摘要：本文在阐述钢铁企业电缆隧道工况条件、产生火灾的一般原因的基础上,通过对几种常用的自动灭火系统的分析比较,从而得出最适用于钢铁企业电缆隧道的自动灭火系统。
关键词：钢铁企业；电缆隧道；自动灭火系统；选择
一、钢铁企业电缆隧道的工况条件和产生火灾的一般原因
1、工况条件
钢铁企业的生产工艺主要为炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等, 其工况性质多为黑、大、粗、笨的形象。同时, 由于钢铁企业生产条件的特殊要求, 其占地面积比一般企业要大的多, 穿行于各工艺车间之间的电缆隧道自然要长的多, 一般一个生产结构完整的钢铁企业的电缆隧道大约都要几十公里。笔者通过对电缆隧道特别是对所在地钢铁企业电缆隧道的调查了解,认为电缆隧道工况条件的主要特点有:
1 )普遍存在高温、高湿及空气中含硫性大, 南方地区尤为突出, 极易造成电缆桥架及电缆绝缘层的腐蚀和老化。
2 )灰尘或粉尘很大, 尤其是烧结、焦化、炼铁、炼钢等区域粉尘、金属屑堆积特别严重, 即使经常清扫也随时到处散落、堆积。
3 )大型机械都需要油料冷却, 油污非常严重, 极易造成电缆绝缘层分解老化。
2、产生火灾的原因
一般企业电缆隧道火灾产生的原因主要有三个方面。
1 )电缆接头发热。
电缆隧道内火灾的发生主要原因是由于动力电缆中间接头发热。根据多次事故分析发现多数电缆隧道失火都是从电缆头过热、放炮引起。
2 )设备负荷过载引起。
3 )员工误操作造成电缆负载过大, 或在电缆隧道中违规施工、点火等。
二、目前国内常用的几种自动灭火系统的比较
1、气体灭火系统
（1） IG541 混合气体灭火系统IG541 药剂又名烟烙尽(INERGEN),国内称之为烟必静, 是由三种自然存在于大气中的气体组成, 其组分为 52% 的氮气、40%的氩气、8 % 的二氧化碳, 分子量为 34.1 。其灭火机理主要是窒息作用,IG541 混合气体灭火系统最小设计灭火浓度为 37.5%(16℃),最大设计灭火浓度为 42.8%(32℃),当 IG541 灭火剂依规定的设计灭火浓度喷射到保护区域时, 可以在 1 分钟内将区域内的氧气浓度迅速降至 12.5%, 而大部分普通可燃物当氧气浓度低于 15% 时, 燃烧无法继续进行, 从而达到灭火的目的。
（2）七氟丙烷(HFC-227ea)气体灭火系统
七氟丙烷是无色、无味的气体, 其臭氧耗损潜能值(ODP) 为零, 在ISO 认可的洁净气体灭火剂中, 其洁净性最好, 具有清洁、低毒、电绝缘性能好、灭火效率高的特点。2七氟丙烷的未观察到不良反应浓度 NOAEL 值为9%, 而一般七氟丙烷的灭火设计浓度为10% 以下, 对人体基本无害。其灭火机理是通过惰化火焰中的活性自由基, 实现断链灭火, 同时有降温的作用, 应用方式为全淹没灭火。
（3）二氧化碳气体灭火系统
CO2在常温常压下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体, 灭火速率低,19 世纪开始用作灭火剂, 在我国也有专门的《二氧化碳灭火系统设计规范》进行了规定。其灭火机理主要是稀释氧气, 起窒息作用, 亦有一定的冷却效果。
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（4）工业氮气灭火系统
工业氮气灭火系统是采用钢铁企业生产区内 0.8～3.0MPa 的管网工业用氮气至灭火区域实施灭火, 是目前国内外较为先进的一种灭火方式, 在钢铁企业中应用极为经济。在实验和柳钢的应用中证明其安全可靠、有较好的灭火效果。其灭火机理主要是稀释氮气, 起窒息的作用, 同时还有冷却效果。
2、水灭火系统
自动喷水灭火系统, 是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施, 是应用最为广泛、用量最大自动灭火系统。国内外应用实践证明: 该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。
自动喷水灭火系统目前有三个发展方向, 一是水滴向细或超细方向发展和演变,系统变为水喷雾灭火系统和超细水喷雾灭火系统, 细水雾的发展方向是替代洁净气体灭火系统, 是一种全淹没系统, 而水喷雾灭火系统为局部应用系统。第二个发展方向是水滴向大或超大水滴方向发展, 目的是更强有力地穿透烟羽流和火焰, 到达燃烧物的着火表面, 以实现灭火, 这方面的技术主要体现在大水滴喷头和早期拟制快速响应喷头等。第三个方向是闭式喷头向快速响应方向发展。由于水灭火系统在灭固体火灾方面有极大的优势, 水资源丰富, 价格低廉, 因此, 电缆隧道火灾被广泛采用。
3、固体灭火系统
固体灭火系统一般是指除气体和液体灭火系统以外的灭火系统, 如气溶胶、干粉等。以干粉为代表的灭火剂, 属固体灭火剂, 目前在电缆隧道的消防工程中应用最广泛, 特别是近年开发了以武汉绿色消防器材有限公司最具先进性的超细干粉灭火剂, 使电缆隧道的灭火功效得到了大幅度提升。
三、钢铁企业电缆隧道自动灭火系统的选择
钢铁企业的电缆隧道的数量和分布的范围是很大的, 同时其结构形式是多样的,各种工况条件也不尽相同, 情况十分复杂。因而, 笔者认为钢铁企业电缆隧道的自动灭火系统的选择应根据不同的具体情况进行合理选择。通过上述相关内容的阐述,可以比较清晰地了解到, 在钢铁企业电缆隧道自动灭火系统选择时, 细水雾自动灭火系统和超细干粉自动灭火系统是最适合的。因为无论从灭火的效果还是经济和环保的角度来看, 这二种系统都是最好的。根据钢铁企业内不同的情况, 从最佳的经济角度来分析, 我们可根据不同的保护对象和不同的保护区域选择最为经济的自动灭火系统。
1、细水雾自动灭火系统
由于钢铁企业一般都有自身的水处理厂和洁净水池, 如果在新建的电缆隧道中已安装有较为完整、稳定的火灾自动报警系统是在电缆隧道每 2000m 已有消防水池的话, 我认为选择细水雾自动灭火系统较多为经济适用。因为细水雾自动灭火系统之所以工程造价高, 是因为整个系统需要建设一个供水灭火所需的消防水池和火灾自动报警系统(表一中细水雾工程造价不包含火灾自动报警系统造价) 。
2、超细干粉自动灭火系统
钢铁企业老电缆隧道一般建设年限较长, 内部电缆布置较密, 人员工作空间较小, 如果安装水雾灭火系统则非常困难和危险, 而超细干粉灭火系统则不需要占用人员工作空间, 安装非常方便, 因此在空间较为狭窄的电缆隧道中安装超细干粉灭火装置是最为合适的。但超细干粉自动灭火系统目前多数是无管网的装置设置有一定的局限性。
3、工业氮气自动灭火系统
当我对多家钢铁企业生产区进行了了解, 多数需设灭火的区域基本都有工业氮气管道。大多为 DN100、DN150 的管网,其压力多数为 1.0～2.0 之间,且灭火时工业氮气用量的释发对钢铁企业的生产不会带来影响。因此, 该系统应用时最佳的方案。以上是我根据多年消防工作经验和参考有关文献总结出的一些肤浅认识, 并为钢铁企业电缆隧道选择自动灭火系统时提供参考。
参考文献
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[3]刘琳, 董桂华. 某冶炼厂厂区电缆隧道电气设计探讨[J]. 云南冶金, 2017, 46(1):78-80.
论文作者:李鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/26
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