變電站消防泵房與水池設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)做一些經(jīng)驗(yàn)上的分析探討。其中首先會(huì)針對(duì)變電站在消防泵房工藝布置做相關(guān)說(shuō)明，然后結(jié)合水池的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做理論探討，并聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用環(huán)境選擇出最佳設(shè)計(jì)方案。整篇文章還將對(duì)變電站的機(jī)組泵房工藝設(shè)計(jì)流程做詳細(xì)研究，而重點(diǎn)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(duì)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(shí)際需求，確保整個(gè)變電工程能夠安全、高效運(yùn)作。整個(gè)設(shè)計(jì)難免會(huì)有些小缺陷，在保障變電站正常運(yùn)作下解決方案中各類問(wèn)題，并對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行整理優(yōu)化，為變電站順利運(yùn)作提供重要參考。

關(guān)鍵詞：變電站; 消防泵房; 工藝技術(shù); 設(shè)計(jì)方案

1? ?引言

這些年來(lái)我國(guó)在新能源策略上有所調(diào)整，智能型無(wú)人值守變電站已經(jīng)成為了發(fā)展趨勢(shì)，而這將成為我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。為了進(jìn)一步提高我國(guó)電網(wǎng)工作效率，提高社會(huì)服務(wù)效果，我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)開(kāi)始大規(guī)模優(yōu)化變電站設(shè)計(jì)，提高其服務(wù)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(duì)其消防泵房以及水池做優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其安全性與工作效果，從而提高我國(guó)電網(wǎng)檢修管理效果，而這對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展有著很好的促進(jìn)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(duì)電壓和電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電能進(jìn)行分配的場(chǎng)所。而變電站主要功能有兩個(gè)，一個(gè)是對(duì)電能進(jìn)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(jī)發(fā)出的電能升壓或者降壓后饋送到運(yùn)輸電網(wǎng)中。

2.2? 變電站分類

在我國(guó)電力事業(yè)中，對(duì)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(wàn)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(guò)其電網(wǎng)區(qū)間為330kv到750kw之間;而對(duì)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(wàn)kW及以上、100萬(wàn)kW以下）。

3?; ?變電站設(shè)計(jì)要求

變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與設(shè)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(duì)于變壓器及高低壓開(kāi)關(guān)柜而言，其可以采取同層同室布置，不過(guò)需要注意保持相應(yīng)防火間距。

（2）第二點(diǎn)是變電站的室內(nèi)布置應(yīng)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(hù)管理，并且開(kāi)關(guān)柜安裝位置應(yīng)滿足最小通道寬度要求，若不合理，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)拓寬處理。

（3）第三點(diǎn)是分室布置變電站應(yīng)合理布置各功能點(diǎn)位置，一般而言室內(nèi)布局應(yīng)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(hù)。

（4）第四點(diǎn)是整個(gè)變電站應(yīng)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(zhǔn)備，杜絕一切可燃物體。

（5）第五點(diǎn)是高低壓配電室、電容器室及變壓器室的門應(yīng)向外開(kāi)，而對(duì)于相鄰兩配電室而言，其中的門應(yīng)雙向開(kāi)啟。

（6）整個(gè)低壓配電室或者電容器室等場(chǎng)所要做好防范各類自然災(zāi)害或者人為破壞，做好防止昆蟲(chóng)、動(dòng)物進(jìn)入的準(zhǔn)備。

4? ?泵房水池受力計(jì)算

變電站水庫(kù)的設(shè)計(jì)需要考慮一些因素，如站內(nèi)的車輛運(yùn)輸?shù)龋?這些外界重力負(fù)荷將對(duì)地面產(chǎn)生影響，因此就需要對(duì)汽車荷載、地面活載進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，因此，整體設(shè)計(jì)方案中將會(huì)按照土的擴(kuò)散角30度做考慮。相關(guān)設(shè)計(jì)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(yīng)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(diǎn)：

（1）首先是消防給水系統(tǒng)一般應(yīng)設(shè)置備用的消防水泵， 整個(gè)消水泵應(yīng)該滿足工作需要，因此其應(yīng)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(yīng)該設(shè)置吸水槽， 進(jìn)行水池的水容積的積累，備用水管可以及時(shí)幫助泵進(jìn)行吸水作業(yè)。

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

（3）最后是在進(jìn)行變電站的給水管網(wǎng)的各項(xiàng)設(shè)置時(shí)，整個(gè)設(shè)置應(yīng)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(jìn)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(guò)這里需要注意，若水泵處在灌水狀態(tài)的時(shí)候， 就應(yīng)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(jì)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?jī)?nèi)設(shè)備布置

（1）對(duì)于泵房?jī)?nèi)設(shè)備設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)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(dòng)作用， 吸水管和出水管則按照我國(guó)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在其中加裝減壓管， 排水排至深井， 不過(guò)這里需要注意，在安裝時(shí)遠(yuǎn)離地面物體，尤其是帶電設(shè)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(shí)可以減少施工量。

（2）對(duì)于消防工程而言，按照滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水池的池壁進(jìn)行設(shè)計(jì)，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?jī)?nèi)，對(duì)于管道有相關(guān)性要求，既要符合水源水壓對(duì)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(duì)于采用柔性防水套管標(biāo)比進(jìn)水管大，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇，還要做好放空排水、溢流排水等工作。

（4）消防水池的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：設(shè)計(jì)需要符合這幾點(diǎn)，如補(bǔ)水時(shí)間不多于48小時(shí)， 補(bǔ)水管流速不得大于2.5m/s，吸水高度不超過(guò)6m等。

6? ?幾種泵房布置的方案對(duì)比

（1）對(duì)于500m3以下的消防泵房和水池設(shè)計(jì)相對(duì)容易，并且結(jié)構(gòu)也更牢靠，因此本次設(shè)計(jì)就基于單格消防水池的水泵形式進(jìn)行各項(xiàng)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(gè)獨(dú)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(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)研究，還可以采取雙路進(jìn)水形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮將進(jìn)水管徑做方法擴(kuò)張?zhí)幚恚@樣做的目的是方便水源供應(yīng)，保障兩個(gè)水池運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生相互影響的情況。因此可以將泵房設(shè)計(jì)的小于500m3，而基于這種方案，可以在總管上設(shè)計(jì)吸水方式， 并且最終在水池間設(shè)計(jì)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(yǔ)

總而言之，對(duì)于變電站的消防泵站和消防水池的布局設(shè)計(jì)需要遵循科學(xué)性選擇，在設(shè)計(jì)之初就需要考慮各方因素，并嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家以及地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。在設(shè)計(jì)中既要考慮消防泵房的各項(xiàng)工藝布局， 也需要對(duì)消防站用水量、水壓進(jìn)行充分考慮，滿足工程各項(xiàng)要求，達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以后再開(kāi)展施工作業(yè)。在整體設(shè)計(jì)中，需要考慮建筑和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化布局因素，以及相關(guān)設(shè)置的配套設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)還需要滿足易用、易維護(hù)，減少成本，削減難度等方面，最終設(shè)計(jì)滿足各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，提高電網(wǎng)供電效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]? ?楊茂亭，李清泉，馮知海.智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019，（21）：199-200.

[2]? ?張? 虎.變電站繼電保護(hù)檢修安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019，（11）：95+105.

[3]? ?邢? 閩，劉? 峰.變電站之消防泵房與水池設(shè)計(jì)方案比較[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017，（15）：24-25.