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气宇:探火管灭火装置在电气设备火灾防控中的应用

时间:2020-04-11  浏览量:81

                                  ——广州气宇消防设备有限公司


      随着国民经济的迅速发展,工业和民用建筑的大量增加,各类建筑火灾也呈现增长态势,火灾防控工作已成为各个行业、领域关注的重点。相关资料显示,在各种类型火灾中,电气设备及线路故障引发火灾已占火灾总起数的50% 以上,给国家和人民生命财产带来了巨大损失。目前在国内很多行业已有广泛应用的新型探火管灭火装置,弥补了传统气体灭火系统( 以下简称气体灭火系统) 在火灾防控中的局限性,解决了电气设备内易发生火情部位火灾防控盲点的问题。



1 气体灭火系统对电气设备火灾防控的局限性
 
1.1 电气设备火灾成因
电气设备火灾成因主要有: 人员消防意识淡薄,违反安全操作规程或电气设备使用不当引起火灾;电气设备由于质量问题或线路老化,在运行中产生热量、电火花或电弧引起火灾( 如接地电弧性路、过负荷、接触不良、绝缘不合格及漏电等) 。
 
1.2 气体灭火系统的类型及组成

气体灭火系统可分为组合分配灭火系统和预制灭火系统两种类型。


所示,通常采用全淹没灭火方式,即在限定时间内向防护区喷放设计浓度的灭火药剂,使灭火药剂均匀充满整个防护区,并浸渍一定时间来完成整个灭火过程。目前常用的灭火药剂有CO2、IG541、FM200和气溶胶等。



1.3 气体灭火系统的局限性
       气体灭火系统是以整个空间作为防护主体,对整个防护区进行全淹没灭火。防护区内设备发生火灾后,随着防护区内烟气的产生和温度的不断升高,安装在防护区内的火灾探测器探测到烟雾和温度两个独立信号后,给消防控制中心的气体灭火控制器传输信号,延时30 s 后启动灭火药剂储瓶,开始喷放灭火药剂,而这时的火势已经较大,防护区内的设备受到了较大的损坏。某些重要行业的重点部位一旦发生火灾,除设备本身的损坏外,还会带来严重的社会影响。所以对保护设备本身而言,这种灭火方式存在一定的局限性。( 1) 气体灭火系统以全淹没形式灭火,灭火药剂用量大,系统的组件多,安装复杂,还需要固定的储瓶间,整个系统的造价高。国家在制定相关规范时从我国的国情出发,考虑到成本问题,只规定了在非常重要场所才使用气体灭火系统保护。在一些次重要场所和部位没有采用气体灭火系统保护的要求,一旦发生火情不能及时有效得到处置。( 2) 灭火药剂喷放至防护区内后,难以渗透到一些相对密闭的设备、桥架内部,形成防护盲点,起不到灭火效果。( 3) 气体灭火系统需要和报警系统联动,设置专用的消防电源。报警系统组件较多,设备灵敏度高,遇到雷击、不稳定电流、静电磁场容易产生误报警,使气体灭火系统误启动、误喷放。( 4)气体灭火系统及与之联动的报警系统管线多,架设复杂,需专业技术人员维护,成本高。一旦报警系统出现故障,整套气体灭火系统也就无法正常工作。( 5) 部分灭火药剂具有一定的毒性或窒息性。防护区在进行灭火药剂喷放前,内部人员必须紧急撤离,否则,会危害人员的健康和安全。灭火药剂用量大,对环境也会造成一定的污染。( 6) 在防护区较大、而被防护的设备较少的情况下,采用全淹没方式也会造成一定程度的灭火药剂浪费。
       因此,采用气体灭火系统对电气设备特别是密封空间或大空间内的电气设备进行防火保护有很大的局限性,并不能真正有效地解决问题,降低火灾损失。而探火管灭火装置无需全淹没灭火方式,可直接针对电气设备等易着火部位以点对点的防护方式进行火灾防控。这种灭火方式的出现大大降低了防护成本,最大限度地减少防护盲点,降低火灾损失。
 
2.探火管灭火装置特性

      探火管灭火装置的核心理念是在火灾未形成时,迅速消灭火源,防火于未燃,系统同时兼有信号导出和报警功能。特殊聚合物材料制成的探火管,连接灭火药剂储瓶,并布置在设备内部最易发生火情处上方1 m 范围内,沿火灾易发点延伸。一旦发生火情或局部温度上升到一定数值,探火管受热最高处会软化并依靠管内压力作用,自动爆破形成喷射孔洞,同时,打开灭火药剂储瓶阀门,灭火药剂顺喷射孔洞喷出。因喷射孔洞正好位于温度最高的部位,可以将一定浓度的灭火药剂直接喷向火源,扑灭火灾。整个灭火过程只需要十几秒钟。



      探火管灭火装置按照安装方式可分为直接式间接式两种。直接式灭火装置由探火管、气体储瓶、压力表、容器阀、压力开关、警铃、安装接头等部件组成。间接式灭火装置由探火管、气体储瓶、压力表、容器阀、压力开关、警铃、释放管、安装接头和喷嘴等部件组成。与气体灭火系统类似,探火管灭火装置可采用CO2、FM200、IG541 和气溶胶等多种灭火药剂,目前国内较为常用的有CO2和FM200 两种。探火管灭火装置的灭火药剂和气体灭火系统使用的灭火药剂一致,其适用场所与气体灭火系统也基本一致。探火管灭火装置的优势有: ( 1) 灭火效率高。直接式探火管灭火装置将探火管直接布置在易发生火灾的电气设备内,并将其直接作为火灾探测元件和灭火药剂喷放元件,利用探火管对温度的敏感性,在一定的温度环境下,靠探火管内压力的作用,自动爆破在管壁上形成喷射孔洞,可将灭火药剂直接喷射到起火部位灭火。探火管灭火装置反应迅速、准确,灭火剂释放及时,灭火的针对性和有效性强,能够将火灾控制在较小的范围内,是一种早期灭火系统。
       可见,探火管灭火装置集报警、灭火功能于一身,探测反应时间短,可将火灾扑灭在萌芽状态,从探测到火情发生到灭火完毕仅需要几十秒的时间,有效降低火灾带来的损失。( 2) 工程造价低。探火管灭火装置无需电源、管线和复杂的电控设备,只需一根探火管及一套灭火药剂储瓶、瓶组阀等较少部件,利用自身储压就可启动。探火管灭火装置的设计、安装简便,无需专门的储瓶间,不占用设备内的有限空间,节省安装面积,降低工程造价。装置无需电源启动,在消防电源中断的情况下,仍能正常运行保护设备; 装置无需报警系统,解决了气体灭火系统的误启动、误喷放的难题; 装置操作启动的功能不受震动或撞击影响,不受油、灰尘、烟气的影响,可避免探测火灾功能的减弱及误报警。( 3) 使用成本低。探火管灭火装置将较大封闭空间里体积较小、相对封闭的电气设备、电缆线槽、电缆桥架等作为防护区,灭火药剂的设计使用量少,降低了一次灭火的费用。探火管安装布线不受位置的影响,可伸进各种窄小和复杂空间或设备,弥补了现有消防产品不能扑灭此类火灾的缺陷,扩大了使用场所类型。探火管灭火装置全自动、全天候的安全防护,特别适合无人值守的防护区,同时,简单的装置结构使维护更便捷。( 4) 安全程度高。探火管灭火装置选用的灭火药剂CO2、FM200 均为目前国内极为常用的灭火药剂,应用成熟可靠。其灭火药剂释放在有相对封闭外壳的电气设备内部,无论选用规范允许的哪一种灭火药剂,即使灭火药剂稍有毒性和窒息性,对现场人员的影响也较小,无需人员紧急疏散。且灭火药剂用量小,对设备和环境污染也小。
3.探火管灭火装置的具体应用案例
 
3.1 案例概况
     某体育中心配电房层高3. 5 m,长17 m,宽6 m;该配电房共有16 台电气柜并列排布,单台电气柜尺寸为: 高2 m,长0. 65 m,宽1 m; 配电房配置了两个手提式灭火器和烟感探测器。因电气柜总容积只占整个配电房容积的6%,根据探火管灭火装置的灭火特点和工程造价考虑,经过专家论证,选用探火管灭火装置要优于全淹没气体灭火系统,故该项目选用探火管灭火装置进行保护。
 
3.2 配电房探火管灭火装置设计
单台电气柜的容积为1. 3 m3,总容积为20. 8m3。选用二氧化碳灭火剂,灭火剂设计用量按下式
计算:


       选用直接式二氧化碳探火管灭火装置,其最大工作压力为15 MPa,公称压力为5. 17 MPa,探火管长度为25 m,适用的环境温度为0 ~ 49 ℃。单台电气柜的容积为1. 3 m3,二氧化碳灭火剂用量为1. 3 ×0. 075 × 20 = 1. 95 kg。根据现场电气柜的排布情况,以及通过国家检测的产品型号,4台电气柜采用1 套C6 探火管灭火装置保护,16 台电气柜共采用4 套C6 探火管灭火装置,探火管总长度为100 m。



4.探火管灭火装置的应用展望
       探火管灭火装置目前在国内已广泛用于发电、通信、广电、石化、铁路等行业,在各类电气设备防护应用中积累了大量成功经验,江苏、山西、福建、吉林等省先后制定了相应的地方标准。这些地方标准明确了探火管灭火装置的应用范围和场所,使探火管灭火装置的设计、施工、验收有了相应依据。




       探火管灭火装置作为一种新型自动灭火装置,具有早期自动灭火、无需电源启动、灭火迅速、装置简单、安装简便、造价低和安全环保等优点,弥补了传统气体灭火系统的诸多不足和局限。在对相对密闭的重要电气设备防护时,可采用探火管灭火装置替代传统气体灭火系统,既填补了电气设备火灾防控的技术困扰,保证了其消防基本安全,同时节约了建设投资成本,具有广阔的应用前景。如江苏省和浙江省先后有两起成功灭火的案例,避免了重大损失,这两起案例证明,探火管灭火装置对电气设备火灾的防控效果较好,极大地降低了火灾损失,灾后系
统恢复也非常迅速。

       但是,在探火管灭火装置安装过程中,由于单套探火管灭火装置的探火管标准使用长度为25 m,使保护范围受到了一定限制,而电气设备供应商对探火管布置在其设备内部还存在一定争议,这些情况也制约了探火管灭火装置的大范围推广使用。










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