大型燃煤电厂的安全装备与消防技术

2014-03-21李子光

电力与能源 2014年1期

李子光

（上海电力实业有限公司，上海 200001）

随着电子技术的快速发展，智能化消防技术的日益深化，对上海外高桥电厂二期工程（2台900MW超临界燃煤发电机组）消防工作，提出了更高的技术要求。如何熟悉、掌握现代消防系统的运作特点，根据现场条件、被保护设备的特点和功能来应用消防技术，正确划定报警区域和探测区域、合理安排火灾时消防系统的运作和人员疏散等问题，都成为消防技术应用的研究课题。

1 火灾自探报警及控制系统技术

1.1 火灾报警及控制区域划分

外高桥电厂二期工程的防火等级为甲级。采用区域报警结合控制中心报警形式，将全厂划分9个火灾报警及控制区域。

1）5号汽机房区域监控盘设在5号汽机房8.60m层开关室外，由5号机所属密封油装置、清洁／污油箱、汽机油小室、汽机油管、电动锅炉给水泵、汽动锅炉给水泵、汽机轴承小室、中压开关室、5号汽机房各层楼面、主变压器、厂用变压器、备用变压器等设备或防护区组成。

2）6号汽机房区域监控盘设在6号汽机房8.60m层开关室外，由6号机所属密封油装置、汽机油小室等相关设备或防护区组成。

3）汽机岛范围集控楼（除烟络尽保护区外）

烟络尽系“INERGEN”的中文译名，烟络尽气体灭火系统是一种新型灭火系统。区域监控盘与主监控盘合并，由集控楼各层走廊、电缆竖井、暖通设备间、蓄电池室、会议室、办公室、事故柴油发电机组等防护区组成。

4）汽机岛范围集控楼烟络尽保护区区域监控盘设在集控楼0.0m层钢瓶间内，由集控楼中心控制室、计算机室及设备间、仪控设备室、电子设备室、低压配电间、低压厂用配电间、暖通MCC室等防护区组成。

5）5号炉区域监控盘设在辅助控制楼（PAS）楼13.8m层除灰控制室内，由5号炉所属煤仓间袋式除尘器、锅炉燃烧器前室、磨煤机润滑油设施、空气预热器、电气除尘器、PAS楼、煤仓层、磨煤机层、给煤机层、锅炉各层等设备或防护区组成。

6）6号炉区域监控盘设在PAS楼13.8m层除灰控制室内，由6号炉所属煤仓间袋式除尘器、锅炉燃烧器前室等相关设备或防护区组成。

7）输煤建筑物区域监控盘设在一期输煤综合楼内，二期设在输煤控制室内，由输煤栈桥、转运站、碎煤机室、输煤配电间及控制室等防火分区组成。

8）附属建筑物区域监控盘设在化水楼控制室内，由生产运行管理楼、化水车间控制楼、继电器楼、消防泵房、油净化车间等防火分区组成。

9）一期改建供氢站区域监控盘设在供氢值班室内。

1.2 火灾报警及控制方式

二期工程采用AlgoRex型智能模拟式火灾自动报警及控制系统，全总线制工作方式，即二总线报警并联动控制。整个系统由主监控盘、区域监控盘、就地监控盘、远方复显监控盘、各种火灾探测器、各种模块、手动报警按钮、报警警铃、智能化神经元环形网络及接口卡件等组成。根据保护对象的不同，分别设置各种可编址火灾探测器，在防火区域旁设有手动报警按钮及声光警示装置，通过电缆将其与消防就地监控盘、区域监控盘、主监控盘、各种自动灭火设施等联动设备连接成环形回路，并自动巡检，若系统发生故障，各级监控盘上能够立即指示出故障地址及原因。

当火灾发生时，探测器将火灾信号经报警回路逐级送至就地监控盘、区域监控盘、主监控盘，在各级监控盘上显示火灾发生的时间及地点，并发出声、光报警信号，同时向各自动灭火设施和相关暖通、电梯设备发出联动指令，随后接受灭火和暖通系统的反馈信号，还能切至事故广播系统，向全厂报警。

消防主监控盘设在集控楼的中心控制室内，包括CS11火警控制器和CT11操作面板，全中文LCD显示，所有监控盘均能显示并记录每次火灾发生的地点和时间，配置手动操作柜、台式计算机和打印机，负责全厂消防系统的集中监控，显示各个区域的火警状况并在CRT上模拟报警区域，提供最佳的灭火方案，自动打印并存储记录。主监控盘能进行自检，并显示消防泵的状态及故障信号、全厂各自动灭火设施的状态及故障信号、消防水池液位和供水管网压力高低信号。发生火警时自动打印地点、火灾状态、火警时间、灭火方案及联动设备的动作信号等信息。可以人工打印模拟平面图，也可通过计算机人工干预，采用中文图形化视窗操作系统。

火灾探测器采用带微处理芯片的软地址编码智能型探测器，能自行判断火警程度，进行自动处理。探测器内置诊断运算规则，具有自动测试和环境补偿功能，并与监控盘互动，根据不同保护对象的火灾危险性和环境特点，在探测器及监控盘上对响应灵敏度和工作模式进行调节，使之不受环境假象的影响，降低误报警率。通过对火警参数统计分析，准确、迅速地得到火灾信息。

2 自动喷水灭火系统

2.1 水喷雾灭火设备

在主变压器、厂用变压器、密封油装置、清洁／污油箱、汽机油小室、锅炉燃烧器前室、磨煤机润滑油设施、空气预热器、柴油机消防泵及油箱等处，放置固定式水喷雾灭火设备。正常状况下雨淋阀组控制管路内水压，使报警阀保持在关闭状态。当某一区域内检测到火灾时，消防控制盘联动打开控制电磁阀，相关报警阀快速开启，在规定的响应时间内，消防水通过配水管网和火灾影响区域上方的开放式喷头形成密实水雾迅速灭火。同时，配套雨淋阀组的水力警铃报警，压力开关动作信号反馈至消防控制盘，确认开启雨淋阀，灭火完后手动复位雨淋阀。火灾时水喷雾设备可以在消防控制盘上遥控启动，也可在雨淋阀站处打开手动放水阀应急启动。

2.2 水喷淋灭火设备

2.2.1 预作用水喷淋灭火

在汽机油管、电动锅炉给水泵、汽动锅炉给水泵、汽机轴承小室、事故柴油发电机组、煤仓间输煤皮带和袋式除尘器、集控楼走廊、暖通设备间、电缆竖井、电缆分配间等处放置预作用水喷淋灭火设备。设有自动／手动方式，具有消防控制、报警、测试和反馈报警阀组状态等功能。

火灾探测方式根据不同要求，分别采用感温探头、感烟探头、线性感温电缆和闭式喷头组合。正常状况下预作用阀组控制管路内水压使报警阀处在关闭状态，同时空气自动补给系统维持报警阀后配水管网内空气压力，由汽机岛和锅炉岛的空压机提供气源。

当电厂某一区域内检测到火灾时，消防控制盘联动打开控制电磁阀，控制管线内水压随之降低，相关报警阀快速开启，在规定的响应时间内，使阀后管路充水，呈临时湿式系统。随着火源处温度上升，导致火灾影响区域上方的闭式喷头玻璃泡破裂，消防水自动喷出灭火。同时，水力警铃就地报警，压力开关动作信号反馈至消防控制盘，确认预作用阀已经开启。灭火后手动关闭报警阀前检修阀，并将预作用阀组复位。控制盘可以显示预作用阀和信号阀的工作状况，接受空压机故障信号，并根据消防专用空压机出口压力开关信号，自动启停空压机。

2.2.2 湿式水喷淋灭火

在生产运行管理楼处放置湿式水喷淋灭火设备。正常状况下湿式报警阀的前后管路均充满压力水，报警阀处在关闭状态。当火灾造成某一区域温度升至68℃时，导致火源上方的闭式喷头玻璃泡破裂，配水管路水压下降，报警阀开启后喷出水灭火。同时，水力警铃就地报警，压力开关和楼层水流指示器动作信号反馈至消防控制盘，发出火灾警报并确认湿式喷淋设备动作，在控制盘上显示阀位状态，灭火后手动关闭报警阀前检修阀，并将湿式阀组复位。

2.3 雨淋灭火设备

在输煤栈桥内皮带机处放置雨淋灭火设备，由雨淋阀组、配水管网、开放式洒水喷头、火灾探测控制系统组成。探测装置由二种线性感温电缆组成，报警温度分别设为68℃和88℃。设置将输煤系统C－7C、C－9C、C－10C／D皮带机分别作为1个单独的灭火分区；将C－5C、C－11C／D皮带机分别划分为2个灭火分区；将C－6C皮带机划分为5个灭火分区。

当火灾造成某一灭火分区温度升至68℃时，报警信号经输煤区域控制盘送至主监控盘，通知消防人员检查；当温度升至88℃时，输煤区域盘联动开启雨淋阀和灭火分区所对应的电动蝶阀，在规定的响应时间内，消防水通过配水管网和该灭火分区上方的开放式喷头，进行大面积洒水灭火。同时，水力警铃就地报警，压力开关动作信号反馈至消防控制盘，确认雨淋阀开启。灭火后手动关闭报警阀前检修阀和分区控制电动蝶阀，并复位雨淋阀组。火灾时雨淋阀和分区控制电动蝶阀可在控制盘上遥控开启，或分别在雨淋阀站和相关电动蝶阀就地应急手动开启。此外，雨淋控制盘设有自动／手动操作功能，并可显示雨淋阀、分区控制电动蝶阀和信号阀的工作状况。

2.4 水幕隔离设备

在输煤栈桥与转运站、碎煤机室、煤仓间、配煤楼之间皮带机开口处，放置水幕隔离设备，由控制阀、配水管路、开放式洒水喷头、火灾探测控制系统组成。当火灾造成某一输煤栈桥温度升至88℃时，报警信号联动雨淋设备洒水灭火，同时该栈桥两端的转运站（或碎煤机室／煤仓间／配煤楼）水幕隔离设备自动开启，在皮带机开口上方将水喷洒成水幕状，阻止火灾蔓延。同时，水力警铃就地报警，压力开关动作信号反馈至消防控制盘，确认水幕控制阀开启状态。

如果火灾造成某一转运站、碎煤机室或煤仓间温度升至68℃时，报警信号联动相关水幕隔离设备开启，阻止火灾蔓延，并通知消防人员灭火。火灾时水幕控制阀可在控制盘上遥控开启，或在雨淋阀站就地应急手动开启。此外，水幕控制盘设有自动／手动操作功能，并可显示雨淋阀和信号阀工作状态。

2.5 烟烙尽气体灭火系统

烟烙尽气体灭火系统是一种新型灭火系统，在集控室、计算机室、仪控设备室、电子设备室、低压配电间、低压厂用配电间、暖通辅助开关控制室（MCC）室等处使用全淹没烟烙尽气体灭火系统。烟烙尽灭火系统由药剂储存钢瓶及喷放设备、火灾报警及控制部分组成，具有自动／手动均匀喷放气体灭火，并报告火灾危险和反馈系统状态等功能。

二期工程共设烟络尽系统气体储存钢瓶95只，每只钢瓶容积为80L，储存压力15MPa（20℃时），放在集控楼0.0m层0128室，与其它防火区域分开，有直接通向疏散走道的出口和通风装置，室内温度为0～50℃。烟烙尽钢瓶分为2个储瓶组，通过组合分配管路系统保护9个防护区。其中一组52只钢瓶，保护4个区域；另一组43只钢瓶，保护5个区域。所有防护区内均设置安全通道和出口，保证工作人员30s内撤离，疏散通道及出口设置事故照明和疏散标志，防护区的门向疏散方向开启并能自动关闭，且在任何情况下均能从防护区内打开。防护区内放置机械通风设备，发生火灾时烟烙尽气体预喷放信号将联锁关闭相关区域送排风机和防火排烟阀。

在每个烟烙尽防护区放置感温和感烟探头，当火灾引起某一防护区内探测器动作，前期报警信号经设在钢瓶间内的烟烙尽控制盘送至主监控盘，启动该防护区内警铃，通知消防人员到现场检查。当防护区内的温度和烟气浓度达到火灾设定值时，同一区域内二种探测器先后动作，报警信号经烟烙尽控制盘送至主监控盘，并启动该防护区内外的蜂鸣器及闪灯进行预喷发声光报警。30s后，控制系统打开相应的烟烙尽储瓶瓶头阀电磁启动器和有关防护区选择阀，将烟烙尽气体经组合分配管路和喷头均匀输送至防护区，在60s内达到最小设计浓度的95%，迅速灭火。同时，设在气体输送管路上的压力开关动作信号反馈至控制盘，确认烟烙尽气体释放。而防护区每个出入口内外的蜂鸣器及闪灯，以及每个出入口外侧的气体释放指示灯在灭火期间将一直工作，警告所有人员不能进入防护区，直至确认火灾被扑灭。

每个烟烙尽防护区外设置1个手动／自动选择开关，防护区的每个出入口外侧设置1个系统紧急停止开关和电气式手动开关。此外，每个烟络尽系统可在烟络尽控制盘或消防主监控盘上遥控启动，特殊情况下还可在钢瓶间通过各防护区所对应的手动启动器紧急机械启动。烟络尽控制盘可显示火警地点、系统运行及故障状态。

2.6 独立的稳高压供水系统

根据全厂最大消防用水量和水压，设置消防水池为1 500m3，另接1路备用水源。独立的消防水泵房内设1台电动主泵、1台柴油机备用泵、1套气压稳压设备。消防泵和稳压设备从消防水池吸水升压后分两路接入厂区消防高压供水管网，各建筑物就近从管网上接出支管，供应全厂室内外消火栓及喷水灭火系统用水，保证全厂最大一次火灾用水量和水压。

正常时，全自动气压稳压设备将消防供水管网压力维持在0.8MPa。火灾时，消防管网中的水压降至0.6MPa或喷淋系统压力开关动作后，自动启动电动主泵；若管网压力降至0.5MPa或电动主泵发生故障时，柴油机备用泵自动投入。电动主泵、柴油机备用泵、气压稳压设备分别通过设在泵房内的就地控制盘自动启动、手动启停，电泵和柴油机泵也可由主监控盘遥控启停，但不能自动停泵。消防泵房内所有设备的运行、故障状态，消防水池液位、供水管网压力高低等信号均可就地显示，并输送至主监控盘。

2.7 锅炉房分区供水

在锅炉房＋39.3m层放2台增压泵（一用一备），1台用以满足＋39.3至＋106.5m层消防用水需要，＋39.3m层以下由消防主泵直接供水。当＋39.3m层消防供水管网压力降至0.60MPa时，稳压泵自动启动，维持管网工作压力，当水压升至0.75MPa时稳压泵自动停泵。发生火灾时，如消防管网中的水压降至0.50MPa时，主增压泵自动启动；如管网压力降至0.40MPa或主增压泵故障时，备用增压泵自动投入。