水电站主厂房火灾烟气扩散特性研究Study on the diffusion characteristics of fire smoke in the main powerhouse of a hydropower station
杨宇轩,张乾波
摘要(Abstract):
我国水电站工程发展迅速,同时其面临的火灾风险也越来越大。为研究水电站主厂房的火灾烟气扩散特性,基于国内某典型大型水电站工程,构建了等尺寸数值模型,针对发电机层端部、发电机层中部、母线层中部和水轮机层中部4种起火场景展开研究,分析了不同火灾场景下的烟气扩散过程和蔓延特性。研究表明:当发电机层端部和中部起火时,烟气几乎不会扩散至其他层,而母线层和水轮机层中部起火时,烟气最终将填充满整个主厂房空间,但不同场景下的烟气在各层间的扩散机制存在差异。研究结论可为水电站主厂房及超大空间火灾烟气防控和应急处置提供理论和技术指导。
关键词(KeyWords): 水电站火灾;主厂房;高大空间;烟气扩散;数值模拟
基金项目(Foundation): 公共火灾防治技术四川省高等学校重点实验室开放基金资助(SC_KLPFPCT2024Y08);; 火灾安全全国重点实验室开放课题资助(HZ2025-KF19);; 国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFC3080900);; 北京理工大学科技创新计划“杰青培育”(2022CX01025);; 国家自然科学基金创新研究群体科学基金(12221002)
作者(Author): 杨宇轩,张乾波
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2025.S2.085
参考文献(References):
- [1] 李安桂,李鑫,肖斌,等.地下式水电站火灾危险分析与潜在风险综合评判[J].安全与环境学报,2009,9(4):147-152.
- [2] 马江燕,李安桂,武晔秋,等.地下水电站主厂房母线层端部火灾烟气流动与机械排烟模拟[J].暖通空调,2011,41(2):99-103.
- [3] 蒲悦利.地下水电站主厂房母线层端部火灾烟气流动与机械排烟[D].西安:西安建筑科技大学,2012.
- [4] 郭张.地下水电站主变洞搬运道火灾烟气流动与控制[D].西安:西安建筑科技大学,2012.
- [5] 武晔秋.水电站地下主变洞火灾烟气流动及机械排烟模式研究[D].西安:西安建筑科技大学,2014.
- [6] 钟茂华.国家自然科学基金面上项目“地下超大洞室群烟流蔓延规律与控制基础研究”资助项目成果报告[R].北京:中国安全生产科学研究院,2013.
- [7] 刘畅,钟茂华,林鹏,等.水利水电工程分岔型隧道全尺寸火灾实验研究[J].清华大学学报(自然科学版),2022,62(1):1-12.
- [8] YANG Y,LONG Z,CHENG H,et al.Experimental and numerical study of smoke temperature distribution characteristics in a sloped tunnel[J].Sustainable Cities and Society,2021,73:103091.
- [9] MORGAN J.SFPE Handbook of Fire Protection Engineering[M].New York:Springer,2016.
- [10] 杨宇轩,刘畅,仇培云,等.含坡度隧道车辆阻塞下全尺寸火灾实验[J].清华大学学报(自然科学版),2020,60(12):1030-1038.
- [11] 杨宇轩,程辉航,龙增,等.阻塞效应对隧道火灾烟气温度影响试验研究[J].中国安全科学学报,2022,32(10):135-141.
- [12] HE K,CHENG X,YAO Y,et al.Characteristics of multiple pool fires in a tunnel with natural ventilation[J].Journal of Hazardous Materials,2019,369:261-267.
- [13] HE K,YAO Y,SHI L,et al.Experimental study on fire behaviours of double fires with asymmetric heat release rates in the tunnel with natural ventilation[J].Fire Safety Journal,2024,146:104154.