臺山電廠345號機(jī)組氣體消防系統(tǒng)電氣控制改造

【摘要】作為一種高效、清潔的自動消防設(shè)施，IG-541氣體滅火系統(tǒng)已得到了廣泛的應(yīng)用，但是在非火災(zāi)的狀態(tài)下發(fā)生誤噴現(xiàn)象，不僅造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，也可能會造成人員傷亡，為提高氣體消防系統(tǒng)安全性，將其電氣控制方式改為串并聯(lián)模式，不僅降低誤噴的幾率，也確?；馂?zāi)情況的動作可靠性。

【關(guān)鍵詞】氣體消防；誤碰；電氣控制

廣東國華粵電臺山發(fā)電公司裝機(jī)容量為2×600MW+2×1000MW機(jī)組，消防系統(tǒng)與建設(shè)主體工程同時設(shè)計(jì)、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用，根據(jù)被保護(hù)對象的火災(zāi)性質(zhì)及火災(zāi)影響程度和類型不同，結(jié)合被保護(hù)區(qū)域分布的特點(diǎn)，在集中控制樓采用了IG-541氣體滅火系統(tǒng)。

一、IG-541氣體滅火系統(tǒng)介紹

IG-541氣體又稱煙烙燼，由52%的氮?dú)狻?0%氬氣和8%的二氧化碳三種惰性氣體組成。當(dāng)IG-541氣體依規(guī)定的設(shè)計(jì)滅火濃度噴放于需要保護(hù)的區(qū)域時，1分鐘之內(nèi)將區(qū)域內(nèi)的氧氣迅速降至12.5%，而使燃燒無法繼續(xù)進(jìn)行，在這樣低的氧氣濃度下，保護(hù)區(qū)域中的二氧化碳濃度從自然狀態(tài)下的低于1%提高到4%，促使人的呼吸速率加快，在單位時間吸入更多的氧氣以維持正常的生命所需，其中的氬氣具有加強(qiáng)IG-541氣體在所保護(hù)區(qū)域中的流動性、進(jìn)一步提高滅火效率的作用。

IG-541氣體滅火系統(tǒng)工作原理見圖1，其設(shè)置有自動控制、電氣手動控制和機(jī)械應(yīng)急手動控制三種控制方式，各種控制方式的動作程序如圖1所示：

1.自動控制

在防護(hù)區(qū)無人時，將自動滅火控制器內(nèi)控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“自動”位置，滅火系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)。每個保護(hù)區(qū)域內(nèi)設(shè)置有煙感探測器或溫感探測器，探測器都被分成兩組獨(dú)立的報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)防護(hù)區(qū)第一路探測器發(fā)出火災(zāi)信號時，設(shè)在該保護(hù)區(qū)域內(nèi)的警鈴動作發(fā)出警報(bào)，指示火災(zāi)發(fā)生的部位，提醒工作人員注意；當(dāng)?shù)诙诽綔y器也發(fā)出火災(zāi)信號后，設(shè)在該保護(hù)區(qū)域內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈動作，自動滅火控制器開始進(jìn)入延時階段，同時發(fā)出聯(lián)動指令，關(guān)閉聯(lián)動設(shè)備及保護(hù)區(qū)內(nèi)除應(yīng)急照明外的所有電源。自動延時30秒（可調(diào)）后向控制火災(zāi)區(qū)的驅(qū)動瓶發(fā)出滅火指令，控制盤將啟動IG-541氣體鋼瓶組上釋放閥的電磁啟動器和對應(yīng)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域選擇閥，使IG-541氣體沿管道和噴頭輸送到對應(yīng)的指定保護(hù)區(qū)域滅火。一旦IG-541氣體釋放后，設(shè)在管道上的壓力開關(guān)會將藥劑已經(jīng)釋放的信號送回區(qū)域控制盤和消防控制中心的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。而保護(hù)區(qū)域門外的蜂鳴器及閃燈，在滅火期間將一直工作，警告所有人員不能進(jìn)入保護(hù)區(qū)域，直至確認(rèn)火災(zāi)已經(jīng)撲滅。

在保護(hù)區(qū)域的主要出入口外側(cè)，設(shè)置一個緊急停止開關(guān)和電氣式手動啟動器，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)警報(bào)，在延遲時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)不需要啟動滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火的情況時，可按下自動滅火控制器上或手動控制盒內(nèi)的緊急停止按鈕，即可阻止滅火指令的發(fā)出，停止系統(tǒng)滅火程序。

2.電氣手動控制

在保護(hù)區(qū)域的主要出入口外側(cè)，設(shè)置一個系統(tǒng)的手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。在防護(hù)區(qū)有人工作或值班時，將自動滅火控制器內(nèi)控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“手動”位置，滅火系統(tǒng)即處于手動控制狀態(tài)。當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火情，確認(rèn)防護(hù)區(qū)內(nèi)人員必須全部撤離，按下自動滅火控制器內(nèi)手動啟動按鈕，或啟動設(shè)在防護(hù)區(qū)門外的緊急啟動按鈕，即可按上述程序啟動滅火系統(tǒng)實(shí)施滅火。

3.機(jī)械應(yīng)急手動控制

當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火情，但由于電源發(fā)生故障或自動探測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)失靈不能執(zhí)行滅火指令時，提前關(guān)閉影響滅火效果的設(shè)備，通知并確認(rèn)防護(hù)區(qū)內(nèi)人員已全部撤離后，在IG-541儲瓶間內(nèi)可通過操作設(shè)在鋼瓶間中IG-541氣體鋼瓶釋放閥上的手動啟動器和區(qū)域選擇閥上的手動啟動器，開啟整個氣體滅系統(tǒng)實(shí)施滅火。

二、誤噴事件分析

臺山電廠345號機(jī)組從消防系統(tǒng)投入使用，系統(tǒng)在自動控制方式，且運(yùn)行狀況可靠穩(wěn)定，但是近年來由于控制系統(tǒng)元件老化，人員技能水平不足等原因造成345號機(jī)組氣體消防系統(tǒng)誤動作，由于采用IG-541作為滅火介質(zhì)的氣體消防系統(tǒng)，其工作壓力達(dá)到17MPa，誤噴時氣體釋放不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，更有可能無預(yù)警的高壓氣體瞬間釋放會造成人員傷亡。

（1）2012年5月16日3、4號機(jī)集控樓3/4號機(jī)公用UPS室墻面機(jī)務(wù)人員電錘打孔作業(yè)，造成墻面開關(guān)振動觸點(diǎn)短路，導(dǎo)致公用UPS室消防氣體動作。

（2）2013年02月28日，集控巡操因好奇隨意觸摸、操作氣體消防手動緊急啟動開關(guān)，導(dǎo)致3號機(jī)電子間氣體消防動作。

（3）2013年08月04日，5號機(jī)綜合樓電纜夾層感煙探測器內(nèi)凝結(jié)水，導(dǎo)致回路短路故障，同回路設(shè)備誤發(fā)火警造成氣體滅火保護(hù)誤動作，5號機(jī)組氣體滅火系統(tǒng)動作。

（4）2013年09月19日，345號機(jī)組集控室手動釋放按鈕老化損壞，開關(guān)觸點(diǎn)短路導(dǎo)致誤發(fā)緊急啟動信號到氣體分機(jī)引起集控室氣體滅火系統(tǒng)動作，造成3、4號機(jī)消防氣體滅火系統(tǒng)動作。

雖然誤噴事件沒有造成安全后果，但是重復(fù)性事件暴露出氣體消防的可靠性存在隱患，四次誤噴事件主要由氣體滅火系統(tǒng)電氣控制裝置誤動作引起的，而引發(fā)電氣控制裝置誤動作的因素是啟動線路短路、啟動按鈕誤動作；為了降低誤動作事件發(fā)生的幾率，公司借鑒汽輪機(jī)數(shù)字式電液控制系統(tǒng)AST電磁閥串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，對345號機(jī)組氣體消防電氣控制裝置進(jìn)行改造，則大大提高氣體消防控制系統(tǒng)可靠性。

三、電氣控制改造

1.氣體消防系統(tǒng)配置

3、4號機(jī)消防報(bào)警主機(jī)采用的是美國NOTIFIER公司生產(chǎn)的NFS2-3030型火災(zāi)報(bào)警控制器，5號機(jī)消防報(bào)警主機(jī)采用的是美國NOTIFIER公司生產(chǎn)的NFS2-2020型火災(zāi)報(bào)警控制器，消防氣體分機(jī)采用的是美國NOTIFIER公司生產(chǎn)的AFP400和RP1002型氣體控制盤，氣體滅火控制盤的構(gòu)成框圖如圖2所示。

2.氣體消防系統(tǒng)改造技術(shù)方案

氣體消防系統(tǒng)改造重點(diǎn)從自動控制和電氣手動控制方式可靠性，以及分區(qū)閥、瓶頭閥控制模塊電源保障和探測器回路分配優(yōu)化三方面進(jìn)行改造。

（1）分區(qū)閥、瓶頭閥控制模塊電源改造

在集控室NFS2-3030火災(zāi)報(bào)警控制器內(nèi)增加兩個24V直流開關(guān)電源并聯(lián)給氣體閥（瓶頭閥、分區(qū)閥）控制模塊供電，主機(jī)面板上安裝雙極空開，用作該24V電源的通斷控制，具體見圖3。氣體閥控制模塊24V電源由原來的AFP400氣體控制盤供電改為集控室NFS2-3030火災(zāi)報(bào)警控制器24V電源空開控制，并增加電源監(jiān)視模塊，具體見圖4。對于RP1002氣體控制盤，集控室24V電源斷開時，繼電器無電源，J-1斷開，即使氣體機(jī)動作，輸出端24V電壓也不能給到氣體閥，具體見圖5。

正常監(jiān)控狀態(tài)時該空開一直處于斷開狀態(tài)，24V電源不會給到氣體閥控制模塊，即使有任何異常，即便是氣體閥控制模塊動作，因?yàn)闆]控制電源氣體閥也不會啟動。當(dāng)集控室消防主機(jī)收到火災(zāi)報(bào)警信號時，運(yùn)行值班人員根據(jù)報(bào)警信息進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)，確有火災(zāi)發(fā)生只需通知集控室人員合上24V空開即可啟動氣體滅火。

（2）緊急手動啟動回路改造

在緊急手動啟動按鈕上串聯(lián)一個單極空開，作為火警確認(rèn)開關(guān)，只有在空開和緊急啟動按鈕同時閉合的情況下才會將緊急啟動信號給到氣體分機(jī)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)保護(hù)。

（3）保護(hù)區(qū)域消防探測器回路分配優(yōu)化

對工作環(huán)境相對惡劣的保護(hù)區(qū)域內(nèi)的探測器分配至不同回路，防止由于參與冗余保護(hù)的煙感和溫感探頭處于同一回路造成的氣體滅火誤動作。

四、結(jié)束語

通過對氣體消防系統(tǒng)電氣控制改造，采用技術(shù)手段增加引發(fā)誤噴事件觸發(fā)原因的制約條件，不僅降低氣體誤噴事件的概率，也通過控制電源改造提高氣體滅火系統(tǒng)的自動控制和電氣手動控制的可靠性，在實(shí)際運(yùn)用中得到有效的驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1]氣體滅火系統(tǒng)安全問題分析與對策[J].

作者簡介：喬向鎮(zhèn)（1972—），男，安徽阜陽人，電氣工程技師，注冊安全工程師，研究方向：大型火力發(fā)電廠安全管理。