變壓器水噴霧消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考慮摘　要:詳細(xì)分析變壓器水噴霧消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)例介紹,可供參考。關(guān)鍵詞:變壓器;消防設(shè)計(jì);水噴霧系統(tǒng)

1　變壓器的結(jié)構(gòu)及其火災(zāi)隱患變壓器就其產(chǎn)品的種類(lèi)和用途來(lái)分有電力變壓器(有載調(diào)壓變壓器)、試驗(yàn)變壓器、電爐變壓器、整流變壓器和調(diào)壓器等;有油浸變壓器和干式變壓器;有三相變壓器和單相變壓器,如500kV變電所所用的500kV單相變壓器。在電廠(chǎng)和變電所中較常見(jiàn)的是油浸電力變壓器。油浸變壓器基本上都由以下幾部分組成:①變壓器主體,即變壓器器身,由浸于變壓器絕緣油油箱中的鐵心和繞組線(xiàn)圈構(gòu)成;②變壓器絕緣油及其管路系統(tǒng);③儲(chǔ)油柜,又稱(chēng)膨脹油箱或油枕,位于變壓器器身上方;④冷卻器(或散熱器),變壓器冷卻器有風(fēng)冷卻器、水冷卻器、片式散熱器等,通過(guò)冷卻器聯(lián)管與主油箱相連,用于冷卻并降低油箱內(nèi)的絕緣油油溫。冷卻器可與器身緊接在一起,也可單獨(dú)另外布置;⑤高壓套管,位于器身之上,端部帶電,溫度較高;⑥低壓套管;⑦高壓中點(diǎn)套管,又稱(chēng)中性點(diǎn);⑧調(diào)壓開(kāi)關(guān);⑨放油閥,位于器身油箱底部;⑩主控制箱;(11)壓力釋放閥,安全氣道,凈油器等。對(duì)于電壓等級(jí)較高的變壓器,除高低壓套管外,還可能有中壓套管。油浸變壓器內(nèi)部?jī)?chǔ)有大量絕緣油,其閃點(diǎn)在130～140℃之間,但屬可燃油。一旦變壓器線(xiàn)圈短路,即可引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)。如變壓套管爆炸噴油燃燒。2　變壓器消防設(shè)計(jì)的必要性在發(fā)電廠(chǎng)和變電所中,各種大中小型油浸變壓器使用特別多,而且這些變壓器的安全問(wèn)題直接影響到電廠(chǎng)變電所的正常運(yùn)行,特別是電廠(chǎng)的主變、高壓廠(chǎng)用變、啟動(dòng)備用變等更是發(fā)電廠(chǎng)的核心設(shè)備,一旦發(fā)生火災(zāi),不僅影響電廠(chǎng)機(jī)組運(yùn)行,而且還威脅到周?chē)ㄖO(shè)備和人員的安全。1971年至1991年的20年中全國(guó)火電廠(chǎng)共發(fā)生的86次火災(zāi)中,變壓器火災(zāi)約占了10%左右。變壓器火災(zāi)既是油類(lèi)火災(zāi),也是電氣火災(zāi),一旦發(fā)生險(xiǎn)情,一般極易形成爆炸,如短路火災(zāi)中,一旦短路發(fā)生,變壓器油箱內(nèi)在極短的時(shí)間內(nèi)(有的不到1s)便形成一個(gè)高溫高壓的空間,并隨即爆炸起火。因此,必須對(duì)電廠(chǎng)及變電所重要的變壓器設(shè)置相應(yīng)的、適合的、可靠的、較為經(jīng)濟(jì)的消防滅火系統(tǒng)。用于保護(hù)各類(lèi)變壓器的滅火系統(tǒng)有:化學(xué)粉劑、二氧化碳、1211或1301等氣體系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)及排油注氮滅火系統(tǒng)。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)變壓器消防應(yīng)用最為普遍的是水噴霧滅火系統(tǒng),因?yàn)樵撓到y(tǒng)功效優(yōu)良,造價(jià)較低,除滅火外還有冷卻功效。3　變壓器水噴霧滅火機(jī)理及水霧噴頭的選擇　　水噴霧系統(tǒng)通常是指噴咀在額定工作壓力下噴出的液滴平均粒徑在1mm以下的霧化水滅火系統(tǒng)。對(duì)水滴直徑大于1mm的通常稱(chēng)為開(kāi)花水,多由各種噴水系統(tǒng)的反射噴咀所形成,通常認(rèn)為不屬于水噴霧范疇,當(dāng)平均水霧滴徑為0.05～0.3mm,稱(chēng)為水貍,也稱(chēng)超細(xì)水霧,是目前新興的一門(mén)滅火技術(shù)。其滅火效果非常好。中國(guó)尚無(wú)實(shí)用例子。由于變壓器火災(zāi)是帶電的油類(lèi)火災(zāi),既要考慮油類(lèi)火災(zāi)的特點(diǎn),又要帶電安全距離,水噴霧系統(tǒng)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,可用于變壓器消防保護(hù)。一般說(shuō)來(lái),當(dāng)水以細(xì)小的水霧滴噴射到正在燃燒的變壓器表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生以下作用。(1)表面冷卻。相同體積的水以水霧滴形態(tài)噴出時(shí)比直射流形態(tài)噴出時(shí)的表面積要大幾百倍,當(dāng)水霧滴噴射到燃燒表面時(shí)因換熱面積大而會(huì)吸收大量的熱迅速汽化,使燃燒的油表面溫度迅速降到油熱分解所需要的溫度以下,使熱分解中斷,燃燒即中斷,水霧滴徑越小,單位面積水形成的水霧的表面積越大,冷卻效果越好,同時(shí)電絕緣性能越好,因此變壓器水噴霧頭的選擇應(yīng)充分考慮到這一點(diǎn)。要求產(chǎn)生的水霧滴徑要小,同時(shí)也應(yīng)考慮到噴霧滴大小也是重要因素。通常國(guó)內(nèi)水霧噴頭霧化液滴在額定工作壓力下的平均粒徑一般在1mm以下,大多在0.5mm左右。對(duì)用于變壓器火災(zāi)的水霧滴宜在0.4～0.8mm之間,宜采用高速離心霧化型水霧噴頭。同時(shí),表面冷卻的效果還取決于滅火用水的溫度與可燃物閃點(diǎn)的溫度差,閃點(diǎn)愈高,與噴霧用水兩者之間溫差愈大,冷卻效果亦愈好。變壓器絕緣油的閃點(diǎn)在130～140℃之間,因此變壓器水噴霧消防的冷卻效果是很好的。(2)窒息。水霧滴受熱后形成原體積1680倍的水蒸汽,可使燃燒物質(zhì)周?chē)諝庵醒鹾拷档?燃燒將會(huì)因缺氧而受抑或中斷。實(shí)現(xiàn)窒息滅火效果取決于能否在瞬間生成足夠的水蒸氣并完全覆蓋在著火面。(3)乳化。當(dāng)水霧滴噴射到正在燃燒的變壓器油表面時(shí),由于水霧滴的沖擊,在液體表層造成攪拌作用,從而造成液體表層的乳化,由于乳化層的不燃性使燃燒中斷。變壓器水噴霧系統(tǒng)對(duì)變壓器的防護(hù)能起到滅火,抑制火災(zāi),防止火災(zāi)蔓延,預(yù)防著火的作用。4　變壓器水噴霧消防設(shè)計(jì)前須要考慮的問(wèn)題4.1　采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定不同的工程采用不同的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定,中國(guó)國(guó)內(nèi)工程一般采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定,如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16-87)(2001年版)、《火力發(fā)電廠(chǎng)與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50229-96)、《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50219-95),電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》(DL5027-93)、《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL5000-2000)等,也有的國(guó)內(nèi)工程采用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,如華能珞璜電廠(chǎng)新建、擴(kuò)建工程,山西河津電廠(chǎng)新建工程,江西九江電廠(chǎng)新建工程等均要求采用美國(guó)NFPA系列標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外工程中變壓器消防一般采用美國(guó)NFPA系列的較多。如西南電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的伊朗ARAK電廠(chǎng)工程中變壓器消防就采用了美國(guó)NFPA850,NFPA15等標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)的印度MALCO電廠(chǎng)工程中變壓器消防除采用上述標(biāo)準(zhǔn)外,還需采用印度TAC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定等。同時(shí)還必須遵照該工程的合同要求及業(yè)主和業(yè)主顧問(wèn)工程師的意見(jiàn)和要求。4.2　需要多少套水噴霧系統(tǒng)