姜姗 沈阳工学院

光伏发电站自动喷水灭火系统设计方案探讨

姜姗 沈阳工学院

为了充分发挥自动喷水灭火系统保护生命和财产的作用，正确、合理地设计自动喷水灭火系统，根据光伏发电站的实际情况，设计此用于光伏发电站的自喷系统，该系统安全可靠、技术先进、经济合理。

光伏发电 消防 自动喷水灭火系统

我国能源长期依赖于不可再生的石油及煤炭，给环境带来严重的负担。大力发展清洁能源能够实现国家的节能减排目标。光伏发电能够实现每座建筑、每片适宜的土地都能分散生产、就地使用，但因发电站的火灾情况不容乐观，特此设计自动喷水灭火系统，用于光伏发电站的消防措施。

1 光伏发电站的火灾危险性分析

1.1 逆变器室内布置

单位散热量大、且无人值守逆变器是光伏电站的重要设备，它将电池组件的直流电能转换为交流电能，以实现并网发电。大型光伏电站多采用MW级逆变器，一套1MW逆变器的损耗高达20kW。逆变器必需采用户内布置，或新建逆变器室或采用箱式结构逆变器。一般的逆变器室或箱式逆变器占地面积约20-25m2，内部净空容积约40～50m3。

1.2 光伏方阵区火灾危险分析

电池组件、汇流箱及电缆或太阳电池组件、汇流箱全部露天分散布置或地埋敷设，露天布置电气设备的最大火灾隐患是杂草灌木自燃引发的火灾。而逆变器室内布置有逆变器以及直流屏及UPS等电气设备，仅逆变器的散热就高达20kW以上，其单位空间热量大于0.4kW/m3。由此可知，若逆变器室散热功能不好，必将引发逆变器室的重大火灾危险。

图一 自动喷水灭火系统

2 自动喷水灭火系统的设计参数

图一为自动喷水灭火系统，该系统为湿式系统，用于逆变器室内火灾保护。其喷水强度不应低于10Lmin.m2,作用面积不应小于150m2，设计火灾延续时间30min。仅在走廊设置单喷头的自动喷水灭火系统，其作用面积应按疏散距离对应得出但面积已经确定。若建筑采用快速响应喷头时，可按最大房间的实际面积作为系统涉及作用面积，所选用的系统设计喷头动作数量不应少于4个。给水管道的管径不应小于DN25。自动喷水灭火系统喷头最小工作压力为0.5MPa。当设置场所分隔成不同面积的房间，且每个房间分割墙的耐火极限不小于0.5h时，在喷水强度不变得情况下，系统作用面积可以按照设计作用面积大于等于90m2。

下面介绍其他系统组件和管道的选择情况。

2.1 喷头

在走廊内可选择边墙型喷头。根据不同的屋顶结构可选择直立型和下垂型喷头。在管路有隐蔽要求或管路与屋面板的距离受到限制时，应选用下垂型喷头。歌舞娱乐放映游艺场所、旅馆、招待所等建筑应选用快速响应喷头。当喷头布置受场所限制、喷头向间距大于规定时，可选用直立、下垂型扩展覆盖喷头或边墙型扩展覆盖喷头。应有库存备用喷头，其总数量不应少于安装个数的l%，且每种类型和不同温度的备用喷头数均不应少于10个。本设计选择普通直立型即可。

2.2 报警阀组

自动喷水灭火系统符合下列条件时应设湿式报警阀门组。采用K=80喷头，总个数大于等于25个；采用K=115喷头，总个数大于等于15个。当自动喷水灭火系统未设置增压泵组时，湿式报警阀组压力开关应转换为声光报警，信号传至有人值班的房间。湿式报警阀门组最小规格为DN65，当自动喷水灭火系统主管计算小于等于DN65时，仍应选用DN65湿式报警阀组。建筑户内直接与生活给水系统相连接的自动喷水灭火系统，其连接处应设置控制阀和止回阀，并可不设湿式报警阀组。

2.3 水流指示器

自动喷水灭火系统喷头数量超过20个，当不同楼层均设置喷头时，将设置水流指示器并将其信号传至有人值班的房间内或消防控制室。

2.4 末端试水阀

设置水流指示器的自动喷水灭火系统，设置末端试水阀及压力表。

2.5 水泵接合器

设置湿式报警阀组的自动喷水灭火系统，应设置水泵接合器。单个报警阀，水泵接合器的接管点位置应在湿式报警阀后,以减少水头损失。每个水泵接合器的流量为10～15l/s时，消防车的运转正常且能发挥最大效力。按室内消火栓及自动喷洒等灭火系统的最大秒流量来计算水泵接合器的个数。现阶段，消火栓及自动喷洒管网通常在消防泵处即分开设置，故按每个系统的流量分别计算个数。如室内消防系统有分区，则按分区分别设置水泵接合器，高低区对应的消防流量不同时可以采用不同的个数。

2.6 倒流防止器

当设置湿式报警阀组的自动喷水灭火系统，由市政给水管网直接供水时，应设置倒流防止器。

2.7 消防给水

自动喷水灭火系统，可直接利用市政给水管网火室内消火栓管网供水。自动喷水灭火系统与生活给水火消火栓给水共用一个系统时，应验算给水系统能满足自动喷水灭火系统所需的最大流量和压力。当采用独立的消防给水泵供水时，可不设置备用消防给水泵。

2.8 管材及其连接件

配水管道应采用内外热镀锌钢管、铜管、不锈钢管火经国家消防产品质量监督检验中心检测合格的氯化聚氯乙烯（CPVC）塑料管及管件。镀锌钢管应采用丝扣、法兰、沟槽连接件连接，若采用焊接时，焊接处内外壁应作防腐处理；CPVC塑料管及管件应采用专用的粘结剂粘结。选用CPVC塑料管构成的简易自动喷水灭火系统，应采用快速响应喷头，且喷头公称动作温度不宜高于68C，安装场所应当符合下列规定：

（1）CPVC塑料管应采用隐蔽安装。

（2）安装下垂式快速响应喷头的溅水盘与顶棚的距离在150mm以内；喷头最大间距为4.0m。

（3）安装边墙型或扩展边墙喷头的溅水盘与顶棚的距离在150mm以内、且与边墙的距离不超过100mm；喷头间距不大于3.6m。

（4）CPVC管道不可固定在可燃物构件上，当CPVC管作为连通管道使用或通过可燃物较多场所时，需采取防火保护措施。

（5）CPVC仅用于配水管及配水支管，且每一根配水管不得跨越防火分区。

2.9 喷头布置一般原则

喷头布置应设在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流且有利于均匀喷水的位置、喷头应防止屏障热气流或影响喷头布水。喷头布置应保证布水均匀，喷头数量应满足设计喷水强度的要求。直立、下垂型标准喷头直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上的喷头间距及相邻配水支管的间距，应根据设计喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定。喷头间距不应大于4.0m，且不宜小于2.4m；喷头与端墙的距离不应大于2.0m。溅水盘的位置，直立、下垂型标准喷头溅水盘与顶板的就距离，不应小于75mm、且不宜大于150mm（吊顶型及吊顶下安装的喷头除外）。当有障碍物时，应按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的要求布置，但喷头与顶板的距离不应大于550mm。

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