摘 要:闡述了對于大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠消防系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)想,重點介紹了燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠消防系統(tǒng)的設(shè)計范圍、重點防火分區(qū)與火災(zāi)爆炸危險區(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)測及滅火系統(tǒng)匯總、火災(zāi)報警及控制系統(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
大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠消防設(shè)計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)、自動噴水及水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、移動式滅火器系統(tǒng)、火災(zāi)報警及控制系統(tǒng)" 。
《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范》(GB50229296)規(guī)定重點防火區(qū)域劃分為動力島、柴油發(fā)電機室、配電裝置區(qū)、天然氣調(diào)壓站、材料庫區(qū)、消防水泵房區(qū)。
目前國內(nèi)尚無燃機電廠危險區(qū)域的劃分標(biāo)準(zhǔn),IEC79210將危險區(qū)域劃分為三類:0區(qū)、1區(qū)、2區(qū),排放等級定義為連續(xù)排放、主要排放和次要排放3個等級"危險區(qū)域的劃分與危險品的排放頻率、排放持續(xù)時間、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)域為0區(qū)、有主要排放源的區(qū)域為1區(qū)、有次要排放源的區(qū)域為2區(qū)。
在燃?xì)怆姀S內(nèi),天然氣主要泄漏點在天然氣管道系統(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)危險區(qū)域?qū)儆?區(qū)。
主廠房內(nèi)的天然氣主要泄漏點(即危險區(qū)域為:天然氣前置模塊、天然氣模塊、燃?xì)廨啓C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、主廠房外的危險區(qū)域主要指天然氣調(diào)壓站,該處爆炸與火災(zāi)危險區(qū)域?qū)儆?區(qū)。整個調(diào)壓站可半開放布置,上面設(shè)防雨頂棚。
發(fā)電機冷卻采用氫冷,GE公司將發(fā)電機定子殼體內(nèi)區(qū)域定義為2區(qū)危險區(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)機組自動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)、主廠房內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)。包括:
(1)1臺100%電動消防泵,1臺100%柴油機消防泵。當(dāng)電動消防泵事故時,柴油機消防泵將自啟動。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,自動啟動電動消防泵,當(dāng)電動消防泵故障時立即啟動柴油機備用消防泵;
(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)柴油機消防泵設(shè)火災(zāi)探測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,平時消防管網(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,消防水泵將自動啟動;
(6)自動噴水系統(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
主廠房內(nèi)的潤滑油系統(tǒng)、氫密封油裝置、儲存油箱、油管道、給水泵油箱等均采用自動噴水滅火系統(tǒng)或水噴霧滅火系統(tǒng)都設(shè)有感溫探測器。
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),水源接自主廠房內(nèi)自動噴水消防環(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,或主廠房內(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。
對主廠房內(nèi)易受外部火災(zāi)影響的燃機和汽機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臺機組電纜火災(zāi)漫延,在集控樓的電纜層設(shè)有兩臺機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、感溫探測器。
2.3 燃機本體消防
燃機本體消防系統(tǒng)由燃機供貨商負(fù)責(zé)設(shè)計。采用低壓CO2滅火系統(tǒng),該系統(tǒng)包括一個低壓CO2儲罐、就地消防控制柜、CO2輸送管道、噴頭、感溫火災(zāi)探頭等。保護區(qū)域包括:燃機本體、天然氣模塊區(qū)域、燃機2號軸承。
燃機罩殼內(nèi)、燃機本體旁的天然氣模塊區(qū)域、燃機2號軸承罩殼內(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。燃機本體低壓CO2滅火系統(tǒng)包括2套獨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)報警信號后,首先關(guān)閉燃機的進氣閥,初始釋放系統(tǒng)在幾秒鐘之內(nèi)動作,在短時間之內(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)動作時間在1min左右;之后持續(xù)釋放系統(tǒng)動作,將CO2滅火濃度維持在一定的范圍內(nèi),該系統(tǒng)動作時間在30~60min左右。同時就地消防控制柜將火災(zāi)信號分別送至機島設(shè)備的MARK VI控制盤及消防主盤,MARKVI控制盤發(fā)出命令關(guān)閉正在運行的燃機及風(fēng)機。
在燃機罩殼內(nèi)及天然氣模塊區(qū)域設(shè)可燃?xì)怏w探測器,根據(jù)可燃?xì)怏w泄漏的濃度,可發(fā)出兩級報警信號(Highalarm/High2highalarm)。其中天然氣模塊區(qū)域設(shè)置2只可燃?xì)怏w探測器,兩級報警信號濃度分別為10%和25%;燃料進口處設(shè)置3只可燃?xì)怏w探測器,兩級報警信號濃度分別為10%和25%;燃機本體罩殼內(nèi)設(shè)置2只可燃?xì)怏w探測器,兩級報警信號濃度分別為10%和25%;燃機本體上方通風(fēng)管處設(shè)置4只可燃?xì)怏w探測器,兩級報警信號濃度分別為7%和17%。如遇到氣體泄漏等緊急情況,探測器警告信號將送至機島設(shè)備的MARKVI控制盤,以便及時采取相應(yīng)的措施。
2.4 火災(zāi)爆炸危險區(qū)域的防護措施
(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)不到報警濃度。該區(qū)域通常不設(shè)置可燃?xì)怏w探測器,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層燃機罩殼旁,會配套提供火災(zāi)報警探測器、低壓CO2滅火系統(tǒng)及可燃?xì)怏w探測器。
(3)燃?xì)廨啓C本體罩殼內(nèi)區(qū)域會配套提供火災(zāi)報警探測器、低壓CO2滅火系統(tǒng)及可燃?xì)怏w探測器。
整個廠區(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探測器,但重要的電氣、電子設(shè)備均考慮防爆要求。
(5)發(fā)電機冷卻采用氫冷,在發(fā)電機罩殼內(nèi)設(shè)可燃?xì)怏w探測器及危險氣體探測器,根據(jù)氣體泄漏的濃度,可發(fā)出兩級報警信號。其中在發(fā)電機端蓋處設(shè)置2只危險氣體探測器,兩級報警信號濃度分別為10%和25%;在發(fā)電機末端收集器處設(shè)置3只可燃?xì)怏w探測器,兩級報警信號濃度分別為10%和25%。
如遇到氣體泄漏等緊急情況,探測器警告信號將被送至機島設(shè)備的MARKVI控制盤,以便及時采取相應(yīng)的措施。
由于我國目前尚無有關(guān)大型燃機電廠火災(zāi)爆炸危險區(qū)域防護措施的規(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探測器并報警,對重要的電氣電子設(shè)備充分考慮防爆要求,并配備有相應(yīng)的移動式滅火器,以確保安全生產(chǎn)。
3 火災(zāi)報警及控制系統(tǒng)
3.1 火災(zāi)報警控制及分區(qū)
火災(zāi)探測、報警、控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足火災(zāi)初期發(fā)出警報,由火警自動監(jiān)測系統(tǒng)集中監(jiān)測全廠火情。一旦發(fā)生火情,由自動監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出聲光警報,同時自動控制系統(tǒng)啟動相應(yīng)消防設(shè)施滅火(或在報警后,人工手動啟動相應(yīng)消防設(shè)施滅火),也能切換全廠內(nèi)呼叫系統(tǒng),向全廠報警。
火災(zāi)探測、報警、控制系統(tǒng)分為區(qū)域和集中兩級管理。當(dāng)某區(qū)域某設(shè)備發(fā)生火災(zāi)時本區(qū)域報警系統(tǒng)中有關(guān)的火警探測器動作,并將信號輸入至區(qū)域報警控制盤發(fā)出聲光報警信號,同時將火災(zāi)信號輸至設(shè)在集控室中的火災(zāi)報警主控制盤,在主控盤上顯示火災(zāi)發(fā)生區(qū)域并發(fā)出聲光報警信號,并向電廠消防站火警受理臺傳達(dá)火災(zāi)報警。主控制盤能監(jiān)控各區(qū)域內(nèi)滅火設(shè)施如自動噴淋系統(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。
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)可以自動啟動,也可以在主機屏或區(qū)域顯示操作盤上手動啟動。
(2)開式水噴霧滅水系統(tǒng)有啟動延時裝置、緊急啟動和停止啟動裝置。變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)還應(yīng)與變壓器保護系統(tǒng)聯(lián)動。
(3)氣體來火系統(tǒng)
固定式煙烙燼氣體滅火系統(tǒng)可以自動啟動,也可手動啟動。
參考文獻
[1] DL/T22002 燃機)蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠設(shè)計規(guī)定(試行)
[2] GB50229296 火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范
[3] GBJ16287 建筑設(shè)計防火規(guī)范
[4] GB50116298 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(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)計技術(shù)規(guī)程