排油注氮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

1、Code for design, installation and acceptance of oil evacuation and nitrogen injection extinguishing system of transformer前 言II引 言III1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和符號(hào)14 設(shè)計(jì)要求35 施工66 驗(yàn)收87 維護(hù)管理98 條文說明10附錄A（規(guī)范性附錄）施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理檢查記錄表11附錄B（規(guī)范性附錄）管道吹掃記錄表12附錄C（規(guī)范性附錄）管道試壓記錄表13附錄D（規(guī)范性附錄）驗(yàn)收記錄表14附錄E（規(guī)范性附錄）系統(tǒng)運(yùn)行日登記表16附錄F（規(guī)范性附錄）維護(hù)檢

2、查記錄表17附錄G（規(guī)范性附錄）年度檢查記錄表18附錄H（規(guī)范性附錄）驗(yàn)收缺陷項(xiàng)目劃分表19附錄I（資料性附錄）油浸變壓器排油注氮消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范條文說明20GB 5099 GB/T 8979-2008 GB 5099的要求。主電源宜采用一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷8 條文說明 詳細(xì)參照附錄I表C.1 管道試壓記錄表表D.1 驗(yàn)收記錄表表D.1（續(xù)）. 1 總則 油浸變壓器排油注氮消防系統(tǒng)是一種具有自動(dòng)探測(cè)變壓器火災(zāi)，可自動(dòng)（或手動(dòng)）啟動(dòng)，控制排油閥開啟排放部分變壓器油排油泄壓，同時(shí)通過斷流閥有效切斷儲(chǔ)油柜至油箱的油路，并控制氮?dú)忉尫砰y開啟向變壓器內(nèi)注入氮?dú)獾臏缁鹣到y(tǒng)。系統(tǒng)通常由消防控制柜、消防

3、柜、斷流閥、火災(zāi)探測(cè)裝置和排油管路、注氮管路等組成。排油注氮消防系統(tǒng)示意圖見圖I.1。I.1.2 消防控制柜一般設(shè)置于控制中心，主要功能是接收火災(zāi)等相關(guān)信號(hào)并發(fā)出動(dòng)作指令。I.1.3 消防柜設(shè)置于被保護(hù)的變壓器旁，消防柜包括實(shí)現(xiàn)氮?dú)鈨?chǔ)存、安全泄壓、氮?dú)忉尫拧毫︼@示、欠壓報(bào)警、氮?dú)鉁p壓、機(jī)械聯(lián)鎖、油氣隔離、排油、漏油觀測(cè)等功能的部件以及與之配套的管路管件。I.1.4 斷流閥安裝在油浸變壓器儲(chǔ)油柜與油箱之間的連接管路上，正常情況下處于開啟狀態(tài)，達(dá)到額定流量自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)變壓器排油時(shí)，能自動(dòng)切斷儲(chǔ)油柜向變壓器油箱的供油。I.1.5 火災(zāi)探測(cè)裝置安裝在變壓器上部，用于探測(cè)變壓器火災(zāi)危險(xiǎn)。I.1.6 排

4、油管路上設(shè)置有檢修閥、排油閥、漏油觀測(cè)裝置等，排油管路的一端連接在變壓器上部，另一端接入事故油池或儲(chǔ)油罐等變壓器事故泄油設(shè)施，排油閥控制系統(tǒng)排油泄壓，漏油觀測(cè)裝置用于觀測(cè)系統(tǒng)漏油情況。I.1.7 注氮管路的一端連接在高壓氮?dú)鈨?chǔ)存容器上，另一端與變壓器油箱下部相連，注氮管路上設(shè)置有減壓裝置、高壓軟管、機(jī)械聯(lián)鎖閥、排氣組件、油氣隔離裝置等部件。I.1.8 排油注氮消防系統(tǒng)的滅火機(jī)理是：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)，控制系統(tǒng)啟動(dòng)排油閥排油泄壓，同時(shí)斷流閥自動(dòng)關(guān)閉，切斷變壓器儲(chǔ)油柜向油箱供油，變壓器油箱油位降低，油壓減輕，防止變壓器爆炸。經(jīng)過數(shù)秒延時(shí)，控制系統(tǒng)再啟動(dòng)氮?dú)忉尫砰y，高壓儲(chǔ)存容器的氮?dú)馔ㄟ^

5、注氮管路從變壓器油箱底部注入，攪拌冷卻油箱內(nèi)的變壓器油，同時(shí)隔離空氣，避免火災(zāi)危險(xiǎn)。I.2 4.1.3條對(duì)消防柜與排油連接閥的距離進(jìn)行了規(guī)定。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)時(shí)，變壓器內(nèi)部壓力迅速增加，采用較短的排油管道有利于排油泄壓。在保證安全操作距離的前提下, 消防柜應(yīng)盡量靠近排油連接閥布置。I.3 4.1.4條要求每臺(tái)油浸變壓器對(duì)應(yīng)獨(dú)立的消防柜，主要是考慮到目前排油注氮消防系統(tǒng)的滅火試驗(yàn)數(shù)據(jù)都是根據(jù)單臺(tái)油浸變壓器的容量、油量和構(gòu)造得出的，同時(shí)也是為了方便維護(hù)管理。I.4 4.1.6條從經(jīng)濟(jì)合理和維護(hù)方便的角度考慮，規(guī)定一臺(tái)消防控制柜可以控制多臺(tái)消防柜，但是每臺(tái)消防柜應(yīng)對(duì)應(yīng)獨(dú)立的控制單元，各

6、控制單元應(yīng)互不干擾，以方便檢修維護(hù)以及工程擴(kuò)建。I.5 4.1.7條規(guī)定了排油注氮消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度?？紤]到系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，會(huì)涉及到一些與溫度有關(guān)的技術(shù)參數(shù)，因此采用同一溫度基準(zhǔn)是必要的，國際上大都取20作為應(yīng)用計(jì)算的基準(zhǔn)，本規(guī)范中所列公式和數(shù)據(jù)（除另有指明者外）也是以該基準(zhǔn)溫度為前提條件的。I.6 4.1.8條規(guī)定了消防柜中氮?dú)鈨?chǔ)存容器的基本配置要求。從嚴(yán)格意義上講，氮?dú)鈨?chǔ)存容器的貯存容量和貯存壓力應(yīng)根據(jù)變壓器油箱的截面積、注氮強(qiáng)度、注氮時(shí)間以及管路情況經(jīng)計(jì)算確定?？紤]目前應(yīng)用的變壓器截面積參數(shù)以及管路參數(shù)相對(duì)偏差不大，滅火保護(hù)對(duì)象單一，為方便設(shè)計(jì)計(jì)算，規(guī)定了基本配置要求。實(shí)踐證明，這個(gè)配

7、置要求對(duì)目前應(yīng)用的油浸變壓器是可以保證滅火效果和注氮時(shí)間的。I.7 4.1.10條對(duì)氮?dú)鈨?chǔ)存容器的材質(zhì)和工作壓力進(jìn)行了規(guī)定，以確保系統(tǒng)安全性。本規(guī)范參照惰性氣體滅火系統(tǒng)儲(chǔ)存容器要求，將鋼瓶的最低公稱工作壓力規(guī)定為17.2MPa。消防柜一般設(shè)置在室外，柜內(nèi)的最高環(huán)境溫度可能超過50 ，因此本條同時(shí)規(guī)定鋼瓶的公稱工作壓力不得小于其在最高環(huán)境溫度下所承受的工作壓力I.8 4.1.12條考慮到變壓器油箱耐壓力較低，為降低可能的風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)定了減壓裝置出口的最高氮?dú)鈮毫χ?。同時(shí)需要注意的是，減壓裝置應(yīng)采用能同時(shí)減靜壓和動(dòng)壓的減壓裝置。I.9 4.1.14條規(guī)定了注氮時(shí)間，主要是為了保證滅火效果，防止復(fù)燃。I

8、.10 4.1.15.3條規(guī)定了排油管管徑的計(jì)算方法。下面用一個(gè)實(shí)例，介紹排油注氮消防系統(tǒng)排油管管徑的計(jì)算：有一臺(tái)變壓器，油箱貯油量50噸，采用排油注氮消防系統(tǒng)，計(jì)算排油管管徑。1） 確定排油時(shí)間，t=3s。2） 確定排油量，Q=50×103×0.01=500 kg。3） 變壓器油密度，=895kg/m3。4） 排油管中油流速度，取v=12m/s。 取管徑DN150。I.11 .2條規(guī)定了單臺(tái)變壓器注氮孔的最少布置數(shù)量。對(duì)于容量較大的變壓器，最好能在變壓器底部配置注氮分配管，以保證均勻注氮，但在實(shí)際中很難做到，目前都是在距變壓器油箱底部100mm處均勻設(shè)置注氮孔。試驗(yàn)表明，

9、這種方式還是能保證滅火效果，但需適當(dāng)加大注氮強(qiáng)度，延長(zhǎng)注氮時(shí)間。I.12 .5條規(guī)定注氮管管網(wǎng)宜設(shè)計(jì)為均衡系統(tǒng)。注氮管網(wǎng)設(shè)計(jì)成均衡系統(tǒng)，一方面使得注氮強(qiáng)度均勻，另一方面有利于設(shè)計(jì)計(jì)算。I.13 4.1.17條對(duì)火災(zāi)探測(cè)裝置的設(shè)置進(jìn)行了要求。I.13.1變壓器油箱上層油溫最高，火災(zāi)探測(cè)裝置應(yīng)安裝在變壓器頂部。I.13.2排油注氮消防系統(tǒng)對(duì)火警信號(hào)的準(zhǔn)確性要求很高，誤動(dòng)將導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，有必要將火災(zāi)探測(cè)裝置分兩個(gè)以上獨(dú)立回路布置，在自動(dòng)狀態(tài)下，要求至少兩個(gè)獨(dú)立回路均接到火警信號(hào)后才確認(rèn)火警，以確保系統(tǒng)可靠性。I.13.3目前火災(zāi)探測(cè)裝置一般布置在變壓器外部，在有條件的情況下建議設(shè)置一路變壓器內(nèi)

10、部火災(zāi)探測(cè)裝置。I.14 4.1.18條規(guī)定了感溫火災(zāi)探測(cè)器的動(dòng)作溫度。考慮到變壓器上層油溫不允許超過95，因此規(guī)定感溫火災(zāi)探測(cè)器動(dòng)作溫度為130±10。I.15 4.1.22條對(duì)排油注氮消防系統(tǒng)的電源進(jìn)行了要求?？紤]許多變電所裝有直流屏和專用蓄電池組，能提供可靠的直流220V或110V電源，因此主電源也可以是直流220 V（或110 V）?？紤]一些變電站的特殊情況，備用電源可以采用專用蓄電池或集中設(shè)置的蓄電池，也可以采用UPS電源。I.16 .1條對(duì)消防柜應(yīng)包括的基本功能部件進(jìn)行了要求，消防柜示意圖見圖2。圖2消防柜示意圖1-氮?dú)赓A存容器； 2-安全泄壓裝置；3-壓力顯示裝置； 4

11、-欠壓警報(bào)機(jī)構(gòu)；5-氮?dú)忉尫砰y； 6-高壓軟管；7-機(jī)械聯(lián)鎖裝置； 8-排氣組件； 9-油氣隔離裝置； 10-流量調(diào)節(jié)閥；11-檢修閥； 12-排油閥；13-漏油觀測(cè)裝置；14-排油管；15-壓力控制器； 16-除濕裝置I.17 .3條對(duì)氮?dú)忉尫砰y安裝位置進(jìn)行了規(guī)定。從目前使用情況看，一些廠家將氮?dú)忉尫砰y安裝在注氮管路上，氮?dú)鈨?chǔ)存容器的出口軟管長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)，易老化泄露且有爆裂危險(xiǎn)，不符合安全要求。I.18 .4條規(guī)定是考慮到消防柜一般設(shè)置于室外，單純依靠人工檢查氮?dú)赓A存壓力難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，因此必須設(shè)置能自動(dòng)報(bào)警的欠壓警報(bào)機(jī)構(gòu)。I.19 .9條要求在注氮管路中設(shè)置機(jī)械聯(lián)鎖閥門。變壓器油箱的

12、安全壓力一般小于0.1MPa，氮?dú)鈨?chǔ)存容器貯存壓力為1215MPa，就是通過減壓裝置減壓后注氮壓力也遠(yuǎn)大于變壓器油箱耐壓值，如果在沒有排油的情況下進(jìn)行注氮，后果非常嚴(yán)重。因此必須采取可靠措施確保先排油后注氮，除了在消防控制柜控制流程中設(shè)定注氮延時(shí)外，同時(shí)采用機(jī)械聯(lián)鎖的方式進(jìn)行鎖定是必要的。I.20 .10條的規(guī)定是考慮到泄漏的氮?dú)馊邕M(jìn)入變壓器，可能造成嚴(yán)重后果，有必要設(shè)置排氣組件。I.21 .11條規(guī)定注氮管路上應(yīng)設(shè)置信號(hào)反饋裝置，用以確認(rèn)注氮是否啟動(dòng)。I.22 .14條規(guī)定了排油閥動(dòng)作時(shí)間。排油注氮系統(tǒng)的一個(gè)重要功能是防爆泄壓，排油閥應(yīng)在接到信號(hào)后1s內(nèi)完全開啟。I.23 .15條規(guī)定排油閥

13、或排油管路上應(yīng)設(shè)置信號(hào)反饋裝置，用以確認(rèn)排油是否啟動(dòng)。I.24 .16條要求在排油管路上設(shè)置漏油觀測(cè)裝置，同時(shí)應(yīng)具備漏油報(bào)警功能。漏油觀測(cè)裝置主要用來觀測(cè)變壓器漏油及排油情況，消防柜一般設(shè)置于室外，單純依靠人工檢查難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，因此有必要同時(shí)設(shè)置漏油報(bào)警裝置，當(dāng)有漏油跡象時(shí)應(yīng)能及時(shí)發(fā)出漏油報(bào)警信號(hào)，防止事態(tài)擴(kuò)大。I.25 4.2.5.12條的規(guī)定是考慮到排油注氮消防系統(tǒng)的重要性，有必要存儲(chǔ)或打印相關(guān)信息，以利于維護(hù)管理和事故調(diào)查。I.26 .1條的規(guī)定要求采用兩個(gè)獨(dú)立回路的火災(zāi)探測(cè)動(dòng)作信號(hào)作為火警確認(rèn)信號(hào)。排油注氮消防系統(tǒng)對(duì)火警信號(hào)的準(zhǔn)確性要求很高，誤動(dòng)將導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，火災(zāi)探測(cè)裝置應(yīng)

14、分成兩個(gè)以上獨(dú)立回路布置，在自動(dòng)狀態(tài)下，消防控制柜要求接到兩個(gè)獨(dú)立回路的火災(zāi)探測(cè)裝置動(dòng)作信號(hào)后才確認(rèn)為火災(zāi)信號(hào)，以增加可靠性。I.27 4.3.5.1條規(guī)定變壓器油箱超壓信號(hào)應(yīng)作為防爆自動(dòng)啟動(dòng)的條件之一。具備防爆功能的排油注氮消防系統(tǒng)在消防柜中設(shè)有壓力控制器，壓力控制器的動(dòng)作壓力一般為變壓器油箱安全壓力的0.60.8倍，且應(yīng)大于變壓器壓力釋放閥的動(dòng)作壓力（扣除高度差）。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，高溫和電弧使變壓器油以及變壓器內(nèi)部的絕緣材料分解出大量氣體，變壓器內(nèi)部壓力迅速增加，如變壓器壓力釋放閥沒有有效動(dòng)作，壓力將繼續(xù)升高，達(dá)到壓力控制器的動(dòng)作壓力時(shí)，壓力控制器發(fā)出變壓器油箱超壓信號(hào)。I.28 4.3.5.2條的規(guī)定是為了確保防爆自動(dòng)啟動(dòng)的可靠性，增加變壓器油箱超壓確認(rèn)信號(hào)。I.29 4.3.8條的規(guī)定是因?yàn)闄z修閥或排油閥關(guān)閉時(shí)，排油無法進(jìn)行，此時(shí)應(yīng)禁止系統(tǒng)啟動(dòng)。為方便安裝調(diào)試，排油閥一般設(shè)置有將排油閥鎖定在關(guān)閉狀態(tài)的機(jī)械鎖定裝置，當(dāng)排油閥處于機(jī)械鎖定狀態(tài)時(shí)，排油閥無法開啟，這時(shí)應(yīng)禁止系統(tǒng)啟動(dòng)。I.30 5.1.3