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城市軌道交通建設(shè)中氣體滅火系統(tǒng)選用

日期：2024-09-20 13:28
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摘要：
來源：中國論文下載中心   作者：楊紹文
     軌道交通建設(shè)中氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用情況，對重慶輕軌較新線一期氣體滅火系統(tǒng)滅火劑摘要：簡要介紹氣體滅火系統(tǒng)的特點、發(fā)展趨勢、選擇原則以及二氧化碳、七氟丙烷“INERGEN”(煙烙盡)等氣體滅火系統(tǒng)的特點，針對現(xiàn)階段我國城市的選擇作了充分的比較和論證，*終決定采用七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。
    關(guān)鍵詞：城市軌道交通；氣體滅火系統(tǒng)；七氟丙烷
    1氣體滅火系統(tǒng)的特點
        通信機械室、信號機械室及車站綜合控制室等重要區(qū)域的滅火設(shè)計中。     氣體滅火系統(tǒng)是城市軌道交通建設(shè)中非常重要的一部分。它具有高效，快速，對被保護對象無任何影響等優(yōu)點，它不僅能滿足保護貴重設(shè)備，還能滿足城市軌道交通中對火災(zāi)應(yīng)盡快發(fā)現(xiàn)，盡快撲滅，盡快恢復(fù)運營的要求，因此被廣泛運用在城市軌道交通的變電所、主變電站、
    2氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
    哈龍產(chǎn)品鹵代烷1211及1301在我國氣體消防行業(yè)的應(yīng)用歷史中占有非常重要的地位，目前系統(tǒng)的裝備量約占氣體滅火系統(tǒng)總裝備量的80%以上。但由于鹵代烷滅火劑是破壞大氣臭氧層的主要因素，為了保護人類共同的生存環(huán)境    早在20世紀80年代，傳統(tǒng)，造福子孫后代，隨著《關(guān)于保護臭氧層的維也納公約》和《關(guān)于破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》的簽署，這標志著淘汰鹵代烷滅火劑，開發(fā)新型滅火劑已成為大勢所趨。
    3氣體滅火系統(tǒng)的選擇原則
    (1)ODP值*小原則，即對臭氧層的耗損*小。
    (2)C值*小原則，即滅火濃度小，滅火劑用量少。
    (3)GWP值*小原則，即溫室效應(yīng)小。
    (4)ALT值*小原則，即在大氣中存留期短，潛在危險小。
    (5)NOAEL值*大原則，即毒性低。
    (6)滅火效果較好原則，即浸漬時間短。
    6個原則具體執(zhí)行時應(yīng)綜合考慮，統(tǒng)籌兼顧，結(jié)合具體條件決定。
    4氣體滅火系統(tǒng)的選擇
    我國城市軌道交通中不少被保護房間均以電器設(shè)備為主，較分散，它不僅價值高達數(shù)千萬元，而且控制著整個軌道交通的正常運營，屬重點保護對象?；馂?zāi)屬電氣火災(zāi)，需采用氣體滅火系統(tǒng)。對氣體滅火介質(zhì)的選擇應(yīng)考慮潔凈、環(huán)保、滅火效率高、技術(shù)成熟以及對人體**、投資適度等因素。
符合上述條件的氣體滅火系統(tǒng)主要“INERGEN”(煙烙盡)，有：二氧化碳，“***00”(七氟丙烷)，“Triodide”(取代)，
    “HCFC/A”(國外稱NAFS2Ⅲ)等產(chǎn)品。411二氧化碳滅火系統(tǒng)二氧化碳滅火系統(tǒng)的滅火機理主要是窒息作用，不適用于有人工作的場所，4%的濃度對人體即有不適感覺，20%濃度可致死亡，而電子、電氣、電纜間設(shè)計濃度為47%。二氧化碳設(shè)計濃度大，氣瓶占據(jù)空間要求大。412“INERGEN”(煙烙盡)滅火系統(tǒng)“INERGEN”(煙烙盡)是由氮氣、氬氣和二氧化碳52∶40∶8的體積比例混合而成的一種滅火劑，其滅火機理為稀釋氧氣，窒息滅火。噴放時環(huán)境溫度變化小且不影響能見度，但在常溫貯存壓力為15MPa，比較容易泄漏。煙烙盡滅火劑本身價格雖只比二氧化碳貴50%，但其所需主要設(shè)備價格昂貴；另一方面滅火劑噴放時間不超過60s，在此段時間防護區(qū)內(nèi)材料本身將產(chǎn)生很多有害燃燒產(chǎn)物。413七氟丙烷滅火系統(tǒng)七氟丙烷又稱HFC2227ea，為美國大湖公司研究的產(chǎn)品。常溫下呈氣態(tài)，無色、無臭、不導(dǎo)電、無腐蝕、無環(huán)保限制，大氣存留期較短。其滅火機理既有物理作用(分子汽化階段能迅速冷卻火焰溫度)，又有化學(xué)作用(中斷燃燒的鏈式反應(yīng))，滅火速度快，效率高、主動性強，非常適合保護電器、磁介質(zhì)、文件檔案或價值高的珍品及設(shè)備，并對保護的物品無損害，滅火后不留任何殘留物。七氟丙烷潔凈滅火氣體是國際公認的對人體無害的滅火藥劑，并且氣體釋放壓力小、無毒，很適合經(jīng)常有人工作的保護區(qū)。
    414“Triodide”(取代)滅火系統(tǒng)
    “Triodide”(取代)滅火劑是*近出現(xiàn)的一種鹵代烷滅火劑的*佳替代物，它可以完全使用鹵代烷滅火系統(tǒng)的設(shè)備，而且滅火劑設(shè)計濃度比哈龍1301還低。貯氣瓶低壓存放，存放空間只有哈龍1301的68%。“Triodide”對大氣的影響很小，在不能使用鹵代烷滅火劑的國家，如澳大利亞，德國等國政府，均指定“Triodide”為替代哈龍1301的滅火劑。415“HCFC/A”滅火系統(tǒng)“HCFC/A”是目前國際上技術(shù)比較成熟，各項指標較為合理，且有一定推廣價值的哈龍?zhí)娲鷼怏w滅火系統(tǒng)?！癏CFC/A”滅火劑的化學(xué)成份是氫氟代烷混合物(其中HCFC22占82%，HCFC124占915%，HCFC123占4175%，萜烯占3175%)?！癏CFC/A”的滅火機理是通過化學(xué)反應(yīng)和物理降溫來進行滅火?！癏CFC/A”滅火效能高，可替代現(xiàn)有哈龍1301的滅火系統(tǒng)(用量為1301的1109倍，只需更換噴嘴即能在規(guī)定時間內(nèi)噴放所有氣體)?！癏CFC/A”溫室效應(yīng)很高，目前在歐盟國家被禁用。
    綜合上述各氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點，結(jié)合目前城市軌道交通中防護區(qū)特點(如體積小，分散，經(jīng)常有人工作等)，較適合的氣體滅火系統(tǒng)有“***00”(七氟丙烷)、“Trio2dide”(取代)和“INERGEN”(煙烙盡)，但“Triodide”(取代)的單價是“***00”(七氟丙烷)的4倍，從節(jié)省工程投資角度考慮，不宜選用。因此，現(xiàn)階段我國城市軌道交通中比較普遍應(yīng)用的清潔滅火劑有“INERGEN”和“***00”。
    5工程應(yīng)用實例
重慶輕軌較新線一期工程全線各保護房間均采用“***00”氣體滅火系統(tǒng)。
在氣體滅火介質(zhì)的選擇上，根據(jù)現(xiàn)階段我國城市軌道交通建設(shè)的現(xiàn)狀，就“INERGEN”和“***00”
    2種滅火介質(zhì)進行了充分的比較和論證。
    511系統(tǒng)宜選擇“潔凈、環(huán)保的滅火介質(zhì)
     鑒于鹵代烷系列產(chǎn)品對大氣臭氧層具有明顯的破壞作用，聯(lián)合國環(huán)境署和世界銀行自90年代以來，先后組織了世界環(huán)保部門和消防部門的工程技術(shù)人員極力探索和研制不破壞臭氧層，而且對溫室效應(yīng)影響較小的鹵代烷替代物清潔氣體，并從氣體的環(huán)保特性和毒理特性兩方面對清潔氣體作了明確的規(guī)定，即：清潔氣體應(yīng)對環(huán)境(大氣)無危害，即不破壞臭氧層，要求：ODP≤0105，*好ODP=0。不產(chǎn)生溫室效應(yīng)或溫室效應(yīng)較小，要求：GWP≤011(CFC11的GWP=110)；應(yīng)對人體無毒性危害，或僅有輕微影響，要求：清潔氣體滅火介質(zhì)的設(shè)計滅火濃度小于或等于其NOAEL值，不得大于其NOAEL值。
    ***00及INERGEN的環(huán)保、滅火、毒理特性數(shù)據(jù)，簡單說明2類氣體在“潔凈、環(huán)保等方面的特點。***00和INERGEN均為“潔凈、環(huán)保類氣體，均能滿足城市軌道交通消防工程的要求。512系統(tǒng)選擇應(yīng)滿足“高效快速以及對人體**的基本要求從撲滅火災(zāi)類型上講：***00和INERGEN均能撲滅A、B、C類火災(zāi)，但都對A類深位火災(zāi)效果較差。從撲滅火災(zāi)的速度及效能上講：***00的滅火原理是化學(xué)滅火，滅火濃度一般為7%～10%，95%劑量噴出時間為10s之內(nèi)，浸漬時間為1～10min，相應(yīng)滅火時間較短。INERGEN的滅火原理是窒息滅火，滅火濃度一般為3715%～4215%，95%劑量噴出時間為60s，浸漬時間為10～20min，其相應(yīng)衛(wèi)生**滅火時間較長?？梢姡琁NERGEN不僅滅火時間比***00長，而且由于滅火濃度比***00大得多，火災(zāi)后排除殘余氣體的時間也長，因此***00比INERGEN更能快速有效地撲滅火災(zāi)。從氣體儲存條件上講：***00儲存壓力為2500kPa，INERGEN為15000kPa。因此，***00由于儲存壓力低，相應(yīng)其泄漏量較小，儲存時間可長達31～42年內(nèi)不會變質(zhì)和分解。INERGEN由于儲存壓力高，相應(yīng)其泄漏量較大，對儲存容器要求也高，一般不會變質(zhì)和分解。但值得一提的是INERGEN氣體中含有CO2等對人體有害的物質(zhì)，尤其在地下車站，火災(zāi)時這些有害的物質(zhì)經(jīng)噴放、泄漏，*后聚集在車站*低處，不能靠自然排除，當濃度增至一定程度時將會對人員產(chǎn)生危害，從而危及消防**?？梢?，***00較INERGEN更能**、高效、快速撲滅火災(zāi)，保障城市軌道交通的正常運營。
     513系統(tǒng)選擇應(yīng)考慮“投資經(jīng)濟、技術(shù)合理”的客觀條件從經(jīng)濟上講：***00因氣體組分單一，相應(yīng)氣體價格便宜得多。INERGEN需將氮氣、氬氣及二氧化碳進行復(fù)雜的混合，相對生產(chǎn)工藝復(fù)雜，所以氣體價格昂貴得多。且用氣量大，充裝氣瓶數(shù)量多，控制設(shè)備多，占地面積及體積自然較大；管道和氣瓶承受壓力大，管材和氣瓶要求高等，因此無論從土建費用、運營治理及維修費用還是從設(shè)備購置及安裝費用上講都遠遠高于***00?？梢?，INER2GEN在城市軌道交通中工程造價遠遠高于***00。從技術(shù)上講：INERGEN目前國內(nèi)從設(shè)計到施工還無完整的理論依據(jù)，只能參考國外的一些規(guī)范和企業(yè)標準。而***00在我國已經(jīng)由廣東省公安廳消防局、公安部天津消防科學(xué)研究所、深圳市公安消防局、國家消防工程技術(shù)研究中心等單位制定了廣東省工程建設(shè)地方標準《七氟丙烷（HFC2227ea）潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[2，3]。
      由于其性能與“1301”基本一致，其施工及驗收規(guī)范完全可參照“1301”規(guī)范執(zhí)行，因此***00從設(shè)計到施工驗收均有可靠的技術(shù)標準。下面引用深圳地鐵一期工程典型車站氣體消防綜合投資指標（表2[4]中指標不包括火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的投資），簡單說明我國現(xiàn)階段清潔氣體滅火系統(tǒng)投資的經(jīng)濟性。通過上述經(jīng)濟技術(shù)比較，可以清楚地看到，在我國現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟條件下，INERGEN和***00應(yīng)成為我國城市軌道交通中氣體滅火系統(tǒng)的*佳滅火劑。另外，城市軌道交通建設(shè)設(shè)備國產(chǎn)化是我國地鐵建設(shè)的一項基本方針，國家對此十分重視，現(xiàn)階段我國地鐵建設(shè)項目能否立項的一個首要條件就是設(shè)備是否國產(chǎn)化。INERGEN現(xiàn)在還不能完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，而***00從設(shè)備到氣體國內(nèi)不止一家能生產(chǎn)，符合國家地鐵建設(shè)設(shè)備國產(chǎn)化的要求。
    參考文獻[1]唐祝華。21世紀潔凈氣體滅火新技術(shù)的開拓、發(fā)展與遠望[J]。給水排水，2000（1）：66～73。[2]廣東省建設(shè)委員會。DBJ1522321999七氟丙烷（HFC2227ea）潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[Z]。[3]中華人民共和國公安部消防局。消防技術(shù)標準規(guī)范匯編[S]。北京：中國計劃出版社，1999。[4]陳學(xué)民。深圳地鐵一期工程中氣體滅火系統(tǒng)的選用[J]。給水排水，2000（11）：53～54。