110kV户内变电站之消防泵房与水池设计方案比较

方案，使之能够安全、高效投入使用，并尽可能节约投资。本文结合变电站实际工程，对110kV户内变电站的消防泵房与水池的设计方案进行分析比较。

关键词：110kV户内变电站；消防泵房；消防水池；设计

引言：根据南方电网标准设计，消防泵房及水池布置在配电装置楼内时，水池布置在泵房下方，水泵采用长轴深井泵；该布置虽可节省用地，但设计、施工和消防验收均存在一定问题。本文根据本站的实际情况，對比南网标准设计，从站区总平面、配电装置楼、消防水泵性能、投资造价以及现行规范及消防部门的要求等方面加以分析，给出适合本站的布置方案。

一、工程概况

某电压等级为110kV的变电站，除主变外，其余电气设备均布置在配电装置楼内。根据系统规划，本工程最终主变规模为3×50MVA，10kV出线36回，110kV出线4回。

二、消防泵房与水池设计方案分析比较

根据规范的要求，本工程设置消防给水系统，最大一次消防用水量为配电装置楼室内+室外消火栓用水量之和。配电装置楼室内消火栓用水量20L/s，室外消火栓用水量25L/s，火灾延续时间3h，最大一次消防用水量486m3。

消防泵房及水池考虑两个布置方案：

方案一：消防泵房及水池单独室外布置；

方案二：消防泵房及水池布置在配电装置楼内。

现对两个方案从以下方面进行分析比较：

1、站区总平面布置

方案一：全站总平面以配电装置楼为主轴线，4.0m宽环形道路围绕配电装置楼布置；进站大门设在站区东南角；进站大门西侧设消防泵房及水池。站区围墙内面积3550.00㎡。

方案二：全站总平面布置以配电装置楼为主轴线，配电装置楼四周为环形消防通道，消防泵房、水池及警传室均布置在配电装置楼内，站区围墙内面积2884.00㎡。

方案一优点是消防泵房及水池独立设置，总平面功能分区清晰合理，利于变电站的运行维护和管理；缺点是占地面积稍大，站区平整费用及地基处理费用稍高。方案二优点是总平面布置紧凑，占地面积稍小；缺点是功能分区不清晰。

2、配电装置楼

方案一：配电装置楼共2层，一层布置有电容器室、10kV配电装置室、接地变室等；6.00m层布置有继保室、GIS配电室、通信室、蓄电池室等。

方案二：配电装置楼共2层，消防泵房布置在配电装置楼一层，消防水池布置在消防泵房下方，全地埋式布置。其余房间布置于方案一相同。

方案一优点是消防泵房及水池独立布置，使接地变室靠外墙布置，满足了接地变的室内环境要求；有利于控制柱间沉降且有利于电气布管；施工安装及检修方便，功能分布明确。缺点是占地面积大。方案二优点是占地面积小，缺点是接地变室为黑房，通风采光困难。

3、消防泵房及水池

方案一：消防泵房尺寸为6m×6m，消防水池尺寸为21m×6m，消防水泵采用自灌式水泵；

方案二：消防泵房尺寸为5.4m×5.5m，消防水池尺寸为11m×8.2m，消防水池布置在消防水泵房下方，消防水泵采用长轴深井泵。

下面将从消防设备、附属设施、管道布置等方面分析比较两个方案的优缺点：

（1）消防水泵

消防水泵是提供消防给水系统压力和流量的核心设备，特别强调可靠性、稳定性及启动的灵敏性等特点。方案一消防水泵采用自灌式水泵，方案二消防水泵采用长轴深井泵。本文从以下5个方面将两种泵加以分析比较。

1）结构及组成

自灌式水泵：自灌式水泵一般由泵、电机和底座三部分组成。泵结构包括泵体、叶轮、泵盖、机械密封等。进口为轴向水平吸入，出口为垂直向上或垂直轴水平布置。

长轴深井泵：长轴深井泵结构图见图中所示。各个数字所代表部位名称如下：

1. 电机 2. 泵座 3. 出水管 4. 预润丝堵 5. 扬水管 6. 支架轴承 7. 传动轴 8. 上壳轴承 9. 叶轮 10. 中壳轴承 11. 下壳轴承 12. 滤水管。

2）工作原理

自灌式水泵：开泵前，吸入管和泵必须充满水。开泵后，叶轮高速旋转，在离心力的作用下，水飞离叶轮向外射出，然后从泵出口流出。此时，在叶片中心形成真空低压区，水池中的水在大气压的作用下，经吸水管进入泵内，自灌式水泵开始连续循环工作。

长轴深井泵：开泵后传动长轴驱动叶轮在导流壳内旋转，叶轮旋转时水流的压头与速度同时增加，水流经导流壳的流道被逐次引向各级叶轮，水流的压头与速度也随叶轮逐级增加，最终经扬水管提升到地面。

与自灌式水泵开泵前泵内必须充满水不同的是，长轴深井泵开泵前泵内没有水。

3）出水速度

自灌式水泵：水泵为自灌式启动，能做到启动消防水泵即可供水。

长轴深井泵：根据设备自身特点，自吸式离心泵从启泵到出水所需时间一般为30～250s不等。

4）附属设施及管道布置

自灌式水泵：泵内经常充满水，能做到启动消防水泵即可供水，因此无附属设施。

长轴深井泵：为减少传动轴和橡胶轴承的摩擦，长轴深井泵启动前须向扬水管内注水润滑橡胶轴承。若站区采用市政管网供水，则由市政管网向长轴深井泵提供润滑水；若站区采用地下水或其他水源，则应在泵房内设预润水箱。

另外，由于长轴深井泵预润及出水均需要一定的时间，为保证初期火灾时的用水要求，应设屋顶消防水箱。

由此可见，采用长轴深井泵需同时配置预润水箱、润滑水供水管道及装置、屋顶消防水箱及其补水管道。附属设施较多，管道系统布置复杂。

5）设备自身缺陷

自灌式水泵：技术较为成熟，无明显缺陷。

长轴深井泵：① 电机和水泵分离，传动轴较长，噪音、振动较大。

②传动轴、轴承支架、橡胶轴承、叶轮等部件易松动、磨损，常需更换维修。

③ 传动轴的制造和安装精度要求较高，效率随传动轴的增长而显著降低。

4、投资造价

经估算，方案一上述各部分综合造价共多于方案二约16.7万元。

结论：

（1）方案一总平面功能分区清晰合理，但占地面积稍大，站区平整及地基处理费用、土建施工费用稍高（综合造价高出方案二约16.7万元）。

（2）方案一配电装置楼功能房间布置合理，利于电气设备、管线布置，利于控制柱间沉降，减少施工开挖深度，施工安装及检修方便，功能分布明确。方案二接地变室为黑房，通风采光困难。

（3）方案一消防水泵附属设施少、管道布置简单，便于维护管理。方案二消防水泵附属设施多、管道布置复杂，部分零件容易坏，维护管理困难，且噪声及振动较大。

（4）方案一消防给水系统出水速度迅速、可靠。方案二预润及出水均需要一定的时间，出水速度较慢。

（5）方案一满足相关消防规程、规范和消防部门的要求。方案二需采取可靠的及时补水的措施，且部分城市消防部门不认可该设计。

参考文献：

[1] 龚海宁. 消防水池进水管和室外消防环管进水管设置要求的探讨[J]. 给水排水， 2008，（S2） .

[2] 李向军. 消防泵房和消防水池的工程设计探讨[J]. 给水排水， 2011，（03） .

[3] 白东震. 高层建筑消防给水系统设计研究[J]. 科技资讯， 2011，（13） .

推荐访问： 户内 泵房 变电站 水池 设计方案

---