地下污水處理廠消防切非原則的討論

【摘 " "要】：針對地下污水處理廠在發生火災時切斷非消防用電源的關鍵問題，從分類消防負荷及分析工藝流程的角度出發，通過對多個實際工程案例的分析和國家規范的探討，提出了相應的設計原則和解決方案。

【關鍵詞】：地下污水處理廠；消防切非；火災自動報警系統；電氣設計

【中圖分類號】：TU998.1 【文獻標志碼】：A 【文章編號】：1008-3197（2024）05-40-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.05.011

Discussion on the Principle of Fire Protection Switching in Underground Sewage

Treatment Plants

LU Yenan，GUO Tao，ZHENG Xiaowen

（North China Municipal Engineering Design amp; Research Institute CO.Ltd. ， Tianjin 300074，China）

【Abstract】： In view of address the critical issue of fire protection switching in underground sewage treatment plants during fire incidents， this paper examines the problem from the perspectives of fire load classification and process analysis. It proposes design principles and solutions based on analyses of multiple practical cases and national standards.

【Key words】： underground sewage treatment plant; fire protection switching; fire automatic alarm system; electrical design

隨著城市發展，傳統地上污水處理廠逐漸被“包圍”，帶來環境問題和“鄰避”效應；為解決這一問題，地下污水處理廠的形式出現。地下污水處理廠特殊的空間布局和工藝流程增加了火災風險和消防設計的復雜性，在消防安全方面面臨著獨特的挑戰。

現有文獻表明[1]，地下污水處理廠在消防設計方面存在一定的困惑和不足，如防火分區的劃分、通風及防排煙設計等，這些設計約束較且易出現安全隱患或過度設計的問題；此外，由于地下污水處理廠的特殊性，一旦發生火災，熱量不易散失，溫度高、煙霧濃、通風差，增加了疏散和撲救的難度。

地下及半地下污水處理廠與一般民用及公共建筑有很多不同。一般建筑按照規范要求，發生火災時需要切除消防負荷以外所有的負荷；但污水處理廠為重要負荷，不能隨意中斷，同時污水處理廠不同工藝構筑物在工藝流程里有不同作用，簡單按照防火分區切除非消防負荷，會對帶來很大隱患。GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》第13.4.8.1條規定，“火災確認后，應能在消防控制室手動切除相關區域的非消防電源”[2]；2009JSCS-5《全國民用建筑工程技術設計措施——電氣》第11.4.10.1條規定，“火災確認后，應能在消防控制室或在變電所按防火分區切除非消防電源” [3]。當火災發生后，為保證消防用電負荷的正常使用，各規范對非消防電源的切斷均有明確、具體的規定，但采用自動還是手動的切除方式，切除哪個區域的非消防電源，并不十分明確，值得分析討論。

本文分析現有實際工程案例及國家規范要求，從消防負荷分類入手，結合工藝流程分析，提出適用于地下污水處理廠的消防切非設計原則和解決方案，以期提高其在火災條件下的安全性和可靠性。

1 消防負荷與關鍵設備保障

在火災等特殊情況發生時，消防負荷一旦供電中斷、不可靠或供電不安全，都將導致消防負荷不能有效地發揮其應有的作用，甚者可能威脅到地下污水處理廠的生命安全，所以規范中要求消防負荷應采用專用供電回路供電，消防負荷火災等特殊情況下的供電應獨立于普通電力負荷。污水處理廠的主要消防負荷包括應急照明、消防風機及消防泵房[4]。

1.1 應急照明

地下污水處理廠的應急照明主要指在發生火災等緊急情況下，保證污水處理廠運維人員的安全、疏散及維持工作的照明。

火災時，由于照明熄滅后會影響配電室、控制室、消防風機房及消防控制室等場所應急工作及消防活動，應設置備用照明；為使運維人員能在緊急情況快速準確疏散到安全區域應設置疏散照明；在污水處理廠內因普通照明熄滅后的黑暗環境下可能會造成人員傷害的區域設置安全照明[5]。

1.2 消防風機

地下污水處理廠各防火分區內會設置專用的防排煙機房，防排煙機房會設置消防相關的排煙風機及正壓送風風機。當出現火情后，由消防控制室發出消防聯動信號，廠內的排煙風機及正壓風機啟動，與風機聯動的排煙口同時啟動。風機的供配電一般為二級供電負荷要求的專用雙回路，設末端自動切換裝置的規定。

1.3 消防水泵房

地下污水處理廠一般設置消火栓系統和自動噴水滅火系統等。消火栓系統的聯動控制方式由消火栓系統出水干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管上設置的流量開關或報警閥壓力開關等信號作為觸發信號，直接控制啟動消火栓泵，聯動控制不應受消防聯動控制器處于自動或手動狀態影響。當設置消火栓按鈕時，按鈕的動作信號應作為報警信號及啟動消火栓泵的聯動觸發信號，由消防聯功控制器聯動控制消火栓泵的啟動。

自動噴水滅火系統由濕式報警閥壓力開關的動作信號作為觸發信號，直接控制啟動噴淋消防泵，聯動控制不應受消防聯動控制器處于自動或手動狀態影響。手動控制方式為應將噴淋消防泵控制箱（柜）的啟動、停止按鈕用專用線路直接連接至消防控制室內的消防聯動控制器的手動控制盤，直接手動控制噴淋消防泵的啟動、停止；同時水流指示器、信號閥、壓力開關、噴淋消防泵的啟動和停止的動作信號應反饋至消防聯動控制器。

2 關鍵工藝單元的事故供電保障

污水處理廠的流程主要分為預處理、二級處理、深度處理、再生水及脫水單元等[6]。火災發生時，為了防止出現水淹、有毒氣體泄漏及溢流對污水處理流程造成重大不良影響，需保證相關負荷的供電連續性，不計入消防切非負荷的范圍。

2.1 進出水速閉閘門

進出水閘門對污水處理廠的穩定運行有極大的影響，關系到全廠的供水安全，當出現緊急情況時，速閉閘門可以在產生的流速情況下進行事故關閉，使廠區免遭沖毀。

2.2 進水泵、出水泵及中間提升泵

進水泵、出水泵及中間提升泵為滿足全廠各流程水體水位要求的設備，在緊急情況下，應保證設備及控制系統的供電，以防止某個流程水位異常升高造成的淹沒。

2.3 控制系統

地下污水處理廠多為無人值守設計，火災發生后，全廠的控制系統應保證供電，在盡可能長的時間維持全流程的正常運行。

影響污水處理流程的重要用電負荷的電源應直接由變電站兩段不同母線直接供電，用電設備應采用專用用電回路，當污水處理廠內中生產用電被切斷時應能保證正常運行。配電線路應與其他配電線路分開敷設，宜按照消防配電線路的敷設要求。

再生水系統及脫水處理系統因對全廠工藝流程的運行影響較小，其斷電后不會對全廠造成重大影響，可以在火災發生后切除相關負荷。

3 結語

近年來的地下污水處理廠增多，自動化控制和系統可靠性要求的提高，地下污水處理廠火災除原有規范要求的需要保證供電的消防外，還應該將對工藝流程運行有影響的重要負荷歸入需要保證供電的負荷范圍內，以保證全廠運行的可靠性及人員安全性。

參考文獻：

[1]肖 艷. 上海首座全地下式污水處理廠消防設計研究[J].給水排水，2020，56（12）：30-35.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部，國家市場監督管理總局.民用建筑電氣設計標準：GB 51348—2019[S].北京：中國建筑工業出版社，2019.

[3]住房和城鄉建設部工程質量安全監管司，中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程技術設計措施—電氣：2009JSCS-5[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[4]中華人民共和國住房和城鄉建設部.城鎮排水系統電氣與自動化工程技術規程：CJJ 120—2018[S].北京：中國建筑工業出版社，2018.

[5]中華人民共和國住房和城鄉建設部.火災自動報警系統設計規范：GB 50116—2013[S].北京：中國計劃出版社，2013.

[6]王江榮，蘇 新.給水排水設計手冊第三版第8冊電氣與自控[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2018.