變電站消防泵房與水池設計方案探究

張春旭 楊喆 李英成 齊永山 李雙浩

摘要：本篇文章主要介紹變電站的消防泵房與水池，并就其設計做一些經(jīng)驗上的分析探討。其中首先會針對變電站在消防泵房工藝布置做相關(guān)說明，然后結(jié)合水池的設計標準做理論探討，并聯(lián)系實際應用環(huán)境選擇出最佳設計方案。整篇文章還將對變電站的機組泵房工藝設計流程做詳細研究，而重點將放在泵房的布置形式上，選擇出最佳方案。除此之外，本篇還需要對消防泵內(nèi)儀器儀表控制工藝做工藝規(guī)范研究，保障其符合最終實際需求，確保整個變電工程能夠安全、高效運作。整個設計難免會有些小缺陷，在保障變電站正常運作下解決方案中各類問題，并對設計思路進行整理優(yōu)化，為變電站順利運作提供重要參考。

關(guān)鍵詞：變電站; 消防泵房; 工藝技術(shù); 設計方案

1? ?引言

這些年來我國在新能源策略上有所調(diào)整，智能型無人值守變電站已經(jīng)成為了發(fā)展趨勢，而這將成為我國社會可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。為了進一步提高我國電網(wǎng)工作效率，提高社會服務效果，我國電網(wǎng)事業(yè)開始大規(guī)模優(yōu)化變電站設計，提高其服務效果。變電站作為電網(wǎng)工程重要組成部分之一，為了提高其工作效果，就需要對其消防泵房以及水池做優(yōu)化設計，提高其安全性與工作效果，從而提高我國電網(wǎng)檢修管理效果，而這對于我國電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展有著很好的促進作用。

2? ?變電站相關(guān)概述

2.1? 變電站概念

變電站指的是：電力系統(tǒng)中對電壓和電流進行轉(zhuǎn)換，同時能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電能進行分配的場所。而變電站主要功能有兩個，一個是對電能進行升壓處理，一般而言電廠內(nèi)變電站為升壓變電站;另一種為降壓變電站，通常戶外傳輸?shù)骄用窕蛘吖I(yè)生產(chǎn)的變電站為降壓變電站。而其作用是將發(fā)電機發(fā)出的電能升壓或者降壓后饋送到運輸電網(wǎng)中。

2.2? 變電站分類

在我國電力事業(yè)中，對于變電站的分類有幾種，分別是一類變電站、二類變電站、三類變電站。一般而言，一類變電站主要指交流特高壓站，如核電、大型能源基地所處變電站（300萬kw及以上）;后面是二類變電站，而這種泛指除一類變電站以外的其他，不過其電網(wǎng)區(qū)間為330kv到750kw之間;而對于三類變電站而言，其主要指的是家用變電站，除二類以外的220kV變電站，電廠外送變電站（30萬kW及以上、100萬kW以下）。

3?; ?變電站設計要求

變電站的結(jié)構(gòu)設計與設備布置一般具有如下要求，下面具體分析：

（1）首先是建筑物底層的附屬10 kV變電站不需分室，而對于變壓器及高低壓開關(guān)柜而言，其可以采取同層同室布置，不過需要注意保持相應防火間距。

（2）第二點是變電站的室內(nèi)布置應緊湊合理，這樣首先是為了操作合理，便于工作人員操作、檢修以及維護管理，并且開關(guān)柜安裝位置應滿足最小通道寬度要求，若不合理，應當適應拓寬處理。

（3）第三點是分室布置變電站應合理布置各功能點位置，一般而言室內(nèi)布局應該是高壓配電室與高壓電容器室相鄰，其余相類似，方便工人管理維護。

（4）第四點是整個變電站應該滿足各類安全要求，尤其是消防防火要求，必須做好一定消防安全準備，杜絕一切可燃物體。

（5）第五點是高低壓配電室、電容器室及變壓器室的門應向外開，而對于相鄰兩配電室而言，其中的門應雙向開啟。

（6）整個低壓配電室或者電容器室等場所要做好防范各類自然災害或者人為破壞，做好防止昆蟲、動物進入的準備。

4? ?泵房水池受力計算

變電站水庫的設計需要考慮一些因素，如站內(nèi)的車輛運輸?shù)龋?這些外界重力負荷將對地面產(chǎn)生影響，因此就需要對汽車荷載、地面活載進行科學化設計，因此，整體設計方案中將會按照土的擴散角30度做考慮。相關(guān)設計如下：

首先是頂板處的表面荷載，公式如P=Ph+Pt+Pn

這里需要注意：其中Ph為汽車應力荷載， Pn為地面活荷載， Pt為土產(chǎn)生的荷載，單位為KN/M2，這里有相關(guān)注意點：

（1）首先是消防給水系統(tǒng)一般應設置備用的消防水泵， 整個消水泵應該滿足工作需要，因此其應該具備最大的供水能力，通常而言吸水管不能少于2條， 這樣做的目的是防患于未然，若一條壞，另一條可以做備用，此外若需要檢修，在水池的底部應該設置吸水槽， 進行水池的水容積的積累，備用水管可以及時幫助泵進行吸水作業(yè)。

（2）其次是在對消防泵房中的供水管做設計研究時，需要考慮連接要求，如管網(wǎng)的供水管進行連接，之所以這樣做是為了在維修時能夠有充足的水源。

（3）最后是在進行變電站的給水管網(wǎng)的各項設置時，整個設置應該基于消防用水量要求，綜合考慮各方情況后，最終選擇從室外給水管網(wǎng)進行吸水的方法。這樣做有其好處，它可以有效節(jié)約成本，防止水在構(gòu)筑物出現(xiàn)污染。不過這里需要注意，若水泵處在灌水狀態(tài)的時候， 就應該換一種形式，該采用室外管網(wǎng)吸水的方法， 而這樣做的目的是基于水壓計算考慮，滿足室外管網(wǎng)最低水壓要求，而這樣才可以保障最終的效果壓力不小于0.1MPa。

5? ?泵房內(nèi)設備布置

（1）對于泵房內(nèi)設備設計，經(jīng)過綜合考慮，最終決定選擇立式離心泵作為消防首選，基于此泵可以盡量減小振動作用， 吸水管和出水管則按照我國設計標準，并在其中加裝減壓管， 排水排至深井， 不過這里需要注意，在安裝時遠離地面物體，尤其是帶電設備，離心泵吸水管位于液面一下， 滿足了自灌要求，而為了讓泵房安全合理，方便工人操作維修，還需要注意泵房和水池形一體性要求，這樣方便維修的同時可以減少施工量。

（2）對于消防工程而言，按照滅火系統(tǒng)標準，結(jié)合水池的池壁進行設計，其中整體施工采取鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為30cm， 具體套管以及類別要求：

（3）在消防泵房內(nèi)，對于管道有相關(guān)性要求，既要符合水源水壓對于管道性能要求，也需要滿足供水、作業(yè)要求。一般則采用剛性Ⅱ型防水套管，管徑一般采用DN80， 而對于采用柔性防水套管標比進水管大，根據(jù)實際情況來選擇，還要做好放空排水、溢流排水等工作。

（4）消防水池的設計注意事項：設計需要符合這幾點，如補水時間不多于48小時， 補水管流速不得大于2.5m/s，吸水高度不超過6m等。

6? ?幾種泵房布置的方案對比

（1）對于500m3以下的消防泵房和水池設計相對容易，并且結(jié)構(gòu)也更牢靠，因此本次設計就基于單格消防水池的水泵形式進行各項安裝工作。

（2）而若是大于500m3的布置，需要額外考慮室外消防用水量等因素， 其中如果消防水池的總?cè)萘看笥?00m3，就需要做劃分處理，將其分為兩個獨立的水池，有效容積維持在總的二分之一，這樣便于消防清洗與檢修。

（3）整體設計經(jīng)過研究，還可以采取雙路進水形式進行設計，在設計時需要考慮將進水管徑做方法擴張?zhí)幚恚@樣做的目的是方便水源供應，保障兩個水池運行時不會產(chǎn)生相互影響的情況。因此可以將泵房設計的小于500m3，而基于這種方案，可以在總管上設計吸水方式， 并且最終在水池間設計連通管以及控制閥門， 這樣可以提高控制管理效果，也可以提高水泵消防的整體工作效率。

7? ?結(jié)語

總而言之，對于變電站的消防泵站和消防水池的布局設計需要遵循科學性選擇，在設計之初就需要考慮各方因素，并嚴格執(zhí)行國家以及地方標準進行建設。在設計中既要考慮消防泵房的各項工藝布局， 也需要對消防站用水量、水壓進行充分考慮，滿足工程各項要求，達到規(guī)范標準以后再開展施工作業(yè)。在整體設計中，需要考慮建筑和結(jié)構(gòu)簡化布局因素，以及相關(guān)設置的配套設計，設計還需要滿足易用、易維護，減少成本，削減難度等方面，最終設計滿足各項標準，提高電網(wǎng)供電效率。

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