7. Противопожарное водоснабжение

Объектами автоматического водяного пожаротушения на ГЭС являются гидрогенераторы

• трансформаторы мощностью более 63 МВА

• реакторы мощностью более 63 МВА

• кабельные сооружения

• подпультовые помещения

Перечень объектов, на которых должны устанавливаться авто­матические системы пожаротушения регламентируются нормативно–распорядительной документацией Минтопэнерго России.

Повреждение синхронных машин вызванных пробоем изоляции обмоток статора генератора, может вызвать пожар с тяжелыми послед­ствиями. На генераторах ГЭС устанавливаются электрические защиты, которые действуют на автоматический пуск систем пожаротушения. В качестве огнегасящего вещества применяется распыленная вода. Вблизи лобовых частей обмоток статора размещают дренчерные кольцевые трубопроводы, в которых выполнены отверстия со специальными насадками - дренчерами - ось которых направлена в сторону обмотки. Шаг отверстий принимается 80-100 мм, что обеспечивает плотность водяных струй, создающих водяную завесу. Давление воды перед дренчерным отверстием должно быть в пределах 2-5 атм. Расход воды на тушение пожара в генераторе зависит от диаметра дренчерного отверстия и при давлении воды 2,5 атм. принимается от 26 л/сек при диаметре 8 мм до 56 л/сек при диаметре 18 мм. Расчетная продол­жительность тушения пожара генератора принимается 5-10 мин. Включение систем пожаротушения должно быть автоматическим с действием от защит от внутренних повреждений обмоток статора. Следует отметить, что при ложном срабатывании защиты или при дли­тельной подаче воды происходит излишнее увлажнение изоляции, по­этому требуется достаточно высокая надежность работы этих уст­ройств. На практике ввод системы пожаротушения производится вручную после установления явных признаков пожара (наличие силь­ного задымления).

Трансформаторы на ГЭС являются главными объектами пожар­ной безопасности так как содержат значительное количество транс­форматорного масла, поэтому тушение их осуществляется автоматиче­ски с пуском от защит трансформатора. С этой целью по периметру трансформатора монтируются на безопасном расстоянии кольцевые трубопроводы на которых вертикально устанавливаются дренчерные оросители. Число оросителей определяется типом трансформатора и площадью поверхности трансформатора. Обычно принимается расход 0,2 л/сек на 1 м². Так для трансформаторов СШ ГЭС требуется 95 л/сек воды, а на МГЭС - 60 л/сек. расчетное время тушения пожара транс­форматора принимается 10 мин.

Возможно возникновение такой ситуации, когда при пожаре на­рушается плотность элементов конструкции трансформатора, и в этом случае масло может разлиться по поверхности смешиваясь с водой, применяемой при тушении пожара. В этом случае должны предусмат­риваться специально установленные емкости, куда должна сливаться водно-масляная смесь, образующаяся во время тушения пожара. В этом маслосборнике предусматривается устройство для разделения воды и масла. Вместимость маслосборника принимается равной объ­ему масла в наибольшем из трансформаторов и 30-минутному расходу воды на пожаротушение. Вода, поступившая в маслосборник, слива­ется в НБ, а отделенное масло задерживается, а затем сливается в мас­ляное хозяйство ГЭС. Пуск системы пожаротушения трансформатора осуществляется дифференциальными и газовыми защитами - сблоки­рованных со специальными устройствами обнаружения пожара. Кроме того, используется газовая защита трансформатора, которая включает систему пожаротушения только поврежденной фазы.

Кабельные сооружения ГЭС должны оборудоваться системами автоматического пожаротушения, которые представляют собой сис­тему трубопроводов, по которым подается вода к объекту пожара и запорно-пусковых устройств (ЗПУ). Каждый объект оснащается сис­темой пожарного обнаружения и оповещения, с помощью которой осуществляется обнаружение пожара и автоматический пуск системы и подача воды на очаг пожара.

Каждый объект станции оснащается системой пожарной сигна­лизации, с помощью которой осуществляется контроль за противопо­жарным состоянием защищаемого объекта автоматическим пуском системы пожаротушения.

Контроль за противопожарным состоянием объекта осуществ­ляется с помощью датчиков пожаротушения, которыми оснащаются объекты. Применяются несколько типов датчиков:

ИДФ-1, которые реагируют на появление дыма. В нормальном режиме горит на датчике лампочка, при появлении дыма она гаснет и происходит запуск системы пожаротушения.

• ДИП-1 реагируют на дым и повышение температуры;

• ДИП-3, ДИП-9 реагируют на появление дыма;

• ДТЛ - реагируют на повышение температуры и срабатывают при Т = +72°С.

Расчетное время тушения пожара принимается 10 мин.

Источником водоснабжения систем пожаротушения, является верхний бьеф. Предпочтение отдается сегодня самотечной системе, если по условиям компоновки защищаемого оборудования можно обеспечить расчетное давление перед устройствами распыления воды. Самотечная система пожаротушения осуществляется как минимум из 2-х источников непосредственно из ВБ. Допускается выполнять водо­заборы из спиральных камер турбин при условии, что должно быть обеспечено непрерывное водоснабжение системы пожаротушения даже при выводе для планового ремонта с опорожнением спиральной камеры и аварийного отключения другого агрегата со сбросом быс­тропадающих затворов. В качестве примера этой системы питания можно привести систему питания пожаротушения СШГЭС, где при­менена самотечная система с разрывом высоконапорной струи (рис. 6.7). Система выполнена с устройством емкостей большого объема баков, расположенных в теле плотины на уровне, гарантирующем, что гидростатическое давление в системе пожаротушения не превысит 10 атм. в любой точке сети трубопроводов пожаротушения на любом объекте ГЭС.

Рис. 6.7. Схема самотечной системы противопо­жарного водоснабжения:

I - водопитатель; 2 - водозабор с решеткой; 3 - фильтр сетчатый; 4 - трубопроводы пожаротушения трансформатора; 5 - электроконтактный манометр; 6 - автоматическая задвижка; 7 - ЗПУ; 8 - дренажная воронка; 9 - ремонтная (секционная) задвижка; 10 - станция водяного пожаротушения (СВПТ); 11 - подводящие трубопроводы; 12 - питательный трубопровод; 13 - распределительный трубопровод в секции кабельного помещения; 14 - ветвь распределительного трубопровода; 15 - оросители; 16 - дренчерные трубопроводы пожаротушения гидрогенератора.

Насосная схема питания системы пожаротушения применяется в том случае, когда давления воды из ВБ недостаточно или слишком велико для питания системы. Насосы устанавливаются на отметках таким образом, чтобы корпус насоса находился под давлением не ме­нее 0,05 атм., при этом максимальное давление на всасывающем пат­рубке насоса не должно превышать 2,5-3 атм. Помещение насосной оборудуется в соответствии с требованиями предъявляемые норма­тивно-распорядительной документации в Минтопэнерго России. Стены помещения должны иметь порог огнестойкости не менее 0,75 часа, расстояние между насосом и стенами не менее 1 метра, в поме­щении должны устанавливаться грузоподъемные устройства для про­изводства ремонтов насосов и запорной арматуры, должны быть осна­щены аварийным освещением, связью, вентиляцией, которая должна обеспечивать температуру в помещении в пределах +5° - +35° и влаж­ность не более 80%. Питание насосов должно осуществляться от двух независимых источников питания с применением АВР. Работа насос­ной должна быть полностью автоматизирована.

Противопожарные трубопроводы должны обеспечивать непре­рывную подачу воды в противопожарную систему и быть закольцо­ванной который разделяется секционными задвижками, которые должны обеспечить отключение и вывод в ремонт не более 3-х ЗПУ и 5-ти пожарных кранов. Трубопроводы должны быть постоянно запол­нены водой, расположены в помещениях с температурой не менее +5°С, прокладка их должна производиться открыто. Запрещено вы­полнение тупиковых трубопроводов с длиной более 200 метров и при­соединении к нему более 3-х ЗПУ, 1 гидранта и 12 пожарных гидран­тов. Диаметр трубопровода должен быть таким, чтобы была обеспе­чена скорость воды не менее 3-5 м/сек.

Запорно-пусковые узлы (ЗПУ) (рис. 6.7) устанавливаются по одному на каждый объект пожаротушения на каждый объект без ре­зерва. Для автоматической подачи воды применяется автоматическая задвижка с моторным приводом. В состав ЗПУ входит также манометр для визуального контроля за давлением воды на защищаемый объект, электроконтактный манометр, который сигнализирует о подаче воды на защищаемый объект при пожаре. ЗПУ позволяет сгруппировать объекты пожаротушения. В узел управления - СВПТ - станцию водя­ного автоматического пожаротушения. Запрещается устанавливать СВПТ и ЗПУ в помещениях, где есть возможность затопления водой или же нефтепродуктами.

Рис. 6.7. Схема СВПТ с тремя ЗПУ:

1 - ремонтная задвижка; 2 - автоматические за движки; 3 - дренажные воронки; 4 - электроконтактные манометры; 5 - оросители

Работа систем пожаротушения должна быть автоматизирована. Автоматизируется:

пуск рабочих пожарных насосов при открытии любого ЗПУ по импульсу, поступающему от датчика пожаротушения любого защи­щаемого объекта;

пуск резервного насоса в случае отказа рабочего насоса или не включения системы;

на пуск пожаротушения в течение установленного времени по импульсу;

электроконтактного манометра на трубопроводе;

остановка насосов после прекращения пожара и закрытия ЗПУ через определенное время;

пуск насосов при опробовании дистанционно;

сигнализировать персоналу о пусках рабочего и резервного на­сосов;

об отсутствии напряжения питания насосов.

При пожарах в закрытых кабельных сооружениях должна авто­матически с пуском системы пожаротушения отключаться приточная и вытяжная вентиляция, а генератор немедленно остановлен.

_{Рис. 6.8. Схема самотечного технического водоснабжения}

1. _{водозабор из спиральной камеры}

2. _{резервный водозабор и спиральной камеры}

3. _{фильтр сетчатый}

4. _{воздухоохладитель генератора}

5. _насос

6. _{водоизмерительная шайба}

7. _{водоизмерительная шайба}

8. _{маслоохладитель подпятника генератора}

9. _{маслоохладитель подшипника генератора}

10. _{задвижка с моторным приводом на сливном трубопроводе}

11. _{задвижка с моторным приводом}

12. _{задвижка с моторным приводом на сливном трубопроводе}

13. _{электроконтактный манометр}

14. _{водозабор из спиральной камеры}

На рис. 6.8 показана схема самотечного технического водо­снабжения.

Водозаборы 1 и 14 осуществляются из спиральной камеры са­мостоятельно для питания воздухоохладителей 4 и маслоохладителей подпятника 8 и подшипника генератора 9. Третий водозабор 2 является резервным для обеих систем. Каждый водозабор является Резервным для обеих систем. Каждый водозабор защищен сетчатым фильтром 3 и задвижками для его отключения в ремонт при работающем агрегате. На трубопроводе водоснабжения подшипника расположенного выше минимального уровня верхнего бьефа, установлен насос 5 для зарядки сифона при пуске агрегата. На сливных ветвях от каждого потребителя технической воды установлены задвижки 10,11 и 12с электроприво­дами. Контроль расхода воды на охлаждение осуществляется дифма­нометрами подключенными к измерительным шайбам 6 и 7 на трубо­проводах питания подпятника и подшипника. Задвижка 15 открыва­ется только при промывке трубопроводов. Система автоматизирована: при пуске агрегата открывается задвижка 12 на сливном трубопроводе маслоохладителей подпятника и подшипника и включается насос 5. После появления воды дифманометры разрешают пуск агрегата и от­ключают насос. Перед включением агрегата под нагрузку открывается одна из задвижек 10 или 11, при нагревании воздуха до 40°С открыва­ется вторая задвижка. После остановки агрегата задвижки 10,11 и 12 закрываются. При понижении давления в напорном трубопроводе пи­тания воздухоохладителей электро–контактный манометр 13 включает предупредительную сигнализацию.

Рис. 6.9. Регулируемый эжектор

На рис. 6.9. показан регулируемый эжектор с соплом 75 мм, смесительной камерой 170 мм и ходом иглы 50 мм. Эжектор предна­значен для работы в диапазоне значений давления: рабочей камеры Р = 7-23 атм., подсасываемой воды 1,3 - 2,5 атм.

Рис. 6.10. Схема эжекторного технического водоснабжения

1. – гидроклапан;

2. – измерительная шайба;

3. - подшипник турбины;

4. - фильтр сетчатый;

5. - измерительная шайба;

6. – эжектор;

7. – деаэратор;

8. - задвижка с моторным приводом;

9. - теплообменники охлаждения обмотки статора генератора;

10. - маслоохладители трансформатора;

11. - теплообменник кондиционера;

12. - измерительная шайба;

13. - измерительная шайба;

14. – маслоохладители подшипника генератора;

15. – маслоохладители подпятника;

16. – электроконтактный манометр;

17. - теплоохладители выключателя генератора;

18. – задвижка для промывки трубопровода;

19. – электроконтактный манометр;

20. – воздухоохладители генератора;

21. – фильтр сетчатый;

22. – задвижка с моторным приводом;

23. – эжектор;

24. – предохранительное устройство;

25. - задвижка с моторным приводом;

26. - измерительная шайба;

27. – теплообменники тиристорных преобразователей;

28. – переливное устройство.

На рис 6.10. показана агрегатная схема эжекторного техниче­ского водоснабжения агрегата. Водозаборы осуществляются из ниж­него бьефа через деаэраторы 7, питание эжекторов 6 и 23 выполняется из спиральных камер турбин по трубопроводам с задвижками 8 и 22 Эжекторы регулируемые. Эжектор 23 подает воду через фильтр 21 к воздухоохладителям генератора 20. Эжектор 6 обеспечивает водо­снабжение через фильтр 4 маслоохладителей подпятника 15, подшип­ника генератора 14, теплообменников охлаждения обмотки статора генератора 9, подшипника турбины З. Вода, охладившая теплообмен­ник статора генератора, поступает к маслоохладителям 9а главных трансформаторов, теплообменникам тиристорных преобразователей 27, выключателя генератора 17 и кондиционера 11. Контроль за посту­плением охлаждающей воды осуществляется дифманометрами–расхо­домерами, подключенными к измерительным шайбам 2, 5, 12, 13, 26 и электроконтактные манометры 16 и 19. Предусмотрено объединенное водоснабжение двух соседних агрегатов по соединительному трубо­проводу 25. Задвижка 18 предназначена для промывки трубопроводов по мере необходимости. Переливное устройство 28 располагаемое по отметке ниже уровня масла в расширителе трансформатора, предот­вращает превышение давления воды над давлением масла в маслоох­ладителях трансформатора. Предохранительные устройства 24 предот­вращают повышение давления воды в системе водоснабжения сверх допустимого при каких-либо ошибочных операций. Гиброклапан 1 открывает резервную подачу воды к подшипнику турбины из проти­вопожарной магистрали при недостаточном водоснабжении основной магистрали. При поступлении команды на пуск агрегата автоматиче­ски открывается задвижка 8 и вода от эжектора 6 одновременно по­ступает к потребителям 3, 9, 14, 15, 17 и 27. Перед набором нагрузки открывается задвижка 22 и вода от эжектора 23 поступает к воздухо­охладителям генератора. К маслоохладителям трансформатора 9 вода поступает после открытия задвижки К) при соответствующей нагрузке и прогрева масла. После остановки агрегата закрываются задвижки 8, 10 и 22 и подача воды прекращается.

Рис. 6.11 Схема насосного технического водоснабжения

1 – насос; 2 – фильтр сетчатый; 3 – отводы к агрегатам

На рис 6.11. показан пример схемы насосного технического во­доснабжения, которая обслуживает несколько агрегатов. Предусмот­рена установка 3-х насосов 1,один из которых является резервным. Все насосы подключены к 2-м параллельным магистралям, в начале каж­дой предусмотрен сетчатый фильтр. Пропускная способность магист­рали и каждого фильтра достаточно для охлаждения всех агрегатов при отключении одной из нитки в ремонт. От магистралей выполнены отводы 3 к каждому агрегату.

6. Пневматическое хозяйство ГЭС, назначение,

состав оборудования, основы технической

эксплуа­тации

1. Назначение пневматического хозяйства ГЭС

Пневматическое хозяйство ГЭС представляет собой одну или несколько самостоятельных систем высокого и низкого давления, в каждой из которой воздухопроводами объединены компрессорные установки, воздухосборники и потребители. На крупных ГЭС с терри­ториально удаленными от здания станции распределительными уст­ройствами на каждом из них имеется свое пневматическое хозяйство. Системы эти оборудуются предохранительными клапанами, прибо­рами контроля, защиты, автоматики, которые обеспечивают безопас­ность работы и эксплуатации пневматического хозяйства в соответст­вии с правилами органов Государственного технического надзора, так как оборудование пневматического хозяйства является потенциально опасным и поэтому оно подвергается контролю со стороны государст­венных органов, которые осуществляют контроль и надзор, начиная от проектирования и изготовления до организации эксплуатации. Пнев­матическое хозяйство низкого давления - это система, работающая под давлением 6-8 атм. Ее потребителями являются системы торможения агрегатов, система отжатия воды из камер рабочих колес перед вводом агрегата в режим синхронного компенсатора, пневмогидравлические измерительные приборы, пневматический инструмент.

Пневматическое хозяйство высокого давления - это система ра­ботающая под давлением 20-63 атм. Ее потребителями являются мас­ловоздушные котлы маслонапорных установок систем управления турбин, системы управления воздушных выключателей и для гашения электрической дуги при отключении рабочих и токов короткого замы­кания. Расход воздуха и пределы давлений, которые обеспечивают надежность работы оборудования, параметры компрессорных устано­вок, их элементов и аппаратуры управления определяются на основе данных потребителей воздуха. Воздухопроводы, запорная и регули­рующая аппаратура, воздухопроводы и компрессоры должны обяза­тельно резервироваться. Особое внимание должно уделяться качеству производимого компрессорными установками воздуха, которое ис­пользуется в камерах воздушных выключателей для гашения дуги и изоляции воздушных промежутков в контактных соединениях. Недо­пустимо увлажнение изоляционных материалов внутренних поверхно­стей воздушных выключателей из-за резкого ухудшения, а порой и полной потери ими диэлектрической прочности. Недопустима также конденсация влаги, содержащейся в воздухе при колебаниях темпера­туры наружного воздуха. Конденсат, который, замерзая в воздухос­борниках воздухопроводах или в запорной аппаратуре, может при­вести к отказу этих устройств, что также недопустимо. Кроме того, влага ускоряет процесс коррозии внутренних поверхностей воздухо­проводов и воздухосборников и уменьшает сроки их службы. Поэтому, вопросам снижения влажности воздуха высокого и низкого давления при эксплуатации пневматического хозяйства придается большое зна­чение. Воздух, применяемый в этих системах, тщательно очищается от влаги с помощью различных технологических способов, применяемых при производстве сжатого воздуха. Наиболее широкое применение получили термодинамические методы осушения воздуха, при которых происходит снижение давления воздуха в воздухосборниках перед поступлением в распределительную сеть, и физическим способом, ад­сорбируя (поглощая) влагу с помощью каких-либо поглотителей. Кроме того, применяется способ редуцирования, т.е. быстрого расши­рения объема воздуха, который технологически выполняется периоди­ческой продувкой - соединением сосуда высокого давления с атмосфе­рой. В воздухосборнике воздух находится с влажностью практически 100%, для выделения водного конденсата их располагают на открытом воздухе и периодически продувают (для того, чтобы зимой продувоч­ное устройство не замерзло, оно оборудуется специальными обогрева­тельными устройствами во избежание замерзания конденсата и выхода из строя продувочного устройства). При редуцировании происходит расширение воздуха и его относительная влажность уменьшается, т.к. в большем объеме остается то же количество влаги, что и до редуци­рования.