排油注氮滅火裝置在項(xiàng)目上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)研究

摘要：我國(guó)對(duì)220KV級(jí)以上變電站的主變壓器消防都有相關(guān)要求。排油注氮滅火是近年來(lái)市場(chǎng)上主推的一種滅火方式，在125MVA及以上的主變壓器中廣泛使用，利用氮?dú)獾亩栊院陀湍さ牡矸厶匦詠?lái)達(dá)到滅火的效果。本文主要分析排油注氮滅火裝置在項(xiàng)目上的應(yīng)用，保障電力設(shè)備的正常運(yùn)行和安全性。

關(guān)鍵詞：排油注氮；滅火裝置；安裝措施；發(fā)展趨勢(shì)

引言

在電力系統(tǒng)中大容量的變壓器多為油浸電力變壓器，發(fā)揮電壓、電流變換的作用，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，將會(huì)造成區(qū)域內(nèi)大面積停電事故。排油注氮式變壓器滅火裝置是一種以“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防設(shè)施，具有經(jīng)濟(jì)、效率、實(shí)用等優(yōu)勢(shì)。因此，該裝置已逐漸取代其他滅火系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

一、電力變壓器滅火器分類(lèi)

（一）干粉滅火器

當(dāng)主變起火時(shí)，須立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)、刀閘，直流、冷卻器的電源全部切斷，并及時(shí)向調(diào)度及相關(guān)負(fù)責(zé)人報(bào)告。迅速使用干粉滅火器撲救火災(zāi)，也可根據(jù)實(shí)際情況，采用干燥的沙土來(lái)?yè)錅纭?/p>

（二）泡沫噴淋裝置

主變壓器泡沫噴淋裝置是一種高效環(huán)保滅火系統(tǒng)。當(dāng)達(dá)到滅火條件時(shí)，氮?dú)鈩?dòng)力瓶組啟動(dòng)，高壓氮?dú)馔ㄟ^(guò)減壓閥減壓后進(jìn)入泡沫儲(chǔ)罐給滅火劑加壓，開(kāi)啟閥門(mén)通過(guò)噴頭進(jìn)行噴霧滅火。該裝置啟動(dòng)速度快、滅火效率高、不復(fù)燃、維護(hù)方便，對(duì)變壓器損害小。

（三）排油注氮滅火

在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后（通常3秒—20秒）后，泄氮閥門(mén)打開(kāi)，從變壓器箱的下方通過(guò)注氮管將氮?dú)馑腿耄瑢?duì)變壓器的機(jī)油進(jìn)行攪動(dòng)和密封，從而實(shí)現(xiàn)了防火和滅火的目的。這種系統(tǒng)在變電站主變壓器消防滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被推薦使用^[1]。根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況，本次使用的是排油注氮滅火。這種滅火方式也是近年來(lái)主推的一種滅火方式，在125MVA及以上的主變壓器中廣泛使用。本產(chǎn)品能有效預(yù)防因漏油而引起的大火，減少不必要的財(cái)產(chǎn)損失，保證電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性；無(wú)需使用水或泡沫等滅火媒介，無(wú)需進(jìn)行防火、排水及配套設(shè)備的設(shè)計(jì)；屬于綠色環(huán)保設(shè)備，不會(huì)對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)和設(shè)備產(chǎn)生影響；成本低廉，操作和管理簡(jiǎn)單，易于維護(hù)；需要二次報(bào)警，消除了誤動(dòng)作的可能性，減少了火災(zāi)時(shí)間；減小因內(nèi)部失效而引發(fā)的破壞面積，降低因電力系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)所帶來(lái)的損失；體積小巧，容易安裝，占地面積少；不受水資源和其他自然條件的制約，不會(huì)結(jié)冰、堵塞。

二、結(jié)構(gòu)與技術(shù)數(shù)據(jù)

（一）排油充（注）氮式變壓器滅火裝置結(jié)構(gòu)

排油充（注）氮式變壓器滅火裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)裝置如圖1）是為了預(yù)防火災(zāi)隱患而研制的一套完整的消防設(shè)備。該滅火設(shè)備不適合在分接開(kāi)關(guān)箱內(nèi)及變壓器箱體內(nèi)進(jìn)行火災(zāi)撲救。該設(shè)備包括滅火箱、氮?dú)馄?、開(kāi)啟閥、注氮管路、排油管路、快速排油閥、檢測(cè)器、截止閥以及控制箱等。如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了問(wèn)題，油罐內(nèi)的氣壓會(huì)迅速上升，從而導(dǎo)致煤氣繼電器跳閘，如果變壓器的溫度持續(xù)上升，探測(cè)器達(dá)到動(dòng)作溫度，其感溫元件熔斷，觸頭接通，中間繼電器線圈帶電，電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，把快速排油閥打開(kāi)，開(kāi)始排出高溫油層。在中間繼電器延時(shí)過(guò)后，觸頭接通，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，打開(kāi)氮?dú)馄浚獨(dú)馔ㄟ^(guò)減壓閥、開(kāi)啟閥、注氮管路進(jìn)入油箱底部，迫使油箱內(nèi)部變壓器油循環(huán)，使油箱下部較低溫度的油和頂層高溫油混合，消除熱油層，并使表層油溫度降到閃點(diǎn)以下，從而使箱內(nèi)的火焰自行熄滅。

（二）排油充（注）氮式變壓器滅火裝置技術(shù)數(shù)據(jù)

氮?dú)馄咳莘e：004m3、005m3、0063m3；測(cè)定氮?dú)馄恐械牡獦?biāo)準(zhǔn)壓力：15+05Mpa（20攝氏度）；內(nèi)泄油管內(nèi)徑為Φ100毫米、Φ150毫米；氮?dú)庾⑷牍芫€，管徑為Φ25毫米；消防容器的質(zhì)量：230公斤至240公斤；消防水箱的控制回路輸出電壓為220+5%交流，每一次諧波成分的浮動(dòng)總和不超過(guò)該電流的1%；探測(cè)器的動(dòng)作溫度為145℃±10℃工作環(huán)境溫度：-5℃—55℃，海拔≤2000米有效注氮時(shí)間≥5min。

三、安裝

（一）基礎(chǔ)準(zhǔn)備

在地面以下有一水泥構(gòu)造的油池，用以接收消防設(shè)備啟動(dòng)時(shí)所排放的原油。滅火箱應(yīng)用地腳螺釘固定在適當(dāng)位置，并與變壓器間排油管線橫向間距為3米—8米，消防水箱底座要保持平整，防止其發(fā)生變形，導(dǎo)致快速排油及氮?dú)庾⑷霗C(jī)構(gòu)動(dòng)作遲緩^[2]。為實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控，需在主控制室設(shè)置消防控制盒（屏幕），并設(shè)置消防控制室線纜通路。如果從變壓器至消防水箱的管道過(guò)長(zhǎng)，在管道中部設(shè)置支撐，以免變形。消防箱宜設(shè)置防火門(mén)以對(duì)管線的通路進(jìn)行防護(hù)。

（二）排油注氮管路的安裝

將消防箱用錨固螺絲固定到位，取下消防箱頂管道入口的防護(hù)罩，按照廠家提供的滅火設(shè)備設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行排水和注氮線的布置。管道與消防箱間的接頭不得受到異常的作用力，排水管道要有2%的坡度。

（三）斷流閥的安裝

斷流閥安裝在儲(chǔ)油柜和油箱之間的管路上，箭頭由儲(chǔ)油柜指向油箱。斷流閥的工作原理是基于液體的動(dòng)壓原理，一旦作用在擋板1（見(jiàn)圖2）上的力超過(guò)給定值，擋板擺到斷流閥的出口，使斷流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，接線柱3接通。若需要把斷流閥由關(guān)閉狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)，扭動(dòng)手柄2即可實(shí)現(xiàn)。

（四）探測(cè)器的安裝

在變壓器的前蓋板上要焊接一個(gè)彎曲的鋼板，用螺絲與彎曲的鋼板將探頭連接起來(lái)，探頭的位置與水面傾斜2%。將檢測(cè)器與控制盒連接，通過(guò)電纜連接到各個(gè)檢測(cè)器的終端盒中，每個(gè)檢測(cè)器都要有一條并聯(lián)的線路^[3]。滅火箱與控制屏（箱）之間的連線按對(duì)應(yīng)端子連接，滅火箱需一個(gè)AC220V電源。

（五）控制屏（箱）的安裝

控制屏（箱）應(yīng)安裝在主控室內(nèi)便于觀察和操作的位置，在該操作屏幕（盒）板上設(shè)有8個(gè)表示消防設(shè)備運(yùn)行情況的指示燈，還有2個(gè)對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行控制的按鍵SA1。該按鍵SA1可以進(jìn)行消防設(shè)備的開(kāi)啟或關(guān)閉，SA2可以將消防設(shè)備置于自動(dòng)操作或人工操作的模式中。按鍵SB3具有以下功能：當(dāng)工作人員觀測(cè)到明顯火災(zāi)隱患或發(fā)生火災(zāi)時(shí)，按下該按鈕，使滅火裝置強(qiáng)制啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滅火。

按鈕SB3應(yīng)置于斷開(kāi)位置，不能隨意閉合，只有在調(diào)試或需要滅火時(shí)方可按規(guī)定操作。

（六）滅火箱的安裝

在滅火箱內(nèi)部，把氮?dú)馄抗潭ㄔ诠潭▕A中；減壓閥聯(lián)管與氮?dú)馄砍隹诮永危虚g用密封件（尺寸Φ13/Φ7×8）密封；關(guān)閉排油閥。滅火箱應(yīng)可靠接地，接地螺栓為M12。

四、裝置啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作

（一）設(shè)備投入運(yùn)行前的檢驗(yàn)

管道內(nèi)所有的螺絲都已經(jīng)擰緊，墊片完好；打開(kāi)下部排放管路觀察口，并進(jìn)行排氣閥門(mén)的嚴(yán)密性試驗(yàn)；連接處和終端要牢固，觸點(diǎn)要牢固；探頭導(dǎo)線上的開(kāi)關(guān)和端子箱蓋板均處于良好的密封狀態(tài)；將“入口/出口”鍵旋至“退出”；工作電壓220V。

（二）注意事項(xiàng)

在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在封閉氮瓶的狀態(tài)下，不要擅自開(kāi)啟氮閥門(mén)；為確保安全，在未啟動(dòng)操作前，切勿開(kāi)啟氮瓶總閥門(mén)；如果該設(shè)備停止工作，除了要關(guān)掉動(dòng)力以外，還要將氮瓶的總閥門(mén)也關(guān)上。

五、調(diào)試

在消防設(shè)備開(kāi)始工作前，應(yīng)按下列方式進(jìn)行消防設(shè)備的調(diào)試工作。關(guān)閉變壓器至滅火箱的排油和注氮管路上的蝶閥；拆除滅火裝置中端子5和6、7和8的連接線；接通雙電源開(kāi)關(guān)1ZK、2ZK、直流電源信號(hào)燈7HLRD和8HLRD亮；開(kāi)關(guān)QM1接通，系統(tǒng)接入；旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1在斷開(kāi)位置，控制箱的斷電信號(hào)燈1HLRD亮；旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA1在接通位置，控制箱信號(hào)燈1HLGN亮及滅火箱2HLGN亮；將控制盒接線端12、13與轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)SA2連接到監(jiān)控信號(hào)4HLRD點(diǎn)亮，HA告警；將控制盒終端14、15與燃?xì)庵欣^指示燈5HLRD點(diǎn)亮，HA告警；控制箱端子5和6有電壓220V，2HLRD亮、HA報(bào)警，延時(shí)15S，端子排7和8具有直流220V電壓；拆除短接的試驗(yàn)線，并使中間繼電器K1復(fù)位；旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SA2在手動(dòng)位置，按下SB3；接通開(kāi)關(guān)QM2，調(diào)整溫控器設(shè)定溫度，加熱器自動(dòng)工作。滿足上述試驗(yàn)，說(shuō)明滅火裝置正常?；謴?fù)滅火裝置中端子5和6、7和8的連接線。至此，滅火裝置調(diào)試完畢。

六、使用、維護(hù)及恢復(fù)

（一）使用

調(diào)試完畢，進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)。當(dāng)消防設(shè)備開(kāi)始工作時(shí)，要仔細(xì)觀察信號(hào)燈的顯示，如果有異常跡象，要馬上檢查變壓器；如果起火，應(yīng)首先把變壓器從電網(wǎng)中切除，再將開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)位置，按下SB3，強(qiáng)制啟動(dòng)滅火裝置^[4]。

（二）維護(hù)

消防設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到惡劣氣象條件的影響。因此，需要對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)，并對(duì)其工作產(chǎn)生不利影響的因素進(jìn)行檢測(cè)。關(guān)閉消防栓；將控制箱電源按鈕置于斷開(kāi)位置，信號(hào)燈1HLRD亮；把氮?dú)馄块_(kāi)啟閥引線與端子斷開(kāi)；檢查密封狀況，若有泄漏，要及時(shí)處理；檢測(cè)探針狀態(tài)；檢驗(yàn)氮?dú)馄績(jī)?nèi)的氮壓力，應(yīng)不低于135Mpa，不超過(guò)155Mpa（在20℃下）；按照第4條和第5條的規(guī)定，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。

（三）火災(zāi)發(fā)生后的復(fù)原

更換部分監(jiān)控設(shè)備的溫度傳感器，情況較嚴(yán)重時(shí)需要更換監(jiān)控設(shè)備，易熔件在145度—180度溫度范圍內(nèi)可熔；將燒毀的變壓器控制引線更換；對(duì)切斷閥門(mén)進(jìn)行檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)被燒毀的墊片，要及時(shí)替換；氮?dú)夤拗匦伦⒌?。

七、氣體滅火的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著火災(zāi)防護(hù)技術(shù)的不斷升級(jí)和市場(chǎng)需求的增加，管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)成為建筑領(lǐng)域中不可或缺的一部分。其中，七氟丙烷和IG541兩種消防設(shè)備因其效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而逐漸占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，兩種消防設(shè)備的使用量在40%左右。高低壓CO2滅火系統(tǒng)約占20%，三氟甲烷滅火技術(shù)近年很少采用，六氟丙烷滅火技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展還處于初級(jí)階段。在具體應(yīng)用中，無(wú)管網(wǎng)預(yù)置式氣體滅火裝置也呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。柜式滅火裝置雖然使用較少，但其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在特殊場(chǎng)合得到一定應(yīng)用。與此同時(shí)，懸掛式七氟丙烷滅火裝置成為目前應(yīng)用最廣泛的一種，約占懸掛式滅火裝置的80%左右。其余的懸掛式裝置主要以六氟丙烷滅火系統(tǒng)為主，約占20%。然而，與這些成熟產(chǎn)品相比，IG01型、IG100型及IG55型消防系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較少見(jiàn)，大部分都是從國(guó)外引進(jìn)的。因此，需要加大技術(shù)研發(fā)和自主創(chuàng)新力度，提高國(guó)產(chǎn)氣體滅火系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率。在未來(lái)的發(fā)展中，氣體滅火系統(tǒng)有望在技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展上取得更大突破。首先，應(yīng)注重提高產(chǎn)品性能，滿足各類(lèi)建筑環(huán)境的需求。其次，需要不斷完善標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高產(chǎn)品的安全性和可靠性。最后，加強(qiáng)與國(guó)外企業(yè)的合作，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提升我國(guó)氣體滅火系統(tǒng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

結(jié)語(yǔ)

總體而言，我國(guó)氣體滅火系統(tǒng)雖然在應(yīng)用中取得了顯著成績(jī)，但在一些新興技術(shù)和產(chǎn)品上仍然存在一定差距。通過(guò)持續(xù)研發(fā)和創(chuàng)新，我國(guó)有望在氣體滅火領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更大突破，為建筑安全提供更加全面的防護(hù)措施。

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作者簡(jiǎn)介：李超（1989— ），男，漢族，山東沾化人，本科，工程師，研究方向：電氣工程。