斐济南德瑞瓦图水电站水基消防系统设计

王宏伟 陈浩

1 工程概况

斐济南德瑞瓦图水电站工程位于斐济Viti Levu岛中南部，坝址处于东经177。56′28.93″，南纬17°40′02″，距离 Nadi 机场 135 km，距离首都苏瓦约300 km。工程主要包括：拦河坝、引水系统、电站厂房、132 kV 开关站和输变电线路系统。工程的主要作用是拦河蓄水发电。

工程坝址位于Qaliwana 和Nukunuku 河流汇流处，工程以上控制流域面积92.7 km2。挡水建筑物为混凝土重力坝，最大坝高41.5 m，坝顶长度87.835 m，活库容100万m3，最大库容2 00万m3。引水系统的引水流量15 m3/s，厂房位于Ba 河上，装机2台，单台22 MW。

本工程于2012 年竣工并网发电。

2 水基消防系统设计

南德瑞瓦图水电站是斐济国内装机最大的跨流域引水电站，业主予以高度重视且对工程的建设标准要求极高，要求按澳新规范和美国NFPA 规范进行水基消防系统的设计和施工。

本工程由坝区、开关站区和厂区三部分组成，其中坝区和开关站区不设水基消防系统，仅厂区设水基消防系统。

2.1 水基消防系统组成

水基消防系统由消火栓系统、干式喷淋系统和主变水喷雾灭火系统组成。

2.2 消防水源

本工程有两个消防水源，主水源从压力钢管取水，备用水源为河水。

2.3 水基消防系统的流量和压力

2.3.1 消火栓系统的流量和压力

消火栓系统的流量为31.5 L/s。厂房内最不利点DN65 消火栓的压力不低于0.69 MPa，最不利点DN40 消火栓的压力不低于0.45 MPa。消防历时2 h。

2.3.2 干式喷淋系统的流量和压力

干式喷淋系统按严重危险Ⅰ级设防，作用面积为260 m2，设计喷水强度为10.9 L（/min·m2），系统的流量为56.64 L/s，干式报警阀前的水压不低于0.61 MPa。消防历时2 h。

2.3.3 主变水喷雾的流量和压力

主变顶和侧面的设计喷雾强度为10.2 L（/min·m2），主变周围集油坑的设计喷雾强度为6.1 L（/min·m2），经计算系统的流量为37.45 L/s，雨淋阀前的水压不低于0.45 MPa。消防历时1 h。

2.3.4 水基消防系统流量和压力

根据NFPA851 第6.2.2 条的规定，水基消防系统的设计水量按干式喷淋系统和消火栓系统的用水量之和计算为88.14 L/s，消防历时2 h，一次消防需水量为635 m3。考虑管道水头损失，设计供水压力为0.80 MPa。

2.4 水基消防系统的设计

2.4.1 系统总述

厂房的水基消防系统设两个水源，主水源从压力钢管取水经减压阀减压后供厂区的消火栓系统、干式喷淋系统、主变水喷雾系统用水和消防水池的补水。系统设主副2 个减压阀，并联布置，减压阀前的压力为4.0 MPa，减压阀后设定压力为0.80 MPa，主减压阀的设计流量为88.14 L/s，副减压阀的设计流量为10 L/s，副减压阀主要用于平时厂房内动用两个DN40 消火栓冲洗地面时的供水。

在压力钢管检修断水时，水基消防系统由备用水源厂区室外消防水池供水，消防水池有效容积为640 m3，消防水池设两路补水，一路从压力钢管取水经减压阀后给消防水池补水，另一路在压力钢管检修断水时由设在厂房下游侧河内的水泵补水。消防水池供水采用水泵加压供水的方式，系统设1 套柴油消防泵和1 套消防增压稳压泵组。柴油消防泵的流量为88.14 L/s，扬程为80 m。消防增压稳压泵组包括1 台增压稳压水泵和1 个隔膜式稳压罐，增压稳压水泵的流量为2.0 L/s，扬程为80 m。

系统运行方式为：平时由压力钢管内的水减压后供水基消防系统用水；在压力钢管检修断水时且不消防时，由消防增压稳压泵组维持水基消防系统管路中的水压，在水压降至0.70 MPa 时，增压稳压水泵启动；在水压升至0.88 MPa 时，增压稳压水泵停止；在厂房发生火灾消防时，管路水压降至0.65 MPa 时，消防增压稳压泵组停止，同时发出信号启动柴油消防泵。

2.4.2 消火栓系统设计

厂房内的消火栓系统按自动湿式Ⅲ级系统设计。系统由减压后的消防供水总管引出2根DN150 mm的消防管道至厂房电缆层上游侧，再连成环状，供厂房各层消防用水。在厂房的电机层、电缆层、水轮机层和副厂房各层布置消火栓。厂房内的DN40 mm 消火栓布置间距不大于39.7 m，厂房内的DN65 mm 消火栓布置在厂房的楼梯出入口处，在副厂房喷淋报警阀室的外墙上设2 个DN65 mm 的消火栓，供厂房室外消防用水。每个室内DN65 mm的消火栓配置3 根25 m 长直径65 mm 的水龙带和1个19 mm 的水枪。每个室外DN65 mm 的消火栓配置两根 45 m 长直径 65 mm 的水龙带和 1 个 19 mm 的水枪。系统管道采用316 L 不锈钢钢管。

2.4.3 干式喷淋系统设计

整个厂房内设置干式喷淋系统。系统由干式报警阀组、空压机、信号蝶阀、水流指示器、排气电磁阀、快速排气阀、管网和喷头组成。系统由减压后的消防供水总管引出1 根DN150 mm 的消防管道至干式报警阀组。除厂房顶层房间内的喷头全部采用动作温度为93 ℃的标准喷头外，其它房间内的喷头全部采用动作温度为68 ℃的标准喷头。系统管道采用316 L 不锈钢管。

2.4.4 主变水喷雾系统设计

两台主变均设置水喷雾灭火系统，每台主变对应设置1 个雨淋阀组。系统由雨淋阀组、管网和水雾喷头组成。系统由减压后的消防供水总管引出2根DN150 mm 的消防管道分别至2 个雨淋阀组。雨淋阀组可现场手动打开，也可根据主变上的感温电缆信号在中控室远程打开。水雾喷头采用离心式高速水雾喷头。系统管道采用316 L 不锈钢钢管。

3 结 语

本工程属国际水电市场上高端项目，业主要求按澳新规范和美国NFPA 规范进行水基消防系统的设计和施工。回顾整个设计过程，在设计工作中先要与业主协商确定需遵循的设计规范，明确需设置的水基灭火系统的子系统组成，熟悉水基灭火系统各子系统的规范要求是做好涉外水电站工程设计的前提和保证。