●鄭 輝

(鞍山市消防支隊,遼寧鞍山 114001)

冶金鋼鐵行業(yè)是由很多系統(tǒng)有機組成的規(guī)模龐大,工藝復雜,流程性強的生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品制造需要經(jīng)過多分廠聯(lián)合制造共同完成;鋼鐵工業(yè)又是能耗大戶,在冶煉和熱加工生產(chǎn)過程中耗用大量的煤、焦炭、燃油和電能。同時,鋼鐵冶煉的生產(chǎn)過程屬于高溫、高壓的生產(chǎn)過程。雖然生產(chǎn)鋼鐵的原料和其成品本身都是不燃燒物,但是在生產(chǎn)和加工過程中大量使用燃料和易燃、易爆氣體如：純氧、氫氣、乙炔等。另一方面在鋼鐵冶煉過程中又產(chǎn)生大量易燃易爆氣體,如高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等,正是由于冶金鋼鐵企業(yè)的這些行業(yè)生產(chǎn)特點決定了冶金鋼鐵企業(yè)火災事故具有多發(fā)性和高損失的特點。

深入研究鋼鐵冶金企業(yè)中火災發(fā)生的原因,確定工藝系統(tǒng)中的重點防火區(qū)域和區(qū)域內(nèi)的主要建筑物及設施,以便于從設計源頭進行預防和控制,采取行之有效的探測報警和控火、滅火措施,使損失減少到最小。

一、主要保護對象火災危險性分析

(一)電纜隧道火災危險性分析

電纜隧道火災起因主要有兩種：內(nèi)部火源和外部火源。內(nèi)部火源主要是指電纜傳輸電流過載,電纜接頭阻抗大或電纜本身的其它原因,使電纜表面升溫,電纜絕緣層和保護層產(chǎn)生陰燃,伴隨大量熱量和煙氣的產(chǎn)生,迅速發(fā)展為更嚴重的火災。外部火源是指非電氣設備所產(chǎn)生的火源。它使電纜表層著火,發(fā)展為火災。由于電纜隧道及電纜夾層火災起因的復雜性,快速傳播性和地下封閉性等特點,使公共消防設施難以發(fā)揮其作用。因此,電纜隧道存在極大火災危險隱患。

(二)液壓站火災危險性分析

液壓站是儲存液壓油的主要場所,而此類油品屬于丙類可燃液體,站內(nèi)不僅有輸油設備、儲油罐,還有復雜的管線分布。輸油泵、輸油管道的連接法蘭、閥門等連接管件處,容易因密封不好,誤操作等原因發(fā)生油品泄漏,從而由外部火源、內(nèi)部火源的作用造成地面流淌火,進一步危及油罐的安全。當造成高壓油管路破裂時,噴射出的油呈霧狀,迅速導致火災蔓延。由于液壓站、潤滑油站所處位置的封閉性和火災快速傳播特點,使公共消防設施難以發(fā)揮其作用。因此,存在有很大的火災危險隱患。

(三)軋機本體及附屬設備火災危險性分析

軋機火災從目前發(fā)生的原因來看主要由外部火源和內(nèi)部火源引起。外部火源是電氣設備短路和人為的其它明火,遇到高壓油蒸汽而發(fā)生火災;內(nèi)部火源是指軋機在工作時,軋件溫度升高達到高壓油蒸汽閃點而引起火災。以上兩種火災的特點是燃燒擴散迅速,不易撲救,容易造成重大損失。

二、保護范圍、固定式滅火系統(tǒng)的確定

根據(jù)規(guī)范及保護對象火災危險性分析,本方案滅火保護主要有以下幾類。電纜類：包括電氣室、電纜夾層、電纜隧道;油類：包括液壓站、潤滑油站、油庫、儲油間、油浸變壓器、軋機機架等。目前,以水作為滅火介質(zhì)能夠撲救電氣火災和油類火災的系統(tǒng)主要是水噴霧(GB50219-95),但水噴霧滅火的設計噴霧強度僅限于水霧包裹保護對象,也就是系統(tǒng)僅限于局部應用。對于工業(yè)環(huán)境下的保護對象的布置特點,很難規(guī)范成規(guī)則形體進行強度計算,只能局部應用布置,系統(tǒng)管網(wǎng)錯綜復雜,給管理維護造成了困難。而細水霧滅火系統(tǒng),由于其生成霧滴的粒徑不同,在相同滅火結(jié)果的條件下,細水霧系統(tǒng)的用水量、系統(tǒng)形式均優(yōu)于水噴霧系統(tǒng),且系統(tǒng)以全淹沒形式布置,克服了水噴霧系統(tǒng)布置缺點。

三、細水霧滅火系統(tǒng)的特點及機理

(一)細水霧滅火系統(tǒng)特點

細水霧撲救電氣火災和油類火災優(yōu)于水噴霧滅火系統(tǒng);輻射熱阻隔作用顯著,減少火災區(qū)域熱量的傳播;霧滴粒徑更小,電氣絕緣性能更好,有效撲救帶電火災;滅火高效,有效撲救低閃點液體火災;可有效撲救水噴霧無法撲救的立體火災;滅火的可持續(xù)能力強;最大限度的降低消防用水量,降低火災損失和水漬影響;對保護空間內(nèi)的設備冷卻作用明顯,有效避免高溫造成的結(jié)構(gòu)件變形。

(二)細水霧滅火技術(shù)機理

細水霧滅火技術(shù)是目前水介質(zhì)滅火的最新技術(shù),其滅火機理如下：一是冷卻作用,細水霧噴向火災區(qū)域時,會大量吸熱而蒸發(fā),由此使火災區(qū)域得到充分的冷卻。同等重量的水細水霧產(chǎn)生的霧滴表面積是水噴霧的 300倍;二是窒息作用,細水霧在蒸發(fā)過程中形成的水蒸汽大量充斥火災區(qū),降低了氧濃度,當氧濃度低于 18%時,火災便不易繼續(xù)燃燒;三是浸濕作用,顆粒大沖量大的霧滴會沖擊到燃燒物表面,從而使燃燒物得到浸濕,阻止固體揮發(fā)可燃性氣體的產(chǎn)生。另外,細水霧滅火系統(tǒng)還可以充分將火災位置以外的燃燒物浸濕,防止火災擴散;四是輻射熱隔絕作用,霧滴粒徑非常小的部分形成霧化空間,可以減弱火災熱量對周圍燃燒物的威脅;五是細水霧有較強的吸煙特性,保證火災區(qū)域的人員逃生。

四、細水霧自動滅火系統(tǒng)總體組成

(一 )運行方式

整個系統(tǒng)具有自動和手動兩種運行方式(工藝流程如圖 1所示)。

1.自動運行方式

圖1 細水霧自動消防系統(tǒng)工藝流程圖

對于細水霧滅火系統(tǒng)的區(qū)域,采用兩級報警(規(guī)范要求滅火區(qū)采用兩級報警),火災自動探測系統(tǒng)對火災信號進行處理確認后,將相關(guān)信號傳輸給報警控制器;當發(fā)生火災預警時,控制器發(fā)出預報警聲,并顯示報警點,當確認發(fā)生兩級報警(或手動報警按鈕被按下)后,控制器發(fā)聲光報警,并顯示,同時控制相應區(qū)域的聲光報警器報警,系統(tǒng)處于自動狀態(tài),火警后即聯(lián)動防火門窗、通風、防火閥等設備,并控制雨淋控水閥開啟,當雨淋控水閥開啟反饋信號傳回控制站點和控制中心后,系統(tǒng)即啟動消防水泵,進行滅火。

2.手動運行方式

當整體系統(tǒng)處于手動狀態(tài)時,所有的報警信號將匯總到消防控制中心,值守人員可以通過消防控制中心聯(lián)動控制屏手動控制或在火災現(xiàn)場操縱緊急啟動裝置直接啟動滅火;當現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災后,除可以按下手動報警按鈕外,還可以通過現(xiàn)場緊急手動閥或非電控遠程手動閥直接啟動雨淋控水閥,當發(fā)生誤報警時,也可通過這兩種方式緊急停止滅火動作。

(二)系統(tǒng)組成

細水霧滅火系統(tǒng)由消防水泵、穩(wěn)壓裝置、雨淋控水閥、細水霧噴頭、管道及附件、火災探測器以及報警控制器等部件組成,僅用水作為霧化介質(zhì)所形成的自動滅火系統(tǒng)。

(三)系統(tǒng)的特點及采用形式

細水霧滅火系統(tǒng)的形式根據(jù)保護對象的分布及保護對象圍護結(jié)構(gòu)的封閉程度分為分區(qū)應用、全淹沒應用、局部應用三種形式。

(四)滅火工藝流程

細水霧滅火系統(tǒng)具有自動、消防控制中心手動、現(xiàn)場緊急手動和雨淋控水閥非電控遠程手動四種啟動方式。其工藝流程為：消防水源→消防水泵→消防供水管網(wǎng)→專用雨淋控水閥組→滅火區(qū)配水管網(wǎng)→專用水霧噴頭,如圖 2所示。

圖2 細水霧滅火系統(tǒng)工藝流程圖

五、細水霧滅火系統(tǒng)應用存在問題及應對措施

由于細水霧介于氣體與水噴霧之間,其滅火形式采用全淹沒形式最佳,這就要求防護區(qū)的維護結(jié)構(gòu)達到一定的封閉程度,但在工業(yè)環(huán)境下,受其工藝系統(tǒng)的限制,防護區(qū)很難達到理想的設計要求,因此,從系統(tǒng)本身采取以下措施,以彌補系統(tǒng)對防護區(qū)的要求。

(一 )水霧封堵

針對電氣室、地下液壓站維護結(jié)構(gòu)的特點,對由于受工藝要求而不能封閉的孔洞采取相應的封堵措施,保證滅火效果。圍護結(jié)構(gòu)的風筒效應,直接影響細水霧滅火強度的分布,不利于火災撲救。對滅火區(qū)滅火時無法關(guān)閉的孔洞,單獨增設細水霧噴頭,以封堵孔洞風筒效應,同時彌補因風筒效應減少的水霧強度。對于局部易燃的部位—集油坑,單獨設置細水霧噴頭,在全淹沒的基礎上加強其噴霧強度,迅速控制火源,防止火勢蔓延。

(二)多分區(qū)連鎖跟蹤滅火

多分區(qū)連鎖跟蹤滅火是指系統(tǒng)能同時針對任意兩個分區(qū)進行滅火,或針對從一個分區(qū)蔓延到另一個分區(qū)的移動火災進行邁步式跟進滅火的消防系統(tǒng)。它有利于有效撲救蔓延火災和大面積、大空間火災,也能處理惡劣情況下出現(xiàn)的兩個不同位置的火災。

(三)立體交叉火災的滅火

液壓站及潤滑油庫中除了可能存在的 B類火災外,還存在較多的可燃固體物質(zhì),如電纜、電機等 A類火災。也就是說油庫火災往往是 A類火災和 B類火災交叉進行。并且由于油庫內(nèi)兩類火災物質(zhì)的布置往往呈空間立體形式,故火災也呈立體空間特點。一般水噴霧滅火對于立體交叉火災滅火效果較差,而細水霧滅火系統(tǒng)采用全淹沒形式,水霧充滿整個防護空間,可撲救防護區(qū)內(nèi)任何一點由于立體點火源和流淌火引發(fā)的火災。

細水霧滅火系統(tǒng)作為一種綠色滅火介質(zhì),其用水量、系統(tǒng)形式均優(yōu)于水噴霧系統(tǒng),且系統(tǒng)以全淹沒形式布置,克服了水噴霧系統(tǒng)布置缺點,可廣泛應用于工業(yè)企業(yè)的電纜隧道、變配電間、柴油發(fā)電機房、易燃液體儲存及輸送場所等?？舍槍Σ煌谋Ｗo對象提出相應的解決方案,主要體現(xiàn)在：除采取全淹沒形式外,還可根據(jù)現(xiàn)場復雜的情況設置水霧封堵;多分區(qū)連鎖跟蹤滅火;立體交叉火災的滅火等細水霧滅火應對措施。

[1]GB50219-95,水噴霧滅火系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[2]GB50016-2006,建筑設計防火規(guī)范[S].

[3]GB50414-2007,鋼鐵冶金企業(yè)防火設計規(guī)范[S].

[4]NFPA 750 2000Edition,Standard on Water Mist Fire Protection Systems[S].