摘 要:闡述了對(duì)于大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)想,重點(diǎn)介紹了燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍、重點(diǎn)防火分區(qū)與火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分、消防給水、電廠各系統(tǒng)的消防措施、火災(zāi)監(jiān)測(cè)及滅火系統(tǒng)匯總、火災(zāi)報(bào)警及控制系統(tǒng)等。
關(guān)鍵詞:燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠;消防系統(tǒng);火災(zāi)監(jiān)測(cè)
大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠消防設(shè)計(jì)范圍包括消防給水供水系統(tǒng)、室內(nèi)、外消火栓滅火系統(tǒng)、自動(dòng)噴水及水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、移動(dòng)式滅火器系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及控制系統(tǒng)" 。
《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50229296)規(guī)定重點(diǎn)防火區(qū)域劃分為動(dòng)力島、柴油發(fā)電機(jī)室、配電裝置區(qū)、天然氣調(diào)壓站、材料庫(kù)區(qū)、消防水泵房區(qū)。
目前國(guó)內(nèi)尚無燃機(jī)電廠危險(xiǎn)區(qū)域的劃分標(biāo)準(zhǔn),IEC79210將危險(xiǎn)區(qū)域劃分為三類:0區(qū)、1區(qū)、2區(qū),排放等級(jí)定義為連續(xù)排放、主要排放和次要排放3個(gè)等級(jí)"危險(xiǎn)區(qū)域的劃分與危險(xiǎn)品的排放頻率、排放持續(xù)時(shí)間、排放量、排放濃度、排放流速、通風(fēng)條件等有關(guān)。一般來說,有連續(xù)排放源的區(qū)域?yàn)?區(qū)、有主要排放源的區(qū)域?yàn)?區(qū)、有次要排放源的區(qū)域?yàn)?區(qū)。
在燃?xì)怆姀S內(nèi),天然氣主要泄漏點(diǎn)在天然氣管道系統(tǒng)的法蘭連接處,根據(jù)IEC79210標(biāo)準(zhǔn)屬于有次要排放源,因此燃?xì)怆姀S內(nèi)的爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域?qū)儆?區(qū)。
主廠房?jī)?nèi)的天然氣主要泄漏點(diǎn)(即危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)?天然氣前置模塊、天然氣模塊、燃?xì)廨啓C(jī)本體罩殼內(nèi)區(qū)域。
電廠使用的天然氣一般由區(qū)域廠天然氣網(wǎng)絡(luò)送至電廠廠區(qū)內(nèi)的天然氣調(diào)壓站、主廠房外的危險(xiǎn)區(qū)域主要指天然氣調(diào)壓站,該處爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域?qū)儆?區(qū)。整個(gè)調(diào)壓站可半開放布置,上面設(shè)防雨頂棚。
發(fā)電機(jī)冷卻采用氫冷,GE公司將發(fā)電機(jī)定子殼體內(nèi)區(qū)域定義為2區(qū)危險(xiǎn)區(qū)。
1 消防給水系統(tǒng)
大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠需建設(shè)一套消防給水系統(tǒng),供應(yīng)機(jī)組自動(dòng)噴水及水噴霧滅火系統(tǒng)。消防生活合用水池由凈水站或市政自來水管網(wǎng)供消防補(bǔ)充水,水質(zhì)為澄清過濾水。消防泵從消防水池吸水,經(jīng)升壓后接入廠區(qū)消防水管網(wǎng),供整個(gè)廠區(qū)的消防水,包括廠區(qū)及建筑物室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)、主廠房?jī)?nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。包括:
(1)1臺(tái)100%電動(dòng)消防泵,1臺(tái)100%柴油機(jī)消防泵。當(dāng)電動(dòng)消防泵事故時(shí),柴油機(jī)消防泵將自啟動(dòng)。氣壓罐消防穩(wěn)壓設(shè)備維持管網(wǎng)穩(wěn)定的水壓和提供消防泵啟動(dòng)瞬間的應(yīng)急消防用水。在發(fā)生火災(zāi)的情況下,當(dāng)消防管網(wǎng)水壓降至一定值時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)消防泵,當(dāng)電動(dòng)消防泵故障時(shí)立即啟動(dòng)柴油機(jī)備用消防泵;
(2)消防水系統(tǒng)的穩(wěn)壓設(shè)備1套;
(3)消防生活合用水池1座,水源為澄清過濾水;
(4)柴油機(jī)消防泵設(shè)火災(zāi)探測(cè)裝置及水噴霧滅火系統(tǒng);
(5)消防泵房設(shè)就地消防盤;消防泵可以在消防主盤上啟動(dòng),平時(shí)消防管網(wǎng)由穩(wěn)壓設(shè)備穩(wěn)定壓力,當(dāng)管網(wǎng)壓力降低至某一定值時(shí),消防水泵將自動(dòng)啟動(dòng);
(6)自動(dòng)噴水系統(tǒng)(閥組、噴頭、管道及附件);
(7)水噴霧系統(tǒng)(閥組、噴頭、管道及附件);
(8)廠區(qū)及室內(nèi)的管道、消火栓、閥門及附件。
2 電廠各系統(tǒng)的消防措施
2.1 油系統(tǒng)的消防措施
主廠房?jī)?nèi)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)、氫密封油裝置、儲(chǔ)存油箱、油管道、給水泵油箱等均采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或水噴霧滅火系統(tǒng)都設(shè)有感溫探測(cè)器。
2.2 電氣設(shè)備的消防措施
(1)變壓器消防
變壓器消防均采用水噴霧滅火系統(tǒng),水源接自主廠房?jī)?nèi)自動(dòng)噴水消防環(huán)管。這些變壓器設(shè)有線型感溫電纜,在區(qū)域盤、消防主控盤上進(jìn)行監(jiān)控。
(2)電纜防火生產(chǎn)車間中,均采用阻燃電纜。
在通向控制樓電了設(shè)備間下電纜層的豎井或墻洞及各種電氣盤柜底部開孔處采用電纜防火堵料、填料或防火包等材料封堵,耐火極限不小于1h。電纜豎井通過每一層樓板處設(shè)置防火封堵。
在電纜溝內(nèi)每間距100m處,或主廠房?jī)?nèi)架空橋架每間距100m處設(shè)防火墻(或阻火)。防火墻上的電纜孔洞采用電纜防火堵料封堵,并采取防止火焰竄燃的措施。
對(duì)主廠房?jī)?nèi)易受外部火災(zāi)影響的燃機(jī)和汽機(jī)頭部以及鍋爐防爆門鄰近部位的電纜區(qū)段,采取在電纜上施加防火涂料或防火槽盒措施。
靠近帶油設(shè)備的電纜溝蓋板將加以密封。
為防止2臺(tái)機(jī)組電纜火災(zāi)漫延,在集控樓的電纜層設(shè)有兩臺(tái)機(jī)中間專用的防火隔墻。
主廠房電纜橋架、電纜溝、集控樓電纜夾層設(shè)線型感溫探測(cè)器。
控制室、電子設(shè)備間、熱工設(shè)備室、繼電器室等處煙烙燼(INERGEN)氣體滅火系統(tǒng),并設(shè)感煙、感溫探測(cè)器。
2.3 燃機(jī)本體消防
燃機(jī)本體消防系統(tǒng)由燃機(jī)供貨商負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。采用低壓CO2滅火系統(tǒng),該系統(tǒng)包括一個(gè)低壓CO2儲(chǔ)罐、就地消防控制柜、CO2輸送管道、噴頭、感溫火災(zāi)探頭等。保護(hù)區(qū)域包括:燃機(jī)本體、天然氣模塊區(qū)域、燃機(jī)2號(hào)軸承。
燃機(jī)罩殼內(nèi)、燃機(jī)本體旁的天然氣模塊區(qū)域、燃機(jī)2號(hào)軸承罩殼內(nèi)設(shè)有感溫火災(zāi)探頭、火災(zāi)警鈴及CO2輸送管道、噴頭等。燃機(jī)本體低壓CO2滅火系統(tǒng)包括2套獨(dú)立的釋放及管路系統(tǒng),即初始釋放系統(tǒng)(Initial discharge system)及持續(xù)釋放系統(tǒng)(Extended discharge system)。當(dāng)就地消防控制柜接收到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后,首先關(guān)閉燃機(jī)的進(jìn)氣閥,初始釋放系統(tǒng)在幾秒鐘之內(nèi)動(dòng)作,在短時(shí)間之內(nèi)使發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域達(dá)到一定的CO2滅火濃度,該系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間在1min左右;之后持續(xù)釋放系統(tǒng)動(dòng)作,將CO2滅火濃度維持在一定的范圍內(nèi),該系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間在30~60min左右。同時(shí)就地消防控制柜將火災(zāi)信號(hào)分別送至機(jī)島設(shè)備的MARK VI控制盤及消防主盤,MARKVI控制盤發(fā)出命令關(guān)閉正在運(yùn)行的燃機(jī)及風(fēng)機(jī)。
在燃機(jī)罩殼內(nèi)及天然氣模塊區(qū)域設(shè)可燃?xì)怏w探測(cè)器,根據(jù)可燃?xì)怏w泄漏的濃度,可發(fā)出兩級(jí)報(bào)警信號(hào)(Highalarm/High2highalarm)。其中天然氣模塊區(qū)域設(shè)置2只可燃?xì)怏w探測(cè)器,兩級(jí)報(bào)警信號(hào)濃度分別為10%和25%;燃料進(jìn)口處設(shè)置3只可燃?xì)怏w探測(cè)器,兩級(jí)報(bào)警信號(hào)濃度分別為10%和25%;燃機(jī)本體罩殼內(nèi)設(shè)置2只可燃?xì)怏w探測(cè)器,兩級(jí)報(bào)警信號(hào)濃度分別為10%和25%;燃機(jī)本體上方通風(fēng)管處設(shè)置4只可燃?xì)怏w探測(cè)器,兩級(jí)報(bào)警信號(hào)濃度分別為7%和17%。如遇到氣體泄漏等緊急情況,探測(cè)器警告信號(hào)將送至機(jī)島設(shè)備的MARKVI控制盤,以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施。
2.4 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的防護(hù)措施
(1)天然氣前置模塊一般設(shè)在余熱鍋爐區(qū)域,為半露天布置,四周設(shè)有圍柵,無頂柵。由于布置在室外,氣體難以聚集,達(dá)不到報(bào)警濃度。該區(qū)域通常不設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器,但重要的電氣、電子設(shè)備均考慮防爆要求。
(2)天然氣模塊一般布置在6.45m層燃機(jī)罩殼旁,會(huì)配套提供火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器、低壓CO2滅火系統(tǒng)及可燃?xì)怏w探測(cè)器。
(3)燃?xì)廨啓C(jī)本體罩殼內(nèi)區(qū)域會(huì)配套提供火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器、低壓CO2滅火系統(tǒng)及可燃?xì)怏w探測(cè)器。
整個(gè)廠區(qū)天然氣調(diào)壓站可半開放布置,上面設(shè)防雨頂棚。該區(qū)域通常不設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器,但重要的電氣、電子設(shè)備均考慮防爆要求。
(5)發(fā)電機(jī)冷卻采用氫冷,在發(fā)電機(jī)罩殼內(nèi)設(shè)可燃?xì)怏w探測(cè)器及危險(xiǎn)氣體探測(cè)器,根據(jù)氣體泄漏的濃度,可發(fā)出兩級(jí)報(bào)警信號(hào)。其中在發(fā)電機(jī)端蓋處設(shè)置2只危險(xiǎn)氣體探測(cè)器,兩級(jí)報(bào)警信號(hào)濃度分別為10%和25%;在發(fā)電機(jī)末端收集器處設(shè)置3只可燃?xì)怏w探測(cè)器,兩級(jí)報(bào)警信號(hào)濃度分別為10%和25%。
如遇到氣體泄漏等緊急情況,探測(cè)器警告信號(hào)將被送至機(jī)島設(shè)備的MARKVI控制盤,以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施。
由于我國(guó)目前尚無有關(guān)大型燃機(jī)電廠火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域防護(hù)措施的規(guī)范,根據(jù)消防主管部門的要求,在天然氣前置模塊區(qū)域及廠區(qū)天然氣調(diào)壓站均設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器并報(bào)警,對(duì)重要的電氣電子設(shè)備充分考慮防爆要求,并配備有相應(yīng)的移動(dòng)式滅火器,以確保安全生產(chǎn)。
3 火災(zāi)報(bào)警及控制系統(tǒng)
3.1 火災(zāi)報(bào)警控制及分區(qū)
火災(zāi)探測(cè)、報(bào)警、控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足火災(zāi)初期發(fā)出警報(bào),由火警自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集中監(jiān)測(cè)全廠火情。一旦發(fā)生火情,由自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出聲光警報(bào),同時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)消防設(shè)施滅火(或在報(bào)警后,人工手動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)消防設(shè)施滅火),也能切換全廠內(nèi)呼叫系統(tǒng),向全廠報(bào)警。
火災(zāi)探測(cè)、報(bào)警、控制系統(tǒng)分為區(qū)域和集中兩級(jí)管理。當(dāng)某區(qū)域某設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時(shí)本區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)中有關(guān)的火警探測(cè)器動(dòng)作,并將信號(hào)輸入至區(qū)域報(bào)警控制盤發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),同時(shí)將火災(zāi)信號(hào)輸至設(shè)在集控室中的火災(zāi)報(bào)警主控制盤,在主控盤上顯示火災(zāi)發(fā)生區(qū)域并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),并向電廠消防站火警受理臺(tái)傳達(dá)火災(zāi)報(bào)警。主控制盤能監(jiān)控各區(qū)域內(nèi)滅火設(shè)施如自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的控制閥、水流指示壓力開關(guān)、氣體滅火系統(tǒng)、消防泵等的開啟及正常、故障狀態(tài),并接受其反饋信號(hào)。
3.2 其他各滅火系統(tǒng)的控制
(1)預(yù)作用噴水/濕式噴水滅火系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng),也可以在主機(jī)屏或區(qū)域顯示操作盤上手動(dòng)啟動(dòng)。
(2)開式水噴霧滅水系統(tǒng)有啟動(dòng)延時(shí)裝置、緊急啟動(dòng)和停止啟動(dòng)裝置。變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)還應(yīng)與變壓器保護(hù)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
(3)氣體來火系統(tǒng)
固定式煙烙燼氣體滅火系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng),也可手動(dòng)啟動(dòng)。
參考文獻(xiàn)
[1] DL/T22002 燃機(jī))蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠設(shè)計(jì)規(guī)定(試行)
[2] GB50229296 火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范
[3] GBJ16287 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范
[4] GB50116298 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
[5] DL5027293 電力設(shè)備典型消防規(guī)程
[6] DL500022000 火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程