火力发电厂消防设计实例
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第三卷》第1463页（14226字）
××发电厂(4×300MW)消防篇……工程实例
(一)设计依据
1．中华人民共和国消防条例
2．现行的国家技术标准
——火力发电厂与变电所设计防火规范
——卤代烷“1211”灭火系统设计规范
——自动喷水灭火系统设计规范
——石油库设计规范
——汽车库设计防火规范
——厂矿道路设计规范
3．现行的行业标准
——火力发电厂设计技术规程
——火力发电厂生活消防给水和排水设计技术规定
——火力发电厂建筑设计技术规定
——火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定
4．部、局、地方有关文件
《关于电厂新建工程可行性研究报告评估意见的函》(文件号)
——中国国际工程咨询公司文件《关于报送〈发电厂可行性研究报告〉的评估意见》(文件号)；
——家计委文件《关于电厂设计任务书的复函》(文件号)；
——《关于电厂接入系统设计的审查意见》(文件号)；
——省环保局文件《省环境保护局关于建设项目环境影响报告书的批复》。
——设计合同(文件号)
本工程设计贯彻“预防为主，防消结合”的消防方针。由于该厂为重点建设项目，消防工作立足于自救的原则。
(二)工程概述
发电厂位于吉林省西南部的吉林、辽宁、内蒙三省区的交界处，距县城1．5km，县府是连接黑龙江、吉林、辽宁和内蒙的交通要道。东北距长春市150km，南距沈阳市200km，西距通辽市110km。地理位置适中，县内有大郑、平齐铁路干线通过，公路交通也很发达。
1．本工程所承担的任务、范围
根据上级审批，发电厂确定本期容量为1200MW，装4台国产300MW机组，规划容量为2400MW。
本工程由东北电力设计院负责设计。与建筑设计防火有关的内容及范围如下：
——厂区总布置设计；
——生活福利区的配置；
——热力系统及燃烧系统设计；
——厂区输煤系统设计；
——电气主结线及厂用电系统设计；
——空调及采暖通风设计；
——厂内给水排水及消防系统设计；
——厂内修配厂、材料库、制氢站、制氧站、乙炔站等的设计；
——厂区内生活福利设施设计。
2．主要生产建筑物、辅助建(构)筑物、附属建筑物火灾危险性定类
(1)主厂房、引风机室、除尘构筑物等生产过程中的火灾危险性为丁类。
(2)输煤建(构)筑物等生产过程中的火灾危险性为丙类。
(3)点火油罐(贮渣油，闪点325～347℃)和供、卸油泵房(渣油)及栈台等生产过程中的火灾危险性为丙类。
(4)油处理室处理变压器油和透平油。变压器油(10号，25号、45号)闪点≥135℃，透平油32号、30号闪点＞180℃，46号、57号闪点＞195℃。因此，油处理室生产过程中的火灾危险性为丙类。
(5)修配厂中主要设备为车、铣、刨床等，加工部分小型机件，生产过程中的火灾危险性为丁类。
(6)材料库中存放建筑材料、机械材料、备品备件等，生产过程中火灾危险性为丙类。
(7)危险品库中存放电石、氧气瓶及少量化学水处理毒性试剂，生产过程中火灾危险性为甲类。
3．依据环境条件确立灭火自救方案
本电厂主厂房距县公安消防站的距离约4．0km，附近没有设置消防供水管网和其他消防设施。
考虑到县公安消防站无扑救该电厂火灾的能力，而本电厂又是国家大型重点项目，决定本电厂立足灭火自救的方案。设置独立的高压消防给水系统和生活消防合并给水系统。
暂配备消防车两台(一台泡沫消防车，一台水罐消防车)随着工程的建设待工程达到2400MW后，再增设消防车1台。消防站与××县消防支队合建，建在厂外。
(三)总平面与交通
1．总图布局
电厂位于吉林省西南部的吉林、辽宁、内蒙三省区的交界处。
该地区属温带大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季严寒少雪，春秋季是过渡时期，春季干燥多大风，秋季天高云淡，晴暖暂短。
多年平均气温5．7℃，极端最高气温36．8℃，极端最低气温－35．0℃，平均相对湿度63%，年平均降水量470．2mm，多年平均蒸发量1782．4mm，多年平均风速3．7m／s。50年一遇10m高10min平均最大风速为31．2m／s。
主导风向为：全年(1～12月)S；夏季(6～8月)S；冬季(12．1．2月)NW。风玫瑰图见图5－3－1。
图5－3－1 风玫瑰图
本地区地震烈度为Ⅵ度区，处于稳定地区。
本地区最大冻结深度为1．48m。
电厂的辅助建筑物布置在主厂房固定端的前部，按功能要求运输、交通、沟道管网的联系条件，分区布置，厂前主入口，以生产办公楼和行政办楼组成厂前小区。
在厂区入口外部，设有值班人员休息室、招待所、职工食堂、单身宿舍等建筑物，形成了厂前生活区。
2．入厂干道及厂内道路
入厂干道拟由公路引接。在变电所东侧200m处拆除民房7户，打开一条通道引入厂区，长1．2km。根据县城市规划要求，该干道为电厂一条街，其两侧建筑红线控制不小于40m。主干道两侧为电厂和施工单位生活区。在生活区与厂前区交接处设一转盘。
厂前区是人流集散地，也是交通密度较大的地方。为解决人流与车流的相互干扰，拟设置两个入口，一是主入口，为人流通道，二是旁门为车流入口。通往主入口的厂前干道宽9m，两侧建筑红线为40m。在主干道端点，主厂房固定端设一座105m×85m的方形广场，作为人流集散地。
根据交通和消防要求，厂内的道路在主厂房及煤场、油罐区及开扩场四周分别设有6．0m和4．0m宽的环形道路，所有天桥及栈桥下部道路净高均大于4．5m。
3．总布置及功能分区
总布置及功能分区框图见图5－3－2。
图5－3－2
各建(构)筑物之间的防火间距均按《火力发电厂与变电所设计防火规范》设计，满足防火要求。
煤场、油罐区均设有环状道路，煤场设有喷淋防自燃及消火栓消防设施，油罐区设有泡沫消防及消防栓冷却水设施。
(四)建筑与结构
1．主要建(构)筑物在生产过程中的火灾危险性及耐火等级
火灾危险性及耐火等级见表5－3－6。
表5－3－6 主要建筑物在生产过程中的火灾危险性及耐火等级
2．主厂房的安全疏散通道
(1)水平交通。共有四条纵向通道，四条横向通道。四条纵向通道为：
①
轴处有1．5m宽检修通道。
②
～
轴间有2m宽纵向通道。
③炉前通道处设3．5m宽纵向通道。
④
～
轴之间设有3．5m宽磨煤机检修通道。四条横向通道为结合汽机房每台机组最后一跨的检修场地设四条2m宽横向通道，锅炉间4条2m宽横向通道均设在每台炉靠近集控楼裙房处。机炉之间横向通道的联系通过设在
轴的1．5m宽的门联系。
(2)垂直交通在每台机的煤仓间第一跨设一部楼梯，共四部，均能到达各层。固定端第一部楼梯可达48．1m，在扩建端设安全消防梯一部。此外，集控楼与锅炉裙房相邻处设有一楼梯，可顺畅到达集控楼6．0m、12．6m、16．5m炉前通道层。
在
轴每台机第二跨运转层均设一钢梯，由除氧间12．6m到达煤仓间16．5m，在
轴除氧间26．7m设一钢梯，可直接到达汽机房屋面。
靠空调机房设一钢梯，可到达柴油机空调机房、空调管道间。
每台机在运转层设一部上吊车钢梯。
每台炉裙房在扩建端方向设一台2t电梯可通达各层。
主厂房的主要入口设在固定端
～
之间。一个主要入口，一个磨煤机检修通道入口。
建筑物内的疏散走道、安全出口均按防火规范设计。
在每座楼梯和电梯处还设置了通道疏散和导向标志，标志色彩醒目，位置突出，造型美观。
3．主厂房室内装修
主厂房室内装修见表5－3－7。
表5－3－7 主厂房室内装修一览表
4．输煤皮带的选型
本工程锅炉燃烧煤种为褐煤，选用难燃型输煤皮带。
(五)消防给水与排水
1．室内外消防用水量的计算及依据
(1)室外消防用水量的确定
本工程厂区占地面积小于1万m2，附有居住区人数小于1．5万人。因此，同一时间内的火灾次数为1次。
水消防的主要保护对象为主厂房等。
主厂房的建筑物体积小于5万m3，而其煤仓间生产类别属于丙类，耐火等级为二级，因此，主厂房的室外消防用水量取40L／S；煤场的堆煤量远远大于5000t，因此，消防用水量选用20L／s；点火油罐为两座1000m3地上钢油罐，发生火灾时配制泡沫用水量为15．04L／s，着火油罐的冷却水用量为21．83L／s，相邻罐的冷却水用水量为3．6L／s。
根据火灾次数为一次而消防用水量取在发生火灾时最大用水量的原则，本工程室外消防用水量为15．04+21．83+3．6=40．47(L／S)。
(2)室内消防用水量的确定
本工程在下列建筑物内设置室内消火栓：
——主厂房(汽机房和锅炉房的底层、运转层及炉顶、电梯间层、煤仓间、除氧间运转层、楼梯间等)；
——输煤转运站；
——生产、行政办公楼；
——材料库；
——修配厂等。
因该工业厂房高度大于50m。因此，消火栓用水量选用30L／s，同时使用水栓数量为6支，每支水栓的最小流量为5L／s，每根竖管的最小流量为15L／s(因煤仓间高度为48．1m，所以不再另行选消火栓用水量)。
位于主厂房内的氢密封油箱、主油箱等油系统及主厂房主要电缆竖井等处需设置水喷雾或预作用喷水灭火系统，其消防用水量按30L／S设计。
主变压器(单台)的油量超过100t，其消防用水量选用801／s。因为主变压器置于室外，但其消防用水来源于主厂房高压消防水系统，因此，本工程室内消防用水量确定为80L／s。
(3)消防总用水量的确定
根据规范，消防总用水量按室内、室外消防用水量之和计算。
火力发电厂(包括重点保护的区域主厂房主变压器及油区等)同时发生火灾的次数按一次计算。主厂房发生火灾时，其室内消防用水量为60L／s，由高压消防给水系统供水；室外消防用水量40L／s，由室外生活消防管网供给；其消防总用水量为100L／s；变压器发生火灾时其用水量80L／s由高压消防给水系统供给；油区发生火灾时消防用水量40．47L／s由高压消防给水系统供给。
2．消防水源、供水能力和消防水贮量
本工程的水源为深井地下水。其消防水源为生活消防贮水池，生活消防补给水的水源来自生活水净化构筑物。
发生火灾时的最大消防供水能力为360m3／h。
本工程主厂房、居住区的火灾延续时间按2h计算：煤场火灾延续时间按3h计算，油罐冷却水延续时间按4h计算，自动喷洒灭火延续时间按1．0h计算。
经计算综合分析，消防贮水量按2×800m3设计。
3．消防给水系统
为保障主厂房、电厂的电气设备、电缆、油系统等的安全生产，本工程设置独立的高压消防给水系统，在主厂房24．00m标高以下的消火栓放置减压装置。高压消防水泵为IXF型，Q=540t／h，p=0．93MPa，设置两台，一台使用，一台备用。其电源的配备为一台水泵为电动泵，配电动机Y355－4型，N=280kw，另一台水泵为柴油发电机驱动泵，其柴油、机型号为12V135－2D，N=380HP。
电动消防泵采用双回路电源，再配备柴油机驱动泵，保障消防时安全供电。
高压消防给水系统为常高压消防系统，设置两台水压维持泵(一台使用，一台备用)，当管网水压下降到设计所规定的数值时，水压维持泵启动，以保证高压给水管网的设计压力。水压维持泵的型号为65Y100A，Q=21．2t／h，p=0．93MPa。
高压消防给水管网在主厂房内为环状管网，有两条进水管与室外管网连接，当一条进水管发生故障时，另一条进水管能供给全部消防水量。
室内消火栓给水管道用阀门分成若干独立级，如某段损坏时，停止使用的消火栓一层中不超过5个。
室内消火栓的布置保证有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位，水枪的充实水柱按不小于13m计算。
消火栓的供水干管直径不小于150mm。
本电厂的辅助建筑及附属建筑的消防，采用生活消防合并系统。其设备为全自动气压供水设备，型号为ZQS－2，Q=200t／h，p=0．60MPa两台，一台使用，一台备用。气压供水设备的消防水贮量为满足10min消防水量。电源配备为本电厂内双回路电源。
全自动气压供水设备的选择，符合吉林省企业标准，以保证质量。
本设计厂区环状管网为生活消防给水管网，根据电厂的特点，已设置了立足自救的高压独立消防管网和配备了消防车及消防贮水池，变压器及油区消防水由高压管网供给，因此，室外生活消防管网的水量由辅助、附属建筑物的室内外消防水量及生活用水量组成。
辅助、附属建筑物的室内消火栓充实水柱按13m计算。
室外消火栓的布置间距，在主厂房周围为80m，其他建筑物不大于120m。
室外消火栓的保护半径在主厂房周围为110m，其他建筑物周围为150m。
室外消防管道直径不小于150mm。
4．自动喷水灭火系统和水幕的设计
本工程变压器、氢密封油箱、主油箱、磨煤机润滑油箱、锅炉燃烧器、柴油发电机室、主厂房主要电缆竖井及主蒸汽管道与油管道交叉处设置自动喷水灭火系统，输煤栈桥进主厂房处，输煤转运站与栈桥连接处等设置水幕消防设施。
其原则为：能在火灾初期发出警报；能进行火灾的集中监视及消防装置的远方和就地启动。
其标准为：火灾自动报警，人工确认火灾发生，手动启动灭火装置。
本厂总的消防控制室设在主控室内。
主厂房的灭火设施见表5－3－8。
表5－3－8 主厂房灭火区域表
5．燃料区域消防
(1)输煤系统消防为独立给水管网，在煤场附近设消防除尘泵房一座，泵房内设全自动气压供水设备一套，型号为ZQS－2，Q=200t／h，p=1．0MPa，负责输煤栈桥、转运站、翻车机室、采光室、卸煤沟、煤场和主厂房煤斗间的消防和除尘。
(2)油区消防给水接自高压消防水系统，设置消火栓和低倍数空气泡沫消防。
空气泡沫消防设施为半固定式消防设施，由泡沫车及泡沫消火栓完成消防任务。
6．消防车及移动式灭火器具的配备
本工程一期建设暂配备消防车两台(一台泡沫消防车，一台水罐消防车)，随着工程的建设规模扩大，容量达240MW后，完善消防车辆配备。
移动式灭火器具的配备，按照有关规定配置。
7．卤代烷灭火系统
在厂区的重要生产建筑物内(至主控地板下；至主控室；至1号继电器室地板下；至1号继电器室；至2号继电器室地板下；至2号继电器室；至计算机室地板下；至计算机室等部位。即1号、2号机一套；3号、4号机一套；网控一套)设置卤代烷灭火设施。
8．消防排水
(1)一般消防排水、电梯并排水与生产、生活排水统一设计。
(2)对变压器、油系统等设施在火灾时的排水，除设计时按消防流量考虑外，还在排水设施上设置水封分隔措施，以免发生火灾蔓延和造成灭火过程中的复燃。
(六)电气
1．供电的负荷等级、电源的数量及消防电源的可靠性
高压消防给水系统其消防用电设备按一级负荷供电，除设有电动消防泵外还设置柴油发电机驱动泵；水压维持泵互为联锁。
生活消防给水系统用电设备按二级负荷供电，双回路，供水装置互为联锁。
本设计消防电源是可靠的。
2．事故照明、消防报警及控制的设计
全厂照明采用气体放电灯及白炽灯。
常用照明电源由照明动力中心或就地盘供电，事故照明电源由保安段和蓄电池供电。检修电源由检修动力中心和就地动力盘供电。
火灾探测仅在主厂房内的部分区域装设，并设置区域报警装置，将区域报警信号传递到设在集中控制室内的集中报警装置。
3．电缆敷设
电缆敷设以电缆沟(隧)道为主，桥架为辅。均使用金属桥架和槽盒。
电缆防火措施如下：
——易燃区段采用防火涂料；
——重点部位使用阻燃电缆槽盒、防火隔墙。
全厂电缆采用阻燃型电缆和非阻燃型两大类型。其中1kV以下的消防系统、消防水泵、保安负荷等重要回路电缆采用阻燃型并与非阻燃型电缆分隔布置。
电缆敷设设计应符合有关电缆防火阻燃的规定。
本工程电缆所采用的防火设施，如电缆槽盒、防火涂料等需符合公安部及吉林省公安厅对产品质量的要求。
(七)通风与采暖
1．通风与除尘
(1)主厂房自然通风
汽机房：室外空气经底层，6．00m层和转运层的平开窗进入室内，消除汽机等设备的余热后由除氧间高侧窗排出。由于本工程采用了大平台的布置方案，各层封闭较严，故在运转层，除氧间12．60m层和26．70m层加设专用通风格栅，以消除汽机房内的气流死角，增强通风效果。为了避免室外风力对除氧间高侧窗排风的影响，专设通风挡板，保证排风效果。
锅炉房：室外空气经锅炉底部窗进入室内，消除设备余热后，经锅炉房高侧窗和天窗排出。为了消除锅炉房内气流死角，在煤仓间的36．00m标高处开一排平开窗，室内热气流经锅炉房与煤仓间之间的天井排至室外。为增强排风效果，锅炉房天窗采用避风型屋顶通风器。
发生火灾时，烟气可从主厂房上部的窗户排出。
排烟窗的面积满足排烟的要求。
(2)机械通风
两栋单元控制楼的0．000m设有蓄电池室，分别设置了由新风机组送风和玻璃钢离心风机排风组成的机械通风装置。进、排风口设在控制楼屋面，进、排风机防爆。
厂用配电装置室及变压器室、不间断电源室、继电器室等电气设备间均设置了排除余热和事故通风的轴流通风机。
电梯间设置了消除机房余热的轴流通风机。
化学联氨间设置了由新风机组和玻璃钢离心排风机组成的机械通风系统，风机均为防爆型。
柴油机发电机及所配的配电间设置了排风机。
(3)除尘
根据煤质资料，输煤系统的除尘采用湿式除尘与通风除尘相结合的方案，采用布袋除尘器。
通风和除尘排出物质不危及生命。
通风、除尘的管道材质、保温材料采用岩棉或玻璃丝棉，均为不燃烧材料。
2．空调设计
本工程的电子计算机室、单元控制室、电子设备间等重要电子仪表和设备房间采用全空气型空调系统。
空调系统考虑了防火排烟措施，当消防系统的感烟探测器发生动作信号时，与之联动的空调送排风机随之停止运行。送风、回风和新风管道的阀门也随之关闭，隔断空调系统与空调房间的空气通道。在确认火灾已扑灭的情况下，空调系统可进入排烟状态，开启排风阀与回风机，空调房间在负压下排除烟气。运行一段时间后，再开启新风阀和送风机，送入新鲜空气，待烟气完全消除后，空调系统重新回至正常运行状态。
空调系统的设备、管道材质为钢质的不燃烧材料。
3．采暖设计
(1)冬季主厂房采暖按机组停运时维持室内5℃，设置采暖设备。采暖系统采用排管与暖风机相结合的方案，采暖热媒为0．3MPa饱和蒸汽。
(2)生产辅助建筑与生活附属建筑，除引风机启动锅炉房等用蒸汽采暖外，均采用热水采暖，热媒参数为110℃／70℃。水源地及灰场建筑采用电采暖。
采暖设计符合规范要求，不形成火灾之源。
(八)附加说明
1．根据蒙特利尔协议，我国卤代烷用量虽属于人均消耗量低于0．3kg的发展中国家，但至公元2010年不能再使用卤代烷。本工程设计的卤代烷灭火系统考虑到了到2010年更换为CO2或其他灭火系统的可能性。
2．本工程的煤气站不设调压室。
3．本工程的氢气站、露天油库、煤气站等的布置是按功能分区布置的。氢气站、煤气站等均设围墙，油库设防火堤，防火间距满足规范要求。
4．本工程采用的墙板耐火极限为1．5h。
5．本工程锻烧室的耐火等级不低于二级。
6．本工程的甲、乙类厂房均有泄压面积的设置。
7．本工程每台锅炉设计了一部客货两用电梯。根据电厂工艺布置的特点，电梯无法满足消防专用的要求，鉴于发电厂与其他高层工业建筑不同，根据几十年运行的实践，设计一部客货两用电梯是可行的。
8．本工程散发可燃气体和可燃蒸气的甲、乙类厂房，屋面设置了通风设施。
9．本工程甲、乙类厂房内不设办公室和休息室。如由于现场工作需要而设置值班室时，则采取隔尘、减少噪声干扰和具有防火措施。
10．本工程的建筑物变形缝处采用矿棉毡等不燃烧材料填塞。
11．本工程采用的织物，如通风伸缩管、布袋除尘器等均采用阻燃型。
12．本工程的冷却塔淋水填料采用阻燃型塑料填料，收水器采用阻燃型玻璃钢制作。
13．本工程的输煤系统设计了水力冲洗措施。
14．本工程主厂房各种竖井每隔2～3层在楼板外用不燃烧材料封隔。
15．本工程的甲、乙类厂房铁门窗涂抹防火涂料，木制门窗在内侧涂抹防火涂料。
16．本工程采用的消防气压给水装置按吉林省标准(DB／2200P42001－81)执行。
17．主厂房内的变压器设计为干式变压器。
18．氢站、油泵房等宜设置火灾自动报警装置，但由于报警器材及设置经验等问题尚待解决，因此，本工程采用通风措施，使其浓度降低至火灾危险性之下。
19．甲、乙类厂房内设备、容器管线设置必要的导除静电装置。
20．本工程油泵房采用蒸气灭火设施。氢站和氧站采用各种惰性气体灭火设施，尚无经验，待进一步研究。
21．建筑物和露天设备设计避雷装置。
22．本工程的甲、乙类厂房、廊道均采用相应级别的防爆电气设备。
23．重要的公用电气线路采取必要的防止电缆着火延燃措施。
24．本工程通风管道穿过防火分隔物处均设置防火阀。
25．本工程厂房内采用的钢构件，火焰能烧到的部件，采用了防火涂料耐火保护措施。
26主厂房设置了便于开启的排烟窗。
27．本工程的火灾报警及消防指挥中心设在发电厂集中控制室，另外，消防泵房有人值班，可进行就地控制。
28．本工程设计不包括生活区的消防设计。
(九)概算书
1．说明
(1)概算编制原则及依据：部、局、地方有关文件。
(2)初步设计有关文件和资料。
(3)概算数据。
(十)消防篇附图
附图内容见表5－3－9，图略。
表5－3－9 附图表
