王素梅
（国网经济技术研究院有限公司徐州勘测设计中心）
摘 要：根据《城市综合管廊工程技术规范》，电力隧道需设置自动灭火系统。文章以实际工程为例，主要介绍高压细水雾系统流量计算、选择泵组型号、水箱大小、泵房位置以及系统控制方式。
关键词：高压细水雾、喷头、区域控制阀、消防水箱、控制方式
为适应城市发展，电缆隧道应用越来越广泛，其安全直接关系到城市电网的供电可靠性。由于电缆隧道内高压电缆布置密集，电缆隧道发生火灾后，通风设备将自动关闭，使得有毒有害气体及烟气不断聚集，能见度低，同时环境温度不断升高，消防人员难以及时到达电缆隧道着火部位灭火；容易造成大面积停电，甚至可能危及整个电网的安全稳定运行，所产生的社会影响非常严重。同时一旦发生火灾，如不切断所有电缆电源，在内部狭窄通道通行的人员将存在较大触电危险。因此对电缆隧道火灾灭火系统进行深入研究具有非常重要的经济意义。
根据《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015）第7.1.9条规定：“干线综合管廊中容纳电力电缆的舱室，支线综合管廊中容纳6及以上电力电缆的舱室应设置自动灭火系统；其他容纳电力电缆的舱室宜设置自动灭火系统”。同时第7.1.9条条文说明：“从电缆火灾的危害影响程度与外援扑救难度分析，干线综合管廊中敷设的电力电缆一般主要是输电线路，电压等级高，送电服务范围广，一旦发生火灾，产生的后果非常严重。支线综合管廊中敷设的电力电缆一般主要是中压配电线路，虽然每根电缆送电服务范围有限，但在数量众多时，也会产生严重后果，且外援扑救难度大，修复恢复供电时间长。基于上述分析，做出本条规定”。
根据此规定，某电缆隧道总长度约5988m，从站址北侧220kV终端塔下电缆，向北沿规划道路南侧转向东约698米后沿道路西侧向北约817米。穿过S250后向东沿松花江东路南侧蜿蜒东行约4473米与线路架空终端连接。电缆敷设采用城市电缆隧道型式，断面3米x3.5米，设计回路10回，即12根电缆220kV（截面尺寸2500mm2），18根电缆110kV（截面尺寸800mm2），根据上述规范的具体要求，本工程建议采用高压细水雾灭火系统。
高压细水雾系统由高压细水雾泵组、细水雾喷头、区域控制阀组、不锈钢管道以及火灾报警控制系统等组成。
高压细水雾泵组由主泵、稳压泵、控制柜、安全泄压阀、压力传感器、阀件、机架及连接管道等组成。由液位控制器实现对水箱自动补水；安全泄压阀用于调节泵组的出口压力；泵组主要部件材质为不锈钢。
高压细水雾喷头由微型喷嘴和喷头本体组成.喷头内设过滤装置。泵组水箱进、出水设置过滤器，过滤器的材质应为不锈钢、铜合金或其它耐腐蚀性能相当的材料；过滤器的网孔直径不应大于喷头最小喷孔直径的80%；过滤器的摩阻应能满足系统管网水力计算要求。
高压细水雾区域控制阀组为开式区域控制阀组。开式区域控制阀组由电动球阀、高压球阀、压力开关、压力表及连接管道等组成，主要材质为不锈钢。
系统设计流量的计算，每个防火分区设置1-2个区域控制阀，每个区域控制阀控制距离100~200米，控制喷头数：20~60个。消防系统设计流量取各防护区内同时开启喷头数流量之和的1.05倍。
本隧道中，共计35个防火分区，估及2310个喷头，共用一套泵组。
系统中最多同时开启数量最多喷头分区为某分区，共53个喷头，喷头流量系数K=1.0，单个喷头设计流量[1]为q=Kx=1=10L/min，系统流量为：Q=1.05x53x10L/min=556.5L/min（以最大流量的1.05倍计算）。
选用XSW-BZ 560/14 RS01 (5用一备）[2]，Q=560L/ min，H=14MPa，N=150kw。其中，单台高压泵Q=112L/min，H=14MPa，N=30kw，五用一备；单台稳压泵流量Q=2.5L/min，H=1.4Mpa，N=0.25kw，一用一备。
泵组总流量= Q=560L/ min≥556.5L/min，满足设计要求。
选用DN80消防主干管，根据规范《细水雾灭火系统技术规范》GB50898-2013- 3.4.12条及3.4.15条：
Pf=6.05 x104 Pt= ∑Pf+Pe+Ps
Pt=1.75(MPa)-3(m)x0.01+10 (MPa)=11.72 MPa
泵组总扬程= 14MPa >11.72 MPa，满足设计要求。
高压细水雾灭火系统补水压力要求不应低于0.2MPa，且不得大于0.6MPa。设置不锈钢水箱[3]一套。灭火持续时间（30min）内需要水量560*30=16800L，选用公称容积为22m3的水箱。水箱外形尺寸为：4400x2000x2500mm（长x宽x高），水箱有效容积为：17m3。为保证高压细水雾系统高压泵组水量水压需要,设补水增压泵两台。增压泵参数：Q=42m3/h,H=32m，一用一备，高压细水雾泵组补水电磁阀开启时，同时启动补水增压泵。
根据《细水雾灭火系统技术规范》GB50898-2013，第3.4.12条公式计算，采用高压细水雾泵组（总流量560L/min，扬程14MPa）输水，直径3米舱内供水母管采用DN80无缝不锈钢管，单边输送距离大于4公里。
综上，本期本电力电缆隧道输电线路全线设细水雾设备间1间，布置于管线全长中点处的#18或#19或#20工作井内（其距离隧道最不利点处路径长约3.1公里），房间尺寸约7m*5m*4m（高），内设细水雾泵组1套，22m3消防水箱一套，设一路消防补水，接自工作井附近的一路市政自来水管道，来水量为560L/min，工作井入口处压力不小于0.1MPa。
系统工作原理，在准工作状态下，从泵组出口至区域阀前的管网由稳压泵维持压力1.0~1.2MPa，阀后空管发生火灾后，由火灾报警系统联动依次开启对应的区域控制阀和主泵，喷放细水雾灭火；或者手动开启对应的区域控制阀，管网降压自动启动主泵，喷放细水雾灭火。经人员确认火灾扑灭后，手动关闭主泵和区域控制阀，火灾报警系统复位，管网恢复、系统复位。
系统控制方式，当发生火灾时，系统具备三种控制方式：自动控制、手动控制和应急操作。
（1）自动控制：FAS接收到灭火分区内一路探测器报警后，联动开启灭火分区内侧的声光报警器；接收到同一灭火分区内第二路探测器报警确认火灾后，联动开启灭火分区外侧的声光报警器，同时联动打开该灭火分区对应的区域控制阀及相邻两个区域控制阀供水，主泵启动，压力水经过高压细水雾开式喷头喷放灭火。压力开关反馈系统喷放信号，主机接收到该反馈信号后联动开启喷雾指示灯。开式系统的响应时间不大于30S。
（2）手动控制：当现场人员确认火灾且自动控制还未动作，可按下现场阀组箱内的启动按钮打开区域控制阀，启动系统。压力水经过高压细水雾开式喷头喷放灭火。压力开关反馈系统喷放信号，主机接收到该反馈信号后联动开启喷雾指示灯。
（3）机械应急操作：当自动控制与手动控制失效时，通过操作区域控制阀的手柄，打开控制阀，启动系统，喷放细水雾灭火。
本次隧道共设计一套细水雾泵组，放置在隧道中部位置，配置1套细水雾远程集中控制系统，将系统进行集中监视管理，远程集中控制系统可远程显示泵组系统运行状态，并能对泵组进行远程控制。
参考文献：
[1] 《细水雾灭火系统技术规范》（GB50898-2013）北京 中国计划出版社 2013.
[2] 《细水雾灭火装置》 GA1149-2014中国标准出版社 2014.
[3] 水箱制作和安装要求参照国标12S101矩形给水箱图集.