火力发电厂与变电所设计防火规范条文说明(4)

2019-01-19 10:21

5.7.8 含油设备因受潮等原因发生爆炸溢油,流入电缆沟引起火灾事故扩大的例子,已有多 起,因此做本条规定。

5.7.9 本条对高压电缆敷设的要求与本规范第5.7.4条是一致的,其目的也是为了限制电缆着 火延燃范围,减少事故损失。

充油电缆的漏油故障,国内外都曾发生过,有些属于外部原因难以避免,另一方面由于运 行水平等因素,油压整定实际上可能与设计有较大出入,故对油压过低或过高的越限报警应 实施监察。明敷充油电缆的火灾事故扩大,主要在于电缆内的油,在压力油箱作用下会喷涌 出,不断提供燃烧质。为此,宜设置能反映喷油状态的防火报警和闭锁装置。 5.7.10 本条是基于事故教训所制定的对策。 5.8 火灾探测报警与灭火系统

5.8.1、5.8.2 小机组的发电厂的消防设计应以防为主。消防设施一般按常规设计。

根据我国50年来小机组发电厂的运行经验。全国对小型机组火力发电厂消防设计技术的设 计总结及对火灾案例的分析,本规范作了5.8.1条、5.8.2条的具体规定。

5.8.3 关于200MW机组及以上容量的发电厂的火灾报警及火灾探测区域的规定。

根据发电厂的特点,一般200MW机组及以上容量的发电厂的火灾报警区域的设置是: 每台机组为一个火灾报警区域;

网络控制楼、微波楼和通信楼为一个火灾报警区域; 运煤系统为一个火灾报警区域; 点火油罐区为一个火灾报警区域。

最近10年来,我国引进的300~600MW机组的发电厂以供货方国家的规范为基础所设置的 火灾报警区域也基本如前所述。

总结我国电力系统多年来的设计经验,根据我国的技术,经济状况,作了本条的规定。 5.8.4 关于选择发电厂火灾探测器的规定。

发电厂的特点是高频电磁干扰、粉尘积聚和热湿等,因此在选择火灾探测器时,务必注意 这些特点,以免在火灾发生时探测器拒报或平时误报。

5.8.5 关于200MW机组容量的发电厂主要建(构)筑物和设备火灾探测报警系统及灭火设 施的原则规定。

近10年来,我国设计和投入运行的200MW机组容量的发电厂基本上采取了火灾探测报警系 统和移动式灭火器控制初期火灾,实践证明这样做是可行的。

5.8.6 关于300MW机组及以上容量的发电厂主要建(构)筑物和设备火灾探测报警及灭火 系统的具体规定。

鉴于发电厂单机容量的不断增大,火灾危险因素增加,1985年开始,电力系统的领导和科 技人员积极探索我国大机组发电厂的主要建筑物和设备的火灾探测报警与灭火系统,我国发 电厂的消防技术在1985年之前同发达国家相比,差距很大。其原因,一是我国是发展中国家, 在设计现代化消防设施时不能不考虑经济因素。二是电力系统的设计人员对现代消防还不太 熟悉,三是我国的火灾探测报警产品还满足不了大型发电厂的特殊环境需要。因此,从1986 年开始,电力系统的设计部门进行了一段较长时间的准备工作,包括编制有关技术规定,由 东北电力设计院结合东北某电厂、华北电力设计院结合华北某电厂进行了2×200MW机组主 厂房及电力变压器水消防通用设计工作。该通用设计总结了我国大机组发电厂的消防设计经 验,对我国引进的美国、日本、英国及前苏联等国家的发电厂消防设计技术进行了消化。结 合我国国情,使我国发电厂的消防设计上了一个新台阶。

本条内所规定的火灾探测报警与灭火系统中的设备、器材国内均已生产,质量已达到国内 所规定的标准。

本条中所规定的卤代烷灭火设施,主要是指“1211”、“1301”灭火设施。

“1211”、“1301”是世界上广泛应用的卤代烷灭火系统,尤其“1301”灭火系统在世界 各国的电子计算机房、通信设备机房、图书档案库及电子设备间等灭火方面应用最为广泛。 自从1971年美国科学家提出氯氟烃类释放后进入大气层,由于它的化学稳定性,会从对流 层浮升进入平流层(距地球表面25~50km区),并在平流层中破坏对地球起屏蔽紫外线辐射 的臭氧层。

1987年9月联合国环境规划署在蒙特利尔会议上制订了限制对环境有害的五种氯氟烃类物质 和三种卤代烷生产的《蒙特利尔议定书》。

根据《蒙特利尔议定书》修正案,技术发达国家到公元2000年将完全停止生产和使用氟里

昂、卤代烷和氯氟烃类,人均消耗量低于0.3kg的发展中国家,这一限期可延迟至2010年。我 国的人均消耗低于0.3kg,因此,卤代烷灭火系统可以使用至2010年。因此,本规范仍然规定 了卤代烷灭火系统为发电厂所采用的灭火系统之一。

但设计时应予以考虑工程延续至2010年之后的卤代烷灭火系统的替代系统的可能性。例如 CO2灭火系统替代卤代烷灭火系统的可能性。

应当指出,变压器水喷雾灭火系统的设置使消防水系统有很大幅度的增值,例如,40MVA、 63MVA、100MVA的变压器,其消防水量均在80L/s以上,120MVA、240MVA的变压器其用水量 在120L/s左右,因此,变压器水喷雾灭火时,水泵的出水量在288~432m^3/h。这样,消防水 泵容量、管道直径、泵站规模等都加大,投资相应增多。因此,在大型变压器选择灭火设施 时,要进行技术经济比较。

根据调查,我国1965年到1979年间的100多台变压器(大部分容量在31500kVA以上),变压 器的线圈短路事故率为0.0117次/年·台,其中发展成火灾事故的仅占总数的4.45%,即火灾 事故率约为0.0005次/年·台。又根据水电站的资料,从50年代初到1986年底,水电部所属的 35kV及以上的变电站在此期间调查到的变压器火灾事故共几十起,按这些数据来计算,火灾 事故率为0.0002~0.0004次/年·台。这说明,我国电力部门的主变压器火灾事故率低于0.0005 次/年·台,若今后按每5年全国投运变压器5400台计算,则这期间至多有7台变压器发生火灾, 设备的损失费(按修复费用每台30万元计)仅为210万元。至于间接损失,实际上当变压器发 生火灾之后变压器遭到损坏,不能继续运行,有用消防保护和不保护其损失是一样的,采用 消防保护可以起到防止火灾蔓延的作用。

如前所述,如果变压器全部安装水喷雾灭火系统,则将耗资3~6亿元。最近几年来,保定 变压器厂引进消化并研制的变压器“排油注氮”灭火装置在我国大型变压器开始使用(经国

家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心检测,其灭火时间为22s,注氮时间为30min, 30min时瓶内尚有4.5MPa压力),这种集火灾探测、报警与灭火系统为一身的灭火装置受到了 用户的好评。这种灭火装置在国际上已经广泛采用,单是法国的瑟吉公司就在20多个国家安 装了“排油注氮”灭火设备5000多台。

变压器“排油注氮”灭火装置的应用可以解决水喷雾灭火系统的许多困难。

“排油注氮灭火系统”比起水喷雾灭火系统来是较为简单的,它将火灾探测报警、排油注 氮灭火联系在一起,可将变压器火灾扑灭在初期阶段。而且其费用每套为10万元左右,技术 上业已成熟。

因此,在对变压器的消防设施进行设计时可根据发电厂的具体情况--如缺水地区,寒冷 地区,在设备供应可能并经当地消防监督部门及建设部门认可--可采用“排油注氮灭火系 统”。

由于大机组电厂的不断出现,发电厂的消防系统也要求日趋完善,根据国家经济状况,如 果按照本规范所编条文执行,那么单机容量200MW及以上发电厂的消防设施投资,据初估每

kW将增加7~10元,如:200MW×2的电厂增加消防投资400万元左右,2×300MW电厂增加消 防投资约600万元,按我国当前的经济状态是可以做到的。

5.8.7 关于发电厂90000kVA及以上油浸电力变压器设置火灾探测报警装置及灭火系统的规定。 变压器的灭火系统采用水喷雾灭火系统还是“排油注氮”灭火系统,要经过技术经济比较 后确定。

6 发电厂消防给水和灭火装置 6.1 一般规定

6.1.1 在进行发电厂规划和设计时,必须同时设计消防给水。

灭火剂有水、泡沫、卤代烷、二氧化碳和干粉等。用水灭火,使用方便,器材简单,价格 便宜,灭火效果好。因此,水是目前国内外主要的灭火剂。

为了保障发电厂的安全生产和保护发电厂工作人员的人身安全及财产免受损失或少受损失, 在进行发电厂规划和设计时,必须同时设计消防给水。

消防用水的水源可由给水管道或其他水源供给(如发电厂的冷却塔集水池或循环水管沟)。 发电厂的天然水源其枯水期保证率一般都在97%以上。

6.1.2 我国60年代以前所设计建成的发电厂的消防系统大多数是生活、消防给水合并系统。 由于那时的单机容量较小,主厂房的最高处在40m以下,因此,生活、消防给水合并系统既 能满足生活用水又能保证消防用水。70年代之后,大容量机组相继出现,消防水压逐渐升高, 如元宝山电厂一期锅炉房高达90m,消防水压达117.6×10^4Pa(120mH2O)。另一方面,我国所 生产的卫生器具部件在压能力在58.8×10^4(60mH2O)静水压力时就会遭受不同程度的损坏或 漏水,如某发电厂,水泵压力达到70.56×10^4Pa(72mH2O)左右时,给水龙头因压力过高而 脱落。因此,根据我国国情,当消防给水计算压力超过68.8×10^4Pa(70mH2O)时,宜设独立的 消防给水系统。在设计发电厂消防系统时可以参考表3的主厂房各层高度,确定生活、消防合 并给水系统还是独立的高压消防给水系统。 主厂房各层高度(参考数值) 表3

┌────┬─────┬─────┬─────┬───┬───┬────┐ │ 机 组 │汽机房屋顶│锅炉房屋顶│煤仓间屋顶│运行层│除氧层│输煤皮带│ │ (MW) │ (m) │ (m) │ (m) │ (m)│ (m)│ (m) │

├────┼─────┼─────┼─────┼───┼───┼────┤ │ 50 │ 19 │ 37 │ <30 │ 8 │ 20 │ 23 │

├────┼─────┼─────┼─────┼───┼───┼────┤ │ 100 │ 22~24 │ 45 │ 30 │ 8 │20~23│ 32 │

├────┼─────┼─────┼─────┼───┼───┼────┤ │ 200 │ 30~34 │ 55~64 │ 43 │ 10 │20~23│ 32 │

├────┼─────┼─────┼─────┼───┼───┼────┤ │ 300 │ 33~39 │ 57~80 │ 56 │ 12 │ 23 │ 40 │

├────┼─────┼─────┼─────┼───┼───┼────┤ │ 600 │ 36~39 │ 80~89 │ 58 │ 14 │ 36 │ 45 │

└────┴─────┴─────┴─────┴───┴───┴────┘

6.1.3 高压消防给水系统通常设置消防主泵和维持压力的水泵,当发生火灾时消防水泵自动 启动,使管网内水压力达到高压消防给水的要求。

在设计电厂消防给水系统时,应根据具体情况经过计算和技术经济比较后确定。 6.2 厂区室外消防给水

6.2.1 我国发电厂的厂区面积一般都小于10.km^2,电厂所属居民区的人口都在1.5万人以下,

而且电厂以燃煤为主。建国以来电厂的火灾案例表明,一般在同一时间内的火灾次数为一次。 6.2.2 电厂的主厂房体积较大,一般都超过50000m^3,其火灾的危险性基本属于丁、戊类。 据公安部对我国百多次火灾灭火用水统计,有效扑灭火灾的室外消防用水量的起点流量为10L/s, 平均流量为39.15L/s。

为了保证安全和节省投资,以10L/s为基数,45L/s为上限,每支水枪平均用水量5L/s为递增 单位,来确定电厂各类建筑物室外消火栓用水量是符合国情的。

6.2.5 火灾延续时间是按消防水泵开始出水至火灾被扑灭时的一段时间,这段时间是根据火 灾统计资料、消防力量及经济水平综合确定的。公安部门对北京、上海、天津、沈阳等火灾的 统计,城市、居住区、工厂的丁戊类厂房的火灾延续时间较短,绝大部分在2h之内(北京占 95.1%,上海占92.9%,沈阳占97.2%),因此,电厂及居住区的火灾延续时间按2h计算;气 体储罐、煤场起火后扑救较为困难,准备扑救时间也长,在灭火过程和准备过程中需要冷却, 因此火灾延续时间为3h;油罐起火后由于热容量大,扑救困难,因此根据不同情况做出了相应 的规定。

6.3 室内消防给水

6.3.1 根据电厂的运行实践,总结40多年来的经验,规定了电厂建(构)筑物设置消火栓的 部位。

6.4 室内消防给水管道、消火栓和消防水箱

6.4.2 消火栓是我国当前主要的室内灭火设备。因此,应考虑在任何情况下均可使用室内消

火栓进行灭火。当相邻一个消火栓受到火灾威胁不能使用时,另一个消火栓仍能保护任何部位, 故每个消火栓应按一支水枪计算,不应采用双口消火栓。为保证建筑物的安全,要求在布置消 火栓时,保证相邻消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何部位。 6.4.4 设置高压消防给水系统不设消防水箱的规定。

高压消防给水系统中自动供水消防装置是自动化程度高的消防系统,因此,可不设置消防 水箱。

6.5 固定灭火装置

6.5.2 喷水灭火的供水强度是决定喷水能否将火灾扑灭的关键数据。美国采用10.6L/min·m^2; 1984年第30届国际大电网会议的调查总结为10~25L/min·m^2;我国《给水排水设计手册》推 荐灭火强度为30L/min·m^2,压制火灾强度为20L/min·m^2;防止火灾蔓延为10L/min·m^2;东

北电力设计院的试验数据为20~40L/min·m^2。在选择供水强度时,应根据国家规范并结合发 电厂的特点进行确定。 6.6 消防水泵房

6.6.1 消防水泵房是消防给水系统的核心,在火灾情况下应仍能坚持工作。为了在火灾情况 下操作人员能坚持工作并利于安全疏散,消防水泵房应设直通室外的出口,设在楼上的消防水 泵房应靠近安全出口。

6.6.2 为了保证消防水泵不间断供水,一组消防水泵(两台或两台以上)应有两条吸水管。 当其中一条吸水管发生破坏或检修时,另一条吸水管应仍能通过100%的用水总量。

高压消防给水系统的消防水泵、生活消防合并的给水系统的消防水泵均应有独立的吸水管, 从消防水池直接取水,保证供应火场用水。 6.6.3 消防水泵应设计成自灌式引水。

消防水泵应能及时启动,确保火场消防用水。因此消防水泵应经常充满水,以保证消防水 泵及时启动供水。消防水泵宜设计成自灌式引水方式,如果采用自灌式引水方式有困难,应 设有可靠的迅速的充水设备。

6.6.4 本条规定了消防水泵房应有两条以上的出水管与环状管网直接连接,主要是为了保证 环状管网有可靠的水源。当采用两条出水管时,每条出水管均应能供应全部用水量。泵房出 水管与环状管网连接时,应与环状管网的不同管段连接,以确保安全供水。 6.6.5 消防水泵应设置备用泵,高压消防给水系统应设稳压泵。

为了保证不间断地向火场供水,消防泵应设有备用泵。备用泵的流量和扬程不应小于最大 一台消防泵的流量和扬程。

高压消防给水系统设置稳压泵的目的主要是为了维持管网压力和快速自动启动消防主泵。 6.6.6 消防水泵房需设置与本单位消防部门直接联络的通讯设备。这样做是为了调动人力、 设备,利于火灾扑救工作。 6.7 消防车

6.7.1 关于电厂设置消防车的原则规定。

80年代以来,我国许多大型电厂由于水源、环境、交通运输以及占地等因素而建在远离城 镇的地区,并且形成一个居民点及福利设施区域,这样,消防问题便较为突出。由于各地公 安部门对电厂区域的消防提出要求,所以有些大厂设置了消防车和消防站。

应当指出,我国火力发电厂的消防设计原则一直是以发生火灾时立足自救为基点的。发电 厂均有完善的消防供水系统,实践也证明只有依靠发电厂本身的消防系统才可控制和扑灭火 灾。我国的消防车绝大多数是解放牌汽车的动力,其水泵流量和扬程很难满足发电厂主厂房 发生火灾时的需要,加上没有相应的登高设备,所以,在发电厂主厂房发生火灾时,消防车 不起作用。但考虑到发电厂厂区的其他建筑物和电厂区域内居民建筑的火灾防范,制订了本 条的规定。本条文解释与电力工业部、公安部联合文件电电规[1994]486号文中“消防站设 置方式与管理”的说明和本条文中设置消防车库是一致的。 6.8 消防排水

6.8.1 消防排水、电梯并排水与生产、生活排水应统一设计。

消防排水是指消火栓消防时的排水。这种消防排水无污染,可进入生产、生活排水管网, 在设计生产、生活排水管道时,要以消防排水量予以校核。 6.8.2 关于变压器、油系统等设施消防排水的规定。

变压器、油系统的消防给水流量很大,而且消防排水中含有油污,造成污染;此外变压器、 油系统发生火灾时有燃油溢(喷)出,油火在水面上燃烧,因此,这种消防排水应单独排放。 为了不使火灾蔓延,排水设施上还要加设水封分隔装置。 7 发电厂采暖、通风和空气调节 7.1 采 暖

7.1.1 运煤系统在运行过程中会产生煤粉,这些粉尘落在地面、设备、管道外表面上,煤尘 积聚时间长,容易引起火灾,所以,地面、设备、管道外表面要经常进行清扫,并应选用容 易清扫的光滑的散热器。

运煤系统散热器表面温度不应超过160℃。其理由如下:

1.从运行经验来看,运煤系统采暖热媒一般采用0.4~0.5MPa蒸汽,其温度为160℃以下。 2.运煤系统建筑围护结构保温性能差,渗透冷风量大,热媒温度太低了满足不了采暖的要求。 3.煤尘最低燃点为270℃,所以热媒温度应低于煤粉最低燃点。 4.美国防火规范中规定运煤系统散热器表面温度不超过165℃。

7.1.4 采暖管道不应穿过变压器室,不宜穿过配电装置等电气设备间。这些电气设备间装有 各种电气设备、仪器、仪表和高压带电的各种电缆,所以在这些房间不允许管道漏水,并不 允许采暖管道加热这些设备和电缆。因此,做了本条规定。 7.2 空气调节


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