DF4D型內燃機車滅火方案研究

陳旭

摘要：分析了內燃機車火災發(fā)生的原因，介紹了DF4D型內燃機車滅火系統(tǒng)組成及滅火原理及DF4D型內燃機車滅火系統(tǒng)的設計特點。

關鍵詞：DF4D;滅火裝置;系統(tǒng)

0? 引言

東風4D型內燃機車（DF4D）是交-直流電力傳動干線客、貨兩用內燃機車。機車能滿足氣溫在-40～+40℃，長隧道或風沙地區(qū)等條件下正常運行的要求。機車標稱功率為2425kW，柴油機最大運用功率為2940kW，機車軸式為Co-Co，裝用16V240ZJD型柴油機，TQFR-3000E型主發(fā)電機、ZD109B型直流牽引電動機，機車走行部采用兩臺可以互換的牽引電動機滾動抱軸承懸掛方式的三軸轉向架。目前在我國的鐵路運輸中仍然在大量地使用，在鐵路運輸中起著重要的作用。但由于設計機車時沒有配備滅火防火設備，為了保證現(xiàn)有機車的安全運行，給DF4D型內燃機車新造和已經運行的機車加裝滅火系統(tǒng)勢在必行。

1? 內燃機車火災事故原因分析

為了更好地設計和完善滅火系統(tǒng)，確認好機車發(fā)生火災的原因至關重要。機車發(fā)生火災的原因有以下幾個方面：

①機械方面引起火災的原因有噴油泵、高壓油管和柴油機周圍有壓力的燃油管路;增壓器及增壓器限壓閥機油表管;機車電阻制動通風網及機車帆布罩等。

②電氣方面引起火災的原因有電氣線路老化及電器元件清潔不好，絕緣程度低，散熱不好，電氣檢修質量不高及線路接地;生活用電設備使用不當?shù)仍颉?/p>

2? DF4D型內燃機車滅火系統(tǒng)組成及滅火原理

除了預防上述火災的發(fā)生外，如果發(fā)生火情第一時間監(jiān)測并及時滅火顯得更加重要。在DF4D型內燃機車上加裝細水滅火系統(tǒng)能很好地解決上述問題。

DF4D型內燃機車細水霧滅火系統(tǒng)由控制主機、煙霧探測器、火焰探測器、攝像頭、顯示操作終端、細水霧滅火裝置、管網、細水霧噴頭及電纜組成一個完整的系統(tǒng)，共同完成針對機車的重點防護區(qū)域實時監(jiān)測、監(jiān)視、報警、滅火。

細水霧滅火裝置的主要滅火原理為（見圖1）：霧化的細水霧滴群，覆蓋在著火點上方，火焰的熱量使水珠汽化、體積急劇膨脹，吸收大量熱量，達到迅速降溫、火焰燃燒部分隔絕氧氣，使火焰熄滅。

3? DF4D型內燃機車滅火系統(tǒng)布置

DF4D型內燃機車為雙司機室機車，細水霧滅火系統(tǒng)在機車上的分布結構如圖2所示。

DF4D型內燃機車通過安裝在司機室內的細水霧滅火控制主機來控制整車的滅火系統(tǒng)，通過兩端司機室內的操作顯示終端來顯示機車的狀態(tài)，通過分布在司機室、電氣室和動力室內的視頻子系統(tǒng)及滅火子系統(tǒng)來實時監(jiān)測機車內部的火災發(fā)生情況。

DF4D型內燃機車防護的區(qū)域包括電氣室、動力室滅火，司機室防火監(jiān)控。

3.1 DF4D型內燃機車司機室防火監(jiān)控區(qū)域安裝方案

細水霧滅火系統(tǒng)控制主機安裝在司機室內，根據(jù)煙霧探測器探測的煙霧濃度智能判斷是否發(fā)出火警信號，溫度探測器報警溫度閥值為90℃。機車每端司機室內各安裝一個煙霧探測器T1，安裝監(jiān)控攝像頭VD2?；馂膱缶畔鞯娇刂浦鳈C，在司機室顯示操作終端D1進行顯示（見圖3）。

3.2 DF4D機車電氣室防護區(qū)域安裝方案

DF4D機車電氣室走廊及兩端側墻中央頂部安裝三個煙溫探測器組T2、T3和T4，根據(jù)煙霧的彌漫特性，能夠早期發(fā)現(xiàn)電氣柜內部的火警信息，預防火災損失進一步擴大。

電氣室安裝VD3、VD4、VD5三個攝像頭，一旦發(fā)現(xiàn)電氣室火情失控，可通過司機室滅火按鈕啟動電氣室區(qū)域滅火。滅火噴頭安裝位置在電氣室四周的側墻，電氣室噴頭分別是1、2、3、4。具體位置如圖4所示。

3.3 DF4D機車動力室防護區(qū)域安裝方案

動力室是DF4D機車較易發(fā)生火災的區(qū)域，動力室火災類型主要為B類液體火，爆發(fā)速度快，一旦發(fā)生火災，造成損失較大，影響嚴重。

針對動力室火災，在動力室主發(fā)電機上方端墻上兩側各設置一個紅紫外復合火焰探測器T5、T6，紅紫外復合火焰探測器具有火焰特征紫外波長識別、紅外波長識別、火焰抖動特征識別功能，精度高，誤報率低，響應時間快等特點。兩個火焰探測器邊上分別安裝一個攝像頭VD6、VD7。

動力室兩側任意一個火焰探測器動作，可直接輸出報警信號。司機室顯示終端可以觀察火警實時狀況，可通過司機室顯示操作終端滅火按鈕啟動動力室區(qū)域滅火。噴頭安裝在動力室柴油機兩側區(qū)域，對柴油機區(qū)域進行全淹沒滅火。噴頭安裝位置5、6、7、8、9、10、11。

3.4 DF4D滅火操作流程

通過火災探測器采集防護區(qū)域的煙霧、光輻射信息;智能分析判斷后發(fā)出報警信息，手動模式下，司機通過司機室顯示操作終端上音視頻圖像確認防護區(qū)火警，打開保護蓋，按顯示操作終端上啟動按鈕啟動細水霧滅火裝置進行滅火，按停止按鈕可停止細水霧噴放。自動模式下不需人工參與自動啟動對發(fā)生火警的防護區(qū)噴放細水霧進行滅火。

4? DF4D型內燃機車滅火系統(tǒng)計算

綜上所述，DF4D型機車整車滅火區(qū)域布置如圖6所示。

下面具體介紹一下進細水霧滅火系統(tǒng)的計算：

從上面計算可以看出，細水霧系統(tǒng)的噴水時間很短，時效性很強。我們通過計算能從理論上更加堅定了這種滅火系統(tǒng)的可操作性。

5? 結論

DF4D型內燃機車細水霧滅火系統(tǒng)經實際安裝運用后，取得了用戶的一致好評，為后續(xù)機車安裝此系統(tǒng)奠定了基礎，更為傳統(tǒng)型機車的安全性提供了借鑒。

參考文獻：

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