基于消防工程CAD软件的大型火力发电厂消防设计

1、基于消防CAD软件的大型火力发电厂消防设计The fire design of large-scale thermal power plant based on Fire-CAD software王志双宋胜永(天津市兆龙软件开发有限公司,天津30084(河北省电力勘测设计研究院,石家庄050031 WANG Zhi-shuang SONG Sheng-yong(Megdragon Fire-Software Development Co.,Ltd.(Hebei Electric Power Design&Research ,Tanjin30084Institute,Shijiazhua

2、ng050031【摘要】随着电力行业的快速发展和我国设计单位逐渐实施的走出去战略,越来越多的国内外电力工程设计对现行的设计模式提出挑战。消防设计即是保障生命和国家财产安全的重要手段,又是保证生产安全的必备措施,因而对消防工程设计提出了更高要求。使用何种消防设计计算软件提高设计质量、效率和精确度就成了消防专业人员必须面临的选择。【Abstract】With the rapid development of power industry and national design units gradually implementation of the"going out"str

3、ategy,more and more power generation engineering design pose challenges the present design mode at home and abroad.Fire fighting design is an important means to protect the life and property safety,and is a necessary measure to guarantee safety in production,which put forward higher request of fire

4、engineering design.Using which kind of fire protection design software to improve design quality,the calculation accuracy and efficiency becomes fire professionals must face the choice of.【关键词】消防软件;变压器水喷雾;输煤栈桥;NFPA;喷水强度;FM200气体灭火系统【Keywords】fire extinguishing software;transformer water spray;coal co

5、nveyor;NFPA,water density;FM200gas fire extinguishing system1.前言随着国家电力工业迅速发展,引起火灾的因素也明显增多,电力安全生产的重要性更加突出,火灾发生几率和防控难度相应增大;同时国家对消防工作越来越重视,消防监督、审查部门正在积极准备应用高效、可靠的技术手段对管网设计计算进行严格审核。在以前我国消防工程的设计中,很少使用软件精确的进行水力计算,而往往采用手工进行计算,既浪费时间,精确度又很低,而且没有正规的计算书及图表,很难满足诸如NFPA标准等涉外工程及审查部门的要求。这就必然促使消防设计人员掌握专用的应用软件对管网设计进行

6、计算、验算、评估,提高设计可靠性,使消防工程设计越来越趋向标准化。使用“消防工程CAD计算软件”已成为消防专业建设,提高设计水平的一条新路。“消防工程CAD”软件应用到工程项目中,其绘图和计算软件为项目提供了精确的数据依据,为近一步提高消防设计水平打下了坚实的基础。2.消防工程CAD软件简介消防工程CAD软件包含消防水系统、气体灭火系统的国标GB和美国消防协会NFPA标准的自动喷水灭火系统、消火栓系统、水幕系统、水喷雾系统、细水雾系统、泡沫灭火系统、消防炮系统;二氧化碳(CO2灭火系统、七氟丙烷(FM200灭火系统、IG系列气体(IG01IG55IG100IG541等设计计算模块。3.消防工程

7、CAD在电厂工程中的应用火力发电厂消防系统包括普通水消防系统(室内外消火栓、自动水消防系统(水喷雾、水幕、自动喷水或细水雾系统、气体灭火系统(IG541或七氟丙烷FM200、火探管灭火系统、低压CO2系统、移动灭火设备(手提或推车式灭火器及消防报警系统等。以上安电厂2×600MW发电工程为例,应用消防CAD软件设计计算,本文列举其中的3个主要部分加以说明,分别为:主变压器本体及排油坑水喷雾系统、输煤栈桥自动喷水灭火系统、控制室七氟丙烷灭火系统设计计算。主变压器相关尺寸数据:外形尺寸(M:长:10.61宽:8.205高:5.62油枕尺寸(M:直径:1.5长:6.5油坑尺寸(M:长:14

8、.5宽:11传统计算方式只计算最不利点喷头达到的压力及水量,在总管处的计算及压力控制是模糊的,不能直观的看到各点的流速,压力,而且系统的响应时间往往考虑不够充分,很少对系统响应时间进行校核。这主要是因为消防水系统响应时间还没有准确的计算方法,消防工程CAD软件可对整套水喷雾系统的响应时间进行准确的计算。通过使用“消防工程CAD”软件的设计绘图、水力计算模块,软件计算出每个喷头的流量、压力、各管段流速,并可以反复核算喷头流量、各管段(压力、流量、流速、每段主干管孔板大小的准确性,计算结果可以校核哪些项是否有流速、压力过大或过小等问题,通过调节管径、孔板大小、喷头K值等快速计算来达到最优化设计。软

9、件自动绘制水力计算简图(如图1所示 图1主变压器水喷雾计算简图自动调入数据包括:管长、管径、孔板、喷头K值、额定工作压力、标高等信息。计算结果如表1。表1水喷雾计算书中部分计算结果各层关键喷头编号喷头流量(L/S关键管段编号管段流量(L/S管段流速(M/S沿程损失(M各区喷水强度L/(Min*1.2200136.372.920.2215.7<45通过校核计算,最不利喷头压力满足灭火0.35MPa,流量满足计算流量要求。各个关键管段流量、流速、沿程损失均在正常合理范围内,得到总管流量136.37L/S,压力58m水柱,响应时间15.7s,以及油枕、本体、油坑实际喷水强度均满足设计规范要求,

10、实现管径最经济设置,减少工程造价。3.2.输煤栈桥自动喷水灭火系统的应用输煤栈桥相关尺寸数据:外形尺寸(M:长:76.5宽:7.0斜度:7.5°由2组自动喷水灭火系统组成,用3个水幕防火分隔开。由于篇幅所限,此处我们仅以保护栈桥顶部的一个防护区的水流指示器入口处开始计算(根据GB50229-2006规定输煤栈桥火灾危险等级为中危险II级,最小作用面积160,相对标高由软件自动生成并标示在图上,计算简图如图2所示。 图2输煤栈桥自动喷水系统计算简图软件可以对栈桥斜面自动布置喷淋管网,配管,生成实际坡度的系统图和水力计算简图,自动调入计算程序,对每根管段、每个喷头、不同节点高差进行精确的

11、水力计算,计算书中部分计算结果如表2所示。1.27913.911.910.251.95相对于水系统而言,气体灭火系统一个防火分区空间小,绘图布置简便快捷,其最复杂的过程就是相应的管网计算。传统计算方式只计算初始设计用量,储瓶个数,泄压口面积等,难以详细核算每一项是否满足GB50370-2005气体灭火系统设计规范:该工程主控制室(FM200灭火设计浓度8%气体灭火系统我们应用消防工程CAD软件绘图、配管、计算,其相关尺寸数据:工作间尺寸(M:长:15宽:12.3高:3.5地板下尺寸(M:长:15宽:12.3高:0.5吊顶上尺寸(M:长:15宽:12.3高:0.4软件可根据平面图自动生成多层管网

12、系统图和计算简图,同时自动给吊顶层、工作间、地板层各区的喷头、节点、管段编号,并自动调入计算程序,进行精确的管网计算,计算简图见图3所示。 图3FM200气体灭火系统计算简图如图3所示:软件把从1-8号喷头定义为吊顶上喷头,9-16号喷头定义为地板下喷头, 17-24号喷头定义为工作间喷头。计算书中部分计算结果如表3和表4所示。表3FM200计算书中系统部分结果七氟丙烷设计用量(kg七氟丙烷管道内剩余量(kg单个储存容器容积(L储存容器数量储瓶容器充装率(kg/m3实际喷射浓度(%管道内容积(立方米0.8倍系统充装容积(立方米表4FM200计算书中喷头部分结果喷头编号喷头接管管径(mm喷头入口

13、压力(MPa喷头流量(Kg/s等效孔口面积(C实用喷头规格代号17-24号DN40 1.37 6.38 2.1422通过相关数据的修正和软件详细的管网计算,该七氟丙烷气体灭火系统工程设计的各项计算结果满足GB50370-2005气体灭火系统设计规范的要求,同时在满足规范的前提下,软件能尽可能的节省储瓶个数、管材重量等工程造价,以此达到设计的最优化。4.小结通过使用专业的消防工程设计计算软件可以大大提高消防工程的设计效率和质量,提高设计水平和消防工程的安全性、可靠性、经济性,为消防工程设计走上标准化、智能化提供了良好的工具。【参考文献】1、GB50229-2006,火力发电厂与变电站设计防火规范。2、NFPA850(Recommended Practice for Fire Protection for ElectricG