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1、灭火系统在涉外工程中的应用简介及体会 朱青 【提要】对采纳NFPA标准在涉外工程灭火系统中的实际应进行了介绍，并将NFBA规范有关标准与国标相应部分的差异作了比较后提出了自己的相识及看法。 【关键词】 灭火系统 涉外工程 应用简介 体会 0. 概述 近年来，随着消防标准的提高及国外项目业主的严格要求，我院在一些涉外工程中按美国NFPA标准或印度TAC消防规范进行了电厂消防系统的设计。在此以某4325MW燃油燃气机组的电厂工程如何按美国NFPA标准进行灭火系统的设计作一简介，并将其与国家标准的有关规定作一简洁对比后谈一点体会。 1. 设计所采纳的有关美国NFPA标准 NFPA 850 电厂消防举
2、荐作法（1992版） NFPA 10 移动式灭火器规范（1990版） NFPA 12 二氧化碳灭火系统规范（1993版） NFPA 13 喷淋系统安装规范（1991版） NFPA 14 竖管及龙带系统安装规范（1993版） NFPA 15 固定水喷雾灭火系统规范（1990版） NFPA 24 专用消防干管及其附件安装规范（1992版） 2. 灭火系统类型及设计范围 依据NFPA 850及业主的要求，该工程采纳的灭火系统有：消火栓系统、水喷淋灭火系统、水喷雾灭火系统、二氧化碳（CO2）灭火系统、泡沫灭火系统（业主方设计并供货）、移动式灭火器。 我院的设计范围为汽机/锅炉岛的消防系统及厂区室外消防
3、水管网。 在设计过程中，依据各防火分区的被爱护对象状况，选配相应的灭火系统。汽机/锅炉岛主要的防火分区有：汽机房及除氧间、锅炉房、单元限制楼各层、柴油发电机房、变压器区域 3. 灭火系统设计简介 3.1 消火栓系统 3.1.1 室外消火栓系统及消防水管网 该工程最大消防用水为燃油罐区，其消防水量Q=680m3/h，H=1.1MPa，全厂采纳独立的消防给水系统，消防水泵即按上述参数由业主方选型设计，厂区消防水管网由我院设计。 在主厂房四周和燃油罐区形成二个大的环网，管径为DN300，其它区域为枝状管。值得一提的是：对于泵房出水管及环网给水管我院均按二根考虑，但业主坚持只要单根管（我们认为这失去了
4、环网的意义，降低了供水的平安性）。 由于电厂所在地冬季寒冷，依据NFPA及合同要求，室外消防水管网埋于冰冻线以下不小于0.3m，采纳干筒地上式消火栓。考虑到消防水管网大、爱护区域多，为减小对消防供水的影响，在其主管网上设有分段检修阀，在每个消火栓前设有一阀门。若按国标图集上的作法将消火栓前的阀门设在阀门井内，则所占位置较大，在管道密集地段布置较为困难，因此设计采纳了在消火栓前设一柱式开度指示器阀门的方式。 室外消火栓配有足够数量的龙带及设备，NFPA中指出，可以将龙带存于龙带箱中，或设置龙带卷盘，或放在具有防风雨外壳的龙带小车中。依据业主要求，本工程配备了三台小车，每台备有口径为60mm、长8
5、0m的龙带、水枪及管接头等。 3.1.2 室内消火栓系统及消防水管网 3.1.2.1 系统型式 按美国NFPA标准规定，系统分为三个类别： I类系统：设有21/2in（63.5mm）的龙带接口用以供水，由消防部门和经过训练的人员运用。 II类系统：设有11/2in（38.1mm）的消火栓，供建筑物居住者及消防部门初期消防时运用。 III类系统：设有11/2in（38.1mm）的消火栓，供建筑物居住者运用。设有21/2in（63.5mm）的龙带接口由消防部门和经过训练的人员运用。 参照国内电厂所配消火栓型式及对合同中有关要求的分析，在本工程中采纳了I类系统，分别在汽机房、锅炉房、单元限制楼设置了
6、室内消火栓。每套室内消火栓包括如下主要器材：，DN65的单阀单出口室内消火栓，带45m龙带的卷盘，直流或雾化水枪，一具7kgCO2灭火器，一把消防斧、报警按钮及箱体等。 依据消火栓的布置状况，将其分为三种类型： I型消火栓：为单侧开门，配直流水枪； II型消火栓：为单侧开门，配雾化水枪； III型消火栓：为双侧开门，其单侧门保温，并配雾化水枪。 3.1.2.2 布置 依据美国NFPA标准及合同要求，在各有关建筑物内适当部位设置了消火栓，汽机房内消火栓采纳雾化水枪。消火栓间距不超过40m，各层消火栓由竖管供水，竖管水源来自主厂房室内消防水管，其连接管上均装有一闸阀。由于该电厂所在地冬季寒冷，且消
7、防水不易流淌，因此，对于汽机房与锅炉房之间的露天架空敷设的消防水管实行了伴热保温措施，以防止冻裂管道。 3.1.2.3 系统水力计算 对于系统的水力计算，美国NFPA标准中有如下有关规定：（1） 系统中任一点、任一时的最大压力不超过2.41MPa；（2） 竖管最小管径对于I类系统而言至少为4in（102mm）；（3） 在水力最远点的21/2in（63.5mm）龙带接口的最小剩余压力为0.69MPa，经主管部门批准可降低，但不低于0.45MPa；（4） 龙带接口的最大压力：当静压超过1.21MPa时，应设调压设备。对于21/2in（63.5mm）龙带接口其栓口的静压和余压应限制到1.21MPa，
8、对于11/2in（38.1mm）龙带接口其栓口的静压和余压应限制到0.69MPa；（5） 最小流量：对于I类系统，水力最远处的竖管最小流量为31.55l/s,协助竖管的最小流量为15.8l/s，总流量不超过78.8l/s。 依据上述标准的规定，结合本工程中消火栓的布置、选用水枪的特性（雾化及直流水枪）以及最大固定水消防系统的用水量对管网进行了水力计算，确定了接口参数。 3.2 固定水消防系统 3.2.1 系统型式及爱护范围 工程中采纳了水喷雾及自动喷水固定消防系统。 水喷雾灭火系统用于爱护主变压器、厂用变压器、启动/备用变压器以及柴油发电机组。主要采纳了雨淋阀组、水雾喷头等。 自动喷水灭火系统
9、采纳了雨淋喷水系统及预作用灭火系统二种类型。 雨淋喷水系统用于爱护发电机氢密封油装置及密封油箱、汽机润滑油箱及其装置、汽机润滑油管路、透平油箱、锅炉给水泵、锅炉炉前（燃烧器区域）。主要采纳了雨淋阀组、开式喷头等。为节约费用、简化限制，对于每台机组配置的三台锅炉给水泵只设了一套雨淋阀组及供水管。 预作用灭火系统用于爱护汽机轴承。主要采纳了预作用阀组、闭式喷头等。依据美国规范NFPA 850的规定，汽机轴承可采纳带闭式定向喷头的手动或自动消防系统，若为手动则需设自动气体灭火系统。为节约投资，我们按自动喷水（预作用）灭火系统予以设计。 3.2.2 系统设施的布置 固定水消防系统除柴油发电机组、空预器
10、和锅炉炉前灭火系统的水源取自室外消防水管网外，其余均引自主厂房室内消防水管网。各系统限制阀组设置的位置均距被爱护设备有肯定的距离，以确保平安。 在以往工程中，一般重视水消防给水系统的设计，却往往忽视消防排水，因此在本工程设计中，着重考虑了消防排水问题，四台机组共配有四台消防排水泵，对于限制阀组泄放装置设有专用排水管，将水排入0.00m层的地沟或集水坑中排出。 3.2.3 系统的限制 工程中采纳了三种限制方式：自动、手动以及应急操作。前二种通过限制雨淋阀或预作用阀组上的电磁阀来实现（电控），而后者系人为操作阀组上的快开阀。 对于水喷淋系统，火灾报警信号送入集控盘及就地盘，自动启动雨淋阀，同时也可
11、在限制室或就地手动按钮启动雨淋阀。 对于预作用系统，采纳闭式喷头，正常时预作用阀后管道充溢了有压空气（由空压机维持压力），火灾时，被爱护区域内探测器送信号至就地盘自动开启预作用阀，当闭式喷头裂开后喷水灭火。该系统要求探测器先于闭式喷头动作，从平安角度来讲，该系统平常置于手动档，在就地及主控盘上均设有按钮启动预作用阀。 对于水喷雾灭火系统，采纳带闭式喷头的充气传动管间接启动系统。正常时传动管内充溢了有压空气，由一台小空压机维持压力在0.3MPa，火灾时闭式喷头裂开，传动管压力下降不能维持，通过压力开关给出报警信号到就地限制盘自动启动雨淋阀（开启其上的电磁阀），同时火灾信号送入主控盘，在主控盘及就
12、地盘上均有按钮开启雨淋阀。 以上各系统均可用限制阀组上的快开阀启动作应急措施。 3.2.4 系统的设计计算 3.2.4.1 设计强度 美国NFPA有关标准中规定的设计喷水（雾）强度见表1。 3.2.4.2 系统水力计算 系统管道水力损失计算采纳Hazen和Williams公式：（bar/m）式中：Q 计算管段的流量和，l/min； C 阻力系数，对于镀锌钢管C=120；d 管内径，mm。管件、阀门的水力损失按其当量长度计算。 水力连接点的压力平衡计算： 喷嘴流量计算公式： 依据管道及喷头的布置，按上述公式，从最不利点（喷头）起先对逐个喷头逐段管道进行具体计算，算出每个喷头的出流量和压力、管段的
13、出流量和压力直至雨淋阀组入口处的总流量及压力。各系统的计算结果详见表1。从计算结果来看与按国标计算值存有肯定差异。表1： 设计喷水（雾）强度及各系统的计算结果被爱护区域/设备规定强度（L/s-m2）设计强度（L/s-m2）设计流量（L/s）阀组口径（mm）发电机氢密封油装置及密封油箱0.20.2512.4DN100汽机润滑油箱及其装置0.20.2533.1DN150汽机润滑油管路0.20.2533.3DN150透平油箱0.20.2525.9DN100锅炉给水泵0.20.216.3DN100锅炉炉前（燃烧器区域）0.170.1721.7DN150汽机轴承0.170.1713.3DN100主变压器
14、0.17/0.10.1858.9DN200厂用变压器0.17/0.10.217.6DN100启动/备用变压器0.17/0.10.1835.2DN150柴油发电机组0.170.2539.9DN150 3.3 CO2灭火系统 3.3.1 爱护范围 CO2灭火系统爱护的区域有：单元限制楼内的单元限制室、电子设备间、工程师室及电气继电器室、配电器室、配电装置室、直流配电室及UPS室、电缆夹层及地下电缆间；以及汽机房内的6.6kV 配电装置室及其电缆夹层、400/230V 配电室及其地下电缆间。 3.3.2 系统类别 CO2灭火系统按其灭火剂不同的贮存方式而分为高压CO2系统和低压CO2系统，CO2以常温贮存于压力容器内的称为高压（在21气温下贮存压力为5.86MPa），在所限制的低温条件下将 CO2贮存于压力容器中的称为低压（在-18时贮存压力为2.07MPa）。二者的CO2均以液态贮存于容器中，前者靠压力使 CO2成液态，而后者则辅以低温方式使其液化。 二种系统的灭火效果相同，在运
