火灾报警控制系统在锦屏一级水电站的应用

2018-12-25赵海峰

水电与抽水蓄能 2018年6期

赵海峰

（雅砻江水电流域开发有限公司锦屏发电厂，四川省西昌市 615000）

0 引言

锦屏一级水电站位于四川省盐源县、木里县交界的雅砻江干流，是雅砻江水能资源最富集的中下游河段五级水电开发中的第一级，在雅砻江梯级滚动开发中具有承上启下的重要作用。锦屏一级电站安装有6台单机容量为600MW的混流式水轮发电机组，按照“无人值班”的原则进行设计，采用计算机监控系统实现全厂的集中控制。

火灾报警控制系统是电站安全生产的重要保障，因火灾而造成机组发电损失、人员伤亡，将对电网、电站本身造成重大的损失，因此配置一套安全可靠技术先进的火灾报警控制系统是电厂重中之重的工作[1]。

1 总体设计思路

1.1 设计原则

电站消防设计立足于“自救为主、外援为辅”的消防原则，贯彻“预防为主，防消结合”和“自防自救”的方针，消防设计与枢纽总体布置统筹考虑。火灾自动报警系统采用总线制加少量多线控制方式，以自动报警控制为主，手动报警控制为辅的设计原则，选用了自动化程度高、技术先进、性能稳定、抗干扰能力强和运行维护方便的智能型火灾自动报警及消防控制设备，能够有效扑灭电站以电气和油品为主的火灾和及时扑灭初起火灾，保障安全生产和人员安全疏散。

1.2 报警区域与探测区域

根据电站功能要求和枢纽总布置，主要分为地面建筑和地下厂房消防设计，两部分既相互独立又有机地联系在一起。电站地面建筑物包括 500kV 出线场、大坝控制楼、10kV配电房等，地下建筑物主要由主、副厂房、主变压器洞（含GIS室）、尾水系统、进厂交通洞、通风洞、母线洞和 GIL 出线竖井等组成。按照消防规范的相关规定，独立报警区域和探测区域划分原则如表1，各报警区域利用火灾报警控制器不同的回路将保护对象按楼层或区域划分成若干个小的防火报警区域。

2 火灾报警控制系统组成

2.1 系统配置

整个系统控制核心主要由中控室的集中火灾报警控制系统（主机）、第一副厂房消防监控系统控制柜、第二副厂房消防监控系统控制柜、大坝控制楼消防监控系统控制柜组成，共设有火灾报警控制器3台、多线手动控制盘3套、消防监控终端1套、火灾显示盘4套、空气采样感烟探测装置13套、分布式光纤感温探测装置2套、缆式线型感温探测装置6300m、气体灭火系统2套、水喷雾灭火系统28套、现地火灾探测器、手动报警按钮、声光报警器、现地模块箱和火灾应急广播扬声器等。

表1 报警区域与探测区域Tab.1 alarm area and detection area

电站采用了某公司联动型火灾报警系统，集中火灾报警控制器与区域火灾报警控制器之间采用光纤组成环网，各类火灾报警器和消防监控终端都成为网络上的一个节点，网络中任何一个节点的故障都不会影响其他节点的监控功能。系统火灾报警控制系统采用ASIC通信协议，可接受可寻址型火灾探测器、可寻址型报警器的火灾信号，通过逻辑联动控制相应区域的重要的消防控制设备，同时通过消防监视模块接收各消防设备动作反馈信号，各个火灾报警控制盘既保持相对独立，又联网一体，构成一个集散型分布式监控系统。

多线手动控制盘采用的智能多线输出控制卡，提供8组互相独立的多线控制线路，能够实现对电站重要的消防设备消防水泵、加压送风机、送排烟风机、水喷雾灭火系统雨淋阀、气体灭火控制装置远方手动一对一控制，便于紧急操作。

2.2 主要火灾探测器

2.2.1 感烟、感温探测器

电站采用了某知名品牌的智能光电感烟探测器、智能感温探测器，基于ASIC通信协议的可寻址探测器，可向消防控制报警器提供火灾信号的准确位置，在电站副厂房、配电室、设备室应用较广。

2.2.2 线型感温探测器

电站主厂房、主变压器洞电缆道和电缆廊道、电缆室等处的电缆桥架的电缆密集，所以采用了可恢复式缆式线型定温火灾探测器，用于探测动力和控制电缆火灾，当测出被测电缆表面温度达到预置值（85～105℃设定调整）时向主机和从机发出报警信号。

2.2.3 感温光纤探测器

电站1号和2号GIL出线洞以及主厂房电缆桥架的主通道上设置有分布式光纤感温探测装置，用于监测电缆火情，当温度超过设定值（-40～120℃设定调整）时，系统报警并将信号送至火灾报警控制器。

2.2.4 防爆感温探测器

蓄电池室主要采用了防爆型感温探测器，用于存在爆炸性危险场所的火灾探测，通过设在安全区的防爆编码接口（内含安全栅）接入火灾报警控制器。

2.2.5 火焰探测器

火焰探测器是通过探测火焰的特征红外线和测现场灾情红外场变化，将现场采样来的各种参量经先进的智能算法处理后来判断火情，对于电站主变压器室和油处理室，设置有火焰探测器，火警信号通过消防监视模块接入火灾报警控制系统。

2.2.6 红外光束感烟探测器

电站发电机层、安装间和GIS室等大空间采用了红外光束感烟探测器探测火灾，主要由一个发射器/接收器组合单元和一个反光镜构成，进入探测区域的烟使到达接收器的信号减弱达到预设阈值时，探测器就会产生报警信号，火警信号通过消防监视模块接入火灾报警控制器。

2.2.7 空气采样感烟探测装置

空气采样感烟探测装置可以在尽早的阶段探测到火警并可靠地测量较低至极高浓度的烟雾[2]，主要设置在发电机机坑内、母线洞和中控室，空气采样感烟探测装置控制箱采用壁挂式安装在机墩壁上，火警信号通过消防监视模块接入火灾报警控制器。

2.3 主要控制对象

电站火灾报警控制系统联动对象为消防电梯、气体灭火系统、水喷雾灭火系统、加压送风机和送排烟风机、空调机组、加压送风口、排烟阀、防火阀、防火风口、消防广播扬声器等，其中水喷雾灭火系统主要由喷头、管道系统、水力警铃、雨淋阀组和供水设施等组成，设置在主变压器室、发电机定转子处、动力电缆室、透平油罐和油处理室内，可通过手动阀或者远方控制电磁阀开启，工作时系统所有开式喷头同时喷出水雾[3]，以控制火灾。气体灭火系统主要由六氟化硫气罐、主阀、选择阀组、喷嘴、管道系统以及附件组成，设置在地下第一副厂房的中控室、计算机室、通信设备室、通信电源室和地下第二副厂房保护室，可通过自动联动或者紧急手动启动进行气体灭火。

3 火灾报警控制系统的联动控制

火灾报警控制系统采取集中/现地控制相结合，自动/手动控制相结合，以自动控制为主，手动控制为辅的方式。当系统设置在手动控制状态时，集中火灾报警控制器和相关区域火灾报警控制器只发出声光报警信号，并不自动联动消防设备。当系统设置在自动控制状态时，一般原则上，接收到某报警区域中单个探测器或者手报的报警信号后，集中火灾报警控制器和相关区域火灾报警控制器发出声光报警信号，提醒值守人员注意；当两个探测器或两种探测器（如感烟、感温或者手报）均发出报警信号，集中火灾报警控制器或相关区域火灾报警控制器根据逻辑关系通过控制模块联动消防设备，并通过监视模块接收被控消防设备的动作反馈信号。电站火灾报警控制系统的主要联动控制如下：

（1）火灾应急广播、声光报警器联动控制。当系统接收到防火分区单个火灾探测器或者手报报警信号时，联动该区域的声光报警器和应急广播，区域内的扬声器由背景音乐播放状态强制转入火灾应急广播状态。电站副厂房为楼宇多层结构，将联动本楼层和上下相邻层声光报警器。

（2）轴流通风机、空调机和防火阀（防火风口）联动。轴流通风机、空调机、防火阀（防火风口）平时开启，当系统接收到防火分区的两个探测器或两种探测器（如感烟、感温或者手报等）报警信号时，联动关闭本防火分区防火阀（防火风口），切断轴流通风机、空调机的电源，消防监视模块接收设备动作反馈信号。

（3）排烟风机和排烟阀、加压送风机和正压送风口、消防电梯联动。平时，排烟风机停运，排烟阀关闭，加压送风机停运，加压送风口关闭，当系统接收到防火分区的两个探测器或两种探测器（如感烟、感温或者手报等）报警信号时，联动开启本防火分区排烟阀，启动排烟风机进行排烟，开启本楼层和上下相邻层正压送风口，启动加压送风机进行防烟，以利人员疏散，联动消防电梯到达固定楼层，保持开启状态，消防监视模块接收相关设备动作反馈信号。

（4）水喷雾灭火系统雨淋阀联动。主变压器室、透平油罐室防火分区内单个火焰探测器动作时或者发电机防火分区内空气采样装置火警信号动作时，联动本区域声光报警器、防火阀、排烟阀、排烟风机、轴流风机、消防广播，同时联动水喷雾灭火系统雨淋阀电磁阀，开启雨淋阀隔膜阀，进行喷淋灭火，消防监视模块接收相关设备动作反馈信号。

（5）气体灭火系统联动。设置有固定式气体灭火系统计算机控制室、通信设备室等布置有感烟、感温探测器，当防火分区内感烟探测器动作信号联动气体灭火系统声光报警器、本区域防火阀、轴流风机、空调；当防火分区内感烟探测器、感温探测器信号同时动作时，联动气体灭火系统警铃和喷气指示灯，并进行延时控制释放气体电磁阀进行喷气灭火，消防监视模块接收相关设备动作反馈信号。