Ежегодно на объектах энергетики из-за большого количества пожаров происходит гибель и травматизм людей, уничтожение государственного имущества. В связи с этим государство несет значительные потери, связанные с пожарами. Поэтому системы пожарной безопасности должны обеспечивать требуемый уровень безопасности людей [1].
Учитывая нехватку денежных средств, противопожарная защита объектов энергетики должна быть экономически эффективной и оправдывать затраченные на неё средства. Из имеющихся средств, путем расчетов и анализа статистических данных, необходимо получить максимально эффективную противопожарную защиту.
Гидроэлектростанции являются составными элементами энергетического комплекса Российской Федерации.
В качестве примеров пожаров на гидроэлектростанциях можно выделить следующие:
- 12 мая 2010 г. в результате сильного задымления на монтажной площадке Нижнекамской ГЭС у города Набережные Челны (Татарстан) один человек погиб и десять пострадали. Задымлению предшествовал хлопок на монтажной площадке. Все параметры работы электрической станции в норме, разрушений нет;
- 27 февраля 2008 г. произошел пожар на Рыбинской ГЭС в Ярославской области. Произошло возгорание на крыше основного здания гидростанции, горела кровля на площади 300 м2. Через 2,5 часа очаг возгорания был ликвидирован. Жертв и пострадавших не было, основное оборудование ГЭС не пострадало. Происшествие не отразилось на выработке электрической энергии ГЭС. Оперативно в работу была запущена резервная линия;
- 12 сентября 2007 г. на Новосибирской ГЭС произошел пожар на блочном трансформаторе. Все люди были эвакуированы из здания ГЭС, никто не пострадал. Нагрузка станции, которая обеспечивает электроэнергией часть Советского и Ленинского районов Новосибирска, была снижена до нуля. Полностью потушить пожар удалось через два часа;
- 13 июня 2007 г. произошел пожар на Жигулевской ГЭС в Самарской области. Загорелся мусор в одной из так называемых «банок» ГЭС (размером 40x40 м). Возгорание привело к сильному задымлению. Пожару был присвоен 2-й номер сложности. С огнем боролись пожарные Тольятти и Жигулевска. Пожар был потушен через 4,5 часа;
- 19 августа 2006 г. на Бурейской ГЭС (Приамурье) вышел из строя блочный ТС 4-го гидроагрегата. Причиной аварии стало межвитковое замыкание высоковольтной обмотки трансформатора. Во время сбоя последовательно сработали все защиты. ТС вывел из работы оперативный персонал, т. е. не последовало ни пожара, ни взрыва, пострадавших нет. Однако поломка привела к длительной — более месяца-остановке гидроагрегата;
- 10 октября 2001 г. из-за землетрясения на Байкале произошла авария и возник пожар на подстанции Иркутской ГЭС. Причиной аварии стало замыкание на одном из ТС подстанции. Через час пожар был ликвидирован. На энергоснабжении города и предприятий это не отразилось.
ГЭС, построенные в 1950—1960 гг., не отвечают современным требованиям пожарной безопасности. Поэтому необходима реконструкция зданий и сооружений ГЭС в целях приведения уровня пожарной безопасности к современным требованиям.
Рассмотрим в качестве примера Нижегородскую ГЭС.
Необходимость разработки технических условий по пожарной безопасности для реконструкции Нижегородской ГЭС обусловлена:
- отсутствием норм проектирования, отражающих специфику противопожарной защиты для указанного объекта;
- количество подземных этажей ГЭС более одного;
- здание ГЭС является сложным и уникальным;
- имеются отступления от действующих нормативных документов по пожарной безопасности.
Комплексное обследование объемно-планировочных и конструктивных решений производственного здания, выполненное ООО НПП «СКАТ» совместно с Академией ГПС МЧС России, выявило большое количество отступлений от требований нормативных документов по пожарной безопасности.
В качестве основных отступлений из выявленных (всего 50) можно выделить следующие:
в местах установки маслонаполненных трансформаторов в стенах здания ГЭС имеются оконные проёмы;
- к главному корпусу ГЭС со стороны нижнего бьефа предусмотрен подъезд для пожарной техники только с одной стороны;
- выходы из подземных этажей ГЭС выходят в машинный зал и непосредственно наружу не ведут, а лестничные клетки выполнены типа Л2 и являются смежными для нескольких пожарных отсеков;
- лестничные клетки в здании главного корпуса открытые внутренние типа Л2, тамбур-шлюзов и подпора воздуха не имеют;
- в кабельных галереях и тоннеле предусмотрено автоматическое пожаротушение распылённой водой, что не является объёмным средством пожаротушения;
- в главном корпусе на отметках 74.500 и 70.000 расположены помещения категории Б;
- в подагрегатном пространстве конструктивные решения, обеспечивающие задержание всего объема масла, вылившегося из емкости, или применение устройств маслоотвода в специальную емкость отсутствуют (п. 2Л6 РД 153-34.0-49.101-2003);
- лестницы металлические и с железобетонными ступенями по металлическим косоурам не обработаны огнезащитными составами;
- имеются маслопроводы в лестничных клетках;
- фактическая ширина марша и уклона лестничных маршей, ширина дверей :не соответствует требуемым и т. д.
В случае реконструкции ГЭС необходимо провести согласно ст. I п. 2 ст. 6 п. 2 ФЗ № 123 расчет индивидуального пожарного риска.
В соответствий со статьей 94 Федерального закона № 123 оценка пожарного риска в производственном здании ГЭС должна предусматривать построение полей опасных факторов пожара (ОФП) для различных сценариев его развития и оценку последствий воздействия ОФП на людей. Было построено логическое дерево событий.
Для примера на рис. 1 представлены поля температур (в °С), оптической плотности дыма (Нп/м), скоростей (м/с) и схемы течения в продольном сечении машинного зала, проходящем через место возгорания, через 15 мин от начала пожара в случае возгорания упаковки на ремонтной площадке машинного зала.
Результаты расчетов показали, что условие безопасной эвакуации людей не выполняется при некоторых сценариях пожара при отсутствии системы дымоудаления.
Величины индивидуального пожарного риска в производственном здании ГЭС с учетом и без учета дымоудаления представлены в табл. I и 2.
Нормативные значения пожарного риска на производственных объектах определяются ст. 93 (п. 3) ФЗ № 123.
Величина индивидуального пожарного риска в зданиях, сооружениях, строениях производственных объектов не должна превышать 1•10 -6 год .
Для производственных объектов, на которых обеспечение величины индивидуального пожарного риска, равной 1•10 -6 год-1, невозможно в связи со спецификой функционирования технологических процессов, допускается увеличение индивидуального пожарного риска до 1•10 -4 год-1. При этом должны быть предусмотрены меры по обучению персонала действиям при пожаре и по социальной защите работников, компенсирующие их работу в условиях повышенного риска.
Результаты расчета величины индивидуального пожарного риска в машинном зале и кабельных галереях показали, что расчетные значения индивидуального пожарного риска не превышают нормативного значения 1•10 -4 год-1, как в случае использования механического дымоудаления, так и в случае его отсутствия (кроме сценария 4 - горение кабелей в кабельных галереях ГЭС). Однако условие безопасной эвакуации людей выполняется только при наличии системы механического дымоудаления.
Так же риск превышает нормативное значение в случае частоты пожара для электростанций, равной 2,2*10-5 м2 год-1 [3], и составляет в кабельных галереях здания ГЭС 8,5*10-3 год-1 и в машинном зале ГЭС 5,67*10 -2 год-1 без учета работы системы дымоудаления.
Выявлен сценарий пожара, при котором величина индивидуального пожарного риска удовлетворяет нормативному значению 1•10 -4 год-1, но условие безопасной эвакуации людей, находящихся в машинном зале или кабельных галереях ГЭС, не выполняется. Также анализ статистических данных определяет наиболее вероятной причиной пожара на ГЭС - короткое замыкание. При этом максимальное значение пожарного риска получено для сценария - горение кабелей. Приведенные данные позволяют сделать вывод о необходимости изолировать кабельные галереи в целях повышения уровня пожарной безопасности зданий ГЭС.
Были предложены компенсирующие мероприятия для каждого из выявленных отступлений. Например, предусмотрена система противодым- ной вентиляции путей эвакуации и СОУЭ 4-го типа.
Предложено оборудовать пожарные отсеки, на которые было разбито здание, недостающими системами пожарной безопасности (автоматическими установками пожаротушения и пожарной сигнализации, противо- дымной защиты, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, внутреннего противопожарного водопровода и аварийного освещения).
Только применение современных методов прогнозирования динамикиОФП позволяет обосновать отступления от существующих норм пожарной безопасности и разработать эффективные компенсирующие мероприятия.