無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統設計

張琳 楊堅鑫

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

引發火災的物質不同、火災出現的地理環境等，均會對滅火工作形成一定影響。為了將火災形成的不良影響控制到最低水平，應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。超細干粉滅火劑在此背景下出現，在火情控制與滅火方面擁有出色的表現。

1 超細干粉滅火劑

1.1 性能以及功能

超細干粉滅火劑是一種新出現的滅火技術，在滅火工作中擁有出色的表現。超細干粉滅火系統選擇新型無機聚合物，系統在加工技術的配合下，讓其擁有良好的滅火性能，同時不會對環境造成污染問題。超細干粉滅火系統使用的粉體粒徑在均5 μm左右，擁有不錯的流動性與干燥性，長時間放置也不會出現結塊的情況，可最大程度地提高系統利用水平，快速處理由電力系統引發的火災，松散性、彌散性較為出色，可以良好地阻隔大火，放置火情復燃。超細干粉滅火技術以化學原理作為滅火的核心內容，啟動系統后由噴頭發射粉體，粉體在火災現場發生化學反應，控制火場中的自由基，防止火勢進一步擴大、蔓延，擁有不錯的滅火效果[1]。圖1為超細干粉裝置示意圖。

圖1 超細干粉裝置

1.2 主要特點

超細干粉滅火劑應用在深位火災中擁有突出表現，自然防潮，其滅火效率在普通干粉滅火劑的6倍以上。超細干粉滅火劑在應用中會發生鏈式反應，燃料分子在有焰燃燒中被活化，會產生大量的活性自由基，可以防止高能量自由基在現場大范圍傳播，在此條件下火勢難以進一步發展。超細干粉滅火系統啟動后，受到高壓氮氣驅動，充分與火焰混合，滅火組可以在短時間內捕捉自由基，燃燒活動產生的自由基小于自由基消耗量，從而達到滅火的目的[2]。

超細干粉滅火劑應用在起火位置，可以熄滅固體物質表面的火。對高溫燃燒物噴射超細干粉滅火劑，在其與燃燒物接觸時，固體表面會形成一種類似個玻璃狀的物體，覆蓋在固體表面部位，固體不會接觸到空氣，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干粉滅火劑，現場火焰與滅火劑噴射產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，隨著分解吸熱反應的開展，會生成水蒸氣、二氧化碳等物質，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

超細干粉滅火劑在滅火活動中擁有突出的表現，其滅火原理與滅火所用的材料，對于由不同物質引發的火災。超細干粉滅火劑在滅火方面的效果會出現一定的差別，下面梳理超細干粉滅火劑對火災控制的適用情況。

A 類：由棉、木、麻、橡膠、煙草、塑料、紙等可燃固體，引發的火災。B類：由重油、原油、汽油、有機溶劑、柴油等可熔化固體、可燃液體，引發的火災。C 類：由天然氣、乙炔、煤氣等可燃氣體，引發的火災。D類：由三乙基鋁引起的火災。E 類：由變電站、機房、電纜夾層、電纜隧道等帶電設備，引發的火災。

2 無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統分析

2.1 系統運行方式

無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統為滅火常用方式，熱敏線、超細干粉滅火設備為該系統的主要設備。溫度感應設備、噴灑設備、滅火劑、滅火劑儲藏罐、熱引發裝置、壓力控制設備為超級干粉滅火設備常見的部件。熱引發設備觸發啟動、溫度感應設備觸發啟動與電引發啟動為系統主要的啟動方法[3]。圖2 為滅火裝置性能參數。

圖2 滅火裝置性能參數

火災事故現場環境溫度較高，一旦溫度在推進滅火工作時，對于火災防護區環境溫度上升速度遲緩情況或防護區中滅火裝置器具較多的情況，滅火裝置會在熱引發啟動方式下運作?；馂拿骰鹨紵崦艟€，隨后熱源在短時間內朝滅火裝置傳遞。啟動器在工作狀態下隨著準備滅火工作，在玻璃球感溫元件受溫度作用，熱膨脹破裂后，啟動超細干粉滅火劑滅，完成滅火任務；如果防護區擁有大量的滅火裝置器，同時環境溫度在噴頭感溫元件動作溫度之上，貯罐內壓力推動噴頭壓板，致使壓板從噴頭位置處掉落下來，在驅動氣體的輔助下，可以將超細干粉滅火劑在火災滅火控制中的效果發揮到極致，快速完成滅火任務；電氣手動與自動為電引發啟動滅火系統的兩種方式?；馂默F場中的火災報警控制系統，在傳感元件提供的信息下，了解現場環境變化情況，一旦發現與火情相關指標，系統會在預設程序的驅動下接通滅火裝置處的電子啟動器電源，滅火裝置噴頭會在玻璃球感溫元件膨脹破裂時啟動，通過超細干粉完成火勢控制與滅火的任務。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定較為重要，不能安裝在經常受到沖擊或振動位置、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，需要關注噴頭啟動器、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），借助相關方式提高滅火裝置噴射部位在工作時的穩定性。

3 無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統設計

3.1 設計分析

無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統在設計環節，將研究的核心內容集中在滅火系統選擇方面，局部滅火系統或全淹沒滅火系統；防火區類型確定；報警系統的配套方式；系統中防排煙等聯動設備在數量、位置方面的設計要點；研究通風與開口位置等；滅火劑中超細干粉存儲量；確定被保護物實際情況，按照要求選擇滅火裝置，確定滅火裝置位置與布置方式；驗算設計參數，模擬系統在滅火中的表現[4]。

以某熱電廠為研究對象，為其設計無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統。保護對象為電纜、電器和與之相關的設備，E 類火災，防護區為機柜間（防護區（長×寬×高）：9.0 m×5.2 m×4.55 m）。無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統。圍繞防護區進行設計，研究防護區部位狀況，統計該部位發生火災后施救人員、日常值班人員等，必須保證滅火裝置中的超細干粉不存在有毒有害物質，不會對人體健康造成威脅。對滅火裝置中填充的超細干粉，應該由藥檢部門核查，保證裝置所用的材料達到規定要求；系統保護對象位于防護區下部，為了發揮滅火裝置擁有的作用，可以快速完成滅火任務，將其用均勻布置的手段，懸掛在防護物上方，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裝置，快速開展滅火工作[5]。在此種方式下，在系統控制下可以遠程控制裝置，即便防護區沒有值班人員，依然可以驅動現場滅火裝置。達到設定溫度時或明火點燃熱敏線，感溫元件自發動作，裝置接到指令后噴射超細干粉，進行滅火工作。依托無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統可以快速啟動設備進行控火與滅火的任務，同時對保護區實現二十四小時無人監控，第一時間發現火災并進行控制，將火災造成的損失控制在最低水平[6]。

在系統設計時，應該嚴格按照超細干粉無管網滅火系統設計規范要求與驗收標準進行計算，對于電纜夾層、電纜溝、通信機房、變配電室等位置，滅火劑全淹沒設計濃度應該在0.12 kg/m3以上。另外，M=V×Q×K為則全淹沒滅火超細干粉用量的計算公式，在公式中，M為設計用量；Q為最小滅火濃度；K為滅火裝置配置場所的危險等級調節系數；V為防護區體積。

3.2 系統比較

滅火系統在設計時，滅火裝置劑用量設計也尤為重要，按照《超細干粘滅火系統設計、施工及驗收規范》文件提出的要求，結合報警系統應用要求與具體信息，選擇超細干粉滅火系統。管網系統也可以應用到滅火工作中，也是常見的滅火系統。但是在熱電廠中不使用管網系統，主要原因是管網系統體積較大，占用不少空間，對廠內部分設備運行形成干擾。無管網系統具備占地面積小的優勢，同時工程造價成本不高，不會對熱電廠施加過大的經濟壓力[7]。

4 結語

無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統應用到火災控制活動中，可以憑借裝置中超細干粉與空氣反應，消滅火災現場存在的自由基，達到控火、滅火的目的。該系統依托化學原理進行滅火工作，滅火機理對滅火效果存在一定影響。因此，當下應該結合其在不同類別物質引發火災，在控火、滅火等效果基礎上，總結火災控制方面的信息，設計無管網懸掛式貯壓超細干粉滅火系統，給出系統裝置的安裝要求并嚴格按照要求完成裝置安裝任務，由此才可以保證系統功能良好地發揮出來。