水电站变压器水喷雾包络线消防系统应用.pdf

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刘立峰,张军智,刘君.水电站变压器水喷雾包終线消防系统应用
文章编号:1006-2610(2012)S1-0176-05
水电站变压器水喷雾包络线消防系统应用
刘立峰,张军智,刘君
(中国水电顾问集团西北勘测设计研究院,西安710065)
摘要:详细介绍了水电站变压器水喷雾系统设计原理和变压器水喷雰包络线设计过程,利用水喷雾包络线法灭火
的原理,以班多水电站为例详细介绍水电站变压器水喷雾包络线消防系统应用。
关键词:水电站;変压器;水喷雾系统;包络线;系统设计
中图分类号:TV736
文献标识码:A
Application of Water-spraying Envelop Fire-fighting System for Transformers in Hydropower Stations
LIU Li-feng, ZHANG Jun-zhi, ITU Jun
(HYDROCHINA Xibei Engineering Corporation, Xi'an 710065, China)
Abstract esign principle of water-spraying s stem and design press of water-spraying envelop for transformer in hydropower stations are
int oced in etail Thouh utilizing pn e for ie xt n ig wa -a in el mt d, application of water-spraying envel-
op fire-fighting system for transformer in hydropower stations is described in detail with Banduo Hydropower Station for example
Key words: Hydropower stations transformer; water-spraying system; envelop; system design
变压器水喷雾系统主要从以下2个方面实现:
①合理布置多层管网和水雾喷头数量,选择合适的
变压器是水电站的主要设备之一,在运行时变安装参数,使变压器处在立体水雾包络线保护之中
压器的火灾会影响水电站的正常运行。固定式自动即变压器三维空间内不存在干表面,并且被保护空
水喷雾灭火系统是确保变压器安全稳定运行的有效间有足够的水喷雾强度,避免形成立体火灾。②采
措施之一,因为水雾具有冷却,窒息、乳化和稀释等用多层管网,较富裕量的水雾喷头和足够的喷雾强
作用,可以获得非常好的灭火效果。水喷雾的电度,按照水平间距与垂直间距满足水雾锥互相交错
绝缘性可安全地扑救变压器火灾。本文主要介绍利来布置水雾喷头,以保证有足够灭火强度。
用水喷雾包络线原理进行变压器灭火的计算过程,
以班多水电站为例详细介绍水电站变压器水喷雾包2变压器水喷雾包络线设计
络线灭火系统设计原理、方法和计算步骤。
变压器和水喷雾锥均可看成是三维立体,因此,
变压器水喷雾系统设计原理
可利用三维坐标系表示,变压器和水雾锥在平面和
侧面正投影来表示,如果一个或多个水雾喷头在平
水电站每台变压器都存在火灾的危险,从安全面或侧面上正投影锥边连成的包络线能覆盖变压器
角度考虑,对每台变压器要设置一套独立的保护系在同一平面上的正投影,可以认为变压器处在水雾
统,系统应可通过自动、手动和应急启动3种方式阻锥的保护范围之中,从而实现了无干表面。这就是
止变压器起火2。
变压器水喷雾包络线灭火设计原理
2.1水曠雾保护范围计算
收稿日期:2012-07-28
设水雾锥雾化角为,有效射程为S,水雾喷头
作者简介:刘立峰(1979-),男,西安市人,工程师,从事水力机的锥底圆半径Dm,水雾喷头锥边长度为L,则:
械设计工作
西北水电·2012年?增刊
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W
0 arctan
max
2S
)
设X,Y,Z表示空维空间坐标,XOY,MO2Z及式中:N为保护对象的水雾喷头的计算数量;S为保
YOZ分别表示水平面、横剖面和纵剖面,设安装在
护对象变压器的保护面积,m2;W为保护对象变压
高度为h处水雾喷头的水雾锥轴线与Z轴夹角为器设计喷雾强度,L/(min:m)。油浸式电力变压
y,y为水雾喷头水平面XOY上投影角,即喷头水雾器侧面、油枕及顶面喷雾强度W昭,=20
锥轴线在水平面上的投影与轴夹角,喷头水雾锥
min?m2);油浸式电力变压器集油坑表面喷雾
在三维坐标系中的几何位置为(X。,Y,Z0),则有
强度W2=6L/(min?m2)。
X。=S,cosy,Y。=S,siny,Zo= Scos y(2)
可知在水平正投影
式中:Q为系统的计算流量,L;ル为系统启动后同
COSIM
arctan
时喷雾的水雾喷头的数量;q2为水雾喷头的实际流
量,L/s;应按水雾喷头的实际工作压力P(MPa)计
3
式(3)描述了水平面上设备顶部喷头水雾锥正算。
投影包络线
在横剖面上水雾锥正投影为
式中:Q,为系统的设计流量,Ls;k为安全系数,应
取1.05~1.10。
Sa=√G+
,O。=2 arctan(
2.3喷头安装参数的确定
喷头型号和数量初选后,要达到预期的灭火效
果,选定喷头参数是比较关键,由选定的喷头参数代
根据式(4)可做出横剖面上正投影水雾锥包络入水雾锥包络线计算公式,作出其保护范围图。结
线
合变压器的平面、剖面图,确定喷头安装参数,在作
对纵剖面则有
图时变压器外型图的比例与喷头包络线保护范围图
S=√G+石ム=/S+"a
arctan
的比例要保持一致。确定喷头安装参数时,要考虑
到变压器爆炸的影响,即当变压器爆炸,上层环管被
5)破坏时,下层管网喷头仍能够满足水喷雾灭火强度
根据式(5)可做出纵剖面上正投影水雾锥包络因此,在变压器箱缘焊缝高度处要设下层环管及水
线
雾喷头,数量和水喷雾强度要满足灭火要求,以确保
通过以上简单的计算作图可直接分析水雾覆盖在上层管网被破坏时,下层管网还能够实现灭火要
设备的情况,这就是主变水喷雾包络线法。
求
2.2水喷雾喷头型号的选取及数量的确定
2.4作包络线圈
喷头型号选择及数量的确定,既要有足够的喷
由确定的喷头安装参数、喷头型号及布置方式
雾强度,又要满足覆盖保护变压器的要求。根据工作出喷头水雾包络线图,由此判断被保护设备的水
作压力、流量、喷头水雾锥直径、有效射程,雾化角等喷雾覆盖情况,对覆盖不全之处稍加调整,直至喷头
参数,结合变压器尺寸,喷头布置形式(单层、双层水雾包络线能全面包络所要保护的变压器。
或多层)等综合考虑。根据GB50219-1995《水喷2.5安装和冷态调试
雾灭火系统设计规范》有关条款计算,计算公式如
根据安装参数进行安装,安装后宜作冷态水喷
式(6):
雾试验,针对喷头覆盖不到之处,可以对喷头安装角
q=K√10P
度、分布密度和喷头高度等适当调整,以达到更好的
式中:q为水雾喷头的流量,L/min;