（中国电建集团河南省电力勘测设计院设有限公司 河南郑州 450000）
摘要：新能源电站在国家电力能源中所占比例稳步上升，其安全运行尤为重要。新能源电站升压站水消防系统的设计是电站安全运行的基本保障，关乎高压送出线路及电网的安全。文章结合新版消防规范的规定，从水消防系统的设置以及针对实际应用中存在的问题提出了解决措施及建议。并对老式消防供水泵房和新型一体化消防供水设备进行对比，探讨论证了新型一体化消防供水设备在新能源电站水消防系统中的可行性。
关键词：新能源电站；升压站；水消防系统；一体化消防供水设备
引言
新能源发电是可再生能源开发利用的重要组成部分。作为我国的战略新兴产业，它在能源结构调整、节能环保领域发挥着重要作用。近年来，尤其是生态环境保护被列入国家战略定位之后，新能源发电势必会得到更大的投入和更加快速的发展。
从目前广泛定义中，新能源发电主要指光伏发电和风力发电。升压站是新能源电站的重要组成部分，关乎电力的送出。本文结合新版《火力发电厂与变电站设计防火标准》的改动，对升压站水消防系统设计进行探讨。
1.概述
笔者对比分析了目前新能源电站内升压站的各种布置形式，选取了一种典型的升压站布置模式作为本文的研究对象。升压站内设油浸式主变，室外布置；站内主要建（构）筑物有综合楼、35kv 配电楼、事故油池、110 kV 户外 GIS、综合水泵房和消防水池等。
根据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB50229-2019），站区建筑物火灾危险性分类及耐火等级详见表1。
表1 站内建筑物火灾危险性分类及耐火等级一览表
2.消防给水系统设置
2.1消防栓给水系统设置的必要性
根据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB50229-2019），《建筑防火设计规范》（GB50016-2014）要求，升压站应设置室内和室外消防给水系统。
新版《火力发电厂与变电站设计防火标准》明确将主控制楼和继电器室的火灾危险性定为丁类，站内必须设置消防给水系统，目前一些升压站内建构筑物采用预制舱形式，其危险等级如何定义，本文不做讨论。新能源电站升压站不同于国家电网系统110kV、220kV无人值守变电站，升压站内一般设置有综合楼，内设主控室、继电器室、办公室、宿舍以及餐厅，根据《建筑防火设计规范》要求，站内需设置室内消防给水系统。
2.2消防水量
2.2.1站内构筑物消防用水量
根据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB50229-2019）与《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）（以下简称消火栓规范）相关规定，站内消防用水量如表2所示。
表2 站内主要建筑物消防水量计算表
从表2 可看出：综合楼或配电楼为消防用水量最大的构筑物，消防系统所需最大用水量为25L/s。
2.2.2变压器水喷雾灭火系统
根据《火力发电厂与变电站设计防火标准》（GB50229-2019）规定，单台容量为125MV•A及以上的主变压器应设置水喷雾灭火系统、合成型泡沫喷雾灭火系统或其他固定式灭火装置。新能源电站升压站内变压器容量一般均小于125MV•A，可不设固定式灭火系统。按照《电力设备典型消防规程》配置消防砂箱及推车式灭火器。
综上所述，升压站内消防系统所需最大用水量为25L/s，根据规范升压站内火灾次数为1次，火灾延续时间为2h，故升压站内一次火灾最大需水量为180m³。
2.3消防水压
消防水压按变电站最不利消防点所需压力选取，见表3：
表3 主要建筑消防给水需要水头
从上表可看出：消防系统所需最高水压为0.54 MPa。
2.4 消防水系统的设置
升压站区内消防水采用临时高压给水系统，管道系统为独立设置，供室、内外消火栓系统用水。
消防供水管道在站内布置成环网，消防水主干管管径为DN150。
室外消防采用SS100型地上式消火栓。
在综合楼、配电楼内设置枝状消火栓给水系统，采用SN65型消火栓，每个消火栓均设置能够直接启动消防水泵的按钮。
2.5 消防水系统的设备选择
有上述内容可知，升压站内水消防系统的最大用水量为25L/s，最大需水压力为0.54Mpa。故消防设备选型为：电动消防泵2台（一用一备），单泵Q=25L/s，H=55m，N=22kW。另选消防稳压设备一套，含2台电动稳压泵（1用1备）及隔膜式气压罐一座，平时站区消防管网压力由消防稳压泵维持，火灾发生时可自动压力连锁或远方启动消防泵。消防稳压泵的技术参数为：Q=5L/s，H=60m，N=5.5kW。
消防水池或水箱，有效容积容积满足180m3，满足最大一次火灾消防水量需求。消防水池（水箱）内设置液位仪，液位联锁控制。
3.消防水泵房形式的选择与对比
作为消防系统水源的贮存场所，消防水池和消防泵房布置的合理性，安全性对整个水消防系统能否正常运行影响巨大。根据泵房形式及水泵选型，目前泵房主要布置型式为地下式，半地下式，轴流深井泵式以及装配式一体化消防泵站型式。
3.1地下式与半地下式消防泵房
将这两种方式放在一起是因为其消防水池和消防泵房的相对位置相同，水泵型式相同。不同点只在于前者的泵房完全位于地面以下，后者将位于地面下的泵房露出地面，以便于检修和运维。
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由于此布置方式采用的自罐式水泵，新版《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）规定，消防水池最低有效水位需高出水泵吸水管，具体以水泵排气孔为分界。这样泵房内水泵安装高度基本与水池底部持平，泵房深度较深，土建工程量增大。
3.2轴流深井泵泵房型式
新版《消火栓规范》实施以后，针对卧式消防泵以及立式消防泵排气孔较高的缺点。消防水泵厂家加快了轴流深井式消防水泵的认证。目前，国内已认证的该型式水泵能满足大多数工业需求。
图：装配式一体化消防泵站
该泵房型式，能够充分利用水池的容积，降低水池深度，从而能够达到节省工程量的目的。另外，这种地上泵房地下水池的布置方式能节约泵房占地面积，对用地紧张的工程特别适用。
3.3 装配式一体化消防泵站
本文所指装配式一体化消防泵站由成品钢制水箱和泵房组成，即消防泵房和水箱结合在一个钢板水箱内（水箱和泵房分隔开）。此泵站安装灵活，既可以布置在地上也可以布置在地下。此类成品水箱可分为成品不锈钢水箱和成品镀锌钢板拼接水箱。
装配式一体化消防泵站施工周期短，安装方便，外形美观，造价低廉。但是由于其安装方式的限制，地上式安装时，其拼装高度不能过大，从而增加了占地面积，比较适用于消防用水量较少的工程。
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3.4 消防泵房型式对比
结合工程实际以及施工方反馈，对以上三种型式的泵站进行全面对比。此对比选用造价较高的不锈钢装配式一体化消防泵站。
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合理选用消防泵房和水池的布置往往确定了后期的火灾扑救效果。针对新能源电站升压站，其占地面积较大，消防需水量较少，结合上述特点笔者比较推荐采用装配式一体化消防泵站，其造价低，施工周期短的特点也比较受业主方的认可。如果站址在山区，受占地面积影响较大的话，可以选用轴流深井消防泵房型式。
4.结论
消防系统的设置关乎整个新能源电站升压站的安全，其中水消防系统是全站消防的重要组成部分，关乎站内生产区域的安全运行。从本质安全的角度，新能源电站建设前期，应从整个系统工程出发，在消防系统配置及泵房的选型上做出合理合规的选择，从源头上做好消防工作，防止事故发生。
参考文献
[1]GB 50229-2019 火力发电厂与变电站设计防火标准【S】.
[2]GB 50016-2014 建筑设计防火规范（2018年版）【S】.
[3]GB 50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范【S】.
作者简介
程凯，男，研究生学历，工程师，长期从事电厂水工工艺设计。