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摘要：消防系统的设计主要是针对燃气轮机发电机组的特点而制定出的消防保护方案，根据燃气轮机发电机组的结构及运行特点来看，其一般采用高压二氧化碳灭火系统来对发电机组进行保护，分析了如何对发电机组的消防系统设计进行优化，进而提升消防系统的运作效率。
引言
燃气轮机发电机组一种重要的发电设备，其在实际的使用中具有安装工艺简单、操作方便、可靠性高等优点，并且其可以利用有害气体及工业废气进行发电，因此其在工业发电中的应用越来越及常见，而燃气轮机发电机组在应用中主要分为发电机间及燃机间两个部分组成，本文立足于此提出了相关的消防系统设计理论。
1燃气轮机发电机组气体灭火系统设计
1.1设计选型
在燃气轮机发电机组的应用中分布着各类的燃气管线，其管道布置密集且复杂，若是机组内部管道发生泄露问题将会造成发电机组的箱体内充盈可燃气体，并且还可能发生多种可燃气体混合的现象，由于发电机组在运行的过程中其温度处于较高的水平，因此极易诱发火灾事故。故在进行消防系统设计时应避免采用化学方法，以免加剧事故问题，在实际中可以利用高压二氧化碳灭火的形式来降低机箱内的氧气含量，以此来抑制火势的蔓延，同时通过二氧化碳进行内部气体的替换还可以对周边温度进行降温控制。并且此系统的安装成本、施工周期都相较于其它消防系统具有一定的优势，基本可满足燃气轮机发电机组对消防系统设计的各类要求。
1.2划分防护区
对于燃气轮机发电机组的两个组成部分应根据区域的特点来进行相应的消防设计，一般在燃机间或是发电机间的某一部分发生火灾问题极易串联未发生火灾的区域，为了避免在火灾事故中两个部分出现共同燃烧的现象，在消防设计中需要考虑采用防火隔断的方式来阻隔火势，这样可以对机组起到良好的保护作用。
1.3设置二氧化碳喷射时间
为了保证在燃气轮机发电机组发生消防事故时高压二氧化碳灭火系统可以快速的通过喷射系统使二氧化碳的体积达到灭火的指标，必须要对喷射时间进行准确的设定。一般喷射时间需要根据系统喷射速度、孔径、喷头、管道等来进行确定。在燃气轮机发电机组中不建议使用慢喷射系统，使用快喷射系统可以在1min之内使二氧化碳体积达到灭火要求，降低设备损失。
2燃气轮机发电机组自动灭火系统原理及运行方式
2.1系统的工作原理
当探测器自动探测或人为观测到火灾发生时，自动或手动开启氮气启动瓶组，瓶组内的氮气通过启动管道打开二氧化碳储瓶容器阀，二氧化碳灭火剂经输送管道至气体喷头，将灭火剂喷射到防护区内，借助二氧化碳灭火剂的冷却、窒息、隔离等作用实现迅速灭火的目的。
2.2系统的运行方式
二氧化碳灭火系统分为三种运行方式，分别为自动运行、手动运行、紧急运行方式。
（1）自动运行过程。燃机间箱体内的可燃气体探测器探测到可燃气体体积分数为LEL（最低爆炸极限）的10%时，报警系统开始报警，并启动风机及声光报警器；当可燃气体体积分数为LEL（最低爆炸极限）的40%时，燃气轮机发电机组会联锁停机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆任意温度探测器和紫外火焰探测器同时报警时，控制系统经过0～30s的延迟过程，会自动打开氮气启动瓶组进行喷放灭火。在延迟过程中输出联动信号关闭风机及防护区内的所有通风口，防护区内的通风口防火阀也可通过喷放的二氧化碳灭火剂驱动门锁系统来关闭。发电机箱体内部一路温度探测器探测到温度异常时，报警系统报警，当另一路温度探测器同时报警时，声光报警器启动，控制系统经过0～30s延时过程，自动打开氮气启动瓶组进行喷放灭火，并将反馈信号传输给控制柜。
（2）手动运行过程。火灾报警灭火控制柜处于手动状态下，当出现火情，人工确认后，操作人员操作控制柜启动按钮或现场紧急启动按钮，经过0～30s的延迟过程，系统自动打开氮气启动瓶组进行喷放灭火。无论系统处于自动状态还是手动状态，在延时时间内可利用现场紧急停止按钮终止气体灭火系统启动。
（3）紧急运行过程。当火灾报警系统、灭火控制系统发生故障而无法通过自动或手动启动系统时，可以由操作人员在现场应急启动，按下氮气启动瓶启动手柄，开启灭火系统。
3燃气轮机发电机组自动报警系统设计
3.1火灾报警灭火控制柜设置
在燃气轮机发电机组总控制室内设置一台火灾报警灭火控制柜，该控制柜作为灭火主控系统在系统运行中起着至关重要的作用。其不仅具有消防联动控制和燃气轮机发电机组各部位温度检测、紫外火焰探测、可燃气体含量监控及发电机组重要部件运行状态检测，还应具有精确的系统自检报警功能，对整个消防系统的故障、动作及自身运行情况及时显示、报警、上传、打印，充分保障消防系统的安全性、可靠性、可追溯性及断电状态消防备用电源自投功能等一系列基本消防监控等功能。
3.2火灾报警系统设备设计选型
由于燃气轮机发电机组可燃气体具有爆炸性危险，因此为了保证在消防事故发生时系统可以有效进行报警就要选用具有防爆性质的设备，并且在设计选型中需要注意以下几点内容。第一，感温装置应安装在室外，燃气轮机发电机组发生火灾时，其周边温度迅速升高，产生大量的热，同时应采用隔爆型感温探测器，此外箱体内部正常工作时温度较高，需根据不同探测位置工作时环境温度设置报警温度值。第二，火焰探测器选择燃机间箱体平时为密闭场所，火灾发生时有强烈的火焰辐射，箱体内部空间不大，无电焊光、电火花、卤素灯等易产生误报情况出现。据此设计采用耐高温隔爆型紫外火焰探测器，探测范围覆盖所有区域。第三，可燃气体探测器选择燃机间箱体风道处和可燃气体工艺管道聚集处等容易聚集或泄漏可燃气体的部位应设置耐高温隔爆型可燃气体探测器。可燃气体探测器设置两个报警值，低值报警，一般选择10%~20%，高值停机，一般选择40%。
4燃气轮机发电机组厂房消防设计
4.1确定执行规范
在燃气轮机发电机组消防设计优化中，首要的一项内容是进行执行规范的确定。厂房在进行消防设计的时候也需要遵循相应的标准，所以需要对各个标准的执行规范进行明确的界定，这样，规范在执行起来的效果才会更加的突出，厂房的消防安全也可以得到最大的保障。
4.2优化厂房的布置
燃气轮机发电机组消防设计优化中，厂房的布置优化是一项重要的内容。就目前的具体研究来看，厂房布置的优化主要包括两方面的基本内容：第一是需要将容易发生消防事故的厂房进行集中的布置。进行这样的布置优化主要是可以集中力量对易发生消防事故的区域进行集中的监督，这样，监督效果得到强化，消防控制的效果会更加的突出。第二是在进行厂房优化布置的时候，需要增加各个厂房之间的联系性。强调其联系性主要是方便在发生事故的时候进行消息的及时传递。简言之，要进行应急柴油机发电厂房的消防设计优化，必须对厂房的结构以及具体分布的方位进行合理的分析和安排，这样消防安全会得到更加明显的提升。
结论
燃气轮机发电机组其在实际的应用中具有一定的复杂性及系统性特点，其运行中各个部分的合理设计是保证其可以良好进行作业的基础条件，在此情况下更要提升燃气轮机发电机组的安全性能，不断的加强对燃气轮机发电机组的安全防护设计，其中消防系统作为安全防护的组成部分，必须要掌握好消防系统的各个设计环节，以此来为燃气轮机发电机组的安全运行提供一份稳定可靠的保障。
参考文献：
[1]夏凯，孙岩桦，张锋.燃气轮发电机组短路故障时的机电耦合分析[J].应用力学学报，2016（1）：55-60.
[2]张亚东，姜里运，韩晓光，等.燃气轮机发电机组突变负荷对性能的影响[J].航空动力学报，2016（12）：2824-2832
论文作者:刘锦浩
论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月中
论文发表时间:2018/8/13
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