油浸式變壓器泡沫水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

ICS13.220.10C83T/CECT/CECXXX-20XX油浸式變壓器泡沫-水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationforfoam-watersprayfireextinguishingsystemforoil-immersedtransformers(征求意見稿)FORMTEXT?????2020-XX-發(fā)布2021-XX-XX實施中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布T/CECXXXI目 次1編背景12編主原則13與他準件關(guān)系14主工過程15標結(jié)和容16條說明27其它2PAGE131編制背景目前，國內(nèi)油浸式變壓器廣泛采用排油注氮滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、細水霧滅火系統(tǒng)等固定滅火系統(tǒng)。排油注氮滅火系統(tǒng)具有對環(huán)境和變壓器無污染、成本低廉等優(yōu)點，但排油注氮裝置與變壓器本體直連，裝置滲漏容易造成裝置誤動及變壓器故障，運行風(fēng)險大，主要用于變壓器內(nèi)部的早期火災(zāi)，對變壓器外部火災(zāi)無效。氣體滅火系統(tǒng)主要用于撲滅封閉空間內(nèi)的變壓器火災(zāi)，具有結(jié)構(gòu)簡單、占地少、成本較低、啟動迅速、動作后易于清理、誤動時不影響帶電設(shè)備運行等優(yōu)點，但滅火氣體具有窒息作用，滅火過程中不能對變壓器有效降溫，不適用戶外非密閉空間。細水霧滅火系統(tǒng)具有無污染、持續(xù)滅火能力強、用水量少等優(yōu)點，但受外界風(fēng)速等環(huán)境影響大，不宜用于室外。水噴霧滅火系統(tǒng)具有無污染、持續(xù)滅火能力強等優(yōu)點，但該系統(tǒng)對水量需求大，消防水泵房和消防水池等設(shè)施占地面積大，投資相對較高，對于撲滅中期火災(zāi)效果欠佳（見GB50151-2010編寫說明）。合成型泡沫噴霧滅火系統(tǒng)多采用氣壓式噴霧，該系統(tǒng)具有無需動力電源、啟動可靠性好、無需水池和排水設(shè)施、安裝及操作簡單等優(yōu)點，但該系統(tǒng)存在泡沫滅火劑維護成本高、泡沫質(zhì)量在后期維護中無法有效保證、無法有效降溫等缺點。油浸式變壓器內(nèi)部充滿變壓器油，主要成分包含烷烴、環(huán)烷族飽和烴、芳香族不飽和烴等化合物,閃點不低于135℃，相對密度0.895。變壓器故障時，400℃時會開始輕微分解，長時間保持該溫度，會分解出甲烷、乙烷和丙烷等飽含碳氫化合物的氣態(tài)可燃物；若過熱溫度大于400℃，分解速度加劇，此時主要產(chǎn)生乙烯、丙烯等不飽和碳氫化合物；當溫度再升高甚至達到800℃時，分解能力最強；當過熱溫度超過800℃時，幾乎全部分解為氫、甲烷和乙炔。變壓器硅鋼片的層間絕緣被破壞，可以使變壓器鐵芯產(chǎn)生局部過熱，其溫度可達800℃以上，變壓器的高能放電可使局部溫度高達3000℃。因此，變壓器故障起火時，火災(zāi)燃燒過程有可燃固體、可燃液體、可燃氣體等燃燒物，具有油盤火、流淌火、油霧火的特征。通過對國內(nèi)變壓器火災(zāi)案例進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)變壓器起火后，最易從絕緣套管部位開裂，進而發(fā)展成油箱局部爆裂火災(zāi)，甚至油箱整體爆裂火災(zāi)，其中以初期絕緣套管根部爆裂火災(zāi)為主。常用固定滅火系統(tǒng)能夠撲救的火災(zāi)為絕緣子根部爆裂火災(zāi)與變壓器油沿油箱外壁流向集油池的變壓器油箱局部爆裂火災(zāi),油箱整體爆裂火災(zāi)是各種固定滅火系統(tǒng)難以保護的。在變壓器火災(zāi)初期，水噴霧、泡沫相比較，泡沫滅火的窒息作用優(yōu)于水噴霧滅火方式，滅火迅速；在冷卻降溫方面，水冷卻效果好，經(jīng)濟且易于獲取，可有效阻止油的復(fù)燃；針對故障高溫的油浸式變壓器，泡沫和水霧分階段聯(lián)用，效果更好。因此，編寫組在大量試驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合泡沫噴霧和水噴霧滅火系統(tǒng)的特點，基于GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，提出了先期采用泡沫滅火、后期采用水霧進行持續(xù)降溫的滅火技術(shù)，進行了試點應(yīng)用，最終形成本標準。2編制主要原則（1）按照《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T1.1-2000）和《電力企業(yè)標準編制規(guī)則》（DL/T800-2001）的有關(guān)要求，開展本文件制定工作。（2）合規(guī)性原則。依據(jù)現(xiàn)行國家標準GB50151《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50219《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和GB50281《泡沫滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》等技術(shù)標準編寫，符合現(xiàn)行相關(guān)技術(shù)標準。（3）有效性原則。依據(jù)變壓器火災(zāi)燃燒特性和火災(zāi)特點，基于泵組式泡沫滅火系統(tǒng)，主要設(shè)計參數(shù)又高于該系統(tǒng)，并增加了水霧持續(xù)降溫的功能，突出了滅火的有效性。3與其他標準文件的關(guān)系本標準與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的國家現(xiàn)行法律、法規(guī)和政策保持一致。4主要工作過程2020年9月，申請中國電力企業(yè)聯(lián)合會團體標準，并被批準正式立項。2020年9月，項目啟動，成立編寫組，對標準內(nèi)容進行調(diào)研，部署標準制定工作計劃，確定標準體系架構(gòu)，明確標準編寫目的、思路、任務(wù)、分工及進度要求。2020年10月，組織召開大綱研討會，完成討論稿編寫，確定了規(guī)范編制的下一步工作計劃，形成標準草案。2020年10月-2020年11月，組織參與單位修編，形成標準征求意見稿。2020年12月，征求意見。2021年XX月，編寫組根據(jù)征求意見進行了修改，形成標準送審稿。2021年X月，在XX召開了標準技術(shù)審查會，對送審稿進行了會審。評審專家組逐條審閱了該送審稿，經(jīng)質(zhì)詢答疑和認真討論，針對標準中涉及的提出了寶貴的修改意見。2021年XX月，編寫組根據(jù)專家意見對送審稿進行了修改、完善，形成報批稿。5標準結(jié)構(gòu)和內(nèi)容本標準的主要結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下：正文共設(shè)7章：范圍，規(guī)范性引用文件，術(shù)語、定義和符號，設(shè)計，施工，驗收，維護管理。主題章節(jié)分為4章，由設(shè)計、施工、驗收、維護管理組成。這4章構(gòu)成本標準的總體結(jié)構(gòu)，第4章明確了系統(tǒng)的基本設(shè)計參數(shù)、噴頭選擇與布置、泡沫液、系統(tǒng)主要組成、給水、操作與控制要求；第5章明確了系統(tǒng)施工的一般規(guī)定、進場檢驗、安裝、調(diào)試要求；第6章規(guī)范了系統(tǒng)的驗收要求；第7章規(guī)定了系統(tǒng)運行維護管理要求。6條文說明3.1.2響應(yīng)時間responsetime參考GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》2.1.4響應(yīng)時間定義。3.1.4供給強度applicationdensity引用GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》2.1.9。3.1.5有效射程effectivefiringrange參照GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》2.1.6有效射程定義并根據(jù)變壓器燃燒特性進行了改進，確保泡沫全覆蓋變壓器頂部且便于噴頭布置。4.1基本設(shè)計參數(shù)4.1.2系統(tǒng)主要用泡沫混合液進行滅火，水噴霧主要用于泡沫滅火后的持續(xù)降溫，避免變壓器油復(fù)燃。GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.4規(guī)定，泡沫噴霧滅火系統(tǒng)用于主變保護時，噴霧前度不小于8L/（min·㎡）的要求，保護面積按照“本體外延1米的投影面積計算”。美國消防協(xié)會NFPA15《固定水噴霧消防系統(tǒng)標準》規(guī)定的相鄰罐冷卻水供給強度2L/（min·㎡）；GB50160-2008《石油化工企業(yè)防火設(shè)計規(guī)范》8.4.5規(guī)定，可燃液體地上立式儲罐應(yīng)設(shè)固定或移動式冷卻水系統(tǒng)，固定頂儲罐的著火罐冷卻水供水范圍為罐壁表面積、供給強度為2.5L/（min·㎡），保護面積按照表面積計算。參照以上規(guī)定，可以將油浸式變壓器作為固定頂儲罐進行核算：以1臺容量為180MVA的220kV油浸式變壓器為例，本體長、寬、高一般為7m、4m、4m。根據(jù)GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.4.2，泡沫混合液或泡沫預(yù)混液供給強度不應(yīng)小于8L/（min·㎡),其保護投影面積為(7+2)x(4+2)=54㎡,每分鐘供泡沫液8x54=432L。根據(jù)本標準，變壓器各部位保護面積及泡沫液設(shè)計量為：變壓器頂部平臺、油枕（4x7+1.5x4）x16=544、變壓器本體側(cè)表面（4+7）x2x4x5=330、集油坑（9x6-7x4）x8=20，小計1028*1.1=1190L/min。根據(jù)本標準計算出的設(shè)計流量遠遠大于GB50151標準的計算量，且噴頭的布置符合變壓器燃燒特性和火災(zāi)特點。2019年3月-9月份，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、南瑞集團公司、南消股份公司在南京進行了多次泡沫-水噴霧滅火系統(tǒng)滅火試驗，變壓器模型尺寸：長7m、寬4m、高4.5m，頂部斜側(cè)面30°有6個直徑為φ800mm的孔；模擬集油坑的油盤由4個油盤組成，其中:7m×0.5m×0.5m油盤2個，5m×0.5m×0.5m油盤2個；噴射火：位于變壓器模型頂部中間部位,流量為0.16kg/s;壓力0.8MPa；流淌火：流淌油盤位于變壓器模型頂部靠近側(cè)面邊上，油盤尺寸為長1m、寬0.8m、深0.1m，0.8m的一邊開有寬200mm，高50mm的流淌槽，供油流量為0.25kg/s；試驗燃油采用25#變壓器油，采用庚烷或汽油引燃，預(yù)燃3min，總計火災(zāi)當量147MW。泵組采用：壓力3.5MPa、流量700L/min、功率75KW，泡沫混合比為6%，噴頭流量特性系數(shù)：分別為K=6和K=4；最小工作壓力1.2MPa。驗結(jié)果證明：泡沫-水噴霧滅火系統(tǒng)達到了系統(tǒng)初步設(shè)計的要求，對油浸式變壓器火災(zāi)有明顯的抑制效果，試驗結(jié)束后撈出油盤里覆蓋的泡沫，可以重新點燃盤中剩余的變壓器油。GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.1.2規(guī)定：油浸式電力變壓器持續(xù)供給時間不應(yīng)小于24min。GB50898-2013《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.4.9第2款規(guī)定：用于保護油浸變壓器室、渦輪機房、柴油發(fā)電機房、液壓站、潤滑油站、燃油鍋爐房等含有可燃液體的機械設(shè)備間時，系統(tǒng)的設(shè)計持續(xù)噴霧時間不應(yīng)小于20min。本標準規(guī)定泡沫混合液連續(xù)供給時間不應(yīng)小于15min，水霧持續(xù)供給時間不應(yīng)小于30min，兩者累計共45分鐘。對于無人值守變電站來講，時間足夠消防救援隊到達現(xiàn)場進行繼續(xù)噴水降溫。提出最不利點噴頭工作壓力不低于0.5MPa，是為了確保噴頭的有效射程。系統(tǒng)響應(yīng)時間參照GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.1.2。4.2噴頭選擇與布置4.2.1水霧滴Dv0.99不小于500μm且不大于1000μm，是為了滅火系統(tǒng)能在戶外使用，具有一定的抗風(fēng)性且保證滅火和冷卻效果。提出有效射程的要求，是確保泡沫噴射對主變頂部和側(cè)表面進行全覆蓋。4.2.2（b）噴頭布置應(yīng)使泡沫完全包絡(luò)變壓器本體側(cè)表面和集油坑的目的在于：一是不需要等待上方泡沫流淌下來后滅火，而是泡沫直接噴射到燃燒部位快速滅火；二是可以快速降溫；三是集油坑上鋪有鵝卵石時，泡沫流淌受到限制而不能有效撲滅集油坑火災(zāi)，該設(shè)計可快速有效撲滅集油坑火災(zāi)。噴頭流量和霧化角參數(shù)根據(jù)實際試驗數(shù)據(jù)確定。4.2.2（c）參照GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.4.2第4款，并根據(jù)實際試驗數(shù)據(jù)。4.2.2（e）參照GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.2.2規(guī)定和GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.4.5。DL/T5352-2018《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》表5.1.2-1規(guī)定了3kV~500kV配電裝置的最小安全凈距。4.2.2（f）參照GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.4.3第3款及GB50898-2013《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.2.3第2款，補償措施包括增加噴頭數(shù)量，或者調(diào)整噴頭噴射方向等措施。4.2.2（h）變壓器油枕是重點保護部位，設(shè)置專用噴頭進行保護。4.2.2（i）GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.2.4規(guī)定，水霧噴頭的平面布置方式可為矩形或菱形。當按矩形布置時，水霧噴頭之間的距離不應(yīng)大于1.4倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑；當按菱形布置時，水霧噴頭之間的距離不應(yīng)大于1.7倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑。水霧錐底圓半徑應(yīng)按下式計算：R=B.tan（θ/2）式中：R——水霧錐底圓半徑（m）；B——水霧噴頭的噴口與保護對象之間的距離（m）；θ——水霧噴頭的霧化角（°）。4.2.3對于環(huán)境條件易使噴頭噴孔堵塞的場所，應(yīng)選用具有相應(yīng)防護措施且不影響水霧噴放效果的噴頭。過濾層的選擇與噴頭規(guī)格型號有關(guān)，一般在水箱進水口、水泵進水口、泡沫液罐出口、噴頭等處設(shè)置過濾層。4.3噴頭選擇與布置泡沫液和系統(tǒng)主要組件4.3.3被保護對象油浸式電力變壓器使用壽命一般大于25年。因此，根據(jù)GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》3.7，考慮到經(jīng)濟型，要求滅火系統(tǒng)的濕式管道應(yīng)采用不銹鋼鋼管，干式管道可采用熱鍍鋅鋼管或不銹鋼管。4.3.11由于水霧噴頭噴射的霧狀水滴是不連續(xù)的間斷水滴，所以具有良好的電絕緣性能。因此，水噴霧滅火系統(tǒng)可用于撲滅電氣設(shè)備火災(zāi)。但是，水霧噴頭和管道均要與帶電的電器部件保持一定的距離。鑒于上述原因，水霧噴頭、管道與高壓電氣設(shè)備帶電（裸露）部分的最小安全凈距是設(shè)計中不可忽略的問題，各國相應(yīng)的規(guī)范、標準均作了具體規(guī)定。結(jié)合我國實際情況，噴頭、管道與高壓電氣設(shè)備帶電（裸露）部分的最小安全凈距，本文件采用國家現(xiàn)行標準《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5352的有關(guān)規(guī)定。4.3.12參照GB50261-2017《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》5.1.15和GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》3.3.8；并考慮到本文件要求采用的不銹鋼管壁厚不應(yīng)小于3.5mm的要求。4.3.13密封輔料進入系統(tǒng)管道會造成管道、噴頭堵塞。防護區(qū)內(nèi)（主變壓器附近）的溝槽式管接件（卡箍）密封圈、非金屬法蘭墊片應(yīng)通過《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50219-2014附錄A規(guī)定的干燒試驗，干燒5min完好。4.5操作與控制4.5.2基本引用GB50219-2014《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》6.0.7，符合DL5027-2015《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》6.2.5關(guān)于“先斷電后滅火”的要求。4.6水力計算水力計算主要依據(jù)GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》。參照GB50151-2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》9.1.6，系統(tǒng)滅火介質(zhì)的設(shè)計流量應(yīng)有不小于5％的裕度；如采用環(huán)泵式泡沫比例混合器，則k取1.1。