一种发电机组气体灭火的方法、系统和装置与流程

本发明涉及发电机组消防设备技术领域，尤其涉及一种发电机组气体灭火的方法、系统和装置。

背景技术：

自上世纪八十年代中国以进口国外大中型发电组为主到二十一世纪初发展为自主研发生产制造为主，在这三十余年中，对发电机组的灭火保护一直是业内关注的主题，在现有技术中，发电机组的灭火方法，从技术标准到实际应用一直沿用以水为主的灭火方式或采用手提灭火器、推车灭火器的方式，喷水式灭火方案主要利用细水雾来灭火，在发电机组定子、转子的上下两端环形布置水雾喷头及供水管路，在发电机坑外布置控制雨淋阀组及控制盘，在机坑内布置感烟、感温探测装置，通过自动联动或手动控制启动水喷雾系统灭火。

现有技术存在以下不足：

(1)发电机组属高压电气设备，无论是定子、转子还是相关的控制设备都是极怕潮湿的，更忌怕水及水雾，采用水喷雾灭火系统，在设备投运后，该灭火系统成为一个巨大的潜在安全隐患，发生管路故障时水渍对设备的损害较大。

(2)采用水喷雾灭火，在短时间内水雾难以到达深位，对定转子深位较小的火灾难以起到作用。

(3)许多用户做水喷雾灭火系统只是为应付消防检查，无法在实际发生火灾时使用，造成了资源的极大浪费。

因此，现有技术需要改进。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种发电机组气体灭火的方法、系统和装置。

本发明提供的一种发电机组气体灭火系统的灭火方法，包括：

发电机组气体灭火系统包括：存储系统、启动系统、输送系统和报警联动系统；方法包括：

报警联动系统探测发现发电机组的火灾信息；

启动系统将存储系统内的气体灭火剂的瓶头阀门打开；

气体灭火剂通过输送系统输送至火灾现场；

报警联动系统监测系统工作状态、灭火情况，并关闭启动系统；

所述报警联动系统包括传感器和警报器，所述传感器探测火灾信息方式包括烟雾探测、温度探测；所述警报器对火灾信息的警报方式包括声音警报、灯光警报。

基于上述一种发电机组气体灭火的方法的另一个实施例中，所述报警联动系统探测发现发电机组的火灾信息包括：

报警联动系统通过设置在发电机组的传感器系统实时监测发电机组的火灾信息状态；

当发电机组发生火灾时，传感器将火灾报警信息传送至报警器，报警联动系统启动联动设备，并将启动信息发送至启动系统。

基于上述一种发电机组气体灭火的方法的另一个实施例中，所述启动系统将存储系统内的气体灭火剂的瓶头阀门打开包括：

启动系统接收火灾警报；

启动系统的启动气体灭火剂阀门的控制单元按照设定的时间阈值等待发出开启阀门指令；

启动系统发出开启阀门指令；

阀门接收到启动系统指令，开启阀门，存储系统内的气体灭火剂打开；

所述时间阈值是当报警联动系统发现有火灾预警时，警报器工作后，为保证发电机组工作人员人身安全，设置的工作人员离开火灾区域的时间。

基于上述一种发电机组气体灭火的方法的另一个实施例中，所述报警联动系统的启动方式包括：人工远程启动和/或人工现场启动方式、自动启动方式和应急启动方式。

基于上述一种发电机组气体灭火的方法的另一个实施例中，所述启动系统关闭需满足以下条件的最少一个：

所述报警联动系统监测火灾警报解除

所述报警联动系统监测火灾警报为误报；

人工关闭；

存储系统存储气体灭火剂压力不足；

发电机组气体灭火系统断电，且应急启动方式未启用。

本发明实施例还提供一种发电机组气体灭火系统，包括：存储系统、启动系统、输送系统和报警联动系统，所述存储系统用于存储气体灭火剂，所述启动系统在接收到报警联动系统的警报信号或警报解除信号后，使用人工或智能方式向控制阀门发出开启和中断开启指令，所述输送系统是气体灭火剂由存储系统传输至发生火灾现场的发电机组的管道，所述报警联动系统包括传感器和报警器，用于监测发电机组的火灾信息，并将警报信息和启动指令传输至启动系统；

所述报警联动系统位于发电机组上，与启动系统连接，所述启动系统与所述存储系统连接，所述存储系统与所述传输系统连接，所述启动系统至少与一套报警联动系统相连接，一套所述报警联动系统监测一个灭火器组的防护区。

基于上述一种发电机组气体灭火系统的另一个实施例中，所述存储系统存储的气体灭火剂为IG541洁净气体、七氟丙烷气体、二氧化碳气体、三氟甲烷气体中的一种。

基于上述一种发电机组气体灭火系统的另一个实施例中，所述启动系统开启方式包括：人工远程启动和/或人工现场启动方式、自动启动方式和应急启动方式。

基于上述一种发电机组气体灭火系统的另一个实施例中，所述启动系统关闭需满足以下条件的最少一个：

所述报警联动系统监测火灾警报解除

所述报警联动系统监测火灾警报为误报；

人工关闭；

存储系统存储气体灭火剂压力不足；

发电机组气体灭火系统断电，且应急启动方式未启用。

本发明实施例还提供一种发电机组气体灭火装置，包括：灭火剂储瓶、高压软管、液体单向阀、集流管、安全阀、启动瓶、选择阀、气体单向阀、压力开关、灭火剂输送管、气体喷嘴、探测器、声光报警器、手动控制按钮、放气指示灯、灭火控制器、气体管路、启动线路、信号线路；

所述液体单向阀、安全阀、选择阀安装于集流管上，所述液体单向阀用于放置液态的灭火剂回流至灭火剂储瓶，安全阀用于控制灭火剂储瓶的灭火剂开关，选择阀用于控制灭火时防护区和灭火剂数量的选择，灭火剂储瓶通过高压软管与集流管连接，所述灭火剂储罐与启动瓶通过气体管路、气体单向阀和选择阀连接，所述气体单向阀用于防止气体由灭火剂储罐向启动瓶倒流，所述灭火控制器通过启动线路控制启动瓶和控制灭火气体向火灾报警区域输气，所述压力开关用于检测灭火气体是否进入指定的气体管路，所述灭火剂输送管与气体喷嘴连接，所述气体喷嘴、探测器、声光报警器、手动控制按钮、放气指示灯位于发电机组防护区，所述气体喷嘴是气体灭火剂的出口，所述探测器用于实时探测发电机组防护区的火灾监测，所述声光报警器用于在火灾发生时发出声音和光报警，提醒火灾区人员及时离开，所述手动控制按钮是通过在发电机组防护区通过手动的方式控制气体灭火剂的开启和关闭，所述放气指示灯用于提醒火灾区人员灭火装置的工作状态，所述探测器、声光报警器、手动控制按钮、放气指示灯与灭火控制器通过信号线路连接，实时监测发电机组防护区的火灾报警状态，通过灭火控制器控制气体灭火剂的开关。

基于上述一种发电机组气体灭火装置的另一个实施例中，所述气体喷嘴为8个，规格为DN40，根据发电机组防护区的面积分散布置。

基于上述一种发电机组气体灭火装置的另一个实施例中，所述灭火剂储瓶分为主用灭火剂储瓶和备用灭火剂储瓶，所述主用灭火剂储瓶和备用灭火剂储瓶通过主备切换装置进行手动切换。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

(1)本发明适应于发电机组的无人值守运行方式，由系统自动联动，即使在正常发电运行中产生误操作也不会造成损失，解决了发电机组的运行安全需求。

(2)由于本发明不需要水，因而节省了供水管网，减少了用水量。

(3)本发明降低了机组内的综合管网布置难度，省去了上喷雾环管和下喷雾环管，减少了机组内金属导体的电磁感应量，降低了危险性。

(4)气体灭火相对于水雾灭火的效果更好，提高了对定转子的火灾保护效能。

(5)降低了运行管理人员的操作技能要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种发电机组气体灭火系统的一个实施例的结构示意图。

图2是本发明一种发电机组气体灭火装置的一个实施例的结构示意图。

图3是本发明一种发电机组气体灭火的方法的一个实施例流程图。

图4是本发明一种发电机组气体灭火的方法的另一个实施例流程图。

图5是本发明一种发电机组气体灭火的方法的又一个实施例流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种发电机组气体灭火的方法、系统和装置进行更详细地说明。

图1是本发明一种发电机组气体灭火系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，该实施例的发电机组气体灭火系统包括：存储系统11、启动系统12、输送系统13和报警联动系统14，所述存储系统11用于存储气体灭火剂，所述启动系统12在接收到报警联动系统14的警报信号或警报解除信号后，使用人工或智能方式向控制阀门发出开启和中断开启指令，所述输送系统13是气体灭火剂由存储系统11传输至发生火灾现场的发电机组的管道，所述报警联动系统14包括传感器和报警器，用于监测发电机组的火灾信息，并将警报信息和启动指令传输至启动系统12；

所述报警联动系统14位于发电机组上，与启动系统12连接，所述启动系统12与所述存储系统11连接，所述存储系统11与所述传输系统13连接，所述启动系统12至少与一套报警联动系统14相连接，一套所述报警联动系统14监测一个灭火器组的防护区。

在本实施例中，所述存储系统11存储的气体灭火剂为IG541洁净气体、七氟丙烷气体、二氧化碳气体、三氟甲烷气体中的一种。

所述启动系统12开启方式包括：人工远程启动和/或人工现场启动方式、自动启动方式和应急启动方式。

所述启动系统12关闭需满足以下条件的最少一个：

所述报警联动系统14监测火灾警报解除

所述报警联动系统14监测火灾警报为误报；

人工关闭；

存储系统11存储气体灭火剂压力不足；

发电机组气体灭火系统断电，且应急启动方式未启用。

图2是本发明一种发电机组气体灭火装置的一个实施例结构示意图，如图2所示，该实施例的发电机组气体灭火装置包括：灭火剂储瓶21、高压软管22、液体单向阀23、集流管24、安全阀25、启动瓶26、选择阀27、气体单向阀28、压力开关29、灭火剂输送管30、气体喷嘴31、探测器32、声光报警器33、手动控制按钮34、放气指示灯35、灭火控制器36、气体管路37、启动线路38、信号线路39；

所述液体单向阀23、安全阀25、选择阀27安装于集流管24上，所述液体单向阀23用于放置液态的灭火剂回流至灭火剂储瓶21，安全阀25用于防止集流管24压力超高，选择阀27用于控制灭火时防护区和灭火剂的选择，灭火剂储瓶21通过高压软管22与集流管24连接，所述灭火剂储罐21与启动瓶26通过气体管路37、气体单向阀28和选择阀27连接，所述气体单向阀28用于防止气体由灭火剂储罐21向启动瓶28回流，所述灭火控制器36通过启动线路38控制启动瓶28并控制灭火气体向火灾报警区域输气，所述压力开关29用于检测气体喷放状态，所述灭火剂输送管30与气体喷嘴31连接，所述气体喷嘴31、探测器32、声光报警器33、手动控制按钮34、放气指示灯35位于发电机组防护区，所述气体喷嘴31是气体灭火剂的出口，所述探测器32用于实时探测发电机组防护区的火灾监测，所述声光报警器33用于在火灾发生时发出声音和光报警，提醒火灾区人员及时离开，所述手动控制按钮34是通过在发电机组防护区通过手动的方式控制气体灭火剂的开启和关闭，所述放气指示灯35用于提醒火灾区人员灭火装置的工作状态，所述探测器32、声光报警器33、手动控制按钮34、放气指示灯35与灭火控制器36通过信号线路39连接，实时监测发电机组防护区的火灾报警状态，通过灭火控制器36控制气体灭火剂的启动阀。

在本实施例中，所述气体喷嘴31为8个，规格为DN40，根据发电机组防护区的面积分散布置。

所述灭火剂储瓶21分为主用灭火剂储瓶和备用灭火剂储瓶，所述主用灭火剂储瓶和备用灭火剂储瓶通过主备切换装置进行手动切换。

本发电机组气体灭火装置的一个典型设计方案如下：

某电厂有4台大型混流式发电机组，每台发电机装机容量为450MW，发电机组位于地下厂房中间层及发电机层，发电机组机坑为围护结构，上有上盖板，下有下封盖板，形成一个密闭的空间，这完全满足了采用气体灭火系统的条件，为此，四台发电机组采用一套气体灭火系统保护。

(1)灭火剂用量计算：

4台发电机组机坑大小一致，机组一致，因此取其中一个防护区计算即可。灭火浓度：

根据规范要求，发电机组内主要属固体火灾，按规范要求固体火灾灭火浓度为28％，设计灭火浓度取实际灭火浓度的1.3倍，即取37％。

设计用量：

灭火设计用量计算如下：

式中，W：灭火剂设计用量，单位：Kg；C₁：灭火剂设计浓度，单位：％；V：防护区净容积，单位：m³；S：灭火剂气体在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积，单位：m³/Kg；K：海拔高度修正系数；

S＝0.6575+0.0024×T (2)

式中，T：防护区最低环境温度，单位：℃；

即：W＝0.86×1232.8÷(0.6575+0.0024×20)×ln(100÷(100-37％))＝745.4Kg；

(2)存贮灭火剂量计算：

根据规范要求，15MPa系统充装量为211.15kg/m³，由此计算得最大防护区需用80L瓶组44.13个，即按45个瓶组考虑。系统灭火剂量按最大防护区取，其灭火剂储存量应为防护区灭火设计用量与系统灭火剂剩余量之和，系统灭火剂剩余量计算如下：

W_s≥2.7V₀+2.0V_P (3)

式中，Ws：系统灭火剂剩余量，单位：Kg；V₀：系统全部储存容器的总容量，单位：m³；V_P：管网的管道内容量，单位：m³。

按发电机坑最大一个防护区计算，DN100管106米，DN80管22米，DN65管16.8米，DN40管33.6米；由此剩余量：

W_S＝2.7×3.6m³+2.0×1.12m³＝11.96Kg

因此系统储存量：

W_Q≥W+W_S，即WQ≥745.40+11.96＝757.36Kg

按系统充装率，本系统45个储存瓶总充装量为：

45×0.08×211.15＝760.14Kg，760.14kg＞757.36Kg；满足规范要求。

(3)泄压口面积计算：

防护区的泄压口面积计算如下：

式中，F_X：泄压口面积，单位：m²；Q_X：灭火剂在防护区的平均喷放速度，单位：Kg/s；P_f：围护结构承受内压的允许压强，单位：Pa；

即：防护区泄压口面积为0.43平方米。

(4)管网计算：

主干管、支管平均设计流量计算如下：

式中，Q_w为主干管平均设计流量，单位：Kg/s；t为灭火器设计喷放时间，单位：s；Q_g为支管平局设计流量，单位：Kg/s；N_g为安装在支管下游的喷头数量；Q_c为单个喷头的设计流量，单位：Kg/s。

(5)喷头布置

根据防护区布置和结构形式，在发电机组内上机架和下机架各设置喷头4个，规格为DN40，分散布置，确保灭火剂喷放均匀，且各部位均在喷头的保护半径范围内。

图3是本发明一种发电机组气体灭火的方法的一个实施例结构示意图，如图3所示，该实施例的发电机组气体灭火的方法包括：

S101：报警联动系统14探测发现发电机组的火灾信息；

S102：启动系统12将存储系统11内的气体灭火剂的瓶头阀门打开；

S103：气体灭火剂通过输送系统13输送至火灾现场；

S104：报警联动系统14监测系统工作状态、灭火情况，并关闭启动系统12；

所述报警联动系统14包括传感器和警报器，所述传感器探测火灾信息方式包括烟雾探测、温度探测；所述警报器对火灾信息的警报方式包括声音警报、灯光警报。

图4是本发明一种发电机组气体灭火的方法的另一个实施例结构示意图，如图4所示，该实施例的报警联动系统14探测发现发电机组的火灾信息包括：

S201：报警联动系统14通过设置在发电机组的传感器系统实时监测发电机组的火灾信息状态；

S202：当发电机组发生火灾时，传感器将火灾报警信息传送至报警器，报警联动系统14启动联动设备，并将启动信息发送至启动系统12。

图5是本发明一种发电机组气体灭火的方法的又一个实施例结构示意图，如图5所示，该实施例的启动系统12将存储系统11内的气体灭火剂的瓶头阀门打开包括：

S301：启动系统12接收火灾警报；

S302：启动系统12的启动气体灭火剂阀门的控制单元按照设定的时间阈值等待发出开启阀门指令；

S303：启动系统12发出开启阀门指令；

S304：阀门接收到启动系统12指令，开启阀门，存储系统11内的气体灭火剂打开；

所述时间阈值是当报警联动系统14发现有火灾预警时，警报器工作后，为保证发电机组工作人员人身安全，设置的工作人员离开火灾区域的时间。

基于上述任一发电机组气体灭火的方法的实施例中，所述报警联动系统14启动方式包括：人工远程启动和/或人工现场启动方式、自动启动方式和应急启动方式。

基于上述任一发电机组气体灭火的方法的实施例中，所述关闭启动系统12需满足以下条件的最少一个：

所述报警联动系统14监测火灾警报解除

所述报警联动系统14监测火灾警报为误报；

人工关闭；

存储系统11存储气体灭火剂压力不足；

发电机组气体灭火系统断电，且应急启动方式未启用。

以上对本发明所提供的一种发电机组气体灭火的方法、系统和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。