您尚未登录,请登录后浏览更多内容! 登录 | 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1250|回复: 0

自动灭火新思路

[复制链接]

1

主题

0

好友

12

积分

待入伍

Rank: 1

发表于 2013-12-11 12:44:03 |显示全部楼层
1. 火灾概述
火灾的发生是一个很偶然的事件,也许十年,也许二十年,没人知道它会在什么时间、什么地点出现,由于在时间和空间上的不确定性,一起火灾可能造成的损失在其初始阶段是未知的,常规的划分隔火区域属于从空间上进行火灾防控,但受现场条件的限制,实际操作起来并不可能划分得很清楚,火势容易蔓延开来,从另一方面看,由于事故损失随时间推移成倍增长,所以在时间上控制住火势显得尤为重要。
电缆火灾作为一种典型的固体火灾,其特点在于:电缆线路的分布范围点多面广,有的地段拥挤不堪,散热条件差,极易造成火势扩大。电缆本身不易燃,可一旦着火后,火势凶猛,延燃迅速;由于着火时产生大量烟气和热量,隧道工作面窄,扑救困难,并对低压电气设备有二次危害;燃烧持续时间长,损失严重,恢复时间长。在所有固体火灾防治的研究中,以电缆防火作为原型进行研究具有一定的代表性。
同其它火灾一样,由于电缆火灾发生的不确定性,对其进行全天候、全方位地防控是不经济的,也是不现实的,实际操作起来在各环节中还会出现很多漏洞。从电缆火灾形成的内部原因来看,根据运行经验,电缆本体短路电击穿的机率不大于20%,由此引起的火灾概率更小,绝大部分的火灾是由于电缆接头运行长时间过热击穿,短路放炮起火,造成火势蔓延,所以,接头可以看作是电缆线路上的重点火险隐患,对接头火灾的防控成为对整个电缆火灾防控的重中之重,通过对各个点的控制,可以有效保护全线,大幅降低火灾扩大事故的形成机率,实际操作起来也容易得多。
2.防火现状
2.1目前所采取的针对接头的防火措施有;防火带、防火泥、防火隔板、防火涂料,灭火手段分为常规应急火灾扑救、自动灭火系统,辅助监测手段有:在线温度传感器、火灾烟雾温度报警装置等。
2.2从应用效果来看:防火带、防火泥、防火涂料等被动型固定防火措施在接头短路放炮时防火效果将明显下降。
2.3防火隔板、槽盒在一定程度上可以抑制火势蔓延,同时存在的问题在于:
2.3.1接头短路放炮时有可能将隔板炸穿或炸裂,若火焰不能自行熄灭,将会引燃上层支架的电缆。
2.3.2即便放炮未对隔板造成直接破坏,在火焰的直接烘烤下,槽盒有可能发烟、焦化甚至穿火,上层电缆仍可能被引燃。
2.3.3槽盒如果完全密封,将会严重影响接头散热,不利于长期运行,如果不密封,火会沿电缆传播,有实验数据表明:接头起火后,延水平方向可以大约5cm/min的速度传播,在一定风速的影响下,这一传播速度会明显加快,而在竖井中的传播速度会提高到2.73.2倍。
由此看出:上述被动型防火手段的使用受现场条件及事故破坏的影响,功能发挥不可靠,且不具备灭火功能,所以在接头放炮起火后第一时间进行灭火是完全必要的,它可以控制火势的进一步蔓延,从最大限度上降低火灾扩大事故的发生机率。
2.4常规应急火灾扑救一般分为三步:发现火情、运送灭火剂、现场扑救。由于上述各环节受各类外在因素影响,往往延误灭火最佳时机,造成损失扩大:如烟雾报警装置的频繁误报或长期闲置不用,形同于摆设,往往真正出现火警时并不能及时引起重视,造成火势蔓延;运送灭火剂或消防给水如不能及时充足地补充供应,也耽误抢险时间;受现场各种地形条件及烟雾的影响,如生产车间、地下工程和高层建筑,即使灭火剂到位后也无法迅速开展扑救工作。鉴于上述原因,小火随时间的推移,容易发展为大火,并造成重大经济损失。
2.5现有的火灾自动灭火系统属于主动防范措施,前期首先依赖于火灾烟雾温度报警装置准确发出火警信息,再启动自动喷水灭火系统,这一系列设施所有机构由于长时间不使用,设备工作环节多,容易卡壳,或者在火灾事故中供电电源一旦中断,设备可靠性不高。二氧化碳等介质的灭火系统除上述缺陷外,在平时如果误启动,可能对附近人员造成伤害,故安全性得不到保障,以上设备成本及维护费用偏高,误报率高,使用率低,实际应用过程中会遇到很多问题。
3. 解决方案                    
故在此提出一种解决方案,基于火险隐患现场第一时间就地自动灭火,将火灾事故消灭在初始萌芽状态。
为解决火险隐患部位的自动灭火,本设计所采用的具体技术方案是:
一种自动灭火装置,包括一个塑料膜外层,内部装填泥沙。将该自动灭火装置垂直悬挂于火险隐患的上方,火险隐患放置于隔火板上,火险隐患与相邻设备连接。(如图1)
当火险隐患在任意时间起火,火苗触及塑料膜外层,塑料膜外层熔融滴落,泥沙靠重力随之落下,以隔火板为底面形成一个锥体,将火险隐患全部覆盖,把可燃物与火焰、氧气隔离开来,通过窒息终止燃烧,同时与相邻设备隔离,达到灭火与隔火的目的,杜绝火势蔓延,从而保护相邻设备。
泥沙的数量以落下后能够完全覆盖火险隐患为宜,泥沙和塑料膜外层所构成的整体在隔火板上的投影面积应明显大于火险隐患在隔火板上的投影面积。
塑料膜外层的厚度以能够长期承载泥沙的重量而不会自然破裂为宜,如火险隐患面积较大,相应要求塑料膜外层面积较大,则可用金属网格安装于塑料膜外层下方,网格以其它固定部件为支撑,辅助承载泥沙的重量;抑或采用分体组合方式,类似于活字印刷术,实现对大面积火险隐患的覆盖。塑料膜外层与火险隐患的距离以初始火灾的火苗能够在短时间内将塑料膜外层烧化为宜。
为防止平时泥沙遇风尘土飞扬,可将泥沙整体全部密封包装。在这里,隔火板可以理解为是地板,相邻设备可以理解为是其它可燃物品,泥沙可以理解为是不可燃或难燃的粉末或颗粒物质。
该装置除了应用于火险隐患的定点灭火,也可用于同一建筑物内几个防火区域之间的隔火,包括竖井的封堵。
4.应用研究
4.1安装参数的调整
4.1.1塑料膜的厚度  当然是越薄越好,这样在起火烧灼时能够在最短时间内烧穿,泥沙落下覆盖,但虑及塑料膜的厚度要能够长期承载泥沙的重量而不会自然破裂,要求越厚越好,所以这之间必然要找到一个平衡点,并涉及到材料方面选择的问题。
4.1.2塑料膜与接头的距离  距离不能太近,否则会阻碍泥沙的自由落体运动,不能够很好地散开,起不到灭火效果;同时距离又不能太远,火苗受风扰动,这样将延长塑料膜的烧穿时间,起不到迅速灭火的效果。
4.1.3灭火袋的重量、底面积大小  即泥沙的数量,太少不能有效灭火,过多则显得没有必要,而且占据太大空间,在现场实际安装会有困难。
上述三项参数本身的选取和调整首先要以接头的大小为依据,找出一个基本值或经验值,在结合考虑三者间的相互关系时(如图2)可能还要作进一步调整,针对不同的火险隐患及灭火需求制定相应的设计安装规范。
4.2 泥沙潮湿度的影响
通过系列模拟实验,对灭火袋烧穿过程有了新的认识:包裹在泥沙外面的塑料膜并不如单纯的塑料膜那么容易烧穿,这是因为:在火焰的烘烤下,泥沙通过塑料膜热传递直接吸收热量,一定时间后,泥沙温度也升高,在内外高温的作用下,塑料膜才可能熔融,承受不住泥沙的重力而破裂,此次实验烧穿过程花了大约30秒时间,如果泥沙潮湿,这一时间还会延长,所以应尽量选用干燥的泥沙。但从另一角度看,泥沙受潮并不会对灭火时间产生影响,这是因为:受潮的泥沙也需要吸收更多的热量,使烧穿时间延长,因而热量也不易向周围扩散,即火焰不会向周围扩散,所以在灭火时间上也不会出现问题。
单独的塑料膜一点即燃,但其燃烧的热值较低,不会引燃具有一定阻燃性的电缆外护套,而且正如实验中表明:与泥沙相互依托的塑料膜并不易燃,所以大可不必担心灭火袋顶部和侧面的塑料膜被引燃而助燃电缆。
4.3灭火袋防爆问题
这是在电缆防火中不可回避的首要问题,电缆接头防火必须先防爆,接头在运行中放炮的威力到底有多大?到目前为止还很少有人亲身现场经历过,但根据多次的经验可以先行预测电缆接头放炮的发展过程:首先接头运行温度升高,绝缘程度急剧下降,单相接地拉弧使得内部绝缘层中难燃的高分子聚合物热分解为可燃的低分子物质(这为后面的燃烧创造了物质条件),35kv单芯电缆拉弧时间更长,进一步发展成相间短路,接头炸开,弧光引燃可燃物,一旦接头内部暴露于空气中,由于氧气的大量介入,形成燃烧迅速的链锁反应。
有实例表明:爆炸瞬间产生的电弧能穿透薄钢板,冲击力较强,然而面对柔软的沙袋,而且有相当的厚度与重量体积,至少在冲击的瞬间很难对灭火袋的顶部和侧面的塑料膜造成直接破坏,将灭火袋全部掀开的可能性更小,或者说,可以根据爆炸可能造成的威力,增加沙袋整体的容积和重量,类似于炮弹和沙包的关系,大多数灭火袋的上部还有电缆支架和电缆阻挡,如此分析,爆炸不会造成泥沙四处飞散,由于顶部及侧面塑料膜不需要烘烤,可适当增加厚度,以保证在冲击作用下根本不会破裂,使袋中泥沙保持完整,从而保证了灭火剂的完好与充足,反过来看,在高温电弧的冲击下,爆炸最大可能直接造成灭火袋底部的塑料膜破坏,这样反倒省去了烧穿所耗费的时间,爆炸瞬间完成,泥沙随即落下迅速灭火,如有余火,又将继续烧穿过程。
由此可见,爆炸对灭火袋的使用不会有根本的影响,只是在实践运用中要根据现场实际确定灭火袋中泥沙的最基本用量,并考虑对灭火袋捆绑固定,能抵御住瞬间冲击力的考验,不致产生整体横向位移。
5.效果分析
5.1本设计显著的特点:
  
  
灭火机理、工艺流程
灭火的有效性
成本低廉,安装简便,安装方式灵活,免维护,使用寿命长。
使用的广泛性
无需电力或人为控制,无中间环节,全天候工作,动作迅速,不受外在及环境因素干扰,第一时间灭火,一步到位。
灭火的可靠性
清洁无污染,不会对设备造成二次伤害,不会扩大扑救范围,对人身无任何伤害。
安全环保性
可将事故损失基本控制接近零、灭火成本最低,投入产出比极高。
经济性
5.2实施这一构想的优势主要在于:
5.2.1在有爆炸起火部位,其灭火效果不受爆炸的影响,通过清理火险隐患安装灭火袋的同时,可以自觉地提前消除其它外部潜在隐患。
5.2.2尤其适用于高低压电力网络的各类接点、各行业生产车间、用火频繁场所、危化品生产及存储场所、鞭炮生产企业、化工企业、商铺密集场所、所有地下及高层建筑等地形复杂的隐蔽场所特定火险隐患初起火灾的扑灭。
5.2.3常规应急手段灭火后,现场一片混乱。本装置灭火后,能保持完整的初始火灾原貌,便于从内部分析起火原因,更好地对设施内部起火进行主动防范。
6.结语
电缆火灾属于人为灾害的一种,不能等同于天灾,从理论的角度上讲,人为灾害都是可以预防的。安全工程学把事故前预防作为重点,正是基于人为灾害是可以预防这一基本点上的。尽管实际上要预防全部人为灾害是困难的,但是完全可以通过有效的技术手段使火灾事故发生率无限趋近于零。同时,还必须结合管理等方面进行探讨,并始终把事故前预防作为重点。
该文发表于《冶金动力》2005年第3期
由于灭火袋的成本低,动作有效可靠,安全环保,因此可以筛选出火险隐患点后大量采用,大范围广泛使用后,各种设备设施的综合防火能力可以得到大幅提升,由此又可节约出消防应急资源以应对各种突发火灾事件,这便构成了消防控制能力的良性循环,对人身财产安全和社会经济发展具有重大现实意义。
  

file:///C:/DOCUME~1/jdwx/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif


图1
塑料膜的厚度                 
file:///C:/DOCUME~1/jdwx/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif                                                         
                                                         
                                                           
灭火袋的重量、底面积大小                  塑料膜与接头的距离
                               图2

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

* 验证码:

       
    粤ICP备12025357号

GMT+8, 2016-12-6 23:56 , Processed in 0.134385 second(s), 23 queries .

© 2001-2011 Powered by Discuz! X2.5. Theme By Yeei!

回顶部