Prevenirea incendiilor in industria energetica

Prevenirea incendiilor in industria energetica

Problema prevenirii exploziilor si incendiilor pe teritoriul unei centrale termoelectrice sau hidroelectrice este de o mare importanta, daca se are in vedere ce ar insemna pentru intreprinderi, institutii si pentru economia nationala in general, intreruperea curentului electric, lipsa de energie electrica din cauza acestor fenomene nedorite.

Atat la centralele termoelectrice si hidroelectrice mai vechi, cat si la cele mai noi si in curs de punere in functiune, pot aparea o serie de avarii datorita unor deficiente de conceptie, exploatate, sau a unor neglijente din partea personalului care le deserveste unor cauze tehnice, avarii care in unele cazuri sunt urmate de explozii sau incendii.

Centrala termoelectrica este o intreprindere complexa in care functioneaza o serie de agregate si instalatii necesare transformarii energiei chimice a combustibililor in energie termica (cazanele de abur) si aceasta in energie electrica (generatoare de curent, montate pe acelasi ax cu turbinele).

Dintre agregatele si instalatiile unei centrale termice, se vor analiza numai acelea care pe timpul exploatarii prezinta pericol marit de incendiu si explozie si anume: instalatiile de alimentare cu combustibil, sala cazanelor, sala masinilor, instalatiile de distributie a energiei electrice (statii electrice, posturi de transformare, gospodarii de cabluri si de ulei).

1. Instalatii de alimentare cu combustibil

a. Alimentarea cu combustibil solid. In centralele termoelectrice, care folosesc combustibil solid alimentarea cazanelor se face mecanic, folosind, in raport de puterea centralei, elevatoare cu schip, elevatoare cu cupe, benzi transportatoare sau scripete. Pentru a se putea obtine o ardere in focare, precum si o reglare automata a alimentarii cu combustibil, in special la instalatiile de puteri mari, se folosesc carbuni pulberizanti.

Carbunii bulgari si concaseaza, se depoziteaza apoi in buncare, se macina in mori de carbun si in stare pulverizanta se introduc prin arzatoare, prin focare.

Temperatura aerului la intrarea in mori poate ajunge la 300 C, iar cea a amestecului aer-praf la iesirea din moara nu trebuie sa depaseasca 70-80 C.

Praful de carbune in suspensie, se poate aprinde in contact cu suprafetele calde. Cunoasterea temperaturii de aprindere are o mare importanta practica, deoarece praful de carbune in suspensie poate veni oricand in contact cu suprafetele incalzite ale diferitelor instalatii sau chiar cu corpuri incandescente.

Drept parametrii specifici sunt considerati: suprafata libera de acces a aerului si dependenta dintre diametrul particulelor si temperatura de aprindere sau produsul dintre durata de incalzire si temperatura de aprindere, denumit si indice de explozie. Temperatura de aprindere nu este aceeasi la toate felurile de prafuri de carbune, ci difera in functie de sorturi (tabelul 8).

Temperatura de aprindere a unor prafuri de carbune

Practica si experiementele au aratat ca praful depus in straturi pe suprafete incalzite, se aprinde de la temperaturi de 175-200 C, acesta depinzand de gradul de acumulare a caldurii, de natura prafului si de timpul de ramanere pe suprafetele incalzite. De exemplu, praful fiind uscat, de lignit, depus intr-un strat de 20 mm pe o suprafata cu temperatura de 200 C, se aprinde in 13 min, iar la o grosime de 10 mm, in numai 9 min.

In incaperile inchise si incalzite la temperaturi ridicate praful de carbune brun se poate aprinde la temperaturi intre 115 si 125 C.

Praful de carbune brun prezinta o tendinta mult mai accentuata spre autoaprindere decat cele de huila. Praful de carbune se poate aprinde din cauza scanteilor si flacarilor in timpul executarii operatiunilor cu flacara, sau din alte cauze.

Praful de carbune brun sau de huila depus pe instalatii trece in stare incandescenta in contact chiar cu scanteile produse in urma unor flacari sau de la sudura.

Capacitatea de explozie a unui amestec de praf de carbune si aer este direct proportionala cu intensitatea sursei de aprindere si invers proportionala cu continutul de apa, cu sectiunea transversala a spatiului umplut cu praf si cu dimensiunile particulare de praf.

Praful de carbune brun cu particulele intre 15 si 30 m poseda o capacitate maxima de explozie, putand exploda la un continut de praf de 40 g/m³ (praf fin) si 15 g/m² praf grosier. Limita superioara de explozie a prafului de carbune poate ajunge  la 2000-7000 g/m³, concentratia de 400 g/m³ fiind cea mai periculoasa.

Continutul de gudron influenteaza de asemenea capacitatea de explozie: cu cat continutul de gudron este mai mare, cu atat praful de carbune este mai periculos la explozie.

Un mare rol in declansarea rabufnirilor si exploziilor de praf de carbune, il are densitatea prafului in amestec. Incendiile la instalatiile de alimentare cu praf de carbune se pot datora urmatoarelor cauze: flacara deschisa (lampi cu benzina, sudura etc. ), arcuri electrice, scurtcircuite, scantei electrice, corpuri incandescente, scantei produse mecanic (frecari, ruperi de piese), scantei de la sudura sau de la focuri deschise, caldura de flacara (supraincalzirea lagarelor, a elementelor de masini in miscare etc. ), caldura ridicata de corpuri incalzite (conducte de aburi), caldura ridicata in incaperi incalzite puternic (instalatii de uscare etc. ), autoaprindere.

Scanteile mecanice se pot produce in instalatiile de preparare a prafului de carbune, in urma patrunderii in concasare si mori a corpurilor metalice (bucati de sarma, cuie etc. ), provenite fie de la exterior, fie datorita ruperii unor piese din instalatii, in special atunci cand utilajele de transport, concasare si macinare sunt suprasolicitate.

Frecarile cele mai frecvente se produc la dispozitivele in miscare (valturi, vibratoare), la benzile transportoare care se misca cu o viteza de 1, 25-1, 60 m/s.

Principalele masuri de prevenire a incendiilor se refera: in primul rand, la inlaturarea tuturor cauzelor de incendiu, aratate anterior si in al doilea rand, la inlaturarea posibilitatilor de formare a amestecurilor explozive si a depunerilor prafului de carbune pe instalatii si suprafete incalzite.

Prepararea, transportul si depozitarea prafului de carbune este necesar sa se faca pe cat posibil in instalatii bine etansate pentru a nu permite iesirea lui in aer.

Pentru evitarea producerii scanteilor mecanice de-a lungul benzilor transportoare care conduc carbunele la buncare si la statia de sfaramare, se prevad separatoare electromagnetice. Cand separatoarele electromecanice se supraincarca, ele nu mai functioneaza normal si de aceea trebuie curatite cu regularitate. Separatoarele electromagnetice se amplaseaza cat mai aproape de carbunele transportat.

La silozurile intermediare, precum si la intrarea si iesirea din moara, se monteaza aparate pentru masurarea temperaturii si presiunii.

Temperatura agentului de uscare, la iesirea din moara, nu trebuie sa depaseasca urmatoarele valori:

- la instalatii cu buncar intermediar de praf, la uscare cu aer: carbune sarac in materii volatile 130 C; huila si carbune brun 70 C ;

- la instalatii cu buncar intermediar de praf, la uscare cu gaze de ardere, amestecate cu aer: huila si carbune brun 80 C;

- la mori cu insulfare directa: huila 130 C; carbune brun si sisturi 100 C; turba frezata 80 C.

In cazul in care praful de carbune se introduce in focar cu ajutorul aerului, temperatura aerului nu se limiteaza, oricare ar fi combustibilul folosit.

Instalatiile de preparare a prafului de carbune cu buncar intermediar, destinate carbunilor cu pericol de explozie, trebuie sa aiba in permanenta in functiune regulatoare de temperatura a agentului de uscare si protectie impotriva cresterii peste masura a temperaturii dupa moara.

Pentru a se preveni exploziile, umiditatea carbunilor pulverizati nu trebuie sa depaseasca 1%, la antracit si 12-16%, la lignit si la celelalte categorii de carbune.

Instalatia de pulverizare a prafului de carbune trebuie controlata zilnic pentru inlaturarea depunerilor de praf si evitarea neetanseitatilor.

Praful de carbune depus pe agregate, instalatii si peretii incaperilor, se va curata zilnic, luandu-se toate masurile ca aceasta vina in contact cu suprafetele incalzite. O atentie deosebita se va acorda morilor de macinare, unde pentru uscarea materialului se foloesc gaze arse.

Pentru preintampinarea aprinderii prafului de carbune, morile se doteaza cu sisteme automate de oprire, care se declaseaza atunci cand se inchis clapetele de gaze, in urma impulsurilor produse la oprirea ventilatoarelor de aer si gaze, la aparitia defectiunilor pe timpul transportului de carbune si cand temperatura in moara depaseste 250 C. In asemenea cazuri se pun in functiune injectoare de apa si se opreste din functionare moara respectiva.

Agregatele de macinare, pornire, oprire si exploatare a morii trebuie bine intretinute pentru a li se asigura o functionare normala. In acest scop se vor respecta intocmai o serie de parametri ca temperatura la lagare, amperajul la motoarele morii, depresiunea in moara, temperatura maxima a uleiului.

Ventilarea mecanica si naturala trebuie proiectata si exploatata astfel incat sa nu provoace amestecuri de praf-aer in concentratii explozive.

Pentru stingerea incendiilor din instalatiile de transport si pulverizare a carbunelui, se prevad (dupa posibilitati) instalatii de stingere cu abur sau cu gaze inerte (bioxid de carbon, azot). Cu aceste instalatii se pot impiedica produceri de rabufniri sau explozii.

b. Alimentarea cu combustibil lichid. Combustibilul lichid cel mai folosit la centralele termoelectrice este pacura. Instalatia de alimentare cu pacura a focarelor cazanelor se compune din: rezervorul de mare capacitate pentru rezerva de combustibil; rezervorul de distributie, destinat consumului zilnic, asezat in cladirea principala (la unele instalatii); preincalzitorul care serveste la preincalzirea pacurii, spre a putea fi transportata prin conducte, filtrul, pompele de pacura, conductele si injectorul.

La aceste instalatii se pot produce scurgeri de pacura pe la imbinari, datorita neetaseitatii, neglijentei sau a lipsei de supraveghere la manipularea si functionarea diferitelor agregate.

Pericolul se mareste si datorita incalzirii pacurii, operatie necesara pentru ca pacura sa poata fi transportata pe conducte, in cazul cand are o viscozitate mai ridicata.

Cauzele incendiilor sunt aceleasi ca si la instalatiile de alimentare cu carbune pulverizat.

La instalatiile de alimentare cu combustibil lichid, temperatura de incalzire a pacurii nu trebuie sa depaseasca temperatura la care poate aparea pericolul de incendiu si explozie.

Pacurile care contin fractii volatile, se pot incalzi cu 15-20 C, sub punctul de inflamabilitate. In nici un caz, temperatura de incalzire a pacurilor grele in rezervoare nu va depasi 60 C.

Incalzirea pacurii trebuie insotita de o buna decantare. Pentru incalzirea pacurii in rezervoare, se foloseste abur de joasa presiune (3 at) sau apa fierbinte, iar pentru incalzirea cisternelor se poate folosi si abur de presiune mai inalta (6-7 at); si in nici un caz incalzirea pacurii nu se va face cu foc deschis.

Rezervorul de zi din sala cazanelor, trebuie prevazut cu o conducta de evacuare a vaporilor, cu regulator de nivel si dispozitiv de siguranta (intrerupe alimentarea in caz ca regulatorul de nivel nu functioneaza).

Intre rezervorul de zi si arzator, se monteaza un filtru cu reglare termostatica.

Conductele de alimentare cu combustibil lichid se vor aseza in canale special amenajate, pentru a la feri de deteriorari. Ele vor avea izolatia termica in buna stare. Temperatura maxima la suprafata exterioara a izolatiei nu va depasi 35 C, la temperatura mediului ambiant de 25 C.

In statia de pompare a combustibilului lichid nu se vor depozita materiale combustibile.

Statia de pompare trebuie prevazuta cu instalatie de ventilatie pentru aspirare, in scopul de a evacua vaporii inflamabili care s-au degajat; motoarele electrice vor fi de tip antiexploziv sau capsulate, in functie de caracteristicile mediului.

Rezervoarele, conductele de transport si pompele trebuie sa fie bine etansate.

La rezervoarele de combustibil subterane se va asigura o buna etansare a peretilor bazinelor in locurile de racordare cu conductele de aspiratie a combustibilului si la scurgerea in bazine, luindu-se masuri de lichidare a oricaror scapari.

Sub injectoarele de pacura, in fata focarelor, se aseaza tavi din tabla, umplute cu nisip, cu scopul de a absorbi scurgerile de combustibil lichid.

La oprirea injectoarelor se opreste mai intai lichidul si apoi aerul sau aburul.

Aprinderea combustibilului pulverizat se face fie electric, fie cu ajutorul unei torte fixate pe o vergea metalica. Inainte de a se aprinde combustibilul lichid, focarele se verifica cu toata atentia. Constatarea unei defectiuni la focar implica oprirea functionarii instalatiei de alimentare.

Controlul stingerii flacarii la arzator se poate face cu celula fotoelectrica sau cu un pirometru.

Pentru intreruperea curgerii pacurii spre arzator, dupa ce flacara s-a stins, se instaleaza o vana reglata automat.

Arzatorul trebuie montat inclinat in fata, pentru a se inlatura scurgerea picaturilor de pacura (in fara focarului). Intreaga instalatie de alimentare cu combustibil lichid se controleaza zilnic si se verifica periodic.

Amplasarea standurilor de probe a injectoarelor de combustibil lichid in statia de pompare a pacurii este interzisa. Ele se vor amplasa in incaperi separate de statia de pompare a pacurii si vor fi prevazute cu instalatii de ventilatie si de stins incendiile.

O deosebita atentie trebuie acordata curatirii rezervoarelor de combustibil lichid, luandu-se toate masurile de preintampinare a exploziilor sau incendiilor.

Ordinea executarii lucrarilor de curatire este urmatoarea: golirea rezervorului de combustibil si izolarea lui de restul instalatiei; asigurare, in mod permanent a ventialtiei; folosirea, pentru curatire, a detergentilor necombustibili; iluminatul la tensiunea de 12 V si in constructie antiexploziva; folosirea sculelor de matale neferoase sau lemn, pentru a nu produce scantei; folosirea unor ventilatoare, construite si exploatate astfel incat sa nu produca scantei pe timpul functionarii.

Rezervoarele de combustibil lichid se vor lega la pamant si se vor proteja impotriva loviturilor directe de trasnet.

c. Alimentarea cu combustibil gazos. Cel mai intrebuintat combustibil gazos, pentru alimentarea focarelor cazanelor, este metanul.

Orice defectiune sau deteriorare a instalatiei de alimenatare cu combustibil gazos creaza un mare pericol de explozie. Intervalul de explozie al metanului fiind foarte larg, amestecurile explozive se pot produce cu usurinta daca instalatia prezinta neetanseitati prin care se produc scapari de gaze.

Amestecurile de gaze-aer se pot amorsa de la orice sursa de aprindere.

Instalatia de alimentare cu combustibil gazos, trebuie astfel construita si exploatata incat sa fie inlaturat orice pericol de explozie si incendiu. In acest scop, cladirea statiei de distributie a gazelor trebuie construita din materiale incombustibile, avand usile si ferestrele cu deschidere la exterior.

Pentru evacuarea eventualelor scapari de gaze, statia de distributie va avea o ventilatie naturala, in care scop trebuie prevazuta cu deschideri in acoperis cu o suprafata de 4-8% din suprafata pardoselii.

Statia de distributie a gazelor nu se incalzeste, in cazuri exceptionale se admite numai incalzirea centrala cu apa calda.

Iluminatul electric al statiilor de distributie construite suprasol se executa din exterior, iar cele subterane-cu lampi electrice ermetice, intrerupatorii montandu-se in exeterior.

Pentru ca scaparile de gaze sa nu formeze amestecuri explozive, trebuie sa se execute controlul intregii aparaturi, al sensibilitatii regulatoarelor.

Controlul etanseitatii se face zilnic, folosindu-se numai emulsie de apa si sapun; se interzic cu desavarsire probele cu chibritul aprins sau cu alte flacari.

Conductele principale de gaz se monteaza in exteriorul cladirii, in interior introducandu-se numai conductele de alimentare a cazanelor.

Conductele principale de gaze se monteaza numai aparent, la 1-3 cm distanta de perete, interzicandu-se cu desavarsire inzidirea lor sau trecerea pe sub pardoseala; trecerea prin ziduri se va face prin mansoane metalice.

Conductele de gaze nu trebuie sa treaca prin cosurile sobelor, canalele de ventilatie, locuri inaccesibile, depozite de carbuni, terenuri cu zgura sau prin spatii goale ale platformelor cu rabit, si nici prin locuri in care ar putea fi supuse unor actiuni mecanice, chimice sau termice (la temperaturi ridicate).

Amplasarea conductelor de incalzire si a retelelor de cabluri electrice in canale si tuneluri prin care trec conductele de gaze combustibile, nu este permisa.

Pentru a se asigura o buna etansare, conductele de gaze se imbina prin infiletare, cu ajutorul fitingurilor sau prin sudura. Etanseitatea imbinarii prin insurubare se asigura cu canepa si miniu de plumb si ulei de in fiert, sau prin chituri speciale.

Pentru fiecare aparat de consum se vor prevedea doua robinete de inchidere, asezate la distanta care sa permita manipularea si demontarea lor independenta.

Rezistenta conductelor la actiunea coroziva se asigura prin vopsire; in incaperile cu atmosfera umeda se folosesc conducte galvanizate.

La pornirea instalatiei, conductele de gaze se vor aerisi cu multa grija, in care scop deschiderile in atmosfera vor fi lasate libere pana la evacuarea in intregime a aerului din interior.

Aerisirea conductelor de gaze combustibile prin arzatoarele din focarul cazanelor, precum si evacuarea gazelor din conductele de gaze in reteaua de canalizare a centralei sunt interzise.

Conductele de gaze amplaste la mai putin de 100 m de conducta subterana de gaze, se vor verifica periodic astfel: puturile pentru instalatiile telefonice, cel putin de doua ori pe luna; colectoarele comune pentru constructii subterane, cel putin o data pe luna; caminele de vizitare de pe canalele de apa, de termoficare etc., cel putin de patru ori pe an; incaperile din subsoluri, cel putin de patru ori pe an.

Verificarea prezentei gazelor se va face cu ajutorul detectoarelor de gaze, dupa un grafic stabilit, rezultatele inscriindu-se intr-un registru special.

Exploatarea conductelor ce prezinta scapari de gaze este interzisa. La depistarea unor astfel de scapari instalatia se va scoate din functie pentru a se remedia deficientele.

In conductele de gaze. depasirea presiunii este interzisa, pentru a nu se produce deteriori, explozii si chiar incendii.

In locurile cu posibile scapari de gaze si acumulari a acestora, nu se admite folosirea de catre oameni a incaltamintei cu blacheuri, cuie etc.

Reparatiile la conductele de gaze combustibile, pentru a se inlatura neetanseitatile, se vor incepe numai dupa ce tronsoanele care urmeaza sa fie reparate au fost izolate de conductele aflate sub presiune, printr-o flansa oarba. Gazele se vor evacua din conducte cu ajutorul aerului comprimat. Lucrarile de reparatii vor incepe numai dupa constatarea lipsei gazelor cu ajutorul aparatelor.

La conductele de gaze, in functiune, executarea de racorduri nu este permisa.

De asemenea, lucrarile de sudura se vor executa numai in conditiile cerute de normele de prevenire si stingere a incendiilor.

De conductele de gaze, montate in interiorul incaperilor, nu este admis sa se agate in nici un fel de sarcina pentru a nu produce deteriorari, urmate de scapari de gaze.

Presiunea gazelor in arzatoare nu trebuie sa depaseasca valoriea prevazuta de norme. Pentru a inlatura o eventuala explozie sau un incendiu, trebuie luate masuri de oprire a alimentarii cu gaz, montandu-se in acest scop, pe conducta principala de gaze, un robinet si o supapa cu actionare rapida.

La scaderea presiunii sub cea prevazuta de norme, se opreste alimentarea, prin manevrarea robinetelor.

Inainte de a se aprinde combustibilul, se verfica focarele de ardere. se controleaza presiunea gazului in conducta si numai daca aceasta se incadreaza in limitele prevazute de norme, se poate face aprinderea. respectandu-se principiul "gaz pe flacara".

2. Sala cazanelor

In sala cazanelor se monteaza agregatele de cazane, care curpind cazanele de abur, impreuna cu o serie de dispozitive si mecanisme.

Cazanele sunt de diferite tipuri, clasificate dupa modul de constructie, presiunea de functionare, dupa utilizare etc.

In sala cazanelor exista pericol de explozie datorita spargerii cazanelor.

Din datele statistice reiese ca avariile cazanelor provocate de spargeri se ridica la 1, 9-2, 4% din totalul avariilor si accidentelor.

Atat la centralele termoelectrice mai vechi, cat si la cele noi pot apare o serie de avarii datorita: deficientelor de exploatare; neglijentei din partea personalului de deservire; unor cauze tehnice, care pot genera explozii sau incendii.

O problema importanta, care trebuie sa stea in atentia specialistilor, este inlaturarea defectelor de sudura de la imbinarile ansamblurilor conductelor si colectoarelor de aburi.

Datorita presiunii si temperaturii ridicate a aburului se cere utilizarea din ce in ce mai mult a unor oteluri aliate, care sa reziste la solicitarile functionale.

Dat fiind ca durabilitatea otelurilor scade pe masura cresterii continutului elementelor aliate, se impune o sudura speciala, executata cu multa atentie.

Ca masura de prevenire a exploziilor fizice, in conditiile folosirii la noile instalatii energetice, a parametrilor inalti, este absoluta nevoie ca intreprinderile de montaj si cele de exploatare sa execute un riguros control al calitatii imbinarilor sudate.

Multa atentie trebuie acordata aprinderii combustibilului in camera de ardere, pentru a se preveni exploziile.

Explozia intr-o camera de ardere se poate produce numai daca in interior: s-a format un amestec exploziv de combustibil si aer si daca exista o sursa de aprindere de o anumita energie termica.

In cazul in care se elimina una dintre aceste conditii, explozia nu se mai poate produce.

O statistica americana arata ca marea majoritate a exploziilor au loc in decursul pornirii. De aceea, pentru inlaturarea exploziilor in camerele de ardere s-a recomandat metoda pornirii cu regulatorul deschis. Aceasta consta in mentinerea debitului aerului de suflare de la o valoare de 20-25% din debitul aerului pentru functionarea in plin, in decursul intregii perioade de functionare si de aducere initiala a arzatoarelor la debitul maxim, lasand toate registrele arzatoarelor in stare deschisa si in pozitie de ardere.

Pentru impiedicarea acumularii unui amestec exploziv de combustibil si aer, in interiorul camerei de ardere trebuie sa existe instalatii de semnalizare, de control si interblocare, care sa previna asemenea acumulari, indiferent daca adevarata cauza consta in defectarea aparaturii, in greseala operatorului sau functionarea gresita a instalatiei de control.

Instalatiile de interblocare trebuie sa realizeze urmatoarele operatii:

- oprirea alimentarii cu combustibil sau impiedicarea combustibilului in focar, atunci cand nu sunt respectate fazele corecte ale operatiunilor, cum ar fi, de exemplu, dispozitivul de interblocare pentru suflare:

- intreruperea alimentarii cu combustibili, atunci cand se defecteaza toate ventilatoarele;

- intreruperea alimentarii cu combustibil atunci cand presiunea din focar creste peste o anumita valoare;

- intreruperea alimentarii cu combustibil, atunci cand raportul dintre aer si combustibil scade pana la o valoare minima prestabilita;

- intreruperea alimentarii cu combustibil atunci cand alimentarea se intrerupe accidental sau depaseste debitul prestabilit sau se efectueaza la un debit mai mic decat cel prestabilit;

Instalatiile de control trebuie sa asigure:

- mentinerea raporturilor corecte intre aer si combustibil, pentru toate gradele de incarcare;

- actionarea corecta a arzatoarelor si intreruperea alimentarii cu combustibil (prin aplicarea corecta a detectoarelor de flacara), atunci cand flacara se stinge accidental;

- reducerea autoamata a debitului de combustibil in functie de debitul de aer disponibil, dupa efectuarea unui ventilator sau in alte conditii, care reduc debitul de aer.

Instalatiile si aparatele de masura si control moderne cuprind:

- un sistem de televiziune, care sa permita operatorului sa vada conditiile din camera de ardere;

- analizatoare de oxigen care emit semnale de alarma atunci cand proportia de oxigen este mica sau mai mare decat valoarea prestabilita;

- analizatoare de combustibil care emit semnale de alarma atunci cand detecteaza prezenta unor substante combustibile;

- aparate pentru indicarea raportului dintre aer si combustibil.

Securitatea unei instalatii de alimentare in camere de ardere din cazane, este data de instalatii de tipul descris mai sus, in stransa legatura cu exploatarea corecta si dublata de cunoasterea, de catre operator, a tuturor regulilor de exploatare, care inlatura declansarea unei explozii.

Pentru a preveni asemenea explozii, la instalatiile cu aprindere manuala trebuie sa asigure introducerea corecta a tortei de aprindere in interior si controlul pozitiei ei, astfel incat sa poata fi adusa cat mai aproape de zona in care se gaseste gazul metan.

Controlul aprinderii gazului nu poate fi facut decat daca in placa frontala a arzatorului se practica un vizor prin care sa se observe acest lucru.

Toate aceste operatii nu pot fi efectuate cum trebuie, fara o buna instructare a fochistilor, fara o observare continua a flacarii, pana la obtinerea unei arderi stabile.

In spatiile de circulatie slaba a aerului, unde pot stagna gaze explozive sau se poate acumula combustibil nears, se va asigura o ventilare de cel putin 10 min.

Racordurile buncarelor vor fi permanent curatite, in care scop partile metalice ale buncarelor se vor sufla periodic cu aer comprimat; starea supapelor de explozie si a canalelor de gaze ale agregatelor de cazane se va controla periodic.

Daca flacara rezultata din arderea prafului de carbune se rupe, atunci se va opri imediat alimentarea cu praf de carbune si se vor aerisi foarte bine focarul si canalele de gaze, folosind instalatiile de insuflare si tiraj. Se vor introduce apoi in functiune injectoarele de pacura sau arzatoarele de gaz. Dupa efectuarea acestor operatii se poate reveni la arderea prafului de carbune.

Intreruperea alimentarii cu combustibil a cazanelor si deci si a functionarii acestora, se face in urmatoarele cazuri: aparitia de crapaturi care pot duce la daramarea zidariei cazanului; dezgolirea scheletului metalic din cazan; incalzirea pana la rosu a scheletului si a preincalzitorului de aer ale cazanului; aparitia arderii combustibilului pe canalele de gaze.

La exhaustoare se vor controla suprafetele de imbinare a carcaselor, capacelor gurilor de vizitare, care trebuie sa fie bine etansate, pentru a nu face posibila iesirea in exterior a gazelor fierbinti si a particulelor de cenusa incandescenta.

Motoarele electrice vor fi permanent curatite de praf, avandu-se grija ca legaturile electrice sa fie bine executate si intretinute.

Pentru stropirea, la nevoie, a zgurei si cenusei la palniile de zgura si gurile de evacuare a cenuselor din cazane, vor fi racordate conducte pentru apa.

La centralele termoelectrice noi, care functioneaza cu carbune, pentru mentinerea puritatii aerului, dat fiind consumul extrem de mare de combustibil, se folosesc instalatii de electofiltre, prin care se retin particulele solide ce se gasesc in stare de suspensie.

Pericolul de incendiu in instalatie si in apropierea acesteia, se mareste prin: folosirea unui curent de inalta tensiune; folosirea unor aparate electrice sensibile; posibilitatea producerii scanteilor electrice, strapungerilor, a arcurilor electrice si scurtcircuitelor mai ales intre electrozi, in aparatura electrica a instalatiei, in special prin manevrarea ei gresita; prezenta in vecinatate a materialelor sau lichidelor combustibile.

Pentru inlaturarea acestora si a unor deranjamente, este necesara o marime a sigurantei in functionarea instalatiei respective prin : alegerea unei tensiuni optime pentru electrozi; blocarea electrica sau mecanica a instalatiei in cazul unor manevre gresite; folosirea releelor pentru protejarea instalatiei la suprasarcini; folosirea condensatoarelor pentru supratensiuni; prevederea eclatoarelor in circuitul de joasa tensiune pentru protejarea unor aparate electrice; imbunatatirea constructiva a intregii instalatii de electrofiltre.

3. Sala masinilor

Construirea si folosirea cazanelor moderne cu debite mari de abur si parametrii ridicati au adus dupa sinesi imbunatatirea constructiva a turbinelor cu abur.

In sala masinilor sunt instalate turbinele cu abur si generatoare electrice, care formeaza impreuna asa numitele grupuri turboalternatoare sau turbogeneratoare.

La agregatul turbina-generator, pericolul de incendiu este creat de unele defectiuni la instalatiile de ulei ale turbinei sau deteriorari in infasurarile generatorului.

Frecarile in lagare, cauzate cateodata din lipsa de ungere, in urma unor defectiuni, produc o mare degajare de caldura, care poate constitui o sursa de aprindere a uleiului folosit in asigurarea ungerii si racirii lagarelor si la stabilizarea reglajului turbinei.

Gradul de frecare in lagare depinde, in cea mai mare masura, de regimul de ungere care poate fi fluid, semifluid, uscat si semiuscat. Lagarele la care se inregistreaza cele mai frecvente avarii sunt cele axiale. Caldura degajata pe timpul frecarii intre lagarul si arborele turbinei produce incalzirea uleiului pana la temperatura de 100-150 C (la lagarele axiale). La turbinele de mare turatie, din cauza unor perturbari, se pot produce degajari mari de caldura, care in unele situatii duc la accidente, urmate deseori chiar de incendiu.

O cerinta funcionala principala a unor scheme de ungere o constituie mentinerea, pe o durata cat mai indelungata, a calitatii uleiului. Cel mai important element al schemei este rezervorul principal de ulei.

Exploatarea acestuia trebuie facuta astfel incat sa se poata realiza decantarea impuritatilor, evacuarea aerului si gazelor colectate, in care scop este nevoie de un anumit timp de stationare a uleiului in rezervor, respectiv de a se monta un ventilator in partea superioara a rezervorului.

Rezervorul trebuie prevazut cu un indicator de nivel cu semnalizarea acustica sau optica a nivelului minim sau maxim.

Conductele de ulei din sistemul de reglaj si de ungere trebuie sa fie absolut etanse. El se executa din tevi de otel laminate, asamblate intre ele prin sudura si flanse. Se impune ca numarul imbinarilor prin flanse sa fie redus la minimum si acestea sa fie invelite cu aparatori din tabla pentru a impiedica improscarea uleiului scapat in cazul eventualelor neetanseitati. Conductele de ulei se dispun astfel incat distanta fata de conductele de abur din apropiere sa fie suficient de mare pentru a nu se realiza o crestere a temperaturii uleiului. Pentru locurile unde trebuie sa se intersecteze in spatiu o conducta de ulei cu una de abur, se vor respecta intotdeauna conditiile ca "conducta de abur sa fie sus si conducta de ulei sa fie dedesubt". Se inlatura astfel pericolul de incendiu ce apare prin caderea uleiului scurs din neetanseitati pe conductele fierbinti de abur. Piesele fierbinti aflate in apropierea conductelor de ulei se vor izola termic corespunzator. Conductele fierbinti vor fi izolate astfel incat temperatura la suprafata lor sa nu depaseasca cu 25 C temperatura mediului ambiant.

O alta solutie de evitare a apropiereii conductelor de ulei de cele de abur este dispunerea separata a celor doua tipuri de conducte, de o parte si de alta a turbinei. Solutia este realizabila mai ales daca grupul turbogenerator este asezat longitudinal in sala masinilor, iar conductele de abur sunt introduse lateral.

Conductele fierbinti nu se vor amplasa in canale unde se poate acumula praf si gaze explozive in care exista cabluri electrice.

De asemenea, se impune o cat mai buna rigidizare a conductelor de ulei, mai ales a celor de inalta presiune, pentru a impiedica vibratiile care pot conduce la fisurarea lor. Aceasta se poate obtine prin folosirea judicioasa a sustinerilor si ghidajelor si reducerea, in acest fel, a amplitudinii vibratiilor. Pe cat este posibil se va evita introducerea in colectoare comune a conductelor de la organe diferite, care au vibratii cu amplitudini serioase, aceasta favorizand de multe ori amplificarea vibratiilor.

In zonele in care exista pericolul scurgerii de ulei pe o conducta fierbinte de abur si a impregnarii izolatiei cu ulei, se va vopsi izolatia cu vopsea rezistenta la ulei.

Conductele de ulei sub presiune, din apropierea turbinei, vor fi inchise in jgheaburi de tabla, iar scurgerile conduse printr-o teava la un rezervor metalic la cota zero, care va fi controlat zilnic.

Pentru evacuarea uleiului din zona in care a izbucnit incendiul, este recomandabil sa se prevada golirea rapida (in circa 15 min) a rezervorului de ulei prin curgere libera, printr-o conducta intr-un rezervor de avarie, amplasat in afara cladirii. Ventilul de golire rapida a conductei de scurgere a uleiului se actioneaza manual.

Montarea unor ventile in circuitul uleiului, pentru intreruperea circulatiei lui catre locul unde s-a produs un eventual incendiu, constituie o masura care contribuie la localizarea acestuia.

Zona de sub rezervorul principal se va prevedea cu praguri, pentru a impiedica raspandirea uleiului scurs in cazul spargerii rezervorului.

La turbinele de mare turatie, din cauza unor perturbari, se pot produce degajari mari de caldura, care in unele situatii duc la accidente urmate deseori chiar si de incendii.

Temperatura de ardere a uleiului folosit la ungerea lagarelor turbinelor este de 190-200 C. Pe timpul functionarii turbinei, in marea majoritate a cazurilor lipsa de etansare a conductelor prin care circula uleiului, in special la ramificatii, imbinari sau prin crapaturile produse, creeaza conditiile pentru aprinderea uleiului.

Defectiunile aratate apar la conducte, in cele mai multe cazuri, datorita trepidatiilor. Uleiul pulverizat cu presiune prin aceste fisuri, vine in contact cu partile incalzite ale turbinei, care in locurile neizolate pot ajunge la temperaturi de 400-500 C. Daca particulele de ulei pulverizat sunt foarte fine, acestea se pot aprinde si la temperaturi de 160 C.

Datorita faptului ca pompa de ulei functioneaza continuu, aprinderea se transforma in ardere, care luand proportii, genereaza un incendiu greu de stins. Aceasta este, de fapt, cea mai frecventa cauza de incendiu la turbinele de aburi.

La aprinderea uleiului folosit la ungerea lagarelor turbinei poate contribui si slaba actiune de racire a apei din cauza debitului redus si a calitatii necorespunzatoare.

Pentru asigurarea unei bune functionari a turbinelor, o serie de dispozitive semnalizeaza aparitia deranjamentelor, spre a se lua masuri la timp. Astfel, daca din diferitele motive se depaseste turatia normala, prin actionarea unui dispozitiv, turbina se opreste.

Pe timpul exploatarii turbogeneratoarelor se vor supraveghea in permanenta: temperatura uleiului in lagare; circulatia uleiului in lagare; functionarea racitoarelor de ulei; etanseitatea circuitelor de ulei.

In cazul in care se constata cresterea temperaturii peste valoarea normala, se impune oprirea grupului turbogenerator in vederea indepartarii cauzei respective.

Daca izolatia termica a conductelor este imbibata cu ulei, pornirea turbinei este interzisa, situatie care apare in special dupa executarea reviziilor.

In timpul centrifugarii uleiului de turbina se va pastra o curatenie perfecta in jurul instalatiei de centrifugare. In aceasta zona nu se vor executa lucrari de sudura sau cu foc deschis.

In ideea protejarii peretilor rezervorului de ulei in vederea racirii fluidului combustibil, este recomandabil sa se foloseasca instalatii de apa pulverizata, ale caror conducte trebuie mentinute permanent sub presiune.

Pentru fiecare tip de grup este necesar sa se stabileasca, in functie de situatie, oportunitatea golirii rezervorului principal in caz de incendiu si modul de efectuare a acesteia.

In sala turbinelor cu gaze, se impune detectarea prezentei gazului metan in sala compresoarelor si a turbinelor de catre operatorul de serviciu si seful de tura. In aceasta sala se interzice intrarea persoanelor cu incaltaminte cu tinte sau blacheuri.

In tunelurile retelelor de termoficare se vor monta instalatii de ventilatie pentru a se asigura o temperatura prescrisa de normele in vigoare.

Peste izolatia termica a conductelor de termoficare este interzisa aplicarea unui invelis de protectie din carton asfaltat.

In sala masinilor, lucrarile de sudura se vor executa numai in baza unui permis de lucru cu foc si cu luarea tuturor masurilor de protectie impotriva incendiilor. Lucrarile de intretinere si de reparatii se vor executa cu multa grija pentru a nu se produce smulgeri de ventile, deteriorari de conducte etc.

Pe acelasi ax cu turbina, este montat generatorul de curent sau alternatorul. Marile generatoare se racesc astazi cu hidrogen, un gaz combustibil care formeaza cu aerul amestecuri explozive intre limitele de 5-75%, deci un interval de explozie foarte larg. Iata de ce in alternator, concentratia hidrogenului trebuie mentinuta la o valoare de minimum 96-98%. In aceste conditii, pericolul de explozie este mult mai redus, iar concentratia periculoasa (5-75%) este evitata. La o puritate a gazului de 92-98% nu se produc explozii.

Datorita faptului ca hidrogenul este foarte penetrabil, etansarea circuitului de racire se asigura foarte greu.

Introducerea hidrogenului se face pe ambele parti ale rotorului, prin spatiul de sub bandaj. De o parte si de alta a rotorului se monteaza doua ventilatoare axiale care asigura circulatia hidrogenului, deci racirea rotorului si a circuitului magnetic.

Pentru evitarea formarii amestecului exploziv in timpul introducerii si evacuarii hidrogenului din circuitul de racire al generatorului, se intrebuinteaza bioxidul de carbon. Aceasta evacueaza mai intai aerul (la incarcare) si apoi hidrogenul (la descarcare).

Pe timpul acestor operatii este posibila formarea unor amestecuri explozive de hidrogen-aer. Hidrogenul care se pierde pe timpul exploatarii generatorului, se va completa automat din recipiente.

Introducerea in interiorul generatorului a bioxidului de carbon lichid se face de la o sursa sub presiune prin intermediul unui sistem anticongelator si a unui tablou de destindere. Pentru evitarea accesului umezelii in interiorul generatorului, gazul se trece printr-un uscator.

Presiunea si temperatura gazului din generator se urmaresc pe un panou de control.

In interiorul boxelor in care se pastreaza hidrogenul, amestecurile explozive de hidrogen-aer pot apare ca urmare a nerespectarii regulilor de manipulare a buteliilor de hidrogen.

Exploziile in zona generatorului in special sub generator, au drept cauza acumularea hidrogenului in jurul axului rotorului sau la iesirea bornelor. Scaparile de hidrogen se produc prin locurile neetanse (flanse, ventile, conducte etc. )

O strapungere a infasurarilor generatorului, o scanteie electrica sau un scurtcircuit, in conditiile unei concentratii explozive, poate cauza o explozie. De aceea, carcasa statorului trebuie sa reziste presiunilor maxime care s-ar putea dezvolta pe timpul unei explozii in interior.

Masurile de prevenire a incendiilor si exploziilor se refera la: amplasarea buteliilor de hidrogen in afara salii masinilor, inchise in boxe special construite, ventilate natural; alimentarea cu hidrogen de la un grup propriu de butelii, prin conducte separate pentru fiecare generator; verificarea etanseitatii generatorului inainte de a fi umplute cu hidrogen la presiune superioara celei de serviciu; interzicerea folosirii focului deschis in apropierea generatorului.

De asemenea se vor verifica sudurile si modul de fixare a conductelor de hidrogen pentru a evita vibratiile.

Sala generatoarelor racite cu hidrogen se prevede cu un sistem de ventilatie adecvat, cu guri de absortie atat la partea inferioara, cat si la partea superioara a incaperii.

Pentru semnalizarea inceputurilor de incendiu este necesar sa se prevada detectoare de fum, dat fiind faptul ca in urma aprinderii instalatiilor se degaja fum mult, depistarea incendiului facandu-se in acest caz cat mai repede.

La unele centrale termoelectrice se gasesc montate si conducte de abur supraincalzit, care se folosesc pentru decongelarea pacurii sau in alte scopuri. Aceste conducte sunt izolate cu vata de sticla si protejate cu carton asfaltat. Pe portiunea montata in canale, au fost cateva cazuri de aprindere a acestui invelis combustibil de carton, asfaltat. Curentii care se formeaza in canale, intesifica arderea si favorizeaza propagarea incendiului.

Pentru inlaturarea acestor situatii este necesar ca stratul izolator de vata de sticla sa fie suficient de gros, bine tasat si asezat continuu, iar in locul cartonului asfaltat, care la temperatura de 200 C incepe sa degaje gaze si vapori combustibili, pe portiunile de protectie a conductelor in canale sa se foloseasca alt material.

O atentie deosebita trebuie acordata gospodariei de ulei. Masurile de prevenire a incendiilor se refera la pastrarea curateniei, asigurarea etanseitatii, interzicerea lucrarilor de sudura, existenta la flanse a capotelor din tabla, pentru a preveni improscarea uleiului, interzicerea producerii uleiului in rezervoarele turbinelor inainte de a se executa un control riguros al etanseitatii armaturilor de pe racordurile la aceste rezevoare.

Butoaiele de ulei se vor pastra in incaperi special amenajate.

La turbinele hidraulice se vor urmari, in mod special, sa nu existe pierderi de ulei la capul de distributie.

4. Statii electrice (posturi de transformare)

Statiile electrice se pot instala atat in incaperi (statii interioare), cat si in aer liber (statii exterioare). Statiile electrice interioare, in mod frecvent, se folosesc pentru tensiuni pana la 35 kW, iar cele exterioare, pentru tensiuni mai mari ca 35 kW.

Aparatele folosite in statiile de peste 35 kW, montate in aer liber, sunt de o constructie speciala date fiind conditiile atmosferice mai grele in care functioneaza (ploaie, ceata, zapada, praf).

Elementele unei statii electrice sunt: izolatoarele si barele; contactele electrice; separatoarele electrice; intrerupatoarele de inalta tensiune; sigurantele fuzibile de inalta tensiune; bobinele de reactanta si transformatoarele electrice.

O parte dintre aceste elemente, in cazul unor avarii sau defectiuni, pot genera explozii si incendii, cu urmari destul de grave.

Aparatele la care se produc, de obiecei, explozii si incendii sunt intrerupatoarele, transformatoarele si bobinele de reactanta, datorita conditiilor de functionare si prezentei, in unele dintre acestea, a unei mari cantitati de ulei care constituie materialul de ardere.

a. Intrerupatoarele de inalta tensiune. Acestea au menirea sa intrerupa circuitele electrice, fie in sarcina, fie in gol, lucru care se poate face in mod voit sau cand in instalatie apar curenti periculosi de suprasarcina si de scurtcircuit. Pentru intreruperea curentilor de sarcina, suprasarcina si scurtcircuit, intrerupatoarele trebuie sa aiba o mare putere de rupere, avand ca mediu de stingere a arcului electric uleiul de transformator, expansina, aerul comprimat si alte gaze, pentru ca altfel se pot produce avarii, explozii si incendii.

Cauzele de explozie si de incendiu sunt scanteile si scurtcircuitele electrice, care pot sa apara in diferite imprejurari din lipsa de intretinere si control.

Astfel, insuficienta grosime a stratului de ulei deasupra contactelor permite trecerea prin el a scanteilor produse la intreruperea si restabilirea circuitului, care pot aprinde amestecul exploziv de gaze rezultate din descompunerea uleiului. De fapt, lipsa uleiului nu permite ruperea corecta a curentilor, caz care poate duce la explozii. De asemenea, in cazul unui spatiu liber insuficient deasupra nivelului de ulei, in urma unei incalziri mai pronuntate, se produce o crestere a presiunii care poate duce la explodarea cuvei. La intrerupatoarele de constructie moderna si cu ulei mult se prevede un cot de evacuare a aerului in cazul cresterii presiunii.

La inchiderea si deschiderea intrerupatoarelor, din cauza vibratiilor produse pe timpul functionarii sau datorita ruperii contactelor si deranjarii mecanismului de actionare, apar dereglari in contacte.

Deranjamente urmate de explozii si incendii pot sa mai apara: in cazul intreruperii unor puteri mai mari decat cele pentru care a fost construit intrerupatorul; la depunerea  prafului de carbune (funinginei) si a diferitelor impuritati pe izolatia intrerupatorului; la folosirea unui ulei nerecorespunzator, nerespectandu-se parametrii de rigiditate dielectrica, gradul de viscozitate, continutul admis de apa etc.

Cele mai mari avarii se pot produce la aparitia unui scurtcircuit in dispozitivul de declansare a intrerupatorului. Cresterea temperaturii uleiului la intrerupator indica slabirea contactelor, care din aceasta cauza se incalzesc puternic.

Pentru inlaturarea posibilitatilor de producere a avariilor, exploziilor si incendiilor, intrerupatoarele trebuie sa fie bine intretinute si controlate.

Odata cu intretinerea intrerupatoarelor, este obligatoriu sa se faca intretinerea dispozitivelor de actionare. Nivelul uleiului se verifica zilnic; de asemenea etanseitatea cuvelor si starea lor de incalzire, gradul de curatenie a izolatoarelor.

Folosirea unui ulei corespunzator se asigura prin probe si analize la laborator, executate conform normelor in vigoare.

Intrerupatoarele cu aer comprimat nu prezinta un pericol deosebit fiind faptul ca stingerea arcului electric se face prin suflaj de aer. Totusi, daca nu sunt corespunzatoare din punct de vedere constructiv, ele pot suferi o serie de avarii.

La intrerupatoarele cu aer pentru tensiunile inalte, peste 35 kW, este necesar sa se asigure calitate superioara si stabila a izolatiei din camera de stingere, lucru destul de greu de realizat. Peretii din materiale ceramice nu pot sa reziste la regimul unei atingeri intime cu arcul, de aceea trebuie folosite materiale fibroase. Toate tipurile de intrerupatoare trebuie sa corespunda constructiv, sa fie manipulate cu atentie, iar aparatele de control si semnalizare sa functioneze ireprosabil. Pentru stingerea arcului electric, la intrerupatoarele de inalta tensiune se prevad constructiv camere de stingere.

Intrerupatoarele montate in interior se aseaza in celule separate.

Mentinerea in functiune a intrerupatoarelor de inalta tensiune, ale caror caracteristici tehnice nu mai corespund conditiilor de functionare in regim de scurtcircuit, este interzisa.

b. Bobina de reactanta. Aceasta se monteaza inanintea aparatelor electrice dintr-o statie electrica, cu scopul de a le proteja impotriva suprasarcinilor si scurtcircuitelor. Acest gen de bobina, numita si reactor, este construita fara miez de fier moale, cu mare reactanta si rezistenta ohmica scazuta.

Pentru tensiuni pana la 14 kW se pot folosi reactoare cu racire cu aer; la tensiuni mai mari, este necesara racirea cu ulei. In acest ultim caz, bobina se introduce intr-o cuva umpluta cu ulei, aspectul ei general semanand cu cel al unui transformator in ulei. Masurile de prevenire a exploziilor si incendiilor sunt asemanatoare cu cele care se vor arata la transformatoare.

c. Transformatoare de putere. Acestea sunt aparate electrice fixe, care servesc la ridicarea sau coborarea tensiunii alternative, fara a modifica puterea curentului. Miezul si infasurarile se monteaza, in majoritatea cazurilor, intr-o cuva plina cu ulei transformator.

Pe timpul functionarii transformatorului, atat in miez, cat si in infasurari se produc pierderi de energie care se transforma in caldura care este eliminata, in marea ei majoritate, prin convectie si in foarte mica masura, prin radiatie.

Uleiul, incalzindu-se in apropierea miezului si a bobinelor, isi micsoreaza densitatea, fapt ce-i permite sa se ridice la partea superioara si catre peretii cuvei, unde cedeaza caldura.

Uleiul de transformator ca mediu de racire, este superior de exemplu, aerului, raportul coeficientilor de convectie fiind de 15: 1.

Transformatoarele se pot raci si cu aer. Aerul ca mediu de racire se foloseste numai la transformatoarele de puteri mici.

La transformatoarele de puteri mari, se poate folosi racirea fortata de aer. Acest sistem prezinta insa dezavantajul defectarii ventilatorului, creindu-se posibilitatea deteriorarii infasurarilor datorita cresterii temperaturii.

Transformatoarele sunt expuse pericolului tocmai datorita substantelor si materialelor care se gasesc in cuva (ulei fde transformator, izolatia conductoarelor, lacuri folosite la impregnarea infasurarilor, bare si pene de lemn etc. ) si sursel de aprindere care pot fi: scanteile, arcurile si scurtcircuitele electrice.

Pericolul de explozie si incendiu este favorizat de descompunerea si oxidarea uleiului pe timpul incalzirii si degajarii de caldura. Ca urmare, in partea superioara a cuvei se strang cantitati insemnate de gaze si vapori inflamabili, care la producerea unei scantei, a unui arc electric sau scurtcircuit, se aprind cu explozie.

Nivelul scazut de ulei in cuva prezinta, de asemenea un mare pericol de incendiu si explozie, deoarece manevrarea comutatoarelor de prize (ploturi) se face intr-un mediu de gaze combustibile in loc de ulei.

Explodarea cuvei se mai poate produce si din cauza unei incalziri a uleiului peste limita admisa, avand drept consecinta o marire a volumului si deci cedarea peretilor cuvei.

Cea mai frecventa cauza a incendiului si sursa de declansare a exploziilor, o constituie scurtcircuitul care se poate forma in interior, datorita strapungerii izolatiei sau contactului intre spire, ca urmare a inchiderii circuitului prin partile corpului transformatorului legat la pamant si din cauze suprasarcinilor in infasurari.

Aparitia unui scurtcircuit mai poate fi favorizata si in cazul in care izolatia infasurarilor isi pierde proprietatile izolante, ca urmare a oxidarii uleiului si a patrunderii umezelii in ulei sau a uscarii izolatiei pe timpul functionarii transformatorului.

Transformatoarele instalate in cladiri, din punct de vedere al racirii se gasesc in conditii defavorabile decat cele montate in aer liber. Din aceasta cauza, durata de functionare a celor din interior este mai mica.

Indiferent de natura mediului folosit pentru racirea transformatoarelor, temperatura acestuia nu trebuie sa depaseasca 60 C.

Pentru racirea fortata, transformatoarele mari sunt echipate cu ventilatoare sau cu pompe de ulei.

Cuva de ulei trebuie etansata, in care scop se sudeaza autogen si se verifica printr-o proba de petrol, la o presiune de 03, -0, 5 at, timp de 30 min.

Etansarea in partea superioara se asigura printr-un capac de tabla, in care se fixeaza izolatorii.

Pentru a preintampina o eventuala explozie a amestecurilor de vapori si gaze ce se aduna in partea superioara a cuvei, ca urmare a incalzirii si degradarii uleiului, transformatoarele se prevad cu conservatoare (vase de expansiune), instalate deasupra cuvelor si legate de acestea prin conducta. La transformatoarele mari (autotransformatoare) cantitatea de ulei din conservator se ridica la circa 6 t.

Pentru a permite dilatarea libera a uleiului, cuva transformatorului se umple partial cu ulei. Uleiul de transformator trebuie sa aiba calitati superioare, sa fie lipsit de suspensii mecanice, acizi, apa sulf, carbune, baze solubile in apa.

La transformatoarele cu puteri de peste 1000 kVA, pentru a preveni o eventuala explodare a cuvei din cauza presiunii formate pe timpul unei functionari anormale, se prevad tuburi de siguranta montate pe capacul cuvei.

In exploatare, se vor control periodic: nivelul uleiului din conservator; temperatura uleiului in straturile superioare; starea instalatiilor de ventilatie (pompe de ulei, pompe de apa, ventilatoare de aer; starea de curatenie a canalelor de scurgere a uleiului; etanseitatea cuvei.

La transformatoarele de puteri mari, se monteaza relee de gaze, care au menirea sa semnalizeze scurgerea uleiului din consevator, patrunderea aerului in cuva transformatorului si eventualele defectiuni ce se produc interior. In cazul unei defectiuni serioase, releul poate sa actioneze un circuit de deconectare a transformatorului.

Pentru evacuarea uleiului, in cazul explodarii cuvei, se folosesc recipiente speciale (gropi); sub nici o forma uleiul nu se va dirija spre canalizare.

Legarea la pamant a cuvelor trebuie sa fie bine executata, controlul intregii instalatii efectuindu-se cu multa atentie, in special dupa trecerea curentilor de scurtcircuit (situatie cand este posibila arderea conductoarelor de scurgere) si dupa instalarea aparatelor reparate. Verificarea periodica a rezistentelor de legare la pamant trebuie sa se faca vara pe timp de ceata, iar iarna pe timp de inghet, adica in conditiile cele mai grele. Pentru a se inlatura pericolul de incendiu si explozie, uleiul de transformator s-a inlocuit in unele tari, cu lichid special incombustibil.

Incendiile de transformatoare, de obicei, sunt precedate de o explozie. Daca uleiul care iese din cuva, nu s-a aprins imediat, aceasta se va petrece in urmatoarele 10 min, ca urmare a efectului arcului electric. Pentru a opri scurgerea uleiului de la un strat de pietris la altul sau in canalele de cabluri, stratul de pietris va fi imprejmuit cu o bordura de zidarie a carei inaltime nu va depasi 0, 50 m, care sa asigure retinerea a 100% din intregul continut de ulei al transformatorului.

La transformatoarele mari se recomanda instalatii automate de stingere cu gaze inerte, fixate in interiorul cuvelor, puse in functiune de la tabloul de comanda al statiilor.

De asemenea, transformatoarele se prevad cu instalatii fixe de stingere cu apa pulverizata, cu un debit specific de 0, 40 l/s m².

5. Gospodarii de cabluri electrice

problema prevenirii si stingerii incendiilor la instalatiile de cabluri (tuneluri, canale, puturi de cabluri etc. ) apare si in toate intreprinderile moderne de productie, cu automatizare complexa.

Se stie ca materialele traditionale, folosite la izolarea cablurilor ca iuta, cauciucul, asfaltul, masele plastice, sunt combustibile. Aprinderea materialului izolant al cablurilor se poate produce in urma unei avarii, deteriorarii instalatiilor electroenergetice sau a folosirii cu imprudenta a focului deschis pe timpul executarii diferitelor lucrari tehnologice.

Cele mai frecvente sunt insa incendiile cauzate de insasi curentul electric. Aparitia incendiului are ca precedent, in ordine descrescatoare, ridicarea temperaturii cablurilor datorita supraincalzirii, producerea anormala de caldura in interiorul invelisului izolant, producerea locala si anormala de caldura in contactele defectuoase ale aparatelor de intrerupere sau a celor de utilizare.

Desigur, temperaturile la care sunt supuse cablurile in general, cuprinse intre 40-60 C, contribuie la reducerea si chiar pierderea capacitatii dielectrice a invelisului izolant, la imbatranirea lui in timp si ca urmare, in foarte multe cazuri, in special cand se produc socuri din cauza suprasolicitarilor, se formeaza fisuri care favorizeaza aparitia urmatoarelor scurtcircuite electrice: scurtcircuite de "origine", cauza directa a incendiilor; scurtcircuite prin amorsare cu masa metalica legala la pamant; scurtcircuite din diferite alte cauze. In afara primului gen de scurtcircuit, aratat mai sus, la care intervine o energie importanta, exista deci si o alta categorie, careia nu i se da aproape nici o atentie. Este vorba de curentii de "defect" care iau nastere datorita unui defect de izolatie in aparatele utilizate in industrie. Curentul care se stabileste intre unul dintre conductoarele active si masa legata la pamant, poate provoca un scurtcircuit, care constituie un mare pericol, daca in amonte de defect nu exista un aparat de protectie.

In general, incendiile de cabluri se caracterizeaza printr-o propagare rapida, mai ales daca nu exista compartimentare. Unul din factorii principali care contribuie la propagarea incendiului in tuneluri, canale si puturi de cabluri, il constituie temperatura ridicata, ca efect al arderii materialelor izolante, caldura acumulandu-se in spatiul deschis al incapeii unde sunt pozate cablurile.

La propagarea rapida a incendiului mai contribuie praful de carbune, de lemn sau de orice alt material combustibil, depus pe cabluri, precum si reziduurile de uleiuri si unsori existente in anumite canale de cabluri neintretinute corespunzator.

In functie de natura invelisului izolator al cablului, temperatura la care se poate produce aprinderea acestuia, variaza intre 250 si 400 C. Astazi, ca invelis izolant se foloseste policlorura de vinil (PVC), datorita pretului de cost moderat si proprietati dielectrice corespunzatoare. Ea prezinta insa marele dezavantaj ca la tempertatura de aproximativ 100 C incepe procesul de descompunere termica. In timpul acestui proces se degaja produse de ardere (oxid de carbon, metan etc. ) care pot forma cu aerul amestecuri explozive. Acest fapt constituie principala cauza de propagare rapida a incendiului de cabluri, de crestere continua a temperaturii . Pe masura ce temperatura creste, policlorura de vinil emana mari cantitati de acid clorhidric gazos. La o temperatura de 160 C ea emana circa jumatate din continutul sau. In urma arderii unui kg de PVC, se degaja aproximativ 400 l acid clorhidric gazos, care in prezenta umezelii (apei) da nastere la o solutie coroziva, care actioneaza asupra metalelor, betonului, zidurilor si interiorului incaperilor.

Aductia de aer este suficienta pentru arderea cu flacara. Policlorura de vinil arde fara reziduuri si majoritatea din masasa se transforma in acid clorhidric gazos. Betonul si zidaria poroasa absord repede acidul clorhidric, care in contact cu combinatiile bazice de calciu, da nastere la clorura de sodiu higroscopica, care datorita umiditatii din aer, se disociaza in ioni de calciu si de clor. Ionul de clor patrunde atat de adanc in betonul umed, incat deterioreaza armatura.

Din analizele de incendii izbucnite la cabluri electrice, a reiesit ca aproximativ 90% dintre acestea s-ar fi putut evita, daca s-ar fi respectat normele de prevenire a incendiilor.

Principalele masuri de prevenire a incendiilor la instalatiile de cabluri electrice:

1) O cerinta de baza consta in alegerea corespunzatoare a tipurilor de cabluri. La alegerea tipurilor de cabluri trebuie avut in vedere temperatura din mediul inconjurator. In locurile unde cablurile sunt expuse radiatiilor de caldura sau, prin natura functionarii, temperatura creste in salturi si peste o anumita limita, este necesar sa se asigure protectia lor, respectiv sa se foloseasca cabluri speciale.

2) Pentru protectia instalatiilor de cabluri din canale, tuneluri si incaperi, este necesar sa se instaleze intrerupatoare automate, care sa scoata din functiune reteaua in momentul unui scurtcircuit. In tuneluri si canale de cabluri trebuie sa se realizeze o pozare simpla si ordonata a cablurilor, care sa fie usor accesibila pentru vizitare si control, precum si pentru prepararea operativa a defectiunilor. Traseele cablurilor vor fi stabilite corect, iar densitatea lor pe stelaje si console sa se inscrie in normele admisibile. Este recomandabil ca circuitele energetice sa fie separate in cele de semnalizare. Montarea cablurilor pe suporturi fixate in pereti este de preferat, in comparatie cu montajul facut pe pardoseala canalului, deoarece fereste cablurile de umiditate si usureaza accesul pentru reparatii in caz de nevoie. Traseul canalelor de cabluri nu trebuie sa aiba unghiuri ascutite care sa ingreuneze pozarea cablurilor.

3) Tunelurile de cabluri vor fi compartimentate, pentru a limita propagarea incendiilor. Cu privire la compartimentare, pe plan modial exista pareri diferite: unii o supraestimeaza, altii o subestimeaza. Unii sustin ca ea are o mare eficacitate, altii considera ca elementul de compartimentare nu poate opri propagarea incendiului; -caldura produsa se poate transmite si prin cablu. Cu toate acestea compartimentarea este indicata, experimentarile si concluziile rezultate din incendii, pledeaza pentru realizarea acestei masuri.

4) La trecerea cablurilor electrice prin pereti si plansee, se recomanda izolarea acestora cu materiale incombustibile, rezistente la foc, montajul fiind executat cu asa maniera incat sa opreasca propagarea incendiului.

5) In tuneluri si canale de cabluri trebuie sa se prevada acces din exterior, trape (cel putin doua) cu capace pentru evacuarea gazelor de ardere si a fumului si introducerea in interior a substantelor de stingere a incendiului. Se impune supravegherea si controlul periodic al liniilor de cabluri, urmarindu-se asigurarea curateniei, verificarea gradului de imbatranire electrica a izolatiei, asigurarea functionarii in regim normal al instalatiei, acestea constituind masuri de prevenire de o mare importanta pentru inlaturarea pericolului de incendiu.

6) Temperatura in tuneluri, canale si poduri de cabluri trebuie verificata in orele de sarcina din timpul verii. In aceste conditii temperatura nu trebuie sa depaseasca pe cea din exterior cu mai mult de 10 C.

7) In interiorul canalelor, tunelurile si podurilor de cabluri nu sunt admise lucrari cu foc deschis, impunandu-se masuri de inlaturarea formarii scanteilor electrice. Pentru eliminarea pericolului de incendiu in gospodariile de cabluri de energie montate in tuneluri si canale se impune punerea la pamant a acestora, prin prize si aparate bine dimensionate.

8) In ultima perioada de timp, pe plan mondial, s-a trecut la practicarea unei metode de izolare, ce consta in aplicarea de straturi dintr-o substanta chimica termospumanta, care asigura o reala protectie impotriva incendiilor de cabluri electrice, fara sa le micsoreze conductibilitatea.

9) Tunelurile si canalele de cabluri electrice se prevad cu instalatii de semnalizare a incendiilor, precum si cu instalatii de stingere cu apa pulverizata.