戶外大型變壓器新型水噴霧滅火系統(tǒng)

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戶外大型變壓器新型水噴霧滅火系統(tǒng) 
摘要：大型變壓器的消防是人們十分關(guān)注的課題，水噴霧滅火系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生，然而卻不盡人意，為此總結(jié)了以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，研制了新型智能戶外大型變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)，并介紹了該系統(tǒng)的功能。 
    關(guān)鍵詞：大型變壓器,新型智能水噴霧滅火系統(tǒng),火災(zāi),系統(tǒng)功能
1　大型變壓器火災(zāi)實(shí)例
　　1991年12月，北京某220 kV變電站的一臺(tái)120 MVA薄絕緣三線圈主變壓器由于內(nèi)部故障起火，因站內(nèi)沒有固定的水噴霧滅火裝置和充足的消防水源，在起火十幾分鐘后30余輛消防車陸續(xù)趕到，撲救了近7 h方滅掉了明火，由于沒有徹底降溫，7 h后重燃，近20輛消防車再次趕來撲救，變壓器報(bào)廢。
　　1997年2月，北京另一座220 kV變電站的一臺(tái)120 MVA三線圈主變壓器因高壓套管爆炸起火，幾分鐘后消防車趕到，用自帶的水滅火，在自帶的水即將用完時(shí)，站內(nèi)值班人員手動(dòng)啟動(dòng)水噴霧裝置成功，在消防隊(duì)員和值班人員的共同努力下，有效地控制了火勢并將其撲滅。在此期間，水噴霧系統(tǒng)起到了后援和降溫的作用，若僅靠消防車自帶的水量很難將火撲滅。同時(shí)也可看出，滅火是撲救火災(zāi)的關(guān)鍵因素。這臺(tái)變壓器除套管破碎及線圈需烘干外，其它部位沒有大的損壞。

2　有關(guān)規(guī)范對(duì)主變壓器消防的要求
    2.1　《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50219－95)(下稱《規(guī)范》)規(guī)定：水噴霧滅火系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)用于滅火時(shí)不應(yīng)大于45 s；水霧噴頭應(yīng)布置在變壓器的周圍，不宜布置在變壓器的頂部；保護(hù)變壓器頂部的水霧不應(yīng)直接噴向高壓套管；水噴霧滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng)急操作三種控制方式。水噴霧滅火系統(tǒng)的控制設(shè)備應(yīng)具有下列功能：選擇控制方式；重復(fù)顯示保護(hù)對(duì)象狀態(tài)；監(jiān)控消防水泵啟、停狀態(tài)；監(jiān)控雨淋閥啟、閉狀態(tài)；監(jiān)控主、備用電源自動(dòng)切換。
    2.2　《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50229－96)規(guī)定：220 kV、330 kV、500 kV獨(dú)立變電所，單臺(tái)容量為125 MVA及以上的主變壓器應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，并應(yīng)具備定期試噴的條件。

3　北京供電局原水噴霧滅火系統(tǒng)狀況

    3.1　北京供電局高壓變電站的供水狀況

　　北京供電局在1995年前建成投運(yùn)的220 kV、500 kV變電站有20座，大部分均遠(yuǎn)離市區(qū)或城鎮(zhèn)，遠(yuǎn)離市政自來水管網(wǎng)，其生活和生產(chǎn)水源通?？空緝?nèi)或附近的專用自備機(jī)井提供。北京地區(qū)變電站目前采用以下幾種供水裝置。

    3.1.1e　使用水塔供水

　　由于變電站常駐人員不多，日常用水量很少，在炎熱的夏季水塔內(nèi)的水質(zhì)極易發(fā)生變化，而在寒冷的冬季水塔內(nèi)的水容易結(jié)冰和凍裂管道。

    3.1.2　使用變頻水泵供水

　　由于變頻水泵始終處于調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因水中雜質(zhì)對(duì)泵磨損很大，與自來水系統(tǒng)中的變頻水泵相比，使用周期短，維護(hù)費(fèi)用高

    3.1.3　使用自動(dòng)補(bǔ)氣式氣壓水罐供水

　　這種裝置是在80年代末期興起的，系統(tǒng)簡單可靠，投資不高且易于管理和維護(hù)，系統(tǒng)的水壓一般在0.3～0.6 MPa之間可調(diào)，非常適合變電站使用

    3.2　原水噴霧滅火系統(tǒng)的狀況

　　上述20座變電站中有13座變電站為主變壓器配置了水噴霧滅火系統(tǒng)。所配置的系統(tǒng)基本上由地下蓄水池(容量在幾十至幾百立方米)、取水管、消防泵(一主一備)、環(huán)狀地下消防主管網(wǎng)、手動(dòng)或電動(dòng)的水噴霧控制閥門(一臺(tái)主變配用一只)、變壓器水噴霧立管和水平支管及霧化噴頭、水泵啟動(dòng)控制和保護(hù)裝置等組成。消防用水預(yù)先由自備機(jī)井提到地下蓄水池中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?br /> 　　上述水噴霧滅火系統(tǒng)大都沒在管網(wǎng)內(nèi)預(yù)先注水，需由值班人員根據(jù)變壓器起火的情況，按動(dòng)當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方(主控制室)控制盤上的啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)消防泵和打開相應(yīng)的噴霧主閥門，進(jìn)行噴霧滅火。這種系統(tǒng)由于在主變壓器發(fā)出事故報(bào)警信號(hào)時(shí)，要靠值班人員準(zhǔn)確地判斷主變壓器是否起火、并正確地操作有關(guān)按鈕，很容易發(fā)生誤操作。另外由于管線長，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)空管充水時(shí)間大于規(guī)程允許的響應(yīng)時(shí)間，此外由于管線內(nèi)斷續(xù)供水，管線內(nèi)壁氧化銹蝕，銹渣被水流沖至噴頭處淤塞噴頭，影響水霧的形成，特別是當(dāng)使用手動(dòng)噴霧控制閥門時(shí)，常因閥門銹死而無法操作。這類系統(tǒng)的致命缺陷是系統(tǒng)本身不具備自檢功能，必須由專業(yè)人員定期檢查，但因缺乏專業(yè)人員的定期檢修維護(hù)，故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，在需要時(shí)不能正常啟動(dòng)，形同虛設(shè)。
　　為滿足《規(guī)范》關(guān)于滅火響應(yīng)時(shí)間的要求，防止空管注水時(shí)間過長，少數(shù)系統(tǒng)設(shè)置了變頻穩(wěn)壓泵或其它供水裝置，為管路補(bǔ)水和保壓。在主變壓器運(yùn)行時(shí)，這種系統(tǒng)因?yàn)樵诠芫W(wǎng)內(nèi)有水的情況下，不能檢查噴霧主閥門是否能正確打開，也存在著火警時(shí)噴霧主閥門拒動(dòng)的可能性。為了對(duì)這種系統(tǒng)定期檢查，至少需派兩名檢修人員到變電站現(xiàn)場，將地下管網(wǎng)中的水泄空后，持無線對(duì)講機(jī)進(jìn)行操作和檢測，而在裝設(shè)了集成電路型保護(hù)裝置的變電站，保護(hù)室內(nèi)是絕對(duì)禁止使用無線對(duì)講機(jī)的，這便給檢查帶來了一定的難度。在使用變頻泵給地下管網(wǎng)保壓注水時(shí)，由于變頻穩(wěn)壓泵長期處于工作狀態(tài)，磨損嚴(yán)重，維修較頻繁

    3.3　雨淋閥滅火系統(tǒng)

　　南方的一些工程中也有不用噴霧電動(dòng)閥門而采用雨淋閥組的實(shí)例。和上述系統(tǒng)相比，此類系統(tǒng)除了將噴霧電動(dòng)閥門改用雨淋閥(一臺(tái)主變配用一組)外，其它系統(tǒng)部件大致相同。由于雨淋閥組的需要，在每臺(tái)主變的上方還增設(shè)了通至雨淋閥的傳動(dòng)管及閉式溫度探頭。傳動(dòng)管內(nèi)平時(shí)充滿了有壓力的氣體或水，籍此頂住雨淋閥的主放水口。當(dāng)閉式溫度探頭上的測溫玻璃泡遇高溫破碎時(shí)，傳動(dòng)管內(nèi)的有壓氣體或水從探頭處泄出，雨淋閥的主放水口打開，同時(shí)通過雨淋閥上的電接點(diǎn)啟動(dòng)消防泵，大量的水便從霧化噴頭噴向變壓器。此類系統(tǒng)可以不靠人的操作而準(zhǔn)確地啟動(dòng)整套系統(tǒng)，實(shí)施噴霧滅火，但在北方使用時(shí)，存在冬季的防凍問題，傳動(dòng)管內(nèi)只能充氣，這樣系統(tǒng)的部件將增加許多，且受風(fēng)或氣流的影響，溫度探頭的靈敏度將會(huì)降低。
　　
4　新型智能水噴霧滅火系統(tǒng)
　　為了解決以往主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)存在的缺陷，有效地控制變壓器初起火災(zāi)的撲救，降低主變壓器火災(zāi)造成的損失，從1995年下半年起北京供電局開始進(jìn)行新型水噴霧滅火系統(tǒng)的研制工作。