沈陽地鐵車輛高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)應(yīng)用分析

王冬雷，王 鑫

（沈陽地鐵集團(tuán)有限公司 運(yùn)營分公司，遼寧沈陽110141）

沈陽地鐵車輛高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)應(yīng)用分析

王冬雷，王 鑫

（沈陽地鐵集團(tuán)有限公司 運(yùn)營分公司，遼寧沈陽110141）

對(duì)地鐵車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)、對(duì)首次應(yīng)用于國內(nèi)地鐵車輛上的沈陽地鐵車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了介紹，同時(shí)對(duì)該系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用維護(hù)中存在的主要問題進(jìn)行了簡要分析，并就相關(guān)問題提出了解決措施。

沈陽地鐵；車輛；高壓細(xì)水霧；存在問題；解決措施

地鐵車輛作為承載市民出行的重要公共交通工具，因其載客量大，車廂人員密度高等特點(diǎn)，車輛自身的消防功能越來越受到重視。傳統(tǒng)的地鐵車輛，消防系統(tǒng)功能上主要是被動(dòng)的以防為主。近年來，隨著各類新技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，在地鐵車輛上安裝探測與滅火相結(jié)合的主動(dòng)型消防系統(tǒng)的呼聲也越來越高，本文就沈陽地鐵車輛車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用情況及其實(shí)際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了簡要的分析與介紹。

1 車載系統(tǒng)的優(yōu)勢

地鐵車輛車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)對(duì)比傳統(tǒng)地鐵車輛實(shí)現(xiàn)車廂內(nèi)消防滅火功能，具有響應(yīng)快、效率高、無毒環(huán)保3方面的突出優(yōu)點(diǎn)。

（1）響應(yīng)快

傳統(tǒng)地鐵車輛的消防功能實(shí)現(xiàn)主要是依靠車輛配置的火災(zāi)探測系統(tǒng)探測到火情后，司機(jī)或者乘客使用每節(jié)車廂內(nèi)固定位置處存放的滅火器進(jìn)行滅火，其滅火響應(yīng)時(shí)間受起火位置、車廂內(nèi)乘客多少、乘客消防知識(shí)掌握情況等因素影響較大，難以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，而車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或司機(jī)在司機(jī)室內(nèi)直接啟動(dòng)，快速實(shí)現(xiàn)滅火或者控制火情功能。

（2）效率高

當(dāng)前地鐵車輛一般在每節(jié)車廂固定位置配置1～2個(gè)小型手持式干粉滅火器，滅火劑總量在4～8 kg，對(duì)撲救初期火情效果較好，但在火勢較大或蔓延較快的情況下其作用有限，難以達(dá)到理想的滅火效果。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)整節(jié)車廂的全覆蓋，并提供持續(xù)10 min的滅火能力，滅火效率高。

（3）無毒環(huán)保

高壓細(xì)水霧因其表面積大，熱交換能力強(qiáng)，其在火源附近可以迅速汽化起到降溫和隔絕空氣中氧氣的效果，破壞燃燒條件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滅火的功能，其滅火的機(jī)理確保了不會(huì)在車廂內(nèi)產(chǎn)生有毒有害粉塵和氣體，具有無毒環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

2 沈陽地鐵車載系統(tǒng)介紹

沈陽地鐵在1號(hào)、2號(hào)線共21列車上安裝了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，由于國內(nèi)該類產(chǎn)品還處于技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)階段，不具備裝車應(yīng)用條件，沈陽地鐵選用了德國某品牌高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。從裝車的可行性論證到裝車方案設(shè)計(jì)并最終成功應(yīng)用于地鐵車輛上歷時(shí)兩年多，目前，安裝高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的列車已經(jīng)上線投入運(yùn)營。

2.1 系統(tǒng)組成

車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)主要包括中央控制計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面、火災(zāi)探測系統(tǒng)和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)共4部分組成，兩個(gè)子系統(tǒng)通過中控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制與聯(lián)動(dòng)，其中火災(zāi)探測子系統(tǒng)由中控計(jì)算機(jī)、吸氣式煙霧探測器、點(diǎn)式煙溫復(fù)合探測器、點(diǎn)式煙霧探測器、感溫電纜、人機(jī)界面等部件組成；細(xì)水霧滅火子系統(tǒng)由中控計(jì)算機(jī)、水罐、氮?dú)夤?、罐體閥門、分區(qū)閥、管路、噴嘴等部件組成。各部件的安裝位置、裝車數(shù)量及主要功能見表1。

由于沈陽冬季氣溫較低，細(xì)水霧系統(tǒng)的水罐裝配了電加熱器和溫度傳感器，確保水罐內(nèi)的水溫保持在7℃～15℃之間，避免水罐內(nèi)結(jié)冰影響使用功能。

2.2 系統(tǒng)工作方式

系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)采集終端探測器進(jìn)行位置編號(hào)，通過布置在司機(jī)駕駛室、電氣柜和車廂內(nèi)的共計(jì)46個(gè)終端探測器來收集火情信息，傳輸?shù)街醒肟刂朴?jì)算機(jī)，

一旦同一分區(qū)2個(gè)探測器同時(shí)出現(xiàn)火警信息，中控計(jì)算機(jī)會(huì)將對(duì)應(yīng)的火警位置在系統(tǒng)控制顯示屏上顯示出來，司機(jī)可以選擇到現(xiàn)場或者通過車廂內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，如確認(rèn)確實(shí)存在火情，司機(jī)可以通過細(xì)水霧啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的細(xì)水霧噴淋進(jìn)行滅火。

通過上述車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工作方式可以看出，實(shí)際上為了確保不會(huì)因?yàn)樘綔y系統(tǒng)的誤報(bào)而啟動(dòng)細(xì)水霧系統(tǒng)。系統(tǒng)加入了司機(jī)確認(rèn)火情和人工啟動(dòng)細(xì)水霧的環(huán)節(jié)，并非完全的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。另外，為確保細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的可靠性，探測及細(xì)水霧系統(tǒng)所有模塊間的數(shù)據(jù)傳輸采用工業(yè)級(jí)的冗余環(huán)線傳輸方式，即環(huán)線上某個(gè)節(jié)點(diǎn)斷開不影響數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)仍可正常工作。系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障報(bào)警，以便及時(shí)修復(fù)故障。

表1 各部件布置情況及主要功能

3 系統(tǒng)試驗(yàn)情況

3.1 試驗(yàn)項(xiàng)目要求及標(biāo)準(zhǔn)

為了驗(yàn)證車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的性能，對(duì)火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)的火災(zāi)探測性能和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火有效性進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。主要的試驗(yàn)項(xiàng)目包括火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后車廂內(nèi)一氧化碳、二氧化碳及氧氣的濃度變化情況，車廂內(nèi)的能見度情況，車廂內(nèi)的溫度變化情況。

火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)試驗(yàn)指標(biāo)要求車廂內(nèi)、司機(jī)駕駛室和電氣柜內(nèi)的火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)必須在煙霧開始釋放之后的60 s之內(nèi)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)試驗(yàn)指標(biāo)要求細(xì)水霧滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后，可有效控制火災(zāi)蔓延，并為人員安全疏散提供可接受的環(huán)境條件。同時(shí)要求在距火源中心2.0 m、距地面高度1.6 m處的環(huán)境參數(shù)應(yīng)滿足表2設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，在極不利情況下，火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)在熱煙發(fā)生裝置開始釋放煙氣后50 s發(fā)出火警信息，滿足試驗(yàn)指標(biāo)要求。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)指標(biāo)方面，除車廂能見度指標(biāo)無法滿足試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)要求外，其他指標(biāo)均可滿足試驗(yàn)要求。具體試驗(yàn)項(xiàng)目指標(biāo)及試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)結(jié)果

4 運(yùn)用中存在的問題及解決措施

沈陽地鐵車載高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)經(jīng)過半年多的實(shí)際運(yùn)用，主要發(fā)現(xiàn)以下幾方面問題，對(duì)出現(xiàn)的問題，沈陽地鐵與設(shè)備供應(yīng)商目前已基本上確定了對(duì)應(yīng)的解決措施。

4.1 緩沖氣瓶漏氣

該問題主要出現(xiàn)在新車調(diào)試階段，用于打開分區(qū)閥的緩沖小氣瓶保壓不良，出現(xiàn)漏氣，當(dāng)緩沖氣瓶的壓力不足90%時(shí)，會(huì)在顯示屏上出現(xiàn)故障報(bào)警，經(jīng)分析主要為系統(tǒng)本身密封性和安裝工藝兩方面原因所致，由于該緩沖氣瓶是充好氣后裝車，沒有風(fēng)源補(bǔ)充，漏氣后需要更換壓力合格的氣瓶，給日常維護(hù)帶來很大麻煩。目前制定的解決措施為，將緩沖氣瓶與車輛制動(dòng)系統(tǒng)的風(fēng)源相連接，由車輛提供穩(wěn)定風(fēng)源，減少維護(hù)工作量。

4.2 氮?dú)夤迒?dòng)程序設(shè)置缺陷

最初的系統(tǒng)程序設(shè)置上，在沒有火警的情況下，如誤觸碰細(xì)水霧啟動(dòng)按鈕，用于推動(dòng)水路形成高壓細(xì)水霧的氮?dú)夤迺?huì)開啟，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的水罐和分區(qū)閥均不啟動(dòng)，氮?dú)馔ㄟ^安全閥排空。目前的解決措施是將維修順序設(shè)置改成為只有在報(bào)火警后觸碰啟動(dòng)按鈕，氮?dú)夤薏艜?huì)開啟。

4.3 吸氣式探測器故障報(bào)警

安裝在客室上方側(cè)墻板內(nèi)的吸氣式探測器在使用初期頻繁出現(xiàn)本身故障報(bào)警，吸氣式探測器的工作機(jī)理為通過吸氣量變化和平復(fù)周期來判斷是否存在火情，最初吸氣式探測器報(bào)警閾值的設(shè)置較低，受車輛開關(guān)門、空調(diào)風(fēng)量設(shè)置、乘客密度、環(huán)境潔凈度等因素影響易出現(xiàn)故障報(bào)警，目前通過調(diào)整報(bào)警值設(shè)置，該問題已經(jīng)解決。

4.4 系統(tǒng)啟動(dòng)后能見度低

雖然目前高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)還沒有經(jīng)過現(xiàn)場檢驗(yàn)，但是，通過試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后，噴灑在車廂內(nèi)的細(xì)水霧充斥整個(gè)區(qū)域，車廂內(nèi)能見度急劇下降，并持續(xù)一段時(shí)間能見度接近零，直至細(xì)水霧完全釋放結(jié)束并開始排煙后才開始逐漸恢復(fù)，此情況極易引發(fā)車內(nèi)乘客恐慌，造成踩踏等火災(zāi)次生傷害的可能性非常高。細(xì)水霧啟動(dòng)后車廂能見度試驗(yàn)結(jié)果曲線見圖1。

圖1 車廂能見度變化情況

對(duì)此問題在系統(tǒng)本身尚難以解決，目前制定解決措施主要是加強(qiáng)宣傳與應(yīng)急乘客引導(dǎo)，在細(xì)水霧噴灑的同時(shí)設(shè)置車廂廣播提示，防止乘客恐慌。

5 結(jié)束語

作為一種全新應(yīng)用于地鐵車輛上的滅火系統(tǒng)，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有一定的優(yōu)點(diǎn)和先進(jìn)性，尤其是在地鐵車輛主動(dòng)滅火方面實(shí)現(xiàn)了一定的突破，但由于該系統(tǒng)投入運(yùn)營時(shí)間較短，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)際使用效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

［1］ 李曉東.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在地鐵列車中的應(yīng)用［J］.城市軌道交通研究，2012，（12）：108-109.

Application and Analysis of High Pressure Water Mist Fire Extinguishing System on Shenyang Metro Vehicle

WANG Donglei，WANG Xin
（Operating Company of Shenyang Metro Group Co.，Ltd.，Shenyang 110141 Liaoning，China）

In this paper，the major advantages of high pressure water mist fire extinguishing system for subway vehicle are summarized，and the structure and function of high pressure water mist fire extinguishing system firstly applied in Shenyang metro vehicles are introduced.At the same time，this system＇s main problems existing in actual application and maintenance are briefly analyzed，and then the related solutions are put forward.

shenyang metro；vehicle；high pressure water mist；problem；solution

U239.5

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.24

1008－7842（2016）06－0096－03

1—）男，工程師（

2016－05－22）