通過遠方控制多角度移動攝像，從而達到對閥廳進行全方位實時監(jiān)視的目的。在控制樓內(nèi)設(shè)置消防集中控制報警盤，對全站進行消防的監(jiān)控及報警，并顯示相關(guān)的聯(lián)動信號。

3 消防供電及電纜防火設(shè)計

3.1 消防供電

消防電動機的供電負荷為二級負荷，消防水泵電動機采用400V公用段供電，該段母線由2個電源供電，具有很高的供電可靠性。火災(zāi)報警控制裝置供電采用工作和保安電源雙路供電，且裝置本身帶有蓄電池作為雙路交流電源的備用電源供電。事故照明系統(tǒng)采用交直流電源自動切換系統(tǒng)。

3.2 電纜防火設(shè)計

電纜防火在變電站防火中占有重要的地位。復(fù)雜的電纜系統(tǒng)可以說是整個換流站的神經(jīng)，一旦電纜系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)，輕者可導(dǎo)致機電設(shè)備的損壞，重者則會導(dǎo)致?lián)Q流站陷于癱瘓，造成極大的經(jīng)濟損失和政治影響。換流站中使用的電纜包括動力電纜和控制電纜等，為防止電纜著火延燃，該工程采取下列防火措施：①動力電纜和控制電纜均采用阻燃型電纜；②電纜溝與建筑物交接處設(shè)阻火墻；③所有屏、盤底部采用防火堵料封堵；④電纜敷設(shè)完后留下的孔洞用防火堵料封堵；⑤在電纜豎井及靜電地板下敷設(shè)電纜處同時敷設(shè)感溫探測電纜。

4 通風(fēng)空調(diào)及防排煙系統(tǒng)設(shè)計

整個換流站的通風(fēng)空調(diào)和防排煙系統(tǒng)防火設(shè)計主要為以下3個方面。

4.1 閥廳通風(fēng)降溫及排煙系統(tǒng)

在閥廳控制樓中，HVAC系統(tǒng)的通風(fēng)降溫系統(tǒng)通過空調(diào)設(shè)備對室內(nèi)進行通風(fēng)降溫。通風(fēng)降溫設(shè)備與室內(nèi)的火災(zāi)報警系統(tǒng)連鎖，火災(zāi)報警時，自動關(guān)閉通風(fēng)降溫系統(tǒng)。當(dāng)閥廳內(nèi)的煙感器探到火災(zāi)時，將自動關(guān)閉空氣處理及組合管道系統(tǒng)中的防煙擋板。每個閥廳有獨立的排煙系統(tǒng)，包括煙氣釋放擋板和新風(fēng)進口。當(dāng)閥廳內(nèi)的火災(zāi)撲滅后，排煙系統(tǒng)進行自然排煙。火災(zāi)撲滅后，排煙系統(tǒng)啟動排除室內(nèi)煙氣。

閥廳通風(fēng)機房的通風(fēng)管道穿過防火墻處設(shè)有煙感控制的防煙擋板，風(fēng)管內(nèi)也裝有煙感器。如果火災(zāi)發(fā)生，通風(fēng)機房或風(fēng)管道上的煙感器動作，防煙擋板關(guān)閉，相應(yīng)的風(fēng)機也關(guān)閉了。

4.2 控制樓通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

控制樓通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)分為2個系統(tǒng)。底層、一層（主要是電氣等工藝房間）為系統(tǒng)1，二層（主要是控制室等）為系統(tǒng)2。電氣設(shè)備房間和蓄電池設(shè)事故排風(fēng)系統(tǒng)。控制樓內(nèi)的其他房間均設(shè)集中空調(diào)系統(tǒng)。風(fēng)管穿樓板和防火墻處均裝防火閥。空調(diào)系統(tǒng)與消防報警系統(tǒng)連鎖。當(dāng)消防報警系統(tǒng)動作時空調(diào)系統(tǒng)和有關(guān)擋板關(guān)閉，以保證消防系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)火災(zāi)撲滅后，由人工打開空調(diào)系統(tǒng)并使系統(tǒng)處于排煙工況運行。

4.3 繼電器室通風(fēng)降溫及排煙系統(tǒng)

繼電器室設(shè)空調(diào)設(shè)備對室內(nèi)進行通風(fēng)降溫。通風(fēng)降溫設(shè)備與室內(nèi)的火災(zāi)報警系統(tǒng)連鎖，火災(zāi)報警時，自動關(guān)閉通風(fēng)降溫系統(tǒng)。火災(zāi)撲滅后，打開門窗排除室內(nèi)煙氣。繼電器室的蓄電池室設(shè)獨立的排風(fēng)系統(tǒng)。

5 結(jié) 語

荊州換流站的消防設(shè)施建設(shè)是比較完備和先進。其屬大型企業(yè)，其火災(zāi)危險性大，且遠離城區(qū)，一旦發(fā)生火災(zāi)，公安消防隊最快也要40min才能到達火災(zāi)現(xiàn)場。應(yīng)立足于自防自救，根據(jù) 《中華人民共和國消防法》第28條的規(guī)定，考慮建立一支專職消防隊。

［1］GB50229—96，火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范 ［S］.

［編輯］ 洪云飛