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氣體滅火系統在地鐵的應用

時間:2018-01-30 15:47:19 來源:未知

地鐵地下車站一旦發生火災, 極易造成人員傷亡, 如何選擇滅火系統至關重要。本文從多方論證了氣體滅火系統是用于撲滅電氣火災的有效、可行的選擇。

地鐵地下車站空間小, 人員流動性大、密度高, 電氣設備相對集中密度大, 容易發生電氣火災, 一旦發生火災, 極易造成人員傷亡。而氣體滅火系統是用于撲滅電氣火災的有效、可行的選擇。
 
一、氣體滅火系統的適用范圍及特點分析
 
1.適用范圍
氣體滅火劑可以撲救的火災包括: 可燃氣體火災, 如甲烷、乙烯、煤氣、天然氣等; 甲、乙、丙類液體火災, 如烴類、醇類、有機溶劑類等; 可燃固體表面火災; 電氣火災。一般來講氣體滅火系統只用來保護建、構筑物內部發生的火災; 而建、構筑物本身發生的火災, 宜用其它方法撲救。在國家標準《建筑設計防火規范》( GBJ16- 87) 和《高層民用建筑設計防火規范》( GB50045- 95) 中對應設氣體滅火系統的一些典型場所作出了規定:( 1) 大中型電子計算機房( 2) 大中型通訊機房或電視發射塔微波室;( 3) 貴重設備室;( 4) 文物資料珍藏庫;( 5)大中型圖書館和檔案庫;( 6) 發電機房、油浸變壓器室、變電室、電纜隧道或電纜夾層等電氣危險場所。
 
2.特點分析
目前, 國內常用的氣體滅火系統的滅火劑包括: Halon(哈龍)、二氧化碳、煙烙盡、七氟丙烷等。
鹵代烷滅火劑是以鹵素原子取代一些低級烷烴類化合物中的部分或全部氫原子后所生成的具有一定滅火能力的化合物的總稱, 又稱Halon(哈龍)滅火劑。常用的有1211 和1301。鹵代烷滅火系統的電絕緣性能好, 化學性能穩定、滅火速度快、毒性和腐蝕性小、釋放使用后無遺留的殘渣痕跡或者很少、具有良好的貯存性和滅火效能。它曾得以大力推廣,廣泛應用于各種電力電子設備房。但70 年代發現鹵代烷為破壞大氣臭氧層的元兇之一, 隨著1991 年《蒙特利爾議定書》的發布, 各種新型滅火劑不斷涌現。

二氧化碳(CO2)是地球大氣成分之一, 用作滅火劑始于19世紀。其滅火機理主要是降低氧氣濃度, 起窒息作用, 并且有一定的冷卻效果。而CO2 本身也有低毒性, 濃度達20%就會對人致死。而最低滅火濃度卻為34%(電子機房設計濃度>40%)。盡管采取延時三十秒來疏散防護區人員等措施, 但仍有意外可能, 國內亦有致死致殘的事例。另外, 其噴射時有較強烈的冷凍效應, 對磁記錄設備是有影響的。再一個爭議是因為CO2 屬三原子分子結構, 造成地球“ 溫室效應”。據此,CO2 在經常有人的設備機房應用應慎重, 但由于其良好的滅火性能和極低廉的價格, 是值得在其它必要場所大力推廣的。
煙烙盡( IG- 541) 是氮氣、氬氣、二氧化碳以52:40:8 的體積比例混合而成的一種滅火劑。它的三個組成成分均為不活潑氣體, 為大氣基本成分。煙烙盡氣體無色、無味、不導電、無腐蝕、無環保限制, 在滅火過程中無任何分解物。其滅火原理為稀釋氧氣, 窒息滅火。其中的CO2 主要起刺激人體呼吸作用, 使人體能夠在低于無法繼續維持燃燒的氧氣濃度時仍能通過加大呼吸深度和加快呼吸速度而獲得足夠氧氣。氣體噴放時環境溫度變化小, 且不影響能見度, 只要較好地控制設計濃度, 可以說是一種較完美的滅火劑。其缺點是噴放時噪聲大; 以氣態方式貯存, 貯存瓶組多; 貯存壓力大, 常溫下(21℃)為15MPa, 高壓增加了危險性, 也相對容易泄漏, 對管道管件材料以及安裝、維護水平要求較高; 造價昂貴。FM200又稱七氟丙烷或HFC- 227ea。常溫下氣態, 無色、無臭、不導電、無腐蝕, 無環保限制。其滅火機理與鹵代烷相同, 為中斷燃燒鏈, 滅火速度極快。FM200 在電子設備房的滅火濃度為8%, 對人體無害。噴射時有薄霧和一定冷凍作用, 但并不嚴重影響能見度和人員逃生。FM200 除設計濃度稍高外, 其性能特點均近似于鹵代烷1301, 在有人場所比1301 更具安全性。其最大的缺點是藥劑價格高, 約為1301 藥劑的2.5 倍。
可見, 滅火劑的綜合性能各有千秋, 其選擇使用應結合保護區的具體特點, 依照以下六點原則, 綜合考慮, 統籌兼顧。①對臭氧層的耗損最小; ②滅火濃度最小的原則, 設計滅火濃度小, 則滅火劑用量少; ③即溫室效應小; 四、在大氣中存留期短, 潛在危險小; ⑤毒性最低原則; ⑥價格低的原則,藥劑價格低, 綜合造價低廉。因此, 我們在選用藥劑時, 在有人值班的地方不能使用二氧化碳, 在需要對數據進行磁盤記錄的設備房不應使用二氧化碳。既要考慮滅火性能, 又要考慮價格, 還要考慮環保等多個因素, 進行合理選擇。
 
二、安全性分析
隨著氣體滅火系統的廣泛應用, 氣體滅火系統的安全性問題備受關注。以地鐵為例, 由于地鐵車站的空間小、人流大、密度高的特點, 以及地鐵受社會關注程度高、地鐵設備房設備昂貴的特點, 安全的要求就尤其高。氣體滅火系統的安全性主要從以下幾方面考慮:( 一) 氣體本身的毒性對人員的生命威脅;( 二) 泄漏及系統誤噴造成的安全性問題;( 三) 在火災情況下系統該噴不噴的安全可靠性問題; 四、系統釋放時對設備的影響。
 
1.滅火劑的安全性
以廣州為例。目前, 在廣州地鐵所采用的滅火劑中, 對人體有害的是二氧化碳, 當空氣中含有10%濃度的二氧化碳就可以直接導致人員的死亡。而二氧化碳的最低設計濃度為34%, 在此濃度下人員會迅速死亡。二氧化碳比空氣重, 釋放后的二氧化碳會經過門縫和未經嚴格封堵的開口向下沉降。沉降的二氧化碳能在低洼處聚集, 如果通風不暢, 也會造成該處人員的窒息死亡。除了二氧化碳外, 其他氣體滅火系統,如煙烙盡, 如果濃度過高, 氧氣的濃度降度了, 也會造成對人體的傷害。所以對在二氧化碳滅火系統防護區內工作的工作人員進行培訓是十分必要的, 而且防排煙系統必須健全, 在系統誤噴或滅火以后必須進行嚴格排煙、排毒處理。
 
2.氣體泄漏或誤噴帶來的安全問題
對于高壓氣體來說, 絕對可靠的密封是不存在的, 因此氣體滅火系統密封面慢性泄漏而引起的安全問題是滅火裝置的關鍵隱患。因此, 氣瓶在使用前應通過國家相關機構的嚴格檢驗。導致氣體滅火系統誤噴的主要原因是探測裝置與滅火控制器中存在的問題。所以在這些設備的選型時更要注重質量, 對不穩定、誤報頻繁、配置不完整、售后服務不及時的產品不能選用。要根據環境的實際情況, 選擇火災探測器的精度。另外對系統的維護保養必須嚴格落實, 對系統的絕緣情況定期認真檢查, 做好除塵、防潮措施, 防止系統的接地、短路情況的發生。因為手動噴氣開關短路將會直接導致誤噴, 所以手動噴氣開關的絕緣措施就格外重要。
 
3.系統的可靠性分析
與其它滅火系統相比, 氣體滅火系統的可靠性相對差,影響系統可靠性的因素是多方面的。
首先是系統動作的可靠性, 系統的操作應該有自動啟動、遠程手動啟動、氣瓶間的機械應急啟動三種啟動方式。啟動后滅火系統應自動完成將滅火劑送往特定防護對象的目的。滅火系統是常備不常用的設備, 所以用戶往往忽視了對系統的維護和保養, 這也是影響滅火系統能否正常動作的重要因素, 如果探測報警系統都失去了功能, 就不能及時發現火情, 更不用說滅火了。
其次是產品的質量, 產品的質量包括系統各部件的質量, 某一部件動作不可靠都會導致系統滅火的失敗。如選擇閥不按規定動作, 滅火劑就送不到特定的防護對象處或同時送往幾個防護對象處, 根本談不上滅火。所以必須嚴格按照國家標準或企業標準進行動作可靠性試驗。
再次是系統設計是否合理, 系統的設計用量、滅火劑噴放時間、噴嘴及管網布置、管網尺寸、噴嘴型號等都會影響系統的滅火可靠性。我國的設計規范均為設計提供了共性的參數, 設計人員應按規范標準要求, 針對工程實際進行合理的設計。
還有就是保護區的封閉性。由于氣體滅火劑良好的擴散性能, 如果封閉不好, 滅火劑就會從開口流走導致滅火濃度得不到保證, 所以氣體噴放實行滅火時, 必須緊閉門窗, 防火閥及時聯動關閉, 而且要求密閉性良好, 對防火閥的維護保養是日常的維護保養中必須做好的一項重要工作。
 
4.關于冷擊和結露
在氣體滅火系統動作后, 可能出現冷擊和結露兩種情況。冷擊是指由于滅火劑的釋放導致迅速降溫而對設備帶來的損害; 而結露則是氣體釋放后會在設備的表面結成水珠,結露也可能使設備、儀器損壞。在噴嘴設置正常的情況下, 冷擊出現的可能性不大。這就要求我們在噴嘴位置設計時, 不能設置于直接噴向精密儀器、設備, 否則, 會引起的儀器、設備局部較大的溫度變化, 冷擊也會由此而產生。在氣體釋放以后, 我們要對設備進行干燥處理, 避免因結露而損壞了設備。
 
三、系統的改造
隨著1991 年《蒙特利爾議定書》的發布, 鹵代烴類滅火系統將被淘汰, 退出歷史舞臺。如何選擇潔凈、環保、滅火可靠經濟的氣體滅火系統呢?
首先, 改造必須按相應的設計、施工、驗收規范, 使建筑控制在法定的質量要求內才能有檢查和驗收標準按照國家現行要求。
其次, 應本著對臭氧層的耗損最小、滅火濃度低、溫室效應、在大氣中存留期短、毒性低、價格低的原則考慮。
替換1301 氣體滅火系統的產品主要包括二氧化碳、煙烙盡、七氟丙烷等氣體滅火系統。但有人值班的上述場所應明確禁止使用二氧化碳滅火系統; 七氟丙烷氣體由于昂貴的費用和對其關鍵部件的配置有較高的要求, 應慎重選用。而當今出臺的地方規范最多的是煙烙盡( IG- 541) 潔凈氣體滅火系統, 而且國內生產也基本形成, 這是它具有安全、經濟、潔凈、環保、可靠的性能而領先替代鹵代烴類滅火系統原故。
由此可見, 煙烙盡氣體滅火系統是較為理想的替代產品, 如廣州地鐵即將開通的三、四號線都選擇了使用煙烙盡氣體滅火系統, 因此煙烙盡氣體滅火系統將是替代1301 氣體滅火系統的較為理想的選擇。

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