CN109459997A - 一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统及控制方法，包括：消防气体吹扫设备、现场测控设备和吹扫控制子系统；所述的吹扫控制子系统包括消防气体瓶、加湿制冷器、空压机组和气体汇流管，消防气体瓶、加湿制冷器和空压机组的出口管分别通过控制阀门与气体汇流管连通，气体汇流管的出口端连接有高速气流喷嘴和气体导向风幕；所述的现场测控设备包括气体浓度测量计、就地联锁开关、就地声光报警和工业电视监视；控制总线通过控制子线与气体浓度测量计、就地联锁开关、就地声光报警和工业电视监视信号连接；阀门控制箱与各个控制阀门均电连接。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。
Description
技术领域
本发明涉及消防领域，涉及发电厂的消防技术，尤其涉及一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统及控制方法。
背景技术
火力发电厂生产过程所需物料中，有很多具有易燃易爆属性，如：锅炉的燃料煤粉、燃油，用于发电机冷却用途的氢气，柴油发电机的燃料柴油，变压器及高压电器的绝缘油，脱销剂液氨等等。可燃气体、粉尘、油雾与空气混合达到燃爆浓度，一旦遇有点火能量，就极有可能发生燃爆。发电厂可燃物料存量极大，如果火势蔓延，极难在短时间小范围内得以控制，必将造成重大后果和损失。因此，按现行消防规范和标准，发电厂须装备水消防、泡沫消防、气体消防系统等较为完备的消防措施和装置，配备自动消防报警装置，在发生火灾初期可以自动启动消防系统进行灭火。
就目前火力发电厂配置的消防设备，仅考虑火灾发生后的灭火减灾措施，没有采取主动的预防手段。消防的方针要求践行“预防为主、防消结合”的理念。实施主动火灾预防措施，阻断可燃混合物的形成，抑制、消除可燃物发生燃爆机制，是保护发电厂消防本质安全的根本原则。
采用组合式发电厂防火防爆吹扫系统可以完善发电厂的消防手段，增强发电厂火灾的防灾抗灾能力，提高发电厂可靠性。
目前还没有完善的组合式发电厂防火防爆吹扫系统。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统及控制方法，该系统应用二氧化碳、氮气、其他惰性气体构成多效组合防火防爆气源，通过加压、调湿后，喷覆到易燃易爆物质周表，起到覆盖、隔离、增湿、降温、窒息功效，防止混合燃爆气体生成、隔离氧气和点火源，抑制、阻止燃爆进程的发生，完善发电厂消防系统的防灾措施，增进消防效能，提高发电厂安全可靠性。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，包括：消防气体吹扫设备、现场测控设备和吹扫控制子系统；
所述的吹扫控制子系统包括消防气体瓶、加湿制冷器、空压机组和气体汇流管，消防气体瓶、加湿制冷器和空压机组的出口管分别通过控制阀门与气体汇流管连通，气体汇流管的出口端连接有高速气流喷嘴和气体导向风幕；
所述的现场测控设备包括气体浓度测量计、就地联锁开关、就地声光报警和工业电视监视；
所述的吹扫控制子系统包括控制总线、阀门控制箱和吹扫控制器，阀门控制箱和吹扫控制器均与控制总线电连接，控制总线通过控制子线分别与消防气体瓶、加湿制冷器、空压机组和各个控制阀门信号连接，控制总线通过控制子线与气体浓度测量计、就地联锁开关、就地声光报警和工业电视监视信号连接；阀门控制箱与各个控制阀门均电连接。
作为本发明的进一步改进，所述的消防气体瓶包括二氧化碳气瓶、惰性气体瓶和氮气瓶，二氧化碳气瓶、惰性气体瓶和氮气瓶的出口管分别通过控制阀门与气体汇流管连通。
作为本发明的进一步改进，所述的二氧化碳气瓶的出气嘴与第一控制阀门的流入端相连，第一控制阀门的流出端与气体汇流管连接；惰性气体气瓶的出气嘴与第二控制阀门的流入端相连，第二控制阀门的流出端与气体汇流管连接；氮气瓶的出气嘴与第三控制阀门的流入端相连，第三控制阀门的流出端与气体汇流管连接。
作为本发明的进一步改进，所述的消防气体瓶、加湿制冷器和空压机组的出口管均为铜导管；气体汇流管采用铜导管。
作为本发明的进一步改进，所述的气体汇流管上装配安全阀门。
作为本发明的进一步改进，所述的吹扫控制器和控制总线布置在消防控制室内；空压机组、加湿制冷器、阀门控制箱和消防气体瓶布置在消防气瓶设备间内；高速气流喷嘴、气体导向风幕、气体浓度测量计、就地联锁开关和就地声光报警布置在生产现场。
作为本发明的进一步改进，所述的高速气流喷嘴和气体导向风幕设置在调节座上，用于调节的角度和摆角。
一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统的控制方法，包括以下步骤：
气体浓度测量计实时采样检测生产现场的可燃爆气体浓度，将检测参数通过控制总线送达吹扫控制器进行分析；
当生产工艺系统可燃爆混合物浓度达到控制系统预设的启动值，或者因物料传送倒运的工艺流程有可能发生可燃爆物质的泄漏、扩散时，吹扫控制器将启动空压机组、阀门控制箱和加湿制冷器；压缩空气导入气体汇流管，系统运行加压，同时控制阀门全部打开；消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管并被高压气体推送至高速气流喷嘴和导向配风风幕，喷流到生产现场；
同时，就地声光报警设备发出声光警报；工业电视监视将就地视频发送到吹扫控制器的控制系统主屏显示实施情况。
作为本发明的进一步改进，工艺运行状态和现场可燃爆物质气体浓度参数由吹扫控制器通过气体浓度测量计综合分析得到，并输出控制模式以调节空压机组压力、控制阀门的开度、控制加湿制冷器蒸汽的温湿度及调节消防气体瓶的消防气体的混合比、流量及温湿度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的组合式发电厂防火防爆吹扫系统，是基于发电厂易燃爆物质特性和工艺系统的运行环境，对发电厂的火灾和爆炸危险进行辨识分析的基础上，针对性地实施主动火灾爆炸危害预防措施，预防、阻绝可燃混合物的形成，预先抑制、消除可燃物燃爆生成机制，从根本上提高发电厂消防本质安全性能。采用组合式发电厂防火防爆吹扫系统完善了发电厂的消防配备，增强了发电厂火灾的防灾抗灾能力，提高发电厂安全可靠性。
优选地，二氧化碳、惰性气体和氮气组合防燃爆介质，适应氢、油、氨、煤等发电厂常用的易燃爆物质，及固相、液相、气相等各种状态；采用自动化综合控制系统，现场采样、分析计算、自动输出控制，实现灭火效能、经济运行、控制污染排放。
本发明的控制方法能够根据现场的可燃爆气体浓度和可能发生其他危险时，控制消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管并被高压气体推送至高速气流喷嘴和导向配风风幕，喷流到生产现场进行危险事故的控制。采用组合式发电厂防火防爆吹扫系统完善了发电厂的消防配备，增强了发电厂火灾的防灾抗灾能力，提高发电厂安全可靠性。
附图说明
图1为本发明系统的工艺流程图；
图中：1、空压机组；2、加湿制冷器；3、阀门控制箱；4、吹扫控制器；5、控制阀门；6、高速气流喷嘴；7、气体导向风幕；8、安全阀门；9、气体汇流管；10、控制总线；11、阀门控制线；12、消防气体瓶；13、气体浓度测量计；14、就地联锁开关；15、就地声光报警设备；16、工业电视监视设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1所示，本发明一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，包括：消防气体吹扫设备、现场测控设备和吹扫控制子系统；
所述的吹扫控制子系统包括消防气体瓶12、加湿制冷器2、空压机组1和气体汇流管9，消防气体瓶12、加湿制冷器2和空压机组1的出口管分别通过控制阀门与气体汇流管9连通，气体汇流管9的出口端连接有高速气流喷嘴6和气体导向风幕7；
所述的现场测控设备包括气体浓度测量计13、就地联锁开关14、就地声光报警15和工业电视监视16；
所述的吹扫控制子系统包括控制总线10、阀门控制箱3和吹扫控制器4，阀门控制箱3和吹扫控制器4均与控制总线10电连接，控制总线10通过控制子线分别与消防气体瓶12、加湿制冷器2、空压机组1和各个控制阀门信号连接，控制总线10通过控制子线与气体浓度测量计13、就地联锁开关14、就地声光报警15和工业电视监视16信号连接；阀门控制箱3与各个控制阀门均电连接。
实施例
如图1所示，一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，包括消防气体瓶12，其中有：二氧化碳气瓶、惰性气体瓶和氮气瓶，加湿制冷器2，空压机组1，气体汇流管9，控制阀门5，安全阀门8，高速气流喷嘴6，气体导向风幕7，吹扫控制器4，阀门控制箱3，气体浓度测量计13、就地联锁开关14，就地声光报警设备15，和工业电视监视设备16。
空压机组1的出风口通过铜导管与控制阀门TJF1的流入端相连，控制阀门TJF1的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接。
二氧化碳气瓶的出气嘴通过铜导管与控制阀门TJF2的流入端相连，控制阀门TJF2的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接；惰性气体气瓶12的出气嘴通过铜导管与控制阀门TJF3的流入端相连，控制阀门TJF3的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接；氮气瓶12的出气嘴通过铜导管与控制阀门TJF4的流入端相连，控制阀门TJF4的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接。所述控制阀门5配置相应的阀门控制箱3。
加湿制冷器2的出风口通过铜导管与控制阀门TJF5的流入端相连，控制阀门TJF5的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接。
气体汇流管HLG 9的气流终端接有高速气流喷嘴6和导向配风风幕7；气体汇流管HLG 9上装配安全阀门AQF。
吹扫系统配置相应的吹扫控制器4和控制总线10；相应的现场测控设备包括：气体浓度测量计13、就地运行联锁开关14，就地声光报警设备15，工业电视监视设备16。系统由计算机程序控制，可以选择自动或手动工作模式。自动工作模式下，系统由现场测控设备启动，控制器按照程序设定流程和参数，调度全系统设备的压力、流量和出力，并向值班运行人员发出声光报警；工业电视监视16将就地视频发送到吹扫控制器4，控制系统主屏显示实施情况。
吹扫控制器4和控制总线10布置在专用消防控制内。室内有采暖通风、照明设施。空压机组1、加湿制冷器2、阀门控制箱3、消防气体瓶12、控制阀门5和安全阀8布置在专用消防气瓶设备间内，安全阀出口连接压力排气管段导向室外。高速气流喷嘴6、气体导向风幕7、气体浓度测量计13、就地联锁开关14和就地声光报警15布置在生产现场。气体汇流管9联通相关设备，将防火防爆气体导向送到现场。
当生产工艺系统可燃爆混合物浓度达到控制系统预设的启动值，或者因物料传送倒运的工艺流程有可能发生可燃爆物质的泄漏、扩散，吹扫控制器4将启动空压机组1、阀门控制箱3和加湿制冷器2。压缩空气导入气体汇流管HLG 9，系统运行加压，同时控制阀门5TJF1～5打开，消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管HLG 9，由高压气体推送至高速气流喷嘴6和导向配风风幕7，喷流到生产现场，就地声光报警设备15发出声光警报，提示现场运行人员注意；工业电视监视设备16将就地视频发送到吹扫控制器4控制系统主屏显示实施情况。
气体汇流管9和连接管采用铜材，设备基础负荷设备荷载要求，坚固平直，埋件尺寸准确。
与空压机组1并列接入气体汇流管HLG 9的防火防爆气瓶12。二氧化碳气瓶12的出气嘴通过铜导管与控制阀门TJF2的流入端相连，控制阀门TJF2的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接；惰性气体气瓶12的出气嘴通过铜导管与控制阀门TJF3的流入端相连，控制阀门TJF3的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接；氮气瓶12的出气嘴通过铜导管与控制阀门TJF4的流入端相连，控制阀门TJF4的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接。
与空压机组1、防火防爆气瓶12并列接入气体汇流管HLG 9的加湿制冷器2。加湿制冷器2的出风口通过铜导管与控制阀门TJF5的流入端相连，控制阀门TJF5的流出端通过铜导管与气体汇流管HLG 9连接。
气体汇流管HLG 9上装配安全压力阀门AQF。控制阀门5配置相应的阀门控制箱3。
本发明还提供了一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统的控制方法：
气体浓度测量计13实时采样检测生产现场的可燃爆气体浓度，将检测参数通过控制总线10送达吹扫控制器4进行分析。当可燃爆气体浓度达到控制系统预设的启动值，吹扫控制器4启动空压机组1、阀门控制箱3和加湿制冷器2。压缩空气导入气体汇流管HLG 9，系统运行加压，同时控制阀门TJF1～5打开，消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管HLG 9，由高压气体推送至高速气流喷嘴6和导向配风风幕7，喷流到生产现场，就地声光报警设备15发出声光警报，提示现场运行人员注意；工业电视监视16将就地视频发送到吹扫控制器4控制系统主屏显示实施情况。
优选的，其特征在于，工艺运行状态和现场可燃爆物质气体浓度参数由吹扫控制器4综合分析，经优化计算，输出最优控制模式，调节空压机组1压力、控制阀门开度、加湿制冷器2蒸汽的温湿度，调节消防气体达到最佳的混合比、流量、及温湿度。
优选的，其特征在于，组合运用高速气流喷嘴6和导向配风风幕7，达到对易燃爆物质与空气混合物的驱散、冲淡、降温、加湿、抑制、隔离、覆盖、窒息的防爆防火综合效果。
优选的，其特征在于，气体汇流管HLG 9配置安全压力保护阀门AQF，确保系统运行压力不超过安全保护值。
下面对本申请提供的一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统的工作原理进行详细的阐述。
采用吹扫控制器4实现防火防爆吹扫全过程自动程序监控，根据现场易燃爆物质浓度，或安全生产工艺联锁需要，自动投入或退出运行。
空压机组1、加湿制冷器2、阀门控制箱3、吹扫控制器4正常情况处于带电工作状态。气体汇流管9、消防气体瓶12的气压为非常重要的系统参数值，在消防控制由吹扫控制器4监控。
气体浓度测量计13实时采样检测生产现场的燃爆物质与空气混合浓度，将检测参数通过控制总线10送达吹扫控制器4进行分析。当可燃爆气体浓度达到控制系统预设的启动值，吹扫控制器4启动空压机组1、阀门控制箱3和加湿制冷器2。压缩空气导入气体汇流管HLG 9，系统运行加压，同时控制阀门TJF1～5打开，消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管HLG9，由高压气体推送至高速气流喷嘴6和导向配风风幕7，喷流到生产现场，就地声光报警设备15发出声光警报，提示现场运行人员注意；工业电视监视16将就地视频发送到吹扫控制器4，控制系统主屏显示实施情况
当生产现场工艺环节可能产生可燃爆物质，或者物料传送倒运的工艺流程有可能发生可燃爆物质的泄漏、扩散，需要消防气体吹扫，可以由就地运行联锁开关14发送启动信号至吹扫控制器4。吹扫控制器4启动空压机组1、阀门控制箱3和加湿制冷器2。压缩空气导入气体汇流管HLG 9，系统运行加压，同时控制阀门TJF1～5打开，消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管HLG 9，由高压气体推送至高速气流喷嘴6和导向配风风幕7，喷流到生产现场，就地声光报警设备15发出声光警报，提示现场运行人员注意；将就地视频发送到吹扫控制器4，控制系统主屏显示实施情况。
吹扫控制器4根据气体浓度测量计13的检测数据和工业电视监视16现场情况，调节系统出力和阀门开度，控制防燃爆气体的压力、流量、混合比、及温湿度；控制现场高速气流喷嘴6和气体导向风幕7的角度、摆角等，以达到最佳防控吹扫效果。
吹扫控制器4实时检测气瓶压力，一旦压力将至报警值，就在操作主屏报警，提示更换气瓶。
气体浓度测量计13实时检测现场易燃爆混合物浓度，当浓度高于报警值，立即在操作主屏报警，并自动启动吹扫程序。系统吹扫过程持续使现场易燃爆混合物浓度下降后，控制系统逐步减少系统出力，直至恢复正常工作状态。如经一段时间吹扫，现场易燃爆混合物浓度没有降低或继续升高，系统将在操作主屏持续报警，提示采取进一步措施。
系统中设备的工作状态参数、开关状态等都纳入吹扫控制器4监控，当诊断有设备故障、开关状态异常等，立即向操作主屏报警，提示检修。吹扫控制器4还具备测试、数据记录存储、报表、报警、打印等全面的常规功能。
本发明公开一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，基于发电厂易燃爆物质特性和工艺系统的运行环境，对发电厂的火灾和爆炸危险进行辨识分析的基础上，针对性地实施主动灾害预防措施，预防、阻绝可燃混合物的形成，预先抑制、消除可燃物燃爆生成机制，从根本上提高发电厂消防本质安全性能。
采用组合式发电厂防火防爆吹扫系统完善了发电厂的消防配备，增强了发电厂火灾的防灾抗灾能力，提高发电厂安全可靠性。二氧化碳、惰性气体和氮气组合防燃爆介质，适应氢、油、氨、煤等发电厂常用的易燃爆物质，及固相、液相、气相等各种状态；采用自动化综合控制系统，现场采样、分析计算、自动输出控制，实现灭火效能、经济运行、控制污染排放。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。
本发明基于发电厂易燃爆物质特性和工艺系统的运行环境，对发电厂的火灾和爆炸危险进行辨识分析的基础上，针对性地实施主动灾害预防措施，预防、阻绝可燃混合物的形成，预先抑制、消除可燃物燃爆生成机制，从根本上提高发电厂消防本质安全性能。采用组合式发电厂防火防爆吹扫系统完善了发电厂的消防配备，增强了发电厂火灾的防灾抗灾能力，提高发电厂安全可靠性。二氧化碳、惰性气体和氮气组合防燃爆介质，适应氢、油、氨、煤等发电厂常用的易燃爆物质，及固相、液相、气相等各种状态；采用自动化综合控制系统，现场采样、分析计算、自动输出控制，实现灭火效能、经济运行、控制污染排放。系统结构简单、技术成熟、故障率低、可靠性高、造价及日常运行维护简单费用低。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，包括：消防气体吹扫设备、现场测控设备和吹扫控制子系统；
所述的吹扫控制子系统包括消防气体瓶(12)、加湿制冷器(2)、空压机组(1)和气体汇流管(9)，消防气体瓶(12)、加湿制冷器(2)和空压机组(1)的出口管分别通过控制阀门与气体汇流管(9)连通，气体汇流管(9)的出口端连接有高速气流喷嘴(6)和气体导向风幕(7)；
所述的现场测控设备包括气体浓度测量计(13)、就地联锁开关(14)、就地声光报警(15)和工业电视监视(16)；
所述的吹扫控制子系统包括控制总线(10)、阀门控制箱(3)和吹扫控制器(4)，阀门控制箱(3)和吹扫控制器(4)均与控制总线(10)电连接，控制总线(10)通过控制子线分别与消防气体瓶(12)、加湿制冷器(2)、空压机组(1)和各个控制阀门信号连接，控制总线(10)通过控制子线与气体浓度测量计(13)、就地联锁开关(14)、就地声光报警(15)和工业电视监视(16)信号连接；阀门控制箱(3)与各个控制阀门均电连接。
2.根据权利要求1所述一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，所述的消防气体瓶(12)包括二氧化碳气瓶、惰性气体瓶和氮气瓶，二氧化碳气瓶、惰性气体瓶和氮气瓶的出口管分别通过控制阀门与气体汇流管(9)连通。
3.根据权利要求2所述一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，所述的二氧化碳气瓶的出气嘴与第一控制阀门(TJF2)的流入端相连，第一控制阀门(TJF2)的流出端与气体汇流管(9)连接；惰性气体气瓶的出气嘴与第二控制阀门(TJF3)的流入端相连，第二控制阀门(TJF3)的流出端与气体汇流管(9)连接；氮气瓶(12)的出气嘴与第三控制阀门(TJF4)的流入端相连，第三控制阀门(TJF4)的流出端与气体汇流管(9)连接。
4.根据权利要求1或3所述一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，所述的消防气体瓶(12)、加湿制冷器(2)和空压机组(1)的出口管均为铜导管；气体汇流管(9)采用铜导管。
5.根据权利要求1所述一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，所述的气体汇流管(9)上装配安全阀门(8)。
6.根据权利要求1所述一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，所述的吹扫控制器(4)和控制总线(10)布置在消防控制室内；空压机组(1)、加湿制冷器(2)、阀门控制箱(3)和消防气体瓶(12)布置在消防气瓶设备间内；高速气流喷嘴(6)、气体导向风幕(7)、气体浓度测量计(13)、就地联锁开关(14)和就地声光报警(15)布置在生产现场。
7.根据权利要求1所述一种组合式发电厂防火防爆吹扫系统，其特征在于，所述的高速气流喷嘴(6)和气体导向风幕(7)设置在调节座上，用于调节的角度和摆角。
8.权利要求1-7任意一项所述的组合式发电厂防火防爆吹扫系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
气体浓度测量计(13)实时采样检测生产现场的可燃爆气体浓度，将检测参数通过控制总线(10)送达吹扫控制器(4)进行分析；
当生产工艺系统可燃爆混合物浓度达到控制系统预设的启动值，或者因物料传送倒运的工艺流程有可能发生可燃爆物质的泄漏、扩散时，吹扫控制器(4)将启动空压机组(1)、阀门控制箱(3)和加湿制冷器(2)；压缩空气导入气体汇流管(9)，系统运行加压，同时控制阀门全部打开；消防气体、湿冷蒸汽导入气体汇流管(9)并被高压气体推送至高速气流喷嘴(6)和导向配风风幕(7)，喷流到生产现场；
同时，就地声光报警设备(15)发出声光警报；工业电视监视(16)将就地视频发送到吹扫控制器(4)的控制系统主屏显示实施情况。
9.根据权利要求8所述的组合式发电厂防火防爆吹扫系统的控制方法，其特征在于，
工艺运行状态和现场可燃爆物质气体浓度参数由吹扫控制器(4)通过气体浓度测量计(13)综合分析得到，并输出控制模式以调节空压机组(1)压力、控制阀门的开度、控制加湿制冷器(2)蒸汽的温湿度及调节消防气体瓶的消防气体的混合比、流量及温湿度。
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