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技术支撑

柴油发电机房自动灭火系统的选择和设计

[文章来源:来自网络] [发布日期:2017-02-18] [浏览次数:]
  摘要:通过对柴油发电机房的火灾特点分析和不同消防系统的技术经济比较,选择水喷雾灭火系统作为柴油发电机房的自动灭火系统,并进行了相关设计。

  本文以某冶金工程用户的备用发电机房为例,论述了自动灭火系统选择和设计。该柴油发电机房内设两台柴油发电机(单台1734kW,10.5kV),一用一备,外形尺寸为6300×2400×3000mm,日用油箱单独设置在油箱间。发电机房采暖温度5℃,燃油闪点高于60℃。柴油发电机房的火灾主要有三种:电气火灾、液体(柴油)火灾以及由前两种火灾引燃柴油发电机房内可燃固体的火灾。

柴油发电机组

  一、自动灭火系统比较选择

  依据有色金属行业的现行设计规范-《有色金属工程设计防火规范》(GB50630-2010)中 7.5.1 和 7.5.3 规定,当柴油发电机房总装机容量大于400kV·A 时,应设置细水雾或水喷雾灭火系统,宜设置高压细水雾开式灭火系统。

  细水雾灭火系统工作压力较高(高压系统工作压力大于等于3.5MPa,中低压系统工作压力通常介于1.2MPa-3.5MPa之间),99%的水通过细水雾喷头后被雾化成粒径小于1000μm的雾滴,比表面积大,冷却与窒息效果优于水喷雾系统[3] .本工程中室外消防管网工作压力0.4MPa,不能满足细水雾灭火系统的工作压力要求,且没有现成可利用的加压设备,需增加消防泵、稳压泵、消防水箱等,其经与多个供货商询价,需增加设备总价在50-80万元之间,建设和运行费用高,因此只有当有可利用的现成设备时,细水雾灭火系统才适合作为柴油发电机房的自动灭火系统。

  水喷雾灭火系统由湿式自动喷水灭火系统发展而来。其灭火机理有以下四种:冷却作用、窒息作用、乳化作用和电绝缘性能,对于扑灭柴油发电机房的三种火灾有突出的优势,既能扑灭明火,又能对周围可燃物起到冷却保护作用,本工程的室外消防管网水压可满足水喷雾灭火系的工作压力,不需另外增加设备,节省投资。

  所以,选择水喷雾灭火系统作为柴油发电机房的自动灭火系统。

  二、设计参数

  水喷雾灭火系统的主要设计参数有:设计喷雾强度、持续喷雾时间、给水压力、设计流量、系统响应时间、保护面积等,根据《水喷雾灭火设计系统设计规范》(GB50219-95)的规定,可确定以下设计参数:

  (1)设计喷雾强度q:柴油闪点高于60℃,设计喷雾强度取20L/(min·㎡);(2)持续喷雾时间t:0.5h;(3)消防水源:水源来自厂区生产消防合用管网;(4)水喷雾灭火系统相应时间应≤45s;(5)保护面积 S:经计算单台柴油发电机保护面积为 46.9㎡。

  三、水雾喷头选型及相关计算

  选用 ZSTWB33.7/90 型离心雾化型开式水雾喷头(带滤网,黄铜材质),额定工作压力0.35MPa,流量 63L/min,雾化角 90°,流量系数33.7,连接螺纹 Rp3/4,有效射程2.5m,水平喷射最大高度1.9m,雾滴较细,适用于扑灭液体和电气火灾。

  (1)喷头数量 N=(S×W)/q=29.8 ≈ 30 个

  S--保护面积 m  ;

  W--设计喷雾强度 L/(min×m2  );

  q--水雾喷头流量;

  (2)考虑喷头与高压电气设备(裸露)部分的最小安全距离为 0.3m,且应留有人员操作空间。各保护面按平面处理,水雾喷头按矩形布置,侧喷喷头安装角度为 30°(与水平方向),喷头间距不应大于1.4倍的水雾锥底圆半径。

  水雾锥底圆半径R=B×tg(Q/2)

  B--水雾喷头距保护对象距离;

  Q--水雾喷头雾化角;

  四、水雾喷头布置及其他

  (1)根据柴油发电站布置,布置水雾喷头30个,另油箱间设置3个喷头进行保护。共33个,计算秒流量34.65L/s,设计秒流量3.8.1L/s,消防水进水管管径DN150,设计流速1.98m/s<5m/s.水雾喷头布置见图1.


  (2)本设计选用ZSFY/SL-S360(DN150)雨淋阀组,包括水力警铃、压力开关、雨淋报警阀、进水信号阀、压力表、试水阀和试验信号阀等。阀前设置检修阀和过滤器,滤网孔径4.0-4.7目/平方厘米,过滤器后的管道采用内外热镀锌钢管,丝扣连接。

  (3)雨淋阀有三种启动方式:电磁阀启动、现场手动启动与非电控远程手动装置启动,本设计采用感温探测器,探测并确认火情后,由消防联动控制器启动电磁阀,控制设备设置在消防控制室。

  (4)自动灭火系统工作后,如果喷水不能及时排除,有可能造成火势蔓延,增大火灾扑救的难度,因此在本设计中设置了铸铁排水地漏,同时设置了阻火水封,以防火势随水流蔓延。

  五、结语

  (1)柴油发电机外形不规则,应根据实际发电机组外形进行计算,水雾喷头按立体布置法才能保证各个被保护面有足够的水喷雾保护强度。

  (2)水喷雾系统给水干管宜在顶部设置成环状管网,可减小喷头间的压差,喷出水雾更加均匀、有效。

  (3)水喷雾灭火系统具有快速启动、环保、用水量小的特点,可以满足柴油发电机房的灭火要求,并且安装操作和管路布置简单,造价较低,多种控制方式可有效保障消防的安全度。

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