无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统设计

张琳 杨坚鑫

(1.中海油深圳分公司恩平油田作业区;2.中海油能源发展装备技术有限公司深圳分公司 广东深圳 518000)

引发火灾的物质不同、火灾出现的地理环境等，均会对灭火工作形成一定影响。为了将火灾形成的不良影响控制到最低水平，应该寻找一种更好的消防手段，可以处理用水难以扑灭的油、电等引起的火灾。超细干粉灭火剂在此背景下出现，在火情控制与灭火方面拥有出色的表现。

1 超细干粉灭火剂

1.1 性能以及功能

超细干粉灭火剂是一种新出现的灭火技术，在灭火工作中拥有出色的表现。超细干粉灭火系统选择新型无机聚合物，系统在加工技术的配合下，让其拥有良好的灭火性能，同时不会对环境造成污染问题。超细干粉灭火系统使用的粉体粒径在均5 μm左右，拥有不错的流动性与干燥性，长时间放置也不会出现结块的情况，可最大程度地提高系统利用水平，快速处理由电力系统引发的火灾，松散性、弥散性较为出色，可以良好地阻隔大火，放置火情复燃。超细干粉灭火技术以化学原理作为灭火的核心内容，启动系统后由喷头发射粉体，粉体在火灾现场发生化学反应，控制火场中的自由基，防止火势进一步扩大、蔓延，拥有不错的灭火效果[1]。图1为超细干粉装置示意图。

图1 超细干粉装置

1.2 主要特点

超细干粉灭火剂应用在深位火灾中拥有突出表现，自然防潮，其灭火效率在普通干粉灭火剂的6倍以上。超细干粉灭火剂在应用中会发生链式反应，燃料分子在有焰燃烧中被活化，会产生大量的活性自由基，可以防止高能量自由基在现场大范围传播，在此条件下火势难以进一步发展。超细干粉灭火系统启动后，受到高压氮气驱动，充分与火焰混合，灭火组可以在短时间内捕捉自由基，燃烧活动产生的自由基小于自由基消耗量，从而达到灭火的目的[2]。

超细干粉灭火剂应用在起火位置，可以熄灭固体物质表面的火。对高温燃烧物喷射超细干粉灭火剂，在其与燃烧物接触时，固体表面会形成一种类似个玻璃状的物体，覆盖在固体表面部位，固体不会接触到空气，在燃烧条件不足的情况下，火势逐渐变小最终熄灭。

在灭火工作中使用超细干粉灭火剂，现场火焰与灭火剂喷射产生的高浓度粉末接触，在分解吸热的过程中，可以吸收火焰一部分热量。另外，随着分解吸热反应的开展，会生成水蒸气、二氧化碳等物质，可以有效稀释空气中氧气浓度，对火势控制有一定的益处。

1.3 适用类别

超细干粉灭火剂在灭火活动中拥有突出的表现，其灭火原理与灭火所用的材料，对于由不同物质引发的火灾。超细干粉灭火剂在灭火方面的效果会出现一定的差别，下面梳理超细干粉灭火剂对火灾控制的适用情况。

A 类：由棉、木、麻、橡胶、烟草、塑料、纸等可燃固体，引发的火灾。B类：由重油、原油、汽油、有机溶剂、柴油等可熔化固体、可燃液体，引发的火灾。C 类：由天然气、乙炔、煤气等可燃气体，引发的火灾。D类：由三乙基铝引起的火灾。E 类：由变电站、机房、电缆夹层、电缆隧道等带电设备，引发的火灾。

2 无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统分析

2.1 系统运行方式

无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统为灭火常用方式，热敏线、超细干粉灭火设备为该系统的主要设备。温度感应设备、喷洒设备、灭火剂、灭火剂储藏罐、热引发装置、压力控制设备为超级干粉灭火设备常见的部件。热引发设备触发启动、温度感应设备触发启动与电引发启动为系统主要的启动方法[3]。图2 为灭火装置性能参数。

图2 灭火装置性能参数

火灾事故现场环境温度较高，一旦温度在推进灭火工作时，对于火灾防护区环境温度上升速度迟缓情况或防护区中灭火装置器具较多的情况，灭火装置会在热引发启动方式下运作。火灾明火引燃热敏线，随后热源在短时间内朝灭火装置传递。启动器在工作状态下随着准备灭火工作，在玻璃球感温元件受温度作用，热膨胀破裂后，启动超细干粉灭火剂灭，完成灭火任务；如果防护区拥有大量的灭火装置器，同时环境温度在喷头感温元件动作温度之上，贮罐内压力推动喷头压板，致使压板从喷头位置处掉落下来，在驱动气体的辅助下，可以将超细干粉灭火剂在火灾灭火控制中的效果发挥到极致，快速完成灭火任务；电气手动与自动为电引发启动灭火系统的两种方式。火灾现场中的火灾报警控制系统，在传感元件提供的信息下，了解现场环境变化情况，一旦发现与火情相关指标，系统会在预设程序的驱动下接通灭火装置处的电子启动器电源，灭火装置喷头会在玻璃球感温元件膨胀破裂时启动，通过超细干粉完成火势控制与灭火的任务。图3为灭火装置布置图。

图3 灭火装置布置图

2.2 安装要求

灭火装置安装位置设定较为重要，不能安装在经常受到冲击或振动位置、临近热源或火源、容易被水浇或雨淋或水淹等位置。安装灭火装置时，需要关注喷头启动器、感温元件等装置。选择膨胀螺栓固定或者焊接的方式，将其固定在楼板处（将其承受拉力的能力控制在20 kg），借助相关方式提高灭火装置喷射部位在工作时的稳定性。

3 无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统设计

3.1 设计分析

无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统在设计环节，将研究的核心内容集中在灭火系统选择方面，局部灭火系统或全淹没灭火系统；防火区类型确定；报警系统的配套方式；系统中防排烟等联动设备在数量、位置方面的设计要点；研究通风与开口位置等；灭火剂中超细干粉存储量；确定被保护物实际情况，按照要求选择灭火装置，确定灭火装置位置与布置方式；验算设计参数，模拟系统在灭火中的表现[4]。

以某热电厂为研究对象，为其设计无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统。保护对象为电缆、电器和与之相关的设备，E 类火灾，防护区为机柜间（防护区（长×宽×高）：9.0 m×5.2 m×4.55 m）。无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统。围绕防护区进行设计，研究防护区部位状况，统计该部位发生火灾后施救人员、日常值班人员等，必须保证灭火装置中的超细干粉不存在有毒有害物质，不会对人体健康造成威胁。对灭火装置中填充的超细干粉，应该由药检部门核查，保证装置所用的材料达到规定要求；系统保护对象位于防护区下部，为了发挥灭火装置拥有的作用，可以快速完成灭火任务，将其用均匀布置的手段，悬挂在防护物上方，喷头顺着铅垂方向摆放；使用热敏线连接灭火装置，由此可以通过全淹没的方式控制系统装置，快速开展灭火工作[5]。在此种方式下，在系统控制下可以远程控制装置，即便防护区没有值班人员，依然可以驱动现场灭火装置。达到设定温度时或明火点燃热敏线，感温元件自发动作，装置接到指令后喷射超细干粉，进行灭火工作。依托无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统可以快速启动设备进行控火与灭火的任务，同时对保护区实现二十四小时无人监控，第一时间发现火灾并进行控制，将火灾造成的损失控制在最低水平[6]。

在系统设计时，应该严格按照超细干粉无管网灭火系统设计规范要求与验收标准进行计算，对于电缆夹层、电缆沟、通信机房、变配电室等位置，灭火剂全淹没设计浓度应该在0.12 kg/m3以上。另外，M=V×Q×K为则全淹没灭火超细干粉用量的计算公式，在公式中，M为设计用量；Q为最小灭火浓度；K为灭火装置配置场所的危险等级调节系数；V为防护区体积。

3.2 系统比较

灭火系统在设计时，灭火装置剂用量设计也尤为重要，按照《超细干粘灭火系统设计、施工及验收规范》文件提出的要求，结合报警系统应用要求与具体信息，选择超细干粉灭火系统。管网系统也可以应用到灭火工作中，也是常见的灭火系统。但是在热电厂中不使用管网系统，主要原因是管网系统体积较大，占用不少空间，对厂内部分设备运行形成干扰。无管网系统具备占地面积小的优势，同时工程造价成本不高，不会对热电厂施加过大的经济压力[7]。

4 结语

无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统应用到火灾控制活动中，可以凭借装置中超细干粉与空气反应，消灭火灾现场存在的自由基，达到控火、灭火的目的。该系统依托化学原理进行灭火工作，灭火机理对灭火效果存在一定影响。因此，当下应该结合其在不同类别物质引发火灾，在控火、灭火等效果基础上，总结火灾控制方面的信息，设计无管网悬挂式贮压超细干粉灭火系统，给出系统装置的安装要求并严格按照要求完成装置安装任务，由此才可以保证系统功能良好地发挥出来。