沙河抽水蓄能电站消防系统改造分析及应用

潘 钰，奚日磊

（江苏沙河抽水蓄能发电有限公司，江苏 溧阳 213333）

1 引言

随着我国电力系统的迅速发展，电站消防系统的安全、可靠、稳定运行越来越重要。文中依照最新的消防标准针对沙河抽水蓄能电站的消防系统存在的问题进行分析，并提出升级改造方案。主要针对消防系统中的消防稳压控制系统、消防报警系统及联动控制系统、厂房火灾自动报警系统的运行情况、系统配置、优化效果等方面进行研究探讨。

2 改造前消防系统概况

沙河抽水蓄能电站消防系统于2002年投入使用，主要分为生产区、办公区两个区域，设置消防自动报警系统、消火栓灭火系统、喷淋灭火系统、消防应急广播系统、防排烟系统、消防对讲系统、应急照明及疏散指示系统、气体灭火系统等。

2.1 消防报警系统及联动控制系统

在分析消防系统问题时首先关注的是消防报警系统及联动控制系统的情况，其是整个消防系统的核心，决定着整个系统遇警时能否正常工作。经过检测发现，由于整个电站消防系统投运时间较长，部分设备存在缺失及老化情况：部分位置未安装消防电话机，不能够即时与消防控制室联系；火灾自动报警主机常出现误报现象，报警主机、探测设备以及报警总线存在着改进空间；送风阀、防排烟设备及其控制柜需要更新；部分设备缺乏有效的远程启停控制功能以及自动一体化功能；在办公区存在着部分区域消防报警设备缺乏和一些应急设施存在数量不足及安装不规范问题。

2.2 消防泵房

在泵房区域，消防泵为卧式离心泵，采用填料密封，设备运转时盘根处经常产生漏水问题，同时泵房稳压罐气囊破损，不能正常工作，且泵房未配置应急照明灯和消防电话，不能满足规范要求。

消防稳压控制系统负责保持机组消防水水压,是保证机组消防安全的重要设备，其设备运行的可靠性直接关系到全站消防安全。根据DL/T 587-1996《微机继电保护装置运行管理规程》第3.7条，微机继电保护装置的使用年限一般为10～12年。消防稳压控制柜自2001年投运以来，其设备运行年限已到达和超过元器件推荐使用寿命上限，特别是控制柜内软启动器的故障率上升，随着设备运行时间增加，其系统的运行稳定性能逐渐下降，带来一定的消防安全隐患。消防稳压控制系统采用串口通信方式与监控系统连接，经公用SI30串口到公用PLC，最后送入监控系统，过程复杂，接口众多。特别是在厂用电切换时，有时候会出现通信中断无法自动恢复，需要重启后方能连接，存在消防水压采集中断可能性。部分元器件已停产，无法满足日常维护的要求。

2.3 厂房感温电缆

厂房感温电缆因使用年限已久，无法正常投入使用，仅布置于7楼电缆室、-1层至-2层电缆桥架，报警信号无法由感温探测终端模块传输至火灾自动报警主机，无法可靠探测电缆火灾。厂房其他区域电缆夹层、电缆竖井未布置火灾自动报警装置。

3 改造过程及效果

3.1 消防报警系统及联动控制系统改造

针对电站的消防系统实际故障状况，结合GB 4717《火灾报警控制器通用技术条件》、GB 50116《火灾自动报警系统设计规范》、GB 50016《建筑设计防火规范》等相关规范及以往经验，进行如下改造：

3.1.1 火灾自动报警系统

（1）更换部分报警信号总线、24 V电源总线以及联动总线。

（2）添加CRT系统，对所有线路点位进行重新标识，编制系统图。

（3）手动报警按钮更换为带电话插孔式，部分手动报警按钮及消火栓按钮位置调整。

3.1.2 消防对讲系统

对缺少的消防电话线路进行敷设，并添加消防电话。

3.1.3 应急照明及疏散指示系统

（1）3号楼梯敷设管线，安装应急照明及疏散指示灯。

（2）厂区各楼层的应急照明及疏散指示灯予以补充及更换。

3.1.4 防排烟系统

（1）防火阀全面更换。

（2）送、排烟风机安装防火阀。

（3）风机控制柜安装手自动一体开关。

3.1.5 客梯系统

主机增加电梯迫降功能。

3.1.6 消防泵房

主机多线面板上增加喷淋泵远程启泵按钮。

3.1.7 办公楼消防系统

（1）各楼层应急照明及疏散指示灯添加，管线均采取暗敷方式。

（2）更换湿式报警阀，检修相关管路。

（3）对失效的喷淋头进行更换。

（4）档案室采用七氟丙烷气体灭火系统，安装壁挂式火灾报警控制主机及相关感烟探测器、感温探测器、声光报警器等。

通过以上手段实现了消防报警系统及联动控制系统的改造，使得各区域的消防报警系统互联互通，火灾探测器的误报情况得到了有效解决，通过对报警电话机以及电话线的维护使得在出现初级火情时发现者能够及时地呼出救援电话。CRT图形显示系统可以更直观地确定火情所在位置，便于及早进行火情确认。对于消防泵房的系列改造，修改了之前设计存在的弊端，修复了漏水问题，使得各设备的维护变得更加简易且稳定性得到提升。在部分缺乏防火装置的设备和区域均进行了补装和更新，保证所有区域的消防配置完善。

针对办公区档案室原采用喷淋灭火系统的问题进行分析，虽然喷淋灭火系统具有低成本、易维护等特征，但是其不宜用于储存大量纸质材料的档案室，一旦出现险情，喷淋灭火的方案会使重要的档案受到损害。而气体灭火系统是指平时灭火剂以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内，灭火时以气体（包括蒸汽、气雾）状态喷射作为灭火介质的灭火系统。气体灭火方式不会对纸质制品、电子类制品产生影响。七氟丙院灭火系统相比较其他气体灭火系统，具有储瓶数量少、气瓶压力监测直观、占地面积小、储存压力低、灭火浓度较低、灭火效率高、长期储存不泄露的优势。七氟丙烷灭火系统是集气体灭火、自动控制及火灾探测等于一体的现代化智能型自动灭火装置，符合DBJ 15-23-1999《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范》及ISO 14520-9《气体灭火系统-物理性能和系统设计》系统设计及产品标准规范的要求，本系统装置具有设计先进、性能可靠、操作简单、环保良好等特点。因此，在这次改造中，将喷淋灭火方案改成了七氟丙烷气体灭火系统，用于保护档案室在发生火情时能够有效保护内部的重要资料不受损害。

3.2 消防稳压控制系统升级改造

原消防稳压控制柜运行年限已达到或超过升级改造期限，特别是控制柜内软启动器的故障率上升，已带来一定的消防安全隐患。结合相关规范及以往经验，遵循DL/T 1009-2016《水电厂计算机监控系统运行及维护规程》和DL/T 5208-2005《抽水蓄能电站设计导则》等标准作出如下改造：

（1）拆除现有消防稳压控制柜，并对相关电缆做好标示。

（2）整体更换原有消防稳压控制柜，PLC电源由交流供电升级为直流220 V供电，提高可靠性。

（3）通过网络通信方式将消防稳压控制柜直接接入监控系统。采用最新的传输距离远、传输速度快的MODBUS/TCP协议，经光纤送至监控系统交换机，接入厂内通讯机，可有效降低其他电气设备对系统的干扰和有效提高系统的传输速度，使得消防稳压系统的信息传输速度更快，同时结构更加简洁，通信质量更为稳定。

消防稳压控制系统升级改造有效提高控制柜内软启动器的稳定性和可靠度，最大限度地减小设备故障带来的消防安全风险。

3.3 厂房感温电缆改造

感温电缆又名线型感温火灾探测器，感温电缆具有全线连续监测保护对象温度的能力。火灾发生初期，通过感温电缆的高灵敏性发出的火灾报警信号，提前切断响应部位或设备的电源以及供电回路，可有效降低由于火灾引起设备短路造成的次生危害。感温电缆的铺设区域选择、布线方式以及选型对整个系统的影响巨大，极易形成传感失效问题从而导致重大火灾的发生。

依据GB 50229《火力发电厂与变电站设计防火标准》和第三方消防安全评估机构出具的《消防安全评估报告》对本系统进行如下改造：

（1）在设备间电缆桥架、静电地板下方、井筒区电缆桥架敷设感温电缆合计1 560 m。

（2）在1号、2号电缆井内敷设感温电缆合计544 m。

（3）按区域独立安装模块箱，均配置火警、故障模块及终端盒。

（4）各点位均接入消防报警主机及CRT系统。

在本次改造中，针对以上特征，针对不同的区域采用了不同规格的感温电缆，并对一些区域进行了加强以保证传感网络的有效工作。针对一些布线不合理的区域进行了重新整理和布线，对一些存在破损的线缆进行了修复以保证在区域内发生小型火情时能够第一时间发现并报警。在安装施工时，在桥架内按近似正弦曲线接触式布置，并用尼龙线卡固定。感温电缆敷设时波峰距离不大于1.8 m。在施工过程中，对电缆接头等重点部位重点敷设，可以探测此处的危险温度。通过严格、规范的施工保证整个系统质量的稳定性。

3.4 消防系统的调试

在对各系统进行改造后，需要对其工作状态进行调试以确保各模块的功能是否正常以及整个系统性能是否稳定。在本次改造中，主要对火灾自动报警系统报警部分、报警主机、火灾自动报警系统联动控制部分等系统的性能进行调试。在火灾自动报警系统联动控制部分的系统调试中，采用分系统、分层进行检查维修，采用先现场手动、再远程控制、然后自动联动的测试步骤，对整个联动部分做全面检查，确认其联动关系、动作设备与逻辑关系符合消防规范要求。对不符合要求的部分及时维修更正，保证整个系统的可靠性。

4 总结

消防是一项社会性、科学性很强的工作，是人民生命财产安全和经济建设的重要保障之一。火灾是诸多不安全因素凑到一起而造成的。合格、完善的消防系统是从源头有效预防火灾的一道“保险阀”。文章从沙河抽水蓄能电站消防系统存在的问题出发，依据国家标准对其存在的问题进行分析和改造，最终形成一种具有经济节约型、稳定性强、性能高的消防系统，可为其他抽水蓄能电站消防系统的建设改造提供借鉴参考。