沙河抽水蓄能電站消防系統(tǒng)改造分析及應(yīng)用

潘 鈺，奚日磊

（江蘇沙河抽水蓄能發(fā)電有限公司，江蘇 溧陽 213333）

1 引言

隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，電站消防系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行越來越重要。文中依照最新的消防標(biāo)準(zhǔn)針對沙河抽水蓄能電站的消防系統(tǒng)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(tǒng)中的消防穩(wěn)壓控制系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制系統(tǒng)、廠房火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的運行情況、系統(tǒng)配置、優(yōu)化效果等方面進行研究探討。

2 改造前消防系統(tǒng)概況

沙河抽水蓄能電站消防系統(tǒng)于2002年投入使用，主要分為生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)兩個區(qū)域，設(shè)置消防自動報警系統(tǒng)、消火栓滅火系統(tǒng)、噴淋滅火系統(tǒng)、消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消防對講系統(tǒng)、應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等。

2.1 消防報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制系統(tǒng)

在分析消防系統(tǒng)問題時首先關(guān)注的是消防報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制系統(tǒng)的情況，其是整個消防系統(tǒng)的核心，決定著整個系統(tǒng)遇警時能否正常工作。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，由于整個電站消防系統(tǒng)投運時間較長，部分設(shè)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(lián)系；火災(zāi)自動報警主機常出現(xiàn)誤報現(xiàn)象，報警主機、探測設(shè)備以及報警總線存在著改進空間；送風(fēng)閥、防排煙設(shè)備及其控制柜需要更新；部分設(shè)備缺乏有效的遠程啟?？刂乒δ芤约白詣右惑w化功能；在辦公區(qū)存在著部分區(qū)域消防報警設(shè)備缺乏和一些應(yīng)急設(shè)施存在數(shù)量不足及安裝不規(guī)范問題。

2.2 消防泵房

在泵房區(qū)域，消防泵為臥式離心泵，采用填料密封，設(shè)備運轉(zhuǎn)時盤根處經(jīng)常產(chǎn)生漏水問題，同時泵房穩(wěn)壓罐氣囊破損，不能正常工作，且泵房未配置應(yīng)急照明燈和消防電話，不能滿足規(guī)范要求。

消防穩(wěn)壓控制系統(tǒng)負責(zé)保持機組消防水水壓,是保證機組消防安全的重要設(shè)備，其設(shè)備運行的可靠性直接關(guān)系到全站消防安全。根據(jù)DL/T 587-1996《微機繼電保護裝置運行管理規(guī)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(wěn)壓控制柜自2001年投運以來，其設(shè)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(nèi)軟啟動器的故障率上升，隨著設(shè)備運行時間增加，其系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性能逐漸下降，帶來一定的消防安全隱患。消防穩(wěn)壓控制系統(tǒng)采用串口通信方式與監(jiān)控系統(tǒng)連接，經(jīng)公用SI30串口到公用PLC，最后送入監(jiān)控系統(tǒng)，過程復(fù)雜，接口眾多。特別是在廠用電切換時，有時候會出現(xiàn)通信中斷無法自動恢復(fù)，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(chǎn)，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(zāi)自動報警主機，無法可靠探測電纜火災(zāi)。廠房其他區(qū)域電纜夾層、電纜豎井未布置火災(zāi)自動報警裝置。

3 改造過程及效果

3.1 消防報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制系統(tǒng)改造

針對電站的消防系統(tǒng)實際故障狀況，結(jié)合GB 4717《火災(zāi)報警控制器通用技術(shù)條件》、GB 50116《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB 50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范及以往經(jīng)驗，進行如下改造：

3.1.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

（1）更換部分報警信號總線、24 V電源總線以及聯(lián)動總線。

（2）添加CRT系統(tǒng)，對所有線路點位進行重新標(biāo)識，編制系統(tǒng)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(diào)整。

3.1.2 消防對講系統(tǒng)

對缺少的消防電話線路進行敷設(shè)，并添加消防電話。

3.1.3 應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)

（1）3號樓梯敷設(shè)管線，安裝應(yīng)急照明及疏散指示燈。

（2）廠區(qū)各樓層的應(yīng)急照明及疏散指示燈予以補充及更換。

3.1.4 防排煙系統(tǒng)

（1）防火閥全面更換。

（2）送、排煙風(fēng)機安裝防火閥。

（3）風(fēng)機控制柜安裝手自動一體開關(guān)。

3.1.5 客梯系統(tǒng)

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(tǒng)

（1）各樓層應(yīng)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(guān)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(tǒng)，安裝壁掛式火災(zāi)報警控制主機及相關(guān)感煙探測器、感溫探測器、聲光報警器等。

通過以上手段實現(xiàn)了消防報警系統(tǒng)及聯(lián)動控制系統(tǒng)的改造，使得各區(qū)域的消防報警系統(tǒng)互聯(lián)互通，火災(zāi)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(xiàn)初級火情時發(fā)現(xiàn)者能夠及時地呼出救援電話。CRT圖形顯示系統(tǒng)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(shè)計存在的弊端，修復(fù)了漏水問題，使得各設(shè)備的維護變得更加簡易且穩(wěn)定性得到提升。在部分缺乏防火裝置的設(shè)備和區(qū)域均進行了補裝和更新，保證所有區(qū)域的消防配置完善。

針對辦公區(qū)檔案室原采用噴淋滅火系統(tǒng)的問題進行分析，雖然噴淋滅火系統(tǒng)具有低成本、易維護等特征，但是其不宜用于儲存大量紙質(zhì)材料的檔案室，一旦出現(xiàn)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(tǒng)是指平時滅火劑以液體、液化氣體或氣體狀態(tài)存貯于壓力容器內(nèi)，滅火時以氣體（包括蒸汽、氣霧）狀態(tài)噴射作為滅火介質(zhì)的滅火系統(tǒng)。氣體滅火方式不會對紙質(zhì)制品、電子類制品產(chǎn)生影響。七氟丙院滅火系統(tǒng)相比較其他氣體滅火系統(tǒng)，具有儲瓶數(shù)量少、氣瓶壓力監(jiān)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(yōu)勢。七氟丙烷滅火系統(tǒng)是集氣體滅火、自動控制及火災(zāi)探測等于一體的現(xiàn)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(tǒng)設(shè)計規(guī)范》及ISO 14520-9《氣體滅火系統(tǒng)-物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》系統(tǒng)設(shè)計及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，本系統(tǒng)裝置具有設(shè)計先進、性能可靠、操作簡單、環(huán)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(tǒng)，用于保護檔案室在發(fā)生火情時能夠有效保護內(nèi)部的重要資料不受損害。

3.2 消防穩(wěn)壓控制系統(tǒng)升級改造

原消防穩(wěn)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(nèi)軟啟動器的故障率上升，已帶來一定的消防安全隱患。結(jié)合相關(guān)規(guī)范及以往經(jīng)驗，遵循DL/T 1009-2016《水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)運行及維護規(guī)程》和DL/T 5208-2005《抽水蓄能電站設(shè)計導(dǎo)則》等標(biāo)準(zhǔn)作出如下改造：

（1）拆除現(xiàn)有消防穩(wěn)壓控制柜，并對相關(guān)電纜做好標(biāo)示。

（2）整體更換原有消防穩(wěn)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(wǎng)絡(luò)通信方式將消防穩(wěn)壓控制柜直接接入監(jiān)控系統(tǒng)。采用最新的傳輸距離遠、傳輸速度快的MODBUS/TCP協(xié)議，經(jīng)光纖送至監(jiān)控系統(tǒng)交換機，接入廠內(nèi)通訊機，可有效降低其他電氣設(shè)備對系統(tǒng)的干擾和有效提高系統(tǒng)的傳輸速度，使得消防穩(wěn)壓系統(tǒng)的信息傳輸速度更快，同時結(jié)構(gòu)更加簡潔，通信質(zhì)量更為穩(wěn)定。

消防穩(wěn)壓控制系統(tǒng)升級改造有效提高控制柜內(nèi)軟啟動器的穩(wěn)定性和可靠度，最大限度地減小設(shè)備故障帶來的消防安全風(fēng)險。

3.3 廠房感溫電纜改造

感溫電纜又名線型感溫火災(zāi)探測器，感溫電纜具有全線連續(xù)監(jiān)測保護對象溫度的能力?；馂?zāi)發(fā)生初期，通過感溫電纜的高靈敏性發(fā)出的火災(zāi)報警信號，提前切斷響應(yīng)部位或設(shè)備的電源以及供電回路，可有效降低由于火災(zāi)引起設(shè)備短路造成的次生危害。感溫電纜的鋪設(shè)區(qū)域選擇、布線方式以及選型對整個系統(tǒng)的影響巨大，極易形成傳感失效問題從而導(dǎo)致重大火災(zāi)的發(fā)生。

依據(jù)GB 50229《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》和第三方消防安全評估機構(gòu)出具的《消防安全評估報告》對本系統(tǒng)進行如下改造：

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

（2）在1號、2號電纜井內(nèi)敷設(shè)感溫電纜合計544 m。

（3）按區(qū)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(tǒng)。

在本次改造中，針對以上特征，針對不同的區(qū)域采用了不同規(guī)格的感溫電纜，并對一些區(qū)域進行了加強以保證傳感網(wǎng)絡(luò)的有效工作。針對一些布線不合理的區(qū)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(fù)以保證在區(qū)域內(nèi)發(fā)生小型火情時能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并報警。在安裝施工時，在橋架內(nèi)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(shè)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(shè)，可以探測此處的危險溫度。通過嚴格、規(guī)范的施工保證整個系統(tǒng)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

3.4 消防系統(tǒng)的調(diào)試

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

4 總結(jié)

消防是一項社會性、科學(xué)性很強的工作，是人民生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟建設(shè)的重要保障之一。火災(zāi)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(tǒng)是從源頭有效預(yù)防火災(zāi)的一道“保險閥”。文章從沙河抽水蓄能電站消防系統(tǒng)存在的問題出發(fā)，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對其存在的問題進行分析和改造，最終形成一種具有經(jīng)濟節(jié)約型、穩(wěn)定性強、性能高的消防系統(tǒng)，可為其他抽水蓄能電站消防系統(tǒng)的建設(shè)改造提供借鑒參考。