Защита трансформаторных подстанций от пожара. Масляный силовой трансформатор: технологии и установки пожаротушения

Пожнефтехим, российский производитель систем пожаротушения промышленных объектов, о практике защиты масляных силовых трансформаторов. Речь об особенностях действующей нормативной базы в области противопожарной защиты трансформаторных подстанций, а также о совершенствовании применяемых систем пожаротушения. Материал подготовлен на основе Концепции ООО «Пожнефтехим», которая 17 июля 2020 года получила положительный отзыв ФГБУ ВНИИПО МЧС России.

Проектирование систем пожаротушения для трансформаторов

При разработке проектной и рабочей документации для масляных силовых трансформаторов у специалистов возникают вопросы по актуальным требованиям к системам пожаротушения. Они связаны с тем, что практика противопожарной защиты масляных трансформаторов допускает применение систем распыленной воды при наличии основного горючего вещества – трансформаторного масла.

Требования противопожарной защиты силовых трансформаторов прописаны в следующих нормативных документах:

1. СП 486.1311500.2020 Системы противопожарной защиты. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации. Требования пожарной безопасности.
2. РД 34.15.109-91 «Рекомендации по проектированию автоматических установок водяного пожаротушения масляных силовых трансформаторов».
3. ВНПБ 29-14 СТО 34.01-27.3-002-2014 «Проектирование противопожарной защиты объектов электросетевого комплекса ОАО «Россети». Общие технические требования».
4. СТО РусГидро 01.01.78-2012 «Гидроэлектростанции. Нормы проектирования».

Кроме указанных документов статус действующего имеет РД 34.49.502-96. «Инструкция по эксплуатации установок пожаротушения с применением воздушно-механической пены». Документ применяется для организации эксплуатации установок, реализованных в 70-80-е годы.

Противоречие заключается в том, что современные трансформаторы имеют преимущественно масляное охлаждение. Минеральное изоляционное масло (трансформаторное) является продуктом дробной перегонки нефти и относится к ГЖ. Масло горит, его пары легко воспламеняются.

Свойства трансформаторного масла объясняют пожарную опасность трансформаторных подстанцией. Согласно справочнику А. Я. Корольченко, Д. А. Корольченко «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения», трансформаторное масло – это горючая жидкость с температурой вспышки 135–140°С, температурой воспламенения 135–163°С, температурой самовоспламенения 270°С и температурными пределами распространения пламени от 125°С (нижн.) до 193°С (верхн.). Средства тушения: воздушно-механическая пена, порошки.

Выбор системы пожаротушения и вопросы по нормативной базе

Согласно действующим нормам, масляные силовые трансформаторы защищаются системами и установками пожаротушения распыленной водой (в т.ч с применением пенных оросителей и лафетных стволов), пеной низкой кратности и газовым пожаротушением (для закрытых трансформаторов). В таблице представлены системы пожаротушения по действующим нормам.

В 70-80-е годы для противопожарной защиты трансформаторов широко применялись автоматические установки пожаротушения пеной низкой кратности. Переход на установки водяного пожаротушения распыленной водой связан с низкой эффективностью пенных установок на базе оборудования и пенообразователей, выпускаемых в 70-80-х годах, а также необходимостью охлаждения корпуса и наружных элементов трансформатора. Вместе с тем, применение лафетных стволов в составе автоматических установок пожаротушения противоречит ГОСТ Р 50680-94, ГОСТ Р 51043-2002 и СП 485.1311500.2020, так как они не являются оросителями.

Пожаротушение трансформаторных станций распыленной водой с первоначальной фазой подачи пены

Учитывая высокую пожарную опасность масляных силовых трансформаторов, ГК «Пожнефтехим», российский производитель оборудования и пенообразователей для систем пожаротушения промышленных объектов, обращает внимание на возможность значительно повысить эффективность тушения распыленной водой за счет дополнения подачи пены в начальной фазе пожара. Современные дренчерные оросители с осцилляторами «Антифайер» и пленкообразующие пенообразователи «Аквафом» типа AFFF способны эффективно и быстро справляться с пожарами ЛВЖ и ГЖ (тушение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей водой недопустимо, т.к. ведет к распространению огня).

Не менее актуально предложение применять дренчерные оросители специального назначения «Антифайер» вместо устаревших, недостаточно приспособленных оросителей, а также вместо лафетных стволов и при реализации установок пожаротушения распыленной водой без фазы подачи пены.

Основания для выбора данных систем пожаротушения подробно изложены на нашем сайте в разделе анализа технических требований действующих нормативных документов по масляным трансформаторам. Далее представляем вашему вниманию базовые положения Концепции ООО «Пожнефтехим» по автоматическим установкам водяного пожаротушения распыленной водой с начальной фазой подачи низкократной пленкообразующей пены.

Отзыв ВНИИПО МЧС РФ (Оренбургский филиал) на Концепцию ООО «Пожнефтехим» от 17.07.2020

Какие трансформаторы оснащаются АУПТ?

СП 486.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации. Требования пожарной безопасности», табл. 4 - Оборудование регламентирует оснащение автоматическими установками пожаротушения (АУПТ) масляных силовых трансформаторов:

• с напряжением 500 кВ и выше (независимо от площади);

• напряжением 220-330 кВ и выше, мощностью 200МВА и выше;

• напряжением 10 кВ и выше, установленные у здания гидроэлектростанций, с единичной мощностью 63МВА и выше;

• напряжением 110 кВ и выше, установленные в камерах закрытых подстанций глубокого ввода и в закрытых распределительных установках электростанций и подстанций, мощностью 63МВА и выше.

Технология тушения пожара: пенное пожаротушение + распыленная вода

Пожаротушение масляного силового трансформатора включает два этапа: ликвидация горения (или снижение его интенсивности) и охлаждение. На первом этапе в течение 3-5 минут подается пленкообразующая пена низкой кратности. Пленкообразующие свойства высокоэффективных фторсинтетических пенообразователей (тип AFFF) эффективно ликвидируют возгорание горючих жидкостей, а также обеспечивают охлаждение трансформатора.

Карты орошения дренчерных оросителей «Антифайер» для подачи пены (или воды) настраиваются таким образом, чтобы за счет соударения струй создавался объем распыляемой пены низкой кратности (или воды), быстро снижающий интенсивность горения трансформаторного масла. При образовании на горящей поверхности изолирующей тонкой пленки горение прекращается.

Пример карт орошения дренчерного оросителя «Антифайер» в автоматической установке водяного пожаротушения распыленной водой с первоначальной фазой подачи низкократной пленкообразующей пены

После завершения подачи пены начинается подача распыленной воды. В систему начинает поступать вода и осуществляется интенсивное охлаждение трансформатора до достижения 30 минут общей работы установки.

Автоматические установки пожаротушения масляных трансформаторов только на основе распыленной воды, без начальной фазы подачи пленкообразующей пены, могут допускаться, по нашему мнению, для трансформаторов «низкой степени ответственности» и низкой мощности. Вместе с тем, применение только распыленной воды противоречит рекомендуемым средствам пожаротушения трансформаторного масла, т.к. может приводить к увеличению интенсивности горения и площади пожара.

Дренчерные оросители «Антифайер» для тушения масляного трансформатора

В автоматической установке пожаротушения рекомендуется применять дренчерные оросители, универсальные водопенные насадки (УВПН) «Антифайер» на поворотном устройстве или с функцией осциллирования. Данные водопенные насадки разработаны и производятся в России на собственной производственной площадке ГК «Пожнефтехим» в г. Донской Тульской области. УВПН «Антифайер» соответствуют ГОСТ Р 51043-2002 и представляют собой устройства для получения сплошных или распылённых струй воды или низкократной пены в широких диапазонах давлений.

Дренчерный ороситель «Антифайер» подает пену низкой кратности (не менее 4-8) или воду на большие расстояния с разными углами факела, работает в диапазоне давлений 0,4-1,0 МПа и может иметь расход 5, 10, 15 или 20 л/с (на заказ). УВПН имеют специальный распределитель для обеспечения равномерности орошения и обладают устойчивостью к температурным воздействиям от -60 до +800 °С и устойчивостью к агрессивным средам согласно п. 5.1.3 ГОСТ 51043.

При сравнении дренчерного оросителя «Антифайер» с применяемыми в аналогичных системах пенными оросителями ОПДР и эвольвентными оросителями, можно увидеть, что последние имеют ограничения по области применения и техническим характеристикам орошения, а также ограниченную дальность. Что касается выбора лафетных стволов, то они не являются дренчерными оросителями согласно ГОСТ Р 51043, а значит их применение противоречит ГОСТ Р 50680 и СП 485.1311500.2020. Подробнее о преимуществах универсальных водопенных насадков «Антифайер» вы можете узнать, направив запрос специалистам ООО «Пожнефтехим».

Система пожаротушения Пожнефтехим для трансформаторной подстанции

Пожнефтехим рекомендует применять комплексные системы пожаротушения трансформаторных станций. Желательно комплектовать систему пожаротушения продукцией одного производителя, чтобы обеспечить работоспособность и согласованность технических характеристик.

Система пожаротушения Пожнефтехим для трансформаторной подстанции, ТУ 28.99.39-045-72410778-2018, включает:

1. Дренчерные оросители (УВПН) «Антифайер» – устройства для формирования сплошных или распылённых струй воды или низкократной пены с нормированным показателем равномерности орошения в широком диапазоне давлений. Применяются в системах противопожарной защиты промышленных объектов.
2. СХДП – система хранения и дозирования пенообразователя. СХДП состоит из дозатора, емкости для хранения пенообразователя и трубопроводной обвязки с КИП. В системах пожаротушения трансформаторных подстанций в качестве системы дозирования может использоваться СХДП с баком-дозатором или с дозатором и емкостью из нержавеющей стали.
3. Пенообразователь «Аквафом» AFFF 1 %, 3 % или 6 % – фторсинтетический пленкообразующий пенообразователь, предназначенный для тушения пожаров класса А и В по ГОСТ 27331. Пенообразователи с маркировкой AFFF с эффективностью применяются для тушения неполярных (водонерастворимых) ЛВЖ и ГЖ, в том числе для трансформаторного масла.
4. Пожарный фильтр универсальный (ПФУ) «Тауэр» – устройство для фильтрования воды, пенообразователей, растворов пенообразователей и других жидкостей. ПФУ защищает оборудование от засорения при подаче огнетушащих веществ.
5. Дозатор пожарный напорный стационарный (ДПН-С) «Фомикс» – устройство для дозирования пенообразователя под давлением в поток воды в трубопроводе и получения рабочего раствора с объёмной концентрацией 1 %, 3 % или 6 % при подключении пожарной техники.
6. Узел для подключения пожарной техники (УПТ) применяется для подачи (отбора) воды или раствора пенообразователя в установках пожаротушения или для оснащения подводящих трубопроводов стационарных средств пожаротушения (пожарных лафетных стволов, гидромониторов, пеногенераторов и т.п.).
7. Блок-контейнеры для пожаротушения «Витязь» –  транспортабельные здания каркасной конструкции либо сооружения на базе типовых морских контейнеров. БК-ПТ имеют I, II, III или IV степень огнестойкости.

Система пожаротушения открытого масляного трансформатора схематично представлена далее. Принципиальные схемы, пояснения и комментарии по вопросам проектирования доступны по запросу. 

Компания Пожнефтехим готова разработать концепцию или проект противопожарной защиты масляных силовых трансформаторов с применением указанных технологий и оборудования. Мы взаимодействуем с заказчиками и проектными организациями на этапе проектирования, производства компонентов системы пожаротушения и пусконаладки на объекте. Выбор системы Пожнефтехим позволит исключить недостатки применяемых АУПТ и повысить пожарную безопасность трансформаторных подстанций.

Прикладные вопросы пожаротушения промышленных объектов рассматриваются на ежегодных Курсах повышения квалификации, которые проводятся для специалистов по проектированию, закупок, эксплуатации систем пожаротушения и охраны труда на объекте. По вопросам обучения обращайтесь к нашим менеджерам по тел. +7 (499) 703-01-32, email mail@pnx-spb.ru. Обучение проводится ООО «Пожнефтехим» по Лицензии Министерства образования Тульской области №0133/03315 от 30.09.2016.

Статья подготовлена специалистами ООО «Пожнефтехим»

Сайт: www.pnx-spb.ru   

Информация о компании

Пожнефтехим работает в области пожарной безопасности промышленных объектов с 2004 года. Компания располагает производственными подразделениями в Тульской и Московской области площадью около 4000 кв. м и собственным испытательным полигоном площадью 1000 кв. м. Пожнефтехим разрабатывает проектную документацию по пожарной безопасности для промышленных и производственных объектов, а также осуществляет комплексные поставки пожарного оборудования, пенообразователей с последующим шефмонтажом и пусконаладкой установки пожаротушения.