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滅火系統(tǒng)在涉外工程中的應(yīng)用簡介及體會(huì)
日期：2024-09-20 14:50
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摘要：
滅火系統(tǒng)在涉外工程中的應(yīng)用簡介及體會(huì)
朱青
【提要】對(duì)采用NFPA標(biāo)準(zhǔn)在涉外工程滅火系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)進(jìn)行了介紹，并將NFBA規(guī)范有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國標(biāo)相應(yīng)部分的差異作了比較后提出了自己的認(rèn)識(shí)及看法。
【關(guān)鍵詞】滅火系統(tǒng) 涉外工程 應(yīng)用簡介 體會(huì)
0. 概述
近年來，隨著消防標(biāo)準(zhǔn)的提高及國外項(xiàng)目業(yè)主的嚴(yán)格要求，我院在一些涉外工程中按美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)或印度TAC消防規(guī)范進(jìn)行了電廠消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在此以某4′325MW燃油燃?xì)鈾C(jī)組的電廠工程如何按美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作一簡介，并將其與國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定作一簡單對(duì)比后談一點(diǎn)體會(huì)。
1. 設(shè)計(jì)所采用的有關(guān)美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)
NFPA850 ?電廠消防推薦作法（1992版）
NFPA10 ?移動(dòng)式滅火器規(guī)范（1990版）
NFPA12 ?二氧化碳滅火系統(tǒng)規(guī)范（1993版）
NFPA13 ?噴淋系統(tǒng)安裝規(guī)范（1991版）
NFPA14 ?豎管及龍帶系統(tǒng)安裝規(guī)范（1993版）
NFPA15 ?固定水噴霧滅火系統(tǒng)規(guī)范（1990版）
NFPA24 ?專用消防干管及其附件安裝規(guī)范（1992版）
2. 滅火系統(tǒng)類型及設(shè)計(jì)范圍
依據(jù)NFPA 850及業(yè)主的要求，該工程采用的滅火系統(tǒng)有：消火栓系統(tǒng)、水噴淋滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、二氧化碳（CO2）滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)（業(yè)主方設(shè)計(jì)并供貨）、移動(dòng)式滅火器。
我院的設(shè)計(jì)范圍為汽機(jī)/鍋爐島的消防系統(tǒng)及廠區(qū)室外消防水管網(wǎng)。
在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)各防火分區(qū)的被保護(hù)對(duì)象情況，選配相應(yīng)的滅火系統(tǒng)。汽機(jī)/鍋爐島主要的防火分區(qū)有：汽機(jī)房及除氧間、鍋爐房、單元控制樓各層、柴油發(fā)電機(jī)房、變壓器區(qū)域
3. 滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介
3.1消火栓系統(tǒng)
3.1.1室外消火栓系統(tǒng)及消防水管網(wǎng)
該工程*大消防用水為燃油罐區(qū)，其消防水量Q=680m3/h，H=1.1MPa，全廠采用獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)，消防水泵即按上述參數(shù)由業(yè)主方選型設(shè)計(jì)，廠區(qū)消防水管網(wǎng)由我院設(shè)計(jì)。
在主廠房周圍和燃油罐區(qū)形成二個(gè)大的環(huán)網(wǎng)，管徑為DN300，其它區(qū)域?yàn)橹罟?。值得一提的是：?duì)于泵房出水管及環(huán)網(wǎng)給水管我院均按二根考慮，但業(yè)主堅(jiān)持只要單根管（我們認(rèn)為這失去了環(huán)網(wǎng)的意義，降低了供水的**性）。
由于電廠所在地冬季寒冷，根據(jù)NFPA及合同要求，室外消防水管網(wǎng)埋于冰凍線以下不小于0.3m，采用干筒地上式消火栓?？紤]到消防水管網(wǎng)大、保護(hù)區(qū)域多，為減小對(duì)消防供水的影響，在其主管網(wǎng)上設(shè)有分段檢修閥，在每個(gè)消火栓前設(shè)有一閥門。若按國標(biāo)圖集上的作法將消火栓前的閥門設(shè)在閥門井內(nèi)，則所占位置較大，在管道密集地段布置較為困難，因此設(shè)計(jì)采用了在消火栓前設(shè)一柱式開度指示器閥門的方式。
室外消火栓配有足夠數(shù)量的龍帶及設(shè)備，NFPA中指出，可以將龍帶存于龍帶箱中，或設(shè)置龍帶卷盤，或放在具有防風(fēng)雨外殼的龍帶小車中。根據(jù)業(yè)主要求，本工程配備了三臺(tái)小車，每臺(tái)備有口徑為60mm、長80m的龍帶、水槍及管接頭等。
3.1.2室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及消防水管網(wǎng)
3.1.2.1系統(tǒng)型式
按美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，系統(tǒng)分為三個(gè)類別：
I類系統(tǒng)：設(shè)有21/2in（63.5mm）的龍帶接口用以供水，由消防部門和經(jīng)過訓(xùn)練的人員使用。
II類系統(tǒng)：設(shè)有11/2in（38.1mm）的消火栓，供建筑物居住者及消防部門初期消防時(shí)使用。
III類系統(tǒng)：設(shè)有11/2in（38.1mm）的消火栓，供建筑物居住者使用。設(shè)有21/2in（63.5mm）的龍帶接口由消防部門和經(jīng)過訓(xùn)練的人員使用。
參照國內(nèi)電廠所配消火栓型式及對(duì)合同中有關(guān)要求的分析，在本工程中采用了I類系統(tǒng)，分別在汽機(jī)房、鍋爐房、單元控制樓設(shè)置了室內(nèi)消火栓。每套室內(nèi)消火栓包括如下主要器材：，DN65的單閥單出口室內(nèi)消火栓，帶45m龍帶的卷盤，直流或霧化水槍，一具7kgCO2滅火器，一把消防斧、報(bào)警按鈕及箱體等。
依據(jù)消火栓的布置情況，將其分為三種類型：
I型消火栓：為單側(cè)開門，配直流水槍；
II型消火栓：為單側(cè)開門，配霧化水槍；
III型消火栓：為雙側(cè)開門，其單側(cè)門保溫，并配霧化水槍。
3.1.2.2布置
根據(jù)美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)及合同要求，在各有關(guān)建筑物內(nèi)適當(dāng)部位設(shè)置了消火栓，汽機(jī)房內(nèi)消火栓采用霧化水槍。消火栓間距不超過40m，各層消火栓由豎管供水，豎管水源來自主廠房室內(nèi)消防水管，其連接管上均裝有一閘閥。
由于該電廠所在地冬季寒冷，且消防水不易流動(dòng)，因此，對(duì)于汽機(jī)房與鍋爐房之間的露天架空敷設(shè)的消防水管采取了伴熱保溫措施，以防止凍裂管道。
3.1.2.3系統(tǒng)水力計(jì)算
對(duì)于系統(tǒng)的水力計(jì)算，美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)中有如下有關(guān)規(guī)定：
（1） 系統(tǒng)中任一點(diǎn)、任一時(shí)的*大壓力不超過2.41MPa；
（2） 豎管*小管徑對(duì)于I類系統(tǒng)而言至少為4in（102mm）；
（3） 在水力*遠(yuǎn)點(diǎn)的21/2in（63.5mm）龍帶接口的*小剩余壓力為0.69MPa，經(jīng)主管部門批準(zhǔn)可降低，但不低于0.45MPa；
（4） 龍帶接口的*大壓力：當(dāng)靜壓超過1.21MPa時(shí)，應(yīng)設(shè)調(diào)壓設(shè)備。對(duì)于21/2in（63.5mm）龍帶接口其栓口的靜壓和余壓應(yīng)限制到1.21MPa，對(duì)于11/2in（38.1mm）龍帶接口其栓口的靜壓和余壓應(yīng)限制到0.69MPa；
（5） *小流量：對(duì)于I類系統(tǒng)，水力*遠(yuǎn)處的豎管*小流量為31.55l/s,輔助豎管的*小流量為15.8l/s，總流量不超過78.8l/s。
依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，結(jié)合本工程中消火栓的布置、選用水槍的特性（霧化及直流水槍）以及*大固定水消防系統(tǒng)的用水量對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行了水力計(jì)算，確定了接口參數(shù)。
3.2固定水消防系統(tǒng)
3.2.1系統(tǒng)型式及保護(hù)范圍
工程中采用了水噴霧及自動(dòng)噴水固定消防系統(tǒng)。
水噴霧滅火系統(tǒng)用于保護(hù)主變壓器、廠用變壓器、啟動(dòng)/備用變壓器以及柴油發(fā)電機(jī)組。主要采用了雨淋閥組、水霧噴頭等。
自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用了雨淋噴水系統(tǒng)及預(yù)作用滅火系統(tǒng)二種類型。
雨淋噴水系統(tǒng)用于保護(hù)發(fā)電機(jī)氫密封油裝置及密封油箱、汽機(jī)潤滑油箱及其裝置、汽機(jī)潤滑油管路、透平油箱、鍋爐給水泵、鍋爐爐前（燃燒器區(qū)域）。主要采用了雨淋閥組、開式噴頭等。為節(jié)省費(fèi)用、簡化控制，對(duì)于每臺(tái)機(jī)組配置的三臺(tái)鍋爐給水泵只設(shè)了一套雨淋閥組及供水管。
預(yù)作用滅火系統(tǒng)用于保護(hù)汽機(jī)軸承。主要采用了預(yù)作用閥組、閉式噴頭等。按照美國規(guī)范NFPA 850的規(guī)定，汽機(jī)軸承可采用帶閉式定向噴頭的手動(dòng)或自動(dòng)消防系統(tǒng)，若為手動(dòng)則需設(shè)自動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)。為節(jié)省投資，我們按自動(dòng)噴水（預(yù)作用）滅火系統(tǒng)予以設(shè)計(jì)。
3.2.2系統(tǒng)設(shè)施的布置
固定水消防系統(tǒng)除柴油發(fā)電機(jī)組、空預(yù)器和鍋爐爐前滅火系統(tǒng)的水源取自室外消防水管網(wǎng)外，其余均引自主廠房室內(nèi)消防水管網(wǎng)。各系統(tǒng)控制閥組設(shè)置的位置均距被保護(hù)設(shè)備有一定的距離，以確保**。
在以往工程中，一般重視水消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，卻往往忽略消防排水，因此在本工程設(shè)計(jì)中，著重考慮了消防排水問題，四臺(tái)機(jī)組共配有四臺(tái)消防排水泵，對(duì)于控制閥組泄放裝置設(shè)有專用排水管，將水排入±0.00m層的地溝或集水坑中排出。
3.2.3系統(tǒng)的控制
工程中采用了三種控制方式：自動(dòng)、手動(dòng)以及應(yīng)急操作。前二種通過控制雨淋閥或預(yù)作用閥組上的電磁閥來實(shí)現(xiàn)（電控），而后者系人為操作閥組上的快開閥。
對(duì)于水噴淋系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警信號(hào)送入集控盤及就地盤，自動(dòng)啟動(dòng)雨淋閥，同時(shí)也可在控制室或就地手動(dòng)按鈕啟動(dòng)雨淋閥。
對(duì)于預(yù)作用系統(tǒng)，采用閉式噴頭，正常時(shí)預(yù)作用閥后管道充滿了有壓空氣（由空壓機(jī)維持壓力），火災(zāi)時(shí)，被保護(hù)區(qū)域內(nèi)探測(cè)器送信號(hào)至就地盤自動(dòng)開啟預(yù)作用閥，當(dāng)閉式噴頭破裂后噴水滅火。該系統(tǒng)要求探測(cè)器先于閉式噴頭動(dòng)作，從**角度來講，該系統(tǒng)平時(shí)置于手動(dòng)檔，在就地及主控盤上均設(shè)有按鈕啟動(dòng)預(yù)作用閥。
對(duì)于水噴霧滅火系統(tǒng)，采用帶閉式噴頭的充氣傳動(dòng)管間接啟動(dòng)系統(tǒng)。正常時(shí)傳動(dòng)管內(nèi)充滿了有壓空氣，由一臺(tái)小空壓機(jī)維持壓力在0.3MPa，火災(zāi)時(shí)閉式噴頭破裂，傳動(dòng)管壓力下降不能維持，通過壓力開關(guān)給出報(bào)警信號(hào)到就地控制盤自動(dòng)啟動(dòng)雨淋閥（開啟其上的電磁閥），同時(shí)火災(zāi)信號(hào)送入主控盤，在主控盤及就地盤上均有按鈕開啟雨淋閥。
以上各系統(tǒng)均可用控制閥組上的快開閥啟動(dòng)作應(yīng)急措施。
3.2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.4.1設(shè)計(jì)強(qiáng)度
美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的設(shè)計(jì)噴水（霧）強(qiáng)度見表1。
3.2.4.2系統(tǒng)水力計(jì)算
系統(tǒng)管道水力損失計(jì)算采用Hazen和Williams公式：
（bar/m）
式中：Q ?計(jì)算管段的流量和，l/min；
C ?阻力系數(shù)，對(duì)于鍍鋅鋼管C=120；
d?管內(nèi)徑，mm。
管件、閥門的水力損失按其當(dāng)量長度計(jì)算。
水力連接點(diǎn)的壓力平衡計(jì)算：
噴嘴流量計(jì)算公式：
根據(jù)管道及噴頭的布置，按上述公式，從*不利點(diǎn)（噴頭）開始對(duì)逐個(gè)噴頭逐段管道進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，算出每個(gè)噴頭的出流量和壓力、管段的出流量和壓力直至雨淋閥組入口處的總流量及壓力。各系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果詳見表1。從計(jì)算結(jié)果來看與按國標(biāo)計(jì)算值存有一定差異。
表1： 設(shè)計(jì)噴水（霧）強(qiáng)度及各系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果
被保護(hù)區(qū)域/設(shè)備 | 規(guī)定強(qiáng)度 （L/s-m2） | 設(shè)計(jì)強(qiáng)度 （L/s-m2） | 設(shè)計(jì)流量 （L/s） | 閥組口徑 （mm） |
發(fā)電機(jī)氫密封油裝置及密封油箱 | 0.2 | 0.25 | 12.4 | DN100 |
汽機(jī)潤滑油箱及其裝置 | 0.2 | 0.25 | 33.1 | DN150 |
汽機(jī)潤滑油管路 | 0.2 | 0.25 | 33.3 | DN150 |
透平油箱 | 0.2 | 0.25 | 25.9 | DN100 |
鍋爐給水泵 | 0.2 | 0.2 | 16.3 | DN100 |
鍋爐爐前（燃燒器區(qū)域） | 0.17 | 0.17 | 21.7 | DN150 |
汽機(jī)軸承 | 0.17 | 0.17 | 13.3 | DN100 |
主變壓器 | 0.17/0.1 | 0.18 | 58.9 | DN200 |
廠用變壓器 | 0.17/0.1 | 0.2 | 17.6 | DN100 |
啟動(dòng)/備用變壓器 | 0.17/0.1 | 0.18 | 35.2 | DN150 |
柴油發(fā)電機(jī)組 | 0.17 | 0.25 | 39.9 | DN150 |
3.3CO2滅火系統(tǒng)
3.3.1保護(hù)范圍
CO2滅火系統(tǒng)保護(hù)的區(qū)域有：單元控制樓內(nèi)的單元控制室、電子設(shè)備間、工程師室及電氣繼電器室、配電器室、配電裝置室、直流配電室及UPS室、電纜夾層及地下電纜間；以及汽機(jī)房內(nèi)的6.6kV 配電裝置室及其電纜夾層、400/230V 配電室及其地下電纜間。
3.3.2系統(tǒng)類別
CO2滅火系統(tǒng)按其滅火劑不同的貯存方式而分為高壓CO2系統(tǒng)和低壓CO2系統(tǒng)，CO2以常溫貯存于壓力容器內(nèi)的稱為高壓（在21℃氣溫下貯存壓力為5.86MPa），在所控制的低溫條件下將CO2貯存于壓力容器中的稱為低壓（在-18℃時(shí)貯存壓力為2.07MPa）。二者的CO2均以液態(tài)貯存于容器中，前者靠壓力使CO2成液態(tài)，而后者則輔以低溫方式使其液化。
二種系統(tǒng)的滅火效果相同，在運(yùn)行管理及維護(hù)上各有所長，在實(shí)際運(yùn)用中究竟選擇哪種貯存方式需結(jié)合工程具體情況予以綜合考慮，如系統(tǒng)造價(jià)、占地等并對(duì)CO2源要有一定了解。
高壓系統(tǒng)無運(yùn)行費(fèi)用，但因壓力高而限制了貯存容器的貯量，對(duì)于需用量大的系統(tǒng)而言，所需瓶組多，占地面積大，投資亦大。而低壓系統(tǒng)其貯存裝置的貯量可達(dá)數(shù)10噸，相應(yīng)能減少占地面積，節(jié)省投資，維護(hù)量也較小，但因其需配制冷裝置維持低溫而需運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)要求一定的貯存高度。因此有資料表明，用量在5噸以上時(shí)采用低壓系統(tǒng)較為經(jīng)濟(jì)合理。
在確定貯存方式時(shí)需注意貯存裝置間可能占有的位置，是否有足夠的面積布置高壓貯瓶組，是否有足夠的層高設(shè)置低壓貯存裝置。
另外，對(duì)于CO2源的情況要有一定的了解，一是其品質(zhì)，二是其生產(chǎn)貯運(yùn)等。美國NFPA 12中規(guī)定CO2源應(yīng)有下列特性：具有不可探測(cè)到的氣味或臭味的氣態(tài)CO2不少于99.5%；液態(tài)CO2含水率不得超過0.01%，按重量比（露點(diǎn)-34℃）；含油量按重量不得超過10ppm。
對(duì)于CO2的生產(chǎn)過程及貯運(yùn)方式，我們?cè)儐柌⒆咴L了國內(nèi)幾家生產(chǎn)廠商。據(jù)介紹，CO2的生產(chǎn)方法有二種，一為高壓法，其原料氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓成液態(tài)，經(jīng)簡單的凈化裝置處理加壓充入高壓貯瓶成高壓CO2源，而經(jīng)一套裝置轉(zhuǎn)換成低溫低壓液態(tài)存入貯罐成低壓CO2源。該法生產(chǎn)工藝較為簡單，價(jià)格便宜，國內(nèi)普遍采用此法生產(chǎn)，但該法產(chǎn)生的CO2含水率較大，品質(zhì)不夠高。另一方法為低壓法，原料氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓并經(jīng)冷凍機(jī)制冷成低溫低壓液態(tài)CO2，再經(jīng)凈化裝置處理后，高壓CO2需經(jīng)壓縮機(jī)加壓后充入高壓貯瓶即可，另可直接存入貯罐作低壓CO2源。該法產(chǎn)生的CO2品質(zhì)高，但成本較大，據(jù)稱目前國內(nèi)只有3家廠商用此法生產(chǎn)CO2。對(duì)于CO2的貯存罐裝方式各生產(chǎn)廠商均相同，即高壓CO2通過加壓直接存于氣瓶供給用戶，而低壓CO2均存于有較大容量的貯罐中，通過槽車送至用戶，用戶也可自帶鋼瓶、槽車到工廠罐裝。
對(duì)于該工程作了高、低壓方案，并進(jìn)行了比較，其結(jié)果認(rèn)為用低壓系統(tǒng)更為合理。為保證此方案可行，專門在當(dāng)?shù)芈鋵?shí)了低壓CO2源，*終在該工程中采用了低壓CO2滅火系統(tǒng)。
3.3.3系統(tǒng)型式與總布置
該工程共有四臺(tái)機(jī)組，每二臺(tái)機(jī)組設(shè)一座單元控制樓。CO2滅火系統(tǒng)采用組合分配式，每座單元控制樓設(shè)一套低壓CO2貯存裝置用于保護(hù)樓內(nèi)各有關(guān)防護(hù)區(qū)域，每二臺(tái)機(jī)組設(shè)一套低壓CO2貯存裝置用于保護(hù)汽機(jī)房內(nèi)各有關(guān)防護(hù)區(qū)域，因此汽機(jī)鍋爐島內(nèi)共有四套低壓CO2組合分配系統(tǒng)。另外，每套單元控制樓的低壓CO2貯存裝置與相應(yīng)汽機(jī)房內(nèi)的一套低壓CO2貯存裝置相鄰布置并由一聯(lián)絡(luò)管將二罐相連，以共取備用量。
由于受場(chǎng)地限制，CO2貯存裝置只能布置在除氧間6.30m層緊鄰控制樓處，其充液管路和氣相平衡管路延伸到±0.00m層，以便充裝CO2。
3.3.4系統(tǒng)組成
低壓CO2滅火系統(tǒng)由低壓CO2貯存裝置、總閥、分配閥、噴頭、滅火劑管網(wǎng)及附件、控制管路及配件、支吊架、有關(guān)監(jiān)控、保護(hù)裝置及儀表以及火災(zāi)報(bào)警控制裝置、警示信號(hào)、標(biāo)志、防火簾及其控制管路等組成。
其中每套低壓CO2貯存裝置包括貯罐本體及保溫隔熱層、制冷裝置、貯罐控制盤、充液管路和氣相平衡管路、稱重裝置、支座以及各種閥門、表計(jì)等。
3.3.5系統(tǒng)的控制
CO2滅火系統(tǒng)可自動(dòng)、手動(dòng)及機(jī)械應(yīng)急操作。
火災(zāi)時(shí)，探測(cè)信號(hào)同時(shí)送入?yún)^(qū)域報(bào)警控制盤及單元控制室內(nèi)的主控盤，聲光報(bào)警，自動(dòng)關(guān)閉門、窗、停止通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)，并在設(shè)置的延遲時(shí)間后開啟相應(yīng)的分配閥及總閥。
在區(qū)域控制盤及主控盤上均設(shè)有人工操作按鈕控制系統(tǒng)的啟停，在每一防護(hù)區(qū)外均設(shè)有緊急啟停按鈕，控制閥也有機(jī)械應(yīng)急操作措施。系統(tǒng)啟動(dòng)后有相應(yīng)的反饋信號(hào)送出至區(qū)域控制盤及主控盤，同時(shí)發(fā)出噴放指示信號(hào)等。
各防護(hù)區(qū)的門均裝有閉門器能自動(dòng)關(guān)閉，對(duì)于設(shè)手動(dòng)推拉窗和手動(dòng)百葉窗之處，均設(shè)有防火簾。防火簾采用氣控，由CO2貯罐供給控制氣源，受火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)控制。
低壓CO2貯存裝置自帶一控制盤，根據(jù)罐內(nèi)壓力控制制冷機(jī)的運(yùn)行，并有相應(yīng)的信號(hào)輸出至主控盤對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。
3.3.6低壓CO2滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.6.1設(shè)計(jì)計(jì)算原則
除單元控制室采用局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)外，各防護(hù)區(qū)均采用全淹沒滅火系統(tǒng)。
按照美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)，尚有如下規(guī)定被采用：各防護(hù)區(qū)的火災(zāi)均按深位火災(zāi)考慮，其設(shè)計(jì)濃度為50％，對(duì)于體積為0～56.63m3的防護(hù)區(qū)，其淹沒系數(shù)為1.6kgCO2/m3；而對(duì)于體積大于56.63m3的防護(hù)區(qū)，其淹沒系數(shù)為1.33kgCO2/m3。對(duì)于撲救深位火災(zāi)，其CO2噴放時(shí)間應(yīng)在7min內(nèi)，且應(yīng)在前2min內(nèi)使CO2濃度達(dá)30％。對(duì)于低壓滅火系統(tǒng)，按噴放時(shí)平均貯存壓力2.068MPa下的流量進(jìn)行管路計(jì)算，且噴口壓力不低于1.034MPa。
3.3.6.2CO2用量計(jì)算
根據(jù)上述原則以及防護(hù)區(qū)體積計(jì)算各防護(hù)區(qū)所需CO2用量，再按*大一防護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)用量并考慮低壓CO2貯罐的充裝密度選擇貯罐規(guī)格。其結(jié)果單元控制樓的CO2滅火系統(tǒng)配6.5噸的貯存裝置，汽機(jī)房的CO2滅火系統(tǒng)配8.5噸的貯存裝置（考慮了貯存單元控制樓滅火所需的備用量）。
3.3.6.3管網(wǎng)計(jì)算
各防護(hù)區(qū)管路及噴頭對(duì)稱布置，按美國NFPA12上的計(jì)算公式、圖表逐點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，主要計(jì)算步驟為：
a.根據(jù)設(shè)計(jì)用量及噴放時(shí)間確定計(jì)算流量；
b.假定管徑；
c.確定管段計(jì)算長度（為管道實(shí)長與管件等效管長之和）；
d.計(jì)算管路壓力降；依據(jù)公式：
式中：Q ?計(jì)算流量，L/min；
D?管內(nèi)徑，mm；
L?管段計(jì)算長度，m；
Y，Z ?取決于貯存及管路壓力的系數(shù)。
若采用計(jì)算法，則需計(jì)算出各點(diǎn)的Y，Z值，查有關(guān)表格，得出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力值直至推算到終點(diǎn)。
若采用圖表法則需根據(jù)Q/D2、L/D1.25查圖確定對(duì)應(yīng)點(diǎn)的壓力值直至終點(diǎn)。
對(duì)于管道布置中高程的變化，計(jì)算時(shí)需進(jìn)行壓力修正，其修正值可查表獲得，并計(jì)入對(duì)應(yīng)點(diǎn)的計(jì)算壓力中。
e.根據(jù)計(jì)算終點(diǎn)壓力值查表得出相應(yīng)的噴射強(qiáng)度（kg/min.m2），再以此強(qiáng)度值、計(jì)算流量和噴嘴數(shù)量計(jì)算出單個(gè)噴嘴的等效孔口面積，查表選出噴嘴型號(hào)；
f.當(dāng)計(jì)算出的終點(diǎn)壓力小于1.068MPa時(shí)，應(yīng)調(diào)整管徑重新進(jìn)行計(jì)算。
本工程中各防護(hù)區(qū)CO2滅火系統(tǒng)的主要計(jì)算結(jié)果詳見表2。
表2： 各防護(hù)區(qū)CO2滅火系統(tǒng)的主要計(jì)算結(jié)果
編 號(hào) | 防護(hù)區(qū)域名稱 | 防護(hù)區(qū)體積（m3） | CO2設(shè)計(jì)用量（kg） | 主管管徑（mm） |
1. | 單元控制樓 | |||
1.1 | 單元控制室 | 60 | DN20 | |
1.1 | 電子設(shè)備間、電氣繼電器室、工程師室 | 2563 | 3409 | DN70 |
1.2 | 配電器室 | 432 | 575 | DN32 |
1.3 | 9.8m層電纜夾層 | 3930 | 5227 | DN80 |
1.4 | 直流配電室、UPS室 | 950 | 1264 | DN40 |
1.5 | 3.8m層電纜夾層 | 2320 | 3086 | DN50 |
1.6 | 配電室 | 3024 | 4022 | DN70 |
1.7 | 地下電纜間 | 2268 | 3016 | DN70 |
2. | 汽機(jī)房 | |||
2.1 | 1,3#機(jī)組6.6KV配電裝置室 | 735 | 978 | DN40 |
2.2 | 1,3#機(jī)組6.6KV配電裝置室下電纜夾層 | 691 | 919 | DN32 |
2.3 | 2,4#機(jī)組6.6KV配電裝置室 | 826 | 1099 | DN32 |
2.4 | 2,4#機(jī)組6.6KV配電裝置室下電纜夾層 | 1469 | 1954 | DN40 |
2.5 | 6.6KV公用段 | 735 | 978 | DN32 |
2.6 | 1,3#機(jī)組400/230V配電室 | 486 | 646 | DN32 |
2.7 | 1,3#機(jī)組400/230V配電室下電纜夾層 | 243 | 323 | DN25 |
2.8 | 2,4#機(jī)組400/230V配電室 | 486 | 646 | DN25 |
2.9 | 2,4#機(jī)組400/230V配電室下電纜夾層 | 243 | 323 | DN20 |
3.4 移動(dòng)式滅火器的配置
3.4.1 配置場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)及火災(zāi)種類的劃分
按照美國NFPA10，配置場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)劃分為三級(jí)，即輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)及嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)。
依據(jù)可燃物質(zhì)及其燃燒特性，美國NFPA10中又將火災(zāi)分為如下種類：
A類火災(zāi)：普通可燃材料的火災(zāi)，如木材、棉毛、紙、橡膠及多種塑料；
B類火災(zāi)：易燃液體，油、油脂、焦油、油基油漆、天然漆及易燃?xì)怏w的火 災(zāi)；
C類火災(zāi)：針對(duì)電氣設(shè)備的火災(zāi)，滅火介質(zhì)的電絕緣性是很重要的，當(dāng)設(shè)備
不帶電時(shí)，用于A、B類火災(zāi)的滅火器也可以**使用；
D類火災(zāi)：可燃金屬的火災(zāi)，如鎂、鈦、鋯、鈉、鋰、鉀。
根據(jù)上述規(guī)定，在該工程的滅火器配置中對(duì)各配置場(chǎng)所進(jìn)行了危險(xiǎn)等級(jí)的劃分及火災(zāi)分類。
3.4.2 滅火器的選擇
按美國NFPA規(guī)范中的規(guī)定，滅火器選擇的類型應(yīng)符合：
（1） 對(duì)于滅A類火災(zāi)應(yīng)選擇水型、多功能干粉滅火器；
（2） 對(duì)于滅B類火災(zāi)應(yīng)選擇泡沫、CO2、干粉及鹵代烷滅火器；
（3） 對(duì)于滅C類火災(zāi)應(yīng)選擇CO2、干粉及鹵代烷滅火器。
依據(jù)該工程主廠房及單元控制樓的火災(zāi)類型，考慮采用了CO2及磷酸銨鹽干粉滅火器。
3.4.3 滅火器的配置
美國NFPA10中規(guī)定的A類火災(zāi)滅火器配置基準(zhǔn)見表3，B類火災(zāi)滅火器配置基準(zhǔn)見表4，對(duì)于C類火災(zāi)按帶電設(shè)備自身的火災(zāi)類別A或B類選配滅火器。
表3： A類火災(zāi)滅火器配置基準(zhǔn)
危險(xiǎn)等級(jí) | 輕危險(xiǎn)等級(jí) | 中危險(xiǎn)等級(jí) | 重危險(xiǎn)等級(jí) |
每具滅火器的*小級(jí)別 | 2-A | 2-A | 4-A |
每A保護(hù)的*大樓層面積（m2） | 278.7 | 139.35 | 92.9 |
滅火器保護(hù)的*大樓層面積（m2） | 1045 | 1045 | 1045 |
滅火器*大保護(hù)距離（m） | 22.9 | 22.9 | 22.9 |
表4： B類火災(zāi)滅火器配置基準(zhǔn)
危險(xiǎn)等級(jí) | 滅火器*小滅火級(jí)別 | 滅火器*大保護(hù)距離（m） |
輕危險(xiǎn)等級(jí) | 5-B 10-B | 9.15 15.25 |
中危險(xiǎn)等級(jí) | 10-B 20-B | 9.15 15.25 |
重危險(xiǎn)等級(jí) | 40-B 80-B | 9.15 15.25 |
3.4.4 滅火器的設(shè)置及計(jì)算
按照上述滅火器配置原則，我們對(duì)該工程的主廠房及單元控制樓進(jìn)行了滅火器配置計(jì)算，計(jì)算中采用了0.5的折減系數(shù)（考慮既有消火栓滅火系統(tǒng)又有固定滅火系統(tǒng)），并按上述*大保護(hù)距離的要求確定設(shè)置點(diǎn)及滅火器規(guī)格、數(shù)量。從結(jié)果來看，用美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)配置的滅火器數(shù)量較之按國標(biāo)所配數(shù)量少。
4. 比較及體會(huì)
通過工程應(yīng)用，現(xiàn)就本工程所涉及到的美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)之間在某些方面存在差異的對(duì)比情況及體會(huì)簡述于下：
4.1 消防給水系統(tǒng)
4.1.1 供水
NFPA850標(biāo)準(zhǔn)建議對(duì)長久性消防設(shè)施的供水應(yīng)能滿足*大固定滅火系統(tǒng)需水量或可能同時(shí)使用的固定滅火系統(tǒng)二者之大值，與消火栓需水量（不小于31.5 l/s）之和、持續(xù)2小時(shí)的水量；而國家標(biāo)準(zhǔn)則以建構(gòu)筑物類別、滅火系統(tǒng)型式來確定消防需水量和火災(zāi)延續(xù)時(shí)間。
4.1.2 閥門
美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所有控制閥門應(yīng)是指示型的，但在國家標(biāo)準(zhǔn)中未有明確規(guī)定；對(duì)于分區(qū)閥門，美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)設(shè)供檢修或擴(kuò)建時(shí)將系統(tǒng)分開的閥門，但未規(guī)定每區(qū)段設(shè)置的消火栓數(shù)量，而國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每區(qū)段的消火栓數(shù)量不宜超過5個(gè)。
4.1.3 消火栓系統(tǒng)
（1） 美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建議在每一消火栓與管網(wǎng)連接的管段上裝設(shè)關(guān)斷閥，而國標(biāo)未予提及；
（2） 美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為三類（如前所述），而國標(biāo)未予分類；
（3） 美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的室內(nèi)消火栓栓口口徑而確定了不同的靜壓和余壓值：21/2in（63.5mm）龍帶接口其栓口的靜壓和余壓應(yīng)限制到1.21MPa，對(duì)于11/2in（38.1mm）龍帶接口其栓口的靜壓和余壓應(yīng)限制到0.69MPa，而國家標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了一個(gè)值：消火栓栓口靜壓不超過0.8MPa；
（4） 關(guān)于室內(nèi)消火栓的布置間距，美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)按不同口徑的消火栓確定其間距：當(dāng)建筑物內(nèi)有噴淋系統(tǒng)時(shí)，21/2in（63.5mm）口徑消火栓的布置間距大于11/2in（38.1mm）消火栓的布置間距；對(duì)于21/2in（63.5mm）口徑的消火栓，無噴淋系統(tǒng)的布置間距小于有噴淋系統(tǒng)時(shí)。而對(duì)于電廠，國家標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性的大小而將消火栓的*大布置間距分為二種?？傮w比較，美國NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)允許的消火栓*大布置間距大于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值；
（5） 龍帶水槍NFPA850標(biāo)準(zhǔn)建議在電氣設(shè)備附近的龍帶上裝設(shè)可關(guān)斷的噴霧水槍，而國家標(biāo)準(zhǔn)無明確規(guī)定，只要求在同一建筑物內(nèi)應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)格的消火栓、龍帶及水槍。
4.2 固定滅火系統(tǒng)
將美國NFPA850-92與國家標(biāo)準(zhǔn)GB50229-96《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》作一對(duì)比，前者建議電廠采用的固定滅火系統(tǒng)與國標(biāo)的規(guī)定存有差異，詳見表5。
表5 火力發(fā)電廠固定滅火系統(tǒng)設(shè)置一覽表
采用系統(tǒng) | 設(shè)計(jì)強(qiáng)度(l/min.-m2) | 保護(hù)范圍 建筑物/設(shè)備 NFPA850 GB50229 NFPA850 GB NFPA850 GB | |||||||||||
室內(nèi)燃油泵或其加熱設(shè)施或二者同時(shí) | 水噴淋、水噴霧 | 10.2 | |||||||||||
重要輸煤構(gòu)筑物 | 水噴淋、水噴霧 | 10.2 | 232m2 | ||||||||||
輸煤皮帶 | 水噴霧、水噴淋 | 自動(dòng)噴水 | 10.2 | 10 | 186m2 | 300m2 | |||||||
鍋爐本體燃燒器區(qū) | 水噴霧、水噴淋、 泡沫、泡沫-噴淋 | 雨淋噴水 | 10.2 | 10 | 燃燒器、點(diǎn)火器、鄰近油管路和電纜及其各層6.1m范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和走道 | ||||||||
鍋爐給水泵 | 水噴淋、水噴霧、泡沫-噴淋 | 雨淋噴水 | |||||||||||
汽動(dòng)風(fēng)機(jī)潤滑油系統(tǒng) | 水噴霧 | 10.2 | |||||||||||
汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)層下 | 水噴淋 | 雨淋噴水 | 12 | 10 | 464m2 | ||||||||
汽機(jī)軸承 | 閉式定向噴頭水噴淋系統(tǒng) | 10.2 | |||||||||||
運(yùn)轉(zhuǎn)層上油管路 | 水噴淋 | 12 | 易積油區(qū) | ||||||||||
汽機(jī)潤滑油箱及油處理裝置 | 水噴淋、水噴霧 泡沫-噴淋 | 水噴霧 | 12 | ||||||||||
主控制室 | 氣體系統(tǒng) | 鹵代烷系統(tǒng) | 活動(dòng)地板下、昂貴/重要設(shè)備、盤柜 | ||||||||||
計(jì)算機(jī)房 | 預(yù)作用噴淋/氣體 | 鹵代烷系統(tǒng) | |||||||||||
通訊機(jī)房 | 預(yù)作用噴淋/氣體 | ||||||||||||
電纜夾層 | 水噴淋、水噴霧、氣體 | 自動(dòng)噴水 | 噴淋：12 | 10 | 噴淋：232m2 | 300m2 | |||||||
電纜隧道 | 水噴淋、水噴霧、氣體 | 12 | 30m,￡232m2 | ||||||||||
繼電器室及電子設(shè)備間 | 鹵代烷系統(tǒng) | ||||||||||||
油浸變壓器 | 水噴霧、泡沫-噴霧 | 水噴霧 | 10.2/6 | 20/6 | 主變、廠變、啟動(dòng)變 | 容量39萬kVA | |||||||
柴油發(fā)電機(jī) | 水噴淋、水噴霧 泡沫-噴淋、氣體 | 自動(dòng)噴水 | 水：10.2 | 10 | |||||||||
柴油驅(qū)動(dòng)消防泵 | 水噴淋、水噴霧 | 10.2 | |||||||||||
注：1) 國家標(biāo)準(zhǔn)為300MW及以上機(jī)組的設(shè)置要求；2) 美國NFPA850標(biāo)準(zhǔn)所提均為推薦作法，而非強(qiáng)制要求。
4.3 移動(dòng)式滅火器的配置
比較NFPA10-90和GBJ140-90（1997版〕《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》，二者之間存有一些差異，簡介如下。
4.3.1 火災(zāi)種類劃分不同
B類火災(zāi)：NFPA10中包括易燃?xì)怏w燃燒的火災(zāi)，而GBJ140只為甲、乙、丙類液體燃燒的火災(zāi)；
C類火災(zāi)：NFPA10中指帶電火災(zāi)，GBJ140只為易燃?xì)怏w燃燒的火災(zāi)。
4.3.2 配置基準(zhǔn)不同
A類火災(zāi): a. 每具滅火器*小配置滅火級(jí)別不同；
b.每A保護(hù)面積不同；
c.*大保護(hù)距離不同。
B類火災(zāi): a. 每具滅火器*小配置滅火級(jí)別不同；
b.國家標(biāo)準(zhǔn)有每B保護(hù)面積的規(guī)定，而NFPA有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中則無此規(guī) 定；
c. *大保護(hù)距離不同。
以上比較詳見表6、表7。
表6： A類火災(zāi)滅火器配置基準(zhǔn)比較
危險(xiǎn)等級(jí) | 輕危險(xiǎn)等級(jí) | 中危險(xiǎn)等級(jí) | 重危險(xiǎn)等級(jí) | |||
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范代號(hào) | NFPA10 | GBJ14 | NFPA10 | GBJ14 | NFPA10 | GBJ14 |
每具滅火器的*小級(jí)別 | 2-A | 3-A | 2-A | 5-A | 4-A | 5-A |
每A保護(hù)的*大樓層面積（m2） | 278.7 | 20 | 139.35 | 15 | 92.9 | 10 |
滅火器保護(hù)的*大樓層面積（m2） | 1045 | 1045 | 1045 | |||
滅火器*大保護(hù)距離（m） | 22.9 | 22.9 | 22.9 | |||
表7： B類火災(zāi)滅火器配置基準(zhǔn)比較
危險(xiǎn)等級(jí) | 滅火器*小滅火級(jí)別 | 滅火器*大保護(hù)距離（m） | ||
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范代號(hào) | NFPA10 | GBJ14 | NFPA10 | GBJ14 |
輕危險(xiǎn)等級(jí) | 5-B 10-B | 1-B | 9.15 15.25 | 10 |
中危險(xiǎn)等級(jí) | 10-B 20-B | 4-B | 9.15 15.25 | 7.5 |
重危險(xiǎn)等級(jí) | 40-B 80-B | 8-B | 9.15 15.25 | 5 |
4.4 體會(huì)
（1） 對(duì)于火電廠獨(dú)立消防給水系統(tǒng)而言，其室內(nèi)消火栓栓口處允許的*大靜壓值可予以提高，以0.9～1.0MPa為宜。
（2） 對(duì)于室外消防環(huán)網(wǎng)分段檢修閥間消火栓的數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際布置情況而定，當(dāng)室外消火栓前設(shè)有關(guān)斷閥時(shí)，可不受每段不超過5個(gè)消火栓的限制。
（3） 對(duì)于現(xiàn)行規(guī)范GB50229－96中針對(duì)300MW及以上機(jī)組所規(guī)定采用的固定滅火系統(tǒng)型式我以為存有不合時(shí)宜、不盡合理之處，在移動(dòng)式滅火器的配置設(shè)計(jì)方面，因?qū)﹄姀S滅火器配置場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)掌握不準(zhǔn)等原因而顯得滅火器的實(shí)際配置數(shù)量偏多,期待作更深入的工作以對(duì)該規(guī)范予以改進(jìn)和完善。
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注：本文刊登在《給水排水》雜志的2000年第11期上。
轉(zhuǎn)載于88消防
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