全自動氣體滅火系統(tǒng)
在廣州地鐵二號線首期工程的設(shè)計與應(yīng)用
摘要: 介紹廣州地鐵二號線首期工程全自動氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計情況, 包括系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)組成、操作方式等。
1　工程概況
廣州地鐵二號線首期工程東起琶洲站, 北至江夏站, 全線長231265 公里。全線共設(shè)車站20 座, 其中地面站1 座, 高架站3 座; 沿線還設(shè)有車輛段、綜合基地、主變電站、集中冷站、控制中心(與一號線控制中心的土建工程合建) 以及相配套的設(shè)施和設(shè)備。
廣州地鐵二號線采用煙烙盡( Inergen) 氣體滅火系統(tǒng), 用于撲救忌水場合和設(shè)備的火災(zāi), 系統(tǒng)的設(shè)計采用組合分配式氣體滅火系統(tǒng), 實行全淹沒滅火方式。
2　系統(tǒng)執(zhí)行的規(guī)范標準
煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)是依據(jù)以下的規(guī)范標準進行設(shè)計、安裝及驗收的:
(1) 美國消防協(xié)會N FPA 2001 標準(即潔凈藥劑
滅火系統(tǒng)標準) (2000 年版) ;
(2)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50116298;
(3)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》GB
50166292;
( 4)《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》GB 502632
97;
(5)《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB
50235297;
(6)《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》GB 50157292。
3　系統(tǒng)的保護范圍
(1) 全線車站站內(nèi)的通信設(shè)備室(含通信電源室) , 信號設(shè)備室(含信號電源室) , 降壓變電所和牽引降壓混合變電所的控制室、高壓室( 33 kV 開關(guān)柜室、1500 V 直流開關(guān)柜室)、低壓室( 動力變壓器室、014 kV 開關(guān)柜室)、整流變壓器室, 環(huán)控電控室, 屏蔽門控制室。
(2) 集中冷站內(nèi)的變壓器室、控制室、開關(guān)柜室。
(3) 一號線控制中心大樓內(nèi)為二號線首期工程預(yù)留的信號機械室、信號電池室。
(4) 主變電站的主變室、控制室、33 kV 濾波裝置室、33 kV 配電裝置室及電纜夾層等。
(5) 車輛段控制中心的通信聯(lián)合機械室(含通信電源室)、信號機械室(含信號電源室) , 牽引降壓混合變電所的控制室、高壓室、低壓室、整流變壓器室, 跟隨所的控制室、高壓室、低壓室。
4　系統(tǒng)設(shè)計
411　系統(tǒng)功能
煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)平時是由探測報警部分來監(jiān)視防護區(qū)的狀態(tài)的, 在火災(zāi)時能自動報警并按預(yù)先設(shè)定的控制方式啟動滅火裝置釋放滅火劑, 迅速撲滅火災(zāi), 以保證地鐵的正常運營。
412　設(shè)計參數(shù)
假定所有保護區(qū)域內(nèi)的可能出現(xiàn)的最低溫度約為16℃, 極端最高溫度約為32℃, 而在通常情況下正常溫度約為21℃。
煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)的最小設(shè)計滅火濃度為3715% (16℃時) , 最大設(shè)計滅火濃度為4218% (32℃ 時) , 滅火時間限于1 分鐘內(nèi)。
413　計算公式
4. 3. 1　滅火劑設(shè)計用量的計算
M = 2. 303 V s.S× log (100.100 - C) ×V S = 0. 65799 + 0. 00239T
式中:M ——滅火劑設(shè)計用量(m 3)
S ——煙烙盡氣體過熱蒸氣比容(m 3.kg)
T ——保護區(qū)內(nèi)預(yù)期最低環(huán)境溫度(℃)
C ——滅火劑設(shè)計濃度。
V ——保護區(qū)凈容積(m 3)
V s——20℃時滅火劑比容, 取01707 m 3.kg。
4. 3. 2　泄壓口最小面積的計算
A f = 0. 0135Q.P1.2
式中: A f ——泄壓口面積(m 2)
Q ——防護區(qū)內(nèi)氣體的峰值流量(m 3.min) ,Q = K ×M 0.t
, 其中K = 217,M 0 (m 3) 為滅火劑的實際充裝量, t (m in) 為噴射時間。
P ——圍護結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(Pa)
4. 4　滅火機理煙烙盡氣體對撲滅A、B、C 類火災(zāi)是一種有效的藥劑, 而作為滅火藥劑的煙烙盡氣體, 是由52% 的氮氣、40% 的氬氣和8% 的二氧化碳這三種自然存在于大氣中的惰性氣體組成。當煙烙盡氣體依規(guī)定的設(shè)計滅火濃度噴放于需要保護的區(qū)域中時, 可以在1 分鐘之內(nèi)將區(qū)域內(nèi)的氧氣迅速降至1215% , 而使燃燒無法繼續(xù)進行。同時, 在這樣低的氧氣濃度下, 由于保護區(qū)域中的二氧化碳濃度已從自然狀態(tài)下的低于1% 提高到4% , 促使人的呼吸速率比平時加快, 可以在單位時間內(nèi)吸入更多的氧氣以維持正常的生命所需。至于其中的氬氣, 還具有加強煙烙盡氣體在所保護區(qū)域中的流動性、進一步提高滅火效率的作用。
415　系統(tǒng)的滅火過程
每個防護區(qū)域內(nèi)的探測器都被分成兩個獨立的報警回路。發(fā)生火災(zāi)時, 其中單一回路報警后, 設(shè)在該保護區(qū)域內(nèi)的警鈴將動作, 而當兩個回路都報警后, 設(shè)在該保護區(qū)域內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈將動作, 在延時階段控制盤將完成相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動。經(jīng)過30 秒延時, 控制盤便啟動煙烙盡氣體鋼瓶組上釋放閥的電磁啟動器和對應(yīng)保護區(qū)域的選擇閥, 使煙烙盡氣體沿管道和噴頭輸送到對應(yīng)的保護區(qū)域滅火。
如值班人員先于火災(zāi)探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情, 當用手提式滅火器或其它移動式滅火設(shè)備無法撲滅火災(zāi)時, 可直接拉動手拉啟動器或在氣瓶間通過緊急機械啟動器直接啟動鋼瓶和選擇閥。