高架倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)可行性分析

●許智紅

(淄博市消防支隊(duì)，山東淄博 255000)

1 高架倉(cāng)庫(kù)的火災(zāi)特點(diǎn)

高架倉(cāng)庫(kù)具有占地面積小，儲(chǔ)存容量大，可有效節(jié)省用地，減少使用成本，實(shí)現(xiàn)電腦與堆垛機(jī)配合自動(dòng)存取物件等優(yōu)點(diǎn)，可大幅度提高貨物的管理效率。此類倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于煙草、食品、紙張、電器、化工原料等物資的倉(cāng)儲(chǔ)。高架倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用給生產(chǎn)及物流帶來(lái)了極大的方便，同時(shí)也帶來(lái)了如傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)難以勝任、火災(zāi)蔓延迅速、滅火難度大等一系列消防問(wèn)題［1］。

高架倉(cāng)庫(kù)的火災(zāi)特點(diǎn)主要包括:(1)規(guī)模大，空間高。高架倉(cāng)庫(kù)的總面積通常為6 000～20 000 m2左右，高度在16～35 m左右，火災(zāi)發(fā)生后滅火難度大。(2)貨物存放密集，火災(zāi)蔓延速度快，必須在火災(zāi)初期有效滅火。(3)高架倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存物有時(shí)為可燃液體，但其包裝物通常為A類火災(zāi)(可燃固體物質(zhì))，因此用于高架倉(cāng)庫(kù)的滅火劑應(yīng)是ABC滅火劑，且不能使儲(chǔ)存物產(chǎn)生化學(xué)物理變化。(4)物流采用堆垛機(jī)自動(dòng)存取，堆垛機(jī)通常采用軌道運(yùn)行，不便于采用防火分隔物進(jìn)行隔離，要求應(yīng)用的滅火系統(tǒng)能在高大空間有效撲滅火災(zāi)，且便于安裝維護(hù)，不影響堆垛機(jī)自動(dòng)存取運(yùn)行。(5)貨件按格分層存放于密集貨架中，上下左右相互遮擋且有很多縫隙，存在滅火劑直接噴射不到的“死角”，因此使用的滅火劑必須具有全淹沒(méi)滅火的效能。

2 常見(jiàn)高架倉(cāng)庫(kù)滅火系統(tǒng)分析

2．1 水滅火系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)外高架倉(cāng)庫(kù)選用的水滅火系統(tǒng)主要有水噴淋滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)等［2］。水噴淋滅火系統(tǒng)是目前應(yīng)用較廣泛的消防設(shè)備，對(duì)于高層建筑及商場(chǎng)等場(chǎng)所具有較好的滅火效果。水噴霧滅火系統(tǒng)是把噴射的水滴變成細(xì)小霧滴進(jìn)行滅火，相比較水噴淋滅火效率要高得多，水噴霧滅火系統(tǒng)應(yīng)用于電纜隧道等場(chǎng)所滅火效果比較理想。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是把噴射的細(xì)小霧滴通過(guò)高壓噴射變成小于400 μm的霧滴進(jìn)行滅火，霧滴遇火焰高溫后迅速汽化，最大限度排斥火場(chǎng)的空氣，降低燃燒物周圍的氧含量，使燃燒受抑制或中斷。細(xì)水霧比水噴霧滅火效率高，因而應(yīng)用于電纜火、油噴霧火及高度小于5 m場(chǎng)所的火災(zāi)撲救表現(xiàn)較優(yōu)越。

雖然水滅火系統(tǒng)對(duì)于大多數(shù)場(chǎng)所具有較好的滅火效果，但其應(yīng)用于高架倉(cāng)庫(kù)存在著如下缺陷:(1)需要大型專用水池、專用水泵等設(shè)備，增加了高架倉(cāng)庫(kù)初建成本及維護(hù)成本。(2)需要專用管道，大量的管道安裝于高架倉(cāng)庫(kù)的立體貨架上，影響堆垛機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)增加了貨架的負(fù)荷。(3)系統(tǒng)維護(hù)中需定期試壓，泄漏的水容易浸濕貨物及倉(cāng)庫(kù)地面，帶來(lái)不必要的損失。除此之外細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由于靠霧滴汽化后排斥火場(chǎng)的空氣，使燃燒物周圍的氧含量降低而滅火，因而不適于高于5 m，容積大于500 m3的空間滅火。

2．2 超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)

超細(xì)干粉管網(wǎng)滅火系統(tǒng)，是用管道輸送滅火劑到防護(hù)區(qū)，由安裝于防護(hù)區(qū)噴頭釋放滅火劑的滅火系統(tǒng)，按滅火劑輸送方式可分為管網(wǎng)系統(tǒng)或無(wú)管網(wǎng)系統(tǒng)。該滅火系統(tǒng)應(yīng)用了近幾年比較成熟的撲救火災(zāi)的控制釋放技術(shù)，采用電控啟動(dòng)、定溫啟動(dòng)、電控手動(dòng)啟動(dòng)等多種啟動(dòng)方式，應(yīng)用于相對(duì)封閉空間的全淹沒(méi)滅火或開(kāi)放場(chǎng)所局部保護(hù)滅火，具有安裝、維護(hù)方便，應(yīng)用靈活，滅火效能高等一系列優(yōu)點(diǎn)。超細(xì)干粉無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)控制系統(tǒng)及懸掛式滅火裝置組成。目前實(shí)際投入高架倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用的為無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。

2．2．1 超細(xì)干粉滅火裝置的結(jié)構(gòu)

目前滅火裝置按驅(qū)動(dòng)方式分為貯壓式和非貯壓式兩類，其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。貯壓式滅火裝置，主要由滅火劑貯罐、噴頭、壓力指示器、感溫元件、熱引發(fā)器、電引發(fā)器等組成。非貯壓式滅火裝置主要由滅火劑貯罐(或殼體)、氣體噴發(fā)劑盒、鋁箔噴口、熱引發(fā)器、電引發(fā)器等組成。滅火裝置采用溫控啟動(dòng)、電引發(fā)啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式。

圖1 兩類滅火裝置的組成結(jié)構(gòu)

2．2．2 超細(xì)干粉滅火裝置工作控制原理

滅火裝置采用溫控啟動(dòng)或電控啟動(dòng)，單具滅火裝置可同時(shí)具有溫控啟動(dòng)和電控啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式，其工作控制原理如圖2所示。當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度上升至滅火裝置設(shè)定的公稱動(dòng)作溫度時(shí)，滅火裝置自動(dòng)啟動(dòng)釋放超細(xì)干粉滅火劑滅火。將滅火裝置上的電引發(fā)器與火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相連接，則滅火裝置處于電控啟動(dòng)方式。

圖2 超細(xì)干粉滅火裝置工作控制原理圖

防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，滅火控制器接收到探測(cè)器兩個(gè)獨(dú)立的火災(zāi)信號(hào)后發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，延時(shí)至設(shè)定的時(shí)間(不超過(guò)30 s)后啟動(dòng)滅火裝置釋放超細(xì)干粉滅火劑滅火。裝有信號(hào)反饋器時(shí)，信號(hào)反饋器向滅火控制器反饋滅火劑釋放信號(hào)。

2．2．3 超細(xì)干粉滅火劑

無(wú)管網(wǎng)懸掛式滅火裝置充裝的超細(xì)干粉滅火劑，粒徑越小，滅火效能越高。目前在用的ABC超細(xì)干粉滅火劑有兩類:(1)磷酸銨鹽ABC超細(xì)干粉滅火劑［3］，該類滅火劑的滅火機(jī)理主要是阻斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即化學(xué)抑制作用。滅火劑90%的粒徑在20 μm以下，在火場(chǎng)反應(yīng)快，全淹沒(méi)滅火效能≤0．120 kg·m-3。(2)聚磷酸銨ABC復(fù)合超細(xì)干粉滅火劑，滅火劑90%的粒徑在15 μm以下。該類滅火劑通過(guò)復(fù)合的方法把化學(xué)滅火的優(yōu)勢(shì)和物理滅火的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，對(duì)有焰燃燒的化學(xué)抑制作用，對(duì)無(wú)焰燃燒的窒息作用，以及對(duì)熱輻射的遮隔、冷卻作用是此類滅火劑的集中表現(xiàn)。滅火劑在撲滅固體火災(zāi)時(shí)，其復(fù)合材料微粒在火的高溫作用下，在燃燒的固體表面形成一層玻璃狀的膜，將燃燒物與空氣隔離，瞬間撲滅固體的無(wú)焰燃燒，對(duì)于防止固體燃燒物的復(fù)燃，有類似于水的效能。該類滅火劑全淹沒(méi)的滅火效能≤0．065 kg·m-3，是水的60倍以上;滅火速度 ＜6 s，是水的40 倍以上［4］。

由于高架倉(cāng)庫(kù)貨件堆放密集，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火勢(shì)蔓延迅速。為迅速滅火，應(yīng)選用滅火效能高的滅火劑，以減少火災(zāi)造成的損失，同時(shí)可有效減少懸掛在貨架上的滅火裝置數(shù)量，減輕貨架負(fù)擔(dān)。

3 超細(xì)干粉滅火裝置的設(shè)計(jì)與安裝

3．1 超細(xì)干粉滅火裝置的滅火設(shè)計(jì)

面積法或體積法是局部保護(hù)滅火系統(tǒng)兩種不同的設(shè)計(jì)方法。面積法適用于保護(hù)對(duì)象是平面時(shí)的設(shè)計(jì)，如有限可燃液體的表面保護(hù);體積法適用于保護(hù)對(duì)象是多面體時(shí)的設(shè)計(jì)，例如呈立體性質(zhì)的貨件、貨架等。兩種方法應(yīng)用的保護(hù)對(duì)象不同，其滅火劑的設(shè)計(jì)用量、滅火裝置的布置等要求也不同。

高架倉(cāng)庫(kù)起火時(shí)，其密集架內(nèi)的貨件頂部平面火須熄滅，其四個(gè)側(cè)面的火及底部的火也必須熄滅。如采用面積法進(jìn)行設(shè)計(jì)，勢(shì)必造成滅火劑設(shè)計(jì)用量及滅火裝置數(shù)量嚴(yán)重偏少，使滅火濃度達(dá)不到要求;滅火裝置布置時(shí)也會(huì)使保護(hù)物除垂直平面外其他的幾個(gè)面得不到保護(hù)，而使這幾個(gè)面的火不能被撲滅。因此高架倉(cāng)庫(kù)的超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)應(yīng)采用體積法進(jìn)行設(shè)計(jì)，只有這樣才能保證在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，噴放的滅火劑全方位滅火，起到保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全的作用。按國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，保護(hù)對(duì)象的體積計(jì)算應(yīng)采用假定的封閉罩的體積，如圖3所示。

圖3 滅火系統(tǒng)體積法保護(hù)封閉罩

3．2 超細(xì)干粉滅火裝置的布置安裝

為便于堆垛機(jī)的運(yùn)行，高架倉(cāng)庫(kù)中靠墻的貨架為單排貨架，其他為背靠背的兩排貨架。滅火裝置安裝于單排貨架的一側(cè)及兩排貨架的中間空隙，如圖4、圖5所示。滅火裝置啟動(dòng)控制線沿貨架槽鋼底部走線，滅火裝置的安裝不影響堆垛機(jī)的運(yùn)行及貨物的自動(dòng)存取。

圖4 滅火裝置安裝設(shè)計(jì)圖

圖5 滅火裝置在高架倉(cāng)庫(kù)實(shí)際安裝圖

在貨架中每?jī)蓪迂浖惭b一層滅火裝置，每層滅火裝置保護(hù)下面及左右共8件貨件，每件貨件3．375 m3，總體積為27 m3。復(fù)合型超細(xì)干粉滅火劑滅火效能為0．065 kg·m-3，考慮到高大空間的可靠滅火，乘以1．5倍的安全系數(shù)，充裝量為3 kg的單具滅火裝置，局部淹沒(méi)應(yīng)用滅火保護(hù)范圍大于30 m3，可以可靠滅火。

3．3 超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)滅火分區(qū)的劃分

試驗(yàn)證明高架倉(cāng)庫(kù)貨架發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在本排貨架迅速蔓延;由于貨架之間隔一條1．5～2 m寬的堆垛機(jī)運(yùn)行通道，火要蔓延到鄰排貨架，需要一定的時(shí)間。因此，高架倉(cāng)庫(kù)滅火分區(qū)或者滅火單元宜以貨架劃分，1～2排貨架為一個(gè)滅火分區(qū)(滅火單元)，如圖6所示。

圖6 超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)滅火分區(qū)劃分

滅火系統(tǒng)與安裝于本排的空氣采樣報(bào)警系統(tǒng)相連，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該排貨架的滅火系統(tǒng)啟動(dòng)，既及時(shí)有效地?fù)錅缇植炕馂?zāi)，又避免了一處發(fā)生火災(zāi)整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的滅火裝置全部啟動(dòng)，能防止不必要的浪費(fèi)。

4 高架倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)滅火模擬試驗(yàn)

4．1 滅火實(shí)驗(yàn)室及器材

滅火實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)寬高分別為16 m、12 m、10 m，里面安裝4排貨架，每排貨架放置4層貨件，每層4件，每件貨件長(zhǎng)寬高均為1．5 m。按實(shí)際工程應(yīng)用每?jī)蓪迂浖仓?具充裝量為3 kg的滅火裝置，按3行布置，每行3具，如圖7所示。

圖7 滅火試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭D

4．2 試驗(yàn)步驟及結(jié)果

在貨架上鋪上麻布條，在貨件上噴灑93#車用汽油，引燃貨件，自由燃燒5 min后手動(dòng)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)滅火。滅火劑噴射5 s后火焰熄滅，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)室門(mén)及排風(fēng)扇，繼續(xù)觀察10 min，貨件未復(fù)燃。圖8為貨件著火情況，圖9為滅火后情況。

圖8 貨件著火情況

圖9 滅火后情況

5 結(jié)論

高架倉(cāng)庫(kù)由于規(guī)模大、空間高、貨物存放密集、物流自動(dòng)化程度高等自身特點(diǎn)，帶來(lái)了傳統(tǒng)的消防設(shè)施難以勝任、火災(zāi)難以撲救等問(wèn)題。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)具有滅火效率高、便于安裝維護(hù)等特點(diǎn)，采用分層布置、分區(qū)啟動(dòng)的方式，可有效撲滅高架倉(cāng)庫(kù)初期火災(zāi)，可靠保護(hù)高架倉(cāng)庫(kù)的安全。

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