Автоматическое пожаротушение масляных трансформаторов

Автоматическое пожаротушение трансформатора

На понижающих подстанциях пожары чаще всего происходят на трансформаторах, масляных выключателях и в кабельном хозяйстве.
Крупные подстанции имеют специальные маслостанции, а каждый трансформатор устанавливается в специальную камеру.

Пожары трансформаторов возникают после взрыва, разрушения маслобаков и розлива трансформаторного масла.

При горении масла над крышкой трансформатора часть масла из
расширителя сливают в дренажные лотки.
Эти факторы определяют зоны и очаги возможного возгорания и расстановку и подачу огне тушащего вещества.

Для противопожарной защиты рекомендуется использовать пену или мелко распыленную воду. На практике существует много объектов, где климатические условия эксплуатации трансформаторов, отдаленность расположения и отсутствие необходимых для пожаротушения характеристик водоснабжения ограничивают применение пенных и водяных систем пожаротушения.

В этих случаях единственным приемлемым способом является порошковое автоматическое или автономное пожаротушение.

Следует отметить, что гарантированного тушения пожара системы автоматического пожаротушения обеспечить не смогут, особенно если очаги пожара остаются в недоступных участках дренажных каналов, приямках, элементах разрушенных конструкций трансформаторов.

Пожаротушащий эффект порошкового тушения заключается в подавлении основных очагов пожара розлива масла, локализации и изолировании труднодоступных зон горения. Полная ликвидация пожара осуществляется пожарными расчетами с соответствующими средствами водяного или пенного тушения и охлаждения конструкций.

Порошковое пожаротушение вышеуказанных объектов возможно организовать на основе модулей аэрозольно-порошкового пожаротушения МПП-50, 100 (ОПАН) и порошковых передвижных огнетушителей ОП-40(г), 80(г) (ОПАН).

Данные системы имеют преимущества перед другими конструкциями по надежности, эффективности, простоте монтажа и эксплуатации в течение 10 лет службы

В настоящее время требования по защите трансформаторов установками пожаротушения изложены в НПБ110-03 и ведомственных нормативны документах энергетики РД153-34.0 -49.101-2003 и РД34.15.109-91.

При этом указания как проектировать установки пожаротушения указаны только в двух последних ведомственных нормативных документах, а РД34.15.109-91 «Рекомендации по проектированию установок водяного пожаротушения масляных силовых трансформаторов» посвящены непосредственно этому вопросу. Казалось бы вопрос с проектированием установок пожаротушения трансформаторов благополучно решен почти двадцать лет назад, однако при ближайшем рассмотрении все не так благополучно и требует пересмотра устоявшихся представлений и решений.

Требования по пересмотру РД34.15.109-91, зарекомендовавших себя добротным нормативным документом, используемым проектными, монтажными, эксплуатирующими организациями и надзорными органами не только в системе РАО «ЕЭС России» и Минатом-энерго, но и ряда других организаций, вызван рядом объективных причин, включающих в себя:

• изменение нормативной базы;
• изменением номенклатуры оборудования; введением положений о лицензировании и сертификации и рядом социально-экономических факторов.

Так с введением Закона о лицензировании и сертификации и распадом сложившейся системы изготовления и поставки оборудования на территории бывшего СССР встал вопрос о применении оросителей для нужд пожаротушения трансформаторов. Имевшиеся до этого времени оросители типа ОПДр-15 Одесского завода спецавтоматики, рекомендованные ВНИИПО МВД СССР, как наиболее полно отвечающие выполнению поставленных требований (наибольшая площадь интенсивного орошения поверхности при малом расходе воды и максимальной дальности действия от защищаемой поверхности), остались на территории Украины и не прошли сертификационных испытаний в России.

Попытки проектных организаций и непосредственно РАО «ЕЭС России» привлечь к выпуску подобных оросителей заводы-изготовители противопожарного оборудования, находящиеся в России успеха не имели.

«Что делать при введении в эксплуатацию новых трансформаторов и чем осуществлять замену вышедших из строя оросителей на действующем оборудовании?»

.Из создавшегося положения есть несколько путей, ведущих к началу 70-х годов, предшествовавших созданию РД34.15.109-91, смысл которых сводится к следующему:-применить для установок пожаротушения оросители типа ДВ, используемые с успехом для пожаротушения кабельных сооружений;-применить оросители эвольвентного типа;-разработать новый тип оросителя для решения возникшей проблемы;-осуществить подбор из вновь выпускаемых промышленностью серийных оросителей.

При рассмотрении этих путей выясняется следующее:

1. Применение оросителей типа ДВ, при имеющихся схемах пожаротушения трансформаторов, ведет к неоправданному увеличению расхода воды на нужды пожаротушения, т.к. карты орошения применяемых оросителей требуют практически 70% перекрытия соседних диаграмм для создания расчетной интенсивности орошения. В результате этого частая расстановка оросителей на стояках трубной обвязки приведет к эффекту «елки», что и обуславливает резкое увеличение расходов воды и, как следствие, приводит к невозможности рационального выбора резервуаров пожарного запаса воды (в тех местах, где невозможно использовать подачу воды на пожаротушение «напрямую» из магистральных сетей водоснабжения).
2. Применение оросителей эвольвентного типа сдерживается малым расстоянием действия оросителя. Это обусловлено конструкцией оросителя, создающим «водяную воронку»Для сужения краев «водяной воронки» и увеличения дальности действия оросителя заводами-изготовителями дополнительно изготавливались диффузоры (конусы) по аналогии с оросителями ОПДр. В этом случае за счет увеличения длины несколько увеличивалась интенсивность орошения в полученной диаграмме (карте орошения), но число оросителей также увеличивалось по аналогии с п.1. Это вело к увеличению расходов воды и причинам, изложенным в п.1.В настоящее время заводы-изготовители не заинтересованы в изготовлении дополнительной оснастки и изменению (доработке) конструкции базовых оросителей для малых партий (до 4000 шт. в год).
3. Разработка нового типа оросителей для решения частных специфических задач энергетики также не привлекает изготовителей (см. разъяснения п.2), т.к. цена и величина партии не компенсирует издержек на изготовление остнастки и проведения натурных испытаний и сертификации.4.Наиболее эффективным в этом случае является выбор оросителей из выпускаемых базовых серий. Практика показала, что для наиболее продуктивной работы в этом направлении следует все имеющиеся и устанавливаемые трансформаторы разделить условно на две группы:

Открытая установка (на улице);-закрытая установка (в помещении –камере). Проведенный подбор оросителей и анализ их действия показал, что при закрытой установке трансформаторов наиболее важно обеспечить быстрый теплосъем с корпуса трансформатора и ограждающих конструкций камеры.

Для этих целей наиболее подходят оросители типа РЦ-180 Бийского завода спецавтоматики, обеспечивающих подачу мелкодисперсных частиц воды (водяной туман). Данный ороситель имеет относительно небольшой расход воды (1.2-1.9 л/с) илегко вписывается в наработанную схему расстановки оросителей типа ОПДр для типового ряда наиболее часто применяемых трансформаторов.

Однако мелкодисперсное орошение неприемлемо для открытой установки трансформаторов. Для открытой установки трансформаторов предлагается использовать лафетные стволы, насадки которых могут формировать распыленные струи воды сравнимые с ранее применявшимися оросителями. В этом случае возникает необходимость в определении типа используемых стволов, т.к. в настоящее время на мировом и российском рынке имеются:

• -лафетные стволы с ручным управлением;
• -лафетные стволы осциллирующего типа;
• -роботизизированные (автоматизированные) лафетные стволы;
• -лафетные стволы с дистанционным управлением.

Лафетные стволы с дистанционным управлением не могут использоваться в предлагаемом варианте по определению, т.к. управляются дистанционнов присутствии оператора. Автоматизированные (роботизированные) лафетные стволы представляют собой сложные технические комплексы, устанавливаемые для защиты спортивных сооружений, нефтеперерабатывающих комплексов, ангаров самолетов, требуют серьезного программного обеспечения, что нецелесообразно при защите трансформаторов на электрических подстанциях.

Лафетные стволы осциллирующего типа являются модификацией лафетного ствола с ручным управлением. Разница состоит лишь в том, что осциллирующий ствол способен самостоятельно двигаться по заранее заданной траектории за счет энергии подаваемой воды. Данный тип лафетного ствола опоробывался на в октябре этого года в г. Петрозаводске макете трансформатора. Однако следует отметить, что применение осциллирующего лафетного ствола связано с определенными трудностями настройки при одновременном действии
группы стволов по неподвижному объекту т.к. требует точной синхронизации поворота стволов в группе, что довольно сложно выполнить на практике. Поэтому, по мнению специалистов институтов «Теплоэлектропроект» и «Энергосетьпроект», участвовавших в испытаниях, для установок пожаротушения трансформаторов следует использовать не осциллирующие, а стационарно устанавливаемые лафетные стволы с ручным управлением.

В этом случае стволы используются в качестве неподвижного элемента установки пожаротушения трансформатора – оросителя, что обеспечивает выполнение требований ведомственного РД34.15.109-91-«Инструкции по проектированию установок пожаротушения масляных силовых трансформаторов» и НПБ110-2003.

При этом не требуется создание какой-либо нормативной инструкции по применению лафетных стволов, а лишь частичная доработка существующего РД34.15.109-91 в части использования оросителей. В настоящее время для открытой установки трансформаторов предлагается использовать наиболее известные и распространенные на рынке лафетные стационарно устанавливаемые стволы с регулируемым насадком типа BPNфирмы CSI(ИТАЛИЯ) или R.Pons(Франция) с регулируемым насадком.

Основным достоинством этих стволов служит возможность регулирования угла распыления струи (от 30 до 120°) непосредственно по месту установки ствола без изменения его конструкции.

Данные изделия прошли сертификационные испытания в России.

При проектировании установки тушения трансформатора с лафетными стволами вместо оросителей возникают следующие нюансы, значительно упрощающие вид установки:-количество лафетных стволов в случае применения изделия MM-L(лафетный ствол фирмы CSI) составит 6-8шт. в зависимости от размера трансформатора;

• -количество Французкихлафетных стволов составит 6-10шт. при аналогичных условиях;-расход воды на орошение трансформатора не превышает 60-100 л/с (вместо 120-180 л/с при установке современных оросителей), т.е соответствует аналогичному расходу оросителей ОПДр снятых с производства, являвшихся эталоном для установок пожаротушения;-конструкция трубной обвязки с 3 –5 рядами оросителей и высотой до 7-10 м уступает место одному распределительному кольцу, располагаемому на высоте не более 0.3 м над уровнем земли;
• -набор труб традиционной обвязки от 25 до 250 мм не требуется, а используется распределительное кольцо Дн219 мм и патрубки 80 мм для установки лафетных стволов;
• -обслуживание элементов установки производится с земли без инвентарных лестниц; -упрощаются монтажные работы при наладке системы на превоначальном этапе сборки, т.к. не требуется переврезка стояков и оросителей в случае монтажных и пректных ошибок, а только их компенсация за счет элементов управления лафетного ствола.

Данные решения в настоящий момент апробируются на ОРУ-500кВ ТЭЦ-26, Каширсской ГРЭС и отдельно расположенном ОРУ -500кВ Каширской ГРЭС и заложены в проектные решения блока 2 Ивановской ПГУ..

Источник

Автоматическое пожаротушение масляных трансформаторов

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ВОДЯНОГО
ПОЖАРОТУШЕНИЯ МАСЛЯНЫХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

РАЗРАБОТАНЫ объединениями «Гидропроект» и «Теплоэлектропроект» с учетом гидравлических исследований оросителей типа ОПДР-15, проведенных ВНИИПО МВД СССР по договору с объединением «Гидропроект», и согласованной с ГУПО МВД СССР интенсивностью подачи распыленной воды при пожаротушении трансформатора.

от объединения «Гидропроект»:

Главный специалист технического отдела В.А.Егоров — руководитель темы

Главный специалист-электрик технического отдела Л.М.Зорин

от объединения «Теплоэлектропроект»:

Главный специалист технического отдела Г.А.Котов

Главный специалист-электрик технического отдела В.В.Шатров

Начальник группы технического отдела Д.С.Никонов

СОГЛАСОВАНЫ начальником УПБ и ВОХР Н.С.Назаревским 18 декабря 1991 г.

УТВЕРЖДЕНЫ Главтехстроем Минэнерго СССР 1991 г.

Начальник Главтехстроя В.Т.Ефименко, 24 декабря 1991 г.

Работа одобрена ВНИИПО МВД СССР письмом от 17.02.91 г. N 3.1/469.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации распространяются на проектирование стационарных автоматических установок водяного пожаротушения (АУВП) масляных силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов (в дальнейшем «трансформаторов») новых и реконструируемых ГЭС (ГАЭС), ТЭС, ОРУ и подстанций.

1.2. В рекомендациях используются термины и определения основных понятий пожарной безопасности и пожарной техники по ГОСТ 12.1.033-81 и ГОСТ 12.2.047-86.

1.3. Необходимость оборудования трансформаторов стационарными автоматическими установками пожаротушения определяется:

— «Перечнем зданий, помещений и сооружений предприятий Минэнерго СССР, подлежащих оборудованию установками автоматического пожаротушения и установками автоматической пожарной сигнализации», утвержденным в установленном порядке;

Оборудование установками автоматического пожаротушения трансформаторов меньшей мощности и меньшего напряжения, чем указано в вышеназванных документах, допускается по требованию заказчика.

1.4. Автоматическая установка водяного пожаротушения (АУВП) трансформатора включает установку водяного пожаротушения (УВП) и систему ее автоматического управления (САУ).

САУ пожаротушения трансформатора может совмещаться с САУ установок водяного пожаротушения другого оборудования и помещений.

2. УСТАНОВКА ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

2.1. УВП трансформаторов состоит из водопитателя, системы трубопроводов с отдельными секциями (направлениями) по числу единиц трансформаторов (как трехфазных, так и однофазных).

Каждая секция (направление) УВП состоит из подводящего трубопровода, запорно-пускового устройства (ЗПУ) и сухотрубной системы, состоящей из питательного трубопровода и сети распределительных трубопроводов с дренчерными оросителями.

2.2. Установки водяного пожаротушения (УВП) на электростанциях и подстанциях используют систему противопожарного водоснабжения (СВП) с комплексом сооружений, предназначенных для забора, подачи, транспортирования и хранения воды (водоисточники, водопитатели и магистральные трубопроводы, выполняющие функции подводящих трубопроводов УВП).

Указанный комплекс сооружений является, как правило, общим для УВП отдельных пожароопасных объектов и оборудования электростанции (трансформаторы, кабельные сооружения, гидро- и турбогенераторы, склады горючих жидкостей и сгораемых материалов и т.п.).

УВП может быть также автономной для отдельных сооружений и оборудования (трансформаторы на ОРУ, кабельные сооружения).

Принципиальная технологическая схема УВП трансформатора с системой отвода стока приведена в рекомендуемом приложении 1.

Принципиальные электрические схемы АУВП трансформатора и системы отвода стока приведены в рекомендуемых приложениях 2 и 3.

2.3. АУВП трансформатора по времени срабатывания классифицируется как инерционная с продолжительностью срабатывания 30 с, но не более 3 минут.

Указанный предел инерционности (время с момента принятия установкой фактора пожара до момента поступления воды из наиболее удаленного оросителя) является критерием при гидравлических расчетах протяженности и диаметров сухотрубной системы УВП.

2.4. Расчетное время пожаротушения одного трансформатора принимается 10 минут, после чего установка отключается вручную. Запас воды должен обеспечивать бесперебойную работу АУВП в течение 30 минут.

Автоматическое отключение АУВП следует предусматривать через 30 минут после начала ее работы при использовании водоисточника, имеющего запас воды более требуемого.

2.5. Расчетный расход воды УВП трансформатора должен приниматься по наибольшему расходу, требующемуся на пожаротушение наибольшего по вместимости масла трансформатора.

Расчетный расход воды в системе противопожарного водопровода (СВП) при пожаротушении трансформатора определяется согласно требованиям письма УПБ и ВОХР Минэнерго СССР от 25.04.88 N ПБ 6/88 (Приложение 11) при открытой установке трансформатора по формуле 4, а при закрытой установке трансформатора в отдельном помещении наземных и подземных зданий — по формуле 5.

Расчетный расход воды в СВП принимается по наибольшему расходу, требующемуся на пожаротушение одного пожароопасного объекта, с учетом предусмотренного проектом использования единой системы водоснабжения для автоматического пожаротушения трансформаторов, кабельных сооружений и других объектов.

2.6. В проектах пожаротушения трансформаторов следует предусматривать возможность их ремонта и испытаний УВП в автоматическом, дистанционном и местном режимах управления.

Например: фланцевые соединения на распределительных трубопроводах, съемные уплотнения или разборная заделка на рельсовых путях на границе маслоприемника для обеспечения выкатки трансформатора; врезки труб с заглушками или арматурой для промывки системы с учетом отвода и приема промывной воды и т.д.

2.7. Опознавательная окраска оборудования, арматуры и трубопроводов УВП производится в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69 и ГОСТ 12.4.026-76*.

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.4.026-2001. Здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

2.8. На стадии ТЭО и ТЭР должны быть перечислены трансформаторы, оснащенные АУВП, с описанием примененных технических средств (оборудования, арматуры и средств обнаружения пожара).

На стадии «Проект» должны разрабатываться принципиальные электрическая и технологическая схемы (Приложения рекомендуемые 1, 2 и 3).

На чертежах планов и разрезов следует указывать геометрические размеры (привязки) обвязки трубопроводов, арматуры и оросителей УВП, а при установке трансформаторов в закрытых помещениях следует указывать также привязки пожарных извещателей.

В рабочих чертежах размеры привязок должны согласовываться с чертежами освещения (прокладка проводов, расстановка светильников в помещениях трансформаторов).

ВОДОИСТОЧНИКИ

2.9. Установка водяного пожаротушения должна быть обеспечена бесперебойным снабжением водой.

2.10. В случаях, когда водоисточник не может обеспечить расчетного количества воды для УВП, должны предусматриваться резервуары с неприкосновенным противопожарным запасом воды, обеспечивающим работу УВП в течение 30 минут.

2.11. Водоисточники и резервуары с противопожарными запасами воды принимаются в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84 и СНиП 2.04.01-85.

ВОДОПИТАТЕЛИ

2.12. В качестве водопитателей, входящих в состав УВП, используются пожарные насосы, устанавливаемые в отдельной насосной станции (НС) или в насосных станциях другого назначения, а также водонапорные резервуары, обеспечивающие расчетные расходы и давления воды.

2.13. В системе подводящих трубопроводов УВП, не обеспеченных постоянным давлением, для поддержания необходимого давления воды и восполнения утечек следует предусматривать установку водонапорного бака или соединение с сетями водопроводов различного назначения с гарантированным давлением воды.

На соединительных трубопроводах должны устанавливаться обратные клапаны.

2.14. Емкость водонапорного бака должна приниматься не менее 3 м .

ТРУБОПРОВОДЫ

2.15. Трубопроводы УВП подразделяются на подводящие, питательные и распределительные.

2.15.1. Подводящий трубопровод — трубопровод, соединяющий водопитатель (насосы) с запорно-пусковым устройством секции УВП.

Подводящий трубопровод, как правило, состоит из следующих участков: от водопитателя (насосов) до кольцевой магистрали, кольцевая магистраль, от кольцевой магистрали до запорно-пускового устройства.

2.15.2. Подводящий трубопровод УВП должен быть оборудован отводами с арматурой для передвижной пожарной техники в случае отсутствия на нем гидрантов.

2.15.3. Питательный трубопровод — трубопровод, соединяющий запорно-пусковое устройство с распределительным трубопроводом.

2.15.4. Для УВП трансформатора термин «распределительный трубопровод» определяется как система трубопроводов, на которых установлены дренчерные оросители, обеспечивающие орошение распыленной водой основания и верхней части высоковольтных вводов, поверхности бака трансформатора, бачка-расширителя, выносных охладителей и маслоприемника с нормативной интенсивностью.

2.16. Система подводящих, распределительных и питательных трубопроводов УВП должна выполняться из стальных труб по ГОСТ 10704-76* и ГОСТ 3262-75* со сварными и фланцевыми соединениями. Толщина стенок трубопроводов принимается согласно требованиям СНиП 2.04.09-84 .

На территории Российской Федерации действует ГОСТ 10704-91. Здесь и далее по тексту;

На территории Российской Федерации действуют НПБ 88-2001. Здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

2.17. В помещениях питательный трубопровод УВП трансформатора следует прокладывать открыто с учетом возможности его осмотра при опробовании установки.

2.18. Прокладку внутренних трубопроводов УВП следует предусматривать открыто по фермам, колоннам, стенам и под перекрытиями. Закладка этих труб в монолитный бетон не допускается.

2.19. Подводящие трубопроводы, как правило, должны объединяться с сетями производственного, противопожарного или хозяйственно-питьевого водопровода.

Устройство самостоятельных подводящих трубопроводов допускается только в том случае, когда объединение их с водопроводами другого назначения экономически нецелесообразно или невозможно по технологическим требованиям.

2.20. Подводящие трубопроводы (наружные и внутренние) должны быть кольцевыми.

Кольцевые подводящие трубопроводы следует разделять задвижками на ремонтные участки. Размещение запорной арматуры должно обеспечивать отключение не более трех запорно-пусковых устройств АУВП и пяти пожарных гидрантов на наружной сети или пяти пожарных кранов на внутренней сети, расположенных на одном этаже.

Допускается устройство тупиковых подводящих трубопроводов протяженностью не более 200 м при условии подачи по ним воды не более чем в три секции. При этом на наружном участке может устанавливаться один пожарный гидрант, а на внутреннем — не более пяти пожарных кранов.

Прокладка подводящих трубопроводов по пожароопасным помещениям, защищаемым УВП, не допускается. Подводящие трубопроводы должны быть всегда заполнены водой и прокладываться в помещениях с температурой воздуха выше +4 °C.

2.21. Питательные и распределительные трубопроводы прокладываются с уклоном не менее 0,01 для труб диаметром до 50 мм, и не менее 0,005 — для труб диаметром более 50 мм в сторону слива.

Спускные устройства устанавливаются в отапливаемых помещениях, колодцах.

Питательные и распределительные трубопроводы являются сухотрубами. Для предотвращения размораживания сухотрубов при попадании в них воды следует предусматривать открытый слив с обеспечением визуального контроля наличия воды, диаметр отверстия в сухотрубе для слива следует принимать от 8 до 10 мм.

2.22. Для снижения давления воды перед оросителями до расчетного следует использовать увеличение сопротивления питательных и распределительных трубопроводов и арматуры за счет уменьшения их расчетных диаметров и устанавливать диафрагмы (в случае необходимости, для окончательной доводки давления, когда изменение диаметра труб ведет к усложнению системы) с диаметром отверстия не менее 40 мм. При этом скорость воды в указанных трубопроводах допускается не более 10 м/с.

Диафрагмы рекомендуется устанавливать во фланцевых соединениях запорно-пусковых устройств со стороны подводящих трубопроводов.

Источник