消防报告水电站厂房.docx
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消防报告水电站厂房
黄河炳灵水电站工程
消防专项设计报告
核定
审查
校核
编写
统稿：
1工程简介
1.1电站概况
黄河炳灵水电站位于甘肃省永靖县与积石山县交界处黄河干流寺沟峡峡谷进口以下12.5km处的塔坪村，上距大河家水电站29.5km，尾水与刘家峡水电站水库回水衔接；下距已建刘家峡水电站44.5km。
电站距甘肃省兰州市125km，距刘家峡水电站44.5km。
坝址区左岸有永靖县（刘家峡镇）～王台镇的3级公路经过，下距炳灵寺4km。
对外交通方便。
寺沟峡水电站工程主要任务是发电。
电站等别为三等中型工程,主要建筑物级别为3级。
水库正常蓄水位1748.00m,总库容4794万m3,具有日调节性能。
电站装有5台单机容量为48MW的灯泡贯流机组，总装机容量为240MW，年发电量9.74亿kWh,枢纽工程由河床式厂房、厂顶泄洪表孔、泄水底孔、排沙底孔及左右岸副坝等建筑物组成。
总工期57个月,第一台机组发电工期46个月。
主厂房内配备一台起吊重量为160t单小车的桥式起重机。
电站建成后采用330kV及110kV两级电压接入西北电网，330kV出线1回，接入张家台变电所，送电距离约70km；110kV出线1回，接入积石山变电所，送电距离约30km。
电站电气主接线为：
发电机与变压器的组合方式采用一机一变单元接线及两机一变扩大单元接线；330kV电压侧采用单母线接线，110kV电压侧采用变压器—线路组接线。
电站按“无人值班”（少人值守）的原则设计，主要机电设备在中央控制室实现集中控制，监控系统采用全计算机监控模式。
1.2电站参数和运行条件
1.2.1水库调节特性：
日调节
1.2.2上游水位
正常蓄水位：
1748.00m
设计洪水位：
1748.00m
校核洪水位：
1749.14m
最低发电水位死水位：
1746.00m
1.2.3下游尾水位
核校洪水最高尾水位（相应Q=6270m3/s）：
1735.56m
设计洪水尾水位（相应Q=5520m3/s）：
1733.50m
正常尾水位（相应Q=1675m3/s）：
1731.10m
最低尾水位（相应Q=168.0m3/s）：
1722.30m
1.2.4电站水头（净）
最大水头Hmax：
25.7m
最小水头Hmin：
11.6m
加权平均水头Hav：
20.2m
额定水头Hr：
16.1m
1.2.5多年平均流量703.0m3/s
1.2.6电站运行方式
（1）电站运行特性
多年平均发电量9.74亿kW.h
年利用小时数4058h
电站保证出力88.3MW
（2）电站接入电力系统方式
根据系统设计要求，本电站二级电压接入系统，其中330kV出线1回，110kV出线1回。
（3）电气主接线
发电机―变压器侧采用两组两机一变扩大单元接线及一组一机一变单元接线；330kV高压侧接线方式采用单母线接线，110kV高压侧接线方式采用变压器-线路组接线方式。
（4）电站按“无人值班”（少人值守）设计，设有计算机监控系统和中央控制室。
1.2.7水轮机转轮中心线高程1715.00m
1.2.8本电站机组并入甘肃电网运行,提供基荷电量，并且平衡少部分尖峰负荷。
1.2.9电站厂房布置主要数据
（1）主厂房为地面式，全长149m，净宽19m，总高69m。
（2）机组间距23.00m（含排沙底孔）。
（3）安装场分两段，见布置图。
组装段安装场长度为26m，高程为1751.00m。
（4）厂房装有1台160/50/10t电动桥式起重机，其跨度19.0m，轨顶高程为1765.30。
（5）主变压器布置在尾水平台上，地板高程1751.00m。
（6）开关站为户内GIS，布置在尾水副厂房，地面高程1763.00m
（7）中控室、保护盘室、计算机室、通信设备室位于尾水副厂房上的中控楼内，中控室、保护盘室、计算机室地板高程1763.00m。
（8）主副厂房各层高程
a、主厂房
廊道地面高程1704.0m
主机层地面高程1728.0m
b、尾水副厂房
水机辅助设备层地板高程1723.00m
电缆夹层1747.00m
发电机电压配电装置及用电设备层1751.30m
厂房详细布置见附图
1.2.10电厂供给的公用设施
（1）电站设有压缩空气系统。
其额定工作压力为6.3MPa和0.8MPa两个压力等级。
（2）发电机空气冷却器、导轴承油冷却器和主轴密封冷却水的温度不超过25℃。
供水压力为0.3~0.5MPa。
（3）电站设有透平油和绝缘油系统，机组各轴承用油和调速系统用润滑油采用同一牌号L-TSA46。
（4）电站厂用电采用0.4kV一级电压供电。
厂用交流电源为三相四线制，400/230V，50Hz，电压波动范围为85%～115%；频率波动范围最大为0.5Hz，供控制和保护用的直流电源为220V，电压变化范围为80%～110%；供各变送器及传感器等自动化元件所需的电源为直流24V，电压变化范围为80%～110%。
1.3设计依据及设计原则
1.3.1设计依据
1.《中华人民共和国消防法》（1998年9月1日）
2.《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）
3.《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（2001年版）
4.《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90）（1997年版）
5.《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）
6.《消防站建筑设计标准》（GNJ1-81）
7.《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）
8.《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）
9.《电力设备典型消防规程》（DL5027-93）
10.《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ119-87）
11.《水力发电厂厂房采暖通风和空气调节设计规范》（DL/T5165-2002）
12.《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）
1.3.2设计原则
（1）本工程消防设计贯彻“预防为主防消结合”的消防工作方针和“确保重点、兼顾一般、便于管理、经济实用”的原则，作到防患于未“燃”。
严格按照国家颁布的规程规范的要求设计，采取“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施。
（2）本电站的消防系统不设专门的消防控制室，火灾自动报警系和消防联动系统的设备布置在中控室及继电保护盘室内，中控室兼有消防控制的功能，电站的值班人员兼有消防值班的职责。
（3）工程消防设计与枢纽总体布置统筹考虑，保证消防车道、防火间距、安全出口等各项要求。
（4）电站远离城镇，可借助的社会消防力量有限，消防设计应立足于自救。
（5）水利水电工程的水源充足，充分发挥水消防的优势。
（6）火灾自动报警系统应根据炳灵水电站工程整个枢纽总体布置和电站的特点统筹考虑，按防火重点部位进行划分及管理。
（7）消防设备选用经国家有关产品质量监督检测单位检验合格的产品。
1.3.3环境条件
1.2.3.1气温
多年平均温度8.5℃
极端最高温度38.5℃
极端最低温度-26.8℃
月平均最高温度（七月）18.4℃
月平均最低温度（一月）0.1℃
1.2.3.2相对湿度
多年月平均54.0%
多年月平均最大65.0%
1.2.3.3泥砂特性
多年平均含砂量0.089kg/m3
汛期平均含砂量0.136kg/m3实测河道最大含沙量117.0kg/m3
1.2.3.4河水水温
最高水温19.0℃
多年平均水温9.2℃
月平均最低水温0.1℃
1.2.3.5河水水质
透明度每年10月-6月透明,7月-9月混浊
PH值8.2
总硬度9.87德国度
游离CO20.00
Ci离子21.6mg/l
Ca离子37.4mg/l
Mg离子19.2mg/l
取样分析日期1989.8
1.2.3.6电站海拔高程（以黄海为基准面）
厂房泄水表孔溢流面高程为1735.00m。
1.2.3.7坝址区地震基本烈度7度,电站设防烈度7度。
1.2.3.8交通运输及通信
（1）飞机场
离电站最近的飞机场是永登机场，有民航班机前往。
（2）铁路
铁路运输可达永靖县火车站。
铁路运输允许的最大限制尺寸应满足铁路运输2级超限的有关规定。
（3）公路
塔坪坝址在左岸塔坪村有通往永靖县的公路，从永靖县城到省会兰州市有铁路及公路相通，对外交通较为方便。
根据现有交通状况，寺沟峡塔坪坝址对外交通采用公路运输方式，在刘家峡设物资转运站，工程所需的水泥、钢材及大宗的机电设备由转运站运至工地，对外公路全长53km。
公路桥梁允许的最重件不超过汽20-挂100t;极限公路最小转弯半径为15m。
（4）电站交通
设备进厂交通为公路进厂,通道尺寸为宽7m。
（5）施工期间通信需租用邮电话路,电站内部设有用户电话。
1.4消防总体设计方案
本工程消防设施配置以消防自救为主，外援为辅。
消防总体设计采用综合消防技术措施，根据消防系统的功能要求，从防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、救生等各个方面完善设计，力争做到防患于未然。
一旦发生火灾能确保在短期内扑灭，使火灾损失减少到最低程度。
本工程重点防火部位为：
主厂房主机层；中控楼中控室、计算机室、蓄电池室、通信设备室、电缆夹层；尾水副厂房各种配电装置室、厂用变压器及励磁变压器室、油库及油处理室、电缆夹层；尾水平台主变压器、GIS室及出线站；坝上启闭机室等建筑物和机电设备场所。
1.5工程布置
本工程厂区建筑物主要有主厂房、中控楼、尾水副厂房等。
本工程区坝面有大于5.5m宽的环形通道，坝面通过左岸进厂交通洞与工程对外公路连接。
主厂房采用一字形布置，长169.0m（其中安装间长42.0m），宽21.5m，主安装间在主厂房左端，副安装间在主厂房右端。
主厂房内装有5台单机额定容量为48.0MW的贯流式水轮发电机组，总装机容量240MW。
主厂房1735.00m为溢流层，1728.00m为主机层（运行层），1751.30为的检修平台，电气二次机旁盘及励磁盘布置在1728.00m主机层上游。
主厂房各层通过3部楼梯与坝面相通，1751.30m为安装间，安装间与室外尾水平台高程相差0.3m，通过缓坡可直通尾水平台和上游坝顶。
尾水副厂房布置在主厂房下游侧泄水表孔溢流面和尾水管之间。
尾水平台以下分两层，1728.00m层调速设备层，1723.00m层的水机辅助设备层，布置空压机室、供水设备室、检修排水泵房及渗漏排水泵房等，尾水副厂房两层之间均有上下楼梯相连。
坝顶主厂房下游侧布置有坝顶副厂房，坝顶副厂房共有六层。
最低层1747.00层为全厂电缆夹层，发电机主电缆通过此层输送到高低压输出设备；1751.30m层为电气设备层，并与坝顶平台相通，布置有3台主变压器、发电机电压配电装置、厂用变、绝缘油处理室、主变消防室、以及通风设备室；1759.00m层为电缆夹层，1760.00m层为GIS室内开关站管路层，1764.00层右侧为中控室，右侧为开关站室，中间布置有继电保护盘室、蓄电池室、计算机室、办公室、通风机房、通信设备室、通信值班室、电气试验室、资料室等。
1769.00m和1776.00m层为坝顶副厂房屋顶，其中1776.00层电站出线平台，右端为高位水箱间。
坝顶副厂房各层之间均有3部楼梯连通，其中1部电梯与主厂房主机层相通。
主安装间下部布置有共四层，1744.00层布置有透平油库，1739.00层布置有透平油处理室，1734.00层布置有消防供水和生活水处理室、机组技术供水室。
1728.00为透平油和绝缘油事故油池，安装间下各层之间有一部安全楼梯相连。
2工程消防设计
2.1公用消防设施
2.1.1消防车配置
炳灵水电站总装机容量为240MW,根据《水利水电工程设计防火规范》SDJ278-90第3.3.2条的规定：
“水力发电厂总装机容量为25MW以上至250MW时，宜配置机动消防泵”，本工程配备机动牵引消防泵一台。
消防泵设在厂房安装间内，可达到厂房和坝顶的所需位置。
2.1.2消防通道
本工程消防通道顺畅、便捷，从左、右岸均有公路到达厂房及坝顶。
左岸沿左岸进厂隧洞可到达主厂房、安装间、中控楼和尾水平台；从右岸经上坝公路可到达坝顶和尾水平台。
在厂房左、右两侧设有回车场（≮15mx15m），尾水平台与厂房左右两侧的回车场在厂房四周形成环行消防通道，并且使左、右岸进厂公路相互贯通。
厂区内利用交通道路作为消防车道，能够保证车道宽度满足行车要求；道路上空没有影响行车的障碍物。
2.1.3消防水源和电源
本工程消防水采用水库水，从坝内的两个工业取水口（两个取水口互为备用）取水后送至滤水器及消防水泵房，供消火栓和水喷雾消防系统用水。
消防电源采用独立的供电回路，均为双回路，取自厂用系统不同的母线段。
厂用系统工作电源取自本电站发电机组，同时设有1回备用电源。
2.2建筑防火设计
2.2.1防火间距
电站的主厂房、尾水副厂房、中控楼为一幢建筑物，在主厂房下游侧的尾水平台上布置一台主变压器型号为SS9-63000/330，充油量约为35t；一台主变压器型号为SS9-120000/330充油量约为45t；一台主变压器型号为SS9-120000/330充油量约为55t。
两台主变之间的最小防火间距为16m，根据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）第5.0.1条的规定，本工程两台主变之间的防火间距满足防火规范的要求。
主变压器与主厂房下游墙之间的净距为5m，根据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）第3.2.2条规定：
“变压器油量为10～50t时，其与一二级耐火等级的厂房之间的防火间距为15m”，主变与厂房下游墙之间的距离不满足防火规范的要求，因此母线室、消防阀门室和厂房下游墙均采用防火墙，并且厂房下游墙在变压器顶部以上3m的水平线以下及两侧外缘3m的范围内未开设门窗洞口，在范围以外的门为乙级防火门，同时发电机母线穿越防火墙时母线周围的空隙用非燃烧材料封堵，满足第5.0.5条的要求，符合规范规定。
2.2.2厂房的火灾危险性分类和耐火等级
根据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）第4.1.1条和第2.0.3条的规定，炳灵水电站厂房（包括主厂房、尾水副厂房、中控楼）、GIS室的火灾危险性类别为丁类。
对丙类生产场所做局部分隔并配置相应的消防设施，其中防火墙耐火极限大于4小时，楼板耐火极限大于2小时。
建筑物的耐火等级不低于二级，火灾危险性类别和耐火等级划分见表2-1。
2.2.3防火分区
根据炳灵水电站枢纽总布置，本工程为地面多层厂房，根据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）第4.1.2条以及《建筑设计防火规范》第3.2.9条的规定，水电站厂房防火分区的最大允许占地面积不限，因此枢纽的全部厂房为一个防火分区。
2.2.4安全疏散
本工程厂房按照使用功能及水电站的习惯分为主厂房、尾水副厂房、中控楼，为一栋建筑物，属地面多层厂房。
《水利水电工程设计防火规范》第4.2.1条、第4.2.3条、第4.2.5条规定：
“地面厂房的发电机层，其安全出口不应少于两个，且必须有一个直通室外地面”；“厂房内低于发电机层高程以下的全厂性操作廊道的安全疏散出口不应少于两个”；“发电机层或电机层以下各层，室内最远工作地点到该层最近的安全疏散出口的距离不应超过60m。
”
本工程主厂房共设五部楼梯，解决主厂房的垂直交通和消防疏散，同时在安装间设置两个出口，满足消防疏散要求。
在尾水副厂房内设置一部楼梯直通尾水平台来解决消防疏散，同时对应主厂房楼梯部位设置通道和出口，通过主厂房运行层到室外，解决尾水副厂房从1723.00m的水机辅助设备层到1751.00m的电气设备层的水平和垂直交通疏散，在主厂房主机层布置了两个直通下游室外的安全出口。
电缆夹层每个防火分隔面积均小于300m2，满足规范要求。
中控楼共四层，根据《水利水电工程设计防火规范》第4.2.4规定：
“副厂房的安全疏散出口不应少于两个。
当副厂房每层建筑面积不超过800m2，且同时值班人数不超过15人时，可设一个。
”，中控楼每层建筑面积小于800m2，故设置一个出入口并直通室外，同时设一部楼梯来解决垂直交通和消防疏散。
在1756.0m层中控室按规定设两个通向室外的出口，一个直通室外，一个通过门厅通向室外。
主厂房透平油库和透平油处理室均设两个安全出口，出口门采用外开甲级防火门。
尾水副厂房1751.30m层的高、低压配电装置室、励磁变室、厂用变室、通风机房等均各设两个安全出口，出口门采用外开乙级防火门。
尾水副厂房1764.30m电缆夹层按面积要求均设安全出口，出口门采用外开乙级防火门。
中控楼内的中控室设两个安全出口，出口门采用外开乙级防火门，通信设备室、蓄电池室各设一个安全出口，出口门采用外开乙级防火门。
GIS开关室为一层，对外设两个安全出口，出口门采用外开乙级防火门。
综上所述，炳灵水电站厂区所有建筑物的安全疏散出口均满足防火规范要求。
表2-1火灾危险性类别和耐火等级划分表
序号
生产场所
火灾危险性
耐火等级
防火门
一
主厂房、安装间
丁
二
1
透平油库
丙
二
甲级
2
透平油处理室
丙
二
甲级
二
尾水副厂房
丁
二
1
发电机电压配电装置室
丁
二
乙级
2
高、低压配电盘室
丁
二
乙级
3
厂用、励磁变室
丁
二
乙级
4
尾水副厂房至中控楼电缆廊道
丙
二
乙级
5
电缆夹层
丙
二
乙级
6
通风机房
戊
二
乙级
三
中控楼
丁
二
1
中控室
丙
二
乙级
2
通信设备室
丙
二
乙级
3
蓄电池室
丙
二
乙级
四
屋外主变压器场
丙
二
五
GIS开关室
丁
二
乙级
2.3主要生产场所及设备的消防措施
2.3.1建筑物消防
根据《水利水电工程设计防火规范》SDJ278-90第3.3.1条及《建筑设计防火规范》GBJ16-87第8.1.1条、第8.4.1条、第8.4.2条的规定，本电站厂房（包括主厂房、尾水副厂房、中控楼）应设室内消火栓，在厂房室外应设室外消火栓。
2.3.2主要机电设备消防
2.3.2.1水轮发电机消防
（1）系统概述
炳灵水电站安装5台单机容量为48MW灯泡贯流水轮发电机组，发电机型号为SFWG48-52/7820。
当发电机定子绕组前、后端部线圈起火时由固定式水喷雾灭火装置向该部位喷射水雾以达到灭火的目的。
（2）消防措施
根据《水利水电工程设计防火规范》第6.0.1条规定“额定容量为12.5MVA及以上的水轮发电机应设置水喷雾、二氧化碳或卤代烷等固定式灭火装置”，经比选确定5台水轮发电机均采用固定式水喷雾灭火方式。
（3）消防水的引接
发电机水喷雾灭火水压为0.35MPa，发电机消防水引自主厂房低压消防供水环管，从厂房上游侧环管就近引出5条DN65的支管，分别通向设在主机层下游墙内的1号～5号发电机消火栓箱，箱内装设消火栓装置，从消火栓箱后引水至相应发电机灯泡头内消防环管，在环管上装设若干只水雾喷头。
进入灯泡头的立管、环管、水雾喷头等均由主机制造厂供货。
（4）系统组成及操作要求
发电机消防采用水喷雾灭火方式。
系统主要设备有：
火灾探测自动控制系统（由火灾探测器、电气控制柜等组成）、手动球阀、消火栓装置、压力表、水雾喷头及管网等。
发电机定子绕组线圈起火时，由火灾探测自动控制系统感知并报警，由电站值班人员手动打开消防球阀供水至发电机消防环管，环管上所有水雾喷头一起沿圆周方向喷雾至定子线圈。
（5）消防水量
根据《水利水电工程设计防火规范》第9.4.1条规“水轮发电机采用水喷雾灭火时，在发电机定子线圈圆周长度上喷射的水雾水量不应小于10L/min.m。
灭火时间为10min。
由此参数估算水轮发电机组的消防水量约为20m3。
2.3.2.2透平油库及透平油处理室消防
（1）系统概述
透平油库、透平油处理室均布置在厂房左端尾水副厂房1739.00m层，油库内设2个35m3的透平油罐，油处理室内布置有透平油的各种滤油及净油设备。
（2）消防措施
根据SDJ278—90《水利水电工程设计防火规范》，油罐总容积超过100m3，同时单个油罐容积超过50m3，必须设固定式水喷雾灭火系统。
本电站透平油系统单个充油油罐容积为35m3，所以可以考虑不设固定式水喷雾灭火系统。
油罐之间及其与墙的距离满足防火要求，为预防感应雷电，每个油罐接地点不应少于两处，接地电阻不大于30。
各油库设2个外开式甲级防火门并设挡油槛。
油处理室与透平油罐室相邻，设防火墙与油罐室隔断，并设一个外开式甲级防火门，内设四台推车式干粉灭火器MFT70和沙箱等灭火器材。
油处理室使用的烘箱、滤纸设在专用的小间内，而烘箱的电源开关和插座设在该小间外。
油处理室内所有电气设备、开关及灯具均采用防爆型。
2.3.2.3主变压器消防
（1）系统概述
炳灵水电站3台主变压器布置在尾水平台1751.30高程。
一台主变压器型号为SS9-63000/330，充油量约为35t；一台主变压器型号为SS9-120000/330充油量约为45t；一台主变压器型号为SS9-120000/330充油量约为55t。
每台主变压器周围均设有事故集油坑（坑内铺设厚250mm的卵石层，卵石粒径为50～80mm），其底部以管路通至主变压器事故油池。
每台主变压器均设置事故排油管，在发生火灾时将主变压器体内的油先排至事故集油坑，再由集油坑排至主变压器事故油池。
主变压器事故油池按210m3考虑。
（2）消防措施
根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87局部修订条文第8.7.4条规定，单台容量在90MVA及以上可燃油油浸电力变压器设固定灭火装置的要求，本电站3台主变压器均采用固定式水喷雾灭火方式。
（3）消防水的引接
主变压器消防属于高压消防，水压为0.6MPa。
主变压器消防水源取自高程为1728.00m的消防水泵引水至主、副厂房形成高压消防供水环管，从该环管就近引出3条DN200的支管，分别通向1号～3号主变压器消防室，然后从每个主变压器消防室各装设一套雨淋阀组，通过雨淋阀组分别供水至1号～3号主变压器。
（4）系统组成及操作要求
对1号～3号主变压器均采用自动水喷雾灭火方式。
系统主要设备有：
火灾探测自动控制系统（由火灾探测器、电气控制柜等组成）、手动蝶阀、雨淋阀组（由雨淋阀、电磁阀、手动球阀、压力开关、水力警铃等组成）、压力表、过滤器、水雾喷头及管网等。
当某一台主变压器起火时，由其对应的火灾探测自动控制系统感知并自动打开雨淋阀组的电磁阀（或手动打开雨淋阀组的手动球阀）从而打开雨淋阀供水至该主变压器上、下消防水管，水管上的所有水雾喷头一起喷雾至主变压器及其周围集油坑表面。
（5）消防水量
根据《水利水电工程设计防火规范》第9.4.2条规定“油浸式变压器按要求需设置水喷雾灭火时，水雾的保护面积应为变压器顶部及侧面的全部表面积之和，喷射的水雾水量不应小于20L/（min.m2）。
变压器周围集油坑上也应采用水雾保护，其喷射的水雾水量不应小于6L/（min.m2）”。
因本电站各台主变尺寸各不一致，故现阶段按一台最大尺寸主变消防水量初步估算为130m3，灭火时间为24min。
2.3.2.4电缆消防
本电站
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