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

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628km,距左岸红河州绿春县县城140km,距右岸思茅地区江城县县城50km。工程规模为大(Ⅱ)型,工程等别为二等。工程主要任务是发电,电站装设3×150mW立轴混流式水轮发电机组,年利用小时数4485 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394.10m,安装厂层和运行层高程374.29m,主厂房(包括卸货平台)尺寸为长115.5m,宽24.7 m,地面以上高17.7 m。副厂房地上3层,尺寸为长121m,宽10.6m,地面以上高25.9m。

1 消防给水

戈兰滩水电站距江城县城50km,距昆明市628km。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60m,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505.00m高程处,厂区用消防水池设在左坝肩高程458.00m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。

厂区建筑物室内外一次最大灭火总用水量为252m3,设备最大一次灭火需水量为150m3。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252m3,本设计按350m3用水量考虑。

坝区只设室外消防给水,消防一次用水量为72m3,本设计按100m3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孔,引2根DN150mm管道将水源送至坝后330m高程水处理间,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458.05m高程左坝肩灌浆平洞内600m3的枢纽消防及技术供水合用水池和500m高程100m3大坝消防水池作为枢纽消防用水。

600m3的枢纽消防和技术供水合用水池中消防储水量为350m3,并保证该消防水量不被动用;另外250m3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458.05m高程灌浆平洞内的消防与技术供水合用水池引2条DN300mm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80m。

从环状管网引2根DN150mm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0.4mPa。

主变、发电机组水喷雾消防用水均由室外环状管网接入。

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30m,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18m,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0.5mPa。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505m高程100m3大坝消防水池,从消防水池引1根DN100mm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:

副厂房电缆廊道 32856(高程365.90m)/(m3◦h-1)

油库/(m3◦h-1) 5993

油处理室/(m3◦h-1) 5202

2.1 排(消)烟系统

2.1.1 副厂房电缆廊道(高程365.90m)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入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CO2气体。按规范要求,送风主管道上配备有70℃熔断的防火阀,排风主管道上配备有280℃熔断的防火阀,正常排风口配备有70℃熔断的防火阀,事故排风口为280℃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365.90m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70℃熔断的防火阀,排风主管道及分支管道上配备有280℃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70℃熔断的防火阀,事故排风口为280℃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70℃,排烟阀的动作温度为280℃。

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。