向家壩升船機消防供水系統(tǒng)設計介紹及優(yōu)化

胡學龍 狄宗向 陳誠

摘 要：本文通過對向家壩升船機區(qū)域消防供水系統(tǒng)的設計進行分析，重點對消防供水選擇、消防水源、水量和水壓，以及管網(wǎng)布置的合理性進行了分析，并提出了升船機區(qū)域消防供水系統(tǒng)的優(yōu)化改造建議。

關(guān)鍵詞：消防;水源;管網(wǎng);優(yōu)化

中圖分類號：U642? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）09-0078-03

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，大型水利水電工程建成投產(chǎn)進入了高峰期，水利水電工程通航建筑設施也逐步發(fā)展，目前全國重要航運通道上的水利水電工程均建設有通航設施，向家壩升船機就是大型通航設施的代表之一。升船機設備通航運行期間，因受過機船舶等外部因素的影響，發(fā)生火災事故的概率相對較高，因此，科學規(guī)范的消防體系建設就顯得尤為重要，是確保整個工程安全的重要保障。在消防體系建設中，消防供水系統(tǒng)又是保障整個消防系統(tǒng)發(fā)揮作用的重中之重，因此需要從設計、施工、驗收等各個環(huán)節(jié)都嚴把質(zhì)量關(guān)。

1 消防供水系統(tǒng)總體設計

1.1? 消防供水系統(tǒng)選擇

向家壩升船機采用消防與生產(chǎn)、生活供水系統(tǒng)共水源、共管網(wǎng)的布置方案，以節(jié)省投資、便于管理。

1.2? 消防水源、水量和水壓

1.2.1 消防水源

向家壩電站消防水源有2處：一處是向家壩左岸生活營地內(nèi)440.0m高程兩個相聯(lián)通的生活調(diào)節(jié)水池，總?cè)萘?000m3，其中500m3容量作為電站廠房的消防用水;另一處是右岸430.00高程500m3容量的消防水池。兩處水源均與貫穿壩頂?shù)南栏晒埽―N400）聯(lián)通，升船機消防水源則取自壩頂消防干管。

船廂消防供水系統(tǒng)的水源為船廂水。

1.2.2 消防水量

（1）塔柱及船廂室段消防水量。由于生產(chǎn)、生活用水和消防用水共水源和管網(wǎng)，供水量應同時滿足兩者使用的需要。其中生產(chǎn)、生活用水量標準不大于2m3/h。一次滅火消防用水量標準為室內(nèi)消火栓用水標準為6×5L/s，火災延續(xù)時間為2h;雨淋系統(tǒng)考慮同時啟動相鄰三個防火區(qū)雨淋閥，用水標準為981m3/h，火災延續(xù)時間為0.5h。管路總供水量不得小于981m3/h。

（2）船廂消防水量。一次滅火消防用水量標準以下列控制性消防用水為準：消防水槍用水標準為5.0L/s，火災延續(xù)時間為2h;固定式水成膜泡沫滅火裝置用水標準0.7L/s，泡沫噴射時間不少于30min。

由表1可知，升船機塔柱失火時，高、低區(qū)消火栓消防供水系統(tǒng)最大用水量均為336m3/次，最大流量均為146m3/h。船箱室段雨淋系統(tǒng)最大用水量為490.5m3/次，最大流量為981m3/h。從壩頂DN400消防干管敷設2根DN300消防管至升船機消防供水系統(tǒng)，每根DN300水管供水能力為712m3/h（v=2.8m/s時），能滿足塔柱消防系統(tǒng)用水要求。

船廂消防系統(tǒng)最大用水量為149.04m3/次（其中從船廂取水149.04m3/次），最大流量為82.08m3/h（其中從船廂取水的流量為160m3/h）。船廂廂內(nèi)水域尺寸125m×12.4m×3m（長×寬×水深），船廂運行時廂內(nèi)水體最小量約2500m3，可用水量按廂內(nèi)水體最小量的20%計算，約為500m3，能滿足升船機船廂消防系統(tǒng)用水要求。船廂底鋪板下部敷設1根DN150環(huán)狀消防供水管。

1.2.2 消防水壓

因左岸水池（440.00m高程）和右岸水池（430.00m高程）均為高位水池，故壩頂消防系統(tǒng)（382.50m高程）為常高壓系統(tǒng)。

升船機塔柱高區(qū)供水系統(tǒng)室內(nèi)消火栓最高點和最低點所需水壓，折合高程分別為424.1m和376.1m，其余部位消防水壓均介于消防最高水壓和消防最低水壓二者之間。

升船機塔柱低區(qū)供水系統(tǒng)室內(nèi)消火栓最高點和最低點所需水壓，折合高程分別為376.1m和286.1m，其余部位消防水壓均介于消防最高水壓和消防最低水壓二者之間。

升船機船廂上消防水槍口處凈水壓按30mH2O設計。

1.3 管網(wǎng)布置

升船機消防系統(tǒng)消防范圍為0+40.000～0+494.950，包括：上閘首（包括擋水壩段和渡槽段）、船廂室段、下游引航道等部位。

在升船機壩段，從0+040.00附近高程382.400m布置的大壩DN400消防干管上引2根DN300消防管，分別沿升船機上閘首、塔柱左、右兩側(cè)高程381.000m的消防管溝敷設至升船機船廂室段上游，再上行至高程393.000m頂部機房樓板下（高程391.000m）聯(lián)通形成環(huán)狀供水管網(wǎng)，供升船機的消防及生產(chǎn)、生活用水。

該環(huán)狀管網(wǎng)連接到四個樓梯間內(nèi)的4根消防立管，每根立管上行至393高程的頂部機房后接室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和雨淋噴水滅火系統(tǒng)，左側(cè)的2根立管下行至255.000m高程，右側(cè)的2根立管下行至262.000m高程，每根立管在每層樓梯間與室內(nèi)消火栓相連，每根立管上設置4個減壓閥，分為5個供水分區(qū)，使每個供水分區(qū)的消防水壓滿足規(guī)范要求。4根消防立管到達295.000m高程后，再由2根水平敷設的DN150消防支管在升船機兩側(cè)分別向下游側(cè)水平延伸至下閘首和輔助閘首（0+494.950），每側(cè)支管上設置3個室外消火栓（共6個），2根DN150消防支管在末端連通。

從升船機環(huán)狀消防供水管網(wǎng)塔柱左、右兩側(cè)各引兩根DN200供水支管，在3個DN200供水支管上引出2根DN150供水支管，在1個DN200供水支管上再引出1根DN150供水支管，布置在393.000m樓板下，作為雨淋噴水滅火系統(tǒng)供水管。

1.3.1 升船機塔柱高區(qū)供水系統(tǒng)

高區(qū)供水系統(tǒng)的水源取自于升船機消防供水環(huán)管。

高程393.0m層樓板下雨淋系統(tǒng)及室內(nèi)消火栓均通過DN300供水環(huán)管引水;DN300供水環(huán)管在高程391.00m左、右側(cè)4個塔樓防煙樓梯間前室處各引出1根DN200供水立管（共4根），該立管向上（至高程393.00m）及向下（至高程255.00m、高程262.00m）為升船機各消防及生產(chǎn)、生活用水點供水。

1.3.2 升船機塔柱低區(qū)供水系統(tǒng)

防煙樓梯間前室DN200消防立管（4根）在高程387.000m、355.500m、320.500m、285.500m通過減壓閥減壓后，作為塔柱低區(qū)供水系統(tǒng)消防及生產(chǎn)、生活各用水點供水管。4根DN200供水立管通過敷設在下閘首和輔助閘室的DN150水平供水管相互連通，形成低區(qū)立體供水環(huán)網(wǎng)。

1.3.3 船廂消防供水系統(tǒng)

在船廂底鋪板下部腔體靠外側(cè)布置1根DN150環(huán)狀消防供水管，另在船廂底鋪板下部腔體左（或右）側(cè)相鄰的梁上安裝2臺Q=160m3/h的消防水泵（1用1備），將船廂水加壓后送入DN150環(huán)狀消防管，給設在船廂走道上的消火栓（左、右側(cè)各設4個）和固定式水成膜泡沫滅火裝置（左、右側(cè)各設4套）供水。

2 消防供水系統(tǒng)存在的問題及優(yōu)化建議

（1）向家壩升船機塔柱消防供水系統(tǒng)4根消防立管總長約140米左右，中間未設置伸縮節(jié)，管路存在因熱脹冷縮而脹裂或拉斷的風險。建議在4根消防立管每個減壓閥處增設一個伸縮節(jié)。

（2）向家壩升船機塔柱、船廂消防供水系統(tǒng)室內(nèi)明裝消防管道連接方式為管道焊接方式，不符合消防管道安裝要求。建議更改為卡箍連接方式或者法蘭連接方式。

（3）向家壩升船機塔柱消防供水系統(tǒng)393 層消防環(huán)管最高點安裝了2 個DN80的快速排氣閥，但在排氣閥兩端未安裝隔斷閥，建議在排氣閥兩端安裝隔斷閥，以便排氣閥故障檢修時能快速進行檢修。

（4）向家壩升船機消防供水系統(tǒng)393層消防環(huán)管未設置分段閥，若某一消防立管需要檢修，則整個消防供水系統(tǒng)都將停運。建議在消防環(huán)管上安裝3個分段閥，將4根消防立管分段隔開，以便某一消防立管需要檢修時不影響其他3根消防立管正常供水，保障消防供水系統(tǒng)處于隨時可用狀態(tài)。

3 系統(tǒng)改造優(yōu)化情況

（1）2019年6月，對向家壩升船機塔柱消防供水系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，在4根消防立管每個減壓閥處增設1個伸縮節(jié)。

（2）2019年6月，對向家壩升船機塔柱、船廂消防供水系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，將消防管道連接方式由原來的焊接連接方式更改為法蘭連接方式。

4 結(jié)語

大型水利水電工程消防系統(tǒng)建設關(guān)系到整個工程的設備運行安全和人民的生命財產(chǎn)安全，因此需要從設計、施工、驗收等各個環(huán)節(jié)嚴格按照相關(guān)消防規(guī)程和規(guī)范的要求執(zhí)行，確保消防設施在需要的時候能發(fā)揮其應有作用。消防供水系統(tǒng)是保障整個消防系統(tǒng)發(fā)揮作用的重中之重，我們需要從設備運行、檢修、維護等各個方面總體考慮消防系統(tǒng)的設計是否合理。同時，在消防設備投運后，也可以不斷總結(jié)提煉保障消防安全的各項具體措施，通過優(yōu)化改造升級，進一步加強消防系統(tǒng)的安全性，充分發(fā)揮其應有作用，真正做到“預防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針。

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