白山電廠主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)改造方案分析

莊乾彪，徐志軍，彭書(shū)斌

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長(zhǎng)春130021）

1 概述

白山發(fā)電廠位于吉林省樺甸市境內(nèi)的第二松花江上游，由“一廠、兩壩、四站”組成，以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運(yùn)等綜合效能。白山發(fā)電廠白山電站安裝有5臺(tái)單機(jī)容量300MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，其中：白山一期電站為地下電站，廠房樞紐布置在右岸，裝有3臺(tái)300MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組；白山二期電站為地面電站廠房，樞紐布置在左岸，裝有2臺(tái)300MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組；白山水電站主體工程于1975年5月開(kāi)工建設(shè)。1978年6月成立“白山水電廠生產(chǎn)籌備處”。1981年11月改稱(chēng)為“白山發(fā)電廠”。1983年12月第一臺(tái)機(jī)組（白山一期電站2號(hào)機(jī)組）投產(chǎn)發(fā)電，1992年6月5臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。

2 主變壓器室消防現(xiàn)狀及改造必要性

1983年12月第一臺(tái)機(jī)組（白山一期電站2號(hào)機(jī)組）投產(chǎn)發(fā)電，白山一期主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)備管路投入使用至今已有36年。白山一期水電站原設(shè)計(jì)中已安裝了主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)，主變壓器室防火門(mén)水幕系統(tǒng)。由于國(guó)家防火規(guī)范已數(shù)次修改，并增加新的內(nèi)容，一期電站主變水噴霧滅火系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)對(duì)比現(xiàn)行的防火規(guī)程規(guī)范還有一定的差距。依然存在以下諸多問(wèn)題：

1）主變壓器噴頭數(shù)量少且布置不合理。由于受當(dāng)時(shí)年代限制，只在主變上方布置水霧噴頭，對(duì)比現(xiàn)行規(guī)范，白山一期主變?cè)畤婌F滅火系統(tǒng)噴頭布置不能滿(mǎn)足GB50219《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第3.2.1條規(guī)定：“噴頭的布置應(yīng)使水霧直接噴向并覆蓋保護(hù)對(duì)象，當(dāng)不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)增設(shè)水霧噴頭”。

2）主變室防火門(mén)水幕系統(tǒng)未設(shè)置雨淋閥組。雖然白山一期主變室防火門(mén)設(shè)置了水幕系統(tǒng)，但系統(tǒng)未設(shè)置雨淋閥組，不符合GB50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.2.1條的要求：“自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)報(bào)警閥組。保護(hù)室內(nèi)鋼屋架等建筑構(gòu)件的閉式系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)獨(dú)立的報(bào)警閥組。水幕系統(tǒng)應(yīng)設(shè)獨(dú)立的報(bào)警閥組或感溫雨淋報(bào)警閥”。

3）水霧噴頭自電站投產(chǎn)以來(lái)未進(jìn)行過(guò)更新改造，仍為老式噴頭，形成水霧效果不理想。

4）部分管路、閥門(mén)老化，銹蝕嚴(yán)重，滲漏現(xiàn)象頻出。

5）主變壓器室消防系統(tǒng)的用水量及水壓，也未按照最新的消防規(guī)范進(jìn)行復(fù)核，仍保留原設(shè)計(jì)。

以上分析可以看出，主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)、主變壓器室防火門(mén)水幕系統(tǒng)存在缺陷，如果發(fā)生火災(zāi)，將不能有效控制火勢(shì)的蔓延，不能保證電站和人員的安全，造成巨大的損失。因此提出可行的整改方案并逐項(xiàng)實(shí)施，是十分必要的。

3 項(xiàng)目技術(shù)方案

3.1 項(xiàng)目選擇方案

白山一期水電站主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)，消防用戶(hù)為3臺(tái)主變壓器，消防用戶(hù)均采用水噴霧滅火方式。

該電站消防供水方式采用自流供水，消防流量取決于最大消防用戶(hù)主變壓器室，包括主變消防用水量為252m3/h，防火門(mén)水幕消防用水量為72m3/h，共計(jì)324m3/h。

機(jī)電設(shè)備消防系統(tǒng)的DN200干管明設(shè)管路及主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)雨淋閥組（DN100），于2014年進(jìn)行了更換，此次檢修重新校核主變壓器水噴霧滅火系統(tǒng)的水量及水壓，通過(guò)計(jì)算，由于主變水噴霧重新選擇噴頭，水量變大，原支路管徑過(guò)小，不能滿(mǎn)足規(guī)范要求的水壓，因此，需重新增設(shè)DN150水噴霧滅火系統(tǒng)支管，相應(yīng)選擇DN150雨淋閥組。

雖然白山一期主變室防火門(mén)設(shè)置了水幕系統(tǒng)，但系統(tǒng)未設(shè)置雨淋閥組，不符合GB50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.2.1條的要求。經(jīng)復(fù)核計(jì)算需增設(shè)DN100防火門(mén)水幕系統(tǒng)支管，相應(yīng)選擇DN100雨淋閥組。

2014年更換的用于主變水噴霧滅火支管的DN100雨淋閥組及其管路，可用于水幕系統(tǒng)，此次檢修僅需增設(shè)DN150雨淋閥組及相應(yīng)管路，用于主變水噴霧滅火系統(tǒng)。

3.2 方案詳細(xì)內(nèi)容

全廠共設(shè)3臺(tái)單機(jī)容量為360MVA的主變壓器，主變壓器的消防采用水噴霧滅火方式，主變水噴霧滅火消防供水管及防主變壓器室火門(mén)，水幕系統(tǒng)供水管分別取自機(jī)電設(shè)備消防供水干管。

主變壓器水噴霧強(qiáng)度根據(jù)GB50872《水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第11.4.2條要求，當(dāng)油浸式變壓器設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度應(yīng)為20 L/（min·m2），變壓器周?chē)涂由蠎?yīng)采用水霧保護(hù)，設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度應(yīng)為6L/（min·m2）。根據(jù)主變和集油坑的外形尺寸，計(jì)算出水噴霧滅火流量為Q=252m3/h。重新對(duì)主變壓器的噴頭進(jìn)行選型布置，并繪制了變壓器的消防水霧噴頭布置及噴霧包絡(luò)線。

每臺(tái)主變壓器下方設(shè)卵石坑和排油設(shè)施，且設(shè)有公共事故油池，用以當(dāng)主變發(fā)生火災(zāi)時(shí)容納主變的絕緣油和水噴霧滅火水。根據(jù)GB50872第7.0.11條和GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第3.1.2條規(guī)定，公共集油池容積按最大一臺(tái)充油箱的全部油量和0.4h消防水量確定，并考慮預(yù)留5%的空氣容積，則公共集油池容積V=1.05×（252×0.4+46/0.89）=160m3，經(jīng)過(guò)計(jì)算，公共事故油池的容積至少為160m3，小于事故油池容積。

根據(jù)GB50084-2017第5.0.14條，門(mén)上水幕用水量q=2L/（s·m）=7.2m3/（h·m），主變壓器室防火門(mén)寬度為5.0m。重新對(duì)主變壓器室防火門(mén)水幕噴頭進(jìn)行選擇，每個(gè)主變室防火門(mén)，選擇24只ZSTMx-8型水幕噴頭。

通過(guò)計(jì)算更換主變壓器室相應(yīng)滅火級(jí)別的化學(xué)滅火器。

4 結(jié)論

主變壓器消防水噴霧系統(tǒng)能起到限制火災(zāi)事故發(fā)展的作用，是保證防止主變壓器火災(zāi)事故及火災(zāi)發(fā)生時(shí)的重要應(yīng)對(duì)措施，直接影響著電站安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于減少火災(zāi)損失、保障人員生命安全是十分必要的。水噴霧系統(tǒng)具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、滅火、控火率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在水電廠具有較高的實(shí)用性。