全自動氣體滅火系統
在廣州地鐵二號線首期工程的設計與應用
摘要: 介紹廣州地鐵二號線首期工程全自動氣體滅火系統設計情況, 包括系統設計、系統功能、系統組成、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。全線共設車站20 座, 其中地面站1 座, 高架站3 座; 沿線還設有車輛段、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) 以及相配套的設施和設備。
廣州地鐵二號線采用煙烙盡( Inergen) 氣體滅火系統, 用于撲救忌水場合和設備的火災, 系統的設計采用組合分配式氣體滅火系統, 實行全淹沒滅火方式。
2　系統執行的規范標準
煙烙盡氣體滅火系統是依據以下的規范標準進行設計、安裝及驗收的:
(1) 美國消防協會N FPA 2001 標準(即潔凈藥劑
滅火系統標準) (2000 年版) ;
(2)《火災自動報警系統設計規范》GB 50116298;
(3)《火災自動報警系統施工及驗收規范》GB
50166292;
( 4)《氣體滅火系統施工及驗收規范》GB 502632
97;
(5)《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB
50235297;
(6)《地下鐵道設計規范》GB 50157292。
3　系統的保護范圍
(1) 全線車站站內的通信設備室(含通信電源室) , 信號設備室(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 開關柜室、1500 V 直流開關柜室)、低壓室( 動力變壓器室、014 kV 開關柜室)、整流變壓器室, 環控電控室, 屏蔽門控制室。
(2) 集中冷站內的變壓器室、控制室、開關柜室。
(3) 一號線控制中心大樓內為二號線首期工程預留的信號機械室、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　系統設計
411　系統功能
煙烙盡氣體滅火系統平時是由探測報警部分來監視防護區的狀態的, 在火災時能自動報警并按預先設定的控制方式啟動滅火裝置釋放滅火劑, 迅速撲滅火災, 以保證地鐵的正常運營。
412　設計參數
假定所有保護區域內的可能出現的最低溫度約為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的最小設計滅火濃度為3715% (16℃時) , 最大設計滅火濃度為4218% (32℃ 時) , 滅火時間限于1 分鐘內。
413　計算公式
4. 3. 1　滅火劑設計用量的計算
M = 2. 303 V s.S× log (100.100 - C) ×V S = 0. 65799 + 0. 00239T
式中:M ——滅火劑設計用量(m 3)
S ——煙烙盡氣體過熱蒸氣比容(m 3.kg)
T ——保護區內預期最低環境溫度(℃)
C ——滅火劑設計濃度。
V ——保護區凈容積(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 ——防護區內氣體的峰值流量(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 ——圍護結構承受內壓的允許壓強(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。當煙烙盡氣體依規定的設計滅火濃度噴放于需要保護的區域中時, 可以在1 分鐘之內將區域內的氧氣迅速降至1215% , 而使燃燒無法繼續進行。同時, 在這樣低的氧氣濃度下, 由于保護區域中的二氧化碳濃度已從自然狀態下的低于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域中的流動性、進一步提高滅火效率的作用。
415　系統的滅火過程
每個防護區域內的探測器都被分成兩個獨立的報警回路。發生火災時, 其中單一回路報警后, 設在該保護區域內的警鈴將動作, 而當兩個回路都報警后, 設在該保護區域內外的蜂鳴器及閃燈將動作, 在延時階段控制盤將完成相關設備的聯動。經過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保護區域的選擇閥, 使煙烙盡氣體沿管道和噴頭輸送到對應的保護區域滅火。
如值班人員先于火災探測系統發現火情, 當用手提式滅火器或其它移動式滅火設備無法撲滅火災時, 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。