2. Прогнозирование возможной обстановки на пожаре

2. 1. Развитие пожаров в машинных залах

Развитие пожаров в машинных (генераторных) залах электростанций в значительной степени зависит от характера возникновения горения (взрыв, воспламенение паров масла, короткое замыкание и т.д.). Наибо­лее интенсивно развиваются пожары при взрывах турбин, водорода паров масляных емкостях, при разрыве маслопроводов и разливе масла и т.п. причин. При взрыве возникает множество очаговых повреждений систем со­седних генераторов и турбин. В результате чего возможен выход водорода из системы охлаждения, пара при t = 500 °С, растекание масла, образова­ние коротких замыканий на линиях оперативного тока, контрольных и си­ловых кабелей. При взрывах могут иметь место обрушения ограждающих конструкций зданий.

При аварии маслосистем и горения масла обстановка сложна тем, что масло через неплотности и проемы растекается на нижерасположенные от­метки (кабельные каналы, туннели, полуэтажи), в пламени оказывается емкость и маслопроводы других блоков, кроме того выделяется большое количество дыма и помещения быстро задымляются, что часто непозволяет дежурному персоналу произвести все необходимые операции по аварийному плану и обеспечить постоянный контроль за работай других агрегатов. Сложность обстановки при горении масла заключается в том, что емкость маслосистем, маслопроводы, насосы находятся на нулевой отметка, на этой же отметке происходит и горение растекающегося масла, тогда как генераторы, турбины со всеми приборами контроля и управления - 8-10 м, т.е. в зоне действия дыма и пламени. При пожарах маслосистем площадь пожара зависит от степени и места повреждения системы. Максимальная скорость роста площади горения на имевших место пожарах достигала 25 м²/мин. Характерным в отношении развития является пожар в машзале Но­восибирской ТЭЦ. Произошел разрыв маслопровода у турбины блока мощ­ность 60 МВт, находившегося под нагрузкой. Растекающееся масло попало на паропровод и воспламенилось. Перекрыть маслопроводы удалось на чет­вертой минуте, однако масло продолжало вытекать еще 20 минут, так как вал генератора (после отключения его) вращался по инерции, а вместе с этим работал и маслонасос. В результате из системы вытекло несколько тон масла, образовав в центре зала очаг горения площадью 150 м². Горя­щее масло через неплотности и отверстия в перекрытие проникло в ка­бельные каналы. Помещение машзала было задымлено по истечении 5 ми­нут, а через 8-10 минут от действия пламени струи горящего масла прои­зошло частичное обрушение покрытия. На 20-25 минутах горение по кабе­лям распространилось в полуэтаж, котельную и через незащищенные от­верстия в перекрытии на блочный пульт управления. Создалась угроза распространения горения в кабельные туннели и другие помещения станции.

31 декабря 1978 года в 01 час 35 минут в районе турбогенератора № 2 БАЭС произошла авария с последующим горением турбинного масла, а также силовых и контрольных кабелей. Причина: разгерметизация маслоп­ровода, выброс масла и последующее его самовоспламенение при попадании на нагретые до высокой температуры деталей турбины или паропровода.

До прибытия подразделений - обрушение конструкций покрытия на машзалом, сильное задымление. Возникли в КЗ на отметках +12 и +16 в кабельных шахтах и каналах.

Письменное разрешение на тушение не было дано. Задымление машзала и интенсивное горение кабелей в каб. полуэтаже на отметке +12 м. 4 БУ (машзал, отм. +12, отм. +16, отм. +20, кт.отм. -3), привлекались кур­санты ПТУ, курсов МНС и пожарных частей.

t_наружн.= - 47 °С.

Ликвидирован в 3 часа 30 минут 31 декабря.

Всего участвовало 270 человек (150 ГДЗС).

27 человек - травмы (-47 °С)

Как правило, точнее - чаще всего, в таких случаях в машзале про­исходит сильное задымление, высокая температура и перекрытия в резуль­тате чего - обрушение, горение масла на различных уровнях (на площад­ках обслуживания). Создается угроза взрывов маслобаков, находящихся на отм. +- 0,0 и распространения горения в кабельные туннели через неп­лотности. Причем не только в ниже лежащие туннели, но и по вертикаль­ным кабельным каналам полуэтажи, расположенные выше (Белоярская АЭС).

При загорании обмоток генератора (таких пожаров было около 5%) возникает угроза разгерметизации системы охлаждения и, если водопро­водное охлаждение - то опасность взрыва (Ермаковская АЭС).

Развитие пожара в машзале в результате взрыва водорода, растека­ние масла, горение контрольных и сигнальных кабелей приводит к угрозе распространения пожара на щиты управления и релейные щиты (ЭВМ).

2. Развитие пожаров кабельных туннелях.

В кабельных помещениях пожары возникают в основном в следствии короткого замыкания, пробоя изоляции и перегрева соединений. Схема развития очага горения примерно следующая. Горение кабеля вызывает ра­зогрев изоляции соседних кабелей и она теряет диэлектрические свойс­тва, происходит серия пробоев изоляции, коротких замыканий и горение прогрессирует. Развитию пожаров способствуют наличие сгораемой изоля­ции не редко синтетической и прогрев на значительные расстояния по длине линии. Одной из причин является то, что в перекрытиях туннелей люки всегда закрыты (по условиям технологии) и выход продуктов горения возможен лишь через вентиляционные отверстия, которые расположены обычно по торцам отсека или в целом туннеля. Двигаясь вдоль кабельных линий продукты сгорания нагревает изоляцию, что приводит к резкому увеличению скорости распространения горения. Из анализов пожаров и проведенных экспериментов установлено, что скорость распространения горения в туннелях и каналах по различным кабелям воздушной горизон­тальной прокладке и снятом напряжении составляет 0,1 - 0,3 м/мин, а в кабельных полуэтажах 0,2 - 0,6 м/мин наибольший из приведенных скорос­тей распространения горения относится к условиям естественного газооб­мена через проемы (отношением F_пр./F_пол. = 1/30). При наличии искуст­венной вентиляции скорости могут быть больше указанных. Так в экспери­ментах, проведенных пожарно-техническими станциями города Волгограда и Челябинска была зафиксирована скорость 3,8 м/мин. Снижением же интен­сивности газообмена путем закрытия дверей, люков, вентиляционных шахт и т.д. практически можно до минимума скорость распространения горения, но ликвидировать полностью не возможно, так, как изоляция кабелей явля­ется в основном тлеющим материалом.

Большое влияние на развитие пожаров оказывает напряжение на ка­бельных линиях. В помещении контрольных кабелей обычно проложены ли­нии, которые по условиям технологии, не имеют защиты от токов коротко­го замыкания и перегрузки (линии оперативного тока). При повреждении и коротком замыкании на такой линии почти одновременно возникает по всей длине кабеля множество очагов горения. Таким образом, пожар быстро распространяется на другие участки и помещения, расположенные на зна­чительном расстоянии от первоначального очага пожара. Значительное влияние на развитие горения оказывают соединительные муфты, которые содержат до 10 кг. горючей изоляционной массы. В результате нагрева муфты происходит пробой изоляции, сопровождающийся хлопком и разбрыз­гиванием горящей изоляционной массы. Уклон туннелей по - разному влияет на распространение горения. Так по кабелям воздушной прокладки наибо­лее интенсивно горение распространяется в сторону подъема, а при прок­ладке в маслопроводах наоборот - в сторону уклона. Пожары в кабельных помещениях с первых же минут сопровождаются быстрым распространением дыма и сравнительно высокой скоростью росту температуру пожара. По экспериментальным данным скорость роста температуры в среднем состав­ляет 38 ^оС/мин. Развитие пожаров туннелях с кабелями в маслонаполнен­ных трубах (при разных условиях газообмена) происходит более интенсив­но, чем по кабелям воздушной прокладке. Объясняется это тем что масло в трубах находится при температуре 300 ^оС и под давлением 1,47 - 1,56 МПа, в результате при прогреве трубы от короткого замыкания площадь горения быстро увеличивается за счет растекающегося масла, значительно большая, чем у изоляции теплота сгорания масла (42 МДж/кг) дает более высокую температуру пожара. Приток масла из поврежденных маслопроводов может превышать поизводительность канализации туннеля, что может стать причиной накопления масла в отсеке и, как следствие, возможно перете­кание его через неплотности перегородок в другие отсеки и туннели. По­жары в туннелях представляют опасность не только на том участке где горит, в ряде случаев возникает искрение и оплавление контактов на других участках электросети: на пультах управления, ячейках рапредуст­ройств, трансформаторных блоках и т.д., что может явится причиной но­вого очага пожара. Пожары из туннелей контрольных кабелей через раз­личные люки и неплотности в дверях и в местах прохода кабелей через стены, и перекрытия могут распространится в машинных и котельный за­лах, распредустройства собственных нужд (РУСН), помещение релейной за­щиты, в полуэтаж, а затем и на щиты управления. Из туннелей внешней силовой сети горение может распространятся на генераторы, открытые распредустройства и силовые трансформаторы, а также в туннелях конт­рольных кабелей.

3. Развитие пожаров в трансформаторах и распредустройств.

Развитие пожаров на трансформаторах зависит в основном от места и причин их возникновения и поведения корпуса трансформатора. Так если возникают местные перегревы в массе сердечника (между листами железа), то горение носит тлеющий характер и может продолжаться длительное вре­мя. Признаками такого пожара (пожар в железе) является выделение газов камере газового реле и гудение трансформатора. Если трансформатор сво­евременно не будет отключен, то местной нагрев вызовет горение и замы­кание в обмотках. Признаками горения обмотки являются: выделение боль­шого количества газов в газовой камере и выход их из консерватора, разрушение предохранительной мембраны, вспучивание стенок и крышек баков. При несрабатывании зашиты может произойти, в зависимости от мощности замыкания, разрушение мембраны, консерватора и срыв крышки трансформатора с выбросом масла наружу. При большой мощности замыка­ния (чаще "низкая" сторона) и длительном горении происходит разрушение консерватора, а затем и корпуса трансформатора, в результате растекаю­щееся масло, как правило, создает угрозу соседним трансформаторам и устройствам. Пре этом угроза возникает не только от действия пламени, но и дыма, так как твердые частицы (сажа), осаждается на влажных изо­ляторах, снижает их диэлектрические свойства, что приводит в перекры­тию изоляторов и образованию новых очагов горения. Перекрытие проход­ного изолятора сопровождается разрушением его, что приводит к выходу наружу масла через поврежденные участки и его растеканию. Горение мас­ла на трансформаторе приводит к разрушению других изоляторов, к паде­нию токопроводов на землю, при этом корпус трансформатора оказывается под напряжением. Наибольшее повреждение с разрывом корпуса (чаще всего срывом крыши) трансформатора происходит при коротком замыкание выход­ных или входных токопроводов.

Пожары в распредустройствах возникают в основном при авариях мас­лонаполненных аппаратов или в следствии возгорания изоляции. Наиболее опасными в пожарном отношении аппаратами распредустройствами являются: масляные выключатели, трансформаторы (силовые, измерительные), реакто­ры и конденсаторы. Пожары масляных выключателей возникают чаще всего в результате перекрытия между проходными изоляторами внутри выключателя или между изолятором и корпусом. Перекрытие изоляторов внутри выключа­теля часто сопровождается разрывом корпуса, а перекрытие на корпус - прогаром его и разливом горящего мала. Разрыв корпуса нередко бывает настолько сильным, что срывает двери камеры, в таком случае горение распространяется по взрывному коридору и создается опасность для сек­ции и в целом всего распредустройства.

Характер развития пожаров других маслонаполненых аппаратов анало­гичен развитию пожаров выключателей. Для пожаров в распредустройствах характерна большая задымляемость помещения в следствии небольших объ­емов камер, коридоров и высокой дымообразующей способности изоляции и трансформаторного мала. Наиболее сложная обстановка может сложится при пожаре, когда помещения распредустройства располагаются внутри здания станции. В таком случае оказывается задымленными не только по­мещения распредустройства, но и помещения на подступах к нему, что не позволяет оперативно контролировать направление распространения горе­ния, а также управлять системами собственных нужд, обеспечивающих ра­боту энергоблоков.

Вывод: Пожары на энергетических предприятиях быстро распространя­ется по помещениям и оборудованию и могут сопровождается повышенной температурой, выделением токсичных газов, взрывами, обрушением конс­трукций, повышением уровнем радиации, наличием высокого напряжения. В связи с этим тушение пожаров на таких объектах связано с определенным сложностям.