燃煤电厂消防设计审核中的几点思考

燃煤电厂是以煤作为燃料在锅炉内燃烧，使水变为蒸汽推动汽轮发电机组发电的下业部门。由于其复杂的生产工艺和燃料的易燃性，燃煤电厂在实际运行中具有较人的火灾危险性，而且一旦发生火灾事故其危害是相当严重的，往往烧毁发电设各和变、配电装置，导致停止发电或造成人身伤亡。不仅影响本厂的正
常生产秩序而且将使大批工矿企业由于断电而被迫停产:甚至由于突然断电，给某此部门造成无法弥补的损失:同时还将给人民生活带来极大的困难。这种间接损失是无法用经济来衡量的。所以，对燃煤电厂的消防设计应从严要求确保生产安全。
在实际工作中，笔者发现，用来指导燃煤电厂消防设计和审核下作的国家强制性技术标准《健筑设计防火规范》（GBJ16-87，以下简称《健规》）和《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229-96，以下简称《电规》)中的有关条文不相统一，设计人员、审核人员对条文的理解存有异议，双方提出的问题令人深思。现以信阳华豫电厂一期工程为例作一探讨。
信阳华豫电厂系国家“九五”计划重点工程厂址位于信阳市平桥区厂区.片地60公顷总建筑面积12万平方米。一期工程是总装机容量为2X300MW的燃煤发电机组。其主厂房包括汽机房、除氧间、煤仓间、锅炉房和集中控制楼，高44.5米.，占地面积10362平方米。山于其生产工艺要求主厂房是大空间框架结构，各标高层楼板均以H型钢梁为支撑梁，汽机房屋顶是面积近6000平方米的网状钢屋架。工程总投资30.2428亿元人民币，由河南省电力勘测设计院设计，湖北中南电力工程建筑管理有限责任公司负责监理。2000年6月河南省大型项目消防技术复核专家组的有关专家及河南省消防总队、信阳市消防支队的技术人员对该工程的消防设计进行了审核，对几处设计提出了异议。
一、主厂房钢结构的防火处理问题
设计单位根据《电规》2.0.4条之规定气轮机头部油箱及油管道附近的钢质构件应采取防火保护措施。非承重构件的耐火极限应为0.5小时承重构件的耐火极限应为1小时。当汽轮发电机为岛式布置或运转层楼板开孔较大时其对应钢屋架的耐火极限应为0.5小时”在设计时仅对汽轮机头部油箱及其管道附近的钢梁和钢屋架采取了防火保护措施对其它部位的钢梁和钢屋架未作任何防火处理。
审核方认为《电规》2.0.1条明确指出“主厂房的火灾危险性为丁类，耐火等级应不低于二级”,2.0.2条规定‘建(构)筑物构件的燃烧性能和耐火极限，应符合现行的国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定。与之相对应《建规》2.0.1条规定‘二级耐火等级建筑物的梁耐火极限应不低于1.50小时，屋顶承重构件耐火极限应不低于0.50小时”。而无保护层的钢梁和钢屋架的耐火极限权为0.25小时，设计方的设计远远满足不了规范要求。
国内外发电厂的火灾统计表明，汽轮机组的油系统具有很大的火灾危险性。因为中温中压以上的汽轮机是用435-550℃的高温蒸汽进行下作的，在运转时产生大量的辐射热。汽轮机下面有许多粗细不同的蒸汽管道和加热器，而汽轮机又是用汽轮机油(透平油)来自动调节和润滑的，油管的敷设往往纵横交错在蒸汽管道之间。每个机组还设有主油箱，总的储油量可达数万公斤。透平油的燃点低的只有200℃,当热体保温层表面温度达200℃左右时，油喷上去即可起火。汽轮机油起火后，火势猛烈，火焰温度可达1700℃,并可窜到30米以上的高度。钢架结构的厂房屋顶在起火后15分钟就可以烧塌当屋顶塌落时连山墙也会拉倒。
由此可见一旦汽轮机组发生火灾影响面绝不仅仅是“汽轮机头部油箱及其管道附近”。因此笔者认为对主厂房钢结构的防火设计不能仅局限于汽轮机头部油箱及油管道附近的钢质构件应严格按照健规》2.0.1条进行防火处理。事实证明这样做非常必要，信阳华豫电厂一期工程在施工过程中由于工人违章操作造成煤仓间碎煤机室发生火灾，可燃物为高分子聚乙烯耐磨衬板，火灾仅持续0.5小时就被扑灭，但却造成煤仓间II型钢梁(无防火涂层)发生严重变形，事后重新修补非常困难。
二、主厂房的防火分区问题
《电规》)2.0.8条规定“主厂房的地上部分防火分区的允许建筑面积不宜大于6台机组的建筑面积:其地下部分不应大于1台机组的建筑面积”。而信阳华豫电厂一期工程仅有2台300M的发电机组，所以设计单位对汽轮机房未作防火分隔设计。
审核方认为，《建规》3.2.1条明确指出“二级耐火等级的丁类高层厂房的最大允许占地面积不能超过4000平方米”。华豫电厂一期工程汽轮机房.片地面积却达6000多平方米，应当进行防火分区设计。
抓有关资料分析，当一台汽轮机组喷油起火，火势会迅速扩大到整个厂房。这是因为:(1)由于高温的作用，油系统的其它管道法兰被烧坏，又增加新的喷油口，造成火上加油:(2)由于油燃烧的最初阶段，温度不够高，没有完全燃烧，浓烟四滚。浓烟中含有许多细小的油粒，受热分解出碳氢化合物和一氧化碳等易燃物质，扩散到氧气充足的地方，立即再次燃烧，使火势扩大到其它机组:(3)油系统发生火灾，带火的油流入电缆沟，或火焰引燃外露的电缆，火沿着电缆线路蔓延到电气系统。
考虑到汽轮机组油系统的火灾危险性以及火灾迅速蔓延所造成的严重后果，笔者认为《电规》2.0.8条的规定过于模糊不符合把火灾控制在最小范围内的原则，应按照《建规》3.2.1条规定对每台机组进行防火分隔，由于其工艺要求设置防火墙有困难，可用防火水幕带或防火卷帘加水幕进行分隔。
三、敞开式锅炉钢质支撑架的防火处理问题
随着锅炉设各和技术的发展新建电厂往往采用新型的敞开式锅炉。信阳华豫电厂一期工程采用的就是上海锅炉厂生产的SG-1025/17.4M847锅炉其优点在于燃用低挥发分贫煤，适用滑参数运行，热效率高。但由于其是敞开式设置的，所以只能以钢架作为支撑物。对这种新型锅炉的钢质支撑架的消防设计，相关规范均未作具体要求和说明。
设计单位认为，钢架是锅炉的一部分，没必要对其进行防火处理。而事实上，钢架并不属于锅炉设备，并有可能受到来自锅炉或邻近主厂房火灾的威胁，所以笔者认为，应将锅炉的钢质支撑架作为构筑物考虑，按照封闭式锅炉房的耐火等级进行防火处理，使其耐火极限不低于2.50小时。
四、结论及建议
电厂的消防交全至关重要，笔者在参与燃煤电厂的消防设计审核中，对照两木规范和有关资料，发现各自的要求不相统一。建议有关专家及规范编制者本着确保电厂安全的原则，及时修改、完善现行规范，以符合现实的需要。