陳鵬飛+劉曉明

電氣消防是設(shè)備安全生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)之一。由于港口大型裝卸設(shè)備的運(yùn)行機(jī)構(gòu)較多，控制系統(tǒng)復(fù)雜，且驅(qū)動(dòng)單元的功率較大，在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱能，加之設(shè)備可能存在電路元件老化或接線松動(dòng)等問(wèn)題，當(dāng)大電流通過(guò)時(shí)容易因短路而引發(fā)火災(zāi)。本文分析引發(fā)岸邊集裝箱起重機(jī)電氣火災(zāi)的主要原因，介紹天津港集裝箱碼頭有限公司（以下簡(jiǎn)稱天津港集裝箱碼頭）岸邊集裝箱起重機(jī)電氣房消防安全現(xiàn)狀，并針對(duì)其存在的不足之處，提出岸邊集裝箱起重機(jī)電氣房自動(dòng)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1 引發(fā)岸邊集裝箱起重機(jī)電氣火災(zāi)的主要原因

（1）散熱不良 散熱不良會(huì)造成設(shè)備過(guò)熱，進(jìn)而可能引發(fā)火災(zāi)。

（2）短路 當(dāng)設(shè)備發(fā)生短路時(shí)，線路中的電流強(qiáng)度往往是正常情況下的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，導(dǎo)致設(shè)備溫度急劇上升，大大超出允許范圍。如果溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，就會(huì)引發(fā)火災(zāi)。

（3）接觸不良 電路接觸部分極易因接觸不良而發(fā)生溫度過(guò)高的情況，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。接觸不良的情況包括：固定接頭連接不牢，焊接不良，或接頭處有雜質(zhì)；可拆卸的接頭連接不緊密或由于設(shè)備震動(dòng)而松動(dòng)；活動(dòng)觸點(diǎn)（如接觸器、閘刀開(kāi)關(guān)等）缺乏足夠的接觸壓力或接觸面。

2 天津港集裝箱碼頭岸邊集裝箱起重機(jī)

電氣房消防安全現(xiàn)狀

2.1 電氣房消防報(bào)警系統(tǒng)及滅火措施

（1）電氣房消防報(bào)警系統(tǒng) 電氣房消防報(bào)警系統(tǒng)具備超溫報(bào)警和煙霧報(bào)警功能。電氣房?jī)?nèi)裝有19個(gè)溫度傳感器和2個(gè)煙霧傳感器，可實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)溫度和環(huán)境；并裝有4臺(tái)空調(diào)，可將室內(nèi)溫度和濕度保持在一定范圍內(nèi)。當(dāng)電氣房?jī)?nèi)溫度高于設(shè)定值（55℃）或煙霧量達(dá)到一定程度時(shí)，司機(jī)室和電氣房的聲光報(bào)警器動(dòng)作并切斷各機(jī)構(gòu)運(yùn)行聯(lián)鎖，使設(shè)備及時(shí)停止作業(yè)，防止發(fā)生重大安全事故。

（2）滅火措施 當(dāng)司機(jī)室和電氣房的聲光報(bào)警器動(dòng)作時(shí)，作業(yè)司機(jī)按照操作規(guī)程檢查電氣房情況，并斷開(kāi)主電路和輔助電路變壓器；如果發(fā)生火災(zāi)，則使用干粉滅火器（電氣房和司機(jī)室內(nèi)各常備2瓶）迅速控制火勢(shì)，直至火勢(shì)被徹底撲滅。

2.2 不足之處

（1）電氣房消防報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜且不穩(wěn)定。溫度傳感器和煙霧傳感器信號(hào)先經(jīng)過(guò)可編程邏輯控制器處理后，再輸出至司機(jī)室和電氣房的聲光報(bào)警器。由于中間環(huán)節(jié)較多，聲光報(bào)警器誤報(bào)警或不報(bào)警的情況時(shí)有發(fā)生。

（2）火災(zāi)響應(yīng)速度慢。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，作業(yè)司機(jī)獲得報(bào)警系統(tǒng)提醒后到達(dá)電氣房所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成火災(zāi)處置不及時(shí)。

（3）人工滅火存在較大安全隱患。由于電氣房是密閉空間，通風(fēng)性能較差，加之只能利用手提滅火裝置滅火，導(dǎo)致大火很難被徹底撲滅，對(duì)滅火人員的人身安全構(gòu)成極大威脅。

3 岸邊集裝箱起重機(jī)電氣房自動(dòng)消防系統(tǒng)

本文針對(duì)天津港集裝箱碼頭岸邊集裝箱起重機(jī)電氣房原有的消防報(bào)警系統(tǒng)及滅火措施存在的不足之處，結(jié)合電氣房配電柜的分布、功能及所需達(dá)到的消防滅火效果等因素，提出岸邊集裝箱起重機(jī)電氣房自動(dòng)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

3.1 系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)主要針對(duì)電氣房配電柜區(qū)域，具備手動(dòng)滅火和自動(dòng)滅火功能。如圖1所示：系統(tǒng)采用優(yōu)質(zhì)線性感溫電纜探測(cè)裝置探測(cè)火情；當(dāng)發(fā)生火情時(shí)，控制單元（微處理器單元）發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出滅火電信號(hào)，啟動(dòng)氮?dú)馄框?qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)TITAN環(huán)保特效滅火劑，通過(guò)噴嘴裝置實(shí)施快速、有效滅火。

3.2 系統(tǒng)主要構(gòu)成

（1）線性感溫電纜探測(cè)裝置 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到105℃左右或者有明火時(shí)，線性感溫電纜探測(cè)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（2）控制單元 控制單元通過(guò)監(jiān)視線性感溫電纜探測(cè)裝置的報(bào)警信號(hào)來(lái)判斷是否發(fā)生火災(zāi)，并由其內(nèi)部程序?qū)?bào)警信號(hào)進(jìn)行處理，從而自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，并實(shí)現(xiàn)滅火劑自動(dòng)噴發(fā)。

（3）TITAN環(huán)保特效滅火劑 TITAN環(huán)保特效滅火劑的霧滴質(zhì)量略大于細(xì)水霧，因而能夠更加直接地到達(dá)燃燒物體表面，并且冷卻效果更好。此外，其霧滴能夠排開(kāi)氧氣，實(shí)現(xiàn)窒息滅火。由于具有良好的滅火和冷卻效果，TITAN環(huán)保特效滅火劑是用于滅火和抗復(fù)燃的理想制劑。電氣區(qū)域的測(cè)試結(jié)果顯示，TITAN環(huán)保特效滅火劑撲滅明火的時(shí)間為1～2 s，容器的排空時(shí)間為20～30 s。

（4）電源模塊 在岸邊集裝箱起重機(jī)正常運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)使用車載220 V電源為聲光報(bào)警器、控制單元、手動(dòng)操作屏等供電；在外部電源中斷的情況下，系統(tǒng)使用自帶的不間斷電源，可維持系統(tǒng)正常運(yùn)行約8 h。

3.3 系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)

3.3.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）早期感知，智能判斷，快速滅火。

（2）滅火劑無(wú)毒性和腐蝕性，并且不導(dǎo)電。

（3）提供自動(dòng)和手動(dòng)雙重模式，使用靈活。

（4）滅火劑以液態(tài)形式存儲(chǔ)，噴發(fā)后呈氣態(tài)，降溫效果極佳，且噴發(fā)后無(wú)殘留。

（5）滅火劑容量可根據(jù)需求量身定制。

（6）模塊化組合，安裝方便，后期免維護(hù)。

（7）可與岸邊集裝箱起重機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換及聯(lián)動(dòng)。

3.3.2 缺點(diǎn)

（1）無(wú)論自動(dòng)模式還是手動(dòng)模式均有誤動(dòng)作的可能性，安全性和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。

（2）由于電氣房?jī)?nèi)配電柜較多，加之受安裝位置的限制，安裝的消防管道較長(zhǎng)，造成滅火響應(yīng)不及時(shí)，滅火劑也存在很大浪費(fèi)。

（3）噴嘴裝置較多，且無(wú)法單獨(dú)控制；因此，當(dāng)某個(gè)配電柜發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制單元啟動(dòng)氮?dú)馄框?qū)動(dòng)裝置后，所有噴嘴裝置均啟動(dòng)滅火。這表明系統(tǒng)的可控性和準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高。

3.4 系統(tǒng)安裝和調(diào)試

3.4.1 系統(tǒng)安裝

功率單元中的電容電解液干涸或汽化會(huì)造成內(nèi)壓升高，產(chǎn)生噴液、鼓包等損壞情況，導(dǎo)致功率單元電路內(nèi)部短路或?qū)Φ囟搪?，從而引發(fā)重大設(shè)備事故。近期，國(guó)內(nèi)集裝箱碼頭多次發(fā)生此類事故。為此，在系統(tǒng)安裝的過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注電氣房?jī)?nèi)的整流器柜、變頻器柜和各機(jī)構(gòu)主接觸器柜等（見(jiàn)圖2）。

3.4.2 系統(tǒng)調(diào)試

（1）線性感溫電纜探測(cè)裝置調(diào)試。根據(jù)岸邊集裝箱起重機(jī)正常作業(yè)情況下電氣房?jī)?nèi)各個(gè)配電柜的溫度以及國(guó)家電氣消防安全技術(shù)指標(biāo)，將報(bào)警和觸發(fā)溫度設(shè)定為85℃。

（2）控制單元調(diào)試?？刂茊卧{(diào)試主要包括在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式下采集輸入輸出信號(hào)，以確保系統(tǒng)控制核心的準(zhǔn)確性。

（3）聲光報(bào)警器調(diào)試。在聲光報(bào)警器線路間加載24 V電源，聲光報(bào)警器正常工作，以確保在控制單元有輸出的情況下，聲光報(bào)警器能夠起到報(bào)警作用。

（4）消防管道和噴嘴裝置測(cè)試。通過(guò)人工或電氣方式，確保消防管道和噴嘴裝置無(wú)堵死情況，從而使滅火劑能夠沿消防管道順利到達(dá)噴嘴裝置，及時(shí)滅火。

（5）滅火劑容量計(jì)算。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量配電柜體積、管道長(zhǎng)度等，計(jì)算滅火劑的合理容量。

4 結(jié)束語(yǔ)

岸邊集裝箱起重機(jī)電氣房自動(dòng)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定，滿足天津港集裝箱碼頭裝卸設(shè)備消防安全要求，能夠有效減少電氣火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失和人身傷害；但其在細(xì)節(jié)方面還存在一定缺陷，在后期整改過(guò)程中有待進(jìn)一步完善。

（編輯：張敏 收稿日期：2016-11-20）