Раздел: ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Тема: Системы пожаротушения Автор: Ярослав МИРОНЕНКО, эксперт
Активные системы обеспечения пожарной безопасности трансформаторного оборудования в соответствии с рекомендациями СИГРЭ
В № 4 журнала ТЗ за 2017 год читатель познакомился с рядом иностранных стандартов, регламентирующих и рекомендующих обеспечение пожарной безопасности в отношении объектов электроэнергетической отрасли. В том числе была дана краткая оценка «Руководству по обеспечению пожарной безопасности трансформаторов», выпущенному Международным советом по большим системам высокого напряжения (СИГРЭ). Возможно, для читателей журнала будет интересно более подробно рассмотреть этот документ. Очевидное достоинство данного стандарта, который для краткости в рамках статьи будет называться Рекомендации, заключается в том, что он предназначен для использования в первую очередь не специалистами в области пожарной безопасности, а инженерами-энергетиками. Помимо указания на особенности организации противопожарной защиты трансформаторов в данном документе приводится также описание принципа действия различных систем обеспечения их безопасности. Разработанные в 2013 г. Рекомендации собрали в себе краткую выжимку из всех широко распространенных национальных стандартов, посвященных заявленной тематике. Здесь можно встретить алгоритм анализа пожарной безопасности в соответствии с немецкой методикой, требования по организации пассивных мероприятий в европейских странах, описание систем пожаротушения по аналогии с американским NFPA и сведения для моделирования процесса горения в трансформаторе, полученные в ведущих мировых институтах. Можно смело сказать, что в Рекомендациях вопрос обеспечения пожарной защиты трансформаторов рассматривается в широчайшем комплексе задач. Но при этом сами Рекомендации, как правило, не содержат конкретных требований для создания системы обеспечения пожарной безопасности трансформаторного оборудования. Данный документ все-таки создан для формирования общего представления о проблеме. Конечно, оценить всю представленную в Рекомендациях информацию в рамках одной статьи невозможно. Поэтому в первую очередь в ней дана оценка одному из самых небольших по объему представленной информации разделов Рекомендаций. Данный раздел посвящен активным противопожарным системам. Автор статьи полагает, что данная информация может быть актуальна прежде всего для инженеров-энергетиков, обслуживающих и эксплуатирующих трансформаторное оборудование, а специалистам в области пожарной безопасности, уже работающим с данным оборудованием, возможно, будут интересны некоторые особенности организации таких систем. В документе рассматриваются следующие активные системы обеспечения пожарной безопасности: - системы водяного пожаротушения; - системы пожаротушения тонкораспыленной водой; - водяные пожарные завесы; - гипоксические системы; - системы подавления огня с использованием инертных газов. 1. Среди вышеперечисленных основное внимание в Рекомендациях уделяется системам водяного пожаротушения. Известно, что большинство существующих международных стандартов берет свое начало в американском NFPA 15 «Стандарт для водяных стационарных систем противопожарной защиты». В Рекомендациях СИГРЭ в части данных систем также многое позаимствовано из американского документа. В начале раздела приводится достаточно подробное и понятное описание принципа работы системы водяного пожаротушения и областей ее применения. Такие АСПТ повсеместно распространены на различных объектах в России, поэтому данная вводная часть может быть опущена. В соответствии с Рекомендациями подобные системы пожаротушения обычно используются, когда требуется быстрое подавление огня для защиты не конкретного оборудования, а всего объекта. Например, генераторных и модульных распределительных устройств на электростанциях, городских и внутрицеховых трансформаторных подстанций, а также распределительных устройств на магистральных трубопроводах. Отмечается, что системы водяного пожаротушения не только могут локализовать пожар, но и охладить бак трансформатора и расположенные рядом резервуары с маслом и тем самым предотвратить их разгерметизацию и возможный взрыв. Такая система, однако, не предотвращает разрыв бака от возникшей вследствие внутренней неисправности электрической дуги. Типовая конструкция системы водяного пожаротушения трансформаторного оборудования предусматривает подачу воды на все горизонтальные и вертикальные защищаемые поверхности трансформатора, кроме высоковольтных вводов (рисунок 1). Такая система пожаротушения также эффективна для охлаждения смежных конструкций, предотвращения их деформации, разрушения и распространения огня.
Рисунок. 1. Система водяного пожаротушения трансформатора В Рекомендациях приводятся также следующие советы по организации систем водяного пожаротушения трансформаторного оборудования: - В случае, когда охлаждение орошаемых конструкций также является одной из основных задач, стоящих перед такой системой, целесообразно использование пенного пожаротушения. Пена более эффективна на расположенных сверху трансформатора горизонтальных поверхностях с максимальной температурой, а также лучше держится на вертикальных поверхностях. В Рекомендациях обращается внимание на тот факт, что использование пенных концентраторов приводит к необходимости обеззараживания!!! воды перед ее спуском в канализацию. - В случае отсутствия достаточного количества воды для длительного пожаротушения рекомендуется использование системы отделения воды от нефтепродуктов (трансформаторного масла) для ее последующего повторного использования. - Кабельные сооружения, расположенные рядом с трансформатором, также должны быть включены в защищаемый объем для предотвращения распространения по ним огня. 2. Отдельно в Рекомендациях выделяют системы пожаротушения с использованием тонкораспыленной воды. Стоит пояснить для читателей, не являющихся специалистами в области пожарной безопасности, что отличие таких систем от традиционных водяных в том, что здесь используется капля воды намного меньшего размера, которая при распылении образует вокруг защищаемого объекта облако водяного тумана, за счет чего увеличивается площадь поглощения тепла при том же объеме воды. Когда капля испаряется и превращается в водяной пар, она увеличивается в размерах в 1600 раз. Получившийся туман блокирует доступ кислорода к огню, а испарение создает значительный охлаждающий эффект. Такие системы могут подавать мелкодисперсную воду как при низком, так и высоком давлении. Документ СИГРЭ рекомендует использовать данные системы в сравнении с традиционными по причине значительно меньшего потребления ими воды. Отдельно указывается, что в отношении трансформаторов стоит использовать системы высокого давления, которые считаются пригодными для тушения горючих жидкостей класса В, содержащихся в аппаратах. 3. Помимо систем пожаротушения Рекомендации СИГРЭ уделяют внимание системе водяных завес. Пожарные завесы распыляют большой объем воды по узкой линии между близко расположенными объектами, а также на сам горящий объект. Они идеально подходят для противопожарной защиты соседних блоков подстанции с однофазными трансформаторами. Стоить учитывать, что при наличии нескольких трансформаторов, установленных рядом друг с другом, пожарная завеса проектируется таким образом, чтобы вода расходовалась на отсечение горящего трансформатора, его орошение, а также орошение соседних с горящим аппаратов. 4. СИГРЭ рекомендует применять для тушения возгораний на трансформаторных подстанциях гипоксические системы, а также системы с использованием инертных газов. Принцип действия и тех и других заключается в снижении концентрации кислорода для прекращения процесса окисления и горения. Различие в том, что гипоксические системы снижают парциальное давление кислорода за счет увеличения и поддержания доли азотной составляющей в воздухе, а при использовании газовых АСПТ объем, соответственно, заполняется инертными газами. Существенное отличие заключается в том, что гипоксическая система, по сути, представляет собой систему предотвращения пожара, так как она постоянно поддерживает заданную концентрацию кислорода в защищаемом объеме. Процесс горения при концентрации кислорода, поддерживаемой такой системой, просто не начнется. В то время как система газового пожаротушения направлена именно на ликвидацию пожара. Как показывают последние медицинские исследования, люди могут работать в защищаемых гипоксическими системами помещениях (например, проводить техническое обслуживание трансформаторов и распределительных устройств). Концентрация кислорода в них соответствует воздушной смеси в высокогорье. В то время как использование систем газового пожаротушения при наличии людей в защищаемом объеме, как правило, запрещено. К сожалению, Рекомендации СИГРЭ в отношении описываемых систем носят скорее ознакомительный характер и никак реально не связаны с практическим опытом использования таких систем для защиты трансформаторных подстанций. Единственный совет заключается в использовании звукоизоляционных панелей трансформаторных подстанций в качестве газовой изоляции при применении соответствующих систем пожаротушения (рисунок 2). К сожалению, в России такие панели распространены очень мало. Системы газового пожаротушения помимо стандартной автоматической пожарной сигнализации могут также получать управляющие сигналы от системы мониторинга состояния самого трансформатора. В этом случае сигнал запуска может быть получен, например, от газового реле Бухгольца.
Рисунок. 2. Организация системы газового пожаротушения с использованием звукоизоляционных панелей В Рекомендациях присутствует также несколько советов по использованию активных систем противопожарной защиты в конкретных случаях. Они достаточно короткие, поэтому могут быть приведены в данной статье. В первую очередь отдельного внимания заслужили подземные подстанции. В Рекомендациях подчеркивается, что противопожарная защита в отношении таких объектов является разнообразным, ответственным и сложным комплексом мероприятий. Среди основополагающих принципов, которые приводятся в отношении подземных подстанций с использованием маслонаполненных силовых трансформаторов, активных систем касаются следующие: – Рекомендуется использовать системы, исключающие кислород из защищаемого объема (гипоксичсекие системы и газовые АСПТ). В дополнение к ним могут также устанавливаться системы водяного пожаротушения для ликвидации пожара в как можно более широкой зоне вокруг трансформатора и предотвращения возможных взрывов. – Рекомендуется размещение пожарных детекторов как вблизи трансформаторов и подстанции, так и внутри самого оборудования. – Должны соблюдаться строгие требования в отношении вентиляции подземных объектов. В частности, при увеличении вероятности возникновения пожара должна автоматически отключаться система обменной вентиляции. Также приводятся рекомендации по расположению как самой трансформаторной подстанции, так и отдельных аппаратов и блоков оборудования в ней, наличию площадок улавливания пролитых нефтепродуктов, организации эвакуации. Помимо подземных подстанций в документе СИГРЭ приводятся общие рекомендации по организации активных систем противопожарной защиты для внутренних и наружных трансформаторных подстанций. В отношении наружных подстанций самой эффективной является стратегия отделения пожароопасного заполненного нефтепродуктами оборудования от других зданий. В основном это достигается при помощи пассивных мероприятий, например, строительства противопожарных преград и увеличения расстояния до соседних объектов. Однако при необходимости для достижения данной цели могут применяться водяные завесы. В тех случаях, когда есть опасения, что решения по организации пассивной защиты являются недостаточными или экономически неэффективными, может использоваться система водяного пожаротушения. В Рекомендациях даются следующие характеристики такой системы: интенсивность ее работы должна составлять не менее 12 мм/мин для поверхностей трансформатора и не менее 8 мм/мин для поверхности горящего трансформаторного масла. В этом случае с помощью установки можно предотвратить распространение пожара и его разрушительное воздействие на другие здания и находящееся в них оборудование. В отношении внутренних подстанций Рекомендации предлагают проводить анализ целесообразности создания противопожарных преград вокруг маслонаполненного оборудования, способных выдержать трехчасовое воздействие пламени (именно таковы требования СИГРЭ к конструкционной части подстанций). В документе рекомендуется обратить внимание на рассмотренные ранее активные системы, такие как спринклерная система водяного пожаротушения, система тушения тонкораспыленной водой, системы газового пожаротушения. При этом надо учитывать возможность нетермического повреждения другого оборудования, которое в таких объектах располагается в непосредственной близости от трансформаторов. В целом после рассмотрения Рекомендаций возникает чувство некоторой недосказанности. Конечно, сведения, содержащиеся в документе, могут дать представление об общих принципах организации активных систем пожарной безопасности трансформаторной подстанции. Однако их недостаточно для стандарта, который рассматривается как ведущий в своей области. Более подробная информация содержится в национальных стандартах, на которые ссылаются Рекомендации. Тем не менее данный недостаток не отменяет всех достоинств документа, в котором специалисты СИГРЭ постарались максимально подробно охватить глобальный и требующий пристального внимания вопрос. Также понятно, что рассмотрение активных систем без пассивных мероприятий не дает полного представления об особенностях организации противопожарной защиты на специфических объектах, например, подземных подстанциях. Описание таких пассивных мероприятий противопожарной защиты трансформаторов в Рекомендациях также присутствует, и ему даже отводится много внимания, однако рассмотрение этого раздела требует отдельной статьи.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка: