泵站供配电系统课程设计1

1、 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc360006699 第一章 主接线设计 PAGEREF _Toc360006699 h 3 HYPERLINK l _Toc360006700 1.1 负荷统计 PAGEREF _Toc360006700 h 3 HYPERLINK l _Toc360006701 1.1.1 全站电气负荷 PAGEREF _Toc360006701 h 3 HYPERLINK l _Toc360006702 1.1.2 泵的选型 PAGEREF _Toc360006702 h 3 HYPERLINK l _Toc360006703 1.1.3

2、配套电机 PAGEREF _Toc360006703 h 3 HYPERLINK l _Toc360006704 1.1.4 主电动机的计算负荷为： PAGEREF _Toc360006704 h 4 HYPERLINK l _Toc360006705 1.1.5 站用电负荷统计 PAGEREF _Toc360006705 h 5 HYPERLINK l _Toc360006706 1.1.6 泵站总计算负荷 PAGEREF _Toc360006706 h 5 HYPERLINK l _Toc360006707 1.1.7 变压器选型 PAGEREF _Toc360006707 h 5 HYP

3、ERLINK l _Toc360006708 电气主接线图 PAGEREF _Toc360006708 h 6 HYPERLINK l _Toc360006709 第二章 短路电路元件参数计算 PAGEREF _Toc360006709 h 6 HYPERLINK l _Toc360006710 2.1 确定各点短路电流 PAGEREF _Toc360006710 h 6 HYPERLINK l _Toc360006711 计算电路图和等值电路图如下： PAGEREF _Toc360006711 h 7 HYPERLINK l _Toc360006712 2.1.2 选定基准值 PAGEREF

4、 _Toc360006712 h 7 HYPERLINK l _Toc360006713 计算各元件电抗标幺值 PAGEREF _Toc360006713 h 7 HYPERLINK l _Toc360006714 2.1.4 K1点短路计算 PAGEREF _Toc360006714 h 7 HYPERLINK l _Toc360006715 2.1.5 K2点短路计算 PAGEREF _Toc360006715 h 7 HYPERLINK l _Toc360006716 第三章 一次设备选择 PAGEREF _Toc360006716 h 9 HYPERLINK l _Toc3600067

5、17 3.1 高压侧电气设备选择 PAGEREF _Toc360006717 h 9 HYPERLINK l _Toc360006718 3.1.1 高压断路器选择及校核 PAGEREF _Toc360006718 h 9 HYPERLINK l _Toc360006719 3.1.2 高压隔离开关选择 PAGEREF _Toc360006719 h 10 HYPERLINK l _Toc360006720 3.1.3 高压熔断器选择 PAGEREF _Toc360006720 h 10 HYPERLINK l _Toc360006721 3.1.4 高压电流互感器选择 PAGEREF _To

6、c360006721 h 11 HYPERLINK l _Toc360006722 3.1.4.高压电压互感器的选择 PAGEREF _Toc360006722 h 12 HYPERLINK l _Toc360006723 3.2 低压侧电气设备选择 PAGEREF _Toc360006723 h 12 HYPERLINK l _Toc360006724 3.2.1 低压断路器的选择 PAGEREF _Toc360006724 h 12 HYPERLINK l _Toc360006725 3.2.2 低压隔离开关的选择 PAGEREF _Toc360006725 h 14 HYPERLINK

7、l _Toc360006726 3.2.3 低压熔断器的选择 PAGEREF _Toc360006726 h 15 HYPERLINK l _Toc360006727 3.2.4 低压侧电流互感器选择 PAGEREF _Toc360006727 h 15 HYPERLINK l _Toc360006728 3.2.5 母线的选择 PAGEREF _Toc360006728 h 16 HYPERLINK l _Toc360006729 3.2.6 电力电缆的选择 PAGEREF _Toc360006729 h 17 HYPERLINK l _Toc360006730 电容补偿的选择 PAGERE

8、F _Toc360006730 h 18 HYPERLINK l _Toc360006731 交流接触器的选择 PAGEREF _Toc360006731 h 19 HYPERLINK l _Toc360006732 第四章 电气设备的布置 PAGEREF _Toc360006732 h 19 HYPERLINK l _Toc360006733 电气设备布置 PAGEREF _Toc360006733 h 19 HYPERLINK l _Toc360006734 4.1.1 电气设备布置要求 PAGEREF _Toc360006734 h 19 HYPERLINK l _Toc36000673

9、5 4.1.2 泵站的防雷设计 PAGEREF _Toc360006735 h 20 HYPERLINK l _Toc360006736 4.1.3 泵站配电装置的防雷措施 PAGEREF _Toc360006736 h 20 HYPERLINK l _Toc360006737 4.1.4 泵房建筑物的直击雷防护 PAGEREF _Toc360006737 h 21 HYPERLINK l _Toc360006738 参考文献： PAGEREF _Toc360006738 h 23第一章 主接线设计1.1 负荷统计 全站电气负荷长江6#泵站设计流量15立方米每秒，泵站设计扬程7.32 米泵站在

10、计费计量点的功率因数不应低于0.9。 泵的选型根据原始资料知：每台水泵的流量为2.5立方米每秒，设计扬程为米，所以经过比对选择泵型号为700ZLB-70（0、+2、+4）.即出水口径为700mm，比转速为700，扬程为1-10m，流量为500-220000立方米每小时，口径为350-4500mm 配套电机（1）电机功率确定水泵所需功率P水泵= QUOTE = 1100 QUOTE 10/6 = kW 电动机所需功率 P电机= kW 根据泵站设计规范GB/T 50265-97，主电动机容量应按水泵运行可能出现的最大轴功率选配，并留有一定储备，储备系数为1.051.10。水泵最大轴功率N轴 约为2

11、10.99 KW ，采用直接传动方式，则电动机配套功率为 QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 1.10/100%= 232.09 KW，按电机容量系列，并考虑使电动机接近于满载运行，从而提高用电设备的自然功率因数，故选择电动机额定功率为250 kW。（2）额定参数见表1-1表1-1 电动机的额定参数型号额定功率 额定电压额定功率因数效率额定电流Y355L250kW380V0.909466外壳防护等级安装形式绝缘等级堵转转矩同步转速定子绕组接法IP23IMB3B级991r/min接法安装台数（台）6 主电动机的计算负荷为： 单台电机输入有功功率 P = PN / QUOTE d =

12、250/0.947 kW 单台电机输入功率 S = P / QUOTE = kVA 单台电机输入无功功率 Q = S QUOTE = kVAR 取补偿后 QUOTE 2= ，则 QUOTE 23 （参照并联电容器的无功功率补偿） 原电动机 QUOTE 1= 0.90 , 则 QUOTE 1= 需补偿无功功率为 Qc = PN6（ QUOTE 1- QUOTE 2）/ QUOTE d= 2506（93）/0.947 = kVAR 电机输入总功率 S= N电机S1= 6 = kVA 站用电负荷统计S排水泵0.85）= 14.71 kVA S电动葫芦0.85）= 5.88 kVA S检修动力0.85

13、）= 11.76 kVA S 照明 1） = 7.86 kVA 泵站总计算负荷主变总容量 S总容量 = S排水泵+ S电动葫芦S检修动力+ S照明 + S =1624.15 KVA 1.1.7 变压器选型（1）变压器台数的确定由上面计算可知，泵站所需总的用电容量为 KVA， 而泵站的的设计要求是三级负荷，则根据经验，只需要设置一台主变压器即可。（2）确定各变压器的型号及相关参数根据上诉计算容量选择两台变压器的型号，并确定相关参数，结果见表1-2。表1-2 变压器型号及相关参数型 号额 定容 量（kVA）额定电压（kV）连 接组 别损 耗（W）阻 抗电 压（%）高压低压短路空 载SG3-2000

14、/10200010Y，yn0184342495电气主接线图 泵站泵站照明检修动力电动葫芦排水泵10kV6台三相异步电机KVUkSN=2000KVAK1第二章 短路电路元件参数计算2.1 确定各点短路电流短路电流计算的计算电路图和等值电路图（见图2-1图（a），图（b），根据设备选择和继电保护的需要选择K1、K2、K3三个短路计算点2.1.1计算电路图和等值电路图如下：.2 选定基准值 Sb= 100 MVA ，Ub1= Uav1=10.5kV ，Ub2= Uav2= 0.4 kV 则Ib1= Sb /（ QUOTE Ub1）= 100/（ QUOTE 10.5）= 5.50 kA Ib2= S

15、b /（ QUOTE Ub2）= 100/（ QUOTE 0.4）= 144 kA 计算各元件电抗标幺值架空线路 X*1= X 0 l Sb / Ub12 QUOTE 10 QUOTE 主变压器 X*T主 = Uk% Sb / (100SN)= QUOTE 100/(1001)= 电动机 X*G = X*Sb / SN = QUOTE X*G总 K1点短路计算 总电抗 X* QUOTE 1= X*l三相短路电流周期分量有效值IK1= Ib1/ X* QUOTE 1 = 7 = kA 三相短路次暂态电流和短路稳态电流 I” =I QUOTE = IK1 = kA 三相短路全电流最大有效值Ish

16、I= 1.51 = kA 通过K1点短路冲击电流为 ish= ish1= = kA 三相短路容量:SK1 = QUOTE Ub1I” QUOTE QUOTE 1.73 = 31.5 MVA K2点短路计算 总电抗X* QUOTE 2 = X*1 +X*T = 7三相短路电流周期分量有效值IK2= Ib2 / X* QUOTE 2= 7 = kA6台电动机总的额定电流 INM= 0. 4666 = kA 由于2.796 IK2= kA 所以应考虑异步电动机提供的反馈冲击电流 异步电动机反馈短路此暂态电流：IM”INM QUOTE 0.466= 2.10 KA，式中INM 为电动机额定电流。 is

17、hM=6.36 KshMINM1 kA 三相短路次暂态电流和短路稳态电流：I”=IK2=I QUOTE =IK2+6 QUOTE IM”= 17.63+6 QUOTE 2.1= 30.32 KA 故通过K2点短路冲击电流为 ish= IK2+ 6IM”= + = kA 三相短路容量:SK2 = QUOTE Ub1I”= MVA3点短路计算K3和K2两个短路计算点相比较，K3点比K2点少一台异步电动机供给的短路电流。同K2点计算过程一致，则省略。短路电流的全部计算结果2-12-1 短路计算值短路点K11.731.731.73K11K318.8121 第三章 一次设备选择3.1 高压侧电气设备选择

18、 高压断路器选择及校核 （1）因为变压器处于最大工作容量为2000kVA，所以高压侧最大长期工作电流约为IT =S/( QUOTE U) QUOTE 10)= 115.61 A，所以根据额定电压10kV，工作电流以及装设在户内的要求，查阅产品样本初步选用ZN-10/600型断路器，其主要参数见表3-1。其固有分闸时间约为0.05s，断路器的全开断时间约为。（2）按开断电流选择 高压侧短路开断电流I”= 1.73 kA 小于断路器额定开断电流Ioc=8.7 KA，所以满足要求。（3） 校验短路时动稳定 由于ishimax=22 KA ，所以满足要求。（4）校验短路时动稳定 经估算周期分量等效时间

19、约为，故短路电流的热效应可近似算得=1.732 QUOTE 1.8 =5.4(KA2 QUOTE S) ，小于允许发热 QUOTE 4 =302.76(KA2 QUOTE S)，故满足要求。（5）ZN-10/600型断路器参数见表表3-1表3-1 ZN-10/600型断路器参数计算数据ZN-10/600型断路器参数10kV10kVA11.73kV kVkA 22KA5.4(KA2 S)302.76(KA2 S) 高压隔离开关选择（1）按UN、IN及装设地点选择 根据额定电压10kV、工作电流以及装设在户内的要求，可初步选用GN5-10/400型隔离开关，其主要参数见表3-2.（2）校验短路时动

20、稳定由于ish=4.41KA，小于imax=52 KA，故满足动稳定要求。（3）校验短路时热稳定 QUOTE 3.2=9.6 (KA2 S)，允许发热=142 QUOTE 5 = 980(KA2 S)满足要求。将计算数据与所选的GN5-10/400型隔离开关的参数列于表3-2中。 表 3-2 GN5-10/400型断路器参数计算数据GN30-10/630-20型断路器参数10kV10kVA400 kV52kA9.6 KA2 S980 KA2 S 高压熔断器选择按UN、IN及装设地点，选择对于高压架空线的进线端的第一个熔断器型号为RN3-10/200，其参数见表3-3。用于电压互感器的熔断器选为

21、RN2-10/0.5，其参数见表3-4。 表3-3 RN3-10/200熔断器参数型号额定电压最高电压额定电流额定断流容量熔丝额定电流上限下限RN3-10/20010kV11.5 kV2200MVA10MVA15 型号额定电压最高电压额定电流额定断流容量熔管电阻10kV11.5 kV1000MVA90 高压电流互感器选择（1）按UN、IN及装设地点选择按UN=10 KV、最大工作电流为及户内安装要求，选择高压电流互感器型号为LAJ-10，其参数见表3-5。3-5 电流互感器的型号及相关参数型 号额定一次电流(A)准确级组合准确度LAJ-102000510%倍数1s热稳定倍数动稳定倍数尺寸（mm

22、2）=1.1 Ijs3000瞬时动作的过流脱扣器整定电流900012000分段能力80503. 低压隔离开关的选择根据变压器低压侧k2点算出断路器额定电压为400V，最大工作电流为A，初步选择QP3150型号隔离开关。相关技术参数表3-9。 根据电动机侧额定电压380V，最大工作电流为A，初步选择QP630型号隔离开关，相关技术参数见表3-9。 根据站用电额定电流为380V，最大工作电流为I站用= P辅机/( QUOTE 2U2 )+ P照明/( QUOTE 3U3)=（14.71+5.88+11.76） QUOTE 1000/( QUOTE QUOTE QUOTE 1000/( QUOTE

23、QUOTE 380) =61.51 + 17.08 = 78.59 A ，选择型号隔离开关 QA125型号的隔离开关，相关技术参数见表3-9。表3-9 低压隔离开关参数表型号额定工作电压/V级数额定工作电流A额定短时（1S）耐受电流/KA通断能力AC380V/A 主要特征QP31503803315080130000由铜导体串联连接，不带熔管的隔离开关，极数：3QP63038036303250000QA1253803125420003. 低压熔断器的选择 根据辅机侧额定电压为380V，工作电流I辅机= P辅机/( QUOTE 2U2 )=61.51 A， 所以辅机侧熔断器型号为RT19-125/

24、80，参数见表3-11。照明侧额定电压为380V 工作电流I照明= P照明/( QUOTE 3U3)=17.08 A，照明侧熔断器型号为RT14 -32/25 ，参数见表表3-113-11 低压熔断器参数型号熔断器额定电流（A）额定电压（V）熔体额定电流（A）额定分段能力（kA）额定功耗（w）RT19-125/8012538080_RT14 -32/25322510053. 低压侧电流互感器选择根据变压器低压侧k2 点算出断路器额定电压为400V，最大工作电流Ig = ;以及户内式安装形式，初步选择该处电流互感器型号为LMZJ1-0.5，其参数见表3-12. 根据电动机侧额定电压为380V，最

25、大工作电流为422.54 A以及户内安装形式，初步选择该处电流互感器型号为LMZ1-0.5，其参数见表3-12.根据站用电侧额定电压为380V，最大工作电流为A以及户内安装形式，初步选择该处电流互感器型号为LMZ1-0.5，其参数见表3-12.表3-12 电流互感器参数型号额定一次电流A额定二次电流A一次安匝额定负荷VA需多匝缠绕的一次电流/A30005300020LMZJ500550051匝150515055-150 母线的选择母线的材料、类型和布置方式的选择：屋内配电装置由于线间距离较小，布置紧凑，通常采用硬母线。矩形截面母线散热条件较好，有一定机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，为

26、了避免集肤效应过大，单条矩形截面积不应大于10002000mm2。当工作电流过大时，根据需要可采用多条矩形母线并联。当每相有三条并联时，中间一条电流约占总电流20%，而边上两条各占40%。不易采用每相有四条以上的母线。经过以上分析，考虑采用矩形铝母线水平布置、平方敷设按最大长期工作电流选择母线截面：IN QUOTE Iw，max = 按经济电流密度选择母线截面：Sec = Iw，max/J = 1584.14 mm2初步确定母线的型号以及相关参数，详细见表3-13。表3-13 母线的型号及相关参数型号每项铜排数允许载流量（A）导体截面惯性矩弹性模量（Pa）TMY-80*10231001.312

27、5*10-67*1010单位长度质量（kg/m）间距（m）跨距（m）抗弯截面系数自振频率（Hz）7.88*10-6200热稳定系数（=）等值时间（s）集肤效应系数条间允许应力（Pa）8969*106热稳定性校验： Smin QUOTE S = mm2，即满足热稳定性要求母线共振校验：，故母线不会发生共振动稳定性校验：相间电动力： 相间应力：， 故满足动稳定性要求经过计算比较，最终确定0.4kV母线选用LMY-50*6.3的铝母线。3. 电力电缆的选择选择电力电缆的型号：确定电缆为敷设在管道中的铜电缆按额定电压选择：UN QUOTE Uw=0.4 KV 按经济电流密度选择：初步确定电缆为交联聚氯

28、乙烯护套电力电缆，截面积为185*6mm2的，参数见表3-14表3-14 电缆的参数截面积*芯数(mm2)额定电压(kV)环 境条 件允许载流量(A)校 正系 数电 阻（/km）电 抗(/km)185*6115地中直埋27001855304456552.5*3+1.5*155长期发热允许电流校验：KIal =0.91*530*6= QUOTE 所以满足要求。热稳定性校验：，故满足热稳定性要求动稳定性校验： 故满足动稳定性要求从主接线图可以看出，其他电缆虽然电压、电流等不相同，但选择电缆的要求还是一样的，即选择步骤一样的，故可按照同样地方法依次确定其形式如表18。电容补偿的选择由前面计算的数据可

29、知，本电路中需要补偿的无功容量为kvar，然而电容补偿器的选择原则并不是单台设备的补偿容量越大越好，结合课程实习过程中的经验收获，确定单台电容补偿设备的容量为25kvar较佳，并且为达到补偿220kvar的要求，至少需要9台这样的设备，而这恰好弥补了因为忽略站用电的小量补偿的损失，即最终的补偿容量为30*9=270kvar，对于相应的电容补偿器的选择及校验，经过比较最终得到如表的电容补偿设备。表3-15 电容补偿器型 号台 数额定电压(kV)额定容量(kvar)额定电容（F）相 数BWF10.5-30-19300.871交流接触器的选择接触器是一种可供远距离操作和自动控制，而且可以进行频繁操作

30、的低压开关电器，他相比于低压断路器和低压隔离开关，优点显著，且价格便宜，被广泛采用在电容补偿回路当中，同时可以按照隔离开关的选择思路选择交流接触器。经过类似步骤的选择与校验，最终确定选用CJZD-630，其具体参数见表20。表3-16 交流接触器型号额定工作电压额定工作电流额定控制功率额定操作频率CJZD-630380V630A300kW600次/h第四章 电气设备的布置电气设备布置 电气设备布置要求泵站电气设备的布置包括电气设备的总体布置、控制室布置、屋内配电装置的布置、站房内其他电气设备的布置及屋外配电装置的布置等，应与整个泵房布置协调考虑。长江6#考虑到泵站的运行维护和检修，保证运行的安

31、全，便于进出线，节约占地面积和建筑费用以及发展问题，做了如下布置。10kV架空线路进线终端杆处设高压柱上隔离开关，10kV开关柜5面（其中1面进线柜、1面计量柜、1面互感器柜、2面出线柜）、主变压器、站用变压器布置配电房内，采用离墙单列并排布置。0.4kV低压配电柜2面、无功补偿柜1面、水泵控制柜4面布置在泵房内，采用离墙单列并排环形布置在泵房操作层。10kV开关柜、变压器和0.4kV低压配电柜间通过电缆经电缆桥架或支架相连接。阀门、真空泵、排水泵等辅助设备控制箱就地布置，采用挂墙安装。由于主要采用的是屋内配电，故屋外配电部分只需设置防雷装置和隔离开关。具体布置图详见附录2.泵站电气设备的布置

32、图。 泵站的防雷设计为了防止大气过电压及异常运行情况可能产生的过电压对运行人员及电气设备的危害，泵站的电气设备及泵房建筑物按相关规程规范要求设置相应的防雷与接地装置。为了防止沿线路侵入的雷电进行波，在10kV线路进线处均装设了氧化锌避雷器。对泵站原有接地系统接地电阻进行实测，如不满足要求应重新敷设接地装置，接地装置主要是利用构造柱、地圈梁中的主钢筋及进、出水钢管等自然接地体焊接成等电位基础接地网。本工程防雷接地、电气设备的保护接地等共用一个接地装置，要求接地电阻不大于1欧姆，实测不满足要求时，增设人工接地极。 泵站配电装置的防雷措施泵站配电装置中出现雷电过电压主要有两个来源：雷电直击变电所和沿

33、输电线入侵的雷电过电压波。配电装置的直击雷防护：由于建筑物采取防雷措施，户内配电装置不考虑直击雷的防护。配电装置的雷电侵入波保护是利用避雷器及与避雷器相配合的进线保护段来实现的。配电装置的雷电侵入波防护：每段母线装设阀式避雷器YH5WS5-17/47（参数见表5-1）。变压器中性点采用全绝缘，不设保护装置。未沿全线架设避雷线的10kV输电线路，在靠近配电装置12km的线段上架设避雷线，此段线路即为进线段。避雷线防止该段输电线遭受直击雷，对于进线段以外的线路遭受直击雷时，由于进线段本身波阻抗的作用，使进入配电装置的雷电流幅值收到限制，而导线上冲击电晕的作用，使雷电波的陡度减小。表5-1 YH5W

34、S5-17/47避雷器参数型号系统额定电压kV避雷器额定电压kV避雷器持续运行电压kV陡坡冲击电流下残压kV雷电冲击电流下残压kV操作冲击电流下残压kV大电流冲击耐受kA方波通流容量A（2ms）爬电比距（cm/kV）最大伞径（mm）总高HcmYH5WS5-17/4710174765100204275 泵房建筑物的直击雷防护避雷针和避雷线是防护直击雷的有效措施。避雷针适用于户外变电所，而架空线路则采用避雷线。由于本站采用户内式变电所，所以不需要装设避雷针和避雷线。主、副厂房的直击雷防护，在厂房的屋顶面板上敷设保护建筑物用的避雷网，将钢筋混凝土建筑物的钢筋接地即可。避雷网带用10圆钢，刷防锈漆。避

35、雷带一般高出屋脊或屋檐1520mm，每隔一米左右支撑固定。接地引下线不少于两根，沿四角墙柱外侧引下，每根引下线均需设置集中接地体，并与厂房地网连接。参考文献：1 葛强主编.泵站电气设备M.北京:现代教育出版社,2008.2 黎文安主编.电气设备手册M.北京:中国水利水电出版社,2007.3 丁毓山 雷振山 主编 中小型变电所实用设计手册 中国水利水电出版社，20004 刘宝林编.电气设备选择、施工安装、设计应用手册(上、下册)M.北京:水利水电出版社,19985 3-10k6 狄富清 狄晓渊 主编 配电实用技术 机械工业出版社 20107王其红.何乐如.吴润燕主编：电工手册 河南科技出版社20

36、10原文已完。下文为附加论文，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！ 轰燃对建筑室内火灾灭火救援的影响【摘 要】：在室内轰燃研究理论基础上，简要介绍了轰燃的定义和轰燃判据，并结合建筑火灾实际情况，分析了因轰燃引起的室内火灾中灭火救援难点问题，根据轰燃的特点，提出了应对此类火灾的灭火救援对策，为消防部队处置室内轰燃火灾提供参考。【关键词】：消防； 建筑火灾； 轰燃； 灭火救援一、引 言轰燃是室内火灾发展过程中的一种特殊燃烧现象。室内发生火灾后，若具备合适的燃料和通风条件，就可能发生轰燃。轰燃一旦发生，室内所有可燃物会在极短时间内同时全面着火，室内整个空间都充满火焰，可燃物燃烧速率和室内温度急剧上升

37、，并且室内会产生大量有毒烟气，氧气浓度也随之急剧下降。这些都会使室内人员受到严重威胁，也给消防灭火救援带来极大困难。国内外发生的很多建筑火灾事故中，轰燃就是造成严重人员伤亡和财产损失的元凶，如新疆克拉玛依友谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾、吉林中百商厦火灾、英国布拉德福市足球场火灾和皇家十字地铁车站火灾。因此，结合轰燃的特点和危害性，分析轰燃对建筑火灾中灭火救援工作造成的难点问题，有针对性的加强对室内火灾的控制，对于提高消防部队灭火救援工作效率具有重要意义。二、轰燃及相关研究（一）轰燃定义NFPA 921中轰燃定义为：室内火灾发展的一个过渡阶段，热辐射作用下的所有可燃物在轰燃时几乎同时着火，火焰迅速

38、在室内所有物体传播蔓延，室内形成一片火海。轰燃的发生是火灾失控发展的危险信号，产生的高温烟气会对建筑结构安全产生严重影响，强大的破坏力往往造成恶性死伤事故和巨大财产损失，极易造成群死群伤事故与巨额财产损失，也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标志。目前对轰燃还没有统一的定义，比较常用的三种：（1）室内火灾由局部火向大火的转变，转变完成后，室内所有可燃物表面都开始燃烧；（2）室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变；（3）在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。（二）轰燃判据及预测室内火灾是一种受限空间内的燃烧，是建筑火灾的主要形式，将发生轰燃的条件量化为可以测量或计算的物理量是一件

39、极为困难的事情。现在应用最多的三个轰燃判据为：（1）室内接近顶棚热烟气温度超过600；（2）室内地板平面辐射热通量超过20 kW/m2；（3）通风口有火焰喷出。以上判据都源于火灾实验观察结果，虽然具有一定局限性，但可以作为判定轰燃的参考标准。对轰燃的预测方法，不同的研究者提出了不同的温度和热通量判据。V.Barauskas、McCaffrey、Quintiere、Harkleroad、Thomas等分别提出了基于热释放速率预测轰燃的经验公式。此外，武警学院陈爱平教授将内衬材料的热惯性因素引入考虑，基于McCaffrey的方法提出了轰燃综合预测法；B.Hagglund等建议采用临界轰燃燃烧速率预

40、测轰燃；J.G. Quintiere等提出采用临界轰燃燃料面积预测轰燃；S.R.Bishop根据经典热爆炸和非线性热动力学理论温度微分方程特征值预测轰燃等。这些预测方法的实用性和精确性还有待改进。三、轰燃对室内火灾灭火救援的影响（一）轰燃时间预测困难，影响灭火救援决策消防部队在轰燃前到达现场，如果未及时预测和侦察到轰燃，急剧升高的温度和喷出火焰会对消防队员造成伤害。消防官兵到火场后，没有人能够准确预测是否会发生轰燃和什么时候发生轰燃。有些火灾，消防员内攻进入室内的瞬间就可能被卷入火海中，而有些火灾，在灭火救援进行过程中突然轰燃，也有的至灭火战斗结束也不发生轰燃。如何在火场快速判断轰燃发生的可能

41、性及时间，仍是一线消防指挥员的一个难题。而目前对轰燃的预测研究多限于学术理论方面，并没有便于在灭火救援现场操作的轰燃预测仪器或技术手段。指挥员只能依靠个人积累的灭火经验，对轰燃的感官印象及火情侦查情况进行初略判断，容易导致现场决策低效率、低质量，甚至做出错误的决策，造成不必要的人员伤亡和财产损失。（二）火场温度高，灭火进攻困难室内发生轰燃后，火势突然猛涨，进入全面燃烧阶段，产生的高温能达到1000左右。有关研究表明，对于没有任何保护的皮肤，只要暴露在137-160的环境中就会造成严重伤害。扑救建筑火灾最有效的灭火措施是内攻，而轰燃产生如此的高温会对消防员产生强烈的烘烤，加上可能从门窗喷出的火焰

42、和高温烟气，消防队员很难近距离灭火，内攻更加危险、艰难。如灭火中水枪掩护不充分，个人防护不周全，还会危及消防员人身安全。同时由于轰燃中可燃物不完全燃烧会产生大量有毒浓烟和气体，降低了火场能见度，更加难以发现较隐蔽的火势威胁，影响了灭火效率。（三）室内充满烟气，搜索救援难度大轰燃发生前，大量积聚的浓烟和高温会迫使消防员将身子放低，弯腰或匍匐前进，在搜索被困人员时行动不便，效率低下。此外，室内积聚的浓烟具有较强的减光性，室内能见度很低，对侦查和搜救非常不利，受困人员也无法自行安全疏散，消防员也有误入危险区域和迷路的危险。轰燃后转为全面燃烧，燃烧更为猛烈，无法深入开展室内救援，而由于燃烧速率急剧增长

43、，因燃料不充分燃烧会产生大量有毒气体如：CO、H2S、HCL、SO2等，导致被困人员中毒、窒息，消防灭火救援时间更加紧迫，人员疏散更加困难。（四）建筑受高温烘烤，结构有倒塌危险室内轰燃发生后，释热速率急剧增大，温度急剧升高，达到500-600的高温，最高可达1000左右，建筑构件的强度在高温、强烈热辐射作用下会下降。混凝土在高于300温度作用下抗压强度线性下降，超过600时抗拉强度基本丧失，在900左右时抗压强度下降到常温时的10%；钢结构虽不燃烧，但在火灾高温中强度会迅速下降，500左右时全负荷钢结构就会失去静态平衡稳定性，600其强度下降2/3，进而结构发生变形引发倒塌。因此轰燃扑救过程中

44、，建筑结构很容易发生局部倒塌甚至整体坍塌，使室内人员受到威胁，影响消防救援工作。（五）火焰易窜出蔓延，控制火势难度大室内具备轰燃条件时，可能在着火3-10 min后就会发生轰燃，消防队赶赴火场后可能已经发生轰燃，火灾发展至猛烈燃烧阶段，第一出动力量如对火灾形势估计不足，到达火场后往往控制不住逐渐增长蔓延的火势。此外，轰燃后伴随着喷出火焰和飞火，能冲出着火房间，造成火势蔓延。而且轰燃产生的强烈辐射热也对临近可燃物形成威胁，强辐射热也是火势向上层和四周扩散蔓延的主要原因。四、预防和控制轰燃的灭火救援对策（一）全面侦查火情，注意轰燃征兆在处置建筑室内火灾时，应全面侦查火情，快速掌握起火房间位置、火势

45、大小、人员被困情况、室内可燃物数量与类别、建筑结构特点、周围毗邻建筑情况等，尤其对于通风不好且室内可燃物数量较多时，应提高警惕，密切监视，谨防轰燃突发造成恶性事故。为延缓或避免可能发生的轰燃，到场后应确保室内自动喷水灭火系统动作，尽量为后续灭火与人员疏散救援争取时间。同时应派安全员密切注意轰燃发生征兆，轰燃的警报信号主要是高温辐射、“闪燃”和“白烟”。有条件进入室内侦查时，如发现室内烟气温度较低，则轰燃可能性不大，应及时出开花水冷却；如消防员进入后，明显受到高温烘烤，热烟气层不断变厚，表明有轰燃危险，应及时撤离至外围控制火势。同时，消防员进入室内时，还应密切关注是否有浓烟从门窗翻滚、溢出，或则

46、浓烟中夹杂有较小火焰和闪燃现象，如果出现这些征兆，则说明此房间具有轰燃的危险。（二）准确迅速，疏散抢救人员轰燃具有一定突发危险性，消防部队到达火场后，人员抢救时间非常有限，在迅速掌握火情和人员被困情况后，积极做好冷却防护同时，立即组织精干人员成立搜救小分队，展开人员疏散和救援。进入室内救援前，应根据人员被困位置和数量，确定好各小组任务，定好一次作业时间、紧急情况联络方式和撤离路线。每个搜救人员都应穿好灭火服，必要时穿防火服，佩戴空气呼吸器，在水枪跟进掩护中小心进入。搜索时2人或3人一小组，协同搜寻，尽量靠墙前进，弯腰或则匍匐行进，能见度太低时要利用导向绳保护，防止在浓烟中迷路，并密切注意火情变

47、化，随时做好紧急撤离准备。在搜救中注意检查门窗附近有无昏迷人员，当室内烟气温度过高时，不能进入火场内部太远，严格按照作业时间行动，按时返回。如果赶到火场轰燃已经发生，不要盲目进入室内，应先设法进行通风散热，控制火势，适当破拆开辟救人通道，待火势稍减再内攻灭火救援。（三）喷雾冷却稀释，适时通风散热轰燃前和轰燃后都要出枪射水，如能直接对火源射水，可有效降低火源热释放速率，降低火焰区温度，能延迟或抑制轰燃发生。但区别于普通建筑火灾，轰燃火灾处置中水枪的射流形式、射水部位都有特殊要求。对于轰燃火灾，室内烟气层很厚，可燃气体浓度大，如果仅用直流水冷却灭火，可以对火焰区起到降温作用，对未燃材料起到润湿和减

48、缓热分解作用，但对热烟气层效果不明显，所以射水直击火源的同时还需要开花水或喷雾水对热烟气层实施稀释、冷却。向热烟气层喷水雾一方面可以降低烟气温度，减小热烟气的热辐射，另一方面水雾滴吸热汽化后可以稀释可燃气浓度。现在大多室内顶部有易燃装修材料，还要注意向屋顶和墙壁射水冷却。扑救轰燃火灾时，还要注意适时通风和排烟，李晋等研究发现在增大房间送风量，轰燃时间提前，稳定送风量并加大排烟量时，轰燃不发生。杜兰萍等研究表明，燃料一定时，排烟量与送风量之比大于某定值就不会发生轰燃。送风可通入新鲜空气，排烟可减少热烟气浓度，有利于室内散热，所以在轰燃前采取合理通风排烟措施，比如打开门窗、启动机械排烟装置等都有利

49、于灭火救援。但对于通风的时机和通风量的大小，指挥员一定要正确把握，对于已经充满浓烟的高温密闭的房间，谨防因开门通风引起回燃。（四）小队突击，内攻灭火通常对建筑火灾最有效的灭火措施就是内攻，直击火点，消灭火势。轰燃火灾由于高温、强辐射、室内热烟气浓、建筑有倒塌风险等特点，应该谨慎选择内攻时机，把突发险情的危害降到最低。在仔细侦查火情，掌握火势发展态势后，确保无轰燃发生危险征兆，比如：观察门窗有无浓烟翻滚或闪燃，着火房间门把手是否很热，室内烟气是否有明显的烘烤灼热感等。同时还应确保建筑没有倒塌危险，内攻进入时以精干小组为单位，做好安全防护和掩护，交叉掩护前进，注意避开吊顶、高热区等危险，遇有紧急情

50、况，立即撤离。内攻应量力而行，火势太过猛烈时，不能勉强内攻，应先控制住火势，增援力量到达或兵力相对火势具有一定优势时再内攻灭火。（五）重点监护，防止倒塌和火势蔓延轰燃产生的高温对建筑构件和结构有巨大破坏作用，灭火过程中，要对建筑承重构件加强冷却保护，并应指定人员密切注意建筑破坏情况，一旦有倒塌危险就及时撤离。对于着火时间较长的建筑，冷却承重构件时，避免用冲击力过大的直流水直接向构件射水，尽量用开花水均匀冷却降温，防止高温的混凝土在水流冲击和冷却作用下开裂，强度下降。此外，扑救轰燃火灾中，把握火场全局，重点突破，加强冷却降温的同时，还应出枪抑制从门窗喷出的高温烟气和火焰，防止火势从门窗及管线向上

51、层和四周蔓延。对于已经发展成全面燃烧的大火，应从整体上合理部署兵力，集中优势兵力控制火势，再逐步消灭火灾。五、结 语由于轰燃现象的复杂性，对于轰燃产生的条件及轰燃本质等问题研究还存有争议，需要进一步的理论研究和实验验证，随着轰燃研究的不断深入，我们可以更加有针对性地预防和抑制轰燃的发生，轰燃火灾中的消防灭火救援工作也会更加科学高效。 电石火灾处置对策研究摘 要：根据电石的理化性质和化学危险特性，结合电石火灾的特点，对电石火灾事故的处置方法和措施进行了探讨，具体从现场火情侦查、初期控制、灭火剂选用、安全防护与防暴和防止环境污染五个方面进行分析，研究了如何高效处置电石火灾事故。关键词：电石；火灾；

52、灭火救援一、引言电石作为重要的基础化工原料，在保障国民经济平稳较快增长、满足相关行业需求等方面发挥着重要的作用，它广泛应用于工业、农业、建筑、医药等领域。电石本身不可燃，但遇水剧烈反应生成易燃易爆的气体乙炔，在工业生产中常引发火灾甚至爆炸。丹江口市辖区内的汉江集团电化公司、宏茂冶金公司电石年产量都达20万吨以上，新港金家湾工业园及三官殿还有数家小型电石生产、经营企业，丹江口市已经成为华中地区电石重要生产基地。然而，近几年因电石在生产、运输、贮存过程中发生的火灾事故比较频繁，造成了严重的经济损失。因此，我们有必要全面认识电石的火灾危险性，研究出高效的事故处置对策，提高灭火救援人员对电石火灾事故的

53、处置能力。二、电石的理化性质（一）电石理化性质电石是碳化钙的俗称，它是工业上广泛使用的基本原料。纯净碳化钙为无色晶体，暴露空气中会吸水受潮而呈灰白色。工业电石为碳化钙与氧化钙的混合物，碳化钙含量70%-80%，外观呈灰色、棕黄色或黑褐色，一般由焦炭和石灰经高温熔炼得到。电石的化学分子式为CaC2，密度为2.22g/cm3，熔点447，沸点2300，闪点17，可导电，遇水剧烈反应生成乙炔，并放出热量，属于甲类第2项火灾危险物品。（二）电石的化学危险性（1）遇湿受潮燃烧。电石为一级遇湿易燃物品，遇水反应剧烈，生成乙炔和氢氧化钙，并放出热量，每公斤碳化钙水解放热约为1962J。乙炔爆炸极限为2.5%

54、82%，在空气中达到爆炸极限浓度时，遇明火即发生爆炸。若电石包装不严而不慎受潮，会积聚一定的乙炔气和热量，当乙炔浓度处于爆炸极限范围内时，遇明火则爆炸。此外，乙炔的过量积累也可能导致物理爆炸。（2）受撞击引发爆炸。电石在受到碰撞、摩擦时，电石与容器间可能产生静电、火花，造成电石自燃甚至引爆聚集的乙炔。电石中一般含有少量硅、铁、镁、铝等杂质，这些杂质在碰撞摩擦中更容易产生火花。（3）高温下电石能与氯、硫、磷、乙醇、氯化氢等发生剧烈反应。电石与酸性溶液反应激烈，比遇水反应更剧烈，可能引起液体飞溅。（4）对人体皮肤具有腐蚀作用。电石粉末接触到皮肤，能与汗液反应生成氢氧化钙，对皮肤有腐蚀作用，可能引起

55、皮肤瘙痒、发炎；不慎接触到眼睛，会引起结膜炎，灼伤眼部组织；吸入到体内会伤害呼吸系统和肠胃器官。三、电石火灾事故的特点（一）致灾因素多，突发性强由于电石的遇湿易燃性，在生产、储存、运输中任一环节出现问题都可能引起火灾，而且电石一旦燃烧，发展极为迅速。生产中防潮、防暴措施不到位，操作失误，电石意外淋雨，运输中货物碰撞等都能引发电石着火，遇明火还可能发生爆炸，使人猝不及防。此外，近年的电石火灾多发生于公路运输途中，并伴随着交通事故，事故发生地点不确定，情况复杂，也给救援力量的到达和现场救援组织展开带来了困难。（二）燃烧猛烈，易爆炸造成人员伤亡电石着火后会引起连锁反应，燃烧产生的高温会加速火焰传播，

56、如果散落的电石附近有水源，或则遇到大雨天气又没有遮雨工具，火势会越烧越猛烈。电石与水、酸接触会放出乙炔和热量，遇明火、受高温烘烤都能引发爆炸，造成人员伤亡和火势蔓延扩大。工业电石中还含有磷、硫等杂质，燃烧生成的硫化氢、磷化氢气体不仅易燃易爆，而且毒性大，易导致人员中毒事故。（三）现场情况复杂，处置难度大发生在厂房的电石火灾，因工厂布局复杂，危险化学品储量多，处置起来十分困难。工艺生产装置的高温高压环境也不利于灭火，管线的破环会引起危险品泄漏扩散，形成多点燃烧、立体燃烧。如果错过初期有利战机，猛烈燃烧的高温烘烤，也不利于近距离灭火作战，无法发挥最佳灭火效果。公路运输途中的电石火灾，若发生在市区、

57、人员密集地区，处置干扰因素将增多；若发生在农村偏僻地区，消防力量难以及时赶赴现场，灭火救援器材装备的使用和补给也会受环境限制。四、处置电石火灾的关键环节在确保安全的前提下，应根据电石的理化性质，科学实施灭火救援。消防部队接到报警后，首先应明确电石燃烧状况和人员伤亡情况，加强第一出动力量。并迅速启动应急联动预案，与公安、交警、医疗、市政、环保、安监等部门做好协同。（一）现场侦查消防部队赶到火灾现场后，应通过外部侦查、询问知情人、仪器侦查等方式，快速掌握火势发展情况，为下一步行动方案提供依据。需要侦查掌握的内容有：（1）询问报警人、目击者及知情人，简要了解火灾发生的经过和所采取的处置措施情况；（2

58、）查清电石燃烧数量、包装形式、散落、泄漏情况、火势蔓延方向，周围有无受到威胁的危险物品和易燃易爆品，附近有无水源、点火源；（3）密闭厂区内应利用可燃气体检测仪和有毒气体侦检仪，检测空气中乙炔、硫化氢、磷化氢等气体浓度，并根据检测情况确定安全防护等级，划定警戒范围；（4）查清现场有无受伤、中毒人员，受伤人员数量、分布位置和人员疏散情况；（5）现场的风向、风速、空气湿度、下雨征兆等气象情况；（6）现场地势、周围建筑物、道路、交通状况。（二）初期控制根据侦查检测情况，结合电石燃烧、乙炔扩散发展趋势，果断决策，制定灭火救援行动方案。工程技术人员和医疗救护人员要协助消防人员，加强处置中的技术指导。（1）

59、确定警戒范围。根据火势和气体检测结果，划出警戒范围，必要时实施交通管制，严格控制人员、车辆出入。保持危险气体浓度实时检测，乙炔气体浓度过高时，现场禁火、断电，适时对空气进行水雾稀释保护，防止爆炸。（2）控制火源、水源。及时清除危险区内火源，控制水源，封堵邻近下水道，避免散落电石与水接触，可以对未燃电石采取围堰筑堤或沙土覆盖的保护措施。（3）及时转移，防止扩散。在安全前提下，迅速将包装完好的电石疏散到安全地带，受到火势威胁的散落电石收集到干燥容器内，及时转移到安全场所处理，数量太多时也可用阻燃帆布覆盖保护。（三）灭火剂的选用扑救电石火灾应遵循“先控制，后消灭”的战术原则，控制火势蔓延的基础上，集

60、中力量逐步消灭火灾。由于电石遇湿易燃的危险特性，扑救电石火灾的灭火剂选择有特殊要求。（1）严禁使用的灭火剂。电石忌水，扑救常规A类火灾的水、泡沫灭火剂都不能用于电石火灾；由于电石遇酸剧烈反应，也禁止使用酸碱灭火剂；水蒸气、细水雾较适合小密闭空间窒息灭火，但出于安全考虑，同样不用于扑救电石火灾。（2）常用的灭火剂。可以用干砂、泥土覆盖窒息灭火，一般电石库房配备有干砂灭火剂，泥土也很廉价，容易获取；使用干粉灭火剂灭火，如碳酸氢钠干粉灭火剂，但注意防止复燃；水泥盖熄灭火，水泥具有一定吸水性，遇水生成水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，覆盖在电石表面，隔开了空气，同时也减少了乙炔的产生，灭火效果较好；国外发达