大型燃煤電廠的安全裝備與消防技術

李子光

（上海電力實業(yè)有限公司，上海 200001）

隨著電子技術的快速發(fā)展，智能化消防技術的日益深化，對上海外高橋電廠二期工程（2臺900MW超臨界燃煤發(fā)電機組）消防工作，提出了更高的技術要求。如何熟悉、掌握現(xiàn)代消防系統(tǒng)的運作特點，根據(jù)現(xiàn)場條件、被保護設備的特點和功能來應用消防技術，正確劃定報警區(qū)域和探測區(qū)域、合理安排火災時消防系統(tǒng)的運作和人員疏散等問題，都成為消防技術應用的研究課題。

1 火災自探報警及控制系統(tǒng)技術

1.1 火災報警及控制區(qū)域劃分

外高橋電廠二期工程的防火等級為甲級。采用區(qū)域報警結合控制中心報警形式，將全廠劃分9個火災報警及控制區(qū)域。

1）5號汽機房 區(qū)域監(jiān)控盤設在5號汽機房8.60m層開關室外，由5號機所屬密封油裝置、清潔／污油箱、汽機油小室、汽機油管、電動鍋爐給水泵、汽動鍋爐給水泵、汽機軸承小室、中壓開關室、5號汽機房各層樓面、主變壓器、廠用變壓器、備用變壓器等設備或防護區(qū)組成。

2）6號汽機房 區(qū)域監(jiān)控盤設在6號汽機房8.60m層開關室外，由6號機所屬密封油裝置、汽機油小室等相關設備或防護區(qū)組成。

3）汽機島范圍集控樓（除煙絡盡保護區(qū)外）

煙絡盡系“INERGEN”的中文譯名，煙絡盡氣體滅火系統(tǒng)是一種新型滅火系統(tǒng)。區(qū)域監(jiān)控盤與主監(jiān)控盤合并，由集控樓各層走廊、電纜豎井、暖通設備間、蓄電池室、會議室、辦公室、事故柴油發(fā)電機組等防護區(qū)組成。

4）汽機島范圍集控樓煙絡盡保護區(qū) 區(qū)域監(jiān)控盤設在集控樓0.0m層鋼瓶間內(nèi)，由集控樓中心控制室、計算機室及設備間、儀控設備室、電子設備室、低壓配電間、低壓廠用配電間、暖通MCC室等防護區(qū)組成。

5）5號爐 區(qū)域監(jiān)控盤設在輔助控制樓（PAS）樓13.8m層除灰控制室內(nèi)，由5號爐所屬煤倉間袋式除塵器、鍋爐燃燒器前室、磨煤機潤滑油設施、空氣預熱器、電氣除塵器、PAS樓、煤倉層、磨煤機層、給煤機層、鍋爐各層等設備或防護區(qū)組成。

6）6號爐 區(qū)域監(jiān)控盤設在PAS樓13.8m層除灰控制室內(nèi)，由6號爐所屬煤倉間袋式除塵器、鍋爐燃燒器前室等相關設備或防護區(qū)組成。

7）輸煤建筑物 區(qū)域監(jiān)控盤設在一期輸煤綜合樓內(nèi)，二期設在輸煤控制室內(nèi)，由輸煤棧橋、轉運站、碎煤機室、輸煤配電間及控制室等防火分區(qū)組成。

8）附屬建筑物 區(qū)域監(jiān)控盤設在化水樓控制室內(nèi)，由生產(chǎn)運行管理樓、化水車間控制樓、繼電器樓、消防泵房、油凈化車間等防火分區(qū)組成。

9）一期改建供氫站 區(qū)域監(jiān)控盤設在供氫值班室內(nèi)。

1.2 火災報警及控制方式

二期工程采用AlgoRex型智能模擬式火災自動報警及控制系統(tǒng)，全總線制工作方式，即二總線報警并聯(lián)動控制。整個系統(tǒng)由主監(jiān)控盤、區(qū)域監(jiān)控盤、就地監(jiān)控盤、遠方復顯監(jiān)控盤、各種火災探測器、各種模塊、手動報警按鈕、報警警鈴、智能化神經(jīng)元環(huán)形網(wǎng)絡及接口卡件等組成。根據(jù)保護對象的不同，分別設置各種可編址火災探測器，在防火區(qū)域旁設有手動報警按鈕及聲光警示裝置，通過電纜將其與消防就地監(jiān)控盤、區(qū)域監(jiān)控盤、主監(jiān)控盤、各種自動滅火設施等聯(lián)動設備連接成環(huán)形回路，并自動巡檢，若系統(tǒng)發(fā)生故障，各級監(jiān)控盤上能夠立即指示出故障地址及原因。

當火災發(fā)生時，探測器將火災信號經(jīng)報警回路逐級送至就地監(jiān)控盤、區(qū)域監(jiān)控盤、主監(jiān)控盤，在各級監(jiān)控盤上顯示火災發(fā)生的時間及地點，并發(fā)出聲、光報警信號，同時向各自動滅火設施和相關暖通、電梯設備發(fā)出聯(lián)動指令，隨后接受滅火和暖通系統(tǒng)的反饋信號，還能切至事故廣播系統(tǒng)，向全廠報警。

消防主監(jiān)控盤設在集控樓的中心控制室內(nèi)，包括CS11火警控制器和CT11操作面板，全中文LCD顯示，所有監(jiān)控盤均能顯示并記錄每次火災發(fā)生的地點和時間，配置手動操作柜、臺式計算機和打印機，負責全廠消防系統(tǒng)的集中監(jiān)控，顯示各個區(qū)域的火警狀況并在CRT上模擬報警區(qū)域，提供最佳的滅火方案，自動打印并存儲記錄。主監(jiān)控盤能進行自檢，并顯示消防泵的狀態(tài)及故障信號、全廠各自動滅火設施的狀態(tài)及故障信號、消防水池液位和供水管網(wǎng)壓力高低信號。發(fā)生火警時自動打印地點、火災狀態(tài)、火警時間、滅火方案及聯(lián)動設備的動作信號等信息?？梢匀斯ご蛴∧M平面圖，也可通過計算機人工干預，采用中文圖形化視窗操作系統(tǒng)。

火災探測器采用帶微處理芯片的軟地址編碼智能型探測器，能自行判斷火警程度，進行自動處理。探測器內(nèi)置診斷運算規(guī)則，具有自動測試和環(huán)境補償功能，并與監(jiān)控盤互動，根據(jù)不同保護對象的火災危險性和環(huán)境特點，在探測器及監(jiān)控盤上對響應靈敏度和工作模式進行調節(jié)，使之不受環(huán)境假象的影響，降低誤報警率。通過對火警參數(shù)統(tǒng)計分析，準確、迅速地得到火災信息。

2 自動噴水滅火系統(tǒng)

2.1 水噴霧滅火設備

在主變壓器、廠用變壓器、密封油裝置、清潔／污油箱、汽機油小室、鍋爐燃燒器前室、磨煤機潤滑油設施、空氣預熱器、柴油機消防泵及油箱等處，放置固定式水噴霧滅火設備。正常狀況下雨淋閥組控制管路內(nèi)水壓，使報警閥保持在關閉狀態(tài)。當某一區(qū)域內(nèi)檢測到火災時，消防控制盤聯(lián)動打開控制電磁閥，相關報警閥快速開啟，在規(guī)定的響應時間內(nèi)，消防水通過配水管網(wǎng)和火災影響區(qū)域上方的開放式噴頭形成密實水霧迅速滅火。同時，配套雨淋閥組的水力警鈴報警，壓力開關動作信號反饋至消防控制盤，確認開啟雨淋閥，滅火完后手動復位雨淋閥?；馂臅r水噴霧設備可以在消防控制盤上遙控啟動，也可在雨淋閥站處打開手動放水閥應急啟動。

2.2 水噴淋滅火設備

2.2.1 預作用水噴淋滅火

在汽機油管、電動鍋爐給水泵、汽動鍋爐給水泵、汽機軸承小室、事故柴油發(fā)電機組、煤倉間輸煤皮帶和袋式除塵器、集控樓走廊、暖通設備間、電纜豎井、電纜分配間等處放置預作用水噴淋滅火設備。設有自動／手動方式，具有消防控制、報警、測試和反饋報警閥組狀態(tài)等功能。

火災探測方式根據(jù)不同要求，分別采用感溫探頭、感煙探頭、線性感溫電纜和閉式噴頭組合。正常狀況下預作用閥組控制管路內(nèi)水壓使報警閥處在關閉狀態(tài)，同時空氣自動補給系統(tǒng)維持報警閥后配水管網(wǎng)內(nèi)空氣壓力，由汽機島和鍋爐島的空壓機提供氣源。

當電廠某一區(qū)域內(nèi)檢測到火災時，消防控制盤聯(lián)動打開控制電磁閥，控制管線內(nèi)水壓隨之降低，相關報警閥快速開啟，在規(guī)定的響應時間內(nèi)，使閥后管路充水，呈臨時濕式系統(tǒng)。隨著火源處溫度上升，導致火災影響區(qū)域上方的閉式噴頭玻璃泡破裂，消防水自動噴出滅火。同時，水力警鈴就地報警，壓力開關動作信號反饋至消防控制盤，確認預作用閥已經(jīng)開啟。滅火后手動關閉報警閥前檢修閥，并將預作用閥組復位?？刂票P可以顯示預作用閥和信號閥的工作狀況，接受空壓機故障信號，并根據(jù)消防專用空壓機出口壓力開關信號，自動啟?？諌簷C。

2.2.2 濕式水噴淋滅火

在生產(chǎn)運行管理樓處放置濕式水噴淋滅火設備。正常狀況下濕式報警閥的前后管路均充滿壓力水，報警閥處在關閉狀態(tài)。當火災造成某一區(qū)域溫度升至68℃時，導致火源上方的閉式噴頭玻璃泡破裂，配水管路水壓下降，報警閥開啟后噴出水滅火。同時，水力警鈴就地報警，壓力開關和樓層水流指示器動作信號反饋至消防控制盤，發(fā)出火災警報并確認濕式噴淋設備動作，在控制盤上顯示閥位狀態(tài)，滅火后手動關閉報警閥前檢修閥，并將濕式閥組復位。

2.3 雨淋滅火設備

在輸煤棧橋內(nèi)皮帶機處放置雨淋滅火設備，由雨淋閥組、配水管網(wǎng)、開放式灑水噴頭、火災探測控制系統(tǒng)組成。探測裝置由二種線性感溫電纜組成，報警溫度分別設為68℃和88℃。設置將輸煤系統(tǒng)C－7C、C－9C、C－10C／D皮帶機分別作為1個單獨的滅火分區(qū)；將C－5C、C－11C／D皮帶機分別劃分為2個滅火分區(qū)；將C－6C皮帶機劃分為5個滅火分區(qū)。

當火災造成某一滅火分區(qū)溫度升至68℃時，報警信號經(jīng)輸煤區(qū)域控制盤送至主監(jiān)控盤，通知消防人員檢查；當溫度升至88℃時，輸煤區(qū)域盤聯(lián)動開啟雨淋閥和滅火分區(qū)所對應的電動蝶閥，在規(guī)定的響應時間內(nèi)，消防水通過配水管網(wǎng)和該滅火分區(qū)上方的開放式噴頭，進行大面積灑水滅火。同時，水力警鈴就地報警，壓力開關動作信號反饋至消防控制盤，確認雨淋閥開啟。滅火后手動關閉報警閥前檢修閥和分區(qū)控制電動蝶閥，并復位雨淋閥組。火災時雨淋閥和分區(qū)控制電動蝶閥可在控制盤上遙控開啟，或分別在雨淋閥站和相關電動蝶閥就地應急手動開啟。此外，雨淋控制盤設有自動／手動操作功能，并可顯示雨淋閥、分區(qū)控制電動蝶閥和信號閥的工作狀況。

2.4 水幕隔離設備

在輸煤棧橋與轉運站、碎煤機室、煤倉間、配煤樓之間皮帶機開口處，放置水幕隔離設備，由控制閥、配水管路、開放式灑水噴頭、火災探測控制系統(tǒng)組成。當火災造成某一輸煤棧橋溫度升至88℃時，報警信號聯(lián)動雨淋設備灑水滅火，同時該棧橋兩端的轉運站（或碎煤機室／煤倉間／配煤樓）水幕隔離設備自動開啟，在皮帶機開口上方將水噴灑成水幕狀，阻止火災蔓延。同時，水力警鈴就地報警，壓力開關動作信號反饋至消防控制盤，確認水幕控制閥開啟狀態(tài)。

如果火災造成某一轉運站、碎煤機室或煤倉間溫度升至68℃時，報警信號聯(lián)動相關水幕隔離設備開啟，阻止火災蔓延，并通知消防人員滅火。火災時水幕控制閥可在控制盤上遙控開啟，或在雨淋閥站就地應急手動開啟。此外，水幕控制盤設有自動／手動操作功能，并可顯示雨淋閥和信號閥工作狀態(tài)。

2.5 煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)

煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)是一種新型滅火系統(tǒng)，在集控室、計算機室、儀控設備室、電子設備室、低壓配電間、低壓廠用配電間、暖通輔助開關控制室（MCC）室等處使用全淹沒煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)。煙烙盡滅火系統(tǒng)由藥劑儲存鋼瓶及噴放設備、火災報警及控制部分組成，具有自動／手動均勻噴放氣體滅火，并報告火災危險和反饋系統(tǒng)狀態(tài)等功能。

二期工程共設煙絡盡系統(tǒng)氣體儲存鋼瓶95只，每只鋼瓶容積為80L，儲存壓力15MPa（20℃時），放在集控樓0.0m層0128室，與其它防火區(qū)域分開，有直接通向疏散走道的出口和通風裝置，室內(nèi)溫度為0～50℃。煙烙盡鋼瓶分為2個儲瓶組，通過組合分配管路系統(tǒng)保護9個防護區(qū)。其中一組52只鋼瓶，保護4個區(qū)域；另一組43只鋼瓶，保護5個區(qū)域。所有防護區(qū)內(nèi)均設置安全通道和出口，保證工作人員30s內(nèi)撤離，疏散通道及出口設置事故照明和疏散標志，防護區(qū)的門向疏散方向開啟并能自動關閉，且在任何情況下均能從防護區(qū)內(nèi)打開。防護區(qū)內(nèi)放置機械通風設備，發(fā)生火災時煙烙盡氣體預噴放信號將聯(lián)鎖關閉相關區(qū)域送排風機和防火排煙閥。

在每個煙烙盡防護區(qū)放置感溫和感煙探頭，當火災引起某一防護區(qū)內(nèi)探測器動作，前期報警信號經(jīng)設在鋼瓶間內(nèi)的煙烙盡控制盤送至主監(jiān)控盤，啟動該防護區(qū)內(nèi)警鈴，通知消防人員到現(xiàn)場檢查。當防護區(qū)內(nèi)的溫度和煙氣濃度達到火災設定值時，同一區(qū)域內(nèi)二種探測器先后動作，報警信號經(jīng)煙烙盡控制盤送至主監(jiān)控盤，并啟動該防護區(qū)內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈進行預噴發(fā)聲光報警。30s后，控制系統(tǒng)打開相應的煙烙盡儲瓶瓶頭閥電磁啟動器和有關防護區(qū)選擇閥，將煙烙盡氣體經(jīng)組合分配管路和噴頭均勻輸送至防護區(qū)，在60s內(nèi)達到最小設計濃度的95%，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控制盤，確認煙烙盡氣體釋放。而防護區(qū)每個出入口內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈，以及每個出入口外側的氣體釋放指示燈在滅火期間將一直工作，警告所有人員不能進入防護區(qū)，直至確認火災被撲滅。

每個煙烙盡防護區(qū)外設置1個手動／自動選擇開關，防護區(qū)的每個出入口外側設置1個系統(tǒng)緊急停止開關和電氣式手動開關。此外，每個煙絡盡系統(tǒng)可在煙絡盡控制盤或消防主監(jiān)控盤上遙控啟動，特殊情況下還可在鋼瓶間通過各防護區(qū)所對應的手動啟動器緊急機械啟動。煙絡盡控制盤可顯示火警地點、系統(tǒng)運行及故障狀態(tài)。

2.6 獨立的穩(wěn)高壓供水系統(tǒng)

根據(jù)全廠最大消防用水量和水壓，設置消防水池為1 500m3，另接1路備用水源。獨立的消防水泵房內(nèi)設1臺電動主泵、1臺柴油機備用泵、1套氣壓穩(wěn)壓設備。消防泵和穩(wěn)壓設備從消防水池吸水升壓后分兩路接入廠區(qū)消防高壓供水管網(wǎng)，各建筑物就近從管網(wǎng)上接出支管，供應全廠室內(nèi)外消火栓及噴水滅火系統(tǒng)用水，保證全廠最大一次火災用水量和水壓。

正常時，全自動氣壓穩(wěn)壓設備將消防供水管網(wǎng)壓力維持在0.8MPa?；馂臅r，消防管網(wǎng)中的水壓降至0.6MPa或噴淋系統(tǒng)壓力開關動作后，自動啟動電動主泵；若管網(wǎng)壓力降至0.5MPa或電動主泵發(fā)生故障時，柴油機備用泵自動投入。電動主泵、柴油機備用泵、氣壓穩(wěn)壓設備分別通過設在泵房內(nèi)的就地控制盤自動啟動、手動啟停，電泵和柴油機泵也可由主監(jiān)控盤遙控啟停，但不能自動停泵。消防泵房內(nèi)所有設備的運行、故障狀態(tài)，消防水池液位、供水管網(wǎng)壓力高低等信號均可就地顯示，并輸送至主監(jiān)控盤。

2.7 鍋爐房分區(qū)供水

在鍋爐房＋39.3m層放2臺增壓泵（一用一備），1臺用以滿足＋39.3至＋106.5m層消防用水需要，＋39.3m層以下由消防主泵直接供水。當＋39.3m層消防供水管網(wǎng)壓力降至0.60MPa時，穩(wěn)壓泵自動啟動，維持管網(wǎng)工作壓力，當水壓升至0.75MPa時穩(wěn)壓泵自動停泵。發(fā)生火災時，如消防管網(wǎng)中的水壓降至0.50MPa時，主增壓泵自動啟動；如管網(wǎng)壓力降至0.40MPa或主增壓泵故障時，備用增壓泵自動投入。

3 結語

消防技術的應用是保障燃煤電廠安全運行的重要舉措，必須高度重視。基于大型燃煤電廠復雜的生產(chǎn)和高危的火災環(huán)境，在裝備消防設備和采用消防技術時，一定要全方位考慮，不僅要涉及廠區(qū)的每個角落，還要統(tǒng)籌考慮消防裝備在不同場合發(fā)揮應有功效。

目前，對大型燃煤電廠在消防裝備和技術應用方面的報道較少，需要通過回顧與總結，交流信息，排查隱患，進一步完善消防制度和技術措施，確保電廠安全穩(wěn)定運行。