油浸变压器水喷雾灭火系统设计作者：郑苗 1利港电厂变压器的基本概况•利港电厂位于苏南负荷中心，是江苏省主力火电厂之一华东电网电力负荷年均增长率约为9.7%，可见电厂的正常运作具有支管重要的作用消防系统对电厂的正常运作是至关重要的电厂的变压器采用油浸变压器，其容量为220kv 2油浸变压器的消防形式的确定•按照《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96),220KV,380KV,500KV独立变电所，单台容量为125000v及以上的变压器应设置水喷雾灭火系统，并应具备定期是喷的条件电厂的主变压器220kv容量要高于125kv，因此要采用水喷雾灭火系统 3水喷雾灭火系统的灭火机理•利用高压水，经过雾化喷头，水以细小的水雾滴的形式喷射到正在燃烧的物质表面，产生表面冷却、窒息、乳化、稀释等4种作用从而达到灭火目的 4设计参数的确定•4.1保护面积• 利港电厂主变压器没有油枕，因此不需要考虑油枕的保护面积变压器实体为不规则形状，为了便于设计计算，将其理想成长方体保护面积S=(C*D-A*B)+2(A+B)*H+A*B.对于本工程，A=5.35m,B=13.8m,H=4.8m，C=9.5m，D=16.4m，则S=339.64m2 。
变压器本体面积S（本体）=A*B+2(A+B)*H=257m2 基坑面积S基坑=C*D-A*B=82.64m2 •4.2变压器特性 •油浸变压器容量220kv，根据自动喷雾灭火规范要求：•油坑喷雾强度W1=6 L/min.m2•变压器本体喷雾强度W2=20 L/min.m2 • 4.2基本参数表•公称直径计算内径•DN1514.75•DN2020.25•DN2526•DN3234.75•DN4040•DN5052•DN6567•DN8079.5•DN100105•DN125130•DN150155•DN200206 •5自动喷水灭火系统设计计算•根据《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219－95）有关条款计算，具体公式：• •q—水雾喷头的流量（L/min）•P—工作压力（MPa）•K—流量系数•N—保护对象的水雾喷头计算数量•S—变压器保护面积（m2）•W—变压器设计喷雾强度（L/min.m2）•Qj—系统的计算流量（L/s）•qj—水雾喷头的实际流量（L/min） •5.1变压器面积计算• 变压器实体为不规则形状，为了便于设计计算，将其理想成长方体（如下图）保护面积S=(C*D-A*B)+2(A+B)*H+A*B.对于本工程，A=5.35m,B=13.8m,H=4.8m，C=9.5m，D=16.4m，则S=339.64m2 。
变压器本体面积S（本体）=A*B+2(A+B)*H=257m2 基坑面积S基坑=C*D-A*B=82.64m2 •5.2变压器喷头选型计算• 根据《自动喷雾灭火系统规范》要求，选用离心雾化型水雾喷头，喷头的工作压力为0.35Mpa喷头采用美国诺蒂菲尔消防设备有限公司的水雾喷头•5.2.1本体顶面 •喷头型号为：ZSTW-11/125，K=53.45喷头工作压力P(MPa)=0.35(MPa) = 53.45*1.87=100 L/min•S本体=A*B=5.35*13.8=73.83m2•喷头数量n=S本体*W2/q=73.83*20/100 =14.7个•5.2.2长边侧面：•喷头也选用ZSTW-11/125，K=53.45这种型号的喷头因此q=100 L/min喷头数量n=S长边W2/q=13.8*4.8*20/100=13.25•5.2.3短边侧面：•喷头也选用ZSTW-11/125，K=53.45这种型号的喷头因此q=100L/min喷头数量n=S短边W2/q=5.35*4.8*20/100=5.14•5.2.4油坑保护面：•由于油坑的保护面积很小基本可以忽略，在实际安装中也可以得到适当弥补，即将下环喷头适当向下倾斜。
•5.3喷头布置• 根据变压器的外形和全包容的原则，在布置喷头时，水平方向上布置两个环路， 变压器上方设置支管喷头进行布置在设计中，保护顶部的喷头避开了其带电高压管套实际布置喷头数量在原有的设计上面增加了喷头 •由于水幕喷头选择口径为12.7mm的水幕喷头因此上下环选择公称直径为80mm的管道上下环连接管选择100mm的管道，母管选择125mm的管道• 喷头布置：3m和5m标高设上下两个水平环网，下环喷头保护油坑和变压器本体侧面下半部，上环喷头保护变压器本体侧面上半部和顶部，此外油枕上另设一排喷头保护顶部上环喷射不到的部分具体喷头型号和数量为：•变压器本体侧面、顶面：ZSTWB-30-120，K=53.45，n=56个 5.3.1变压器平面图 •水雾锥底圆半径按下式计算•R=B*tg（θ/2)•式中R--水雾锥底圆半径，m•B--水雾喷头的喷口与保护对象之间的距离，m•Θ--水雾喷头的雾化角，o•本工程B约为2米，θ=30 R=1.4m根据雾规，矩形布置时喷头间距不应大于1.4倍的水雾锥底圆半径，即2米 但是为了适当保护顶部和基坑，因此适当向上 •5.3.3结论 •系统的计算流量Qj＝87.5316796L/S•系统的设计流量Qs＝1.05×Qj＝91.90826358/S•节点16处的压力为38.390470769m •水力计算表如下•节点编号管段编号节点水压本段管长喷头系数喷头流量管段流量设计管径计算管径管道流速水力坡降本段水损节点高差合计•P(m)L(m)q(l/min)Q(l/min)D(mm)D'(mm)V(m/S)Ihy+hj(m)Δh(m)∑h(m)•135.753.45100.99080119•1—21.8100.998079.50.3393.31E-053.7903.31E-05•235.753.45100.99•2—31.8201.988079.50.6780.0001320.0002900.000286071•335.70028607153.45100.99120582•3—41.8302.972855038079.51.01776744480.00029799132446 0.00064366126084 00.000643661•435.70064366153.45100.9917116•4—51.8403.964566638079.51.35702581250.00052976434776 0.001144290991200.001144291•535.70114429153.45100.9924197•5—61.8504.956986348079.51.69628655890.00082776098349 0.001787963724300.001787964•635.70178796453.45100.99333012•6—71.8605.950316468079.52.03555036370.00119198342060.002574684188400.002574684•735.70257468453.45100.99444285•7—81.8706.944759318079.52.37481790640.00162243437850.003504458257600.003504458•835.70350445853.45100.9957579•8—91.8807.940517228079.52.71408986670.00211911710770.004577292952500.004577293•935.70457729353.45100.99727528•9—102.75908.937792498079.53.05336692430.00268203538890.008850716783400.008850717•1035.70885071753.45101.0033192•10—111.81009.94111178079.53.39266428510.0033112218890.007152239280300.007152239•1135.71600295653.45101.01343383•11—121.81110.95454558079.53.73199562360.00400671786090.008654510579600.008654511•1235.70865451153.45101.00304171•12—131.81211.95758728079.54.07129205220.0047683818390.01029970477200.010299705•1335.71895421653.45101.01760718•13—140.51312.97519448079.54.41063741010.00559640613390.003357843680300.003357844•1535.7189542253.45101.01760718•15-142.251312.9751948079.54.41063740880.00559640613050.01511029655200.015110297•14-14´22625.9503881001055.05693080870.512403056661.22976733601.255745342 6水泵选型压力为0.384Mpa，且水泵的设计流量为38.4L/S。
根据上面的问题与数据选择0.5mpa，流量50l/s 。