盖孜水电站火灾自动报警及消防联动系统设计分析

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 概 述

盖孜水电站工程设计水平年为2020年，技施设计于2011年底开始，原计划2015年首台机组具备发电条件。电站火灾自动报警系统依据当时的最新规范《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2008)、《水力发电厂火灾自动报警系统设计规范》(DL/T 5412—2009)，按照“预防为主，防消结合”的方针设计；因某些原因，电站发电时间延后较多，2017年年底具备发电条件。在这几年中，随着《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)、《水电工程设计防火规范》(GB 50872—2014)等规范版本更新，为满足消防验收要求，设计单位对新疆盖孜水电站的原消防设计进行了部分更改。

2 工程概况

盖孜水电站位于新疆维吾尔自治区克州阿克陶县境内，是盖孜河中游河段梯级电站中的第二级水电站，电站总装机容量116MW，引水式开发，装设3台单机容量为38.7MW、额定水头为347.00m的混流式立轴水轮发电机组。盖孜水电站的厂房由地上部分和地下部分组成，采取“无人值班、少人值守”运行方式，且自动化水平较高。

盖孜水电站主厂房总长度62.95m，其中安装间长度20.50m，总宽度19.10m，总高度35.60m，共分五层布置，各层自下而上为尾水管层、蜗壳层、水轮机层、水轮机夹层和发电机层。副厂房总长62.95m、宽12m、总高26.70m，分为四层布置，各层由下至上为水轮机层、发电机层、GIS电缆夹层、GIS层。

根据电站结构特点，盖孜水电站火灾自动报警系统设计主要包括火灾自动报警控制器及火灾探测器设计、消防联动系统设计等。

3 火灾自动报警控制器

盖孜水电站火灾自动报警系统主要监测对象为3台水轮发电机组，2台主变压器，主、副厂房各层，电缆桥架等主要电缆通道，按“主厂房、副厂房的各层组成”分为主厂房球阀层、主厂房水轮机层、主厂房水轮机夹层、主厂房发电机层，副厂房水轮机层、副厂房发电机层、副厂房GIS电缆夹层、副厂房GIS层、电缆桥架及主变区域共9个防火分区。根据电站尺寸及布置特点，火灾自动报警控制器所连接的火灾探测器、手动报警按钮和模块等设备总数和地址总数不超过3200点，故电站设置1台火灾自动报警器控制可满足消防要求。火灾自动报警器采用集中控制柜，设置于中控室内，采用目前先进的全总线报警系统，探测器及联动控制模块等系统元件均接入两根总线，各报警区域均装设总线隔离器。每个防火报警区域设置一定数量的火灾显示盘、火灾声光报警器和火灾报警按钮，在火灾报警按钮处设置电话塞孔，并依据规范在中控室设置消防专用电话总机，在配电室等处设电话分机。中控室设无线对讲机，作为有线电话通道的备用及供消防人员在现场与中控室联系用。

厂房发生火灾时，火情由探测器探出后，通过总线送入中控室报警控制柜，通知值班人员了解情况，可对消防设备进行手动和自动控制；并向外部消防部门上报火警信息。

4 火灾自动报警探测器

火灾探测器按探测的火灾特征参数不同可分为感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、气体火灾探测器、复合火灾探测器等。根据各防火分区火灾特点，该电站以选用目前国际上流行的复合式感烟感温探测器为主，并对副厂房发电机层、GIS电缆夹层等发生火灾时初期会出现阴燃并产生大量烟雾的分区，采用感烟探测器；对相对湿度较大，且有大量水雾滞留的球阀层，采用感温探测器；对层高较大且无遮挡的主厂房发电机层、副厂房GIS层，采用线型光束感烟探测器；对于全厂的动力、控制电缆桥架、电缆沟及主变压器，采用分布式光纤感温系统对其进行火灾探测。具体配置见下表。

各防火分区火灾探测器配置表

5 消防联动系统

5.1 发电机灭火控制

发电机采用国内常用的水喷雾灭火系统，其火灾探测和水喷雾灭火装置由发电机组制造厂提供。点式感温、感温探测器布置在发电机风罩内，发电机专用火警控制器安装在发电机层机旁的灭火控制柜内。发电机发生火灾时，自动或手动启动水喷雾灭火系统。火警电源消失信号、火警信号和灭火动作信号送至全厂火灾自动报警系统和计算机监控系统。

5.2 主变灭火控制

盖孜水电站共2台主变压器，容量分别为50MVA和100MVA，布置在副厂房上游侧的平台上，按规范对主变场设置手提式干粉灭火器及砂箱，并对100MVA主变压器配备1套固定式排油充氮灭火系统。当变压器内部发生绝缘破坏等故障时，油箱内部产生的大量可燃气体引起气体继电器动作，排油充氮灭火装置打开排油阀排油，氮气由变压器油箱底部的注氮口注入，形成氮气保护层，达到防火灭火的目的，同时，将启动信号送至全厂火灾自动报警系统。

5.3 副厂房气体灭火控制

在副厂房设置一套固定式七氟丙烷灭火设备,布置在中控室、继保室防护区，采用自动联动、远方手动、现地手动三种控制方式。在防护区外设有声光报警装置，能在七氟丙烷自动灭火设备自动启动时进行声光报警，以提醒防护区内的人员迅速撤离。在防护区出入口均设有紧急启停按钮，可现场手动启停七氟丙烷气体灭火设备。

5.4 通风排烟消防控制

所有机械排风的通风管道风口均设防火阀，并与室内火灾自动报警系统联动。当发生火灾时，所有风口的防火阀在280℃时自动关闭，扑灭火灾时，防火阀复位，进行事故通风。

5.5 消火栓启用按钮控制

该电站消防主水源取自尾水，采用水泵加压供水方式，从尾水渠经水泵抽水加压后送至全厂消防供水环管，供发电机水喷雾灭火及室内、外消火栓使用。备用水源取自厂房外高位水池，从尾水渠经水泵抽水加压后送至高位水池，用管路引水至全厂消防供水环管。电站消火栓箱设有消火栓启用按钮，火灾时可按动启用按钮向火灾自动报警系统报警。

5.6 消防应急照明和疏散指示系统

消防应急照明设计之初采用的是独立工作的传统疏散照明系统，其指示方向固定，疏散线路不能改变，存在着发生火灾时仍然将人员引向危险区域方向的隐患；各灯具独立运行，无集中监控，必须由运行人员到灯具安装点检查才能知道该灯具是否正常；灯具由220AC电源供电，在发生火灾后消防泵工作时仍需带电工作，不能切除电源，这样对消防人员和逃生人员有潜在的触电危险。

2015年年底，编制电站《消防设计专篇》时，根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)要求，消防应急照明和疏散指示系统需与火灾自动报警系统进行联动。如按照原设计进行，消防应急照明仅能保证消防应急通道内的照明和标志指示，无法与火灾自动报警系统进行联动，不能在消防火灾报警时判定火灾地点，准确指出逃生通道。此时，智能疏散指示系统已较为成熟，在各公共建筑物中已有充分应用，为满足人身安全，在电站增设一套集中控制型消防应急照明和疏散指示系统。

6 设计要点

依据《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)，在消防控制室内增设了图形显示装置，其与火灾报警控制器、消防联动控制器等消防设备之间采用专用线路连接。

每只总线隔离器保护的火灾探测器、手动报警按钮和模块等消防设备的总数不应超过32点。超过时，该电站采取在该防火分区增加总线隔离器的措施。

在进行消防设计工作时，将电站安装间进场大门(卷帘门)作为防火卷帘进行设计，并与火灾自动报警装置进行联动。消防审查时，专家提出此卷帘门为常闭，仅在运输较大设备时开启，平时电站运维人员由卷帘门上开的小门出入，此门无设置防火卷帘门的必要性。故取消此门与火灾自动报警系统的联动。

7 结 语

盖孜水电站消防系统于2017年10月通过消防主管部门验收，并取得消防主管部门书面认可文件。

该电站消防设计、图审工作历时多年，经历了主要设计规范版本的转换，给设计工作带来了一定困难。能顺利通过消防审查，一方面得益于积极与业主沟通，并提请业主加强与消防主管部门沟通，积极修改不满足最新消防要求的内容，另一方面得益于主动地研究学习该地区其余电站在消防审查时遇见的问题，避免重复错误。

[1] GB 50116—2013 火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2013.

[2] GB 50872—2014 水电工程设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

[3] 许铮，许钢.苗尾水电站消防灭火系统设计[J].云南水力发电，2017,33(Z1).