地铁工程气体灭火剂的选用
时间:2017-08-11 08:30:07 来源:未知
主要介绍地下建筑空间气体消防灭火剂的选用及其主要优缺点,对
惰性气体IG541 和
七氟丙烷做重点对比分析。
气体灭火在上世纪八九十年代,我国气体消防系统采用的灭火剂大多是卤代烷1301 ,当时,人们认为卤代烷1301 是适合各种不同类型火灾的最佳的火焰抑制剂。但是,由于其对环境的影响,对大气臭氧层的破坏,不同程度造成全球变暖,1993 年在加拿大出台了《蒙特利尔协定》,限制生产破坏臭氧层的物质,并规定到2005 年全球禁止使用。我国在此基础上相应制定了《卤代烷整体淘汰计划》等文件,并于1998 年1 月正式实施,2001 年8 月1 日公安部发布了公消[ 2001 ] 217 号文《关于进一步加强卤代烷替代品及其替代技术管理的通知》。根据《通知》要求,今后我国可使用以下几类灭火剂:卤代烃类,如七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷等; 惰性气体类,如IG541 、IG100 、IG01 、IG55 等,其它灭火剂:高低压CO2 、细水雾、气溶胶等; 新型灭火剂: 超细干粉、SDE 灭火剂等。
以某市地铁工程气体灭火系统方案设计一期工程为重点研究对象,同时考虑全线将来贯通后作为一个完整的系统工程,指导全市轨道交通线网中各线气体灭火系统的设计。主要包括地下车站、控制中心、主变电站气体灭火系统的设计。
气体灭火系统设计按照“安全可靠、经济适用、技术成熟、保护环境”的指导思想选用灭火剂、优化系统方案、配置设备。为尽可能地减少对人类赖以生存的环境的干扰和破坏,20 世纪80 、90 年代,多种替代卤代烷类灭火剂的自动灭火技术得到飞跃性地发展,国际、国内相继开发出多种新型灭火方式和灭火剂。根据地铁工程的特点,从系统性质、灭火机理、使用安全性、可靠性、环保性、维护管理、设备投资等方面进行综合分析比较,选取安全、有效、经济的灭火剂。
各种灭火剂的基本参数详见表1
各种灭火剂的特点比较详见表2 。
根据我国地铁工程的设计实例,在地铁工程中应用的自动灭火系统早期为1301 灭火系统,我国加入《蒙特利尔协定》后,深圳地铁一期工程选用了七氟丙烷自动灭火系统,广州、上海、北京等地铁工程中均选用了IG541 自动灭火系统。
综上所述,按成熟可靠、经济合理并通过实践运营检验的选用原则,从上述气体灭火剂中筛选出IG541 、七氟丙烷两种适合地铁工程使用的灭火剂,并进一步做技术经济比较。
表1 灭火剂基本参数表
名称 |
七氟丙烷 |
三氟甲烷 |
六氟丙烷 |
二氧化碳 |
氮气、氩
气、二氧化
碳混合物 |
氩气 |
氮气 |
氮气、氩
气混合物 |
细水雾 |
超细干粉 |
SDE |
化学∕商
品名称 |
HFC227ea |
HFC- 23 |
HFC- 236fa |
高、低压
二氧化碳 |
IG541 |
IG01 |
IG100 |
IG55 |
Water mist |
超细干粉 |
气溶胶 |
成份∕
分子式 |
CF3CHF
CF3 |
CHF3 |
CF3CH2
CF3 |
CO2 |
N2 52﹪
Ar 40﹪
CO2 8﹪ |
Ar 100﹪ |
N2 100﹪ |
N2 50﹪
Ar 50﹪ |
H2O |
平均粒径不
大于5μm
的白色固体
粉末 |
天然碳素材
料+ 气体催
化剂+ 气化
速率稳定剂
+ 氧化反应
降温剂+ 其
它物质 |
分子量 |
170 |
70 |
152 |
44 |
34.0 |
39.9 |
28.02 |
33.95 |
18 |
-- |
-- |
灭火机理
化学抑 |
化学抑
制、窒息、
冷却 |
化学抑
制、窒息 |
化学抑
制、窒息、
冷却 |
窒息灭
火、冷却 |
窒息灭火 |
窒息灭火 |
窒息灭火 |
窒息灭火 |
表面冷却、
窒息、阻隔、
稀释 |
抑制、阻隔、
冷却 |
窒息、冷却、
抑制燃烧反
应 |
设计灭火
浓度( %) |
5. 8~10 |
14. 9~23. 8 |
无数据 |
34~58 |
37.5~52 |
38~52 |
40. 3~51 |
37. 8~52 |
-- |
64. 4g/ m3 |
9 |
施放时间 |
≤10s |
≤10s |
无数据 |
≤60s |
≤60s |
≤60s |
≤60s |
≤60s |
≥600s |
≤60s |
≤38s |
贮存压力
MPa(20 ℃) |
2.5/ 4.2/ 5.6 |
4.2 |
2.5 |
2.07/ 5.17 |
15/ 20 |
16/ 20 |
13/ 16 |
15/ 20 |
低压≤1. 2 ,
中压1. 2‘3.
45 ,高压≥
3. 45 |
1.6 |
1.6 |
灭火剂
毒性 |
NOAEL
= 9.0
LOAEL
= 10.5 |
NOAEL
= 50
LOAEL
> 50 |
NOAEL
= 10
LOAEL
= 15 |
4 %浓度
人体不适,
20 %可致
人死亡 |
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52 |
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52 |
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52 |
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52 |
对人体没
有影响 |
对人体没
有影响 |
NOAEL
= 15
LOAEL
= 17.5 |
臭氧层损
耗值ODP |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
灭火剂在
大气中寿
命ALT |
31年 |
280 年 |
无数据 |
大气中
存在 |
大气中
存在 |
大气中
存在 |
大气中
存在 |
大气中
存在 |
大气中
存在 |
无数据 |
无数据 |
温室效应
GWP |
0.6 |
9000 |
无数据 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
≤0.5 |
≤0.35 |
表2 灭火剂特点比较表
名称 |
七氟丙烷 |
三氟甲烷 |
六氟丙烷 |
二氧化碳 |
氮气、氩
气、二氧化
碳混合物 |
氩气 |
氮气 |
氮气、氩
气混合物 |
细水雾 |
超细干粉 |
SDE |
灭火
效率 |
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短、有复
燃可能性 |
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短、有复
燃可能性 |
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短 |
灭火浓度
高、灭火剂
用量多、灭
火时间长 |
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长 |
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长 |
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长 |
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长 |
灭火浓度
高、灭火剂
用量较多、
灭火时间
长 |
灭火浓度
低、灭火剂
用量少、灭
火时间较
短 |
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短 |
环境
保护 |
有温室效
应、在大气
中寿命较
长 |
温室效应
较严重、在
大气中寿
命很长 |
有温室效
应、在大气
中寿命较
长 |
有温室效
应 |
清洁环保 |
清洁环保 |
清洁环保 |
清洁环保 |
清洁环保 |
有温室效
应 |
有温室效
应 |
人员
安全
性 |
灭火时释
放氢氟酸、
在此环境
内超过一
分钟, 人就
有生命危
险 |
灭火时释
放氢氟酸 |
灭火时释
放氢氟酸 |
最小设计
灭火浓度
( 34 %) 大
大超过了
人的致死
浓度,危险
性极大 |
灭火浓度
过大时,
CO2 的含
量接近于
4 %, 有可
能对人体
造成危险 |
基本无影
响 |
基本无影
响 |
基本无影
响 |
基本无影
响 |
形成烟雾,
能见度降
低 |
形成烟雾,
能见度降
低 |
设备
安全
性 |
含酸性分
解物, 产生
结露, 对设
备造成损
害 |
含酸性分
解物, 产生
结露, 对设
备造成损
害 |
含酸性分
解物, 产生
结露, 对设
备造成损
害 |
水分冷凝
对电子设
备造成严
重污损,水
中溶解了
CO2 及碳
酸, 对芯
片、电路有
较大影响 |
基本无影
响 |
基本无影
响 |
基本无影
响 |
基本无影
响 |
系统喷放
后是否会
对电子电
气设备造
成二次危
害需待实
体火灾试
验来确定 |
残留的微
粒尘遇到
水分时呈
弱碱性,对
特定的设
备造成损
害 |
残留的微
粒尘遇到
水分时呈
弱碱性, 对
特定的设
备造成损
害 |
适用
规范 |
气体灭火
系统设计
规范、气体
灭火系统
施工及验
收规范、广
东、北京等
地方标准 |
北京等地
方标准 |
无 |
二氧化碳
灭火系统
设计规范 |
气体灭火
系统设计
规范、气体
灭火系统
施工及验
收规范、陕
西、北京等
地方标准 |
无 |
无 |
无 |
广东、北京
等地方标
准 |
湖北地方
标准 |
江苏地方
标准 |
技术
成熟
性 |
有成熟的
使用经验、
地铁工程
有应用 |
有一定的
使用经验、
地铁工程
尚无应用
实例 |
国内基本
无使用经
验 |
有成熟的
使用经验、
地铁工程
尚无应用
实例 |
有成熟的
使用经验、
地铁工程
应用广泛 |
国内基本
无使用经
验 |
国内基本
无使用经
验 |
国内基本
无使用经
验 |
有一定的
使用经验、
广州珠江
新城集运
系统 |
无管网灭
火系统有
一定的使
用经验、地
铁工程尚
无应用实
例 |
无管网灭
火系统有
一定的使
用经验、地
铁工程尚
无应用实
例 |