無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張琳 楊堅(jiān)鑫

(1.中海油深圳分公司恩平油田作業(yè)區(qū);2.中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司深圳分公司 廣東深圳 518000)

引發(fā)火災(zāi)的物質(zhì)不同、火災(zāi)出現(xiàn)的地理環(huán)境等，均會(huì)對滅火工作形成一定影響。為了將火災(zāi)形成的不良影響控制到最低水平，應(yīng)該尋找一種更好的消防手段，可以處理用水難以撲滅的油、電等引起的火災(zāi)。超細(xì)干粉滅火劑在此背景下出現(xiàn)，在火情控制與滅火方面擁有出色的表現(xiàn)。

1 超細(xì)干粉滅火劑

1.1 性能以及功能

超細(xì)干粉滅火劑是一種新出現(xiàn)的滅火技術(shù)，在滅火工作中擁有出色的表現(xiàn)。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)選擇新型無機(jī)聚合物，系統(tǒng)在加工技術(shù)的配合下，讓其擁有良好的滅火性能，同時(shí)不會(huì)對環(huán)境造成污染問題。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)使用的粉體粒徑在均5 μm左右，擁有不錯(cuò)的流動(dòng)性與干燥性，長時(shí)間放置也不會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊的情況，可最大程度地提高系統(tǒng)利用水平，快速處理由電力系統(tǒng)引發(fā)的火災(zāi)，松散性、彌散性較為出色，可以良好地阻隔大火，放置火情復(fù)燃。超細(xì)干粉滅火技術(shù)以化學(xué)原理作為滅火的核心內(nèi)容，啟動(dòng)系統(tǒng)后由噴頭發(fā)射粉體，粉體在火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，控制火場中的自由基，防止火勢進(jìn)一步擴(kuò)大、蔓延，擁有不錯(cuò)的滅火效果[1]。圖1為超細(xì)干粉裝置示意圖。

圖1 超細(xì)干粉裝置

1.2 主要特點(diǎn)

超細(xì)干粉滅火劑應(yīng)用在深位火災(zāi)中擁有突出表現(xiàn)，自然防潮，其滅火效率在普通干粉滅火劑的6倍以上。超細(xì)干粉滅火劑在應(yīng)用中會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，燃料分子在有焰燃燒中被活化，會(huì)產(chǎn)生大量的活性自由基，可以防止高能量自由基在現(xiàn)場大范圍傳播，在此條件下火勢難以進(jìn)一步發(fā)展。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后，受到高壓氮?dú)怛?qū)動(dòng)，充分與火焰混合，滅火組可以在短時(shí)間內(nèi)捕捉自由基，燃燒活動(dòng)產(chǎn)生的自由基小于自由基消耗量，從而達(dá)到滅火的目的[2]。

超細(xì)干粉滅火劑應(yīng)用在起火位置，可以熄滅固體物質(zhì)表面的火。對高溫燃燒物噴射超細(xì)干粉滅火劑，在其與燃燒物接觸時(shí)，固體表面會(huì)形成一種類似個(gè)玻璃狀的物體，覆蓋在固體表面部位，固體不會(huì)接觸到空氣，在燃燒條件不足的情況下，火勢逐漸變小最終熄滅。

在滅火工作中使用超細(xì)干粉滅火劑，現(xiàn)場火焰與滅火劑噴射產(chǎn)生的高濃度粉末接觸，在分解吸熱的過程中，可以吸收火焰一部分熱量。另外，隨著分解吸熱反應(yīng)的開展，會(huì)生成水蒸氣、二氧化碳等物質(zhì)，可以有效稀釋空氣中氧氣濃度，對火勢控制有一定的益處。

1.3 適用類別

超細(xì)干粉滅火劑在滅火活動(dòng)中擁有突出的表現(xiàn)，其滅火原理與滅火所用的材料，對于由不同物質(zhì)引發(fā)的火災(zāi)。超細(xì)干粉滅火劑在滅火方面的效果會(huì)出現(xiàn)一定的差別，下面梳理超細(xì)干粉滅火劑對火災(zāi)控制的適用情況。

A 類：由棉、木、麻、橡膠、煙草、塑料、紙等可燃固體，引發(fā)的火災(zāi)。B類：由重油、原油、汽油、有機(jī)溶劑、柴油等可熔化固體、可燃液體，引發(fā)的火災(zāi)。C 類：由天然氣、乙炔、煤氣等可燃?xì)怏w，引發(fā)的火災(zāi)。D類：由三乙基鋁引起的火災(zāi)。E 類：由變電站、機(jī)房、電纜夾層、電纜隧道等帶電設(shè)備，引發(fā)的火災(zāi)。

2 無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)運(yùn)行方式

無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)為滅火常用方式，熱敏線、超細(xì)干粉滅火設(shè)備為該系統(tǒng)的主要設(shè)備。溫度感應(yīng)設(shè)備、噴灑設(shè)備、滅火劑、滅火劑儲(chǔ)藏罐、熱引發(fā)裝置、壓力控制設(shè)備為超級干粉滅火設(shè)備常見的部件。熱引發(fā)設(shè)備觸發(fā)啟動(dòng)、溫度感應(yīng)設(shè)備觸發(fā)啟動(dòng)與電引發(fā)啟動(dòng)為系統(tǒng)主要的啟動(dòng)方法[3]。圖2 為滅火裝置性能參數(shù)。

圖2 滅火裝置性能參數(shù)

火災(zāi)事故現(xiàn)場環(huán)境溫度較高，一旦溫度在推進(jìn)滅火工作時(shí)，對于火災(zāi)防護(hù)區(qū)環(huán)境溫度上升速度遲緩情況或防護(hù)區(qū)中滅火裝置器具較多的情況，滅火裝置會(huì)在熱引發(fā)啟動(dòng)方式下運(yùn)作?；馂?zāi)明火引燃熱敏線，隨后熱源在短時(shí)間內(nèi)朝滅火裝置傳遞。啟動(dòng)器在工作狀態(tài)下隨著準(zhǔn)備滅火工作，在玻璃球感溫元件受溫度作用，熱膨脹破裂后，啟動(dòng)超細(xì)干粉滅火劑滅，完成滅火任務(wù)；如果防護(hù)區(qū)擁有大量的滅火裝置器，同時(shí)環(huán)境溫度在噴頭感溫元件動(dòng)作溫度之上，貯罐內(nèi)壓力推動(dòng)噴頭壓板，致使壓板從噴頭位置處掉落下來，在驅(qū)動(dòng)氣體的輔助下，可以將超細(xì)干粉滅火劑在火災(zāi)滅火控制中的效果發(fā)揮到極致，快速完成滅火任務(wù)；電氣手動(dòng)與自動(dòng)為電引發(fā)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)的兩種方式?；馂?zāi)現(xiàn)場中的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)，在傳感元件提供的信息下，了解現(xiàn)場環(huán)境變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)與火情相關(guān)指標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)在預(yù)設(shè)程序的驅(qū)動(dòng)下接通滅火裝置處的電子啟動(dòng)器電源，滅火裝置噴頭會(huì)在玻璃球感溫元件膨脹破裂時(shí)啟動(dòng)，通過超細(xì)干粉完成火勢控制與滅火的任務(wù)。圖3為滅火裝置布置圖。

圖3 滅火裝置布置圖

2.2 安裝要求

滅火裝置安裝位置設(shè)定較為重要，不能安裝在經(jīng)常受到?jīng)_擊或振動(dòng)位置、臨近熱源或火源、容易被水澆或雨淋或水淹等位置。安裝滅火裝置時(shí)，需要關(guān)注噴頭啟動(dòng)器、感溫元件等裝置。選擇膨脹螺栓固定或者焊接的方式，將其固定在樓板處（將其承受拉力的能力控制在20 kg），借助相關(guān)方式提高滅火裝置噴射部位在工作時(shí)的穩(wěn)定性。

3 無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)分析

無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將研究的核心內(nèi)容集中在滅火系統(tǒng)選擇方面，局部滅火系統(tǒng)或全淹沒滅火系統(tǒng)；防火區(qū)類型確定；報(bào)警系統(tǒng)的配套方式；系統(tǒng)中防排煙等聯(lián)動(dòng)設(shè)備在數(shù)量、位置方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；研究通風(fēng)與開口位置等；滅火劑中超細(xì)干粉存儲(chǔ)量；確定被保護(hù)物實(shí)際情況，按照要求選擇滅火裝置，確定滅火裝置位置與布置方式；驗(yàn)算設(shè)計(jì)參數(shù)，模擬系統(tǒng)在滅火中的表現(xiàn)[4]。

以某熱電廠為研究對象，為其設(shè)計(jì)無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)。保護(hù)對象為電纜、電器和與之相關(guān)的設(shè)備，E 類火災(zāi)，防護(hù)區(qū)為機(jī)柜間（防護(hù)區(qū)（長×寬×高）：9.0 m×5.2 m×4.55 m）。無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)。圍繞防護(hù)區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究防護(hù)區(qū)部位狀況，統(tǒng)計(jì)該部位發(fā)生火災(zāi)后施救人員、日常值班人員等，必須保證滅火裝置中的超細(xì)干粉不存在有毒有害物質(zhì)，不會(huì)對人體健康造成威脅。對滅火裝置中填充的超細(xì)干粉，應(yīng)該由藥檢部門核查，保證裝置所用的材料達(dá)到規(guī)定要求；系統(tǒng)保護(hù)對象位于防護(hù)區(qū)下部，為了發(fā)揮滅火裝置擁有的作用，可以快速完成滅火任務(wù)，將其用均勻布置的手段，懸掛在防護(hù)物上方，噴頭順著鉛垂方向擺放；使用熱敏線連接滅火裝置，由此可以通過全淹沒的方式控制系統(tǒng)裝置，快速開展滅火工作[5]。在此種方式下，在系統(tǒng)控制下可以遠(yuǎn)程控制裝置，即便防護(hù)區(qū)沒有值班人員，依然可以驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場滅火裝置。達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)或明火點(diǎn)燃熱敏線，感溫元件自發(fā)動(dòng)作，裝置接到指令后噴射超細(xì)干粉，進(jìn)行滅火工作。依托無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)可以快速啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行控火與滅火的任務(wù)，同時(shí)對保護(hù)區(qū)實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)無人監(jiān)控，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并進(jìn)行控制，將火災(zāi)造成的損失控制在最低水平[6]。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照超細(xì)干粉無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，對于電纜夾層、電纜溝、通信機(jī)房、變配電室等位置，滅火劑全淹沒設(shè)計(jì)濃度應(yīng)該在0.12 kg/m3以上。另外，M=V×Q×K為則全淹沒滅火超細(xì)干粉用量的計(jì)算公式，在公式中，M為設(shè)計(jì)用量；Q為最小滅火濃度；K為滅火裝置配置場所的危險(xiǎn)等級調(diào)節(jié)系數(shù)；V為防護(hù)區(qū)體積。

3.2 系統(tǒng)比較

滅火系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，滅火裝置劑用量設(shè)計(jì)也尤為重要，按照《超細(xì)干粘滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范》文件提出的要求，結(jié)合報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用要求與具體信息，選擇超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)。管網(wǎng)系統(tǒng)也可以應(yīng)用到滅火工作中，也是常見的滅火系統(tǒng)。但是在熱電廠中不使用管網(wǎng)系統(tǒng)，主要原因是管網(wǎng)系統(tǒng)體積較大，占用不少空間，對廠內(nèi)部分設(shè)備運(yùn)行形成干擾。無管網(wǎng)系統(tǒng)具備占地面積小的優(yōu)勢，同時(shí)工程造價(jià)成本不高，不會(huì)對熱電廠施加過大的經(jīng)濟(jì)壓力[7]。

4 結(jié)語

無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)應(yīng)用到火災(zāi)控制活動(dòng)中，可以憑借裝置中超細(xì)干粉與空氣反應(yīng)，消滅火災(zāi)現(xiàn)場存在的自由基，達(dá)到控火、滅火的目的。該系統(tǒng)依托化學(xué)原理進(jìn)行滅火工作，滅火機(jī)理對滅火效果存在一定影響。因此，當(dāng)下應(yīng)該結(jié)合其在不同類別物質(zhì)引發(fā)火災(zāi)，在控火、滅火等效果基礎(chǔ)上，總結(jié)火災(zāi)控制方面的信息，設(shè)計(jì)無管網(wǎng)懸掛式貯壓超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)，給出系統(tǒng)裝置的安裝要求并嚴(yán)格按照要求完成裝置安裝任務(wù)，由此才可以保證系統(tǒng)功能良好地發(fā)揮出來。