超細干粉滅火系統用于城市電纜隧道的探討

摘 要：超細干粉裝置是近年來電纜隧道消防工程中應用的新技術、新工藝，具有施工簡單、造價低、施工工期短等特點。

關鍵詞：變電站；固定滅火設施；超細干粉滅火裝置

1 前言

隨著城市建設和電網改造步伐的加快，電纜因其供電可靠性高、美化環境等優點得到了飛速發展，電纜隧道對于城市供電的重要性也越來越大。隨著電纜隧道容納的電纜數量和電壓等級的增加，電纜防火，特別是電纜隧道防火的重要性日益提高。在電纜隧道中，電纜比較密集，電纜周圍媒介是空氣，當一根電纜因自身故障或外界被點燃時，就可能引燃相鄰電纜，造成重大事故，引起重大經濟損失，因此電纜隧道內考慮可靠固定滅火設施是有必要的。

2 固定滅火設施的選擇原則

根據<<城市電力電纜線路設計技術規定>>（DLT 5221-2005 ）第13.3在電纜進出線特別集中隧道、電纜夾層和豎井中，可加濕式自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統或氣體滅火系統等固定滅火系統。

3 各種固定滅火設施的優缺點

濕式自動噴水滅火系統是按適當距離和高度，安裝一定數量的噴頭、供水管道及報警控制裝置的供水滅火系統。在非火災情況下，管道內充滿壓力水，當火災時，高溫火焰或高溫氣流使定溫的熱敏元件動作開啟噴頭，使水流通過噴頭實施自動滅火，同時，水流指示器在水的流動后送出電信號，啟動水力警鈴，發出火警信號。濕式自動噴水滅火系統由于噴頭噴出的水粒較大，而電纜隧道主要是高壓電纜不能起到有效的絕緣作用，且濕式自動噴水滅火系統用水量較大，需在電纜隧道外另外征地，建設消防水池及泵房，濕式自動噴水滅火系統相對其它滅火方式用水量大，投資高，管理困難，因此濕式自動噴水滅火系統用于電纜隧道，應根據工程情況合理選用。

水噴霧滅火系統是由噴頭、管道系統、電磁閥、火災探測器、報警控制裝置、控制組件及供水設備組成。在非火災情況下，水霧噴頭與電磁閥之間的管道內是沒有水的，當火災時，火災探測器感知到火災信號，在發出報警的同時，輸出控制信號啟動電磁閥，使壓力水經管道由水霧噴頭形成霧狀噴出，實施自動滅火。水噴霧滅火系統相對濕式自動噴水滅火系統水粒較小，能起到更好的絕緣效果。相同體積的水以水霧滴形態噴出時比直射流形態噴出的表面積大幾百倍，能吸收大量的熱迅速汽化，使燃燒體表面溫度迅速較低，使燃燒終止。水霧滴受熱后汽化形成原體積1680倍的水蒸氣，可使燃燒物質周圍空氣中的氧氣含量降低，燃燒會因缺氧而中斷。水噴霧滅火系統相對其它滅火方式用水量小，投資高，管理困難，需建設專門的水泵房及水池，水噴霧滅火系統用于電纜隧道，應根據工程情況合理選用。

氣體滅火系統由若干只滅火劑罐、噴頭、管路及啟動控制裝置組成，氣體滅火系統的關鍵是選擇合適的滅火劑。選用的滅火劑必須符合環境保護的規定，氣體滅火系統相對自動噴水滅火系統無需建設水泵房及水池，投資較少，管理簡單而運用于電纜隧道。但是氣體滅火系統要求在一個密保的防火分區內，保持一定氣體濃度才能有效滅火，在噴放滅火劑前，防護區內除泄壓口外的開口應能自行關閉。而電纜隧道為了考慮通風，需設置一定數量的進風口和排風口，很難做到密閉，為了有效撲滅火災，設計一般考慮很大的余量，增加了電纜隧道的總投資。

固定式脈沖超細干粉裝置是一種不用煙感、溫感、直接檢測火災信號，遇火能瞬間自動啟動，迅速將火撲滅的創新型自動滅火裝置。特別對無人值守的易燃易爆的重要場所實行全天候自動監控，解決了火災初起就可將火撲滅的難題。脈沖滅火技術是一項前沿技術，是相對于連續噴射滅火劑的方式提出的，是一種在極短時間內啟動滅火裝置，將滅火劑噴出，撲滅早期火災的創新技術，符合國際消防發展的趨勢：即“快速響應、早期抑制、高效滅火”。由于經過超細化后的滅火劑干粉，顆粒縮小到≤20nm，表面積成倍增大，進入火場更容易分解；另外，當裝置接到火災信號后，引發器中的氣體發生器產生大量氣體，并轉化為高速射流，超細干粉在超音速氣流的沖擊、擠壓、撕裂的作用下，被繼續細化，表面積再次增大，同時以氣固兩相流的狀態急速噴射到火源處，火焰在超音速氣流的作用下燃燒鏈被切割，同時被超細化的干粉經受熱起化學反應，生成多聚磷酸銨鹽在被保護物的表面上，形成一定厚度的玻璃層狀物，滲透到被保護物的空隙內，阻止空氣與被保護物的接觸起到防火層的作用。同時，磷酸銨鹽還可以使被保護物表面炭化，這種炭化層可以減緩燃燒過程，降低火焰溫度，起到冷卻和降溫的作用，使周圍的氧含量又在粉霧的作用下大大降低，因此使得燃燒的鏈式反應徹底的中斷，達到高速，高效的滅火目的。相對其他固定滅火系統投資少，管理簡單，不需要專門的水池水泵房，由于超細干粉密度比空氣大，通風系統風口對電纜隧道內超細干粉濃度影響較小，是電纜隧道固定滅火裝置的最佳選擇。

4 干粉自動滅火裝置簡介

根據<<城市電力電纜線路設計技術規定>>（DLT 5221-2005 ）及云南省地標《變電站消防技術規程》預制式干粉滅火裝置可以應用，而且目前在云南省已投運變電站電纜隧道中應有較多，均能起到有效滅火效果。

由于超細干粉粒徑小、流動性好、能在空氣中懸浮一定的時間，因此既能應用于相對封閉的空間全淹沒自動滅火，也可以應用于開放場所局部保護自動滅火。安裝使用方便：超細干粉自動滅火裝置安裝簡便，工程量小，無需穿墻打孔和安裝大量的管道及附屬設施。只需將裝置懸掛在被保護物的上方即可。滅火裝置有三種啟動方式，性能可靠。感溫元件溫控啟動：火災時，當環境溫度超過噴頭感溫元件公稱動作溫度，玻璃球受熱膨脹破裂，噴頭上的壓板受粉罐內壓力推動脫落，滅火劑在驅動氣體作用下快速噴出滅火。電引發啟動：火災時，火災報警控制系統探測到火情，經報警滅火控制器確認并發出滅火指令給滅火控制盤輸入啟動電流接通消防電源到滅火裝置上的電引發器，致使玻璃球感溫元件受熱膨脹破裂，開啟噴頭噴放滅火劑滅火。熱引發啟動：火災時，大火引燃熱敏線（實為導火線，也有企業稱為火探管），傳遞火源至滅火裝置，激活氣體發生劑驅動滅火劑噴射滅火。

5 總結

電纜隧道消防設計為了有效防止因短路或外界火源造成電纜引燃或沿電纜延燃，需要對電纜及其構筑物采取防火封堵分隔措施，在電纜溝接口處采用防火包等材料封堵。防火分區一般采用防火門、防火墻、防火隔板與封閉式耐火槽盒等防火堵料進行封堵。

由于規范沒有強制要求電纜隧道必須設置固定滅火系統，規范僅規定進出線密集處、及重要處建議設置固定滅火系統，根據目前工程情況，電纜隧道從幾十米到幾公里都有，如電纜隧道較長，考慮全線設置固定滅火系統，將對整個電纜隧道投資有重大影響。從節約投資角度考慮，建議在重要電纜隧道在接頭分區內處設置固定滅火系統，根據電纜運行經驗，電纜接頭處溫度較其它地方高，易發生事故，是整個電纜隧道最易引起火災的地方，只在電纜接頭分區內設置固定滅火系統是合理的，這樣投資減少了，又能起到有效的防火分隔作用。

參考文獻

[1]《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）

[2]《變電站消防技術規程》（DBJ 53/T-30-2010）

[3]《城市電力電纜線路設計技術規定》（DLT 5221-2005）

[4]《干粉滅火裝置》GA 602-2006

[5]《超細干粉無管網滅火系統設計·施工及驗收標準》DB42/294-2004

作者簡介

李樹保（1978-），男，云南昆明人，大學本科，工程師，主要從事電力系統變電站設計工作。