摘 要：本文通過對合法性的依據(jù)、滅火劑來源等幾個方面分析了工業(yè)氮氣、水噴霧、細水霧滅火方式在鋼鐵企業(yè)電纜隧道中應用的優(yōu)缺點，論證了工業(yè)氮氣的滅火方式是最優(yōu)方案。

關鍵詞：鋼鐵：隧道；滅火；氮氣；水噴霧；細水霧；比較

中圖分類號：TU453.8

文獻標識碼：B

文章編號：1008－0422(2007)10－0100－04

1 合法性的依據(jù)

一個方案的選擇其合法性，首先是符合《消防法》，有相關的技術規(guī)范，對于氮氣、水噴霧、細水霧三者都有相應的國家和地方設計施工驗收規(guī)范，它們分別是DB45/T36-2007《工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)設計施工及驗收規(guī)范》(下文中簡稱《工業(yè)氮氣規(guī)范》)、DB42/282-2004《細水霧滅火系統(tǒng)設計施工及驗收規(guī)范》(下文中簡稱《細水霧規(guī)范》)、DB50219-95.2002年版《水噴霧滅火設計規(guī)范》(下文中簡稱《水噴霧規(guī)范》)，對于水噴霧滅火系統(tǒng)沒有相應的施工及驗收規(guī)范，其施工和驗收只能參考其它相關規(guī)范。

目前，我國正出臺GB50414-2007《鋼鐵冶金企業(yè)設計防火規(guī)范》，在本規(guī)范出臺前的征求意見稿中對電纜隧道的滅火介質(zhì)系統(tǒng)形式的選用在8．1．6條中規(guī)定是采用細水霧和水噴霧滅火系統(tǒng)，而在報批稿也就是正式稿中就改為采用細水霧及其它滅火系統(tǒng)，也就是國家已考慮到新產(chǎn)品的出現(xiàn)和對水噴霧不作選用的要求。

2 滅火劑來源

2．1 工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)采用的是0.8～3.0MPa的管網(wǎng)工業(yè)用氮氣。在湘鋼的電纜隧道周邊基本上都有DN100-DN150的氮氣管道，其壓力為2.0MPa左右，依據(jù)《工業(yè)氮氣規(guī)范》附錄B中0N-100的淹沒系數(shù)表中查得，每單位防護區(qū)設計濃度為38 3％時，溫度為200c的單位防護空間所需的IN-100滅火劑體積為0.485(m²/m²)，如果對于2M高、2M寬的電纜隧道按100M作為一個防護區(qū)，其體積為100×2×2=400m³，則氮氣的用量為0.485×400=194m³，如果是200M的防護區(qū)，則氮氣用量為380m³。在柳鋼的考察中在滅火實驗時，一個200M的防護區(qū)其氮氣噴射并實施滅火后，對廠區(qū)工業(yè)氮氣管道的壓力降僅0.1MPa左右，對生產(chǎn)沒有任何影響。

2．2 水噴霧的滅火劑為水，依據(jù)《水噴霧規(guī)范》要求其采用濾網(wǎng)的孔徑為4.0-4.7日/cm²的過濾器過濾，為了可靠保證消防水量常年不被動用，應設置消防水池，其水池容量依據(jù)《水噴霧規(guī)范》3．1．8對于電纜設計噴霧強度為131/min·m²，持續(xù)噴霧時間為0.4h，如果對于2m高，2m寬的電纜隧道，兩排橋架，以100m為一個防護區(qū)，則保護的面積為2×100×2=400m²，一個防護區(qū)用水量即水池容量為400m²×131/min·m²×0.4h=124800L=124.8m³。如果采用雙區(qū)滅火則水池容量為2×124.8m³=249.6m³。以200m為一個防護區(qū)，水池容量則為499.2m³。為了保證管網(wǎng)壓力不能過高和滅火可靠性，一般須在1000m即設置一個水池，這個水池按3m高計算其占地約為100-200m²，一個水池必須設有一個消防水泵房，其消防水泵由于水量太大，一般為二用一備(三臺)，還須設二臺小穩(wěn)壓泵和一個直徑為1.2m的氣壓罐，這樣如果采用立式泵來減少占地，這個泵房至少也要50m2，即供水站房要150～250m²，均勻分布在全廠約十幾公里長的隧道周邊。也就是全廠要十幾個供水站房，一般工廠的用地都十分緊張，無法設置如此多的供水站房。

2．3 細水霧的滅火劑是水，但其水質(zhì)在《細水霧規(guī)范》中的4．7．4條規(guī)定“細水霧滅火系統(tǒng)供水宜采用不低于生活用水標準的水源，”，其水量比水噴霧要小得很多，依據(jù)《細水霧規(guī)范》4．3．1條規(guī)定，電纜的設計噴霧纖度為2.0L/min·m²，持續(xù)噴霧滅火時間為12min，由此可計算水池和水泵房的占地面積約為100m²，均勻分布在全廠約十幾公里長的隧道周邊。泵房內(nèi)同樣要設置消防泵一用一備(二臺]和二臺小穩(wěn)壓泵及一個直徑約1米的氣壓罐，全廠同樣要十幾個供水站房，一般工廠的用地都十分緊張，無法設置如此多的供水站房。

3 管網(wǎng)設置

3．1 工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)管網(wǎng)按2m高x2m寬的電纜隧道，200m長為一個防護區(qū)，依《工業(yè)氮氣規(guī)范》4．4條規(guī)定計算，其主干管為DNl00其布置方式及系統(tǒng)組成如圖1、2：

其管材料《工業(yè)氮氣規(guī)范》3．4條規(guī)定均采用內(nèi)外鍍鋅無縫鋼管。

3．2 水噴霧滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)組成如圖3：

對于2m高×2m寬的電纜隧道以100m為一個防護區(qū)，依《水噴霧規(guī)范》3．1．8條計算其雨淋閥所接管道需DN250的，采取雙區(qū)滅火方式則目前供水干管(環(huán)管)需DN350的，當以200m來為一個防護區(qū)，經(jīng)計算其雨淋閥所接管道需DN350的，采取雙區(qū)滅火方式則目前供水干管(環(huán)管)需DN450的，一般水噴霧管道布置形式如圖4、5。

對于一個雨淋閥組是由過濾器、信號閥、雨淋閥組等組成，至少需要1.0m×1.5m×1.0m的空間，其國標安裝圖集的組成如圖6、7。

其管材依《水噴霧規(guī)范》4．0．6．1條規(guī)定采用內(nèi)外鍍鋅鋼管。

3．3 細水霧滅火系統(tǒng)的組成與水噴霧相同，僅其管網(wǎng)壓力要求大于1.21MPa，其因?qū)λ|(zhì)有較高的要求、滅火強度和持續(xù)滅火時間有所不同因此要求管網(wǎng)的管徑和管道材質(zhì)有所不同，依《細水霧規(guī)范》4．3．1條規(guī)定和水力計算得出，對于2m寬、2m高的電纜隧道以100m為一個防護區(qū)，雨淋閥接管為DNl00，當采用雙區(qū)滅火其環(huán)管為DNl50，如以200m為一個防護區(qū)，雨淋閥接管為DNl50，當采用雙區(qū)滅火其環(huán)管為DN200。其管道材質(zhì)依據(jù)《細水霧規(guī)范》4．5．5．1條規(guī)定“……系統(tǒng)管網(wǎng)控制目前長期充穩(wěn)壓水的千管道口不管可采用熱鍍鋅無縫鋼管，控制閥后應采用不銹鋼管或銅管……”。

對于一般的隧道的空間來說這些管道無法布置，以往在工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)沒有發(fā)明之前，只有近幾年的新隧道設置了水噴霧和細水霧滅火系統(tǒng)，但這些隧道都加大了很多，增加了很大的投資。目前對于老廠的隧道空間更是無法布置這些管道。

4 通風井開口的影響

4．1 工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)的通風開口的影響，依據(jù)《工業(yè)氮氣規(guī)范》4．1．5條封閉嚴密的防護區(qū)應設泄壓口，通風井正好可做為泄壓口之用，不須另設泄壓口，對于開口會導致氮氣流失問題，由于目前的滅火劑(如氮氣、二氧化碳、七氟丙烷等)都比空氣重，噴射時，在開口即泄壓口先流失的空氣，但開口不能太大。依據(jù)《二氧化碳滅火設計規(guī)范，3．1．2．1條規(guī)定對氣體、液體，電氣滅火和固體表面火災，在噴放二氧化碳前不能自動關閉的開口，其面積不應大于防護區(qū)總內(nèi)表面積的3％，且開口不應設在底面，對于一般的通風井開口其面積約為1.5×1.5=2.25m²，以200m為防護區(qū)的隧道，其內(nèi)表面積為200×2×2×4+2×2×2=3208m²其規(guī)范許可的開口面積為3208m²×3％=96.24m²，當這個防護區(qū)內(nèi)有

4．2 水噴霧滅火系統(tǒng)的通風開口的影響，在冰噴霧規(guī)范》及其它相關規(guī)范中都沒有相關要求，且該系統(tǒng)可設置于室外。

4．3 細水霧滅火系統(tǒng)的通風開口的影響，依據(jù)《細水霧滅火系統(tǒng)設計施工驗收規(guī)范》DBJ01－74-2003中3．1．6條規(guī)定，采用全淹沒細水霧滅火系統(tǒng)的防護區(qū)應符合下列規(guī)定：1、防護區(qū)不許開口面積系數(shù)β(開口面積之和與屋頂及四壁面積之和的比值)不宜大于0.2％，且單個最大開口面積不應大干1.0m²，開口設置的高度不宜大子防護區(qū)總高度的50％，并不宜小于防護區(qū)總高度的10％，對于一般的通風井開口面積約為1.5×1.5=2.25m²，當隧道中一個防護區(qū)只一個通風口時就已不能滿足該規(guī)定。

5 安全性

5．1 氮氣在空氣中的含量為78％，其對人體沒有毒性的，人們擔心誤噴后窒息對人產(chǎn)生傷害，這點在各相關規(guī)范中都作了說明了，當用于有人的場所其滅火控制設置在手動位置，當人們發(fā)現(xiàn)火情后手動開啟實施滅火，如果萬一沒有設置為手動，規(guī)范中也要求自動報警后啟動噴氣前設置了30～60s的延時，讓人們安全離開。另外人體由于窒息而產(chǎn)生傷害的氧濃度為12.6％以下，各類火窒息而息滅的氧濃度為15.6％以下，因此這方面說明對人產(chǎn)生傷害也是安全可靠的。

5．2 水噴霧滅火系統(tǒng)對人員沒有不安全的因素，但人在水噴霧的環(huán)境中呼吸還是有一定的影響，由于霧濃度高不可視，這點對人員的疏散不安全。

5．3 細水霧滅火系統(tǒng)有水噴霧以上相同的特性，且由于其噴頭孔徑一般為1.2～2mm，易被外部異物堵塞，因此在挺田水霧規(guī)范，中4．5．8．4條規(guī)定：“當用于易被外部異物堵塞的場所時，噴頭宜帶阻擋和對人員造成傷害”，另要說明的是細水霧噴頭額定工作為1.12MPa，當如此高的壓力水噴射到人員體表面也是會造成人體傷害的，當水霧噴射到火上時將以1700倍的比例迅速膨脹以達到窒息作用而滅火，在這時的氧濃度遠遠會小于12.6％，如有人員一定也會窒息。

6 噴射后的處理

6．1 工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)噴射后不會有遺留物，對環(huán)境也沒有影響。

6．2 水噴霧滅系統(tǒng)噴射后，依本文章二節(jié)水源計算可知對于雙區(qū)滅火方式，當以100m為一個防護區(qū)時，則有249.6m²的遺留水要排出，當以200m為一個防護區(qū)時，則有499.2m³的遺留水要排出。

6．3 細水霧滅火系統(tǒng)噴射后，依《細水霧規(guī)范》4．7．4條規(guī)定計算對于雙區(qū)滅火方式，當以100m為一個防護區(qū)時噴射后的遺留水為400m²×L/min·m²·12min×19.2m³要排出，以200m為一個防護區(qū)時，噴射后遺留水為38.4m³要排出。

7 可靠性

7．1 工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)可手動啟動，當各種電源和聯(lián)動失靈后還能實施滅火。

7．2 水噴霧和細水霧滅火系統(tǒng)當電源和聯(lián)動失靈后不能實施滅火，在2007年5月24日太鋼隧道的火災由于電源和聯(lián)動失靈其水泵沒有啟動，滅火系統(tǒng)沒有實施滅火。

8 投資

依據(jù)某鋼廠邀請的幾家單位所做的方案比較工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)的總投資僅只有水噴霧和細水霧滅火系統(tǒng)的一半。

綜上所述，對于鋼鐵冶金企業(yè)的電纜隧道滅火方式應在有工業(yè)氮氣管網(wǎng)的條件下優(yōu)先選則工業(yè)氮氣滅火系統(tǒng)。

作者單位：長沙市天心區(qū)公安消防大隊

作者簡介：劉洪義(1972—)，男(漢族)，湖南長沙人，工程師。