超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)用于城市電纜隧道的探討

摘 要：超細(xì)干粉裝置是近年來電纜隧道消防工程中應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝，具有施工簡單、造價(jià)低、施工工期短等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：變電站；固定滅火設(shè)施；超細(xì)干粉滅火裝置

1 前言

隨著城市建設(shè)和電網(wǎng)改造步伐的加快，電纜因其供電可靠性高、美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)得到了飛速發(fā)展，電纜隧道對于城市供電的重要性也越來越大。隨著電纜隧道容納的電纜數(shù)量和電壓等級的增加，電纜防火，特別是電纜隧道防火的重要性日益提高。在電纜隧道中，電纜比較密集，電纜周圍媒介是空氣，當(dāng)一根電纜因自身故障或外界被點(diǎn)燃時(shí)，就可能引燃相鄰電纜，造成重大事故，引起重大經(jīng)濟(jì)損失，因此電纜隧道內(nèi)考慮可靠固定滅火設(shè)施是有必要的。

2 固定滅火設(shè)施的選擇原則

根據(jù)<<城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定>>（DLT 5221-2005 ）第13.3在電纜進(jìn)出線特別集中隧道、電纜夾層和豎井中，可加濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)或氣體滅火系統(tǒng)等固定滅火系統(tǒng)。

3 各種固定滅火設(shè)施的優(yōu)缺點(diǎn)

濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是按適當(dāng)距離和高度，安裝一定數(shù)量的噴頭、供水管道及報(bào)警控制裝置的供水滅火系統(tǒng)。在非火災(zāi)情況下，管道內(nèi)充滿壓力水，當(dāng)火災(zāi)時(shí)，高溫火焰或高溫氣流使定溫的熱敏元件動(dòng)作開啟噴頭，使水流通過噴頭實(shí)施自動(dòng)滅火，同時(shí)，水流指示器在水的流動(dòng)后送出電信號，啟動(dòng)水力警鈴，發(fā)出火警信號。濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)由于噴頭噴出的水粒較大，而電纜隧道主要是高壓電纜不能起到有效的絕緣作用，且濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)用水量較大，需在電纜隧道外另外征地，建設(shè)消防水池及泵房，濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)相對其它滅火方式用水量大，投資高，管理困難，因此濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)用于電纜隧道，應(yīng)根據(jù)工程情況合理選用。

水噴霧滅火系統(tǒng)是由噴頭、管道系統(tǒng)、電磁閥、火災(zāi)探測器、報(bào)警控制裝置、控制組件及供水設(shè)備組成。在非火災(zāi)情況下，水霧噴頭與電磁閥之間的管道內(nèi)是沒有水的，當(dāng)火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測器感知到火災(zāi)信號，在發(fā)出報(bào)警的同時(shí)，輸出控制信號啟動(dòng)電磁閥，使壓力水經(jīng)管道由水霧噴頭形成霧狀噴出，實(shí)施自動(dòng)滅火。水噴霧滅火系統(tǒng)相對濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)水粒較小，能起到更好的絕緣效果。相同體積的水以水霧滴形態(tài)噴出時(shí)比直射流形態(tài)噴出的表面積大幾百倍，能吸收大量的熱迅速汽化，使燃燒體表面溫度迅速較低，使燃燒終止。水霧滴受熱后汽化形成原體積1680倍的水蒸氣，可使燃燒物質(zhì)周圍空氣中的氧氣含量降低，燃燒會(huì)因缺氧而中斷。水噴霧滅火系統(tǒng)相對其它滅火方式用水量小，投資高，管理困難，需建設(shè)專門的水泵房及水池，水噴霧滅火系統(tǒng)用于電纜隧道，應(yīng)根據(jù)工程情況合理選用。

氣體滅火系統(tǒng)由若干只滅火劑罐、噴頭、管路及啟動(dòng)控制裝置組成，氣體滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵是選擇合適的滅火劑。選用的滅火劑必須符合環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，氣體滅火系統(tǒng)相對自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)無需建設(shè)水泵房及水池，投資較少，管理簡單而運(yùn)用于電纜隧道。但是氣體滅火系統(tǒng)要求在一個(gè)密保的防火分區(qū)內(nèi)，保持一定氣體濃度才能有效滅火，在噴放滅火劑前，防護(hù)區(qū)內(nèi)除泄壓口外的開口應(yīng)能自行關(guān)閉。而電纜隧道為了考慮通風(fēng)，需設(shè)置一定數(shù)量的進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，很難做到密閉，為了有效撲滅火災(zāi)，設(shè)計(jì)一般考慮很大的余量，增加了電纜隧道的總投資。

固定式脈沖超細(xì)干粉裝置是一種不用煙感、溫感、直接檢測火災(zāi)信號，遇火能瞬間自動(dòng)啟動(dòng)，迅速將火撲滅的創(chuàng)新型自動(dòng)滅火裝置。特別對無人值守的易燃易爆的重要場所實(shí)行全天候自動(dòng)監(jiān)控，解決了火災(zāi)初起就可將火撲滅的難題。脈沖滅火技術(shù)是一項(xiàng)前沿技術(shù)，是相對于連續(xù)噴射滅火劑的方式提出的，是一種在極短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)滅火裝置，將滅火劑噴出，撲滅早期火災(zāi)的創(chuàng)新技術(shù)，符合國際消防發(fā)展的趨勢：即“快速響應(yīng)、早期抑制、高效滅火”。由于經(jīng)過超細(xì)化后的滅火劑干粉，顆?？s小到≤20nm，表面積成倍增大，進(jìn)入火場更容易分解；另外，當(dāng)裝置接到火災(zāi)信號后，引發(fā)器中的氣體發(fā)生器產(chǎn)生大量氣體，并轉(zhuǎn)化為高速射流，超細(xì)干粉在超音速氣流的沖擊、擠壓、撕裂的作用下，被繼續(xù)細(xì)化，表面積再次增大，同時(shí)以氣固兩相流的狀態(tài)急速噴射到火源處，火焰在超音速氣流的作用下燃燒鏈被切割，同時(shí)被超細(xì)化的干粉經(jīng)受熱起化學(xué)反應(yīng)，生成多聚磷酸銨鹽在被保護(hù)物的表面上，形成一定厚度的玻璃層狀物，滲透到被保護(hù)物的空隙內(nèi)，阻止空氣與被保護(hù)物的接觸起到防火層的作用。同時(shí)，磷酸銨鹽還可以使被保護(hù)物表面炭化，這種炭化層可以減緩燃燒過程，降低火焰溫度，起到冷卻和降溫的作用，使周圍的氧含量又在粉霧的作用下大大降低，因此使得燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)徹底的中斷，達(dá)到高速，高效的滅火目的。相對其他固定滅火系統(tǒng)投資少，管理簡單，不需要專門的水池水泵房，由于超細(xì)干粉密度比空氣大，通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)口對電纜隧道內(nèi)超細(xì)干粉濃度影響較小，是電纜隧道固定滅火裝置的最佳選擇。

4 干粉自動(dòng)滅火裝置簡介

根據(jù)<<城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定>>（DLT 5221-2005 ）及云南省地標(biāo)《變電站消防技術(shù)規(guī)程》預(yù)制式干粉滅火裝置可以應(yīng)用，而且目前在云南省已投運(yùn)變電站電纜隧道中應(yīng)有較多，均能起到有效滅火效果。

由于超細(xì)干粉粒徑小、流動(dòng)性好、能在空氣中懸浮一定的時(shí)間，因此既能應(yīng)用于相對封閉的空間全淹沒自動(dòng)滅火，也可以應(yīng)用于開放場所局部保護(hù)自動(dòng)滅火。安裝使用方便：超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置安裝簡便，工程量小，無需穿墻打孔和安裝大量的管道及附屬設(shè)施。只需將裝置懸掛在被保護(hù)物的上方即可。滅火裝置有三種啟動(dòng)方式，性能可靠。感溫元件溫控啟動(dòng)：火災(zāi)時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度超過噴頭感溫元件公稱動(dòng)作溫度，玻璃球受熱膨脹破裂，噴頭上的壓板受粉罐內(nèi)壓力推動(dòng)脫落，滅火劑在驅(qū)動(dòng)氣體作用下快速噴出滅火。電引發(fā)啟動(dòng)：火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)探測到火情，經(jīng)報(bào)警滅火控制器確認(rèn)并發(fā)出滅火指令給滅火控制盤輸入啟動(dòng)電流接通消防電源到滅火裝置上的電引發(fā)器，致使玻璃球感溫元件受熱膨脹破裂，開啟噴頭噴放滅火劑滅火。熱引發(fā)啟動(dòng)：火災(zāi)時(shí)，大火引燃熱敏線（實(shí)為導(dǎo)火線，也有企業(yè)稱為火探管），傳遞火源至滅火裝置，激活氣體發(fā)生劑驅(qū)動(dòng)滅火劑噴射滅火。

5 總結(jié)

電纜隧道消防設(shè)計(jì)為了有效防止因短路或外界火源造成電纜引燃或沿電纜延燃，需要對電纜及其構(gòu)筑物采取防火封堵分隔措施，在電纜溝接口處采用防火包等材料封堵。防火分區(qū)一般采用防火門、防火墻、防火隔板與封閉式耐火槽盒等防火堵料進(jìn)行封堵。

由于規(guī)范沒有強(qiáng)制要求電纜隧道必須設(shè)置固定滅火系統(tǒng)，規(guī)范僅規(guī)定進(jìn)出線密集處、及重要處建議設(shè)置固定滅火系統(tǒng)，根據(jù)目前工程情況，電纜隧道從幾十米到幾公里都有，如電纜隧道較長，考慮全線設(shè)置固定滅火系統(tǒng)，將對整個(gè)電纜隧道投資有重大影響。從節(jié)約投資角度考慮，建議在重要電纜隧道在接頭分區(qū)內(nèi)處設(shè)置固定滅火系統(tǒng)，根據(jù)電纜運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，電纜接頭處溫度較其它地方高，易發(fā)生事故，是整個(gè)電纜隧道最易引起火災(zāi)的地方，只在電纜接頭分區(qū)內(nèi)設(shè)置固定滅火系統(tǒng)是合理的，這樣投資減少了，又能起到有效的防火分隔作用。

參考文獻(xiàn)

[1]《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50229-2006）

[2]《變電站消防技術(shù)規(guī)程》（DBJ 53/T-30-2010）

[3]《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DLT 5221-2005）

[4]《干粉滅火裝置》GA 602-2006

[5]《超細(xì)干粉無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)·施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》DB42/294-2004

作者簡介

李樹保（1978-），男，云南昆明人，大學(xué)本科，工程師，主要從事電力系統(tǒng)變電站設(shè)計(jì)工作。