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地鐵工程氣體滅火劑的選用

時間:2017-08-11 08:30:07 來源:未知

主要介紹地下建筑空間氣體消防滅火劑的選用及其主要優缺點,對惰性氣體IG541 和七氟丙烷做重點對比分析。

  氣體滅火在上世紀八九十年代,我國氣體消防系統采用的滅火劑大多是鹵代烷1301 ,當時,人們認為鹵代烷1301 是適合各種不同類型火災的最佳的火焰抑制劑。但是,由于其對環境的影響,對大氣臭氧層的破壞,不同程度造成全球變暖,1993 年在加拿大出臺了《蒙特利爾協定》,限制生產破壞臭氧層的物質,并規定到2005 年全球禁止使用。我國在此基礎上相應制定了《鹵代烷整體淘汰計劃》等文件,并于1998 年1 月正式實施,2001 年8 月1 日公安部發布了公消[ 2001 ] 217 號文《關于進一步加強鹵代烷替代品及其替代技術管理的通知》。根據《通知》要求,今后我國可使用以下幾類滅火劑:鹵代烴類,如七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷等; 惰性氣體類,如IG541 、IG100 、IG01 、IG55 等,其它滅火劑:高低壓CO2 、細水霧、氣溶膠等; 新型滅火劑: 超細干粉、SDE 滅火劑等。
 
  氣體滅火劑性能對比及選用
 
以某市地鐵工程氣體滅火系統方案設計一期工程為重點研究對象,同時考慮全線將來貫通后作為一個完整的系統工程,指導全市軌道交通線網中各線氣體滅火系統的設計。主要包括地下車站、控制中心、主變電站氣體滅火系統的設計。
氣體滅火系統設計按照“安全可靠、經濟適用、技術成熟、保護環境”的指導思想選用滅火劑、優化系統方案、配置設備。為盡可能地減少對人類賴以生存的環境的干擾和破壞,20 世紀80 、90 年代,多種替代鹵代烷類滅火劑的自動滅火技術得到飛躍性地發展,國際、國內相繼開發出多種新型滅火方式和滅火劑。根據地鐵工程的特點,從系統性質、滅火機理、使用安全性、可靠性、環保性、維護管理、設備投資等方面進行綜合分析比較,選取安全、有效、經濟的滅火劑。
各種滅火劑的基本參數詳見表1
各種滅火劑的特點比較詳見表2 。
根據我國地鐵工程的設計實例,在地鐵工程中應用的自動滅火系統早期為1301 滅火系統,我國加入《蒙特利爾協定》后,深圳地鐵一期工程選用了七氟丙烷自動滅火系統,廣州、上海、北京等地鐵工程中均選用了IG541 自動滅火系統。
綜上所述,按成熟可靠、經濟合理并通過實踐運營檢驗的選用原則,從上述氣體滅火劑中篩選出IG541 、七氟丙烷兩種適合地鐵工程使用的滅火劑,并進一步做技術經濟比較。

表1  滅火劑基本參數表
名稱 七氟丙烷 三氟甲烷 六氟丙烷 二氧化碳 氮氣、氬
氣、二氧化
碳混合物
氬氣 氮氣 氮氣、氬
氣混合物
細水霧 超細干粉 SDE
化學∕商
品名稱
HFC227ea HFC- 23 HFC- 236fa 高、低壓
二氧化碳
IG541 IG01 IG100 IG55 Water mist 超細干粉 氣溶膠
成份∕
分子式
CF3CHF
CF3
CHF3 CF3CH2
CF3
CO2 N2 52﹪
Ar 40﹪
CO2 8﹪
Ar 100﹪ N2 100﹪ N2 50﹪
Ar 50﹪
H2O 平均粒徑不
大于5μm
的白色固體
粉末
天然碳素材
料+ 氣體催
化劑+ 氣化
速率穩定劑
+ 氧化反應
降溫劑+ 其
它物質
分子量 170 70 152 44 34.0 39.9 28.02 33.95 18 -- --
滅火機理
化學抑
化學抑
制、窒息、
冷卻
化學抑
制、窒息
化學抑
制、窒息、
冷卻
窒息滅
火、冷卻
窒息滅火 窒息滅火 窒息滅火 窒息滅火 表面冷卻、
窒息、阻隔、
稀釋
抑制、阻隔、
冷卻
窒息、冷卻、
抑制燃燒反
設計滅火
濃度( %)
5. 8~10 14. 9~23. 8 無數據 34~58 37.5~52 38~52 40. 3~51 37. 8~52 -- 64. 4g/ m3 9
施放時間 ≤10s ≤10s 無數據 ≤60s ≤60s ≤60s ≤60s ≤60s ≥600s ≤60s ≤38s
貯存壓力
MPa(20 ℃)
2.5/ 4.2/ 5.6 4.2 2.5 2.07/ 5.17 15/ 20 16/ 20 13/ 16 15/ 20 低壓≤1. 2 ,
中壓1. 2‘3.
45 ,高壓≥
3. 45
1.6 1.6
滅火劑
毒性
NOAEL
= 9.0
LOAEL
= 10.5
NOAEL
= 50
LOAEL
> 50
NOAEL
= 10
LOAEL
= 15
4 %濃度
人體不適,
20 %可致
人死亡
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
對人體沒
有影響
對人體沒
有影響
NOAEL
= 15
LOAEL
= 17.5
臭氧層損
耗值ODP
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
滅火劑在
大氣中壽
命ALT
31年 280 年 無數據 大氣中
存在
大氣中
存在
大氣中
存在
大氣中
存在
大氣中
存在
大氣中
存在
無數據 無數據
溫室效應
GWP
0.6 9000 無數據 1 0 0 0 0 0 ≤0.5 ≤0.35

表2  滅火劑特點比較表
名稱 七氟丙烷 三氟甲烷 六氟丙烷 二氧化碳 氮氣、氬
氣、二氧化
碳混合物
氬氣 氮氣 氮氣、氬
氣混合物
細水霧 超細干粉 SDE
滅火
效率
滅火濃度
較低、滅火
劑用量較
少、滅火時
間短、有復
燃可能性
滅火濃度
較低、滅火
劑用量較
少、滅火時
間短、有復
燃可能性
滅火濃度
較低、滅火
劑用量較
少、滅火時
間短
滅火濃度
高、滅火劑
用量多、滅
火時間長
滅火濃度
較高、滅火
劑用量較
多、滅火時
間較長
滅火濃度
較高、滅火
劑用量較
多、滅火時
間較長
滅火濃度
較高、滅火
劑用量較
多、滅火時
間較長
滅火濃度
較高、滅火
劑用量較
多、滅火時
間較長
滅火濃度
高、滅火劑
用量較多、
滅火時間
滅火濃度
低、滅火劑
用量少、滅
火時間較
滅火濃度
較低、滅火
劑用量較
少、滅火時
間短
環境
保護
有溫室效
應、在大氣
中壽命較
溫室效應
較嚴重、在
大氣中壽
命很長
有溫室效
應、在大氣
中壽命較
有溫室效
清潔環保 清潔環保 清潔環保 清潔環保 清潔環保 有溫室效
有溫室效
人員
安全
滅火時釋
放氫氟酸、
在此環境
內超過一
分鐘, 人就
有生命危
滅火時釋
放氫氟酸
滅火時釋
放氫氟酸
最小設計
滅火濃度
( 34 %) 大
大超過了
人的致死
濃度,危險
性極大
滅火濃度
過大時,
CO2 的含
量接近于
4 %, 有可
能對人體
造成危險
基本無影
基本無影
基本無影
基本無影
形成煙霧,
能見度降
形成煙霧,
能見度降
設備
安全
含酸性分
解物, 產生
結露, 對設
備造成損
含酸性分
解物, 產生
結露, 對設
備造成損
含酸性分
解物, 產生
結露, 對設
備造成損
水分冷凝
對電子設
備造成嚴
重污損,水
中溶解了
CO2 及碳
酸, 對芯
片、電路有
較大影響
基本無影
基本無影
基本無影
基本無影
系統噴放
后是否會
對電子電
氣設備造
成二次危
害需待實
體火災試
驗來確定
殘留的微
粒塵遇到
水分時呈
弱堿性,對
特定的設
備造成損
殘留的微
粒塵遇到
水分時呈
弱堿性, 對
特定的設
備造成損
適用
規范
氣體滅火
系統設計
規范、氣體
滅火系統
施工及驗
收規范、廣
東、北京等
地方標準
北京等地
方標準
二氧化碳
滅火系統
設計規范
氣體滅火
系統設計
規范、氣體
滅火系統
施工及驗
收規范、陜
西、北京等
地方標準
廣東、北京
等地方標
湖北地方
標準
江蘇地方
標準
技術
成熟
有成熟的
使用經驗、
地鐵工程
有應用
有一定的
使用經驗、
地鐵工程
尚無應用
實例
國內基本
無使用經
有成熟的
使用經驗、
地鐵工程
尚無應用
實例
有成熟的
使用經驗、
地鐵工程
應用廣泛
國內基本
無使用經
國內基本
無使用經
國內基本
無使用經
有一定的
使用經驗、
廣州珠江
新城集運
系統
無管網滅
火系統有
一定的使
用經驗、地
鐵工程尚
無應用實
無管網滅
火系統有
一定的使
用經驗、地
鐵工程尚
無應用實

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