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赵
洁
〔中国航空规划建设开展,北京
100120〕
摘要 柴油发电机房火灾种类较多,起火原因复杂,国家标准对于其灭火系统的选择也没有统
一规定。在设计时只能通过分析柴油发电机房的火灾特点以及各消防系统的灭火机理,根据实际情况,经技术、经济比拟,选择适宜的消防系统。
关键词 柴油发电机 消防 水喷雾 气体
干粉
引言
在柴油发电机房的消防系统中,常见的有以下几种:自动喷水灭火系统[包括:湿式自动喷水灭火系统〔以下简称“湿式系统〞〕、水喷雾灭火系统、细水雾〔超细水雾〕灭火系统、自动喷水-泡沫联用系统]、气体灭火系统和干粉灭火系统。如何选择适宜的消防系统是设计中经常遇到的问题。
论在实际情况中是否全都适用,还是在某些情况下
有更加适宜的灭火系统?
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柴油发电机房起火种类及起因
要灭火,首先要分析火灾的种类和起因,柴油发电机房火灾主要有如下几种:
电气火灾:供电线路短路或其他原因的火灾引起电器设备着火。
非水溶性可燃液体〔柴油〕火灾:供油系统的输油管路、容器泄漏或火灾时遭到破坏,油类流淌到地面,接触到高温烟气或明火而燃烧;或者电气火灾引燃柴油发电机泄漏的油类而燃烧;或者柴油机工作时引燃烟道内残油,继而火焰沿烟道排油、排水口窜入地下室〔或地面〕,引燃地面浮油。
固体外表火灾:柴油发电机房的固体表面火灾主要是由于前两种火灾发生时引燃柴油发电机房内可燃固体所致。
针对柴油发电机房的上述3种火灾,逐一分析设计中常见的各消防系统。
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标准条文
柴油发电机房灭火系统的选择首先要依据国家现行的设计标准。
?高层民用建筑设计防火标准?〔GB50045—95,
2005年版,以下简称“高规〞〕:燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统。其条文说明为:高层建筑内的燃油、燃气锅炉房、可燃油油浸电力变压器室、多油开关室、充可燃油的高压电容器室、自备发电机房等,有较大的火灾危险性。考虑到其火灾特点,可以采用水喷雾灭火系统。
?民用建筑电气设计标准?〔JGJT16—2008,以下简称“电规〞〕-7条规定:设置在高层建筑内的柴油发电机房,应设水喷雾灭火装置及火灾自动报警装置。除高层建筑外的所有属于一级及二级火灾自动报警保护对象的建筑物内的柴油发电机房,应设火灾自动报警装置和手提式灭火装置或气体灭火装置。
从“高规〞和“电规〞的条文可以看出,重要的柴油发电机房〔如高层建筑内柴油发电机房〕火灾应首选设置水喷雾灭火系统,而一般性柴油发电机房那么可选用气体灭火装置,也可以理解为柴油发电机房灭火时水喷雾灭火系统优于气体灭火系统。这个结
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消防系统比拟及选择
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自动喷水灭火系统
根据柴油发电机房的火灾种类和起因,湿式系统不适于扑救柴油火灾,不应作为首选灭火系统。细水雾〔超细水雾〕灭火系统和自动喷水-泡沫联用系统虽然适于扑救柴油发电机火灾,但其建设和维护费用远高于水喷雾灭火系统,只有当柴油发电机房附近现有这些灭火系统时,才适宜将其作为首选灭火系统。
水喷雾灭火系统是由湿式系统派生出来的一种自动灭火系统。它的灭火机理主要为:冷却作用、窒
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给水排水
增刊
2012
息作用、乳化作用和电绝缘性能。水喷雾灭火系统
的这四个灭火机理正好应对柴油发电机房的三种火灾,尤其是其乳化作用,对扑灭液体外表火灾更加有利。
?水喷雾灭火系统设计规范?〔GB50219—95〕
:水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾,闪点高于60℃的液体火灾和电器火灾。将水喷雾灭火系统作为柴油发电机房的灭火系统是不错的选择。
另外,水喷雾灭火系统可从建筑内湿式自动喷水灭火系统接出,其供水设施是现成的,只需要在柴油发电机房布置水喷雾喷头即可,经济方便。
水喷雾灭火系统具有良好灭火性能,建设和运行费用不高,可作为柴油发电机房灭火系统的首选。但在下面两种情况下,水喷雾灭火系统及其他自动喷水灭火系统存在局限。
第一种情况:位于寒冷地区的柴油发电机房。由于机房设有通风百叶,所以机房内通常不设采暖系统,到了冬季,为了防止机房内供水管道被冻坏,只能为其增设电伴热系统或采用干式灭火系统防止管道内的水结冰。但是,增设电伴热会增加建设和运行费用,浪费能源。采用干式灭火系统,由于管道充水需要时间,不能第一时间启动灭火,所以在此情况下不适宜适采用水喷雾灭火系统保护柴油发电机房。
第二种情况,也是所有自动喷水灭火系统一个最大的局限。现在大多数公共建筑的消防供水泵位于建筑内部,由建筑内两路电源供电,如果两路电源全都故障,自动切换为建筑内柴油发电机房供电。柴油发电机在平时不工作时,发生火灾的概率很小,只有在启动时,才最容易发生火灾。一旦柴油发电机需要启动,此时说明其他两路电源均无法正常工作,如果此时柴油发电机发生火灾,无法供电,也就没有动力电源,无法启动消防泵,水喷雾灭火系统没有了水源,成为虚设。只有当消防泵房和柴油发电机房不在同一建筑内,消防水泵不需要该柴油发电机房提供动力电源时,水喷雾灭火系统才能成为首选灭火系统。
:气体灭火系统适用于扑救以下火灾:
电气火灾、固体外表灾、液体火灾、灭火前能切断气源的气体火灾。可见,气体灭火系统完全适用于扑救柴油发电机房火灾。
通常柴油发电机房采用的气体灭火系统为七氟丙烷灭火系统。与其他气体灭火系统相比,七氟丙烷的设计灭火浓度小,并采用低压存储,对储气瓶、管网、喷嘴以及周围环境、温度的要求相对较低,建设和维护费用最低。另外,七氟丙烷灭火系统在窒息、冷却作用的同时伴有化学抑制作用,可以增强灭火效果。所以,在洁净气体灭火系统的中,应首选七氟丙烷作为灭火介质,扑救柴油发电机房火灾。
七氟丙烷喷放后全部气化,具有无色、无味、不污染、不导电、不损害机械及电气设备等特点。它灭火速度快,灭火效果好,对扑灭柴油发电机房的几种火灾都非常有效。但相对于水喷雾灭火系统,其投资较高。有些工程之所以舍弃低投资水喷雾灭火系统,采用七氟丙烷灭火系统主要有一下三种情形。
当柴油发电机房发生火灾,如不能迅速恢复供电,将在经济上造成重大损失、政治上造成很大影响时,应优先采用气体灭火系统。
当柴油发电机房附近有组合分配式气体灭火系统时,那么可将柴油发电机房消防纳入此组合分配式气体灭火系统中,此做法无论从经济、技术上都非常合理。
当水喷雾灭火系统遇到动力问题〔如上文所述水喷雾灭火系统的局限性〕时,采用气体灭火系统。气体灭火系统仅需要24V低压电源和启动钢瓶即可启动,完成灭火工作,无需动力电源。在建筑内两路动力电源均无法工作时,也可以通过UPS电池供电启动,为柴油发电机房提供不间断保护。所以,气体灭火系统在实施保护的时间连续性上有着显著优势。
七氟丙烷灭火系统也有其设计局限。作为全淹没灭火系统,七氟丙烷灭火系统在灭火时需要封闭空间。柴油发电机房通常设有进、排风百叶窗,在柴油发电机启动前要开启百叶窗。如果柴油发电机在启动或正常运行时发生火灾,电路无法继续供电,百
洁净气体灭火系统
?气体灭火系统设计规范?〔GB50370—2005〕
给水排水
增刊
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叶窗不能自动关闭,封闭防护区,无法满足全淹没系
统灭火的必要条件,此种情况下,不宜采用七氟丙烷全淹没灭火系统。此时如果仍想采用气体灭火系统,只能采用局部应用系统,灭火剂采用二氧化碳
〔七氟丙烷不能应用于局部应用系统〕。二氧化碳灭火系统,不管是采用高压存储,还是低压存储,建设和维护费用都要高出许多,性价比不高,一般不推荐采用。
电源和启动气体即可启动灭火,不受动力电源无法
工作限制。干粉灭火系统可应用于局部应用系统,不受防护区是否封闭限制。并且,干粉灭火系统不但能够扑灭平面火灾,还能扑灭三维立体火灾,与气体灭火系统和水喷雾灭火系统相比,其灭火效果不亚于前两者,综合建设费用和维护费用也较前两者低。
但是,如果柴油发电机房附近已设计有气体灭火系统或自动喷水灭火系统,增设干粉灭火系统的费用那么高于利用现有系统。并且,干粉易附着在物体外表,不好清扫,故在此情况下,应首选利用现有设施。
干粉灭火系统
干粉灭火剂的主要灭火机理是阻断燃烧的链式反响,即化学抑制作用。同时,干粉灭火剂的基料在火焰的高温作用下将会发生一系列的分解反应,这些反响都是吸热反应,可吸收火焰的部分热量。而这些分解反应产生的一些非活性气体如二氧化碳、水蒸气等,对燃烧的氧浓度也具稀释作用。干粉灭火剂具有灭火效率高、灭火速度快、绝缘性能好、腐蚀性小,不会对生态环境产生危害等优点。主要用于扑救可燃气体、易燃液体火灾,也适用于扑救电气设备和可燃固体火灾。具体有以下特点:
〔1〕灭火时间短、效率高,对石油及石油产品的灭火效果较好。
〔2〕绝缘性能好,可扑救带电设备火灾。
〔3〕对人畜无毒或低毒,对环境不会产生危害。
〔4〕灭火后,对机器设备的污染较小。
〔5〕不受电源限制。
〔6〕能长距离输送,设备能远离火区。
〔7〕寒冷地区使用不需防冻。
〔8〕灭火剂可长期储存。
〔9〕适用于缺水地区。
?干粉灭火系统设计标准?〔GB50347—2004〕:干粉灭火系统可用于扑救以下火灾:灭火前可切断气源的气体火灾,易燃、可燃液体和可熔化固体火灾、可燃固体外表火灾、带电设备火灾。干粉灭火系统也完全适用于扑救柴油发电机房火灾。
在应用于柴油发电机房的众多灭火系统中,干粉灭火系统并不常见。但干粉却可以作为全能型灭火系统应用于柴油发电机房,不受任何限制。比方:干粉灭火剂本身为固体,不需要防冻,故在寒冷地区,也不受气温限制。干粉灭火系统通过24V低压
小结
在柴油发电机房灭火系统选择时,要综合考虑灭火效果和经济因素。如果柴油发电机房附近已设计有干粉灭火系统、气体灭火系统或水喷雾灭火系统,那么应优先选择利用现有系统。如果三个系统同时存在,从经济角度考虑,选用顺序依次为水喷雾灭火系统、气体灭火系统和干粉灭火系统;从灭火效果考虑,选用顺序与前者相反。当现有系统存在某种限制不宜采用或无现有系统可利用时,应优先选用干粉灭火系统。总之,选择柴油发电机房灭火系统时,应根据建筑物的实际情况,经技术、经济比拟,在不违反国家现行设计标准的前提下,选择最正确的灭火系统。
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参考文献
1GB50045—95高层民用建筑设计防火标准,2005年
2GB50219—95水喷雾灭火系统设计标准
3GB50370—2005气体灭火系统设计标准
4GB50347—2004干粉灭火系统设计标准
5JGJ16—2008民用建筑电气设计标准
信息,2009,〔3〕:45~47
:[学位论文].
天津:天津大学化学工程,2006
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※通讯处:100120北京市德胜门外大街12号二分箱
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收稿日期:2011-09-02
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