臺山電廠345號機組氣體消防系統電氣控制改造

【摘要】作為一種高效、清潔的自動消防設施，IG-541氣體滅火系統已得到了廣泛的應用，但是在非火災的狀態下發生誤噴現象，不僅造成較大的經濟損失，也可能會造成人員傷亡，為提高氣體消防系統安全性，將其電氣控制方式改為串并聯模式，不僅降低誤噴的幾率，也確保火災情況的動作可靠性。

【關鍵詞】氣體消防；誤碰；電氣控制

廣東國華粵電臺山發電公司裝機容量為2×600MW+2×1000MW機組，消防系統與建設主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用，根據被保護對象的火災性質及火災影響程度和類型不同，結合被保護區域分布的特點，在集中控制樓采用了IG-541氣體滅火系統。

一、IG-541氣體滅火系統介紹

IG-541氣體又稱煙烙燼，由52%的氮氣、40%氬氣和8%的二氧化碳三種惰性氣體組成。當IG-541氣體依規定的設計滅火濃度噴放于需要保護的區域時，1分鐘之內將區域內的氧氣迅速降至12.5%，而使燃燒無法繼續進行，在這樣低的氧氣濃度下，保護區域中的二氧化碳濃度從自然狀態下的低于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IG-541氣體在所保護區域中的流動性、進一步提高滅火效率的作用。

IG-541氣體滅火系統工作原理見圖1，其設置有自動控制、電氣手動控制和機械應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

在防護區無人時，將自動滅火控制器內控制方式轉換開關撥到“自動”位置，滅火系統處于自動控制狀態。每個保護區域內設置有煙感探測器或溫感探測器，探測器都被分成兩組獨立的報警系統。當防護區第一路探測器發出火災信號時，設在該保護區域內的警鈴動作發出警報，指示火災發生的部位，提醒工作人員注意；當第二路探測器也發出火災信號后，設在該保護區域內外的蜂鳴器及閃燈動作，自動滅火控制器開始進入延時階段，同時發出聯動指令，關閉聯動設備及保護區內除應急照明外的所有電源。自動延時30秒（可調）后向控制火災區的驅動瓶發出滅火指令，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保護區域的區域選擇閥，使IG-541氣體沿管道和噴頭輸送到對應的指定保護區域滅火。一旦IG-541氣體釋放后，設在管道上的壓力開關會將藥劑已經釋放的信號送回區域控制盤和消防控制中心的火災報警系統。而保護區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入保護區域，直至確認火災已經撲滅。

在保護區域的主要出入口外側，設置一個緊急停止開關和電氣式手動啟動器，當發生火災警報，在延遲時間內發現不需要啟動滅火系統進行滅火的情況時，可按下自動滅火控制器上或手動控制盒內的緊急停止按鈕，即可阻止滅火指令的發出，停止系統滅火程序。

2.電氣手動控制

在保護區域的主要出入口外側，設置一個系統的手/自動轉換開關。在防護區有人工作或值班時，將自動滅火控制器內控制方式轉換開關撥到“手動”位置，滅火系統即處于手動控制狀態。當防護區發生火情，確認防護區內人員必須全部撤離，按下自動滅火控制器內手動啟動按鈕，或啟動設在防護區門外的緊急啟動按鈕，即可按上述程序啟動滅火系統實施滅火。

3.機械應急手動控制

當防護區發生火情，但由于電源發生故障或自動探測系統、控制系統失靈不能執行滅火指令時，提前關閉影響滅火效果的設備，通知并確認防護區內人員已全部撤離后，在IG-541儲瓶間內可通過操作設在鋼瓶間中IG-541氣體鋼瓶釋放閥上的手動啟動器和區域選擇閥上的手動啟動器，開啟整個氣體滅系統實施滅火。

二、誤噴事件分析

臺山電廠345號機組從消防系統投入使用，系統在自動控制方式，且運行狀況可靠穩定，但是近年來由于控制系統元件老化，人員技能水平不足等原因造成345號機組氣體消防系統誤動作，由于采用IG-541作為滅火介質的氣體消防系統，其工作壓力達到17MPa，誤噴時氣體釋放不僅造成經濟損失，更有可能無預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號機集控樓3/4號機公用UPS室墻面機務人員電錘打孔作業，造成墻面開關振動觸點短路，導致公用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，導致3號機電子間氣體消防動作。

（3）2013年08月04日，5號機綜合樓電纜夾層感煙探測器內凝結水，導致回路短路故障，同回路設備誤發火警造成氣體滅火保護誤動作，5號機組氣體滅火系統動作。

（4）2013年09月19日，345號機組集控室手動釋放按鈕老化損壞，開關觸點短路導致誤發緊急啟動信號到氣體分機引起集控室氣體滅火系統動作，造成3、4號機消防氣體滅火系統動作。

雖然誤噴事件沒有造成安全后果，但是重復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電氣控制裝置誤動作引起的，而引發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生的幾率，公司借鑒汽輪機數字式電液控制系統AST電磁閥串并聯結構，對345號機組氣體消防電氣控制裝置進行改造，則大大提高氣體消防控制系統可靠性。

三、電氣控制改造

1.氣體消防系統配置

3、4號機消防報警主機采用的是美國NOTIFIER公司生產的NFS2-3030型火災報警控制器，5號機消防報警主機采用的是美國NOTIFIER公司生產的NFS2-2020型火災報警控制器，消防氣體分機采用的是美國NOTIFIER公司生產的AFP400和RP1002型氣體控制盤，氣體滅火控制盤的構成框圖如圖2所示。

2.氣體消防系統改造技術方案

氣體消防系統改造重點從自動控制和電氣手動控制方式可靠性，以及分區閥、瓶頭閥控制模塊電源保障和探測器回路分配優化三方面進行改造。

（1）分區閥、瓶頭閥控制模塊電源改造

在集控室NFS2-3030火災報警控制器內增加兩個24V直流開關電源并聯給氣體閥（瓶頭閥、分區閥）控制模塊供電，主機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火災報警控制器24V電源空開控制，并增加電源監視模塊，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，即使氣體機動作，輸出端24V電壓也不能給到氣體閥，具體見圖5。

正常監控狀態時該空開一直處于斷開狀態，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，因為沒控制電源氣體閥也不會啟動。當集控室消防主機收到火災報警信號時，運行值班人員根據報警信息進行現場確認，確有火災發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一個單極空開，作為火警確認開關，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，實現多點保護。

（3）保護區域消防探測器回路分配優化

對工作環境相對惡劣的保護區域內的探測器分配至不同回路，防止由于參與冗余保護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、結束語

通過對氣體消防系統電氣控制改造，采用技術手段增加引發誤噴事件觸發原因的制約條件，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的自動控制和電氣手動控制的可靠性，在實際運用中得到有效的驗證。

參考文獻

[1]氣體滅火系統安全問題分析與對策[J].

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