沙河抽水蓄能電站消防系統改造分析及應用

潘 鈺，奚日磊

（江蘇沙河抽水蓄能發電有限公司，江蘇 溧陽 213333）

1 引言

隨著我國電力系統的迅速發展，電站消防系統的安全、可靠、穩定運行越來越重要。文中依照最新的消防標準針對沙河抽水蓄能電站的消防系統存在的問題進行分析，并提出升級改造方案。主要針對消防系統中的消防穩壓控制系統、消防報警系統及聯動控制系統、廠房火災自動報警系統的運行情況、系統配置、優化效果等方面進行研究探討。

2 改造前消防系統概況

沙河抽水蓄能電站消防系統于2002年投入使用，主要分為生產區、辦公區兩個區域，設置消防自動報警系統、消火栓滅火系統、噴淋滅火系統、消防應急廣播系統、防排煙系統、消防對講系統、應急照明及疏散指示系統、氣體滅火系統等。

2.1 消防報警系統及聯動控制系統

在分析消防系統問題時首先關注的是消防報警系統及聯動控制系統的情況，其是整個消防系統的核心，決定著整個系統遇警時能否正常工作。經過檢測發現，由于整個電站消防系統投運時間較長，部分設備存在缺失及老化情況：部分位置未安裝消防電話機，不能夠即時與消防控制室聯系；火災自動報警主機常出現誤報現象，報警主機、探測設備以及報警總線存在著改進空間；送風閥、防排煙設備及其控制柜需要更新；部分設備缺乏有效的遠程啟停控制功能以及自動一體化功能；在辦公區存在著部分區域消防報警設備缺乏和一些應急設施存在數量不足及安裝不規范問題。

2.2 消防泵房

在泵房區域，消防泵為臥式離心泵，采用填料密封，設備運轉時盤根處經常產生漏水問題，同時泵房穩壓罐氣囊破損，不能正常工作，且泵房未配置應急照明燈和消防電話，不能滿足規范要求。

消防穩壓控制系統負責保持機組消防水水壓,是保證機組消防安全的重要設備，其設備運行的可靠性直接關系到全站消防安全。根據DL/T 587-1996《微機繼電保護裝置運行管理規程》第3.7條，微機繼電保護裝置的使用年限一般為10～12年。消防穩壓控制柜自2001年投運以來，其設備運行年限已到達和超過元器件推薦使用壽命上限，特別是控制柜內軟啟動器的故障率上升，隨著設備運行時間增加，其系統的運行穩定性能逐漸下降，帶來一定的消防安全隱患。消防穩壓控制系統采用串口通信方式與監控系統連接，經公用SI30串口到公用PLC，最后送入監控系統，過程復雜，接口眾多。特別是在廠用電切換時，有時候會出現通信中斷無法自動恢復，需要重啟后方能連接，存在消防水壓采集中斷可能性。部分元器件已停產，無法滿足日常維護的要求。

2.3 廠房感溫電纜

廠房感溫電纜因使用年限已久，無法正常投入使用，僅布置于7樓電纜室、-1層至-2層電纜橋架，報警信號無法由感溫探測終端模塊傳輸至火災自動報警主機，無法可靠探測電纜火災。廠房其他區域電纜夾層、電纜豎井未布置火災自動報警裝置。

3 改造過程及效果

3.1 消防報警系統及聯動控制系統改造

針對電站的消防系統實際故障狀況，結合GB 4717《火災報警控制器通用技術條件》、GB 50116《火災自動報警系統設計規范》、GB 50016《建筑設計防火規范》等相關規范及以往經驗，進行如下改造：

3.1.1 火災自動報警系統

（1）更換部分報警信號總線、24 V電源總線以及聯動總線。

（2）添加CRT系統，對所有線路點位進行重新標識，編制系統圖。

（3）手動報警按鈕更換為帶電話插孔式，部分手動報警按鈕及消火栓按鈕位置調整。

3.1.2 消防對講系統

對缺少的消防電話線路進行敷設，并添加消防電話。

3.1.3 應急照明及疏散指示系統

（1）3號樓梯敷設管線，安裝應急照明及疏散指示燈。

（2）廠區各樓層的應急照明及疏散指示燈予以補充及更換。

3.1.4 防排煙系統

（1）防火閥全面更換。

（2）送、排煙風機安裝防火閥。

（3）風機控制柜安裝手自動一體開關。

3.1.5 客梯系統

主機增加電梯迫降功能。

3.1.6 消防泵房

主機多線面板上增加噴淋泵遠程啟泵按鈕。

3.1.7 辦公樓消防系統

（1）各樓層應急照明及疏散指示燈添加，管線均采取暗敷方式。

（2）更換濕式報警閥，檢修相關管路。

（3）對失效的噴淋頭進行更換。

（4）檔案室采用七氟丙烷氣體滅火系統，安裝壁掛式火災報警控制主機及相關感煙探測器、感溫探測器、聲光報警器等。

通過以上手段實現了消防報警系統及聯動控制系統的改造，使得各區域的消防報警系統互聯互通，火災探測器的誤報情況得到了有效解決，通過對報警電話機以及電話線的維護使得在出現初級火情時發現者能夠及時地呼出救援電話。CRT圖形顯示系統可以更直觀地確定火情所在位置，便于及早進行火情確認。對于消防泵房的系列改造，修改了之前設計存在的弊端，修復了漏水問題，使得各設備的維護變得更加簡易且穩定性得到提升。在部分缺乏防火裝置的設備和區域均進行了補裝和更新，保證所有區域的消防配置完善。

針對辦公區檔案室原采用噴淋滅火系統的問題進行分析，雖然噴淋滅火系統具有低成本、易維護等特征，但是其不宜用于儲存大量紙質材料的檔案室，一旦出現險情，噴淋滅火的方案會使重要的檔案受到損害。而氣體滅火系統是指平時滅火劑以液體、液化氣體或氣體狀態存貯于壓力容器內，滅火時以氣體（包括蒸汽、氣霧）狀態噴射作為滅火介質的滅火系統。氣體滅火方式不會對紙質制品、電子類制品產生影響。七氟丙院滅火系統相比較其他氣體滅火系統，具有儲瓶數量少、氣瓶壓力監測直觀、占地面積小、儲存壓力低、滅火濃度較低、滅火效率高、長期儲存不泄露的優勢。七氟丙烷滅火系統是集氣體滅火、自動控制及火災探測等于一體的現代化智能型自動滅火裝置，符合DBJ 15-23-1999《七氟丙烷（HFC-227ea）潔凈氣體滅火系統設計規范》及ISO 14520-9《氣體滅火系統-物理性能和系統設計》系統設計及產品標準規范的要求，本系統裝置具有設計先進、性能可靠、操作簡單、環保良好等特點。因此，在這次改造中，將噴淋滅火方案改成了七氟丙烷氣體滅火系統，用于保護檔案室在發生火情時能夠有效保護內部的重要資料不受損害。

3.2 消防穩壓控制系統升級改造

原消防穩壓控制柜運行年限已達到或超過升級改造期限，特別是控制柜內軟啟動器的故障率上升，已帶來一定的消防安全隱患。結合相關規范及以往經驗，遵循DL/T 1009-2016《水電廠計算機監控系統運行及維護規程》和DL/T 5208-2005《抽水蓄能電站設計導則》等標準作出如下改造：

（1）拆除現有消防穩壓控制柜，并對相關電纜做好標示。

（2）整體更換原有消防穩壓控制柜，PLC電源由交流供電升級為直流220 V供電，提高可靠性。

（3）通過網絡通信方式將消防穩壓控制柜直接接入監控系統。采用最新的傳輸距離遠、傳輸速度快的MODBUS/TCP協議，經光纖送至監控系統交換機，接入廠內通訊機，可有效降低其他電氣設備對系統的干擾和有效提高系統的傳輸速度，使得消防穩壓系統的信息傳輸速度更快，同時結構更加簡潔，通信質量更為穩定。

消防穩壓控制系統升級改造有效提高控制柜內軟啟動器的穩定性和可靠度，最大限度地減小設備故障帶來的消防安全風險。

3.3 廠房感溫電纜改造

感溫電纜又名線型感溫火災探測器，感溫電纜具有全線連續監測保護對象溫度的能力。火災發生初期，通過感溫電纜的高靈敏性發出的火災報警信號，提前切斷響應部位或設備的電源以及供電回路，可有效降低由于火災引起設備短路造成的次生危害。感溫電纜的鋪設區域選擇、布線方式以及選型對整個系統的影響巨大，極易形成傳感失效問題從而導致重大火災的發生。

依據GB 50229《火力發電廠與變電站設計防火標準》和第三方消防安全評估機構出具的《消防安全評估報告》對本系統進行如下改造：

（1）在設備間電纜橋架、靜電地板下方、井筒區電纜橋架敷設感溫電纜合計1 560 m。

（2）在1號、2號電纜井內敷設感溫電纜合計544 m。

（3）按區域獨立安裝模塊箱，均配置火警、故障模塊及終端盒。

（4）各點位均接入消防報警主機及CRT系統。

在本次改造中，針對以上特征，針對不同的區域采用了不同規格的感溫電纜，并對一些區域進行了加強以保證傳感網絡的有效工作。針對一些布線不合理的區域進行了重新整理和布線，對一些存在破損的線纜進行了修復以保證在區域內發生小型火情時能夠第一時間發現并報警。在安裝施工時，在橋架內按近似正弦曲線接觸式布置，并用尼龍線卡固定。感溫電纜敷設時波峰距離不大于1.8 m。在施工過程中，對電纜接頭等重點部位重點敷設，可以探測此處的危險溫度。通過嚴格、規范的施工保證整個系統質量的穩定性。

3.4 消防系統的調試

在對各系統進行改造后，需要對其工作狀態進行調試以確保各模塊的功能是否正常以及整個系統性能是否穩定。在本次改造中，主要對火災自動報警系統報警部分、報警主機、火災自動報警系統聯動控制部分等系統的性能進行調試。在火災自動報警系統聯動控制部分的系統調試中，采用分系統、分層進行檢查維修，采用先現場手動、再遠程控制、然后自動聯動的測試步驟，對整個聯動部分做全面檢查，確認其聯動關系、動作設備與邏輯關系符合消防規范要求。對不符合要求的部分及時維修更正，保證整個系統的可靠性。

4 總結

消防是一項社會性、科學性很強的工作，是人民生命財產安全和經濟建設的重要保障之一。火災是諸多不安全因素湊到一起而造成的。合格、完善的消防系統是從源頭有效預防火災的一道“保險閥”。文章從沙河抽水蓄能電站消防系統存在的問題出發，依據國家標準對其存在的問題進行分析和改造，最終形成一種具有經濟節約型、穩定性強、性能高的消防系統，可為其他抽水蓄能電站消防系統的建設改造提供借鑒參考。