Mỗi
bức tường có kích thước 40 x 24 ft (12 x 7,2 m). Từ các cột và tấm
panen tiền chế bằng vật liệu chịu lửa, đội đã nhanh chóng lắp ráp các
bức tường này tại hiện trường. Trước tiên, người ta bắt bu lông các cột
vào móng có sẵn và dóng chúng thẳng hàng. Sau đó người ta thả các tấm
panen trượt theo các rãnh trên cột, và thế là lắp đặt xong (xem Hình 1
và Hình 2). Các bức tường chặn lửa di động và không yêu cầu bảo dưỡng
này nếu cần tháo ra cũng đơn giản và nhanh chóng như vậy.
Hình 1. Lắp đặt đơn giản và nhanh chóng: Một ngày một bức tường
Hình 2. Đã lắp đặt xong.
Rủi ro cháy trạm biến áp và các hậu quả tiềm tàng
Trạm
biến áp bản thân nó đã có đầy đủ các thành phần cần thiết để gây ra
trận bão lửa thực sự. Một bộ máy biến áp truyền tải điển hình thường bao
gồm ba thùng máy biến áp (hoặc nhiều hơn), mỗi thùng chứa từ 10.000 đến
45.000 galông (38 đến 170 m3 dầu khoáng vật). Một tia lửa mồi ban đầu
rất có thể phát sinh từ hồ quang bên trong thùng máy, tạo ra nhiệt và áp
lực đủ cao để làm nứt thùng dầu. Ngay lập tức ôxi tràn vào thùng. Dầu
nổ dữ dội kèm theo bức xạ mãnh liệt, mảnh vật liệu văng ra và dầu cháy.
Tác động bức xạ xảy ra tức thời và đã có tài liệu ghi lại là nó đã mồi
cháy các biến áp khác ở cách nơi cháy ban đầu tới 60 ft (18 m).
Nhiệt
độ cháy dầu nằm trong khoảng từ 960oC đến 1.200oC. Thời gian cháy máy
biến áp kéo dài từ 4 đến 28 giờ, mà trong phần lớn các trường hợp, cũng
là thời gian để cháy hết không còn gì nữa. Bởi vì các trạm biến áp lớn
thường đặt ở vùng ngoại vi nên các đơn vị phòng cháy chữa cháy khó có
thể phản ứng kịp. Ngoài ra xe cứu hoả ít khi được trang bị để có thể dập
tắt các vụ cháy dầu cực lớn này.
Tường
chặn lửa chỉ là một trong ba yếu tố của giải pháp tổng thể để bảo vệ
hiệu quả trạm biến áp khỏi hoả hoạn. Hai yếu tố cần thiết còn lại là hệ
thống phát hiện và cảnh báo sớm và hệ thống cứu hoả. Do vậy lắp đặt các
tường chặn lửa chỉ là biện pháp tối thiểu để bảo vệ bộ máy biến áp và
các thiết bị cạnh đó.
Nói
chung, các tiêu chuẩn và qui chuẩn hiện có chưa thực sự đề cập đến các
điều kiện thực tế của các vụ cháy bể hyđrôcacbon ngoài trời. Do vậy cần
áp dụng các tiêu chí dựa trên tính năng để đảm bảo phòng cháy hiệu quả
trong trạm biến áp. Để tái tạo các yêu cầu thực tế, người ta phải đốt
tường chặn lửa bảo vệ máy biến áp trong 4 giờ và ngay sau đó phụt dòng
nước ở áp lực cao lên cùng mẫu thử nghiệm.
Chi
phí thay thế một máy biến áp lớn lên tới khoảng từ 1,5 đến 2,5 triệu
USD cho mỗi pha. Tuy nhiên chi phí khác cao hơn nhiều chính là điện năng
thay thế phải mua trên thị trường bán ngay với giá cao. Vào những giờ
cao điểm, giá phải trả có thể tăng vọt lên tới 200.000 USD mỗi giờ.
Đã
vậy, thời gian giao hàng các biến áp loại này là khoảng 18 tháng. Rồi
còn có thể phải trả chi phí bảo hiểm ở mức cao (ngược lại, nếu lắp đặt
các tường chặn lửa, các công ty bảo hiểm giảm mức giá bảo hiểm), hoặc
mối quan hệ với cộng đồng, các cơ quan điều tiết và các nhà đầu tư có
thể trở nên bất lợi trong thời gian dài.
Chặn lửa hiệu quả các trường hợp cháy máy biến áp
Tường chặn lửa hiệu quả phải:
(1) được làm từ vật liệu có thể chịu được nhiệt độ cao và trong thời gian dài trong các vụ cháy máy;
(2) được thiết kế sao cho đáp ứng các yêu cầu về nhiệt và cơ trong thời gian hoả hoạn và sau hoả hoạn.
Theo
truyền thống, “tường chặn lửa” bảo vệ máy biến áp được chế tạo bằng bê
tông cốt thép và/hoặc các khối bê tông. Tuy nhiên tính năng của tường
này không đạt yêu cầu ở nhiệt độ cao. Ở 650oC, độ bền của bê tông chỉ
còn bằng khoảng 35% độ bền ở nhiệt độ phòng, còn thép ở nhiệt độ đó thì
hầu như mất hết độ bền, mà nhiệt độ này còn thấp hơn nhiệt độ cháy dầu
khoảng 350oC, như được nêu dưới đây.
Do
vậy trong điều kiện thực tế cháy máy biến áp, tường bê tông không chịu
nổi. Ngoài ra, tường bê tông còn dày và nặng, đòi hỏi phải làm móng sâu,
vững chắc. Rồi khi tiến hành sửa chữa lớn máy biến áp, phải phá tường
rồi sau đó xây lại.
Tường
chặn lửa cũng còn phải có đủ độ bền va đập để chịu được tác động của
các mảnh văng bởi vì hoả hoạn rất có thể dẫn tới nổ máy biến áp. Hiện
nay chưa có tiêu chuẩn về mức tải trọng tác động lên tường chặn lửa nên
các chuyên gia về đạn đạo và nổ đã khuyến nghị áp dụng tiêu chuẩn UL
752. Điều này tương ứng với việc cho tấm panen của tường chặn lửa chặn
viên đạn Magnum 44. Tường phải ngăn không cho đạn xuyên qua, điều mà các
tấm panen tường chặn lửa của IID đã làm được (xem Hình 4).
|
|
Hình 3. Sự thay đổi của độ bền vật liệu theo nhiệt độ
|
Hình 4. Panen tường chặn lửa IID ngăn không cho viên đạn Magnum 44 xuyên qua
|
Vật
liệu chịu lửa sử dụng làm các tường chặn lửa IID có gốc nước và hoàn
toàn vô cơ, không chứa chất gì có thể cháy được. Các tấm panen và cột
chịu nhiệt này tương đối nhẹ, được đúc bằng bê tông chịu lửa đã được thử
thách theo thời gian. Vật liệu chịu lửa không phát thải hợp chất hữu cơ
dễ bay hơi hoặc vật liệu nguy hiểm trong quá trình chế tạo, trong thời
gian hoả hoạn và cả khi loại bỏ. Xi măng chịu lửa đã được thử thách theo
thời gian vì đã được sử dụng từ nhiều thế kỷ nay để đựng kim loại nóng
chảy tại các xưởng đúc, rõ ràng là đáp ứng các yêu cầu về nhiệt và cơ
trong suốt tuổi thọ của trạm biến áp.
Vật
liệu chịu lửa đã được thử thách tại hiện trường và qui trình chế tạo ổn
định của công ty Oldcastle Precast, với 80 nhà máy bố trí ở khắp nơi
trên nước Mỹ, đảm bảo đạt được các tính năng về nhiệt và cơ với giá cạnh
tranh. Tường chặn lửa TruFireWalls của công ty ThermaLimits được thiết
kế để và đã được xác nhận đáp ứng các yêu cầu về nhiệt, tải trọng gió,
động đất và bố trí trong trạm biến áp. Thiết kế dạng môđun cho phép giảm
chi phí chế tạo và lắp đặt
|