天然气联合循环电厂设计防火规范68页word文档.docx
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天然气联合循环电厂设计防火规范68页word文档
浙江省工程建设标准
天然气联合循环电厂
设计防火规范
Codeoffireprotectiondesignfor
naturalgas-firedcombinedcyclepowerplant
DB33/1033-2006
2006杭州
目次
1总则1
2术语和符号2
2.1术语2
2.2符号4
3建（构）筑物火灾危险性分类及其耐火等级5
4厂区总平面布置7
5建（构）筑物的安全疏散和建筑结构11
5.1建（构）筑物的安全疏散及防爆设计11
5.2建筑构造12
6天然气系统14
6.1天然气气质14
6.2天然气系统及设备、管道布置14
6.3天然气加热炉16
6.4天然气调压站17
6.5天然气泄压和放空设施17
6.6危险区域划分19
7燃气轮机消防20
8消防给水、固定灭火设施及火灾自动报警21
9采暖、通风和空气调节消防23
10电气消防24
11仪表控制消防26
本规范用词说明27
条文说明28
1总则
1.0.1为确保燃用天然气的燃气-蒸汽联合循环电厂（以下简称天然气联合循环电厂）运行中的安全,贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，防止或减少火灾危害，保障人身和财产安全，特制订本规范。
1.0.2本规范规定了天然气联合循环电厂消防设计应遵循的原则和应采取的措施。
本规范可作为天然气联合循环电厂消防设计审批、验收的依据。
1.0.3本规范适用于新建、扩建或改建为天然气联合循环电厂的设计。
1.0.4本规范适用于联合循环机组容量为50-780MW级（相当于S106B-S209F级）的天然气联合循环电厂。
其他容量的机组可参照执行
1.0.5天然气联合循环电厂的防火设计应结合工程具体情况，积极采用新技术、新工艺、新材料和新设备，做到安全适用，技术先进，经济合理。
1.0.6天然气联合循环电厂与常规燃煤电厂相同部分的防火设计，应执行现行国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229的相关规定。
本规范仅针对天然气联合循环电厂与常规燃煤电厂不同部分的防火设计，作了规定。
1.0.7天然气联合循环电厂的防火设计，除了应执行本规范的规定和现行国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229的相关规定外，还应根据联合循环电厂的工艺特点和工程具体情况，遵循或参照执行国家现行的有关标准、规范。
2术语和符号
2.1术语
2.0.1天然气naturalgas
产于地层以下的主要由甲烷组成的可燃气体，此外还含有少量的乙烷、丙烷、氮、二氧化碳和水分。
2.0.2燃气轮机（燃机）发电机组gasturbinegeneratorunit
主要由压气机、燃烧室和燃气透平（涡轮）组成的发电机组。
空气在压气机中被压缩，在燃烧室中与进入的气体燃料或液体燃料相混合燃烧，产生的高温燃气在燃气透平（涡轮）中膨胀做功，拖动发电机发电。
2.0.3余热锅炉heat-recoverysteamgenerator（HRSG）
利用燃气轮机做功后排气中的余热来产生蒸汽的锅炉。
2.0.4联合循环combinedcycle
包含一台或多台燃气轮机和余热锅炉以及一台汽轮机组成的
热力系统。
利用燃气轮机发电后排气中的余热产生蒸汽，蒸汽引入汽轮机中再发电（或兼供热）。
2.0.5联合循环机组容量capacityofcombinedcycleunit
指一套联合循环机组的发电容量，不是指一台燃气轮机（燃机）发电机组或一台汽轮发电机组的发电容量；也不是指全厂总装机容量。
2.0.6水露点waterdewpoint
天然气在一定压力下析出第一滴水时的温度。
2.0.7烃露点hydrocarbondewpoint
天然气在一定压力下析出第一滴液态烃时的温度。
2.0.8天然气凝析液naturalgasliquid
天然气凝析出的水分和液态烃类混和物。
2.0.9天然气加热炉、水套（浴）炉gasheater/bathwatergasheater
为了使天然气在调压过程中不致有凝液析出，如有需要，可对天然气预加热，即用少量天然气在闭式炉内燃烧加热水，再将天然气从炉内热水中的盘管内通过，而得到加热。
在正常情况下天然气加热炉、水套（浴）炉内的火焰不外露，烟囱不冒火。
2.0.10天然气调压站naturalgaspressureregulationstation
为了满足燃气轮机对天然气的要求，天然气进入电厂后，需进行计量、分离、过滤、预加热（如需要）、调压（稳压）等处理，该工艺场站统称为天然气调压站。
2.0.11天然气泄压、放空设施reliefandblowdownsystem
对泄压放空、紧急放空、设备及容器的安全阀泄放及停机检修时手工放散的天然气进行排放的设施。
由泄压设备（安全阀、放空阀）、收集管线（放空管）、放散管、放空竖管等组成。
2.0.12联合循环电厂主厂房mainpowerhouseofcombinedcyclepowerplant
联合循环电厂的主厂房系由燃机房、汽机房（或燃气轮机与汽轮机合并厂房）、集中控制室及余热锅炉等组成的综合性建筑。
2.0.13稳高压消防给水系统firewatersupplysystemofstablehighpressure
由水源、消防水泵、稳压装置、压力监测与控制装置、管网等组成。
系统平时最不利点的压力由稳压装置维持，灭火时由压力监测与控制装置自动启动消防水泵，满足最不利点对消防水量与水压的要求。
2.2符号
F——天然气管道强度设计系数
h——避雷针校验点的高度（m）
P——管道最大允许操作压力（MPa）
P0——安全阀的定压（MPa）
Ri——避雷针的冲击接地电阻（Ω）
Sa——避雷针与天然气罐体、管道等之间的空气中距离（m）
Se——避雷针及其接地装置与天然气罐体、管道的接地装置和地下天然气管道的地中距离（m）
t——天然气管道温度折减系数
3建（构）筑物火灾危险性分类及其耐火等级
3.0.1建（构）筑物的火灾危险性分类及其耐火等级应符合表3.0.1的规定。
表3.0.1建（构）筑物的火灾危险性分类及其耐火等级
建（构）筑物名称
火灾危险性分类
耐火
等级
主厂房（燃机房、汽机房或燃机与汽机合并厂房、余热锅炉房、集中控制室）
丁
二级
网络控制楼、微波楼、继电器室
丁
二级
屋内配电装置楼（内有每台充油量＞60kg的设备）
丙
二级
屋内配电装置楼（内有每台充油量≤60kg的设备）
丁
二级
屋内配电装置楼（无油）
丁
二级
屋外配电装置（内有含油设备）
丙
二级
油浸变压器室
丙
一级
机组柴油发电机房
丙
二级
岸边水泵房、中央水泵房
戊
二级
生活、消防水泵房
戊
二级
冷却塔
戊
三级
稳定剂室、加药设备室
戊
二级
油处理室
丙
二级
化学水处理室、循环水处理室
戊
二级
供氢站、贮氢罐
甲
二级
天然气调压站
甲
二级
贮氧罐
乙
二级
空气压缩机室（无润滑油或不喷油螺杆式）
戊
二级
空气压缩机室（有润滑油）
丁
二级
天桥
戊
二级
天桥（下面设置电缆夹层时）
丙
二级
变压器检修间
丙
二级
排水、污水泵房
戊
二级
检修间
戊
二级
进水建筑物
戊
二级
给水处理构筑物
戊
二级
污水处理构筑物
戊
二级
电缆隧道
丙
二级
特种材料库
丙
二级
一般材料库
戊
二级
材料棚库
戊
三级
消防车库
丁
二级
注：
1.除本表规定的建（构）筑物外，其他建（构）筑物的火灾危险性及耐火等级应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16的有关规定。
2.油处理室，处理重油及柴油时为丙类；处理原油时为甲类。
3.0.2天然气火灾危险性为甲B类。
3.0.3主厂房的地上部分，防火分区的允许建筑面积不宜大于6台机组（燃气轮机和汽轮机）的建筑面积，其地下部分不应大于1台机组（燃气轮机或汽轮机）的建筑面积。
4厂区总平面布置
4.0.1电厂内天然气相关设施与周围居住区、相邻厂矿企业、交通线等的防火间距，不应小于表4.0.1的规定。
天然气放空竖管的防火间距不应小于表4.0.1的规定。
表4.0.1天然气设施区域布置防火间距（m）
名称
天然气调压站
（无增压机）
天然气
放空竖管
100人以上的居住区、村、
公共福利设施
30
60
100人以下的散居房屋
30
60
相邻厂矿企业
30
60
铁路
国家铁路线
30
40
工业企业铁路线
20
40
公路
高速公路
20
40
其他公路
10
30
35kV及以上独立变电所
30
60
架空电力线路
1.5倍杆高
40
架空通讯线路
国家Ⅰ、Ⅱ级
1.5倍杆高
40
其他通讯线路
1.5倍杆高
30
爆炸作业场地（如采石场）
300
150
4.0.2天然气调压站宜布置在人员集中场所及明火或散发火花地点的全年最小风频风向的上风侧。
4.0.3天然气调压站布置在厂区内时应设置1.5m高的围栅，当利用厂区围墙作为调压站的围栅时，厂区围墙应设置不低于2.2m高实体围墙。
4.0.4燃气轮机或联合循环发电机组（房）、余热锅炉（房）、天然气调压站与其他建（构）筑物之间的最小间距应符合表4.0.4-1及表4.0.4-2的规定。
表4.0.4-1建（构）筑物之间的防火间距（m）
建构筑物名称
燃气轮机或主厂房
天然气调压站（无增压机）
丙丁戊类建筑耐火等级
一、二级
10
12
三级
12
14
燃气轮机或主厂房
-
30
天然气调压站
30
-
燃油
处理室
原油
30
20*
重油
10
15*
主变压器或屋外厂用变压器（t/台）
≤10
12
25
>10≤50
15
>50
20
屋外配电装置
10
25
氢气站
12
20
储氢罐
12
20
行政生活
福利设施
一、二级
10
25
三级
12
铁路中心线
厂外
5
30
厂内
5
20
厂外道路（路边）
-
15
厂内道路（路边）
主要
-
10
次要
-
5
有明火或散发火花地点
25
注：
石油产品的火灾危险等级分类应以产品标准中确定的闪点标准为依据。
根据确定的石油产品的火灾危险等级分类按表4.0.4-2确定天然气调压站与燃油处理室之间的防火间距。
表4.0.4-2石油及天然气装置间的防火间距（m）
火灾危险类别
甲A类
甲B、乙A类
乙B、丙类
甲A类
25
甲B、乙A类
20
20
乙B、丙类
15
15
10
4.0.5若调压站内部布置有水套（浴）炉，其与调压站本体设施的防火间距应不小于5m。
4.0.6天然气放空竖管排放口与明火或散发火花地点的防火间距不应小于25m，与非防爆厂房之间的防火间距不应小于12m。
天然气放散管排放的安全要求见7.5节。
4.0.7天然气管线至厂区内建（构）筑物最小水平间距应符合表4.0.7-1和表4.0.7-2的规定。
表4.0.7-1埋地天然气管线与厂区内建（构）筑物的最小水平间距（m）
管线名称
天然气管
电厂行政区、生活区建构筑物基础外沿
6.0
电厂生产区建构筑物基础外沿
3.0
照明、通讯柱杆中心线
1.5
管架基础外沿
2.0
围墙基础外沿
1.5
铁路中心线
6.0
道路
1.0
排水沟外沿
1.5
屋外配电装置
15
表4.0.7-2厂区架空天然气管与厂区内建（构）筑物之间的最小水平间距（m）
名称
天然气管
甲、乙类生产厂房
10.0
丙、丁、戊类生产厂房
6.0
铁路中心线
6.0
道路边缘
1.5
厂区围墙（中心线）
1.5
照明及通信柱杆（中心线）
1.0
4.0.8天然气调压站属于厂区重点防火区域，厂区内其他重点防火区域的划分应执行现行国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229的相关规定。
5建（构）筑物的安全疏散和建筑结构
5.1建（构）筑物的安全疏散及防爆设计
5.1.1厂房的安全出口设置，应符合下列要求：
1厂房的安全出口不应少于2个，如设1个安全出口，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16，2001年版）的规定；安全疏散口的距离，应符合防火安全要求；
2长度超过100m的厂房，必须设中间楼梯及中间安全出口；
3主厂房内最远工作地点到外部安全出口或楼梯的距离不应超过50m；
4在主要出入口附近，应有通至各层的疏散楼梯。
在厂房主要出入口的另一端，应有通至各层与屋面的室内、或室外疏散楼梯作为第二安全出口。
5主厂房内每个车间的安全出口均不应少于2个。
车间的安全出口可利用通向相邻车间的门作为第二安全出口，但每个车间必须有1个直通室外的出口。
6主厂房的集中控制室应设两个安全出口，并应设置1个通至各层及屋面的封闭楼梯间；
7主厂房疏散楼梯净宽不宜小于1.1m，疏散走道的净宽不宜小于1.4m,疏散门的净宽不宜小于0.9m；
5.1.2有防爆要求的建筑物（供氢站、天然气调压站）的设计，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16，2001年版）的相关规定。
5.2建筑构造
5.2.1主厂房室外疏散楼梯和每层出口平台，均应采用不燃烧材料制作，其耐火极限不应少于0.25h。
楼梯周围2m范围内的墙面上，除疏散门外，不应开设其他门窗洞口。
5.2.2主厂房室外疏散楼梯净宽不应小于0.8m,楼梯坡度不应大于45°，楼梯栏杆高度不应低于1.1m。
5.2.3承重构件为不燃烧体的主厂房，其非承重外墙为不燃烧体时，其耐火极限不应小于0.25h；为难燃烧体时，其耐火极限不应小于0.5h。
5.2.4燃气轮机及汽轮机油箱及油管道附近的钢构件应采取防火保护措施。
非承重构件的耐火极限不应小于0.5h，承重构件的耐火极限不应小于1h。
当机组为岛式布置或运转层楼板开孔较大时，其对应钢屋架的耐火极限不应小于0.5h。
5.2.5下列承重钢框架、支座、管架，应覆盖耐火层：
1在爆炸危险区范围内的主管廊的钢管架；
2在爆炸危险区范围内的高径比等于或大于8，且总重量等于或大于25t的非可燃介质设备的承重钢框架和支架。
5.2.6承重钢框架、支座、管架应覆盖耐火层的部位是：
1设备承重钢框架：
单层框架的梁、柱；多层框架的楼板为透空的箅子板时，地面以上10m范围内的梁、柱；多层框架的楼板为封闭式楼板时，该层楼面范围内的梁、柱；
2设备承重钢支架：
全部梁、柱；
3钢管架：
底层主管带的梁、柱，且不宜低于4.5m高度范围内。
5.2.7涂有耐火层的构件，其耐火极限不应低于1.5h。
当耐火层选用防火涂料时，应采用厚型无机并能适用于烃类火灾的防火涂料。
5.2.8集中控制室、计算机房的室内装修应采用不燃烧体。
5.2.9集中控制楼内的集中控制室、计算机室与其他房间的隔墙应采用不燃烧体，其耐火极限不应小于1h。
5.2.10主厂房中电缆夹层的外墙及隔墙应采用耐火极限不小于1h的不燃烧体。
电缆夹层的顶棚为外露钢梁时，其耐火极限不应小于1h。
5.2.11主厂房及其他建（构）物疏散门应向疏散方向开启。
配电装置室中间隔墙上的门应采用双向弹簧门。
5.2.12电缆沟及电缆隧道在进出主厂房、主控制楼、配电装置室时，在建筑物外墙处应设置防火墙。
5.2.13当天然气前置模块设备边缘与建筑物间距小于10m时，则相邻建筑物的外墙需设置为防火墙。
6天然气系统
6.1天然气气质
6.1.1进入电厂的天然气气质应符合现行国家标准《天然气》GB17820中二类气的要求，同时还应满足现行国家标准《输气管道工程设计规范》GB50251的有关规定。
6.1.2当燃气轮机制造厂对气质（主要指有害化学物质）有更高的要求时，进入电厂的天然气还应满足燃气轮机的要求。
天然气在电厂内经机械过滤、加热（如需要）及调压后，最终应满足燃气轮机制造厂对天然气各项指标的要求。
6.2天然气系统及设备、管道布置
6.2.1天然气管道应根据管道沿线左右各200m范围内，居民户数和建构筑物密集程度所对应的强度设计系数进行设计。
管道地区等级划分及强度设计系数F取值应按现行国家标准《输气管道工程设计规范》GB50251中有关规定执行，但强度设计系数F不得大于0.5。
6.2.2强度计算中钢管的温度折减系数t，按表6.2.2取值。
表6.2.2钢管的温度折减系数
温度
温度折减系数t
℉
℃
250或以下
121或以下
1.000
300
149
0.967
350
177
0.933
400
204
0.900
450
232
0.867
注:
对于中间温度,折减系数按插入法求得。
6.2.3厂内天然气管道宜高支架敷设、低支架沿地面敷设或直埋敷设，不宜采用管沟敷设。
直埋管线在穿越车行道路时应采用外套管保护。
6.2.4埋地天然气管道应设置转角桩、交叉和警示牌等永久性标志；易于受到车辆碰撞和破坏的管段，应设置警示牌，并采取保护措施。
架空敷设的天然气管道应有明显警示标志。
6.2.5除必须用法兰连接外，天然气管道管段应采用焊接连接；公称直径等于或小于25mm的管道和阀门采用锥管螺纹连接时，应在螺纹处采用密封焊。
6.2.6天然气的采样分析宜在现场完成，采样管道不得引入中心化验室。
6.2.7天然气管道不得穿过与其无关的建筑物。
6.2.8天然气进厂总管交接点处应采用绝缘接头或绝缘法兰。
天然气总管上应设置手动隔离阀和紧急切断阀。
6.2.9天然气管道不得和空气管道固定相联。
6.2.10厂内应设置天然气管道停用时的惰性气体置换系统。
置换气体的容量宜为被置换气体总容量的2倍。
6.2.11在可能积液的天然气管道的低点应设排液管及两道排液阀，排出的液体应排至密闭系统。
6.2.12进出装置的天然气管道，应在装置进出口处设截断阀或其他截断设施，阀门泄漏等级需达VI级，确保装置检修安全。
6.2.13与高温燃烧设备连接的天然气管道，应在进炉前设2个截断阀，两阀间应设检查阀。
6.2.14天然气系统管道的防腐应符合国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007的规定。
管道如采用PE防腐，应符合《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413和其他相关规范的规定。
管道如采用牺牲阳极（阴极保护），应符合《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019的规定。
6.2.15当天然气地面管道需要保温时，保温及保护材料应采用非燃烧材料。
6.2.16厂区露天布置及厂房内布置的天然气设备及管道区域上方，应设置天然气泄漏探测报警和火焰探测报警装置。
其报警信号应引至集中控制室。
6.2.17应定期对厂内天然气管道的防腐层进行检测，及时发现防腐层破损，并进行修补。
6.3天然气加热炉
6.3.1天然气加热炉，宜集中布置在天然气装置区的边缘，且位于天然气设备的全年最小频率风向的下风侧。
6.3.2加热炉以天然气为燃料时，天然气应通过电加热器后再减压，以保证进入加热炉的天然气为干气，加热炉入口配气管网的设计压力不宜大于0.5MPa。
6.3.3天然气加热炉附属的燃料气加热器等与炉体的防火间距不限。
6.3.4加热炉燃料气调节阀前的管道压力等于或小于0.4MPa，且无低压自动保护仪表时，应在每个燃料气调节阀与加热炉之间设置阻火器。
6.4天然气调压站
6.4.1天然气调压站宜露天或半露天布置。
6.4.2天然气调压站半露天布置时，其顶棚结构不应产生天然气积聚。
6.5天然气泄压和放空设施
6.5.1天然气调压器前、后，如果因为压缩机或气源的压力控制失灵或其他原因，可能使管道系统及设备内的介质压力超过最大允许操作压力者，应装设泄压放空设施或超压关断阀。
如设有泄压放空设施，泄压放空的天然气应排入放空竖管。
6.5.2天然气系统中，两个同时关闭的关断阀之间的管道上，应安装自动放空阀及放空管。
为使管道系统放空而配置的连接管尺寸和能力，应能在紧急情况下使管段尽快放空。
放空阀直径与放空管直径应相等。
紧急放空的天然气应排入放空竖管。
6.5.3在天然气系统中存在超压可能的受压设备和容器或与其直接相连的管道上，应设置安全阀。
安全阀的选择和安装，应符合国家现行标准《压力容器安全监察规程》的规定。
根据布置或安全要求，设备安全阀排放管可单独引至安全区域排放，也可部分集中引至同等压力等级的放空管排放。
放散气体排入大气应符合环保和防火要求，单独排放时应注意防止被吸入通风系统、窗口或相邻建筑。
6.5.4安全阀的定压应小于或等于受压设备和容器的设计压力。
安全阀的定压P0应根据管道最大允许操作压力P确定，并应符合下列要求：
1当P≤1.8MPa时，P0=P+0.18MPa；
2当1.8MPa3当P>7.5MPa时，P0=1.05P。
6.5.5安全阀泄放管的直径应按下列要求计算：
1单个安全阀的泄放管直径，应按背压不大于该阀泄放压力的10％确定，但不应小于安全阀的出口直径；
2连接多个安全阀的泄放管直径，应按所有安全阀同时泄放时产生的背压不大于其中任何一个安全阀的泄放压力的10％确定，且泄放管截面积不应小于各安全阀泄放支管截面积之和。
6.5.6高压、低压放空管宜分别设置，并应直接与放空竖管连接。
6.5.7不同排放压力的可燃气体放空管接入同一排放系统时，应确保不同压力的放空点能同时安全排放。
6.5.8经放空竖管、安全阀放散管、或手工放散管排出的天然气应确保在可能存在点火源的区域内不会形成爆炸性气体混合物。
6.5.9放空竖管的设置应符合下列规定：
1放空竖管直径应满足最大的放空量要求；
2严禁在放空竖管顶端装设弯管；
3放空竖管底部弯管和相连接的水平放空引出管必须埋地；弯管前的水平埋设直管段必须进行锚固；
4放空竖管应有稳管加固措施。
6.5.10厂内天然气系统应设置用于气体置换的吹扫和取样接头及放散管等。
根据布置或安全要求，放散管可单独引至安全区域排放，也可部分集中引至同等压力等级的放空管排放。
放散气体排入大气应符合环保和防火要求，单独排放时应注意防止被吸入通风系统、窗口或相邻建筑。
6.5.11放空竖管应设置在不致发生火灾危险的地方。
其高度应比附近建（构）筑物高出2m以上，且总高度不应小于10m。
6.5.12间歇排放的可燃气体放空竖管口或放散管口，应高出10m范围内的平台或建筑物顶2m以上。
对位于10m以外的平台或建筑物顶，应满足图6.5.12的要求。
图6.5.12可燃气体放空竖管口或放散管口允许最低高度示意图
6.6危险区域划分
6.6.1燃用天然气的联合循环
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