全自动气体灭火系统在广铁二号线的设计应用

全自动气体灭火系统
在广州地铁二号线首期工程的设计与应用
摘要: 介绍广州地铁二号线首期工程全自动气体灭火系统设计情况, 包括系统设计、系统功能、系统组成、操作方式等。
1　工程概况
广州地铁二号线首期工程东起琶洲站, 北至江夏站, 全线长231265 公里。全线共设车站20 座, 其中地面站1 座, 高架站3 座; 沿线还设有车辆段、综合基地、主变电站、集中冷站、控制中心(与一号线控制中心的土建工程合建) 以及相配套的设施和设备。
广州地铁二号线采用烟烙尽( Inergen) 气体灭火系统, 用于扑救忌水场合和设备的火灾, 系统的设计采用组合分配式气体灭火系统, 实行全淹没灭火方式。
2　系统执行的规范标准
烟烙尽气体灭火系统是依据以下的规范标准进行设计、安装及验收的:
(1) 美国消防协会N FPA 2001 标准(即洁净药剂
灭火系统标准) (2000 年版) ;
(2)《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116298;
(3)《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB
50166292;
( 4)《气体灭火系统施工及验收规范》GB 502632
97;
(5)《工业金属管道工程施工及验收规范》GB
50235297;
(6)《地下铁道设计规范》GB 50157292。
3　系统的保护范围
(1) 全线车站站内的通信设备室(含通信电源室) , 信号设备室(含信号电源室) , 降压变电所和牵引降压混合变电所的控制室、高压室( 33 kV 开关柜室、1500 V 直流开关柜室)、低压室( 动力变压器室、014 kV 开关柜室)、整流变压器室, 环控电控室, 屏蔽门控制室。
(2) 集中冷站内的变压器室、控制室、开关柜室。
(3) 一号线控制中心大楼内为二号线首期工程预留的信号机械室、信号电池室。
(4) 主变电站的主变室、控制室、33 kV 滤波装置室、33 kV 配电装置室及电缆夹层等。
(5) 车辆段控制中心的通信联合机械室(含通信电源室)、信号机械室(含信号电源室) , 牵引降压混合变电所的控制室、高压室、低压室、整流变压器室, 跟随所的控制室、高压室、低压室。
4　系统设计
411　系统功能
烟烙尽气体灭火系统平时是由探测报警部分来监视防护区的状态的, 在火灾时能自动报警并按预先设定的控制方式启动灭火装置释放灭火剂, 迅速扑灭火灾, 以保证地铁的正常运营。
412　设计参数
假定所有保护区域内的可能出现的最低温度约为16℃, 极端最高温度约为32℃, 而在通常情况下正常温度约为21℃。
烟烙尽气体灭火系统的最小设计灭火浓度为3715% (16℃时) , 最大设计灭火浓度为4218% (32℃ 时) , 灭火时间限于1 分钟内。
413　计算公式
4. 3. 1　灭火剂设计用量的计算
M = 2. 303 V s.S× log (100.100 - C) ×V S = 0. 65799 + 0. 00239T
式中:M ——灭火剂设计用量(m 3)
S ——烟烙尽气体过热蒸气比容(m 3.kg)
T ——保护区内预期最低环境温度(℃)
C ——灭火剂设计浓度。
V ——保护区净容积(m 3)
V s——20℃时灭火剂比容, 取01707 m 3.kg。
4. 3. 2　泄压口最小面积的计算
A f = 0. 0135Q.P1.2
式中: A f ——泄压口面积(m 2)
Q ——防护区内气体的峰值流量(m 3.min) ,Q = K ×M 0.t
, 其中K = 217,M 0 (m 3) 为灭火剂的实际充装量, t (m in) 为喷射时间。
P ——围护结构承受内压的允许压强(Pa)
4. 4　灭火机理烟烙尽气体对扑灭A、B、C 类火灾是一种有效的药剂, 而作为灭火药剂的烟烙尽气体, 是由52% 的氮气、40% 的氩气和8% 的二氧化碳这三种自然存在于大气中的惰性气体组成。当烟烙尽气体依规定的设计灭火浓度喷放于需要保护的区域中时, 可以在1 分钟之内将区域内的氧气迅速降至1215% , 而使燃烧无法继续进行。同时, 在这样低的氧气浓度下, 由于保护区域中的二氧化碳浓度已从自然状态下的低于1% 提高到4% , 促使人的呼吸速率比平时加快, 可以在单位时间内吸入更多的氧气以维持正常的生命所需。至于其中的氩气, 还具有加强烟烙尽气体在所保护区域中的流动性、进一步提高灭火效率的作用。
415　系统的灭火过程
每个防护区域内的探测器都被分成两个独立的报警回路。发生火灾时, 其中单一回路报警后, 设在该保护区域内的警铃将动作, 而当两个回路都报警后, 设在该保护区域内外的蜂鸣器及闪灯将动作, 在延时阶段控制盘将完成相关设备的联动。经过30 秒延时, 控制盘便启动烟烙尽气体钢瓶组上释放阀的电磁启动器和对应保护区域的选择阀, 使烟烙尽气体沿管道和喷头输送到对应的保护区域灭火。
如值班人员先于火灾探测系统发现火情, 当用手提式灭火器或其它移动式灭火设备无法扑灭火灾时, 可直接拉动手拉启动器或在气瓶间通过紧急机械启动器直接启动钢瓶和选择阀。