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消防动态
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火探自动探火灭火系统的应用
来源: S型气溶胶网站  Time2013-02-23

1.引言

近年来,固定式气体灭火系统得到了广泛的应用,在保护特殊贵重设备和物资免遭火灾危害中起到了应有的作用。但是笔者在十几年的建审工作中也发现传统的固定式气体灭火系统在应用中也存在着一些严重不足。本文结合对固定式气体灭火系统应用中的一些粗浅看法,对90年代末期出现的火探自动探火灭火系统(以下简称“火探灭火系统”)的应用谈几点意见。

2.火探自动探火灭火系统的组成和工作原理

火探灭火系统是由固定的灭火剂供给源,通过与之相连的固定的火探管来直接完成探火、输送及喷射灭火剂,从而向防护区内喷射一定浓度的灭火剂使其均匀地充满整个防护区,扑灭火灾的探火灭火系统。火探灭火系统也可以仅用探火及传递火灾信号,间接地控制其它灭火装置进行火。

标准的火探灭火系统分为直接式及间接式两种。

直接式火探灭火系统是由贮存灭火剂的容器、开启容器的容器阀及自动探火及输送释放灭火剂的火探管等三大部分组成,其工作原理是:火探管通过容器阀直接连接在灭火剂容器上,遇火时沿火探管上线性均布的诸多探测点就会对着火点进行探测,并在受热温度最高处发生爆破,灭火剂直接通过火探管的爆破孔释放进行灭火。

间接式火探灭火系统是由贮存灭火剂的容器、开启容器的容器阀、自动探火的火探管、输送灭火剂的释放管及喷嘴等五大部分组成。其工作原理是:火探管通过容器阀直接连接在灭火剂容器上,遇火时沿火探管上线性均布的诸多探测点就会对着火点进行探测,并在受热温度最高处发生爆破,利用火探管中压力的突然下降打开容器阀,灭火剂经释放管及喷嘴释放出来扑灭火源。直接式火探灭火系统和间接式火探灭火系统的示意图分别如图1、2所示:

火探灭火系统的容器阀上设有压力表用于检测容器内的压力。容器阀上还可以连接压力开关以将压力信号转变为电信号向消防中心报警或直接启动警报装置。火探灭火系统的气体灭火剂有四种可供选择:①二氧化碳(CO2);②七氟丙烷(HFC277)。将来还可以配置其它一些新型灭火剂如IG541等。

3.现行规范中要求设置的气体灭火系统存在的不足

《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《火力发电厂与变电站设计防火规范》中要求设气体灭火系统的场所和部位归纳起来可以分为两类:

第一类是《建规》第8.7.5条、《高规》第7.6.7条、《人防规范》第7.3.3条要求下列部位和房间应设气体灭火系统:

(1)省级或超过100万人口城市广播电视发射塔内的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源室。

(2)国际电信局、大区中心、省中心和一万禄以上的地区中心的长途程控交换机房、控制室和信令转接点室;

(3)二万县以上的市话汇接局和六万门以上的市话端局程控交换机房、控制室和信令转接室;

(4)中央及省级治安、防灾和网局级以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室;

(5)主机房的建筑面积不小于140平方米的电子计算机房中的主机房和基本工作间的已纪录磁(纸)介质库;

(6)其他特殊重要设备室;

《火力发电厂与变电所设计防火规范》第5.8.6条规定,单台容量300MW机组及以上容量的发电厂的电子设备间、控制室、计算机房、继电器室应设气体灭火系统。

第二类是《建规》第8.7.5A条、《高规》7.6.8条对特殊用途的库房做出的设气体灭火系统的规定。

以上可以看出,第一类所要求在具有一定规模的部位和场所设置这些灭火系统的目的主要是为了保护房间里的这些电子、电器设备和特殊贵重仪器设备,因为这些设备一旦发生火灾将对生产、生活产生严重影响,将会造成严重的经济损失和政治后果。而且这些场所的可燃装修较少、和这些设备连接的电线、电缆都采取严格的阻燃处理和防火封堵等措施,发生火灾的可能性也主要是这些设备。

从保护设备的目的和在工程实践中的应用看,传统气体灭火系统还存在着一些不足:

(1)传统的固定式气体灭火系统是等被保护的对象发生了火灾,火已经从设备中蔓延出来,有安装在房间里的火灾探测器接收到两个独立的火灾信号后才自动启动灭火系统,对被保护对象所在的房间进行灭火,而这时的火已经较大,被保护的设备已经受到了很大的损坏,所以讲,对保护设备本身而言,这种灭火方法还不太科学。

(2)传统的固定式气体灭火系统不论是全淹没系统还是局部应用系统,不论是自动控制、手动控制还是机械应急操作,都是将灭火剂喷出后扩散到防护区内(较大的封闭空间内),而没有将灭火剂直接喷到发生火灾的这些电子、电器设备内。气体灭火剂也很难渗透到这些设备内。灭火的针对性不强,起不到及时有效灭火的效果。

(3)灭火系统价格相对较昂贵。因为在较小的设备内着火后要将灭火剂存满较大的空间或房间。需要的灭火剂用量大,灭火系统也较复杂,设备投资和一次灭火成本较大。特别是在电力、电讯等部门,由于这些行业的发展迅速,为了留有发展的空间和余地,在工程建设时都留下了设备扩建的余地,工程投入使用的初期,很大空间的房间里只放有较小的几台设备,传统的灭火系统为了保护这几台较小的设备却要按这个很大空间的房间作为一个防护区。

(4)有的灭火剂有毒性,灭火剂向房间喷放时,对房间里的人员会带来危害。

4.火探灭火系统的优点

根据火探灭火系统的特点,和传统的固定式气体灭火系统相比,火探灭火系统有如下优点:

(1)火探灭火系统可以将火探管方便地布置在易发生火灾的电子、电气设备内,并利用火探管对温度的敏感性,在196ºC±20ºC的温度环境下几秒~十几秒钟内就会动作,在感应温度最高的位置发生熔化并在管内压力的作用下爆破,自动形成喷射孔洞,启动系统灭火。它是一种早期灭火系统,反应快速、准确,灭火剂释放更及时,灭火的针对性更强,可迅速有效地探测及扑灭最初期的火灾。这跟以往的气体灭火系统等到火势已经很大了,才针对整个大楼或大空间进行灭火的概念是一个进步。

(2)系统不需另外设置气瓶间,无需电源和复杂的电控设备及管线,无需专门的烟、温感探测器,只依靠一条火探管及一套灭火剂瓶阀,利用自身储压就能将火灾扑灭在最初期阶段,系统大大简化,降低了工程造价。

(3)由原来把较大封闭空间的房间作为防护区改为将体积较小的变配电柜、通讯机柜、电缆槽盒等被保护设备作为防护区。灭火剂的用量大为减少,降低了一次灭火的成本。

(4)由于这种灭火系统是将灭火剂释放在有封闭外壳的机柜里,即使灭火剂稍有毒性,对现场人员的影响也不大,危害减至最低;同时,由于灭火剂用量大大减小,减少了对环境的污染。

5.火探灭火系统在山西移动通讯工程中的应用

为了能使火探系统更好的得到应用,山西省消防协会技术专家委员会专门召开了专家论证会,对该系统的性能、设计、施工、操作及应用和维护等方面进行了分析、论证。目前,该系统已经在山西有线电视台等工程中得到了应用,部分已通过消防部门的验收。下面以山西移动通讯公司网管机房数据柜为例,简要介绍该系统在实际工程中的应用。

(1)该机房内单柜尺寸为720×900×2200=1.42m3,共22台柜子,总体积为1.42×22=31.3m3。

根椐火探装置的灭火特点(局部全淹没灭火方式)及机柜的特点(外壳封闭),引用国家标准《二氧化碳灭火系统设计规范》中的3.2项的规定,组合分配系统应计算灭火剂的备用量,根据封闭空间的体积来计算所用灭火剂剂量。
二氧化碳火探灭火系统的主要技术参数


火探灭火系统和灭火剂类型 工作压力(Mpa) 每个单位体积或面积所需的灭火剂的最小量 火探管的最大长度(m) 喷射时间(min) 
二氧化碳直接/间接火探灭火系统 15 1.5㎏/m3 25 2.5~5 
 
(2)根据火探装置的技术参数要求和被保护体的特性知:采用能保护4m3的FT-I-C6(Ⅱ)和能保护1.2m3的FT-I-C3(Ⅱ)(直接/间接式二氧化碳火探探火/灭火装置),所需的二氧化碳量为体积数×1.5㎏/m3=灭火剂量。例如:1.42m3×1.5㎏/m3=2.13㎏(3.87㎏作为备用量)。

(3)根据机柜特性和火探直接/间接式二氧化碳探火/灭火装置的设计参数及检测报告,本机柜选用火探自动探火/灭火装置FT-I-C6(Ⅱ)(即直接/间接式二氧化碳6㎏火探自动探火及灭火装置)两套。

(4)火探管的一般布置:火探管应尽可能地布置于被保护体的上方,因为在上方比在侧面对温度的感知更敏感。火探管与被保护处的距离不应超过1米。下图为几种典型的火探管布置方式:

(5)火探管直接布置在机柜内,施工图所示:

6.火探灭火系统在工程应用中存在的问题

火探灭火系统从灭火的原理上讲有一定的优越性,但在工程实际应用中发现该系统还存在一些问题需要完善:

(1)因为考虑到便于绕曲及安装布置方便的原因,火探管产品设计的比较细,只有直径4.0mm,管道爆破后所形成的喷口都较小,其在一定压力及时间内所能通过的灭火剂的量就会受到限制,防护区均匀地充满达到灭火浓度的灭火剂的时间不太好确定。

(2)由于火探管的标准长度为25m,保护的范围受到了限制。

(3)目前还不能提供火探管(直接系统)及铜合金释放管的阻力损失与各种灭火剂流量之间的关系,以及火探管熔化后形成的孔口面积和喷口流量系数(直接系统)及释放管的喷嘴面积及流量系数(间接系统)。因此还无法对整个装置的管道进行计算。

(4)哪些地方可以应用火探灭火装置,目前还无相关的国家规范可供遵循,如果设置了火探灭火系统,那么,规范规定的固定灭火系统是否还要设置。

(5)从被保护对象的工艺要求上火探管是否允许布置进这些设备内,在某些方面还存在争议。如在山西移动通讯工程中,就提出,如果程控交换机等设备将来出现故障时,生产厂家会不会将责任推到火探管进入设备内的问题上。

7.几点建议

(1)笔者认为,对于下列相对密闭、空间体积较小的设备引起的火灾宜采用火探灭火系统进行保护,如计算机主机、发电机、变配电柜、通讯机柜、电梯控制柜等有相对密闭外壳的机柜设备;带槽盒的电线电缆槽或支架;汽车、铁路移动设备等其他特殊贵重的设备。

(2)为了保证消防基本安全和节约国家投资,由于该系统投资较少,可以适当扩大其使用的范围,如通讯、电力领域的一些无人值守机站等。

(3)建议国家有关部门应加快对这种系统适用性的研究,尽早制定出相应的标准及规范,明确其适用范围和要求,以指导工程实践。在国家没有具体规定之前,各地也可以制定相应的地方标准。以上是结合自己的工作实际,就火探自动探火灭火系统的应用提出的个人看法和建设性的意见,成熟、可行、全面与否,望赐教。( 
 
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