云南省李仙江戈兰滩水电站工程消防给水及通风设计.pdf

2 0 1 1 年 第 3 0卷 第 1期 D WR H E水 利 水 电 3 2 程 设 计 云南省李仙江戈兰滩水电站工程 消防给水及通风设计 王艳 娥 张金 岳 马 站 摘 要 建 筑消防设施是保证建 筑物消防安全和人 员疏散 安全的重要设施 ，是工程建设 的重要 组成部分 。要做 到预 防为主 、防消结 合。建筑消 防设施 中的消 防给水及 消 防通风设计是 消防设计的重要 组成部分。 室内消火栓 系统是最 常见 的建筑 消防灭火设施 ，操作简单 ，灭 火有 效。一旦发生火灾后 ，防排 烟系统能及 时将高温 、有 毒的烟 气限制在 一 定 的范围内并迅速排 出室外。 关键词 消防给水 消 防通风 戈兰 滩水 电站 中图分类号T B 4 9 5 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 7 — 6 9 8 0 ( 2 0 1 1 ) 0 1 — 0 0 2 5 — 0 3 戈 兰滩 水 电站 位于 云南 省思 茅地 区 江城 哈尼 族 彝族 自治县与红河哈尼族彝族 自治州绿春县的界河 —— 李仙 江干流上 ，是李仙江干流河段规划的 7个 梯级 电站 中 的第 6级。电站距省会 昆明公路 里程 6 2 8 k m，距 左 岸红 河州 绿 春县 县城 1 4 0 k m，距 右 岸 思茅 地 区江 城 县 县 城 5 0 k m。工 程 规 模 为 大 ( I I) 型 ，工程等别为二等 。工程主要任务是发 电，电站 装设 31 5 0 MW 立轴混流式水轮发 电机组 ，年利 用小时数 4 4 8 5 h ，建成后并 入 云南省 电网运行 。 枢纽主要 由碾压混凝土重力坝 、泄水 消能建筑物 、 发电引水隧洞 、岸边地面厂房 、冲沙洞、左右岸导 流隧洞等建筑物组成。 发 电厂房 为岸 边 地面 厂房 ，安 装 厂层 和运 行层 低于地面，厂房外地面高程为 3 9 4 ． 1 0 m，安装厂层 和运行层高程 3 7 4 ． 2 9 m，主厂房( 包括卸货平台) 尺 寸为长 1 1 5 ． 5 m，宽 2 4 ． 7 m，地面 以上高 1 7 ． 7 m。 副厂房地上 3 层 ，尺寸为长 1 2 1 m，宽 1 0 ． 6 m，地 面 以上高 2 5 ． 9 m。 1 消 防 给 水 戈 兰 滩 水 电站 距 江 城 县 城 5 0 k m，距 昆 明 市 6 2 8 k m。远离城镇 ，所以消防给水 的设计是建立在 枢纽消防 自救的原则上 。枢纽建筑物 的布置主要分 两部分 ，第一部分是厂区的主副厂房 ，第二部分是 坝上建筑 物。枢纽 的厂区和坝 区高差 约 6 0 m，分 别设置常高压消防给水系统 ，2个消防给水系统分 别设置一个高位消防储水池 ，大坝用消防水池设在 坝间 5 0 5 ． 0 0 m高程处 ，厂 区用 消防水 池设在左坝 肩高程 4 5 8 ． 0 0 1T I 的灌浆平洞内。 1 ． 1 消 防水量 和 消防水 压 根据《 水利水电设计防火规范》 和《 建筑设计防火 规范》 的规定 ，枢纽电站厂房布置消防给水系统，枢 纽的建筑物和机电设备的消防水量和水压见表 1 。 表 1 建筑物和设备消防给水量及水压表 建筑物 建筑物体 消防 消防系 消防 一次消 或设备 ( 面) 积或所需压统实际 流量／ 防水 说明 名称 设备容量力／ MP a压力／ MP a( L s ) 量， m 厂 区建筑 物室 内外一次最 大灭火 总用水 量为 2 5 2 m3 ，设备最大一次灭火需水量为 1 5 0 m 3 。取厂 区建筑物室 内外一次最大灭火总用水量为消防一次 用水量为 2 5 2 m 3 ，本设计按 3 5 0 m 3 用水量考虑。 坝区只设 室外消 防给水 ，消 防一 次用水量 为 7 2 r n 3 ，本设计按 1 0 0 m 3 用水量考虑。 1 ． 2 消 防水 源 消防水源引 自电站坝前水库 ，从 1 、2 发电 引水钢管伸缩节后钢节上开孑 L ，引 2根 D N1 5 0 m m 管道将水源送至坝后 3 3 0 m高程水处理问 ，经过水 处理设备净化和消毒处理后进入清水调节水箱 ，由 加压泵组将 清水送 至 4 5 8 ． 0 5 m高程左坝肩灌浆平 洞 内 6 0 0 m 3 的枢纽消防及技术供水合用水池和 5 0 0 m高程 1 0 0 m 3 大坝消防水池作为枢纽消防用水。 6 0 0 m 3的枢纽消防和技术供水合用水池 中消防 储水量为 3 5 0 m ，并保证该消防水量不被动用 ；另 水 利 水 电 工 程 设 计D WR H E 2 0 1 1 年 第 3 0卷 第 1 期 外 2 5 0 m 3 水量 为机组 主轴密封备用水源 。为保证 水池 的水质 ，主轴密封水每 1 个月固定使用 1 次 以 更换新水 。枢纽厂 区消防水池和大坝消防水池设计 均设水位控制系统 ，可以 自动控制水从水处理间进 入水池。同时，水池的溢流水位、消防报警水位等 信号都要传到消防控制室，以保证供水系统的安全 运行和消防水量的不被动用 。 1 ． 3消防给水 系统 厂 区的消防给水 系统设计 为常高压给水系统 ， 由设在 4 5 8 ． 0 5 r n高程灌浆平洞 内的消防与技术供 水合用水池引 2条 D N3 0 0 m m的消防专用管道 ，沿 坝坡敷设进入厂区，并在厂区主副厂房周围形成环 状 ，在室外环状消防管网上设置室外消火栓和水泵 接合器 ，消火栓间距小于 8 0 m。 从环状管网引 2根 D N1 5 0 m m的管道进入主副 厂房 ，在主副厂房内形成环状 ；接 口处设置减压装 置 ，减 压后 的压 力为 0 ． 4 MP a 。 主变、发电机组水喷雾消防用水均由室外环状 管 网接 人 。 在主厂房上下游侧均布置有消 防立管 和消火 栓 ，消火栓 间距不大于 3 0 m，保证有两股水柱 同 时到达着火点。 主厂房的发电机层到桥机轨顶高度大于 1 8 1 13 ， 为保证 2条充实水柱到达桥 吊轨顶的高度 ，又使消 火栓 口的动压不超过 0 ． 5 M P a 。在卸货平台层布置 了环形消防通道，并在运行层和卸货平台层均布置 有消 火栓 ，以保 证 消 防安 全 。 大坝消防给水系统设计为常高压给水系统 ，消 防水源取 自5 0 5 m高程 1 0 0 m 3 大坝消防水池 ，从消 防水池引 1 根 D N1 0 0 m m的消防管道 ，埋地敷设至 坝前区 ，供坝上建筑室外消防给水 ，在 坝上设有 3 个室外消火栓 。消防管道采用内外热镀锌钢管。 2 主 要 生 产 场 所 的 消 防 通 风 设 计 根据《 水利水电工程设计防火规范》 规定 ，电站 主副厂房 内的油库 、油处理室、电缆夹层( 廊道、 竖 井) 均设置了排烟或消烟设施 。依据《 水力发电厂厂 房采暖通风和空气调节设计规程》 ，正常排风 系统 兼作事故排烟或消烟系统 ，系统风量同时满足正常 通风和事故排烟或消烟两种工况 的风量。 各房间或部位的排烟量统计如下 ： 副厂房屯缆廊道 3 2 8 5 6 ( 高程3 6 5 ． 9 0 m) ／ ( m 3 h ) 油库／ ( m 3 h ) 5 9 9 3 油 处理 室／ ( m 3 h ) 5 2 0 2 2 ． 1 排 ( 消 ) 烟 系统 2 ． 1 ． 1 副厂房电缆廊道( 高程3 6 5 ． 9 0 m) 通风系统 采用机械进风 、机械排风的通风方式 ，排风系 统和排( 消) 烟系统合用。送风风机选用离心风机 1 台，布置在左侧的通风机房 内，送风 自厂房侧墙外 侧 的进 风竖 井取 风 ，用离 心风机 压 出后接 风管送 风 至电缆层。排风风机选用高温排烟风机 1台，布置 在右侧的通风机房内，排风系统用风管 自电缆层取 风 ，经排风风机加压后排人厂房右侧的排风竖井。 正常排风 口和事故排风口分别设置 ，并设有贴近地 面的事故排 风 口，以便 排 出 C O ， 气 体。按 规范要 求，送风主管道上配备有 7 0 c c熔断的防火 阀，排 风主管道上配备有 2 8 0 q C 熔断的防火阀 ，正常排风 口配备有 7 0℃熔 断的防火 阀，事故 排风 口为 2 8 0 。 ℃熔 断 的多叶排 烟 口。 2 ． 1 ． 2 油处理室和油罐室通风系统 采用 自主厂房水轮机层机械进风、机械排风的 通风方式 ，送风风机选用轴流风机各 1台，安装在 与水轮机层相邻 的墙上。2个房间合用 1 套排风兼 排( 消) 烟系统 ，排风兼排 ( 消) 烟风机选用高温排烟 风机 ，布置在上游副厂房高程 3 6 5 ． 9 0 m层 油库 排 风机室内，排风系统用风管 自油处理室和油罐室取 风 ，经 排 风风机 加 压 后 排入 厂房 右 侧 的排 风 竖井 。 每台轴流风机均配备 7 0℃熔 断的防火阀 ，排风主 管道及分支管道上配备有 2 8 0℃熔断的防火阀 ，油 处理室和油罐室内的正常排风口和事故排风 口分别 设置 ，正常排风 口上配有 7 0℃熔断 的防火阀 ，事 故排风 口为 2 8 0 o C 熔断的多叶排烟 口。 2 ． 2 防火 设计 所有 的通风管道( 土建风道除外) 全部采用非燃 烧材料制作 ，风道穿越防火分隔处均按规范要求设 置 了 防火 阀( 防烟 阀 ) ，孔洞 均用 防火 材料 封堵 。 防火 阀的动作 温度 为 7 O℃，排烟阀的动作温 度 为 2 8 0 o C。 2 ． 3 消 防控 制方 式 各系统上布置 的防火阀和防烟阀均与本系统上 的风机连锁动作 ，各系统上的设备、阀门均采用现 场手动和远程电动两种控制方式。排烟或消烟系统 的远 程 电动控制 接入 消 防控制 系统 。 3 结语 李仙江水电站已经投产运行 1 年有余 ，目前运 ( 下转 第 3 8页) 水 利 水 电 工 程 设 计D WR H E 2 0 1 1年 第 3 0卷 第 1期 门，中孔和内边孑 L 上闸门的设计参 数相 同，均为 ： 8 ． 0 m X 4 ． 4 5 m一4 ． 1 4 m；中孔下 闸门的设计参数 为 ：8 ． 0 m 4 ． 7 5 m一 4 ． 8 9 m；内边 孔下 闸 门的设计 参数为 ：8 ． 0 m2 ． 7 5 m一 4 ． 8 9 m。边孔闸门的设计 参数为 ：8 ． 0 r n X 4 ． 4 5 m一 4 ． 1 4 m。 上闸门处于工作状态时通过 自动式锁锭锁住 ， 保 证上 闸 门的止水 不锈 钢复合 钢板 和下 闸门顶止 水 接触良好 。双扉闸门的设计关键在于节间止水，节 间止水效果直接关系到闸门的封水效果 。原闸门漏 水非常严重 ，不仅是由于水封老化严重 ，主要是上 下闸门结合处不严密所造成的；并且原 闸门的水封 设计不够完善 ，理论上也存在漏水可能 。此次改造 着重于上下闸门结合处的设计。上闸门底部与下 闸 门顶部水封接触的钢板为不锈钢复合钢板。考虑到 普通橡皮和不锈钢的摩擦系数较大 ，如果上 闸门在 下 门的过程中 ，由于橡皮摩擦力较大而无法下门 ， 上下闸门就无法严密接合 ，因此下闸门顶水封采用 山型聚四氟乙烯塑料复合水封 ，这种水封与不锈钢 的摩擦系数较小 ，可以满足上闸门的下 门要求 。这 种水封也可以满足上下闸门经常启动的要求。 由于上下闸门沿水流方 向有一定的距离 ，为了 保证封水严密 ，上下闸门的侧水封在相互接合处需 要做拐角 ，保证水封能够接触上并 有一定 的压缩 ， 使上下闸门水封能够接合严密。如图 1 所示 ，拐角 处水封为双 P 4 5型水封。由于拐角部分 的水封为水 平布置 ，在闸门上下运行的过程 中非常容易翻转 ， 因此水封压板采用防翻转压板( 见 图1 ， 件2 ) ，并且 在上 闸门双 P 4 5型水封中间设置了 2 块工程塑料合 金( 见图1 ， 件1 ) ，工程塑料合金的高度可 以保证水 封压缩量不大于 6 m m。工程塑料合金的作用是 防 止闸门往一侧偏斜过大 ，如果闸门偏斜过大侧水封 受压力较大 ，在闸门上下运行 的过程中，水封很容 易翻转。经工程实际检验，在双 P 4 5型水封中间安 装工程塑料合金可有效防止水平布置的拐角水封翻 转。工程塑料合金的数量依实际情况而定 ，最好不 少 于 2 块 。 图 1 工作闸门水封 为了保证上闸门和下闸门之间的止水效果 ，上 闸门和下 闸 门的距 离不 宜太远 。由于双扉 闸门 的上 闸门和下闸门距离 比较近，考虑到上闸门的下游侧 埋件和下 闸门的上游侧埋件受空间限制 ，因此将上 闸门的下游侧埋件 和下 闸门的上游侧埋件做成一 体 。在上下 闸门止水与埋件接触部位焊接 4 m m厚 的不锈钢板 ，保证止水橡皮与不锈钢板接触 。蓟运 河 中的河水水质较差 ，因此所有闸门埋件外露表面 均采用不锈钢复合钢板 。 中孔及 内边孔下闸门的启闭机为 2 4 0 0 k N固 定卷扬启闭机，中孔、内边孔上闸门及边孔闸门的 启闭机为 21 6 0 k N固定卷扬启 闭机。启闭机 的减 速机采用三环式减速机。 4 结语 上下闸门止水接合 的严密性是双扉闸门的设计 关键 ，需要考虑诸多细节 ，才能保证所有止水部位 均能结合紧密。目前 ，该工程已投入运行 ，闸门封 水效果 良好 。 作者简 介 刘 国军 男 助理工程 师 中水 北方勘测 设计研 究有 限责 任 公 司 天 津3 0 0 2 2 2 吴继彬 男 高级工程 师 中国水利水 电第五工程 局有 限 公 司 河 北 三河0 6 5 2 0 0 ( 收 稿 日期2 0 1 0—1 2—1 3 ) ( 上接第 2 6页) 行状况 良好。消防给水及通风系统已经通过 了消防 部 门在枢纽蓄水前和水 电站投产前的多次审查和验 收，在安装调试和投产运行过程 中，消防设施为保 证水电站的安全发挥了应有 的作用。 作者简介 王艳娥 女 高级工程 师 中水 北方勘 测设计研 究有 限责 任 公 司 天 津3 0 O 2 2 2 张金岳 男 高级工 程师 中水北方勘 测设计研 究有 限责 任公 司 天 津3 0 0 2 2 2 马 站 男 工程师 中水 北方勘测设计 研究有 限责任公 司 天 津3 0 0 2 2 2 ( 收稿 日期2 0 1 0—1 1—2 3 )