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(wú)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(lèi):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(lái)說(shuō),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(kāi)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(lái)水管網(wǎng)供消防補(bǔ)充水,水質(zhì)為澄清過(guò)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(guò)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(pán);消防泵可以在消防主盤(pán)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(mén)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(pán)、消防主控盤(pán)上進(jìn)行監(jiān)控。
(2)電纜防火生產(chǎn)車(chē)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(pán)柜底部開(kāi)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(guò)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(mén)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(zhuān)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(pán)及消防主盤(pán),MARKVI控制盤(pán)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(pán),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(wú)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(kāi)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(pán),以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施。
由于我國(guó)目前尚無(wú)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(mén)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(mǎn)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(pán)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(pán),在主控盤(pán)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(pán)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(kāi)關(guān)、氣體滅火系統(tǒng)、消防泵等的開(kāi)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(pán)上手動(dòng)啟動(dòng)。
(2)開(kāi)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(lái)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)。
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