国外火力发电厂消防系统设计概述
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摘要:针对国外火力发电厂对消防方面的要求，将相关的NFPA标准与我国现行的消防规范进行分析比较，主要包括消防给水系统和电厂各个系统的消防措施选择，并提出相应的考虑策略和具体措施为类似工程消防设计提供参考。
关键词：NFPA ；国外火力发电厂；消防
中图分类号：D035.36文献标识码： A
前言
火力发电厂的消防系统设计主要涵盖电厂的主厂房、集控楼、变压器区、油罐区、辅助车间、附属建筑及煤场的室内外消防。国内电厂消防系统的设计，除依据《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)，以下简称《电厂防火规范》）和其他相关设计规范外，还应依据当地消防部门及业主的要求进行设计。
整个NFPA标准目录和分类众多，大约有285本相关规范，与国标《电厂防火规范》作用类似，属原则性的规范是：NFPA850-发电厂和变电站的消防安全推荐规范（Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations）。
其他设计中常用的NFPA（美国消防协会规范）如下：
NFPA15-《水喷雾灭火系统规范》（Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection）
NFPA14-《消防立管、自备消火栓及水龙带系统安装标准》（Standard for the installation of Standpipe and Hose systems）
NFPA13-《自动喷水灭火系统安装规定》（Standard for the installation of sprinkler systems）
NFPA 2001-《洁净气体灭火系统规范》（Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems）
NFPA 10-《便携式灭火器标准》 (Standard for Portable Fire Extinguishers)
NFPA 11-《泡沫灭火系统规范》(Standard for Low-,Medium-,and High-Expansion Foam)
下面分别对电厂内各主要消防系统及消防措施进行介绍。
1.消防水量计算
NFPA850要求消防系统的设备及设施均需消防专用。消防供水系统必须满足（1）和（2）二个小时的用水量，其中（1）最大固定消防设施的用水量或一次火灾中同时使用的相关固定消防设施；（2）消火栓水量不小于500 gpm（1890L/min＝31.5L/s）。
《电厂防火规范》规定：厂区内消防给水水量应按同一时间内发生火灾次数及一次最大灭火用水量计算。建筑物一次灭火用水量应为室外和室内消防用水量之和。
二者的区别：第一，NFPA850规定供水系统是按二个小时的供水能力设计，国内规范对各个不同用途的消防用水要求的灭火时间不尽相同，具体以各系统规范为准。例如：《水喷雾灭火系统设计规范》规定对于变压器本体水喷雾的火灾延续时间为0.4h，设计喷雾强度20(L/min)/m2；而NFPA15则定义设计喷雾强度10.2(L/min)/m2。第二，对于消火栓的用水量国内规范区别不同等级、类型的建筑物有不同的用水标准，而NFPA850则设定最小值，相对简单。
2 .消防水泵及消防水池
NFPA850中对于消防水泵要求如下：因根据火灾的风险，设置不同类型的水泵并考虑备用；消防水泵自动启动，手动关闭。对于消防水池，如果有双重用途应有措施保证消防水量不被挪用。这些要求与《电厂防火规范》的规定是一致。
对于水池的补水时间：《电厂防火规范》及《建筑设计防火规范》的规定不宜超过48h：而NFPA850则要求8h内完成补水。
3 .消火栓系统
3.1 室外消火栓系统
NFPA850中对于室外消火栓系统的要求主要如下：主厂房周围的消火栓间距不应大于300 ft (91.4 m)。较偏远的区域，如媒场，消火栓间距不应大于500 ft (152.4 m)。主厂房周围的消防管道应成环布置。室外消防环状管网上应设置带阀位显示装置的隔绝阀门。室外消火栓与消防管道连接的支管上应安装有阀门。室内成环设置的消防管道，应至少有两路进水，且每个进水管道上均应设有阀门，室内环状管网上也应设有合适数量的隔绝阀。
以上要求，根据《电厂防火规范》的规定均能满足要求，而且“室外消火栓布置间距，在主厂房及其它建筑物周围不大于80米”，标准高于NFPA850的规定。
3.2室内消火栓系统
对于室内消火栓系统，NFPA850将保护区域分为三级，分别就室内消火栓的布置、流量和压力进行要求，具体参见NFPA14的要求及分类。相比较国标要求的设置“室内消火栓的布置应保证每一个防火分区有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位”，NFPA14要求设置消火栓的位置较多，而且消防用水量和压力要求也高，因此在确定消防水泵扬程的时，应注意遵照NFPA14的规定进行。
4 .输煤系统的消防措施
在输煤系统，NFPA850与《电厂防火规范》相同的规定如下：输煤系统的消防范围包括有碎煤机室、输煤栈桥、主厂房煤仓间等，防护区内设有自动喷水或水喷雾灭火系统，并配备移动灭火器。煤斗设置CO2气体灭火系统，推荐采用低压CO2气体灭火系统，以便完成灭火和8小时的惰化。
区别在于，NFPA850要求“设计喷水强度不应小于0.25 gpm/ft2 (10.2 mm/m2)，最大保护面积2500 ft2 (232 m2)”；国标要求：设计喷水强度不应小于12(L/min)/m2，最大保护面积260 m2。水力计算时要加以区分。
5. 主厂房区域消防措施
在主厂房区域，NFPA850与《电厂防火规范》相同的要求如下：在主厂房各运转层设置室内消火栓系统，并配备移动灭火器。对主厂房的主油箱、贮油箱、氢密封油装置、油管线及小油箱、锅炉燃烧器、磨煤机油箱等采用水喷雾消防系统。主厂房的控制室、计算机房、通讯机房及电缆夹层设置自动喷水或全淹没气体灭火系统。变压器设置水喷雾消防或泡沫-水联合消防。
在此区域，《电厂防火规范》未作要求，而NFPA850有特殊要求的消防设置如下：
1）汽轮机－发电机轴承应设置闭式自喷消防保护系统，采用定向喷头，推荐采用自动启动方式，设计喷水强度0.25 gpm/ft2 (10.2 mm/min)，保护范围为所有轴承。在已经投产的土耳其EREN（1+1）×600MW超临界燃煤机组项目（以下简称土耳其E项目）中，我们考虑到自喷如果误动作，直接喷水到高温的轴承，对设备的危害性很大，并且轴承本身非可燃物，所以建议业主不设自喷系统，只装设了火焰探测器。业主根据配置的消防措施并考虑到设备的安全性，最终同意了我们提供的消防方案。
2）励磁小室内设置全淹没二氧化碳消防系统。在土耳其E项目中，由于励磁小室位置靠近A排与其他电控室距离较远，且房间较小，单独设置气体消防。
3）电除尘器的整流变压器采用自喷/水喷雾保护或者设置防火墙从空间上隔开。整流变压器常规布置在电除尘的顶部，无法设置防火墙隔开，因此需设置自喷/水喷雾进行保护，考虑和主变消防系统的一致性并兼顾防冻的因素，推荐采用自喷系统。
6.结语
综上所述，NFPA850只是根据电厂内不同建筑物的用途，给出消防措施或建议，不区分机组容量的大小；而《电厂防火规范》消防措施的选用上，则根据机组容量的大小，区别对待。本文的比较是基于《电厂防火规范》中对于300MW及以上的燃煤电厂的设置要求进行的。
应用NFPA进行电厂消防系统的设计核心是系统类型的选择、消防给水压力和用水量的确定，而这些也是NFPA标准与国内对应标准差别最大的地方。从已经完成的土E项目消防设计实践证明：掌握并运用好这几个要素，就能很好的将已熟悉的国内火电厂消防设计转化到国外项目的设计中，从而达到促进项目建设顺利开展的目的。
参考文献：
[1]NFPA850 Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Stations [S]
[2]GB50229-2006，《火力发电厂与变电站设计防火规范》[S]