对大型火力发电厂消防设计中几个问题的探讨

摘要：本文针对工程中对消防系统设计存在的问题及消防规范中的某些条文提出一些看法，供有关人员商榷讨论

关键词：火力发电厂；消防设计；问题；探讨

中图分类号：F407文献标识码： A

1概述

近十几年来，随着消防技术和产品的迅猛发展，而且火力发电厂单机容量越来越大带来的对消防系统的要求越来越高，我国的火电厂消防已经从单一的消火栓灭火系统发展到如今多型式的灭火系统，并与火灾报警系统、消防供电低通相结合而构成完整的消防体系，消防设计标准也随之在不断的补充和完善之中。

1997年以前，火电厂消防设计一直无专用规范，在进行火电厂消防系统设计时，设计人员主要依据《建筑设计防火规范》为通用性标准，对火电厂针对性不强。火电厂以可燃物（煤、油、天然气等）为燃料，其工艺系统、布局以火灾特点等方面具有许多自身特点。虽然目前有电力工业部会同有关部门制定的《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）和《电力设备典型消防规程》等相关消防规范，但在应用过程中由于对规范的理解不同，加之规范中适用于电厂的灭火型式和报警方式的积累经验较少，因此设计中仍遇到一些非常棘手的问题，且一些条文也有可商榷之处，有待进一步完善，在此，结合消防规范和工程实际中遇到的一些问题，谈谈我们的想法。

2火电厂消防设计简介

火电厂消防设计应包括防火措施和消防设施两部分。防火措施主要是在进行各工艺系统布置和总平面布置时应考虑的因素。消防设施可分为消防设备、消防电源两部分内容。

依据《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96），火电厂消防设计内容组成如下：

2.1建（构）筑物的火灾性分类及其耐火等级；

2.2厂区总平面不知；

2.3建（构）筑物的安全疏散和建筑构造；

2.4发电厂的工艺系统；

A 运煤系统；

B 锅炉煤粉系统；

C 点火及助燃油系统；

D 汽轮发电机；

E 辅助设备（电器除尘器、柴油发电机系统）；

F 变压器及其它带油电气设备；

G 电缆及电缆辐设；

H 火灾探测报警与灭火系统；

2.5火电厂消防给水和灭火装置；

2.6火电厂采暖、通风和空气调节；

2.7火电厂消防供电及照明；

3几个问题的探讨

3.1消防集中控制屏应设置在何处

一般规定，消防集中控制屏应设在专门的消防控制室内。国家《建筑设计防火规范》中规定：“独立设置的消防控制室，宜设在建筑物内的底层或底下层”。电力工业部的《火力发电厂设计技术规程》中，也规定“消防集中控制盘宜设在集中控制室内”。大型火力发电厂的（集控室）单元控制室一般都布置在运转层，不设在零米或地下层。由于两个规程的规定不一致，在工程设计中没有统一的依据，容易引起争论。文明在具体工程设计中，一般将消防集中控制屏设置的单元控制室内。其理由主要有二：

⑴ 国家《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》是对整个建筑行业防火的普遍规范，重点是针对高层建筑而制定的，而未兼顾某些行业的具体特点；电力部颁布的《火力发电厂设计技术规程》是根据发电厂具体特点、特定环境而专门制定的设计规程，它更切合电厂的实际，因此我们在设计具体电厂工程时，一般按行业规程进行设计。

⑵ 火电厂集中控制室内机、电、炉等专业的运行值班人员较多，且有当值值长值班。当电厂某部分发生火灾，有危及整机安全时，当值值长可代表厂长执行有序停机操作。由于大型几组停机时间长，操作过程复杂，运行人员在发生火灾时仍需坚守岗位，服从值长调度。

消防集中控制屏设在集控室（单元控制室）内，对值长全面了解火灾情况，统一管理，统一指挥提供了更为有利的条件，若消防集中控制屏设在其它地方，当值值长就难以统一调度，统一指挥运行和协助保卫部门进行消防工作。

3.2单元控制室采用何种灭火手段

以往在火电厂单元控制室进行灭火设计时，一般都是考虑设置移动式灭火器及室内消火栓等设施。火灾发生时。这种灭火手段主要依靠人来灭火，人为的因素较多，在灭火发展迅速并发出大量浓烟或有毒气体时，会造成灭火困难，扩大火灾范围，加大火灾损失。有些电厂采用水作为控制室的灭火介质。我们认为电气控制屏、热工仪表屏最怕潮湿，一旦遇水就非常麻烦，有些设备甚至要报废。因此工程设计中首先要考虑的问题就是采用何种灭火手段可以尽可能地扑灭火灾，以免火灾扩展，危及整个机组的安全，其次要考虑采用何种灭火手段损失最小。

目前在有些电厂消防设计中，设计人员根据“火规”采用卤代烷或CO2气体灭火装置，并采用全淹没系统，我们认为这种灭火手段有一定的局限性，原因如下：

⑴ 一般大型火电厂单元控制室内空间较大，很难做到全封闭；

⑵ 单元控制室机、电、炉等专业值班人员较多，若采用卤代烷或CO2全淹没气体灭火系统，则无论是在自动或手动方式下，发生火灾时，人员都先全部撤离现场。而火电发电机组及辅机的控制、监视等大多集中在控制室内完成，且机组及辅机设备投资昂贵，设备停机过程复杂，时间较长，因此在单元控制室发生火灾时，作为全厂生产运行指挥中枢，控制室内值班人员应尽可能的坚守岗位，保证机组安全停机，迫不得已才可撤离工作岗位。

由于上述原因，我们在进行电厂消防系统设计时，单元控制室采用的是局部应用气体灭火系统。这种灭火方式是将气体喷头布置在盘（柜）内（实际是一种较小的全淹没系统）。相应的，火灾探测设备（感温电缆）也布置在盘（柜）内（图一），以便尽早发现火情。

为防止探测设备误报引起气体误喷，在防护区外设有手动/自动转换开关。手动方式时，探测设备报警而气体介质只有通过人工确认后才能在盘（柜）内喷放。自动方式时，报警主机在接收到第一个报警信号时并不会发出气体喷放指令，而只有在接收到两个不同类型或相同类型的两个报警信号时才会发出气体喷放指令，释放气体。另一方面，在控制室的布置上，将盘和运行人员去分离开来，即盘（柜）区在电子设备间内，而运行人员区主要是电厂的大屏幕模拟屏和一些重要的操作、监视用计算机。通过分离开后形成的两个封闭空间，只需对盘（柜）内的较小的封闭空间实施全淹没气体灭火，而运行人员也能在火灾发生时坚守岗位，保证机组的安全停机，将损失减至最低。

综上所述，在采用了以上局部应用气体灭火系统后，使灭火系统在实施灭火时更有正对性，且操作准确合理，火灾发生时影响范围小，另一方面减小了灭火系统的规模和耗用量，经济性较好。因此在工程应用中我们认为局部应用灭火系统是电厂控制室最好的灭火方式。当然，对于集控室而言，最合理的方式还应是运行值班人员在生产和运行过程中通过多种途径尽可能提高火灾探测设备的灵敏度，在火灾发生初期就能提前报警，以便运行人员及早发现火情，用移动式灭火器施以灭火，尽量不动用气体灭火系统。

3.3防火分区的划分

发电厂是能源基地，容易发生火灾的主要部位是电气设备、电缆和油系统。由于目前的消防报警主机多为智能型主机，即无论哪一个探测器都作为总线上的一个地址点来进行通讯和逻辑编程，因此设计人员很容易将电厂的防火分区与主机的功能分区混淆，并有可能按照主机的功能分区对电厂进行防火分区的划分。对此，我们提出应按电厂的“重点防火区域”进行主机功能分区的概念，具体划分如下：

①主厂房是电厂生产运行的核心，围绕主厂房划分为一个重点防火区域。

②屋外配电装置区多为带油电气设备，其安全运行是电厂及电网安全运行的重要保证，应划分为一个重点防火区域。

③点火油罐区一般储存可燃油品，应划分为一个重点防火区域。

④按生产过程中火灾危险性划分，乙炔站、制氢站为甲类，制氧站为乙类，应各划分一个重点防火区域。

⑤电厂的贮煤场常有自然现象，尤其是褐煤，自然现象严重，应划分为一个重点防火区域。

⑥消防水泵房是全厂的消防中枢，其重要性不容忽视，应划分为一个重点防火区域。

⑦电厂的材料库及棚库是储存物品的场所，同生产车间有所区别，应划分为一个重点防火区域。

在划分了重点防火分区后，就可进行报警主机的功能分区划分，确定回路数及总点数，真正做到突出防火重点，保证电厂的安全运行。

3.4雨淋系统中感温电缆的区域划分

由于电厂中感温电缆的布置往往和雨淋系统的布置配套使用（如输煤栈桥的水幕隔离、变压器的水喷雾、电缆夹层的水喷淋等），因此在工程设计中，设计人员容易将感温电缆的区域划分与雨淋系统的区域划分相混淆。

一般而言，一个感温电缆区域是在保护前提下所定义的区域，就线型感温电缆而言，《火灾自动报警系统设计规范》中4.2.1.2中有明确规定，“缆式感温探测器的探测区域不宜超过200m”，此条是参考《电力工程电缆设计规范》第七章中关于“长距离沟道中相隔约200m或通风区段处宜设置防火墙”的规定，并结合工程实践经验确定的。另一方面，一个供水区域或雨淋系统，具有一个基于其设计流量密度的覆盖区，该区可能超出了单条感温电缆所能有效保护的范围。

对此，结合工程实际，在许多电厂项目的设计中，我们采取了如下做法.当一个感温电缆保护区域的长度不能满足要求时，可由第二个感温电缆来完成整个区域的覆盖，做到和相应的水系统区域覆盖面积相匹配。在这种情况下，两个感温电缆区域以“或”的结构通过模块在主机内进行逻辑编程，使得任何一个感温电缆的启动，都能控制对应的单个水系统的电磁阀。同时，设计中我们还注意不将探测线路从一个区域扩展到另一个供水阀门控制的区域，每隔供水阀门必须由实际位于该区域的一个或多个感温电缆区域所控制。

通过上述做法，可避免出现感温电缆区域与雨淋系统区域相混淆的现象，在工程设计中应予以采用。

4结论

通过上述几个问题的讨论，我们可以发现，在火电厂消防系统的设计中可能会出现这样或那样由于电厂自身特点产生的问题，如何真正做到在不违反规范的前提下更好的发挥消防系统的功能仍将是今后工作的重点。因此，工程设计人员不仅应熟悉规范，还应熟悉规范使用的条件，并结合工程实践及电厂特点进行设计，保证电厂的安全运行。