氣體滅火系統(tǒng)在高壓配電室中的應用

李長寬

(水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司,山東 濟南 250100)

0 引言

氣體滅火系統(tǒng)是新型火災滅火裝置,多用于配電室、電力設(shè)備、倉儲、工業(yè)等場所,可以滅火、清除火源,并在一定時限內(nèi)替代傳統(tǒng)方法,使火災得到較好控制。當發(fā)生火災時,氣體滅火系統(tǒng)的控制系統(tǒng)將啟動滅火程序。氣瓶組內(nèi)的滅火氣體經(jīng)過釋放裝置進入管道,經(jīng)過噴頭噴射到火源區(qū)域,使氧氣濃度下降,切斷火災供氧源,從而達到滅火目的。在噴射氣體過程中,一般會有自動或手動噴霧降溫裝置,確保火災被完全控制[1]。

1 氣體滅火系統(tǒng)組成和系統(tǒng)控制方式

氣體滅火系統(tǒng)是指平時滅火劑以液體、液化氣體或氣體狀態(tài)存儲于壓力容器內(nèi),滅火時以氣體(包括蒸汽、氣霧)狀態(tài)噴射作為介質(zhì)的滅火系統(tǒng),能在防護區(qū)空間內(nèi)形成各方向均一的氣體濃度,而且至少能保持該滅火濃度達到規(guī)范規(guī)定的時間,從而撲滅該防護區(qū)的火災。系統(tǒng)包括儲存容器、容器閥、選擇閥、液體單向閥、噴嘴和閥驅(qū)動裝置等。氣體滅火系統(tǒng)組成示意圖見圖1。

圖1 氣體滅火系統(tǒng)組成示意圖

1.1 組成

氣瓶組：存儲滅火氣體的容器,通常由鋼制或復合材料制成,經(jīng)過特殊設(shè)計和處理,能承受高壓和熱量[2]。

滅火裝置：通常為自動噴頭,根據(jù)場所大小和危險程度設(shè)置滅火裝置的數(shù)量和噴射位置。

管道系統(tǒng)：連接氣瓶組和滅火裝置的管路,采用高壓軟管或金屬管道。

控制系統(tǒng)：控制氣瓶組開啟、氣體滅火裝置噴射、火災檢測、人員警報等。

1.2 系統(tǒng)控制方式

a. 自動控制狀態(tài)[3]

當保護區(qū)域中任何1個火災探測器報警后,系統(tǒng)將啟動警鈴發(fā)出預火警信號;當保護區(qū)域中有第2個火災探測器報警后,系統(tǒng)將立即啟動聲、光報警火警信號,自動關(guān)閉保護區(qū)內(nèi)風閥,切斷保護區(qū)內(nèi)非消防電源;經(jīng)過30 s延時后,系統(tǒng)將自動打開七氟丙烷啟動鋼瓶的電磁閥,將七氟丙烷滅火藥劑噴放至著火保護區(qū)域,同時觸發(fā)保護區(qū)門口上方的氣體釋放燈。火災報警流程見圖2。

圖2 火災報警流程

b.手動控制狀態(tài)

當保護區(qū)域中任何1個火災探測器報警后,系統(tǒng)將啟動警鈴發(fā)出預火警信號,當保護區(qū)域中有第2個火災探測器報警后,系統(tǒng)將立即啟動聲、光報警信號,但系統(tǒng)不會自動打開七氟丙烷啟動鋼瓶的電磁閥,只有采用人工方式手動按下啟動鋼瓶的電磁閥控制按鈕,才能開啟七氟丙烷鋼瓶滅火。

c.應急操作

當自動控制和手動控制均失效時,需要進行應急操作,此時需要在鋼瓶柜內(nèi)采用人工方式啟動七氟丙烷電磁閥[4]。

2 高壓配電室氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計重點

2.1 滅火系統(tǒng)選擇

目前高壓配電室主要采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)。七氟丙烷滅火系統(tǒng)在配電室消防設(shè)計中可以采用有管網(wǎng)全淹沒滅火形式和無管網(wǎng)全淹沒滅火形式,2種形式可在具體工程中進行投資比較后,再決定采用最優(yōu)方式[5-6]。

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2.2 滅火劑儲備裝置數(shù)量

七氟丙烷滅火系統(tǒng)規(guī)范中明確規(guī)定,防護區(qū)內(nèi)滅火濃度應為校核設(shè)計最高環(huán)境溫度下的最大滅火濃度[7],并應符合以下規(guī)定。

a. 對于經(jīng)常有人工作的防護區(qū),防護區(qū)內(nèi)滅火劑最大濃度不應超過安全值。

b.對于經(jīng)常無人工作的防護區(qū),或平時雖有人工作但能保證在系統(tǒng)報警后最長30 s延時結(jié)束前撤離的防護區(qū),防護區(qū)內(nèi)滅火劑最大濃度不宜超過安全值。

實際在很多工程中,都將此問題忽略不計,原因為設(shè)計者不了解此類問題或者有意避開以求增加利潤。然而此問題從安全角度考慮非常重要,設(shè)置滅火設(shè)施是為保證生命安全和減少財產(chǎn)損失,若忽略此問題相當于增加了潛在危險因素。

2.3 防火分區(qū)劃定

每個氣體滅火系統(tǒng)在設(shè)計時都要先進行滅火分區(qū)劃定,滅火分區(qū)劃定的結(jié)果可直接影響整個工程造價,由于每個工程的工藝流程不同,滅火分區(qū)的劃定也不同[8],具體劃分方法如下。

2個屏蔽配電室被套裝在主配電室內(nèi)。滅火分區(qū)劃定存在2種不同情況：一是將3個房間劃成1個區(qū)域,采用全淹沒單元獨立系統(tǒng)進行滅火,即3個區(qū)域中任何1個區(qū)域發(fā)生火災時,3個房間同時發(fā)出警報,并同時噴放藥劑;二是將3個房間當成3個獨立的防火分區(qū),采用1套組合分配全淹沒滅火系統(tǒng),任何1個房間發(fā)生火災時,3個房間同時報警,但系統(tǒng)只向發(fā)生火災的區(qū)域噴放滅火藥劑。

在2種方案中,前者使用藥劑量要大于后者,3個房間實際被當作1個獨立滅火區(qū),但投資相對后者要高。后者情況需要模擬火災現(xiàn)場后再定,若配電室A著火,全部房間報警,人員全部撤離,藥劑只輸送到配電室A;若主配電室發(fā)生火災,全部房間報警,人員全部撤離,藥劑輸送到主配電室,基本無任何危險情況發(fā)生。警報區(qū)域可劃定為1個報警區(qū)域,滅火區(qū)域劃定為3個獨立的保護區(qū),并按照氣體保護區(qū)要求設(shè)置外開門及圍護結(jié)構(gòu)?？梢?后者方案從使用和投資方面來看更加合理。

2.4 手動啟動按鈕設(shè)置原則

在氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計中經(jīng)常會碰到1個保護區(qū)具有2個或2個以上出口,一般在每個出口都會設(shè)置手動啟動和停止按鈕。這種方式從便捷層面上講反應速度最快,但在火災發(fā)生時,不同出口的工作人員對火災判斷具有局限性,有可能出現(xiàn)判斷不統(tǒng)一的時候,導致延誤滅火最佳時間,造成設(shè)備損壞,所以在設(shè)計過程中應該設(shè)置唯一的啟動按鈕[9-10]。

2.5 警報裝置安裝位置和數(shù)量

警報裝置一般使用警鈴和聲光報警器,一些配電室氣體滅火工程中將警鈴和聲光報警器安裝在出口外,目的是警告外面的人員配電室內(nèi)發(fā)生了火災,而配電室里面的人員卻收不到警告[11]。最理想的辦法是在配電室內(nèi)同時設(shè)置警鈴和聲光報警器,其中警鈴是用來告知配電室區(qū)域有火災發(fā)生,即2個探測器中1個已經(jīng)動作,聲光報警器響鈴是告知工作人員火災已經(jīng)被系統(tǒng)確認并且處在延時噴放階段。同時在出口外并聯(lián)1個警鈴,里外同時響,并且在門外設(shè)置放氣指示燈。這樣既警告了配電室內(nèi)的人員,又警告了配電室外的人員,使得火災發(fā)展進度被準確認知,有利于整個配電室的滅火和人員疏散。

2.6 滅火控制器安裝位置選擇

3 某廠站高壓配電室氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計

本高壓配電室為新建工業(yè)建筑工程,建筑耐火等級為2級,防火類別為戊類,使用年限為50年,抗震設(shè)防烈度為7度,主體為框架結(jié)構(gòu),層數(shù)為1層,高壓配電室建筑高度為3.6 m,長度為11 m,寬度為8.5 m,建筑面積為93.5 m2,室內(nèi)外高差為0.3 m,并采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)進行保護。

高壓配電室氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)如下：依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,滅火設(shè)計濃度取10%;計算保護空間實際容積為336.6 m3;計算滅火劑設(shè)計用量為272.7 kg;設(shè)計滅火劑噴放時間為7 s;本系統(tǒng)設(shè)定4只JP型噴頭,其保護半徑為7.5 m,并按照保護區(qū)平面均勻布置。

氣體滅火系統(tǒng)示意圖見圖3,系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計示意圖見圖4。

圖3 氣體滅火系統(tǒng)示意圖

圖4 系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計示意圖

4 結(jié)語

作為一種先進的滅火技術(shù),氣體滅火已經(jīng)成為全球火災控制的重要手段之一。隨著電力行業(yè)迅速發(fā)展,對于氣體滅火設(shè)備的需求將逐步增多。氣體滅火系統(tǒng)不需要使用水或其他介質(zhì),對設(shè)備和現(xiàn)場不會留下任何殘留物質(zhì),因而適用于各種場所。氣體滅火系統(tǒng)可以根據(jù)需要靈活控制滅火量,能夠迅速響應和啟動,從而快速滅火,減少火災損失,且在滅火過程中不會產(chǎn)生二次爆炸和火災擴散,安全可靠。