光伏發電站自動噴水滅火系統設計方案探討

姜姍 沈陽工學院

光伏發電站自動噴水滅火系統設計方案探討

姜姍 沈陽工學院

為了充分發揮自動噴水滅火系統保護生命和財產的作用，正確、合理地設計自動噴水滅火系統，根據光伏發電站的實際情況，設計此用于光伏發電站的自噴系統，該系統安全可靠、技術先進、經濟合理。

光伏發電 消防 自動噴水滅火系統

我國能源長期依賴于不可再生的石油及煤炭，給環境帶來嚴重的負擔。大力發展清潔能源能夠實現國家的節能減排目標。光伏發電能夠實現每座建筑、每片適宜的土地都能分散生產、就地使用，但因發電站的火災情況不容樂觀，特此設計自動噴水滅火系統，用于光伏發電站的消防措施。

1 光伏發電站的火災危險性分析

1.1 逆變器室內布置

單位散熱量大、且無人值守逆變器是光伏電站的重要設備，它將電池組件的直流電能轉換為交流電能，以實現并網發電。大型光伏電站多采用MW級逆變器，一套1MW逆變器的損耗高達20kW。逆變器必需采用戶內布置，或新建逆變器室或采用箱式結構逆變器。一般的逆變器室或箱式逆變器占地面積約20-25m2，內部凈空容積約40～50m3。

1.2 光伏方陣區火災危險分析

電池組件、匯流箱及電纜或太陽電池組件、匯流箱全部露天分散布置或地埋敷設，露天布置電氣設備的最大火災隱患是雜草灌木自燃引發的火災。而逆變器室內布置有逆變器以及直流屏及UPS等電氣設備，僅逆變器的散熱就高達20kW以上，其單位空間熱量大于0.4kW/m3。由此可知，若逆變器室散熱功能不好，必將引發逆變器室的重大火災危險。

圖一 自動噴水滅火系統

2 自動噴水滅火系統的設計參數

圖一為自動噴水滅火系統，該系統為濕式系統，用于逆變器室內火災保護。其噴水強度不應低于10Lmin.m2,作用面積不應小于150m2，設計火災延續時間30min。僅在走廊設置單噴頭的自動噴水滅火系統，其作用面積應按疏散距離對應得出但面積已經確定。若建筑采用快速響應噴頭時，可按最大房間的實際面積作為系統涉及作用面積，所選用的系統設計噴頭動作數量不應少于4個。給水管道的管徑不應小于DN25。自動噴水滅火系統噴頭最小工作壓力為0.5MPa。當設置場所分隔成不同面積的房間，且每個房間分割墻的耐火極限不小于0.5h時，在噴水強度不變得情況下，系統作用面積可以按照設計作用面積大于等于90m2。

下面介紹其他系統組件和管道的選擇情況。

2.1 噴頭

在走廊內可選擇邊墻型噴頭。根據不同的屋頂結構可選擇直立型和下垂型噴頭。在管路有隱蔽要求或管路與屋面板的距離受到限制時，應選用下垂型噴頭。歌舞娛樂放映游藝場所、旅館、招待所等建筑應選用快速響應噴頭。當噴頭布置受場所限制、噴頭向間距大于規定時，可選用直立、下垂型擴展覆蓋噴頭或邊墻型擴展覆蓋噴頭。應有庫存備用噴頭，其總數量不應少于安裝個數的l%，且每種類型和不同溫度的備用噴頭數均不應少于10個。本設計選擇普通直立型即可。

2.2 報警閥組

自動噴水滅火系統符合下列條件時應設濕式報警閥門組。采用K=80噴頭，總個數大于等于25個；采用K=115噴頭，總個數大于等于15個。當自動噴水滅火系統未設置增壓泵組時，濕式報警閥組壓力開關應轉換為聲光報警，信號傳至有人值班的房間。濕式報警閥門組最小規格為DN65，當自動噴水滅火系統主管計算小于等于DN65時，仍應選用DN65濕式報警閥組。建筑戶內直接與生活給水系統相連接的自動噴水滅火系統，其連接處應設置控制閥和止回閥，并可不設濕式報警閥組。

2.3 水流指示器

自動噴水滅火系統噴頭數量超過20個，當不同樓層均設置噴頭時，將設置水流指示器并將其信號傳至有人值班的房間內或消防控制室。

2.4 末端試水閥

設置水流指示器的自動噴水滅火系統，設置末端試水閥及壓力表。

2.5 水泵接合器

設置濕式報警閥組的自動噴水滅火系統，應設置水泵接合器。單個報警閥，水泵接合器的接管點位置應在濕式報警閥后,以減少水頭損失。每個水泵接合器的流量為10～15l/s時，消防車的運轉正常且能發揮最大效力。按室內消火栓及自動噴灑等滅火系統的最大秒流量來計算水泵接合器的個數。現階段，消火栓及自動噴灑管網通常在消防泵處即分開設置，故按每個系統的流量分別計算個數。如室內消防系統有分區，則按分區分別設置水泵接合器，高低區對應的消防流量不同時可以采用不同的個數。

2.6 倒流防止器

當設置濕式報警閥組的自動噴水滅火系統，由市政給水管網直接供水時，應設置倒流防止器。

2.7 消防給水

自動噴水滅火系統，可直接利用市政給水管網火室內消火栓管網供水。自動噴水滅火系統與生活給水火消火栓給水共用一個系統時，應驗算給水系統能滿足自動噴水滅火系統所需的最大流量和壓力。當采用獨立的消防給水泵供水時，可不設置備用消防給水泵。

2.8 管材及其連接件

配水管道應采用內外熱鍍鋅鋼管、銅管、不銹鋼管火經國家消防產品質量監督檢驗中心檢測合格的氯化聚氯乙烯（CPVC）塑料管及管件。鍍鋅鋼管應采用絲扣、法蘭、溝槽連接件連接，若采用焊接時，焊接處內外壁應作防腐處理；CPVC塑料管及管件應采用專用的粘結劑粘結。選用CPVC塑料管構成的簡易自動噴水滅火系統，應采用快速響應噴頭，且噴頭公稱動作溫度不宜高于68C，安裝場所應當符合下列規定：

（1）CPVC塑料管應采用隱蔽安裝。

（2）安裝下垂式快速響應噴頭的濺水盤與頂棚的距離在150mm以內；噴頭最大間距為4.0m。

（3）安裝邊墻型或擴展邊墻噴頭的濺水盤與頂棚的距離在150mm以內、且與邊墻的距離不超過100mm；噴頭間距不大于3.6m。

（4）CPVC管道不可固定在可燃物構件上，當CPVC管作為連通管道使用或通過可燃物較多場所時，需采取防火保護措施。

（5）CPVC僅用于配水管及配水支管，且每一根配水管不得跨越防火分區。

2.9 噴頭布置一般原則

噴頭布置應設在頂板或吊頂下易于接觸到火災熱氣流且有利于均勻噴水的位置、噴頭應防止屏障熱氣流或影響噴頭布水。噴頭布置應保證布水均勻，噴頭數量應滿足設計噴水強度的要求。直立、下垂型標準噴頭直立型、下垂型噴頭的布置，包括同一根配水支管上的噴頭間距及相鄰配水支管的間距，應根據設計噴水強度、噴頭的流量系數和工作壓力確定。噴頭間距不應大于4.0m，且不宜小于2.4m；噴頭與端墻的距離不應大于2.0m。濺水盤的位置，直立、下垂型標準噴頭濺水盤與頂板的就距離，不應小于75mm、且不宜大于150mm（吊頂型及吊頂下安裝的噴頭除外）。當有障礙物時，應按照《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084的要求布置，但噴頭與頂板的距離不應大于550mm。

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