IG-541氣體滅火系統(tǒng)在軌道交通的應(yīng)用

王軍鵬，姚 瑤

（武漢地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，湖北武漢 430000）

0 引言

隨著科技發(fā)展，軌道交通在城市公共交通中扮演越來(lái)越重要的角色，軌道交通消防安全也愈加受到重視。為了保障軌道交通重要設(shè)備、財(cái)產(chǎn)安全以及人員安全，軌道交通行業(yè)逐步在重要設(shè)備房大量設(shè)置IG-541氣體滅火系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱氣滅系統(tǒng)），滅火介質(zhì)均采用IG-541氣體。該系統(tǒng)主要分布在車站、控制中心、車輛段、停車場(chǎng)和風(fēng)井等地的環(huán)控電控室、400 V開關(guān)柜室、站臺(tái)門控制室、通信設(shè)備室以及照明配電室等重要設(shè)備用房，系統(tǒng)采用組合分配的全淹沒滅火方式。

1 系統(tǒng)介紹

該氣滅系統(tǒng)主要由2大部分組成，即電氣自動(dòng)控制部分和滅火劑存儲(chǔ)輸送部分。這2大部分相輔相成，共同完成從火災(zāi)探測(cè)到滅火劑釋放的所有自動(dòng)控制。

1.1 電氣自動(dòng)控制部分

電氣自動(dòng)控制部分主要由站級(jí)氣滅主機(jī)（NFS2-3030）、氣滅就地控制盤（RP-1002PLUS）、警鈴、聲光報(bào)警器、手自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕（含緊急釋放功能）以及就地火災(zāi)探測(cè)器等設(shè)備組成，其主要功能是完成火災(zāi)的探測(cè)、滅火劑噴灑控制信號(hào)輸出、現(xiàn)場(chǎng)火警信息的上傳、判斷和相應(yīng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制?，F(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)探測(cè)器將火災(zāi)所產(chǎn)生的溫度、煙霧和火光等物理特性轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)送至火災(zāi)報(bào)警主機(jī)，然后主機(jī)下發(fā)火警聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)至就地控制器，同時(shí)上傳火警信號(hào)至站級(jí)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。就地控制器接收到火災(zāi)主機(jī)的火警聯(lián)動(dòng)信號(hào)后控制警鈴、聲光報(bào)警器、電磁閥（30 s延時(shí)可設(shè)）等就地設(shè)備，從而完成相應(yīng)報(bào)警設(shè)備的電氣控制與滅火劑的釋放控制。

1.2 滅火劑存儲(chǔ)輸送部分

滅火劑存儲(chǔ)輸送部分主要由滅火劑儲(chǔ)氣瓶、啟動(dòng)氣瓶、選擇閥、壓力開關(guān)、輸氣管道、噴嘴、氣動(dòng)電磁閥、高壓軟管等組成，其主要功能是實(shí)現(xiàn)滅火劑的存儲(chǔ)與輸送。當(dāng)啟動(dòng)瓶的電磁閥接收到就地控制器發(fā)送的24 V啟動(dòng)信號(hào)后，釋放啟動(dòng)瓶中的啟動(dòng)氣體，再由啟動(dòng)氣體沖開滅火劑儲(chǔ)存瓶的瓶頭閥與選擇閥，從而釋放滅火劑，滅火劑經(jīng)集流管、選擇閥最后經(jīng)輸送管道輸送至氣滅保護(hù)區(qū)，從而達(dá)到火災(zāi)的撲滅。

1.3 滅火劑滅火原理

本系統(tǒng)使用的滅火劑為IG-541氣體，由52%的氮?dú)狻?0%的氬氣和8%二氧化碳，按照比例混合而成，密度略大于空氣。該混合氣體是一種無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)味、惰性不導(dǎo)電的純“綠色”壓縮氣體，既不支持燃燒又不與大部分物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。滅火時(shí)它只是將這幾種氣體釋放至大自然，沒有臭氧耗損潛能值，也不會(huì)產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”或長(zhǎng)久影響大氣壽命的化學(xué)物質(zhì)，是一種綠色、環(huán)保型滅火劑。

IG-541氣體滅火系統(tǒng)采用的全淹沒組合式滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)濃度37.5%，最高溫度（50℃）下實(shí)際使用濃度臆42.8%。滅火劑噴灑至設(shè)計(jì)用量的95%時(shí)，其噴放時(shí)間躍48 s，約60 s。由于地鐵線路設(shè)置該氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)備房主要為通信、電子計(jì)算機(jī)、配電等的電氣設(shè)備房間，主要發(fā)生的為電氣設(shè)備火災(zāi)，滅火浸漬時(shí)間設(shè)計(jì)為10 min。

IG-541氣體滅火系統(tǒng)是利用物理方式快速將所保護(hù)區(qū)域內(nèi)的氧氣濃度降低到12.5%以下，采用窒息滅火的方式來(lái)達(dá)到滅火要求。該氣體適用的火災(zāi)類型主要包括A類固體表面火災(zāi)、B類液體火災(zāi)、滅火前能切斷氣源的C類氣體火災(zāi)以及E類電氣火災(zāi)等。

2 系統(tǒng)滅火啟動(dòng)方式

IG-541氣體滅火系統(tǒng)主要有3種滅火劑釋放啟動(dòng)方式，即自動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)和緊急機(jī)械操作啟動(dòng)。

2.1 自動(dòng)啟動(dòng)

在正常情況下，探測(cè)器通過(guò)回路連接卡連接在NFS2-3030火災(zāi)報(bào)警主機(jī)上，當(dāng)感溫、感煙火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)到火情后將火警傳送至火災(zāi)報(bào)警主機(jī)。主機(jī)接收到2個(gè)不同類型火災(zāi)探測(cè)器傳送的火警信號(hào)后，發(fā)送火警聯(lián)動(dòng)信號(hào)至就地控制器，就地控制器控制警鈴、聲光報(bào)警器、電磁閥（30 s延時(shí)）等就地設(shè)備動(dòng)作。如果在系統(tǒng)處于30 s延時(shí)階段時(shí)，判定現(xiàn)場(chǎng)為誤報(bào)火警或可通過(guò)滅火器撲滅火災(zāi)，為減少財(cái)產(chǎn)損失，可通過(guò)手自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕（含緊急釋放功能）緊急停止，從而阻止滅火劑的噴灑（圖1）。

圖1 氣滅系統(tǒng)設(shè)備架構(gòu)

2.2 手動(dòng)啟動(dòng)

當(dāng)主機(jī)在接收到2個(gè)不同類型火警信號(hào)并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后，系統(tǒng)未能按照自動(dòng)啟動(dòng)模式正常啟動(dòng)滅火劑的噴灑模式，或車站值班人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備房火災(zāi)但火災(zāi)探測(cè)器未能及時(shí)發(fā)出火警信號(hào)至火災(zāi)報(bào)警主機(jī)時(shí)，即自動(dòng)啟動(dòng)模式啟動(dòng)無(wú)效時(shí)或系統(tǒng)未能正常報(bào)警情況下，須由值班人員直接在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作緊急啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)動(dòng)作。手動(dòng)啟動(dòng)方式通過(guò)系統(tǒng)的電氣控制方式的人為手動(dòng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.3 緊急機(jī)械操作啟動(dòng)

在自動(dòng)啟動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)2種方式皆無(wú)效的情況下，現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)前往氣瓶間通過(guò)緊急機(jī)械操作方式啟動(dòng)氣滅系統(tǒng)的滅火。緊急機(jī)械操作方式又可分為2種情況：首先是通過(guò)手動(dòng)觸動(dòng)啟動(dòng)鋼瓶的電磁閥開啟，在電磁閥開啟無(wú)效的情況下可通過(guò)手動(dòng)逐瓶開啟滅火劑儲(chǔ)氣瓶的方式釋放滅火劑，完成滅火劑的釋放。緊急機(jī)械操作啟動(dòng)方式是通過(guò)系統(tǒng)的管網(wǎng)機(jī)械手動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與電氣控制相互獨(dú)立（圖2）。同時(shí)，該操作手段是氣滅系統(tǒng)的最終操作手段，如果本操作方式依然無(wú)法啟動(dòng)，則系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。

3 系統(tǒng)維護(hù)

軌道交通氣滅系統(tǒng)設(shè)備檢查與維護(hù)主要按照日檢、月檢、季檢和年檢等周期劃分，檢查項(xiàng)目主要以國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)消防規(guī)范的要求制定，同時(shí)每年對(duì)氣滅系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)功能測(cè)試，通過(guò)日常巡檢與年度功能測(cè)試相結(jié)合的方式，確保氣滅系統(tǒng)處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 氣滅系統(tǒng)3種啟動(dòng)方式的關(guān)系

軌道交通里設(shè)置有氣滅系統(tǒng)的設(shè)備用房往往都是或較重要或與行車相關(guān)以及易發(fā)生火災(zāi)的位置，同時(shí)氣滅系統(tǒng)的儲(chǔ)存氣瓶壓力更是高達(dá)15 MPa，即便是高壓滅火劑通過(guò)輸送管道最后從噴頭釋放，噴出的氣體壓力仍然達(dá)到（2～4）MPa。使用過(guò)程中，由于儲(chǔ)存瓶銹蝕或儲(chǔ)存環(huán)境等影響，可能會(huì)出現(xiàn)由于氣瓶壓力過(guò)大爆炸的可怕后果。根據(jù)TSG R0006-2014《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第7條，定期檢驗(yàn)“盛裝混合氣體的前款氣瓶，其檢驗(yàn)周期應(yīng)當(dāng)按照混合氣體中檢驗(yàn)周期最短的氣體確定”的要求，每3 a年委托有檢測(cè)資質(zhì)的單位對(duì)IG-541儲(chǔ)氣瓶進(jìn)行檢驗(yàn)，最大程度確保了高壓氣瓶的使用安全。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)IG-541氣體滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)啟動(dòng)方式以及維護(hù)保養(yǎng)等方面進(jìn)行介紹。雖然IG-541氣體滅火系統(tǒng)有無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，但作為高壓特種設(shè)備，在使用過(guò)程中仍然有許多操作或管理的地方需要改進(jìn)。應(yīng)認(rèn)真完成系統(tǒng)每年度的功能測(cè)試，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步完善系統(tǒng)的巡檢、故障維修的詳細(xì)管理機(jī)制，做到發(fā)生故障時(shí)及時(shí)維護(hù)或處理。