氣體消防 IG 541 滅火系統(tǒng)在世博變電站的應用
摘 要 :氣體消防 IG 541 滅火系統(tǒng)采用氮氣、氬氣和二氧化碳作為滅火劑 ,不會污染環(huán)境 ,不會損壞電氣設備。超高壓電網(wǎng)采用集控模式后受控站不安排值班運行人員 ,滅火系統(tǒng)采用自動控制非常重要。500 kV世博變電站引入該套消防滅火系統(tǒng)在世博會期間起到了十分重要的作用。介紹了該系統(tǒng)的特點以及設計和應用情況 ,該項目的應用 ,為自動氣體消防滅火系統(tǒng)在變電站的推廣應用提供了經(jīng)驗。
關鍵詞 :IG 541 氣體滅火系統(tǒng) ;變電站 ;吸氣式感煙探測器
合氣體 ,IG,213581k4,10V12.,V消550m防0 k滅3V8,火2I0G,3-系5V1202,0統(tǒng)1%0(.2O5(,I它6NGDm2是P5)4)上1,,-海4206地%1.,5區(qū)I m變,電中圖分類號 :X934 文獻標志碼 :B
目前超高壓輸變電公司所轄變電站內(nèi)的消防設備主要有消防栓、滅火器、水噴淋系統(tǒng)等上海世博會期間世博變電站引入了一套混
站第一次采用自動氣體消防滅火系統(tǒng)。本文將介紹該系統(tǒng)的特點以及設計和應用情況。
1氣體滅火系統(tǒng)的特點
在 500 世博站共設有 個氣體消防防護區(qū) ,它們分別是通信機室、號站用變室、號繼電器室、2 號繼電器室、 站用電室和35 kV GIS 室。其中 , 站用電室位于地下 層 , 2 號繼電器室位于地下 層其余保護區(qū)位于地下 - 層大部分房間都是通信設備和繼電保護及自動裝置等較貴重的弱電設備。
氣體消防系統(tǒng)使用的范圍很廣幾乎適合所有封閉房間。因為它的滅火介質(zhì)為氣體不導電 , 所以特別適合配置在含有大量電器設備的封閉房間。如通信機房、繼保室等。在電力系統(tǒng)特別是大型變電站有著廣闊的應用前景。
按照使用氣體的不同如今廣泛應用的氣體滅火系統(tǒng)主要有七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)、G541 混合氣體滅火系統(tǒng)、二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)、三氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)和 氣體滅火系統(tǒng)等?？紤]到對臭氧耗損、溫室效應排放等因素 , 500 kV世博變電站最終選用混合氣體滅火系統(tǒng)。
IG54 混合氣體由 的氮氣、 的氬氣和 8 %的二氧化碳組成 個組成成分均為大氣基本成分,對臭氧耗損潛能值為零、溫室效
應潛能值( GWP) 為零。
IG541 混合氣體消防系統(tǒng)采用窒息式滅火方式 ,滅火效果好 ;滅火時不會發(fā)生化學反應 ,不會污染環(huán)境、無毒、無腐蝕、電絕緣性能好 ;特別是滅火過程不噴射液體等導電介質(zhì) ,所以對電氣設
備沒有任何損傷3 。混2合氣體3 IG25413在噴放時不產(chǎn)生霧,現(xiàn)場人員可以清楚地看到緊急出口。由于 IG541 混合氣體消防系統(tǒng)采用窒息滅火方式 , 因此對現(xiàn)場人員的安全很不利 ,需要及時疏散到安全防護區(qū) ,這是應用該系統(tǒng)的主要缺點。另外 , IG541混合氣體消防系統(tǒng)投資較大 ,儲存氣體的鋼瓶需要專門的房間放置以及日常維護。
2滅火鋼瓶的配置
變電站滅火需要的 IG541 混合氣體量與防護區(qū)的空間體積成正比。通常 ,滅火劑混合氣體設計滅火體積濃度為 40 %,考慮到泄漏和留有一定的裕度 ,取系數(shù)為 130 %,滅火氣體鋼瓶的容積大約為2. 32 m 。根據(jù)500kV世博變電站各室的大小 ,可以算出應有的鋼瓶配置量 ,參見表 1。
表1 500 kV世博變電站氣體滅火系統(tǒng)鋼瓶配置
層高 面積 凈容積滅火劑設計鋼瓶量防護區(qū)名稱
/ m/ m/ m用量/ m/ 瓶
通信機室5 560280145. 60 12 0號站用變室 5 77.9389.5202. 54 16
1號繼電器室 5 423.4 2 1171 101. 84 84 35kV GIS室 5 243.6 1 218633. 36 50
2號繼電器室 5250.21 376715. 5256
380V 站用電室 5136.5655.3340. 7626
3氣體消防滅火系統(tǒng)的配置
整個氣體滅火系統(tǒng)由藥劑儲存及噴放設施、
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火災報警及控制設施兩部分組成。藥劑儲存及噴放設施主要由高壓氣體儲存鋼瓶、鋼瓶固定支架、瓶頭閥電動及手動啟動器、防護區(qū)選擇閥、氣體輸送管道等設備組成 ;報警及控制設施主要由火災探測器、氣體滅火系統(tǒng)控制盤、手動開關、緊急停止開關、手動/ 自動選擇開關、警鈴、蜂鳴器及閃燈等設備組成。系統(tǒng)具有自動/ 手動均噴放氣體滅火 ,并報告火災危險和反饋系統(tǒng)狀態(tài)等功能。
在 500 kV 世博站地下 - 6. 5 m 層 ,專門設氣
氣溶膠生成等無可見煙霧生成階段2) 進行探測與體滅火鋼瓶室一間 ,房間內(nèi)放置 IG 541 氣體滅火系統(tǒng)所需的混合氣體鋼瓶 ,共 84 瓶。當某一防護區(qū)內(nèi)發(fā)生火災時 ,感應檢測裝置檢測到火災信息 , 啟動火災報警及控制裝置 ,經(jīng)過報警及控制設施的邏輯判斷及延時之后 ,啟動氣體鋼瓶及噴放設施 ,大量釋放混合氣體通過氣體輸送管道和防護區(qū)選擇閥到達相應的防護區(qū) ,并通過防護區(qū)內(nèi)裝設的噴頭和噴嘴釋放氣體 ,在1 min之內(nèi)達到設計濃度 ,通過窒息方式實施滅火。
500 kV 世博站主要采用了吸氣式感煙探測器。火災初期有一個陰燃的階段 ,在陰燃階段會產(chǎn)生大量的煙和少量的熱 ,但很少甚至沒有火焰輻射的區(qū)域。吸氣式感煙探測器通過分布在被保護區(qū)域內(nèi)的采樣管網(wǎng)采集空氣樣品 ,經(jīng)過過濾裝置濾去灰塵之后 ,送至一個激光探測器 ,空氣樣品在探測器中經(jīng)分析 ,將空氣中燃燒產(chǎn)生的微粒加以測定 ,由此給出準確的煙霧濃度值 ,并根據(jù)使用者事先設定的報警煙霧濃度值發(fā)出火災警報。
吸氣式感煙探測器具有極高的靈敏度 ,探測靈敏度調(diào)節(jié)范圍可達 0. 005 %～20 % ,而點型感煙探測器靈敏度只有 3 %～5 %。吸氣式感煙探測器能夠在火災初期 (過熱、悶燒、或低熱輻射和
報警 ,可以在火災發(fā)生早期發(fā)現(xiàn)機房內(nèi)的常規(guī)火情 ,甚至可以發(fā)現(xiàn)由于線路過載產(chǎn)生的微小煙霧 , 報警時間比傳統(tǒng)探測設備大大提早 ,在火災生成初期就能消除火災隱患 ,使火災損失降到最小。
4氣體消防滅火系統(tǒng)的控制策略
當火災引起某一防護區(qū)內(nèi)的探測器動作 ,報警信號經(jīng)控制盤送至消防主監(jiān)控盤 ,關閉該區(qū)域的通風系統(tǒng) ,并啟動該防護區(qū)內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈進行氣體預噴放聲光報警 ,告知防護區(qū)內(nèi)的工作人員發(fā)生火災和滅火氣體即將噴放 ,并應盡快
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撤離。30 s后 ,控制系統(tǒng)打開相應數(shù)量的氣體儲瓶瓶頭閥電磁啟動器和有關防護區(qū)選擇閥 ,將氣體經(jīng)組合分配管路和噴頭均勻輸送至該防護區(qū) , 在60 s之內(nèi)達到最小設計濃度的 95 % ,從而迅速滅火。同時 ,設在氣體輸送管路上的壓力開關動作信號反饋至消防控制盤 ,確認氣體釋放。
500 kV 世博站的 IG2541 氣體滅火系統(tǒng)的消
系統(tǒng)具有自動控制、手動控制和機械應急操作三種啟動方式。每個保護區(qū)氣體滅火系統(tǒng)還可以在控制盤或消防主監(jiān)控盤上遙控啟動 ,特殊情況下 ,還可在鋼瓶站通過各保護區(qū)所對應的手動啟動器緊急機械啟動。
當系統(tǒng)處于自動狀態(tài)延時噴放階段 ,如發(fā)現(xiàn)是誤動作 ,或確有火災發(fā)生但用手提式滅火器即可撲滅時 ,可按下門外的緊急停止開關 ,使系統(tǒng)暫時停止噴放氣體。
氣體消防滅火的流程
此外 ,保護區(qū)的每個出入口外側(cè)還設置手動/ 自動選擇開關、緊急停止開關和電氣式手動開關 , 其中手動/ 自動選擇開關正常時為自動狀態(tài) ,也可將其切換至手動狀態(tài) ,如發(fā)生火警 ,先由工作人員進行視覺檢查 ,然后決定是否采用手提式滅火器滅火 ,或打開門外的電氣式手動開關 ,氣體滅火系統(tǒng)將不經(jīng)過延時而直接啟動滅火。
對于設有氣體滅火裝置的電氣設備房 ,進出電氣設備房的通風管道上 ,設置具有電信號和 70 ℃自動關閉和具有自動復位功能的防火排煙隔斷擋板。在設有氣體滅火裝置的電氣設備室 ,其通風、空調(diào)系統(tǒng)的通風機、空調(diào)機組和防火排煙隔斷擋板(如有) 由消防控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)火災探測
在電力系統(tǒng)的日常生產(chǎn)過程中 ,電力系統(tǒng)運行人員的崗位操作技能被認為是影響電力系統(tǒng)運行安全可靠性的一個重要因素。傳統(tǒng)的培訓模式缺乏真實感 ,主要采用與實際變電站 1∶1 的開關控制屏和保護屏硬件組成培訓系統(tǒng)主控室和保護室 ,投入成本高、操作復雜、速度慢 ,培訓效果差強人意。現(xiàn)在普遍采用的是對全站進行純軟件模擬的方式 ,包括開關控制屏、保護屏、模擬屏、室內(nèi)外設備的三維模型仿真 ,經(jīng)濟、功能全面、可移植性、可操作性強 ,使學員操作技能培訓變得更加直觀
系統(tǒng)的報警信號聯(lián)動控制。當房間內(nèi)發(fā)生火災時 ,由消防控制中心發(fā)出信號 ,自動關閉房間內(nèi)的防火隔斷擋板、停運空調(diào)設備及通風設備。當火災熄滅時 ,由消防控制中心發(fā)出信號 ,打開排煙擋板、事故排風機進行排煙。排煙結(jié)束后 ,恢復到正常工作狀態(tài)。
5結(jié)語
現(xiàn)今上海超高壓電網(wǎng)采用的是集控模式 ,部分的受控站由集控站集控 ,受控站本身不安排值班運行人員。受控站的消防如果采用傳統(tǒng)的自動噴淋系統(tǒng) ,一旦發(fā)生火災噴淋系統(tǒng)將自動啟動 ,噴淋水對于繼電保護和自動裝置設備將是致命的打擊 ,即使火災得到及時控制 ,這些貴重的弱電設備也無疑將全部報廢 ,損失巨大。
對于未配置自動噴淋裝置的變電站 ,發(fā)生火災后必須由運行人員或者消防人員及時趕到現(xiàn)場進行撲滅 ,這些貴重的電氣設備也不可能得到充方便。在變電站仿真培訓系統(tǒng)的實現(xiàn)方法上 ,現(xiàn)在各高電壓等級地上變電站都已采用二維界面與三維界面結(jié)合的方式進行模擬仿真 ,在實現(xiàn)方法上各有不同 ,功能也基本滿足地上變電站培訓要求。但由于靜安世博地下變電站是我國第一座 500 kV 等級的超高壓地下變電站 ,沒有成熟的運行經(jīng)驗可以借鑒。500 kV 地下變電站采用的設備、技術都有其獨特性 ,比如大容量水冷變壓器的應用、戶內(nèi)絕緣母線或通管的應用、超高壓電纜的應用以及復雜地下輔機系統(tǒng)的應用 ,造成了地下
分保護 ,有可能毀于火災。在日后大集控運行模式下 ,更有必要加強消防配置 ,減少火災損失。
500 kV世博站采用的 IG541 氣體滅火系統(tǒng)是上海地區(qū)變電站第一次采用自動氣體消防滅火系統(tǒng) ,該系統(tǒng)的設計運行實踐為推廣自動氣體消防滅火系統(tǒng)積累了成功的經(jīng)驗,也表現(xiàn)出自動氣體消防滅火在其他變電站中廣闊的應用前景。
現(xiàn)階段對于每個受控站,可考慮在繼保室、通信室、控制室這 3 個房間內(nèi)配置氣體消防滅火系統(tǒng) ,而其他設備房間可根據(jù)具體情況選用氣體消防滅火系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代變電站自動化程度越來越高 ,無人化運行越來越普及 ,氣體消防 IG541 滅火系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)勢 ,必將得到更加廣泛的應用。
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