大型燃煤電廠的安全裝備與消防技術

李子光

（上海電力實業有限公司，上海 200001）

隨著電子技術的快速發展，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超臨界燃煤發電機組）消防工作，提出了更高的技術要求。如何熟悉、掌握現代消防系統的運作特點，根據現場條件、被保護設備的特點和功能來應用消防技術，正確劃定報警區域和探測區域、合理安排火災時消防系統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技術

1.1 火災報警及控制區域劃分

外高橋電廠二期工程的防火等級為甲級。采用區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域。

1）5號汽機房 區域監控盤設在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組成。

2）6號汽機房 區域監控盤設在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組成。

3）汽機島范圍集控樓（除煙絡盡保護區外）

煙絡盡系“INERGEN”的中文譯名，煙絡盡氣體滅火系統是一種新型滅火系統。區域監控盤與主監控盤合并，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、事故柴油發電機組等防護區組成。

4）汽機島范圍集控樓煙絡盡保護區 區域監控盤設在集控樓0.0m層鋼瓶間內，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室等防護區組成。

5）5號爐 區域監控盤設在輔助控制樓（PAS）樓13.8m層除灰控制室內，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組成。

6）6號爐 區域監控盤設在PAS樓13.8m層除灰控制室內，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組成。

7）輸煤建筑物 區域監控盤設在一期輸煤綜合樓內，二期設在輸煤控制室內，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組成。

8）附屬建筑物 區域監控盤設在化水樓控制室內，由生產運行管理樓、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組成。

9）一期改建供氫站 區域監控盤設在供氫值班室內。

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，全總線制工作方式，即二總線報警并聯動控制。整個系統由主監控盤、區域監控盤、就地監控盤、遠方復顯監控盤、各種火災探測器、各種模塊、手動報警按鈕、報警警鈴、智能化神經元環形網絡及接口卡件等組成。根據保護對象的不同，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控盤、區域監控盤、主監控盤、各種自動滅火設施等聯動設備連接成環形回路，并自動巡檢，若系統發生故障，各級監控盤上能夠立即指示出故障地址及原因。

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

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

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。探測器內置診斷運算規則，具有自動測試和環境補償功能，并與監控盤互動，根據不同保護對象的火災危險性和環境特點，在探測器及監控盤上對響應靈敏度和工作模式進行調節，使之不受環境假象的影響，降低誤報警率。通過對火警參數統計分析，準確、迅速地得到火災信息。

2 自動噴水滅火系統

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水壓，使報警閥保持在關閉狀態。當某一區域內檢測到火災時，消防控制盤聯動打開控制電磁閥，相關報警閥快速開啟，在規定的響應時間內，消防水通過配水管網和火災影響區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。火災時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等功能。

火災探測方式根據不同要求，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水壓使報警閥處在關閉狀態，同時空氣自動補給系統維持報警閥后配水管網內空氣壓力，由汽機島和鍋爐島的空壓機提供氣源。

當電廠某一區域內檢測到火災時，消防控制盤聯動打開控制電磁閥，控制管線內水壓隨之降低，相關報警閥快速開啟，在規定的響應時間內，使閥后管路充水，呈臨時濕式系統。隨著火源處溫度上升，導致火災影響區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。控制盤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，并根據消防專用空壓機出口壓力開關信號，自動啟停空壓機。

2.2.2 濕式水噴淋滅火

在生產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。當火災造成某一區域溫度升至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，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

在輸煤棧橋內皮帶機處放置雨淋滅火設備，由雨淋閥組、配水管網、開放式灑水噴頭、火災探測控制系統組成。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C－7C、C－9C、C－10C／D皮帶機分別作為1個單獨的滅火分區；將C－5C、C－11C／D皮帶機分別劃分為2個滅火分區；將C－6C皮帶機劃分為5個滅火分區。

當火災造成某一滅火分區溫度升至68℃時，報警信號經輸煤區域控制盤送至主監控盤，通知消防人員檢查；當溫度升至88℃時，輸煤區域盤聯動開啟雨淋閥和滅火分區所對應的電動蝶閥，在規定的響應時間內，消防水通過配水管網和該滅火分區上方的開放式噴頭，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控制電動蝶閥，并復位雨淋閥組。火災時雨淋閥和分區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、火災探測控制系統組成。當火災造成某一輸煤棧橋溫度升至88℃時，報警信號聯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。

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。

2.5 煙烙盡氣體滅火系統

煙烙盡氣體滅火系統是一種新型滅火系統，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。煙烙盡滅火系統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狀態等功能。

二期工程共設煙絡盡系統氣體儲存鋼瓶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，與其它防火區域分開，有直接通向疏散走道的出口和通風裝置，室內溫度為0～50℃。煙烙盡鋼瓶分為2個儲瓶組，通過組合分配管路系統保護9個防護區。其中一組52只鋼瓶，保護4個區域；另一組43只鋼瓶，保護5個區域。所有防護區內均設置安全通道和出口，保證工作人員30s內撤離，疏散通道及出口設置事故照明和疏散標志，防護區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內打開。防護區內放置機械通風設備，發生火災時煙烙盡氣體預噴放信號將聯鎖關閉相關區域送排風機和防火排煙閥。

在每個煙烙盡防護區放置感溫和感煙探頭，當火災引起某一防護區內探測器動作，前期報警信號經設在鋼瓶間內的煙烙盡控制盤送至主監控盤，啟動該防護區內警鈴，通知消防人員到現場檢查。當防護區內的溫度和煙氣濃度達到火災設定值時，同一區域內二種探測器先后動作，報警信號經煙烙盡控制盤送至主監控盤，并啟動該防護區內外的蜂鳴器及閃燈進行預噴發聲光報警。30s后，控制系統打開相應的煙烙盡儲瓶瓶頭閥電磁啟動器和有關防護區選擇閥，將煙烙盡氣體經組合分配管路和噴頭均勻輸送至防護區，在60s內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。而防護區每個出入口內外的蜂鳴器及閃燈，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，直至確認火災被撲滅。

每個煙烙盡防護區外設置1個手動／自動選擇開關，防護區的每個出入口外側設置1個系統緊急停止開關和電氣式手動開關。此外，每個煙絡盡系統可在煙絡盡控制盤或消防主監控盤上遙控啟動，特殊情況下還可在鋼瓶間通過各防護區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、系統運行及故障狀態。

2.6 獨立的穩高壓供水系統

根據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設1臺電動主泵、1臺柴油機備用泵、1套氣壓穩壓設備。消防泵和穩壓設備從消防水池吸水升壓后分兩路接入廠區消防高壓供水管網，各建筑物就近從管網上接出支管，供應全廠室內外消火栓及噴水滅火系統用水，保證全廠最大一次火災用水量和水壓。

正常時，全自動氣壓穩壓設備將消防供水管網壓力維持在0.8MPa。火災時，消防管網中的水壓降至0.6MPa或噴淋系統壓力開關動作后，自動啟動電動主泵；若管網壓力降至0.5MPa或電動主泵發生故障時，柴油機備用泵自動投入。電動主泵、柴油機備用泵、氣壓穩壓設備分別通過設在泵房內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控盤遙控啟停，但不能自動停泵。消防泵房內所有設備的運行、故障狀態，消防水池液位、供水管網壓力高低等信號均可就地顯示，并輸送至主監控盤。

2.7 鍋爐房分區供水

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層消防供水管網壓力降至0.60MPa時，穩壓泵自動啟動，維持管網工作壓力，當水壓升至0.75MPa時穩壓泵自動停泵。發生火災時，如消防管網中的水壓降至0.50MPa時，主增壓泵自動啟動；如管網壓力降至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和高危的火災環境，在裝備消防設備和采用消防技術時，一定要全方位考慮，不僅要涉及廠區的每個角落，還要統籌考慮消防裝備在不同場合發揮應有功效。

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，確保電廠安全穩定運行。