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７２ 给水排水 Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．９ ２０１４二氧化碳灭火系统在室内变电站灭火设计中的应用１ ２（１深圳中广核工程设计有限公司，深圳 ５１８０４５；２深圳市天弈市政工程设计有限公司，深圳 ５１８０００） 摘要 变电站的灭火设计常采用水喷雾灭火系统，但在缺水的情况下，需采用气体灭火系统。二氧化碳灭火系统是气体灭火系统中比较适合于变压器灭火的系统。以某１１０ｋＶ室内变电站为例，重点介绍主变压器室所采用的高压全淹没式二氧化碳灭火系统和事故排油系统的设计及注意事项。关键词 二氧化碳灭火系统 室内变电站 变压器０ 引言变压器是变电站内最重要的设备，油浸变压器的油具有良好的绝缘性和导热性，变压器油的闪点一般为１３０℃，是可燃液体。当变压器内部故障发生电弧闪络，油受热分解产生蒸气形成火灾。某１１０ｋＶ室内变电站由于室内消防水量不能满足水喷雾灭火系统所需水量，考虑到该项目的特点和二氧化碳灭火系统的适用条件，故采用二氧化碳灭火系统进行室内变压器的灭火，并配套设置变压器的事故排油系统。１ 项目概况某焦化厂内变电站，由于厂区用地所限，本变电站为室内站。３台主变压器分别布置在配电楼１层的３个独立的主变压器室内，每间变压器长为１２ｍ，宽为１０ｍ，高为９ｍ，外墙上有２个直径为０．６ｍ的开孔（不封闭）。主变压器油量最大为１７．１ｔ，根据《电力设备典型消防规程》（ＤＬ ５０２７—９３）５．０．４．２条规定，若采用水喷雾灭火系统，消防用水量为６０Ｌ／ｓ，本项目为扩建项目，消防水量不能满足室内水喷雾灭火系统所需水量，故主变压器室拟采用二氧化碳灭火系统进行灭火。其余房间，如：电缆夹层内均匀布置定温悬吊式ＡＢＣ干粉灭火器（喷头动作温度为６８℃）进行灭火；所变压器室因单台变压器最大油量为０．９５ｔ，油量较少，采用推车式ＡＢＣ干粉灭火器进行灭火；ＧＩＳ配电室、电容器室、１０ｋＶ配电室、检修工具间、资料室等均配置手提式ＡＢＣ干粉灭火器进行灭火。以下重点介绍主变压器的灭火设计。２ 主变压器室的灭火设计本项目主变压器室灭火设计采用二氧化碳灭火系统配事故排油系统。以下详细介绍二氧化碳灭火系统和事故排油系统的设计。２．１ 二氧化碳灭火系统的分类二氧化碳灭火系统的分类、主要特征以及适用条件见表１。２．２ 二氧化碳灭火系统的选择根据表１中的分类方式和使用条件，逐一确定二氧化碳灭火系统的具体形式。（１）应用方式。经计算，本项目单个变压器室表面积为６３６ｍ２，而不封闭的开孔为０．６ｍ２，高度为７．５ｍ，开孔率为０．９％，不超过３％，符合《二氧化碳灭火系统设计规范》（ＧＢ ５０１９３—２０１０）３．１．２条规定，也满足全淹没式灭火系统的适用条件，故采用全淹没式灭火系统。（２）系统组成。由于本项目有３个集中布置且独立的变压器室，若采用单元独立灭火系统需要设置３个同样大的钢瓶间，这样会增加项目的建筑面积和设备投入；若采用组合分配灭火系统，则只需配备１个钢瓶间，既减少了建筑面积又节省了设备投入，故宜采用组合分配灭火系统。（３）储存压力。若采用低压系统，操作灵活，启动时无需气源，但二氧化碳灭火剂储存需配置制冷保温系统，日常运行有能耗，管理不便，维护复杂；若采用高压系统，二氧化碳灭火剂储存则无需配置制冷保温系统，日常运行无能耗，管理方便，维护简单，但操作不灵活，系统一旦开启就无法关闭，启动需要气源。经计算，本项目总二氧化碳储存量为１．９ｔ，适给水排水 Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．９ ２０１４７３ 表１ 二氧化碳灭火系统的分类和适用条件分类主要特征适用条件按应用方式分全淹没灭火系统 在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统 适用于开孔率不超过３％的封闭空间，保护区内除泄压口外，其余均能在灭火剂喷放前自动关闭局部应用灭火系统 向保护对象以设计喷射率直接喷射灭火剂，并持续一定时间的灭火系统 保护区在灭火过程中不能封闭，或虽然封闭但不符合全淹没系统所要求的条件，适宜扑灭表面火灾按系统组成分单元独立灭火系统 用一套储存装置单独保护一个防护区或保护对象的灭火系统 适用于防护区少而又有条件设置多个钢瓶间的工程，或防护区比较分散而又有条件设置多个钢瓶间的工程组合分配灭火系统 用一套储存装置单独保护两个及两个以上防护区或保护对象的灭火系统 适用于防护区多而又没有条件设置多个钢瓶间，且每个防护区不同时着火的工程按储存压力分高压系统 二氧化碳以液态储存，储存压力１５ＭＰａ，以常温方式储存 主要用于工业或仓库等无人的场所，且二氧化碳储存量较小的灭火系统低压系统 二氧化碳以液态储存，储存压力２ＭＰａ，采用制冷系统进行低温方式储存 适用用于工业或仓库等无人的场所，且二氧化碳储存量较大的灭火系统宜采用高压二氧化碳灭火系统。通过上述比较，本项目宜采用高压管网式全淹没二氧化碳灭火系统，管网为组合分配形式。２．３ 控制方式本系统具有自动、手动及机械应急操作３种控制方式。有人工作或值班时，采用电气手动控制，无人值班的情况下，采用自动控制方式。自动、手动控制方式的转换，通过手动控制盒（设在防护区的门外，有紧急停止和紧急启动按钮）来实现。（１）自动工况。当防护区发生火警时，气体灭火控制器接到防护区两个独立火灾报警信号后立即发出联动信号（关闭通风空调等）。经过３０ｓ时间延时，气体灭火控制器输出２４Ｖ直流电，启动灭火系统。二氧化碳经管网释放到防护区，控制器面板喷放指示灯亮；同时，控制器接收压力讯号器反馈信号，防护区内门灯显亮，避免人员误入。（２）手动工况。当防护区经常有人工作时，可以通过防护区门外的手动控制盒，使系统从自动状态转换到手动状态，当防护区发生火警时，控制器只发出报警信号，不输出动作信号。由值班人员确认火警，按下控制器面板或击碎防护区门外紧急启动按钮，即可立即启动系统，喷放二氧化碳灭火剂。（３）机械应急操作工况。当自动、手动紧急启动都失灵时，可进入储瓶间内实现机械应急操作启动。只需拔出对应防护区启动瓶上的手动保险销，拍击手动按钮，即可完成整套系统的启动喷放工作。２．４ 设计计算２．４．１ 二氧化碳的设计用量全淹没灭火系统二氧化碳的设计用量计算，如下。防护区尺寸：长为１２ｍ，宽为１０ｍ，高为９ｍ。物质系数Ｋｂ查规范附录Ａ为２，设计浓度５８％。防护区容积Ｖｖ＝１２×１０×９＝１ ０８０（ｍ３）。可扣除体积：由于变压器体积计算困难，Ｖｇ以０计是安全的。防护区的净容积：Ｖ＝Ｖｖ－Ｖｇ＝１ ０８０ｍ３。总表面积Ａｖ＝（１２×１０×２）＋（１２×９×２）＋（１０×９×２）＝６３６（ｍ２），所有开口的总面积Ａｏ＝０．６ｍ２，折算面积Ａ＝Ａｖ＋３０Ａｏ＝６３６＋３０×０．６＝６５４（ｍ２）。设计用量：Ｍ＝Ｋｂ（０．２Ａ＋０．７Ｖ）＝２（０．２×６５４＋０．７×１ ０８０）＝１ ７７３．６（ｋｇ）。２．４．２ 储存量药剂残余量按设计用量的８％计算。本设计采用组合分配系统，二氧化碳储存量按所需储存量最大的一个防护区（３个防护区一样）计算。储存量ＭＣ＝１．０８ Ｍ＝１ ９１５．５ｋｇ。２．４．３ 所需钢瓶数选用某生产厂家７０Ｌ的钢瓶，二氧化碳充装量为４５ｋｇ，则所需钢瓶数ｎ＝ＭＣ／４５＝４３只。２．４．４ 管网计算管网计算可采用经认证的专业软件进行，或可根据《二氧化碳灭火系统设计规范》（ＧＢ ５０１９３—２０１０）第４章的要求进行手工计算，本文在此就不再赘述。２．４．５ 其他参数和计算结果喷射时间≤１ｍｉｎ，主管道公称直径为ＤＮ１００，７４ 给水排水 Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．９ ２０１４每个防护区设置１２只喷头全淹没喷嘴，每个防护区的卸压口面积为０．２７５ｍ２。钢瓶间尺寸：长为５．７ｍ，宽为５．７ｍ，高为３．２ｍ。２．５ 布置在每个主变压器室内均匀布置１２只喷头，由于二氧化碳在管网内为气、液两相流，故管道布置时不应采用四通管件进行分流，应采用三通进行分流。４３只钢瓶布置在钢瓶间。管网以及喷头平面布置见图１。２．６ 系统组成系统主要由灭火剂储瓶、失重报警装置、控制气管、压力讯号器、启动瓶组、称重装置、安全阀、液体单向阀、高压软管、集流管、选择阀、全淹没喷嘴气体单向阀及管网组成。系统组件型号以及系统组成见图２。２．７ 事故排油系统变压器在发生火灾时，需要将变压器内油全部排出室外，总事故油池为地下式，按最大一台变压器的油量为有效容积进行设计。经过计算本项目主变压器最大油量为１７．１ｔ，体积约为１９ｍ３，总事故油池有效容积取２１ｍ３，采用ＤＮ２００的铸铁管道按１％坡度设置，将３个主变压器的油重力流排至室外的总事故油池。由于本设计采用二氧化碳灭火系统，故事故油池可不设置油水分离设施。３ 设计中的注意事项（１）系统启动需要启动介质，目前常见启动介质为氮气和二氧化碳气体等性质稳定的介质，设计中可采用与灭火介质相同的二氧化碳气体，以方便管理和补充。（２）因为变压器出线多数为高压裸露，所以布置时要注意喷头及管道与高压裸露电缆的最小安全距离，最小安全距离可参考水喷雾头及管道与高压裸露电缆的最小安全距离，应符合《电力设备典型消图１ 二氧化碳灭火系统平面布置图２ 二氧化碳灭火系统给水排水 Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．９ ２０１４７５ 高层住宅集中和分散式生活热水供应系统的能耗比较 （中国建筑西南设计研究院有限公司，成都 ６１００４１） 摘要 通过对高层住宅集中生活热水系统管网的长度、热循环管路以及系统的使用率、热水负荷特性导致的热损失和循环水泵能耗的分析，并与单户分散式热水器供应热水的方式进行了经济性比较，结合工程实际情况，对集中生活热水供应方式的适用场合提出建议。关键词 高层住宅 集中生活热水供应系统 热损失 能耗 经济性随着住宅开发市场竞争的日趋激烈，出现了安保监控、卫星电视、纯净水入户等配套设施。在这样的大环境下，１９９８年设计的成都某高层住宅小区，首推采用铜管作为给水管材及采用热水机组集中热水供应系统，开发商为推销其住宅产品而设置了一个闪亮的“卖点”，并迎合了部分消费者的需求，为其项目开发带来了可观的经济效益。应该说，集中热水供应系统确实可以给人们生活带来方便与舒适，但其遇到的实际运行费用等问题是业主没有预料到的。在目前经济发展及生活习惯条件下，对住宅采用集中热水供应系统应进行经济分析比较，以使选择的热水供应方式经济合理。１ 高层住宅的热水管网及经济性分析本分析研究以一个已经投入使用多年的实际项目为例，此项目设置的是集中热水供应系统。此高层住宅小区共５幢２６～３０层高层住宅，每幢１５０～１７０户，设计每幢均为独立的一个集中热水供应系统，采用城市燃气为热源，由燃气热水机组配半容积式水加热器供应热水，热水机组２台放置在屋顶上，热水系统分区同给水系统，采用减压阀减压，分为高、中、低３区，回水集中回至屋顶平衡热水回水箱。１．１ 管网长度及热损失分析对于住宅集中供应热水而言，其管路布置不同于宾馆、酒店客房卫生间的热水供应系统。住宅热水供应的使用特点是用水点多（双、三卫生间、檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿厨房防规程》（ＤＬ ５０２７—９３）５．０．４．４条规定。本设计喷头及管道与高压裸电缆的最小安全距离采用１ ０００ｍｍ。（３）设计中尽量选用充装量比较大的钢瓶，有利于减少钢瓶间占用的面积。（４）因为二氧化碳为微毒气体，所以在防护区和钢瓶间入口处明显位置应配备专门的空气呼吸器或氧气呼吸器。（５）防护区内应设火灾报警器，防护区的入口处应设置火灾声、光报警器。（６）防护区和钢瓶间需要设有良好的通风设施，在灭火后，能及时将二氧化碳气体排出。４ 总结室内变压器采用二氧化碳灭火系统进行灭火，既能有效灭火、系统灵活可靠、维护管理方便，且较采用水喷雾灭火系统的需要扩建消防水泵、消防水池以及新增的雨淋阀、水管、占地的费用少，在缺水情况下采用二氧化碳灭火系统是一个较好选择。参考文献１ 中国建筑设计研究院．建筑给水排水设计手册（上册）．第２版．北京：中国建筑工业出版社，２００８２ ＧＢ ５０１９３—２０１０二氧化碳灭火系统设计规范３ ＧＢ ５０２９９—２００６火力发电厂与变