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摘 要：火灾是火力发电厂安全生产的重大威脅之一。火灾自动报警系统能够确保对火警的早期发现、提前预警、快速扑灭,电厂火灾自动报警系统作为探测及消除火灾隐患的重要技术手段,在火力发电厂的安全生产保障方面确实起到了十分重要的作用。
关键词：火力发电厂；火灾；自动报警；系统设计
中图分类号： TM62 文献标识码： A
前言
火力发电厂一旦发生火灾事故,如果不能及时处理,不仅严重影响到电厂的正常运行,而且对主电网的安全稳定运行带来严重威胁,工农业生产和人民生活用电也相应受到严重影响,直接或间接的损失都很大。由于火力发电厂系统复杂,可导致火灾发生的因素非常多,如电气设备、燃油系统、输煤系统等都可以导致火灾的发生。因此,火电厂除了应配备安装各种消防设备,以解决火灾发生后的消防问题外,还必须设计安装完善可靠、技术先进的火灾自动报警系统,以便能及时探测和尽早预报火灾的发生。事实证明,火灾自动报警系统的作用是十分明显的,与传统预报手段相比,它预报火灾发生的反应时间是非常快的,这对防止和减少重大火灾发生是十分重要的。火灾自动报警系统的采用,使电厂防火“以防为主,防消结合”的原则得到充分体现。
1.火灾自动报警系统报警探测范围的确定
根据GB50229-96《火力发电厂与变电所设计规范》的要求,下列部位应设置火灾报警系统:
(1)电器控制楼(电缆夹层、电子设备间、控制室、计算机房、继电器室)
(2)微波楼和通讯楼
(3)汽机房(气轮机油箱、电液装置、氢密封油装置、汽机轴承、汽机运转层下及中间层油管道)
(4)锅炉房及煤仓间(燃烧器、磨煤机润滑油箱、回转式空气预热器)
(5)变压器(主变压器、厂变压器、启动变压器、联络变压器)
(6)输煤系统(控制室及配电间、运转站及筒仓、粉煤机室、输煤栈桥、煤仓层)
(7)其他部位(包括柴油发电机房、点火油罐、电缆隧道、锅炉房上架空电缆处、汽机房到主控楼电缆通道、电缆交叉密集及中间接头部位、主厂房主蒸气管道与油管道交叉部位)。
2．火力发电厂火灾自动报警系统的设计
火力发电厂火灾自动报警系统的设计首先要遵循国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》的规定。根据上述规定,应做好以下几方面的工作:
2.1报警系统中总线隔离器设置
总线隔离器的作用是当一定范围内的总线或设备由某种原因产生短路,能将短路部分总线及设备从系统中隔离出来,而不影响其他设备的正常工作。总线隔离器的设置在《火灾自动报警系统设计规范》(ＧＢ50116-98)中并没有对此作出具体规定,从而导致了在工程设计中被遗忘或是设计安装数量不够。虽然总线隔离器数量在规范中没有具体规定,但是可以通过两种途径来设计。一是通过产品说明书查出总线隔离器的技术参数,从而确定每个总线隔离器最多可以隔离多少设备,但被隔离的输入、输出模块不应超过32个；二是通过防火分区设计,每个防火分区应至少设置一个总线隔离器。
2.2 信号干扰与抑制
随着经济的发展,火灾自动报警系统进入了智能阶段。在进行细微信号处理过程中,经常会因为各种信号干扰因素的存在而影响系统的稳定运行,严重时会引起火灾信号的误报。为保证火灾自动报警系统的可靠性,减少火灾信号的误报
率,采用必要的信号干扰抑制技术就显得十分必要。
2.2.1内部干扰与抑制
内部干扰很大程度上是电源干扰,在火灾自动报警系统的电源系统中实现内部干扰的抑制,一方面可以装设干扰抑制器、滤波器、隔离变压器,另一方面电器元件还可采用软磁材料。同时,电源本身可以采用在线式不间断电源系统等措施。
2.2.2外部干扰与抑制
火灾自动报警系统主要是弱电系统,周围电磁场的变化均会形成干扰,如雷电及静电电磁干扰等,从而形成火灾自动报警系统误报或数据丢失,或引起不必要的灭火装置启动。抑制外部干扰,可采用屏蔽、接地、双绞线及滤波等技术抑制外部干扰。随着光纤传输线的研发,信号干扰的抑制技术将会有更大的发展。
2.3 稳压泵的控制
消防系统中的稳压装置,是维持自动喷水灭火系统及消火栓供水系统工作压力的装置。通常情况下,电气工程设计中已设计了低压自动起泵、高压自动停泵的功能,其控制与火灾自动报警系统无关。与喷淋泵和消火栓泵不同的是,稳压泵在非火灾状态下也会时常自动起泵和停止,其运行状态没有监视的必要性,但是火灾自动报警系统仍须予以监视。由于稳压装置存在系统管网超高压及超低压两种故障形式,因此设计时应增加对喷淋系统和消火栓系统稳压装置的极限高压和极限低压的监视。具体实施时,可以在稳压装置上增加两块电接点压力表,一块压力表用于检测管网极限高压,其整定值应不小于稳压泵的起泵压力值；一块用于检测管网极限低压,其整定值应小于稳压泵的起泵压力值。但对于喷淋系统, 极限低压整定值不能低于0.05ＭＰａ；对于消火栓系统,极限低压整定值不能低于0.07ＭＰａ。极限电接点压力表的动作通过报警系统的输入模块,传输到消防控制室,发出报警信号,以便值班人员及时发现系统故障。
2.4 探测器的选型原则及设置场所
火灾探测器是火灾自动报警系统中非常关键的设备,现在常用的探测器有智能感温探测器、智能离子感烟探测器、智能光电感烟探测器、火焰探测器、线型感温探测器等。根据火灾的特点,选择火灾探测器时,应符合下列原则:在封闭的空间或火灾初期有阴燃阶段,产生大量的烟和少量的热,很少火焰辐射的场合,应选用感烟探测器；在火灾发展迅速,产生大量的热、烟和火焰辐射的场合,应选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合；在火灾发展迅速,有强烈火焰辐射和少量的烟和热的场合,应选用火焰探测器。在选择火灾探测器时,还必须遵循国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》的规定,并根据厂家产品技术要求,结合火电厂的实际情况来决定探测器选型。
火灾探测器的设置场所应符合《火力发电厂与变电所设计防火规范》表5.8.5和5.8.6的规定。如在汽机机头、汽机辅机油系统、汽机油系统、磨煤机润滑油站、主变、启动变、厂变、蓄电池室等采用防爆型感温探测器；在单元控制室、继电器室、电子计算机房及电缆夹层采用感温探测器和感烟探测器组合布置方式；电缆竖井、电除尘控制室、6 kV 及380 V 配电间、直流屏室采用感烟探测器；电缆桥架采用感温缆式探测器；电厂油库区采用火焰探测器。
火灾探测器的设置数量和布置。一个探测区域所需设置的探测器数量可按下式计算:
N
式中N— 一个探测区域所需设置的探测器数量(只) ;
S— 一个探测区域的面积;
A— 一个探测器的保护面积;
K—修正系数; 重点保护建筑取0.7～0.9;非重点保护建筑取1.0。
2.5 整个报警系统传输线路应采用铜芯绝缘导线或铜芯电缆,并穿金属管敷设。另外,与火灾自动报警系统联动的全厂灭火系统也必须完善, 如水喷淋灭火系统, 1211自动灭火器等；在下列地点还必须装设报警电话和报警按钮,如蓄电池室、单元控制室、电缆夹层、汽机油系统、6kV 及380 V 配电间等。
总结
技术先进、完善可靠的火灾自动报警系统是火电厂的安全可靠运行的保证。由于火力发电厂自身的特点，在其火灾自动报警系统的设计中会涉及到各种问题，设计人员除了要掌握规范条文外，还必须深刻理解规范条文的内涵及意义，要结合火力发电厂的特点及工程实际情况，既不能随意增加不必要的投资和系统设计，也不能随意减少某一系统的功能，以保证火灾自动报警系统的安全可靠，真正发挥其应有的作用。
参考文献：
[1] DL5000-2000火力发电厂设计技术规程[Ｓ] .
[2] 中华人民共和国建设部．GB50229－2006火力发电厂与变电站设计防火规范［S］．北京：中国计划出版社，2007．
关键词：火力发电厂；火灾；自动报警；系统设计
中图分类号： TM62 文献标识码： A
前言
火力发电厂一旦发生火灾事故,如果不能及时处理,不仅严重影响到电厂的正常运行,而且对主电网的安全稳定运行带来严重威胁,工农业生产和人民生活用电也相应受到严重影响,直接或间接的损失都很大。由于火力发电厂系统复杂,可导致火灾发生的因素非常多,如电气设备、燃油系统、输煤系统等都可以导致火灾的发生。因此,火电厂除了应配备安装各种消防设备,以解决火灾发生后的消防问题外,还必须设计安装完善可靠、技术先进的火灾自动报警系统,以便能及时探测和尽早预报火灾的发生。事实证明,火灾自动报警系统的作用是十分明显的,与传统预报手段相比,它预报火灾发生的反应时间是非常快的,这对防止和减少重大火灾发生是十分重要的。火灾自动报警系统的采用,使电厂防火“以防为主,防消结合”的原则得到充分体现。
1.火灾自动报警系统报警探测范围的确定
根据GB50229-96《火力发电厂与变电所设计规范》的要求,下列部位应设置火灾报警系统:
(1)电器控制楼(电缆夹层、电子设备间、控制室、计算机房、继电器室)
(2)微波楼和通讯楼
(3)汽机房(气轮机油箱、电液装置、氢密封油装置、汽机轴承、汽机运转层下及中间层油管道)
(4)锅炉房及煤仓间(燃烧器、磨煤机润滑油箱、回转式空气预热器)
(5)变压器(主变压器、厂变压器、启动变压器、联络变压器)
(6)输煤系统(控制室及配电间、运转站及筒仓、粉煤机室、输煤栈桥、煤仓层)
(7)其他部位(包括柴油发电机房、点火油罐、电缆隧道、锅炉房上架空电缆处、汽机房到主控楼电缆通道、电缆交叉密集及中间接头部位、主厂房主蒸气管道与油管道交叉部位)。
2．火力发电厂火灾自动报警系统的设计
火力发电厂火灾自动报警系统的设计首先要遵循国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》的规定。根据上述规定,应做好以下几方面的工作:
2.1报警系统中总线隔离器设置
总线隔离器的作用是当一定范围内的总线或设备由某种原因产生短路,能将短路部分总线及设备从系统中隔离出来,而不影响其他设备的正常工作。总线隔离器的设置在《火灾自动报警系统设计规范》(ＧＢ50116-98)中并没有对此作出具体规定,从而导致了在工程设计中被遗忘或是设计安装数量不够。虽然总线隔离器数量在规范中没有具体规定,但是可以通过两种途径来设计。一是通过产品说明书查出总线隔离器的技术参数,从而确定每个总线隔离器最多可以隔离多少设备,但被隔离的输入、输出模块不应超过32个；二是通过防火分区设计,每个防火分区应至少设置一个总线隔离器。
2.2 信号干扰与抑制
随着经济的发展,火灾自动报警系统进入了智能阶段。在进行细微信号处理过程中,经常会因为各种信号干扰因素的存在而影响系统的稳定运行,严重时会引起火灾信号的误报。为保证火灾自动报警系统的可靠性,减少火灾信号的误报
率,采用必要的信号干扰抑制技术就显得十分必要。
2.2.1内部干扰与抑制
内部干扰很大程度上是电源干扰,在火灾自动报警系统的电源系统中实现内部干扰的抑制,一方面可以装设干扰抑制器、滤波器、隔离变压器,另一方面电器元件还可采用软磁材料。同时,电源本身可以采用在线式不间断电源系统等措施。
2.2.2外部干扰与抑制
火灾自动报警系统主要是弱电系统,周围电磁场的变化均会形成干扰,如雷电及静电电磁干扰等,从而形成火灾自动报警系统误报或数据丢失,或引起不必要的灭火装置启动。抑制外部干扰,可采用屏蔽、接地、双绞线及滤波等技术抑制外部干扰。随着光纤传输线的研发,信号干扰的抑制技术将会有更大的发展。
2.3 稳压泵的控制
消防系统中的稳压装置,是维持自动喷水灭火系统及消火栓供水系统工作压力的装置。通常情况下,电气工程设计中已设计了低压自动起泵、高压自动停泵的功能,其控制与火灾自动报警系统无关。与喷淋泵和消火栓泵不同的是,稳压泵在非火灾状态下也会时常自动起泵和停止,其运行状态没有监视的必要性,但是火灾自动报警系统仍须予以监视。由于稳压装置存在系统管网超高压及超低压两种故障形式,因此设计时应增加对喷淋系统和消火栓系统稳压装置的极限高压和极限低压的监视。具体实施时,可以在稳压装置上增加两块电接点压力表,一块压力表用于检测管网极限高压,其整定值应不小于稳压泵的起泵压力值；一块用于检测管网极限低压,其整定值应小于稳压泵的起泵压力值。但对于喷淋系统, 极限低压整定值不能低于0.05ＭＰａ；对于消火栓系统,极限低压整定值不能低于0.07ＭＰａ。极限电接点压力表的动作通过报警系统的输入模块,传输到消防控制室,发出报警信号,以便值班人员及时发现系统故障。
2.4 探测器的选型原则及设置场所
火灾探测器是火灾自动报警系统中非常关键的设备,现在常用的探测器有智能感温探测器、智能离子感烟探测器、智能光电感烟探测器、火焰探测器、线型感温探测器等。根据火灾的特点,选择火灾探测器时,应符合下列原则:在封闭的空间或火灾初期有阴燃阶段,产生大量的烟和少量的热,很少火焰辐射的场合,应选用感烟探测器；在火灾发展迅速,产生大量的热、烟和火焰辐射的场合,应选用感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合；在火灾发展迅速,有强烈火焰辐射和少量的烟和热的场合,应选用火焰探测器。在选择火灾探测器时,还必须遵循国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》的规定,并根据厂家产品技术要求,结合火电厂的实际情况来决定探测器选型。
火灾探测器的设置场所应符合《火力发电厂与变电所设计防火规范》表5.8.5和5.8.6的规定。如在汽机机头、汽机辅机油系统、汽机油系统、磨煤机润滑油站、主变、启动变、厂变、蓄电池室等采用防爆型感温探测器；在单元控制室、继电器室、电子计算机房及电缆夹层采用感温探测器和感烟探测器组合布置方式；电缆竖井、电除尘控制室、6 kV 及380 V 配电间、直流屏室采用感烟探测器；电缆桥架采用感温缆式探测器；电厂油库区采用火焰探测器。
火灾探测器的设置数量和布置。一个探测区域所需设置的探测器数量可按下式计算:
N
式中N— 一个探测区域所需设置的探测器数量(只) ;
S— 一个探测区域的面积;
A— 一个探测器的保护面积;
K—修正系数; 重点保护建筑取0.7～0.9;非重点保护建筑取1.0。
2.5 整个报警系统传输线路应采用铜芯绝缘导线或铜芯电缆,并穿金属管敷设。另外,与火灾自动报警系统联动的全厂灭火系统也必须完善, 如水喷淋灭火系统, 1211自动灭火器等；在下列地点还必须装设报警电话和报警按钮,如蓄电池室、单元控制室、电缆夹层、汽机油系统、6kV 及380 V 配电间等。
总结
技术先进、完善可靠的火灾自动报警系统是火电厂的安全可靠运行的保证。由于火力发电厂自身的特点，在其火灾自动报警系统的设计中会涉及到各种问题，设计人员除了要掌握规范条文外，还必须深刻理解规范条文的内涵及意义，要结合火力发电厂的特点及工程实际情况，既不能随意增加不必要的投资和系统设计，也不能随意减少某一系统的功能，以保证火灾自动报警系统的安全可靠，真正发挥其应有的作用。
参考文献：
[1] DL5000-2000火力发电厂设计技术规程[Ｓ] .
[2] 中华人民共和国建设部．GB50229－2006火力发电厂与变电站设计防火规范［S］．北京：中国计划出版社，2007．