Маслоприёмник — это ограждённая поверхность, организуемая под маслонаполненным оборудованием, которая позволяет предотвратить растекание масла и распространение пожара при его повреждении.
Маслосборник — ёмкость, размещаемая, как правило, вдали от маслонаполненного оборудования, позволяющая выполнить отвод масла в случае аварийной ситуации.
В этой статье Вы найдёте требования к ним, варианты исполнения в проекте и расчёты, выполненные на реальном примере.
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Требования к маслоприёмникам и маслосборникам
Современные трансформаторы на стыке номиналов 1600-2500 кВА переходят рубеж в одну тонну залитого масла, и, согласно п.4.2.69 ПУЭ⎘, требуют соблюдения природоохранных мероприятий на случай аварии. Первым шагом мероприятий является маслоприёмник.
Габариты маслоприёмника должны выступать за габариты трансформатора (реактора или другого маслонаполненного оборудования) не менее чем на:
- 0,6 м при массе масла до 2 т;
- 1 м при массе от 2 до 10 т;
- 1,5 м при массе от 10 до 50 т;
- 2 м при массе более 50 т.
Высота борта маслоприёмника должна обеспечивать:
- единовременный приём 100 % масла, залитого в трансформатор или реактор, — при варианте установки с отводом масла в маслосборник;
- приём 100% масла, залитого в трансформатор или реактор, и 80% воды от средств пожаротушения — без отвода масла в маслосборник.
Для ограничения распространения пожара маслоприёмник равномерно засыпается слоем (не менее 0,25 м) чистого гравия, промытого гранитного щебня либо непористого щебня другой породы с частицами от 30 до 70 мм. Дно должно иметь уклон не менее 0,005 в сторону приямка. Допускается не производить засыпку дна маслоприёмника по всей площади гравием, а выполнить локальное наполнение небольшого огнепреграждающего устройства в месте отвода масла или использовать готовые заводские устройства-огнепреградители.
Далее, если объём масла в трансформаторе превышает 20 т, обязательным элементом, дополняющим вышеупомянутые конструкции, становится маслосборник.
Маслосборник должен вмещать в себя:
- 100 % масла, содержащегося в наибольшем трансформаторе или реакторе, и 80 % расчётного расхода воды — от устройств автоматического пожаротушения;
- 100 % масла, содержащегося в наибольшем трансформаторе или реакторе, и 20 % расчётного расхода воды — от пожарных гидрантов.
Последнее условие, отражённое в стандартах Россетей, идёт вразрез требованиям ПУЭ — об этом мы писали ранее в материале Противоречия в энергетике⎘. В очередной раз обратим на это внимание, так как условие чрезвычайно важно, — подтверждение тому в нашем примере ниже.
После ликвидации аварии весь объём стоков, собранный в маслосборнике, должен вывозиться автотранспортом на регенерацию, а маслосборник очищаться от следов масла.
Маслосборники должны оборудоваться сигнализацией о наличии воды с выводом сигнала на щит управления.
2. Исполнение маслоприёмников и маслосборников
Маслоприёмники чаще всего выполняются незаглублёнными: дно — на уровне окружающей планировки.
В качестве маслоотводов, соединяющих маслоприёмники с маслосборниками, можно использовать железобетонные или стальные безнапорные трубы расчётного диаметра — при специальном обосновании (например, при сильнопучинистых грунтах или высоких уровнях грунтовых вод) допускаются открытые маслоотводы в виде открытых кюветов или лотков.
Маслосборники, как правило, размещаются ниже уровня планировки. Они могут быть выполнены в виде металлической ёмкости, созданной в заводских условиях, а также из сборных или монолитных железобетонных конструкций, возведённых на месте.
Для закрытых ПС маслосборник предусматривается за пределами здания, на открытых — допускается его размещение вне ограды ПС при условии его ограждения, обеспечения подъезда автотранспорта и согласования с землевладельцем.
Примечателен случай, когда количество масла в силовом трансформаторе не превышает 20 тонн, но более одной (номинал до 40-63 МВА). Для него допустимо не выполнять отвод масла и не ставить маслосборник. Такое техническое решение можно увидеть на картинке.
Уровень масла в маслоприёмнике данного исполнения после аварии должен быть ниже решётки не менее чем на 50 мм.
Подобным образом устанавливаются и трансформаторы номиналом свыше 1000 кВА (более 600 кг масла) в помещении.
3. Определение габаритов маслоприёмника
Определим габариты маслоприёмника под трансформатором типа ТДН-63000/110 мощностью 63 МВА.
Согласно ПУЭ габариты маслоприёмника должны выступать за габариты трансформатора не менее 1,5 м при массе масла от 10 до 50 т.
Максимальная длина трансформатора равна
a = 7 м
Максимальная ширина трансформатора
b = 3,8 м
Объем масла в трансформаторе не превышает
Vм = 18 м3
Площадь маслоприёмника
Fмп = a1 * b1 = 10 * 6,8 = 68 м2
где a1 — длина маслоприёмника
a1 = 1,5 + a + 1,5 = 10 м
где b1 — ширина маслоприёмника
b1 = 1,5 + b + 1,5 = 6,8 м
Высота ограждения маслоприёмника
H = Vм / Fмп = 18 / 68 = 0,26 м
Согласно расчётам, принимаем внутренние габариты маслоприёмника не менее 10x6,8 м, а высоту борта ограждения — не менее 0,3 м.
4. Расчёт маслоотвода
Отвод стока (маслоотвод) осуществляется по трубопроводу в специальную ёмкость-маслосборник. На ПС без автоматического пожаротушения ёмкость маслосборника рассчитывается из условия размещения 100 % масла и 20 % расчётного расхода воды из гидрантов из расчёта орошения площадей маслоприёмника и боковых сторон поверхностей трансформатора с интенсивностью 0,2 л/(с*м2).
Расчётный расход системы отвода воды и масла определяются по следующим соотношениям:
- расход воды на пожаротушение qпт, л/с, рассчитывается по формуле
- расчётный расход маслоотвода Qмот л/с, определяется по формуле
qпт = 0,2*(2*h*l+2*h*b+Fмп)
где h = 3,55 м — высота боковой поверхности трансформатора;
b = 2,5 м — ширина боковой поверхности трансформатора;
l = 5,5 м — длина боковой поверхности трансформатора.
qпт = 0,2*(2*3,55*5,5+2*3,55*2,5+68) = 25 л/с
Qмот = 0,5 * GТ * 1000/(Vм*tуд) + qпт + qдм
где GТ = 15,5 — полный вес масла наибольшего трансформатора;
tуд = 0,25 ч = 900 с — время удаления 50% объёма масла и полного объёма воды из маслоприёмника;
Vм = 0,86 т/м3 — объёмный вес трансформаторного масла;
qдм — расход дождевых стоков в маслопроводе, л/с, вычисляется по формуле
qдм = (q20*Fмп*t20) / (10000*tуд)
где t20 = 20 мин = 1200 с — время продолжительности дождя;
q20 = 108 л/с на 1 га продолжительностью 20 минут;
1 га = 10000 м2 — нормативная площадь водосбора дождевого стока.
qдм = (108*68*1200) / (10000*900) = 1 л/с
Qмот = 0,5 * 15,5 * 1000/(0,86*900) + 25 + 1 = 36 л/с
Наименьший диаметр труб маслоотвода самотёчных сетей согласно СП 32.13330⎘ следует принимать для дождевых и общесплавных сетей не менее 250 мм. Уклон трубопровода должен быть не менее 0,007.
Расход и скорость движения масла и воды по трубам определяются по таблицам для гидравлического расчёта при наполнении труб Н/D = 0,7 для D = 250 мм.
5. Расчёт объёма маслосборника
Расчётный объем маслосборника Vмсб, м3
Vмсб = GТ/Vм + (0,2*qпт*tп)/1000
где tп = 30 мин = 1800 с — нормативное время тушения.
Vмсб = 15,5/0,86 + (0,2*25*1800)/1000 = 27 м3
Принимаем ёмкость объёмом не менее 30 м3.
А теперь, для сравнения, рассчитаем по ПУЭ (где учитывается 80 % воды на пожаротушение — вместо 20 % по СТО Россетей)
Vмсб = 15,5/0,86 + (0,8*25*1800)/1000 = 54 м3
Ощутима разница? В два раза! Ввиду того, что объём стекающей воды может в разы превышать объём масла трансформатора, эти две цифры очень сильно влияют на принимаемые технические решения при проектировании. Предлагаем не следовать требованиям ПУЭ: итог, полученный по ним, предполагает сбор воды, а не масла.
6. Итоговые значения
| № п/п |
Наименование | Тип | Ед. изм. |
Кол-во | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Маслоприёмник из монолитного железобетона | 10 х 6,8 м H = 0,3 м |
шт. | 1 | |
| 2. | Маслоотвод из железобетонных безнапорных труб | D = 250 мм, уклон не менее 0,007 | м | 3 | |
| 3. | Маслосборник из монолитного железобетона | 30 м3 | шт. | 1 |
ВЫВОД
Основным фактором, определяющим габариты маслоприёмников и маслосборников на подстанции, служит трансформатор. Для расчётов важны его габариты и объём масла.
Вариантов применения оборудования для аварийного сбора масла может быть несколько. Это может быть незаглублённый маслоприёмник без отвода масла, заглублённый вариант с закрытой чашей под трансформатором или классическое исполнение.
Тем не менее, самым распространённым решением при размещении силовых трансформаторов остаётся классический вариант, с устройством маслоприёмника под ним, прокладкой маслопроводов и погружением в землю маслосборника. Это решение обязательно для 20-тонных устройств, но применимо и для гораздо меньших габаритов. Всё зависит от желания заказчика и возможности размещения на плане.
ССЫЛОЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Больше информации можно найти в ГОСТах, стандартах организаций и справочниках. Все нормативно-технические документы, в актуальных редакциях, хранятся на странице НТД и отфильтрованы по ссылкам: маслоприёмник⎘, маслопровод⎘ и маслосборник⎘.
СЛУЧАЙ ИЗ ПРАКТИКИ
В состав тома «Пожарная безопасность» (ПБ) были включены подобные расчёты, со ссылками на нормативные документы. В ходе прохождения негосударственной экспертизы ПД получили замечания к тому ПБ.
Приведём замечание полностью, с сохранением орфографии автора:
«Стандарты организаций могут использоваться для обоснования проектных решений, как дублирующие, или для обоснования более жёстких проектных решений, чем то требуют Федеральные нормативы, но при этом, проектные решения, в соответствии с ст.6 ФЗ-123 и ч.6 ст.15 ФЗ-384, должны быть обоснованы Федеральными нормативами. Если стандарты организаций используются для обоснования вместо Федеральных нормативов добровольного применения, то должна предшествовать ссылка на ч.4 ст.16.1 ФЗ-184 (что согласно положений ч.4 ст.16.1 ФЗ-184, вместо, например, п.4.1 СП 4.13130.2012, применён п.3.4 СТО... (или НТД), утв. Приказом ПАО..... от ....№...). При этом следует учесть тот факт, что несмотря на положение ч.4 ст.16.1 ФЗ-184, которое носит общий характер для всех технических регламентов, в части применения «добровольных перечней» к ним, во исполнение изменений в ФЗ-123 от 14.07.2022г. (вступившие в силу через 10 дней после опубликования), стандарты организаций должны быть в установленном порядке согласованы с МЧС РФ, а 15.11.2022г. был издан Приказ МЧС № 1161 «Об утверждении Порядка согласования стандартов организаций, содержащих требования пожарной безопасности», который был зарегистрирован в Минюсте РФ 30.11.2022г. (т.е. с 01.12.2022г., обосновывать проектные решения при помощи стандартов организаций, не согласованных с МЧС, нельзя)».
Что переводится с экспертного на русский, как: «уберите упоминание всех СТО из документа».
