水电站消防供水系统设计分析

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摘要：水电站是大型的综合性建筑，对于其灭火的对象主要有大坝以及厂房和通航建筑物当中的相关机电设备和生产生活设施等。在这当中，由于每一个部位的功能不同，因此对于消防系统的设备要求也是不同的；除此之外。每一个部位通常在布置方面都很分散，距离比较远并且高程的差异也很大，这样就使得对于消防水压以及水量的要求也是不同的，所以，就需要加强供水设计当中的经济性的思考，本文主要就对水电站消防供水系统设计相关方面进行分析和探讨。

关键词：水电站；消防供水；系统设计

1工程概述

某水电站采用的是一级混合式的开发模式，在其中安装3台单机容量为100MW的轴流转桨式机组，总的装机容量为300MW，属于大型规模的水电站。其消防用水主要来自闸坝的上游，然后采用两台自动过滤装置将其输送到消防水池当中，然后采用两台水泵抽到坝顶段的消防水箱当中。对消防的用水在通过消防水箱抽出之后然后将其输送到各个厂区的消防栓以及雨淋阀、油库等用水，以此组成较为完善的消防水系统；在这当中，对于两台变频消防水泵和消防泵、隔膜式气压供水罐将其接入到这个系统中。对于隔膜式气压供水罐接入0.5～0.7MPa的低压气，主要将其作为对消防水系统进行压力的调节，对于变频调速水泵其主要能够使得消防水泵能够保证一定的压力，在厂房内产生火灾时同时启动消防联动器，从而启动消防泵进行给雨淋阀提供大量的水。

2现阶段水电站消防供水所存在的问题

2.1水泵运行时间太长

水泵在实际的运行当中，对于消防水系统来讲其组成主要就是密封用水以及生活和用水，并且在这个过程中消防管网的压力也在一直产生变化，对于管网的压力其维持主要依靠消防变频泵，在此基础上对其进行来回切换，这样就导致寿命降低。相对于该水电站当中的变频泵，其在运行两年后由于寿命达到了一定的极限而被烧毁。

2.2消防供水能耗比较大

一般，可以采用两台变频泵进行消防用水压力的维持，应用这种方式其效率非常的高。由于对于消防用水来讲其主要采用上游的水，因此在输送到消防水池之后，继而采用变频泵对清水池当中的水输送到用户，采用这种供水方式主要就是对水自身所携带的重力势能以及能效没有充分的发挥。第二，在这当中除了需要将消防管网的水压控制在0.67MPa，然而对于其他的没有该要求的用户，在实际的供水中就会产生浪费情况。

3消防供水系统改造设计

3.1消防用水的合理化配置

通过上述的分析，该水电站当中的消防供水在基本的运行当中对于消防水箱没有充分的应用，而是采用变频水泵，并且消防需求用户也不需要0.67MPa压力值的消防用水，因此这就需要对其进行优化设置，在一般状态中，相对于消防供水其自身的切换阀基本上都是处在全关的状态，日常用水主要就是来自于消防水箱，并且对于其自身的压力一般主要就是由消防主供水系统来进行提供的。

3.2新型消防水压维持系统的设计

对于新型的消防设施其水压的维持当中的压力值主要就是采用对低压气系统的连接来维持的，同时采用压力水罐的水位来对消防维压水泵的启停进行控制的，以此来维持基本的用水。在产生火灾时若是需要大量的水，这就可以采用大功率的消防水泵作为管网进行对其供水。这样压力水罐就可以当做隔膜式气压供水罐来对消防水系统的正常压力进行调节。

3.3封闭式消防清水池的设计

由于封闭式正压消防水池基本上都是处于密封的状态，并且消防用水的高程通常都是高于取水口的高程，用户1：消防管网（等价高程499m）；用户2：消防水箱（437m），因此对于上游所获取的消防水就会朝向封闭式水池不断的流进，这样流水就会对封闭式的正压清水池上方的空气进行挤压，从而产生正压空气，在这个过程中，封闭式的正压清水池基本上都可以将其当做连通器的中间环节，对上游来的重力势能进行有效的应用。

4改造后的消防供水系统

4.1改造前后能耗分析

4.1.1原消防供水系统的能耗

改造前，消防系统的耗能主要就是对消防清水池的水进行高度以及压力的提升，以此使得能够符合压力需求的电能，同时在实际的计算中对所需要的供水源重力势能主要就是其势能的增加。按照实际的运行数据可以指导，相对于上述该水电站在完成改造之后每日的用水量为360m3。

4.1.2改造后消防供水系统的能耗

在对其实施改造之后，对于用户在生活当中的用水主要就是消防水箱，在应用了封闭式的消防水池之后，可以使得高程相当于只有5m。采用相关的公式进行计算之后可以知道改造之后的消防日消耗只有18MJ。因此可以得出结论，在通过改在之后其能耗大大的降低。

4.2改造后效果分析

首先，消耗少。综上所述，在对消防供水实施改造之后其所产生的耗能有效降低，并且所产生的节能效果也是非常的明显。其次，成本比较低，在对其进行改造之后其供水的压力只需要应用定频泵对其进行控制，这样就可以不需要使用价格昂贵的变频泵，同时由于压力罐自身就是有着隔膜供水的特征，因此在一定意义上对于供水的成本也能够降低。第三，具有良好的可靠性。由于采用的是新型的水压西永，对传统的以及不停运的变频泵进行了替代，这样就能够将其可靠性进行增加。第四，水压较为稳定。相对于传统的消防供水来讲其主要就是应用变频泵对其压力实施控制，并且两台变频泵在实际的切换中就会使得其压力出现变化，在这个过程中使用新型的水压系统就能够对于水位当中的启停实施控制，还能够通过连通低压气系统，这样就能够使得消防的管网压力能够一直都维持在0.67MPa，从而确保水压的稳定性。

水电站作为比较特殊的一种建筑物，和其他的工民建不同，因此消防系统在设计当中也有较为特殊的要求。因此本文主要就采用对消防水所需用户进行科学配制以及封闭式清水池、新型水压系统的设计等方式。来降低其能耗和提升其可靠性，确保消防水系统的稳定以及成本的降低等，因此采用这种设计方式在之后的消防水系统中可以大力推行。

作者:刘光义 史玉娟 单位:1.徐州市水利工程建设监理中心 2.徐州市正源水利建筑工程检测中心

参考文献

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[2]朱文松.潘家口水电站消防供水系统技术改造[J].海河水利,1996,03:59-61.