相关研究人员积极尝试采用不同的技术手段防治换流变压器火灾。水喷雾、细水雾单一系统对换流变压器火灾的防治效果有限,而泡沫则防治效果突出,但是因为成本问题,泡沫防治换流变压器火灾不能大规模推广使用。
现阶段,泡沫喷雾联动灭火系统因其灭火作用方式多样、灭火效率高、适用范围广等优势成为灭变压器火灾的主流方式,且实际应用中效果显著。
换流变压器是特高压直流输电工程的核心设备,在电力输送领域具有举足轻重的地位。近些年来,国内外变压器火灾事故频发,这些事故具有火势发展迅猛、扑救难等特点,这说明在高能条件下变压器油仍然能快速燃烧并放出大量热量。在这些事故中换流变压器火灾事故占比很大,火灾一旦发生,将导致电力系统瘫痪,甚至造成重大经济损失与人员伤亡,严重威胁特高压电力安全输送。所以,当发生换流变压器火灾时,如何快速高效地扑灭火灾,将损失降到最低,是一个亟需解决的难题。
800彩票通过对某直流输电系统换相项目中某换流站换相的失败进行总结分析,发现此次换相失败是由于极一阀控系统故障引起的,由于此直流联网工程接入的电网是弱交流系统,极一换相失败后的功率扰动导致某站交流电压出现较大波动,进而造成了极二出现换相失败,而换相失败直接导致换流变火灾的发生。在实际工程应用过程中,由于多种因素造成的故障很难避免,故在发生事故时,有效排除故障或阻止事故进一步恶化,将损失降低到最小,是非常必要的。为此,拟通过两种灭火系统的灭火效率、灭火有效性方面进行对比分析,提出一种发生换流变压器火灾时的有效灭火系统,通过分析水喷雾与泡沫喷雾的灭火特性差异,为泡沫喷雾联动灭火系统灭变压器油池火技术的研发与优化提供参考。
1实验部分
1.1实验仪器与设备
气动泵(型号:I)TA气动增压泵,最大压力:4MPa);空压机(型号:FBW—0.9/8,最大工作压力:0.8MPa);高速摄像机(型号:NKX—FS700;帧数:960fps);K型铠装热电偶(型号:DIN191;量程:0〜1100;精度:±0.75%);智能可编辑数据采集器(型号:R800-A24-SU—MI)—VAC,48通道);水冷辐射热流计(型号:CT-M24):便携式高清红外热像仪(型号:DL700,量程:0〜1200);离心雾化型水雾喷头(雾化角:60°;流量系数6;额定压力:0.35MPa)等。
1.2实验平台
针对油池火燃烧特点设计搭建了实验测试平台,研宄水喷雾和泡沫喷雾的灭火特性。总体实验装置如图1所示,其中从油面中心线垂直向上测量羽流温度变化,每间隔10cm设置1个热电偶,共设置5根K型热电偶;热流计布置于距环形油池中心3d、6d位置处(d为环形油池直径)。因实验中选取直径100cm的油池,故热流计位于距油池中心,300、600cm处。
1.3灭火实验方案
800彩票布置测量仪器,对测量仪器进行归零和矫正。变压器油盆加注2mm水,再加注3mm变压器油;注入100mL正庚烷,等待10s扩散后,引燃变压器油,260s后进入稳定燃烧状态。打开水喷雾系统,调节工作参数,使其达到预设实验参数,进行记录。各测量仪器实时监测燃烧、灭火特性。明火扑灭90s后关闭供液阀,关闭测量仪器。环形油池实验工况见表1。
2实验结果与分析
2.1灭火温度分析
两灭火系统灭火时火羽流温度变化对比如图2所示。可以看出:在260s时燃烧趋于稳定,此时启动灭火系统,两类喷雾系统火羽流温度均开始稳步下降。对于水喷雾灭火系统,最终在420s时火羽流温度急剧下降,并在450s左右降到最低室温32t左右;而对于泡沫喷雾灭火系统,最终在330s时火羽流温度急剧下降,并在360s左右降到最低室温32V左右。并且最终水喷雾与泡沫喷雾灭火所用时间为190、100s。这表明:其他条件相同的前提下,泡沫喷雾灭火效率高于水喷雾灭火效率。
2.2灭火热辐射分析
两灭火系统灭火时热流值变化对比如图3所示。可以看出:在260s时燃烧趋于稳定,此时开始启动灭火系统,两类喷雾系统热流与启动灭火系统之前没有明显变化,处于平稳波动状态。在330s附近,水喷雾灭火系统与泡沫喷雾灭火系统灭火时热流值都出现了突变情况,即在短时间内热流值迅速升高后又快速降低。但二者也存在差异。对于水喷雾灭火系统,热流值快速降低,350s后又轻微增加,400s附近再次开始迅速下降,至430s附近降低至0.0059W/m2左右,随后一直在该值附近波动。对于泡沫喷雾灭火系统,热流值快速降低,350s时降低至0.0047W/m2左右,随后一直在该值附近波动,且波动较水喷雾更平稳。这进一步表明了泡沫喷雾灭火效率高于水喷雾灭火效率。
2.3灭火热成像分析
两灭火系统灭火时热成像变化对比如图4所示。可以看出,260s时开启水喷雾与泡沫喷雾之后,对于水喷雾,经过50、100s时火焰出现短暂加强现象,但火焰高度没有明显增加,火焰形态保持相对稳定,基本无变化而对于泡沫喷雾,经过50s后,火焰形态被破坏并保持相对稳定的扁平状,经过100s后明火近乎消失,灭火接近尾声。综上可知,与水喷雾灭火相比,泡沫喷雾灭火时热量快速降低,灭火时间短,其在100s内基本将火源有效控制。
3结论
800彩票(1)水喷雾灭火系统与泡沫喷雾灭火系统分别在330s时火羽流温度开始急剧下降,此后两系统火羽流温度都经过约30s降到最低室温32t左右。两类喷雾系统启动后热流与启动前没有明显变化,处于平稳波动状态水喷雾灭火系统作用下最终在430s附近热流值降低至0.0059W/m2左右;泡沫喷雾灭火系统作用下最终在350附近热流值降低至0.0047W/nr’左右。
(2)与水喷雾灭火相比,泡沫喷雾灭火时热量快低,灭火时间短,在100s内基本将火源有效控制。综合分析可得,在基本条件相同的前提下,泡沫喷雾灭火效率高于水喷雾灭火效率。
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