电缆隧道自动防火技术在火力发电厂的应用.pdf

第 3 6卷 第 1 1 期 2 0 1 4年 1 1月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y V0 1 _ 3 6 No ．1 l NO V． 2 01 4 电缆 隧道 自动 防火技术在火 力发 电厂 的应用 白爱平 神华国能 神东电力 集团神东热电公司，内蒙古 鄂尔多斯0 1 7 2 0 9 摘要 电缆隧道报警及防火门技术在工业生产中已经得到广泛的应用 ， 针对地下电缆隧道内防火难度较大的问题， 分 析了电缆隧道 自动报警监控及自动防火门的系统组成和工作原理， 对常开式防火门系统、 多层电缆隧道温度探测报警系 统和电缆隧道监控系统进行了探讨， 初步实现了火力发电厂电缆隧道 自动报警监控及自动防火门系统的建设。 关键词 电缆 隧道 ； 火灾 自动报警 ； 自动监控 ； 防火隔断 中图分类号 T M 7 6 2 文献标 志码 B 文章编 号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 4 1 1 0 0 2 8 0 3 0 引言 电缆隧道是整个 电厂运行的命脉 ， 应避免因电 缆隧道火灾引发机组故 障， 为电缆隧道设计完善 的 火灾 自动报警系统及 防火 隔断装置 ， 可在火灾发生 时提前报警 ， 而 自动防火门自动关闭 ， 起 防火隔断作 用 ， 可将损失降到最低 ， 以确保机组设备正常运行 。 1 电缆隧道存在的安全问题 电缆 隧道一般为地下密封式结构 ， 用混凝土浇 筑而成 ， 内部高度有限 ， 只在相应位置设有检修孔 ， 通风和采光条件比较差。火灾时 ， 烟气排 出难度大 ， 内部能见度几乎为零 ， 外部扑救人员及消防设备 不 可能进入 ， 扑救非常困难 。地下电缆 隧道一般都 比 较长 ， 电缆分层敷设 ， 密度大 ， 一 旦着火 ， 很容易延 燃 。 。 。 电缆隧道中防火门的关闭问题一直困扰着许多 火力发电厂 如果 电缆隧道的防火 门始终处 于关 闭 状态将引起电缆隧道通风不 良， 局部 电缆温度过高 容易引发 电缆火灾 ； 如果电缆隧道防火门始终处于 敞开状态 ， 电缆隧道的通风问题解决了， 一旦发生 电 缆火灾 ， 火焰通过隧道 防火 门窜入没有发生火灾 的 区段 ， 会扩大事故范围。为解决这一问题 ， 电缆隧道 防火 门在正常情况下是敞开的， 能够保证 电缆隧道 通风 良好 ， 当电缆隧道内发生火情时， 电缆隧道内的 任意报警装 置 报警点 报警触发 电缆 隧道 防火 门 自动关闭 ， 关闭后的防火门仍然可以人工开启 ， 防止 工作人员被关在 电缆隧道 内 。 2自动报警监控系统 2 ． 1 系统构成 在 电缆隧道 内安装 常开式防火 门， 发生火情 时 收稿 日期 2 0 1 4 0 51 9 ； 修 回 日期 2 0 1 4 0 91 0 关闭防火门， 使 电缆隧道形成火灾分段隔离状态 ， 保 证火灾不蔓延。在消防集 中控制室及现场皆能控制 防火门的开关。 电缆隧道 内温度探测报警系统 ， 使 电缆隧道 内 电缆温度能够及时、 准确地显示到集中控制室 ， 为超 温报警提供准确的早期信息 。 该系统采用环形 总线式网络结构 ， 可以有效保 证系统运行 ， 系统 中任意点线路断路时， 系统仍可稳 定运行， 通过感温电缆经信号总线及输入模块将电 缆隧道内的报警信息实时传送给集 中控制器 的计算 机进行数据处理及分析 ， 如有异常则进行闭门操作。 该系统主要 由可恢复式线型感 温电缆 、 感温 电 缆调制解调器 、 甲级钢质 防火 门、 防火 门闭门器 、 防 火门释放装置 、 报警系统配套输入 、 输 出模块以及防 火墙 、 自动防火 门监控系统等组成。感温 电缆表层 采用正弦波接触式敷设 ， 有 效保证 多点接触 ， 多点 保护。 现场所 有输入 、 输出模块及调制解调器均安装 在模块箱内， 防尘 、 防水效果 良好 。 防火门采用 甲级钢质 ， 门扇 内填充耐 1 2 0 0 o C以 上高温 ， 耐火极限不低于 1 h的优质防火阻燃材料 ， 并配套不锈钢五金配件 ， 确保防火 门的开关灵活 。 阻火墙采用防火隔板及阻火包等材料定制 ， 厚 度不小于 4 8 0 mm， 阻火墙 两侧不小 于 1 ． 2 m范 围内 的电缆涂刷防火涂料 ， 刷 防火涂料前对 电缆表面进 行清理 ， 在砌筑防火墙的同时 ， 还应考虑电缆沟排水 和鼠害 ， 确保防火墙的稳固性。 自动防火门监控系统将主厂房电缆沟分若干区 域进行监测， 每个防火门一个监控画面 ， 平时画面循 环显示 ， 一旦报警 ， 画面 自动定格并显示报警探头的 位置和防火 门的关 闭情况 。 2 ． 2工作原 理 当电缆隧道 内电缆温度升高时 ， 敷设在 电缆表 第 1 1期 白爱平 电缆隧道 自动防火技术在 火力发电厂的应用 2 9 层的感温电缆遇热报警 触发感温 电缆调制解调器 ， 将报警信号 由报警系统输入模块传输至火灾 自动报 警主机 ， 主机接收报警信号后 ， 联动发出关闭防火门 的指令 ， 通过信号总线传输至现场的输出控制模块 ， 由输出模块执行指令发出控制信号给防火门释放装 置 ， 防火 门释放装置 接收到释放信 号后 ， 释放 防火 门， 并将 防火 门已释放 的反馈信号通 过输 出模块反 馈给 自动报警主机 ， 利用 闭门器的拉力将 防火 门拉 至关闭状态 ， 起到隔离火灾的作用 。 2 ． 3常开式 防火门系统 防火门的主要功能有 2个 ， 一是保护作用 ， 二是 阻隔作用。阻隔作用 又体现在 室 户 火灾不外窜 及火灾通道上的阻隔 ， 这样 防火 门将火灾限制在局 部范围内。防火 门质量严 格遵循 G B 1 2 9 5 5 --2 0 0 8 防火 门 相关要求 。在 电缆隧道 内采用 甲级钢质 防火门 ， 配套 防火 门专用配件 ， 确保 防火 门开关灵 活 ， 不卡涩。采用具有机械储能功能的闭门装置 ， 极 大地减小 了防火门关闭的启动电流。通过防火门位 置继 电器输出， 可在监视终端查看防火门的开 、 闭状 态 ， 每段电缆隧道的感温电缆报警后 ， 启动联动该保 护区域两侧的防火 门关 闭。防火 门平时是 常开状 态 ， 配装优质防火 门闭门器 ， 加装 防火 门电磁释放器 来实现火灾时关闭防火 门的功能。防火门电磁释放 器由释放器主体 安装于墙面 和钢丝绳锁扣 安装 于防火门门扇 构成 ， 平时无源 ， 通过锁扣装置上锁 后保持防火门的常开状态 ， 火灾时瞬间由消 防控制 中心发送指令 ， 受 电脱开锁扣装置 ， 释放防火 门并 自 行恢复不通电状态 ； 防火门在闭门装置作用下 自行 关闭， 并反馈 门状态信号到消防控制中心， 也可按下 自带的手动释放键 ， 现场手动关闭防火门。 2 ． 4 温度探测报警及防火 门联动系统 系统采用可恢复式感温 电缆敷设 ， 电缆隧道 内 电缆分为 6层 ， 在所有 电缆层表面敷设感温电缆 ， 并 在感温电缆调制解调器上设定 固定报警值 ， 一旦 电 缆隧道 内电缆超过预设报警值 ， 要及 时报警至消防 控制室 ， 以预警的方式达到保护电缆隧道之 目的。 推荐每根感温电缆的安装使用 长度不超过 5 0 0 i n ； 微处理器可设置 2级火警输 出， 每级可设置 8种 报警温度 ， 二级火警输 出的报警温度设 置等级必须 大于一级火警输出的报警温度设 置等级 ； 出厂时设 定的报警温度设置为 一级火警输出的报警温度为 8 5 c lC， 二级火警输 出的报警温度为 1 0 5℃ ； 探测器可 设置感温电缆的最高使用环境温度 ， 出厂时的环境 温 度设 置 为 5 0 0 C。 对电缆沟 内铺设 的线型感温探测器 ， 线型感温 探测器按照国家行业标准 、 相关技术规范的规定 ， 按 S形布置整理铺设 ， 并对测量 回路进行传 动和联 动 试 验 。 感温电缆 系统 由感 温电缆 、 微处理器和终端盒 三部分组成 。在正常监 视状态下 ， 微处理器 电路内 的桥路处于平衡状态 ， 此时微处理器 的绿色运行指 示灯按一定周期闪亮 。当感温电缆导体本身断裂或 导体间短路时 ， 黄色故障指示灯闪亮 ， 故障继 电器动 作通过其无源触点 自动 向报警 控制器传输故 障信 号。在发生火灾时， 感温 电缆周围的温度达到探测 器预先设定的额定动作温度， 感温电缆的绝缘电阻 下降使桥路失衡 ， 导致处理器上红色火警指示灯亮 ， 火警继电器动作并通过其无源触点 自动向报警控制 器传输火警信号。 有效保证 电缆沟内的报警信息实时传送给集 中 控制器的计算机进行数据处理及分析， 如有异常则 进行闭门操作 ， 并声光报警。 防火 门联动 系统应 全部采用 网络数据传输方 式， 并采用循环冗余校验码 C R C 校验方式， C R C 的检错能力很强 ， 它除了能检查出离散错误外 ， 还能 检查 出突发错误。 系统具有 防电压击穿功能 ， 严防一次电压传人 ， 二次造成 电压反击事故 。系统应耐低温 ， 运行可靠 ， 不误报警。 监视及控制终端包括工控机 、 显示器 、 数据通信 单元 ， 要放在有人值班的地方 ， 所有数据最终要上传 到集控室现有主机监视 ， 主要在原有消 防 自动报警 系统的基础上进行扩展 ， 如需功能模块或通道扩展 ， 由实施厂家在原有系统基础上进行集成。 火灾报警集 中控制器闭门控制要求能够采集防 火 门两侧的模拟量型温度探测器输 出的信号 ， 当温 度超过设定的限值发出报警时， 释放 防火 门， 按键可 以手动释放防火 门 释放防火门按键能实现远方主 机和就地控制 ； 能够采集 防火 门的开闭状态 ， 可 以 单独控制一个防火 门， 也可 以通过控制 中心控制多 个防火 门。 为了使防火 门系统更稳定地运行 ， 防火门控制 系统采用直启方式敷设线路 ， 有效避免 因线路故障 使所有防火 门都不能使用 的现象发生。任意防火 门 故障不影响其他区域 的设备正常通信。 防火 门控制系统采用 2 4 V直流电源可带 电检 修及维护 ， 电源线 、 地线 、 启动输 出线 、 停止输 出线满 足如下要求 回路总线线径应大于 1 ． 5 lT l m， 总线 回 路电阻小于 4 0 Q， 在线路通过最大 电流时， 线径粗 细应保证线路压降小于 1 V； 联动设备较多时， 还应 考虑控制器 的负载能力。 感温报警系统和火灾 自动报警系统能够实现相 3 0 华 电技 术 第 3 6卷 互通信和数据传输 。 2 ． 5 线型感温探测器的敷设 应用于电缆隧道等 电缆火灾 区域的测温 、 感温 电缆可采用正弦波接触式敷设或直线悬挂敷设。正 弦波方式对温度的灵敏度相对高一些， 但在工程应 用中， 为了抽换 、 检修、 维护动力电缆方便 ， 也常采用 感温电缆架空 的安装方式 感温 电缆架空安装时 ， 宜在动力电缆拖架 中心位置 布置 ， 当拖架宽度超过 6 0 0m m时宜安装 2根感温 电缆 。具体安装如图 1 所示 。 图 1 正弦波方式测温 、 感温电缆的敷设 2 ． 6 自动防火 门监控系统 自动防火门监控系统将主厂房电缆沟分区域进 行监测 ， 每个防火门设置一个监控画面 ， 平时画面循 环显示 ， 一旦报警 ， 画面 自动定格并显示报警探头的 位置和防火 门的关闭情况。 该 系统 由下位机适时采集现场 的数据 ， 通过光 缆传给控制中心 ， 控制 中心根据上传 的数据和用户 的设置产生控制指令， 通过光缆送到下位机， 下位机 开始执行 ， 并将结果返 回到控制 中心 ， 从而完成现场 的监控 。视频监控系统采用一级架构， 通过前端重 点区域设置的高清晰度摄像机 ， 采集图像信号 ， 监控 上接第 2 7页 Q 6 0 1 模块 ， 仅是在临时就位时未考 虑尾项施工的具体要求 ， 在核岛内进行二次移位 、 固 定的情况 ， 同时又考虑 了尾项实施的吊装需求 ， 所涉 及的具体施工内容及安全管理等方面未详述。该方 案 已成功应用 于三门核 电厂 1机组 Q 6 0 1机械模块 的尾项施工 ， 对其他模块 尾项施工也具有一定借鉴 价值 。 参考文献 [ 1 ] J G J 2 7 6 2 0 l 2建 筑 施 工起 重 吊装 工 程 安 全 技 术规 范 [ S ] ． [ 2 ] 张耀春， 周绪红． 钢结构设计原理 [ M] ． 北京 高等教育 出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 3 ] 刘鸿文． 材料力学[ M] ． 北京 高等教育出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 4 ] J G J 1 3 0 2 0 1 1建筑施工扣 件式钢 管脚手架 安全技 术规 中心可监视所有区域 ， 并 可对每一路图像信号进行 录像 。 3 结束语 电缆隧道 自动报警监控及 自动防火门技术的投 入和使用 ， 对电缆隧道 的防火工作是一个极大的推 进 ， 在技术上保证了电缆沟及时分段阻燃的实现 ， 在 理念上也使我们对电缆防火重要性的认识得到了加 强。电缆隧道 自动报警监控及防火技术是适合火力 发电厂电缆隧道安全防火 的有效方案， 今后必然更 加广泛地应用于现场实际。 参考文献 [ 1 ] 杨光， 祁亚东． 钢铁企业电缆隧道火灾 自动报警系统设 计[ J ] ． 消防技术与产品信息， 2 0 1 0 ， 3 0 6 81 0 ． [ 2 ] 孙沁莹． 关于钢铁企业电缆隧道火灾 自动报警系统设计 的思考[ J ] ． 中国高新技术企业， 2 0 1 1 ， 2 1 9 6 66 8 ． [ 3 ] 曲广军． 光纤光栅感温火灾探测系统在电缆隧道的应用 [ J ] ． 消防技术与产品信息 ， 2 0 0 5 1 2 1 92 0 ． [ 4 ] 秦科雁， 郑小波， 童潮镇． 电缆隧道消防报警系统的选择 [ J ] ． 消防技术与产品信息， 2 0 0 3 1 1 2 8 3 2 ． [ 5 ] 李湛初． 电缆隧道的通风设计[ J ] ． 制冷 ， 2 0 0 1 ， 2 0 4 767 7． [ 6 ] G B 5 0 2 1 7 --1 9 9 4电力工程电缆设计规范[ S ] ． 本 文责编 崔文卓 作者简介 白爱平 1 9 8 0 一 ， 男 ， 陕 西清 涧 人 ， 工程 师 ， 工 程 硕 士 ， 从 事控制工程方面的工作 E ma i l y l b a p q q ． c o rn 。 范[ S ] ． [ 5 ] A 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