大中型并网光伏发电工程设计与研究(水利工程设计与研究丛书)
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8.2 工程消防设计

8.2.1 主要建筑物火灾危险性分类及耐火等级

按《火力发电厂与变电站设计防火规范》(G B 50229—2006)进行分类,变电站建筑物的火灾危险性无甲类和乙类。

各场所的火灾危险性分类及最低耐火等级划分见表8.2-1。

表8.2-1 电站主要生产场所火灾危险性分类及最低耐火等级划分表

8.2.2 主要场所和主要机电设备的消防设计

8.2.2.1 光伏阵列及逆变器室

方阵内采用固定式光伏阵列,所有逆变器室均布置在场区道路附近,道路宽度为4.0m,满足规范中消防通道的要求。

场区内共配置50座逆变器室,每1M W p光伏阵列就近设置1座逆变器室,布置在方阵的中间,建筑面积为47.7m2,总建筑面积2385m2。逆变器室为一层砖混结构,每座逆变器室设2个出入口。逆变器室外墙3.0m外布置箱式变压器,防火间距满足《建筑设计防火规范》(G B 50016—2006)5.2.2条的要求。

场内道路构成电站主要的消防通道系统,所有道路宽度均不小于4m,满足防火规范要求,且道路能直接到达每座逆变压器室。

8.2.2.2 生产楼

生产楼为1层,层高4.8m,建筑面积400m2,根据功能要求设置有中控室、高低压配电室、继电保护室、工具间。生产楼共设有7直接对外出口,满足规范的要求。

8.2.2.3 宿舍楼

宿舍楼共1层,层高为3.3m,建筑面积为807.92m2,布置有办公室、会议室、活动室、及餐厅厨房,宿舍内均设置卫生间。宿舍楼北侧有4.0m宽道路,消防车可直接到达。

8.2.2.4 事故油池

事故油池的尺寸为4.0m×4.0m×1.89m (长×宽×深),储油量为20.85t,火灾危险级别为丙类,为直埋地下液体储区,与综合控制室的间距为15.0m,满足《建筑设计防火规范》(G B 50016—2006)4.2.1条的要求。

8.2.2.5 主变压器

变电站设置1台110kV主变压器,容量为50M V A,根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》(G B 50229—2006)的要求,变电站为独立变电站且变压器容量小于125M V A,变压器不设水消防系统,事故时变压器油经排油管排至事故油池。主变压器下设储油池,储油池内敷设卵石层,坑内铺设厚度不小于250m m,卵石直径50~80m m。在主变压器东侧设置事故油池1座,油池容积为30m 3。事故时可将油经贮油坑、排油管排至事故油池,以防事故扩大。集油池中油水进行分离后,可用油罐车将油运走。在变压器附近设置推车式灭火器和灭火沙箱等消防器材。

8.2.2.6 电缆

工程电缆防火根据《电力工程电缆设计规范》(G B 50217—2007)和《火力发电厂与变电站设计防火规范》(G B 50229—2006)的规定进行设计,其具体设计原则如下:

(1)电力电缆和控制电缆型号均选用阻燃型电缆。火灾事故照明回路的电缆采用阻燃型,明敷时穿钢管,并且钢管外壁刷防火涂料。

(2)电力电缆各层间和电力电缆与控制电缆、通信电缆间均加设耐火隔板。

(3)电缆沟主要采用阻火墙的方式将沟分成若干阻火段,在电缆沟的岔口、穿房间处和直线段每隔100m均设防火隔墙。电缆沟内阻火墙采用成型的电缆沟阻火墙和有机堵料相结合的方式封堵。

(4)控制室、继保室、配电室和逆变器室内的盘、屏位底部孔洞,放电缆后应封堵,预留孔也应封堵,封堵采用有机防火堵料。所有建筑物与室外电缆沟相连接处的进出口,均应设置阻火墙。封堵材料必须通过国家消防部门的鉴定。在封堵层两侧电缆各1m范围内涂刷防火涂料。

8.2.3 消防介质设计

8.2.3.1 消防给水

生产楼、宿舍楼及逆变器室耐火等级均为二级,建筑物类别为戊类。根据《建筑设计防火规范》(G B 50016—2006)及《火力发电厂与变电所设计防火规范》(G B 50229—2006)的要求,综合分析确定生产楼、宿舍楼及逆变器室不需要设置消防给水。

根据相关规范要求,需要对生产楼、110kV升压站、子阵区逆变器室及宿舍楼进行灭火器配置。

8.2.3.2 建筑灭火器配置

(1)生产楼。根据《建筑灭火器配置设计规范》(G B 50140—2005)的要求,在生产楼内控制室、高低压配电室配备推车式干粉灭火器和手提式干粉灭火器,在继保室和机修间配置手提式干粉灭火器。

(2)110kV升压站。在110kV升压站主变附近合适位置设整体式消防小间,内设推车式干粉灭火器、手提式干粉灭火器,旁边设消防沙箱,配置火钩、火镰、等消防器材。

(3)子阵区。场区共有50个1M W逆变器室,每个逆变器室内布置有1kV直流汇流柜、监控柜和逆变器,均为无油设备。每1座逆变器外墙3m外均布置1台箱式变压器,每台箱式变压器的油重约为1100kg。每间逆变器室配置1辆推车式干粉灭火器、2具手提式干粉灭火器,并在室外设置1个消防沙箱和铁锨。

(4)宿舍楼。在宿舍楼配置2具手提式干粉灭火器。

8.2.4 消防电气设计

8.2.4.1 消防供电

根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》(G B 50229—2006)的规定,电站消防用电设备按二级负荷供电。消防用电电源取自0.4kV自用电系统,自用电系统自用电有2个高压电源供电,即一路电源取自10kV母线Ⅰ段;另一路电源引自外来电源10kV母线Ⅱ段。消防用电设备包括火灾自动报警装置、火灾应急照明等。消防用电设备采用单独的供电回路。

8.2.4.2 火灾应急照明

在综合控制室内的控制室、继保室和配电室以及逆变器室设火灾应急照明。火灾应急照明按不低于正常照明照度值的10%设置,采用自带蓄电池照明灯具。当正常供电失电时,应急照明灯的连续供电时间不少于30m in。

8.2.4.3 火灾报警控制系统

(1)系统及其功能概述。根据工程各建筑物的布置、运行功能、管理方式,设一套火灾自动报警控制系统。报警系统从监测、报警、控制等三方面进行设计。一旦发生火情,火灾自动报警控制系统根据各探测设备所发出的火警信号自动或手动发出报警信号及消防联动控制指令,并对火灾信息进行记录、显示和打印。

(2)火灾监测报警及控制范围。火灾监测的范围包括:110kV升压变电站内的10kV配电室、控制室、继保室、通信室、主要电缆沟和电缆通道等重要房间和部位。

联动控制的范围包括:声光报警器、通风机等设备。

(3)设备布置。火灾自动报警控制系统采用总线制。采用一台区域型火警控制器设在升压变电站的控制室内,具有接收所有火灾报警输入及联控所有相关消防设备的功能,能显示火警及消防设备运行情况。

10kV配电室、控制室、继保室、通信室设点式智能型感烟探测器,电缆沟和电缆通道分段设置缆式线型感温火灾探测器,楼梯口等人员经过处设手动火灾报警按钮和声光报警器。

火警信号联动启动声光报警器,停止所有部位的通风机。

(4)布线。火警信号的传输线路采用阻燃铜芯屏蔽电缆,穿钢管暗敷或明敷,明敷时采用刷防火涂料等措施以达到耐火配线要求。

8.2.5 通风消防设计

通风及排烟系统所涉及的区域包括:逆变器室、生产楼的控制室、继保室、高低压配电室等。

针对工程特点,逆变器室、生产楼的控制室、继保室、高低压配电室等均采用自然进风,机械排风的通风系统,进风口设初效过滤。在房间另一侧墙上设置轴流排风机通风换气次数不少于10次/h,以排除室内余热,风机兼作事故后排风机用。

8.2.6 建筑装修防火设计

(1)按《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)划分防火分区。

(2)疏散走道宽度不小于1.4m,满足人员疏散要求。

(3)消防控制中心设在建筑底层。

(4)建材与墙体:主要建筑物结构采用现浇钢筋混凝土或砖混非燃烧体。

(5)各类防火门采用甲级防火门。