新型防火封堵材料在电力行业的应用.docx

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新型防火封堵材料在电力行业的应用

新型防火封堵材料阻火模块在电力行业的应用

1防火封堵的重要性

2.１防火封堵的概念

防火封堵，就是用防火封堵材料在电缆穿线孔洞和电器孔洞做隔断，它的作用是防止由于电缆自身发热自燃或外界明火使火灾蔓延，达到保护人员和设备安全的目的。

防火封堵的原理是封堵材料起膨胀吸热和隔热作用。

防火封堵是消防设施的最后一道关口，一旦发生火灾、且其它手段如报警、灭火等相继失效的情况下，封堵显得非常重要。

因其被动防守，也称被动防火。

2.１防火封堵的发展历史

1970年~1985年，国外发达国家使用沙袋进行封堵，1985年以后改为金刚砂，国内也沿用。

由于这类材料比重大，荷载高，遇火易坍塌。

到1987年我国采用一种新的材料，就是浇注型防火封堵材料，它的优点的封堵平整、严实，缺点是不便于更换电缆。

1989年国内开始防火封堵材料的课题研究，研制出国产的阻火包，并与有机防火堵料、无机防火堵料配合使用，逐步推广到电信、电力、冶金、民用建筑等行业，成为这一时期封堵材料的主流。

1997年我国颁布封堵材料第一部行业标准：

《防火封堵材料的性能要求和试验方法》（GA161-1997）,该标准覆盖的产品也只有阻火包、有机防火堵料、无机防火堵料三种。

在随后的应用推广过程中，阻火包的缺点也逐渐显现出来，在耐潮湿、防鼠咬、堆积强度等方面都存在不足，影响使用寿命。

在这种背景下，一种新的阻火材料诞生了，这就是阻火模块，它兼备无机堵料和阻火包的优点，封堵严实，外观平整，拆卸方便，颜色金黄，尺寸与黏土砖一样，看起来像金砖。

1.3电力行业火灾的典型案例

（1）石景山电厂火灾情况

1991年10月18日，石景山热电厂发生电缆着火事故。

由于垂直布置在1号锅炉房零米东侧墙的6层电缆托架最下面两层的低压动力电缆发生短路、着火引起，又因6层电缆托架之间没有特殊的防火措施，导致了布置其上层的高压电缆放炮和着火，然后又波及到上层热控电缆，并经热控电缆竖井烧进电缆夹层，造成了事故的扩大。

事故烧坏控制电缆1271根，高压、低压动力电缆50根，总长20km，直接经济损失11万元，并造成正在运行的2台200MW机组停运，其中1号机停运37天lOh才恢复发电。

事故除了暴露出在电缆防火方面存在的问题外，还暴露出在消防方面存在的一些问题，一是生活、消防共用高位水箱由于未经全面调试，使电厂失去了紧急备用的消防水，而原设计的系统没有保证消防水不作他用的技术措施，因此即使投入使用，紧急情况也无法保证必要的消防用水。

二是消防水泵房电源均来自本厂工作和备用电源，一旦发生全厂停电，消防水泵即不能开启，对火灾扑救不利。

当时石景山热电厂装机3台200MW机组，由于事故当天机组的运行方式为1、3号机组运行、2号检修，电缆火灾实际上已造成了全厂停电，三是没有按照要求做好防火封堵。

（2）、神头二电厂火灾情况 

 山西神头二电厂，6×200MW发电机组。

当时电缆隧道和地面盘柜都没有做防火封堵。

 1996年8月14日，该电厂电缆隧道局部电缆起火，蔓延到整个隧道。

隧道电缆全部烧毁，所有地面控制设备全部烧毁，直接经济损失7亿元。

恢复生产用了一年半时间。

（3）、牡丹江第二发电厂

 1999年6月28日，牡丹江第二发电厂室外电缆沟发生电缆着火，将电缆沟内部分电缆烧损，造成220kY失灵保护电缆芯线短路，保护出口动作将220kV甲、乙母线上的全部元件及运行中的3台机组全部跳闸，致使发电厂与系统解列，1l0kV系统失去外来电源，最终导致全厂停电事故。

电缆着火原因是电缆沟内一条220kV动力直流电缆存在着机械损伤或质量缺陷，运行中发生绝缘击穿，短路拉弧并引燃周围电缆。

另外，由于5号机组厂用VB段的电缆沟与室外电缆沟交界处封堵不严，室外电缆沟电缆着火的烟气在风的吹动下窜人VB段母线室，造成室内开关柜内元件严重污染，绝缘大大降低，甚至丧失，大部分需要更换或清洗。

事故暴露出电缆防火方面存在的问题以及所导致的严重后果：

一是电缆布置混乱，没有分层布置，且没有采取分段阻燃或涂刷防火涂料，导致电缆着火事故的扩大，烧损控制电缆，保护动作使全厂停电；二是室内电缆沟与室外电缆沟交界处封堵不严，扩大了事故损失。

电缆着火时产生大量有毒烟气，特别是普通塑料电缆着火后产生氯化氢气体，其通过缝隙、孔洞弥蔓到电气装置室内，在电气装置上形成一层稀盐酸的导电膜，从而严重降低了设备、元件和接线回路的绝缘，造成了对电气设备的二次危害。

（4）、秦岭发电厂

1973年9月，秦岭发电厂1号125MW机组油系统发生泄漏着火，大火沿着汽轮机平台下面的电缆，迅速向集控室蔓延，由于火势猛烈，不到0．5h，整个集控室被烧毁，汽机房屋架烧塌。

（5）、丹河电厂

1977年1月，丹河电厂高位油箱发生喷油起火，火焰随油流人电缆遂道，引燃电缆，而电缆火势迅速延燃扩大，直到把2台100MW机组的电缆夹层、热控室、继保室、集控室等全部烧毁。

（6）、开封电厂

1981年5月，开封电厂3号汽轮机机头前箱下部一根φ32mm的压力油管，在密封接头处爆破，泄漏的压力油经过电缆孔洞喷到二级旁路汽门上着火，此火又把二级旁路汽门周围的电缆引燃，因此火势迅速扩大，现场灭火器材无法扑灭，以致酿成一场损失严重的火灾事故。

（6）、高井电厂

1991年8月1日，高井电厂发生6号炉燃油系统火灾事故。

高井电厂6号炉在投油助燃时，由于连接10号喷燃器油枪的胶皮管老化、漏油后起火，将9、11、12号喷燃器的供油及拌气管烧断，导致大量轻柴油（78℃闪点）从4根喷燃器供油管中喷出，将两面热工控制柜烧毁，部分电缆烧断以及其他一些附属设备烧损。

由于原电缆通往电缆夹层的孔洞已封堵，火灾发现及时，扑灭得快，才没有使火势蔓延。

２防火封堵材料

2.1　概述

国家标准化管理委员会于2009年7月3日发布第147号公告，批准发布GB23864-2009《防火封堵材料》，该标准为强制性国家标准，将于2010年2月1日起实施。

公共安全行业标准GA161-1997《防火封堵材料的性能要求和试验方法》将随新国家标准的实施而废止。

在GB23864里，涵盖柔性有机堵料、无机堵料、阻火包、阻火模块、防火封堵板材、泡沫封堵材料、防火密封胶、缝隙密封材料、阻火包带等九类产品，我国授权国家防火建筑材料质量监督检验中心（四川消防所）和国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心（天津消防所）为防火封堵材料的检验单位，也就是这两个单位出具的检验报告才是合法有效的。

型式认可证书由公安部消防产品合格评定中心发放。

检验报告体现的最重要指标是耐火性能。

耐火性能分为三级：

A3级180min；A2级≥120min；A1级≥60min。

2.2　阻火模块的特点

阻火模块的模数与建筑用砖相同，不同的是增加隼槽结构，便于施工，且施工后形成自锁装置，使得封堵组件更加牢固，机械强度更高，见图1。

图1阻火模块产品照片

阻火模块综合了无机堵料封堵严密可靠和有机防火堵料、阻火包便于拆卸增容的优点。

其特性如下：

a耐火时间长：

由于采用高性能隔热、膨胀材料，产品耐火时间一般达到180分钟以上，长的甚至达到240分钟，如有特殊要求耐火时间还可更长。

b有效期长：

由于产品主要成分为无机材料，耐老化性能好，施工后封堵组件机械强度高，因此有效期长，一般可达10年以上。

c耐水、耐油性能好：

试验证明，在水里、柴油里浸泡1年，样品无溶胀、变形。

d机械强度高：

由于阻火模块特有的隼槽结构，使得封堵组件机械强度高，不易坍塌，特别适合尺寸大于1米大型孔洞封堵。

e施工方便：

可根据孔洞和电缆分布情况进行切割、打孔，封堵更严密、可靠。

f重量轻：

干密度一般为0.7t/m３，密度不到有机防火堵料、无机防火堵料的一半，可大大减轻封堵材料对电缆桥架和建筑物的荷载。

g防老鼠等小动物。

配方里添加老鼠驱避剂，可有效防止老鼠、蛇等小动物对电缆、电器的危害。

2.3阻火模块的组成和生产工艺

阻火模块一般由无机隔热材料、无机膨胀材料和环保有机粘合剂组成，各种原料经混合后，由液压机模压成型。

其生产流程见图2。

图2阻火模块生产流程

产品出厂前应进行耐火性能和耐水性检测。

耐火性能应定期进行抽测，使其满足标准要求。

耐水性检验方法相对简单，检测时随机抽取一个产品，用美工刀切下20mm见方的样品，置于玻璃杯中，加自来水淹没样品，72小时样品没有溶胀、变形、裂缝即为合格。

2.4阻火模块在防火封堵材料中的地位

最早的阻火模块研发企业在2003年参照GA161首次取得检验报告到2009年列入国家标准GB23864经历了六年时间。

由于其封堵可靠、使用寿命长、适用方位广泛的绝对优势，目前，已经成为封堵材料的主流。

从2009年开始，国家重点工程、大型工业建筑在初设阶段一般推荐使用阻火模块。

3阻火模块在电力行业的应用前景

3.2阻火模块应用实例

阻火模块在电力行业已经取得诸多业绩，获得良好效果，深得用户的好评。

使用阻火模块的电力工程有：

大唐托克托电厂；

国电新疆红雁池电厂；

甘肃崇信电厂；

山西忻州电厂；

银川东660kv换流站；

西北电网宝鸡750kv变电站；

西北电网西宁750kv变电站；

华北电网淄博磁村500kv变电站；

西北电网靖边330kv变电站等。

以下是一组阻火模块施工图片：

图3配电柜空开口封堵过程

图4配电柜空开口封堵实际效果

图5电缆桥架穿墙孔洞施工效果图

图6银川东660kv换流站电缆沟施工效果图

未来五~十年国家将加大电力建设投入力度，因此新型封堵材料阻火模块也将在电力建设中大显身手。

根据中国电力企业联合会12月21日发布的《电力工业“十二五”规划研究报告》提出了电力行业到2015年及到2020年的发展目标，该目标方案已经上报有关部门，将作为确定电力行业“十二五”规划目标的参考。

《报告》提出，到“十二五”期末，全国发电装机容量将达到14.37亿千瓦左右，年均增长8.5%。

“十二五”期间全国电力工业投资将达到5.3万亿元，比“十一五”增长68%。

到2015年，全国110千伏及以上线路达到133万公里，变电容量56亿千伏安。

此外，《报告》还提出到2020年全国发电装机容量达到18.85亿千瓦左右，年均增长5.6%。

全国110千伏及以上线路达到176万公里，变电容量79亿千伏安。

电力生产的连续性和产品需要的社会性,决定了发电和送变电在整个国民生活、生产中的地位,电缆火灾是电力行业恶性事故之一,电缆一旦着火,燃烧速度快,火势凶猛,而且产生大量有毒烟气,难以扑救,不但直接烧毁大量的电缆和设备,而且停机修复时间长,给人民生活和国民经济财产造成巨大损失。

因此，有效进行防火封堵在整个电力建设中至关重要。

（如方便，本人挂在后面：

林耀文北京南元科技发展有限公司102200）