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火探灭火系统及应用

火探灭火系统及应用
李彦军 山西省公安消防总队
 
摘 要分析传统固定式气体灭火系统在保护方式上存在的缺陷和火探灭火系统的优点,提出在特定消防保护场所采用火探灭火
系统替代传统固定式气体灭火系统的建议。
关键词 火探灭火系统 传统固定式气体灭火系统 火探管 应用  建议
 
1.引 言
  近年来,固定式气体灭火系统得到了广泛的应用,在保护贵重设备和物资免遭火灾危害中发挥了重要的作用。但是笔者
在十几年的建审工作中也发现现行规范要求设置的气体灭火系统(以下称为“传统固定式气体灭火系统”)保护方式存在一些
缺陷。笔者结合对传统固定式气体灭火系统在工程应用中积累的一些粗浅看法,分析20世纪90年代末出现的火探灭火系统的
突出特点,提出几点工程应用的建议。
 
2.传统固定式气体灭火系统存在的缺陷
2.1传统固定式气体灭火系统的分类及组成
  传统固定式气体灭火系统按保护方式可以分为全淹没灭火系统和局部应用系统;按灭火介质分,有二氧化碳灭火系统、
卤代烷1301、1211气体灭火系统,近年来又发展了IG541、***00等气体灭火系统。
  常见的全淹没灭火系统是在规定的时间向防护区喷射一定浓度的灭火剂,并使其均允地充满整个防护区的气体灭火系统。
  系统一般由灭火剂储存瓶组、液体单向阀、集流管、选择阀、压力讯号器、管网、喷嘴和阀驱动装置等组成。
  系统的启动方式一般有自动启动、手动启动和机械式应急启动三种方式。
2.2传统固定式气体灭火系统的设置范围
  将国家有关规范中要求设置气体灭火系统的场所和部位归纳起来可以看出,传统固定式气体灭火系统的设置范围可分为两类:
  苐一类是《建规》第8.7.5条、《高规》第7.6.7条、《人防规范》第7.3.3条要求在性质重要的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;在规模较大的电信建筑的程控交换机房、控制室和信令转接点室;
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以及其他特殊重要设备室应设气体灭火系统。
  《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。
2.3传统固定式气体灭火系统保护方式存在的缺陷
  从2.2可以看出,苐一类要求在使用性质重要和具有一定规模的部位、场所设置这些灭火系统的目的主要是为了保护这些部位、
场所里的电子、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。
  所以从保护设备的目的和工程实践应用看,传统固定式气体灭火系统在2.1苐一类所要设置的场所中还存在严重缺陷:
  (1)传统固定式气体灭火系统是当被保护的对象发生了火灾,火已经从设备中蔓延出来,房间内已有大量的烟和较高的温度
后,由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,这种灭火方法还不科学。
  (2)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,传统固定式气体灭火系统都是将
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。而且气体灭火
剂也很难渗透到这些易发生火灾的有封闭外壳的设备内,灭火的针对性不强,起不到及时有效灭火的目的。
  (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均匀地充满较大的空间或房间。需要的灭火剂用量大,
灭火系统的组成也较复杂,设备投资和一次灭火成本较大。特别是在电力、电讯等发展速度较快的行业,为了留有足够的发展的空
间,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少的几台设备,为了保护这几台体
积较小的设备,设置传统的固定式气体灭火系统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,灭火剂的用量大,向房间喷放灭火剂时,对房间里的人员会带来危害,对环境有污染。
 
3.火探灭火系统
3.1概念
  火探灭火系统是由固定的灭火剂储存容器,通过与之相连的布置在易发生火灾部位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。
3.2系统的组成
  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。
  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。
  火探灭火系统的灭火介质有二氧化碳(CO2)、***00、IG541等。
3.3工作原理
  直接式火探灭火系统的工作原理是:火探管通过容器阀直接连接在灭火剂容器上,遇火时火探管在受热温度蕞高处发生爆破,
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的工作原理是:火探管通过容器阀直接连接在灭火剂容器上,遇火时火探管在受热温度蕞高处发生爆破,
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:
   

     
            图1 直接式火探灭火系统示意图                    图2 间接式火探灭火系统的示意图
 
4.火探灭火系统的优点
4.1灭火的有效性强
  火探灭火系统是将火探管直接布置在易发生火灾的电子、电气设备内,并将其直接作为火灾探测和灭火剂喷放元件,利用火探
管对温度的敏感性,一旦发生火灾,在196℃±20℃的温度环境下几秒~十几秒钟内,靠管内压力的作用,火探管自动爆破形成喷射
孔洞,将灭火剂直接喷射到火源部位灭火。它反应快速、准确,灭火剂释放更及时更对症,灭火的针对性和有效性更强,可迅速有效
地探测及扑灭蕞初期的火灾,是一种早期灭火系统。这跟传统固定式气体灭火系统等到火势已经很大了,才针对整个房间或大空间进
行灭火的原理是一个重大的进步。
4.2系统简单、成本低
  火探灭火系统不需要设置专门的储瓶间,占地面积小。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。系统只
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蕞初期阶段。系统大大简化,施工简单,节约了建筑面积,大
幅度降低了工程造价。
4.3灭火剂用量小、灭火费用低
  传统固定式气体灭火系统把较大封闭空间的房间作为防护区,而火探灭火系统只将较大封闭空间的房间里体积较小的变配电柜、
通讯机柜、电缆槽盒等被保护的电子、电器设备作为防护区。灭火剂的用量大为减少,降低了一次灭火的费用。
4.4**、环保性好
  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,无论选用规范允许的那一种灭火剂,即使稍有毒性,对现场人员的影
响也不大,危害减至蕞低,无须人员紧急疏散;同时,由于灭火剂用量大大减少,减小了对环境的污染。
 
5. 工程应用实例比较
在山西省移动通信工程建设中,根椐火探灭火系统的灭火特性及通信机柜外壳封闭的特点,克服传统固定式气体灭火系统灭火滞后等
缺陷,建设、设计单位和消防部门经过反复的调研,将原来设计的传统固定式气体灭火系统改为了火探灭火系统。为了使工程设计方
案更科学、更合理,山西省消防协会技术专家委员会专门召开了两次专家论证会,对所采用的系统进行了分析、论证。
以山西省移动通信公司大同市分公司生产楼为例,原设计只对交换机房、数据机房采用传统固定气体灭火系统保护方式,采用组合分
配系统,将每一个保护的机房作为防护区。本工程中蕞大的机房的体积约为1546m3,系统的灭火剂用量计算时防护区的净容积就是
1546m3,同时还要考虑储瓶间的占用面积,大量的管材等施工材料。按照设计单位原来的预算,仅灭火系统的设备造价就为150万元。
改用火探灭火系统设计后,扩大了系统的保护范围,在交换机房、传输机房、电力电池室、数据机房、网管中心、高低压室等场所采
用火探灭火系统保护,仍然采用组合分配方式,防护区变为每一台通讯机柜,机房内蕞大通讯机柜的体积为:0.72×0.9×2.2=1.42m3,系统的灭火剂用量计算时防护区的净容积就为1.42m3,灭火剂的使用量和备用量都大大减少,并取消了储瓶间,系统的管网设置也大为简化,
实际的造价仅为50余万元(不含节约的储瓶间的建筑面积造价)。工程费用仅为原来的三分之一。
从两种灭火系统的性能价格比可见,改用火探灭火系统后,设备的保护范围扩大了,工程造价大幅度降低了,灭火效率反而有了很
大的提高。
 
6.几点建议
6.1笔者认为,《建规》第8.7.5条、《高规》第7.6.7条、《人防规范》第7.3.3条、《火力发电厂与变电所设计防火规范》第5.8.6
条所列的如微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源室、程控交换机房、控制室和信令转接点室、发电厂的电子
设备间、控制室、计算机房、继电器室以及其他特殊重要设备室里的这些有相对密闭外壳的机柜设备,应采用火探灭火系统进行保
护以替代传统固定式气体灭火系统。
6.2由于该系统投资较少,灭火更及时,为了保证消防基本**和节约国家投资,可以适当扩大其使用的范围,如对于有封闭外壳、
相对密闭、空间体积较小(小于4m3)的发电机、变配电柜、电梯控制柜、带槽盒的电线电缆槽或支架、通讯、电力领域的一些无
人值守机站等其他贵重设备引起的火灾也应采用火探灭火系统进行保护。。
6.3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,在国家没有具体
规定之前,各地可制定相应的地方标准,以指导工程实践。
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