三河电厂消防的设计特点

1 工程概况及消防
1．1电厂简介
三河电厂位于河北省中部地区，三河市境内马起乏乡的赵辛庄与西辛营之间，西距燕郊镇、北京通县分别为3km、17.5km，东距三河市17km。京秦铁路及京哈公路从电厂南面通过，交通十分便利。电厂建成后将是京津唐电网的主力电厂。厂址在新建的燕郊开发区内，与其它企业距离较近。
三河电厂规划容量为1200—1400MW，不堵死扩建的可能性。本期工程建设规模为700MW，装设2台350MW日本三菱产凝汽式燃煤机组。
1．2 油罐消防
在火力发电厂多种消防系统中，油罐消防是一项重要内容。油罐内储存大量油品，油类产品的易燃烧、易挥发、静电放电、受热膨胀、流动扩散等特点决定了油类产品是火灾防范中的重点。特别是储存重质油品的油罐着火后，有时会引起油品的沸腾突溢。燃烧的油品大量外溢，甚至从灌内猛烈喷出，形成巨大的火柱，可高达70—80米，火柱顺风向喷射距离可达120米左右，这种现象通常叫做“突沸”。储油油罐一量发生火灾，油品突沸，不仅容易造成扑救人员的伤亡，而且由于火场上辐射热大量增加，容易直接延烧邻近油罐，扩大灾情，所以油品储罐的防火是重点。而且一旦发生隐患，对及时发现及时采取应急措施，迅速灭火，更是提出了高要求高标准。
目前，油品火灾的基本扑救方式是通过泡沫灭火。泡沫灭火剂有化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂两大类。目前化学泡沫灭火剂主要是充装于100L以下的小型灭火器内，扑救小型初期火灾，而我国大型的泡沫灭火系统则以采用空气泡沫灭火剂为主。泡沫灭火的作用为：
1）在燃烧物表面形成泡沫覆盖层，使燃烧物的表面与空气隔绝，同时泡沫受热蒸发产生的水蒸汽可以降低燃烧物附近氧气的浓度，起到窒息灭火的作用；
2）泡沫层有阻止燃烧区的热量作用于燃烧物质的表面，因此，可以防止可燃物本身和附近可燃物质的蒸发；
3）泡沫析出的水对燃烧物质表面进行冷却。
空气泡沫灭火是泡沫液与水通过特制的比例混合器混合而成泡沫混合液，经泡沫产生器与空气混合产生泡沫。通过不同的方式最后覆盖在燃烧物质的表面或者充满发生火灾的整个空间，通过上述的作用致使火灾扑灭。
根据泡沫灭火剂的发泡性能的不同分为：低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统和高倍数泡沫灭火系统三类。这三类泡沫灭火系统又根据喷射方式的不同（液上、液下）；设备与管道的安装方式的不同（固定式、半固定式、移动式）及灭火范围不同（全淹没式、局部应用式）组成各种泡沫灭火的形式。
通过实践证明，泡沫灭火系统具有安全可靠、经济实用、灭火效率高的特点，是目前行之有效的灭火手段。在我国的石油化工企业、商品油库等工程，基本上都采用了泡沫灭火系统。由于泡沫灭火剂本身的无毒性，今后将会得到更广泛的应用。
2．三河电厂油罐消防设计要点
2．1设计概况
三河电厂油库区设有1000m3油罐三座，罐体直径为D=11.396m。罐高为H=12.299m。油体为0 #柴油，为闪点大于60OC的丙类液体。
根据规范要求，并充分考虑到三河电厂油罐消防的工程特点，在油罐消防设计中，采用低倍数、固定式、液上喷射泡沫灭火系统。系统组成为：固定的泡沫泵站（内设泡沫液储罐及比例混合器等）、泡沫液的输送管道、阀门及泡沫产生器。其中每座罐体上端设2只泡沫产生器，一共6只。1只PQ8型辅助泡沫枪，氟蛋白泡沫液等。
2．2设计特点
2．2．1在防火堤内，每个泡沫产生器设单独的泡沫混合液输送管道。
在固定液上喷射灭火系统中，泡沫产生器是安装在油罐的上端，喷射出的泡沫由反射板反射在灌内壁，并沿灌内壁向液面上覆盖，直到盖住燃烧的表面，达到灭火的目的。为了使泡沫能均匀、迅速地覆盖整个液面，一般的设计是在一个油罐上安装2只或更多只泡沫产生器，并沿圆周方向均匀布置。所以在以住的设计中，通常的做法是将一根泡沫混合液主管道引入防火堤内，至罐体后再分成几根支管，分别向罐顶的泡沫产生器输送泡沫混合液。这样的设计弊端为，在防火堤外无法单独控制某一只泡沫产生器，在该系统中，若其中的一只泡沫产生器损坏，会使泡沫从破坏的产生器处释放出来，不但造成泡沫浪费，甚至会造成整个设施不能灭火的严重后果。大连某厂油罐发生火灾时，就发生过这种事故，严重延误了灭火进程。
在对三河电厂油罐进行消防设计时，笔者特别注意到了这种情况，进行了有针对性的改进设计：将泡沫混合液管道在防火堤外提前分成若干支管，分别向每只泡沫产生器（注：本设计中，每座罐顶设2只泡沫产生器）输送泡沫混合液，并在堤外设有阀门间，一个控制阀门对应于一只泡沫产生器。当灭火时，若发现泡沫产生器发生损坏，可在堤外的阀门间内切断该支管路，而其它泡沫产生器仍可正常发挥作用，从而保证了整个泡沫灭火系统有效运行。
2．2．2火灾的自动报警和控制系统
在火力发电厂的消防设计中，随着现代化科学技术的发展，越来越多的系统开始采用火灾自动探测、报警灭火系统作为主要的消防手段。比如在电缆夹层和主变压器区采用自动报警、自动灭火的水喷雾灭火系统，在集控楼采用了气体自动灭火系统等等。另外，自动喷水固定式灭火系统在危险级较高的建筑物内也得到了广泛地应用，并取得了明显的社会效益和经济效益。然而，对于火电厂的油罐消防，却还未涉及到这些自动化系统。油罐储油主要用于火电厂锅炉点火及其它方面，是保证电厂正常运行的重要环节，况且如前面概述所说油类发生火灾的危险性很大，火灾一旦发生，又极易扩大灾情，因此，在油罐消防设计中，采取自动报警控制系统很有必要。
在对三河电厂油罐进行消防设计时，就增设了火灾自动报警和控制系统。首先，在压力比例混合器的进水口和泡沫液出口均加设了电动阀门，在阀门间内通向各油罐的泡沫产生器的管道上也增设了电动阀门。在油库区控制室内设油罐火灾自动报警和控制系统，以便维护和监控。当接到报警信号后，须经人工确认属实后，再启动油罐泡沫消防系统。其过程是，先开启通向着火油罐的泡沫混合液管路上的两个电动阀门（分别对应两只泡沫发生器），再开启泡沫泵站内的泡沫液出口电动阀，最后打开进水阀，启动泡沫灭火系统。
采取油罐火灾自动报警和控制系统的优点体现在：
1）油罐一般布置在火电厂里人员相对稀少的区域，这样做虽然可以避免油罐灾情殃及其它建筑物或工作人员，但另一方面，一旦发生火灾，却很难及时发现。采用自动报警及控制系统便于集中控制，确保及时发现灾情，及时采取行动，尽力减少火灾损失。
2）手动启动泡沫灭火系统，涉及的环节较多，在紧急状态下，极易造成工作人员的误操作，延误灭火时机，甚至造成灭火系统失灵。而将手动阀门改为电动阀门，并在控制室内集中控制，保证了及时准确地启动灭火系统。
3．结果与讨论
3．1结果
总之，本文就三河电厂油罐消防设计，具体详尽地论述了油罐消防设计中的两个重要环节，进一步优化了设计，取得了较好的工程效果。由于本设计紧密结合火电厂的实际情况，为运行、维护带来了实惠的同时，更优化了设计，所以在同类设计中有很好的推广价值。特别是，本设计首次将火灾自动报警和控制系统应用在油罐设计中，为以后火电厂油罐消防提出了新的发展课题，相信必将产生积极的社会效益和经济效益。
3．2讨论
火力发电厂是多种专业的综合体，注定了它的防火灭火措施多而复杂，因而火电厂的消防已日渐形成规模，其中不乏先进的全自动火灾探测、报警系统。但是，以往在电厂的消防重点区域如汽机房、锅炉区域、输煤系统、电缆集中区域等均设置了比较完备的消防系统及设施的同时，却忽略了另一重点区域即油罐区的消防设计，这是值得警惕的。与其它区域相比，不仅在设计领域，恐怕作为电厂的运行人员也忽视了对该部分消防系统的维护和监督。比如我接触电厂设计初期，只知道有主厂房、输煤系统、变压器区等区域的消防，而在进行油罐消防设计之后才开始认识到该部分的重要性。设计实践说明泡沫灭火系统的日常维护和检修具有其复杂性和专业性，必须提高有关人员的防范意识和责任心，才能防患于末然，确保在火灾发生时灭火系统能迅速有效地灭火。总之，从设计、实践到运行几个环节缺一不可，只有充分认识到其重要性，才能把消防工作做得更好。