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第三节 火力发电厂的防火设计要求

        在确保电力生产安全的各个环节和过程中,设计是基础和关键,火力发电厂的规划建设必须有着完整的设计方案,尤其是防火设计,任何的疏忽都有可能在日后带来火灾危害。

        一、火力发电厂防火设计依据

        原电力工业部先后颁发了行业标准 《电力设备典型凯发体育下载规程》,会同有关部门共同制订了国家标准 《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB 50229-2006),随后又相继出台了一系列更具针对性的国家和行业标准,如国家标准《大中型火力发电厂设计规范》(GB 50660-2011)、电力行业标准《火力发电厂建筑设计规程》(DL/T5094-2012)、《火力发电厂建筑装修设计标准》(DL/T5029-2012)等,进一步规范了火力发电厂的防火设计,火力发电厂的凯发体育下载系统也从单一的凯发体育下载给水系统发展到今天的多种型式的灭火系统,并与火灾自动报警系统、凯发体育下载供电系统等相结合的完整的凯发体育下载体系。

        二、火力发电厂防火设计要求

        火力发电厂防火设计主要内容包括总平面、建筑耐火构造、安全疏散、建筑内部装修、采暖、通风、空气调节系统、防排烟系统、火灾探测报警系统、灭火系统、凯发体育下载供电系统、凯发体育下载应急照明系统设计等方面。

        (一)总平面防火设计要求
        火力发电厂厂区的用地面积较大,建(构)筑物的数量较多,而且(构)筑物的重要程度、生产操作方式、火灾危险性等方面的差别也较大,因此总平面设计的关键在于合理划定重点防火区域。所谓“重点防火区域”是指在设计、建设、生产过程中应特别注意防火问题的重要区域,划分的原则是将存在重大火灾危险源或者生产工艺、控制系统存在容易导致火灾发生的不安全因素以及出现故障可能导致一定范围不利连锁反应的重点区间、要害部位在平面设计中通过防火间距、分隔设施等加以限制、分隔,并分别考虑其独立的建筑与防火设计。主厂房是火力发电厂生产的核心,围绕主厂房应划分为一个重点防火区域;室外配电装置区内多为带油电气设备,其安全运行是火力发电厂及电网安全运行的重要保证,应划分为一个重点防火区域;点火油罐一般贮存可燃油品,包括卸油、贮油、输油和含油污水处理设施,火灾几率较大,为一个重点防火区域;按生产过程中的火灾危险性划分,乙炔站、制氢站为甲类,制氧站为乙类,各为一个重点防火区域;贮煤场常有自燃现象,尤其是褐煤,自燃现象较严重,为一个重点防火区域;凯发体育下载水泵房是全厂的凯发体育下载中枢,为一个重点防火区域。火力发电厂的材料库及棚库是贮存物品的场所,同生产车间有所区别,为一个重点防火区域。
        重点防火区域划定之后,重点防火区域之间、重点防火区域与其他建(构)筑物之间的防火间距、凯发体育下载车道、厂区出入口、重要装置的布置以及建(构)筑物之间的防火间距等总平面设计便可根据相关规范的规定顺利进行。

        (二)耐火构造设计要求
        火力发电厂主厂房(包括汽轮发电机房、除氧间、煤仓间和锅炉房),其生产过程中的火灾危险性为丁级,要求厂房的建筑构件的耐火等级为二级。随着我国电力建设事业蓬勃发展,火电机组容量不断增大,火电厂厂房随之增高变大,过去惯用的钢筋混凝土结构的厂房很难适应;同时,为了缩短电厂建设周期,提高投资效益,火力发电厂厂房采用钢结构的逐渐增多。对钢结构,在容易发生火灾的部位需采取必要的防火保护措施,以达到防火要求。建筑构件允许采用难燃烧材料(难燃烧体),但耐火极限不应低于0.75h。管道井、电缆井、排气道、垃圾道等竖向管井必须独立建造,其井壁应为耐火极限不应低于1.00h的不燃烧体。根据防火分区划分合理设置防火墙,在防火墙上不应设门窗洞口;如必须开设,则应设耐火极限不低于 1.50h的防火门窗。 

        (三)安全疏散设计要求
        主厂房按汽机房与除氧间、锅炉房与煤仓间、集中控制楼三个车间划分。为保证人员的安全疏散,每个车间应有不少于两个安全出口;在某些情况下,特别是地下室可能有一定困难,两个出口可有一个通至相邻车间。主厂房集中控制室是火力发电厂生产运行管理指挥中心,又是人员比较集中的地方,为保证人员安全疏散,应有两个安全出口(当建筑面积小于 60㎡ 时可设1个)。疏散距离决定疏散所需时间,为了满足允许疏散时间的要求,要分别计算出由人员工作地点到安全出口允许的最大距离。集中控制楼至少应设置1个通至各层的封闭楼梯间。主厂房的运煤胶带层较长,一般在固定端和扩建端都有楼梯,中间楼梯往往不易通至胶带层,因此要求有通至锅炉房或除氧间、汽机房屋面的出口,以保证人员安全疏散。配电装置室内最远点到疏散出口的直线距离不应大于 15m。卸煤装置和翻车机室地下室火灾危险性属丙类,为安全起见,要求两个安全出口通至地面。运煤系统中地下构筑物有一端与地道相通,为保证人员安全疏散,要求在尽端设一通至地面的安全出口。

        (四)建筑内部装修防火设计要求
        各类控制室、电子计算机室、通信室的墙面、顶棚装修使用 A 级材料,地面及其它装修使用 B1 级材料。其他建筑物如资料档案室,图书室,有安全疏散功能的楼梯间等的墙面和顶棚的装修材料采用A级,地面采用B1级材料。火力发电厂运煤系统中除尘系统的风道与部件以及室内采暖系统的管道、管件及保温材料应采用A级材料;空气调节系统的风道及其附件应采用 A 级材料,保温材料应采用A级材料或 B1 级材料。在火力发电厂运煤系统中,除尘系统的风道与部件以及室内采暖系统的管道、管件及保温材料应采用A级材料,保温材料应采用A级材料或B1级材料。所有的防火构件与材料如凯发体育下载设施、防火门窗、防火涂料等均必须经过国家有关部门的检验合格,满足相关防火技术指标要求。

        (五)采暖、通风、空气调节系统防火设计要求 
        火力发电厂应根据采暖、通风、空气调节设备各自性能、适用范围合理选择产品类型,并分别说明其火灾危险性及其防火要求。蓄电池室、供氢站、供(卸)油泵房、油处理室、汽车库及运煤(煤粉)系统建(构)筑物严禁采用明火取暖。氢冷发电机的排气必须接至室外;配电装置室、油断路器室应设置事故排风机;变压器室通风系统应与其他通风系统分开,变压器室之间的通风系统不应合并;蓄电池室送风设备和排风设备不应布置在同一风机室内。空气调节系统的送回风管道,在穿越重要房间或火灾危险性大的房间时应设置防火阀。蓄电池室、油系统、联氨间、制氢间以及氢冷式发电机组汽机房的电气设施均应采用防爆型。

        (六)防排烟系统防火设计要求
        火力发电厂在进行平面设计时需合理划分防火、防烟分区,并根据建筑的规模、使用功能等因素,合理采用防烟、排烟方式,合理选用排烟风机(用于排烟的风机主要有离心风机和轴流风机两种,必要时选用耐高温的专用轴流风机)。计算机室、控制室、电子设备间,应设排烟设施,机械排烟系统的排烟量可按房间换气次数每小时不小于6次计算。防烟、排烟设备的电气控制,应包括对排烟口、送(排)风机和活动式挡烟垂壁等的控制,同时对与防排烟有关的防火门、防火阀等联动设备等进行控制。 

        (七)火灾自动报警系统设计要求 
        按照要求,合理设置火灾自动报警系统,使之能准确报警,并与有关凯发体育下载设备联动。凯发体育下载控制室应与单元控制室或主控制室合并设置。根据火力发电厂的特点,一般200MW机组及上容量的发电厂的火灾报警区域的设置是:每台机组为一个火灾报警区域;网络控制楼、微波楼和通信楼为一个火灾报警区域;运煤系统为一个火灾报警区域,且火灾探测器及相关连接件应为防水型;点火油罐区为一个火灾报警区域,且火灾探测器及相关连接件应为防爆型。火力发电厂的特点是高频电磁干扰、粉尘积聚和热、湿等,因此在选择火灾控测器时,务必注意这些特点,以免在火灾发生时探测器拒报或平时误报。凯发体育下载报警的音响应有别于所在处的其他音响。事故广播通过语音广播向火灾及临近场所发出信号,引导建筑内人员迅速撤离火灾危险区域,应按规范要求合理设置,当火灾确认后,应能够将生产广播切换到火灾应急广播。

        (八)灭火系统设计要求
        大型火力发电厂的主厂房建筑面积、高度和体积都很庞大,受工艺布置和生产运行要求的限制,难于形成较小的防火分区,各种管廊、桥架、通道纵横交错,难以分隔,一旦失火容易扩散蔓延。因此,除建设凯发体育下载站、配备凯发体育下载车辆、设置消火栓并配置移动式灭火器外,还需为火灾危险性较大的部位和设施设置固定灭火系统。目前,对于机组容量为300MW及以上的燃煤电厂,其火灾危险性较大的重点部位和设施以及对发电至关重要的场所通常所采用的灭火系统型式如下:
        1.自动喷水与水喷雾灭火系统
        适用于汽轮机油箱、电液装置 (抗燃油除外)、氢密封油装置汽机运转层下及中间层油管道 、给水泵油箱 (抗燃油除外)、汽机贮油箱 (主厂房内)、锅炉本体燃烧器、磨煤机润滑油箱、回转式空气预热器(本体内凯发体育下载,由其制造厂提供)、电缆夹层、主变压器、启动/备用变压器、高压厂用变压器、封闭式运煤栈桥或运煤隧道(燃用褐煤或易自燃高挥发分煤种)、煤仓间带式输送机层、柴油发电机室及油箱。水喷雾灭火系统在设计中应考虑设置场所环境条件,管道、阀门、喷头锈蚀和寒冷地区的冰冻以及杂质进入水统等均会影响系统的有效性。
        2.气体灭火系统
        集中控制楼内的单元控制室、电子设备间、电气继电器室、DCS工程师站房或计算机房、原煤仓、煤粉仓(无烟煤除外) (惰化),宜采用组合分配气体灭火系统,灭火剂宜设100%备用。
        3.泡沫灭火系统
        点火油罐区宜采用低倍数或中倍数泡沫灭火系统,其中,单罐容量大于200m³的油罐应采用固定式泡沫灭火系统,单罐容量小于200m³的油罐可采用移动式泡沫灭火系统。

        (九)凯发体育下载供电系统设计要求
        凯发体育下载自动报警系统内有计算机,对供电质量要求较高,中央凯发体育下载控制盘和火灾自动报警设备一般都布置在单元控制室内,可与热工控制装置联合供电。自动灭火系统、与凯发体育下载有关的电动阀门及交流控制负荷,当单台发电机容量为200MW及以上时应按保安负荷供电;当单机容量为200WM以下时应按
 类负荷供电。凯发体育下载水泵是全厂凯发体育下载水系统的核心,其动力必须得到保证,单机容量为25MW以上的火力发电厂应按Ⅰ类负荷供电,单机容量为 25MW及以下的火力发电厂应按Ⅱ类负荷供电。上级电源某段母线发生故障时,为保证凯发体育下载用电设备仍能保持一路电源供电,当凯发体育下载用电设备采用双电源或双回路供电时,它应在最末一级配电箱处切换。凯发体育下载用电设备配线是在火灾发生期间使用的,设计与敷设必须安全可靠,宜采用耐火配线或耐热配线。当采用双电源或双回路供电有困难时,应采用柴油发电机作备用电源。

        (十)凯发体育下载应急照明系统设计要求
        火灾时为防止损失扩大,并为扑救火灾创造安全条件,常常需要立即切断电源。为了满足紧急情况下安全疏散和坚持工作的需要,应合理设置应急照明和疏散指示标志。如果未设置应急照明,或者应急照明不能正常发挥作用,在夜间发生火灾时由于能见度低,加上大量烟气充塞,很容易引起混乱,造成次生灾害。因此,应急照明供电应绝对安全可靠。
        人员疏散的应急照明,在主要通道地面上的最低照度值,不应低于 1.0lx。单机容量为 200MW 及以上的发电厂,由于有交流事故保安电源,因此发生交流厂用电停电事故时,除有蓄电池组对照明负荷供电外,还有条件利用交流事故保安电源供电。为了尽量减少事故照明回路对直流系统的影响,保证大机组控制、保护、自动装置等回路安全可靠的运行,对200MW 及以上机级的应急照明,根据生产场所的重要性和供电的经济合理性,采用不同的供电方式。单元控制室、网络控制室及柴油发电机房,应采用蓄电池直流系统供电;主厂房出入口、通道、楼梯间及远离主厂房的重要工作场所,宜采用自带电源的应急灯;其他场所应按保安负荷供电设置应急照明。单机容量为 200MW以下燃煤电厂的应急照明,应采用蓄电池直流系统供电。
 


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