Тактика тушения пожаров на объектах энергетики (расчёт сил и средств)

Количество  горизонтальных конструкций зависит  от высоты туннеля или кабельного помещения и при высоте 2 м будет  составлять 8—10. В связи с этим общее количество кабелей в туннеле  может быть при двустороннем расположении конструкций 65—80, а при одностороннем 32—40. В местах пересечения кабельных  потоков число кабелей на участке  туннеля значительно возрастает. Удельная горючая нагрузка этих помещений  составляет 25—40 кг/м².

При пожарах  в кабельных помещениях в начальный  период происходит медленное развитие горения и только спустя некоторое  время скорость его распространения существенно увеличивается. Практика свидетельствует, что при реальных пожарах в кабельных туннелях наблюдаются температуры до 600 °С и выше. Это объясняется тем, что в реальных условиях горят кабели, которые длительное время находятся под токовой нагрузкой и изоляция которых прогревается изнутри до температуры 80 °С и выше.

Иногда  наблюдается одновременное воспламенение  кабелей в нескольких местах и  на значительной длине. Связано это  с тем, что кабель находился под нагрузкой и его изоляция нагрелась до температуры, близкой к температуре самовоспламенения.

В кабельных  помещениях пожары возникают в основном из-за короткого замыкания (КЗ), электрического пробоя изоляции или ее перегрева. Развитию пожаров способствует наличие горючей  изоляции и ее нагрев рабочими токами, а также то, что закрытые люки в перекрытиях туннелей препятствуют выходу продуктов горения, которые удаляются лишь через вентиляционные отверстия в торцах туннеля (отсека). При движении продуктов горения вдоль кабельных линий происходит нагрев изоляции, что приводит к резкому увеличению скорости распространения горения.

В помещениях контрольных кабелей обычно проложены  линии оперативного тока, которые  не защищена от перегрузки и токов КЗ. При повреждении и КЗ на такой линии почти одновременно по всей длине кабеля возникает множество очагов горения и пожар может быстро распространяться на другие помещения или установки, расположенные даже на значительном удалении от места первоначального возникновения горения.

Развитие  пожаров в кабельных помещениях с кабелями в маслонаполненных трубах при равных условиях газообмена происходит более интенсивно, чем по кабелям  воздушной прокладки. Вызвано это  тем, что масло в трубах находится  при температуре 35—40°С под избыточным давлением и при разгерметизации трубы растекается, увеличивая площадь горения и температуру в помещении.

Пожары  в туннелях нередко приводят к  возникновению источников зажигания (пои прохождении токов КЗ) на других участках электросети: на пультах  управления, в ячейках распределительных  устройств (РУ), трансформаторных блоках, что может явиться причиной нового очага пожара.

Опыты по изучению условий распространения  огня в кабельных сооружениях, во время которых сжигались силовые  кабели с различной изоляцией, с  наружным покровом и без него, в  том числе контрольные кабели и кабели связи, показывают, что в  начальной стадии горения кабелей  одновременно с обильным дымовыделенинм происходит рост температуры. Это приводит к плавлению мастики и материалов (битум, смола), которыми пропитаны кабели.

Расплавленная и горящая масса стекает на расположенные ниже кабели, изоляция которых также воспламеняется. Токопроводящие жилы кабелей оголяются, что приводит к дополнительным КЗ и появлению новых очагов пожара.

Большое влияние на развитие пожара оказывают  соединительные муфты, которые содержат 8—12 кг горючей изоляционной массы. Во время экспериментов наблюдались  ее плавление, воспламенение и разбрызгивание на расстояние 3—5 м, что способствовало распространению огня.

Опытами установлено, что при горении  кабелей, уложенных по стенам на кронштейнах, температура под перекрытием  через 8 мин достигала 600 °С, а через 9—12 мин — 800 °С. При этом скорость распространения огня в вертикальном направлении в зависимости от расстояния между кронштейнами, на которые уложены кабели, составляет 0,45—0,5 /мин. а в горизонтальном— 0,18—0,35 м/мин. Скорость распространения огня по площади находится в интервале 0,08—0,17 м²/мин.

Развитие  пожара в машинных залах электростанций во многом зависит от характера возникновения  горения (воспламенение паров масла, взрыв, КЗ и т. п.). Наиболее интенсивно развиваются пожары при взрывах, когда возникает множество очаговых повреждений систем соседних генераторов, турбин, в результате чего возможны выход водорода из системы охлаждения, растекание масла, образование КЗ на линиях оперативного тока, контрольных и силовых кабелей. Могут иметь место обрушения ограждающих конструкций здания.

При аварии маслосистем и горении масла  обстановка осложняется тем, что  масло через неплотности к проемы растекается на нижерасположенные отметки в кабельные каналы, туннели и полуэтажи. В пламени оказываются масляные емкости я маслопроводы других блоков. При этом выделяется большое количество дыма, что часто не позволяет дежурному персоналу произвести все необходимые операции по оперативному плану тушения и обеспечить постоянный контроль других агрегатов.

Сложность обстановки при горении масла  заключается в том, что емкости  маслосистем, маслопроводы, насосы находятся  на нулевой отметке, где происходит горение растекающегося масла, тогда  как генераторы и турбины со всеми  приборами контроля и управления находятся выше нулевой отметки, т. е. в зоне действия дыма и пламени. Скорость распространения огня по площади  может достигать 25 м²/мин.

Среди веществ, применяемых на электростанциях, наиболее пожароопасными являются турбинное  и трансформаторное масла. Развитие пожаров в трансформаторах зависит в основном от причин их возникновения и поведения корпуса трансформатора. При местном перегреве сердечника горение обычно носит тлеющий характер и может продолжаться длительное время.

Признаками  такого пожара являются выделение газов  в камере газового реле, а также  шум трансформатора. При несвоевременном  отключении трансформатора происходит КЗ и горение в обмотках. Обнаружить это можно по выходу продуктов  горения из консерватора, разрушению предохранительной мембраны, выпучиванию  стенок или крышки баков.

При межвитковых  пробоях и КЗ в обмотке высокого напряжения и своевременном срабатывании аппаратов защиты наблюдается только местное выгорание обмотки. В  противном случае в зависимости  от мощности КЗ может произойти разрушение мембраны, консерватора и срыв крышки трансформатора с выбросом масла  наружу.

При большой  мощности КЗ (чаще на стороне низкого  напряжения) и длительном горении  происходит разрушение консерватора, а затем корпуса трансформатора, в результате чего растекающееся  масло создает угрозу соседним трансформаторам  и устройствам.

Выделяющийся  дым осложняет обстановку, так  как твердые его частицы осаждаются на влажных изоляторах, снижая их диэлектрические  свойства, что приводит к перекрытию изоляторов и образованию новых  очагов горения. Горение масла на трансформаторе приводит к разрушению других изоляторов, к падению токопроводов на землю. При этом корпус трансформатора может оказаться под напряжением. Наибольшие повреждения с разрывом корпуса трансформатора происходят при КЗ на входных или выходных токопроводах.

Пожары  в распределительных устройствах  возникают в основном при авариях  маслонаполненных аппаратов или  из-за воспламенения изоляции. Из них  наиболее пожароопасными являются: масляные выключатели, трансформаторы (силовые, измерительные), реакторы и конденсаторы. Загорания в масляных выключателях чаще всего возникают при перекрытии между проходными изоляторами внутри выключателя или между изолятором и корпусом. В первом случае возможен разрыв корпуса, а во втором — прогар его и разлив горящего масла.

Разрыв  корпуса иногда бывает настолько  сильным, что происходит срыв двери  камеры и горение может распространиться по секции и в целом по всему  РУ.

Особенности развития пожаров в других маслонаполненных аппаратах аналогичны описанным. Для пожаров в РУ характерна большая скорость задымления помещений из-за небольших объемов камер, коридоров и высокой дымообразующей способности материала изоляции и трансформаторного масла. Наиболее сложная обстановка может быть при пожаре, если РУ расположены внутри здания электростанции. В этом случае возможно задымление смежных помещений, что не позволит оперативно контролировать направление распространения горения и управлять работой систем, обеспечивающих функционирование энергоблоков.

Пожары  с тяжелыми последствиями могут  быть в основных и вспомогательных  помещениях котельных цехов, где  возможно сосредоточение большого количества котельного топлива. В пылеприготовительных отделениях не исключены взрывы угольной пыли.

В котельных  цехах, применяющих мазут в качестве основного или растопочного топлива, при повреждении мазутопроводов возможно быстрое растекание горючей жидкости и ее воспламенение от пламени форсунки (давление мазута около 3 МПа, а температура свыше 120 °С). В этом случае пожар может принимать большие размеры, и при наличии незащищенных металлических конструкций в течение 10—20 мин возможна их деформация с последующим обрушением.

Оперативно-тактические  особенности объектов.

Большинство электростанций и подстанций работает в единой энергосистеме, представляющей собой совокупность электростанций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей от ТЭЦ, связанных  в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения энергии. Сети энергосистемы  охватывают большие территории с  крупными промышленными центрами и  большими городами. Несвоевременная  ликвидация пожара, возникшего на одном  объекте, может вызвать перебои  в энергоснабжении городов и  предприятий.

В настоящее  время наиболее распространенными  являются тепловые паротурбинные электростанции. Планировку и конструктивные особенности  станций определяет примерно следующая  технологическая схема производственного процесса. Топливо (уголь, торф, мазут или газ) после предварительной обработки (дробление угля до пыли, подогрев мазута) подают для сжигания в котлоагрегат. Современный котлоагрегат сочетает в себе топочное устройство, котел, вентиляторы, подающие воздух и отсасывающие отходящие газы, устройства для перегрева пара, агрегаты топливо- и водоснабжения.

Полученный  пар направляют в турбоагрегат [начальное  давление пара в турбоагрегате мощностью 220 тыс. кВт 12,74 МПа (130 атмосфер) при температуре 565°С], преобразующий механическую энергию в электрическую.

Рис. 1. Поперечный разрез главного здания теплоэнергостанции/—машинный зал; 2 — мостовой кран; 3 — деаэраторная; 4 — надбункерная галерея; 5 — бункера топлива; 6 — котельная; 7—паровые котлы; 8 — фундаменты котлов; 9 — кабельные каналы; 10 — водоотводной канал

Основными машинами агрегата, установленными на общей фундаментной плите, являются паровая турбина, трехфазный синхронный электрогенератор и возбудитель генератора. Генераторы имеют замкнутое воздушное или водородное охлаждение, масляную систему смазки и регулирования турбины. Вместимость масляной системы для мощных генераторов 10...15 т.

Вырабатываемая  генератором электроэнергия передается по подвесным проводам или шинам  на распределительное устройство или  непосредственно на повышающий трансформатор, затем распределяется между линиями  дальних электропередач. Часть отработанного  пара конденсируется, дистиллированная вода возвращается в котел, часть  пара расходуется для теплофикационных нужд.

Здания  электростанций строят из несгораемых  материалов с каркасом из сборного железобетона или металла и металлическими фермами (рис. 92). Обычно котельный цех, машинный зал и служебные помещения  размещают в едином блоке —  главном здании станции. В этом же здании или на незначительном расстоянии от него размещают также главный  щит управления и распределительное  устройство генераторного напряжения; на небольшом удалении от главного здания находится закрытое или открытое распределительное устройство высокого напряжения (35; ПО; 220; 500 кВ).

Пожароопасное оборудование открытых и закрытых распределительных  устройств — силовые и измерительные  трансформаторы, реакторы, масляные или  воздушные выключатели.

В современных  мощных электростанциях пролет машинного  зала 30...50 м, длина более 200 м, высота 30... 40 м (высота котельного цеха достигает 80 м). В южных районах страны котельные  агрегаты электростанций устанавливают  на открытом воздухе.

Размещение  электротехнических сооружений гидростанций определяется типом и общей компоновкой  станции. Распределительное устройство генераторного напряжения и собственных  нужд электростанции, а также щит  управления располагают в главном  здании станции. Повысительные трансформаторы устанавливают обычно непосредственно у здания станции. Открытое распределительное устройство (ОРУ) повышенного напряжения размещают, возможно, ближе к станции. Энергию к ОРУ на мощных гидростанциях передают по маслонаполненным кабелям, проложенным в туннелях.

В последние  годы началось широкое строительство  атомных электростанций (АЭС). По данным Международного агентства по атомной  энергии («Правда», 1982, 21 марта, с. 3), к 1985 г. в мире более 400 атомных электростанций будут вырабатывать примерно 17 % всей электроэнергии. АЭС в нашей стране сооружаются как крупные энергокомплексы на конечную мощность 4... 6 млн. кВт. Основные источники энергии на АЭС — атомный водографитовый реактор РБМК-Ю00 (мощность 1млн. кВт), реактор с водой под давлением ВВЭР-400 и реактор на быстрых нейтронах с жидкометаллическим охлаждением мощностью 600 тыс. кВт.

Пожары  на электростанциях могут принимать  значительные размеры, особенно при  разрыве масляной системы генератора, взрывах и повреждениях трансформаторов  и масляных выключателей. В этом случае основной очаг горения —  разлившееся и вытекающее масло, количество которого может достигать 100 т и более. Нередки пожары в  кабельных полуэтажах, туннелях, проходных  коробах и каналах с силовыми кабелями, сеть которых на электростанциях довольно разветвленная. При таких пожарах всегда имеется прямая угроза распространения их на щиты управления и релейные.