1 前言
        隨著我國電力工業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步，架空電線地下化成了必然發(fā)展趨勢(shì)，電力隧道輸送電力的情況越來越多。從而造成了地下電力火災(zāi)發(fā)生的可能性的增加。
        　　地下電力隧道因空間狹長，障礙物較多，內(nèi)部可燃物復(fù)雜（絕緣材料種類較多）發(fā)生火災(zāi)時(shí)高溫濃煙易于積聚，火災(zāi)撲救難度較大。因此，在電力隧道內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)南老到y(tǒng)，成為目前電力隧道設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
        2 國內(nèi)電力隧道消防現(xiàn)狀分析
        目前國內(nèi)現(xiàn)有幾根電力隧道消防現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)分析如下表：
        隧道名稱 消防設(shè)施 優(yōu)缺點(diǎn) 
        上海金山石化廠 原設(shè)計(jì)無后加設(shè)。１.每個(gè)防火分區(qū)均采用開式水噴霧滅火系統(tǒng)2.配備了 1211手提式滅火器。3.每隔70米設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，以自動(dòng)防火門分隔。 因原隧道無火災(zāi)報(bào)警及滅火設(shè)施，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，在火災(zāi)初期將火災(zāi)撲滅。隧道加設(shè)火災(zāi)報(bào)警及滅火設(shè)施后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，及時(shí)處理，控制火災(zāi)并滅火。采用開式滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：１.可撲滅著火處的火源并向整個(gè)防火區(qū)內(nèi)噴水，防止火災(zāi)蔓延和擴(kuò)大。２.平時(shí)管道內(nèi)無水存留，減少噴水設(shè)備被銹蝕及水垢堵塞，可減少管理維修保養(yǎng)工作量。獲3.發(fā)現(xiàn)火情后，不能自動(dòng)噴水滅火，必須由消防車從室外消火栓取水通過水泵接合器將水送至隧道內(nèi)滅火。 
        上海寶鋼一、二期工程 未設(shè)防火分區(qū)，設(shè)置煙感火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，無滅火設(shè)施。 煙感報(bào)警探頭易出現(xiàn)誤報(bào)。因隧道內(nèi)無任何滅火設(shè)施，故一旦著火，火災(zāi)很難控制。 
        上海寶鋼三期工程 設(shè)置了火災(zāi)報(bào)警及滅火設(shè)施。每隔70米設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，以自動(dòng)防火門分隔，每個(gè)防火分區(qū)均采用開式水噴霧滅火系統(tǒng) 隧道內(nèi)設(shè)置了火災(zāi)報(bào)警及滅火設(shè)施，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，迅速處理，控制火災(zāi)并滅火。采用開式滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)同上。 
        北京城市電力隧道 未設(shè)防火分區(qū)，在部分電纜接頭處上方設(shè)置了懸掛式1211自動(dòng)滅火器，無其他消防報(bào)警及滅火設(shè)施。 隧道無火災(zāi)報(bào)警及滅火設(shè)施，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，著火后很難控制火災(zāi)。設(shè)1211自動(dòng)滅火器的部位，維護(hù)保養(yǎng)工作量大，每隔兩年更換一次氣體，使維護(hù)費(fèi)增加。1211為鹵代烷氣體，會(huì)破壞大氣臭氧層。 
        廣州珠江新城電力隧道 設(shè)置了纜式火災(zāi)報(bào)警未設(shè)滅火系統(tǒng)。每隔70米設(shè)置一個(gè)防火分區(qū)，以自動(dòng)防火門分隔。 隧道內(nèi)設(shè)有火災(zāi)報(bào)警設(shè)施，發(fā)現(xiàn)火情，能發(fā)出聲光報(bào)警，并聯(lián)動(dòng)關(guān)閉防火門、風(fēng)機(jī)、防火閥，已達(dá)到控制火災(zāi)不再蔓延的目的。但是，由于隧道內(nèi)未設(shè)滅火設(shè)施，著火后無法撲滅火災(zāi)。 
        3 滅火系統(tǒng)比較、選擇：
        關(guān)于電力隧道滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)有各種規(guī)范內(nèi)都沒有明確的要求，我們對(duì)以上已投運(yùn)的幾種電力隧道的消防系統(tǒng)進(jìn)行了分析比較，并結(jié)合電力行業(yè)目前使用的其他消防滅火方式，在充分考慮電力火災(zāi)的特殊性的前提下，總結(jié)如下：
        1) 懸掛式1211滅火器。
        1211屬于鹵代烷類對(duì)大氣臭氧層有破壞作用的氣體，在現(xiàn)今已不符合環(huán)保要求，根據(jù)蒙特利爾公約，將在2010年全部淘汰，故不予推薦。
        2) 氣體滅火系統(tǒng)
        電力行業(yè)中常用的氣體滅火系統(tǒng)包括有：CO2、FM200七氟丙烷和IG541煙烙盡。
        CO2和FM200對(duì)臭氧層不破壞，但在大氣中存活壽命較長，大量的CO2和FM200進(jìn)入大氣層后，對(duì)全球溫室效應(yīng)會(huì)有較大影響，美、英等國已將其列入受控使用計(jì)劃之列，不宜作長期替代物考慮。而且FM200系統(tǒng)當(dāng)火災(zāi)溫度超過704℃時(shí),七氟丙烷滅火劑的熱分解產(chǎn)物氫氟酸將會(huì)產(chǎn)生，并且滅火時(shí)間越長，分解的氫氟酸就越多。實(shí)際酸氣的生成量最高可達(dá)300ppm，遠(yuǎn)大于短時(shí)間內(nèi)接觸50ppm氫氟酸即為危險(xiǎn)濃度的國際標(biāo)準(zhǔn)。在此環(huán)境內(nèi)，超過一分鐘，人就有生命危險(xiǎn)。同樣的CO2的滅火的原理主要是窒息作用，這對(duì)人體有致命危害，其最小設(shè)計(jì)滅火濃度（34%）大大超過了人的致死濃度，危險(xiǎn)性極大，因此我們認(rèn)為CO2和FM200不適于應(yīng)用在經(jīng)常有工作人員點(diǎn)檢、巡檢的電力隧道內(nèi)。
        IG541系統(tǒng)對(duì)氣體瓶組至保護(hù)區(qū)間的距離要求比較高，一般控制在150米之內(nèi)，否則水力損失太大，因此如采用IG541氣體滅火系統(tǒng)，則在電力隧道內(nèi)最少每隔300米左右需設(shè)置氣體鋼瓶組一套，而一般電力隧道工作井的間距在500~600米，除了工作井外，隧道內(nèi)沒有其余空間可容納氣體鋼瓶組。即使，隧道工程中能夠做到每隔300米設(shè)置工作井,如采用IG541滅火系統(tǒng)，由于設(shè)備較多，直接導(dǎo)致造價(jià)上升，其投資一般約為水噴霧系統(tǒng)的5~6倍。
        綜上所述，我們認(rèn)為在電力隧道中，不適于采用氣體滅火系統(tǒng)。
        3) 水噴霧滅火系統(tǒng)
        水噴霧滅火系統(tǒng)包括固定式和半固定式系統(tǒng)。
        固定式水噴霧滅火系統(tǒng)，由消防水泵房、濕式雨淋閥和高速水霧噴頭以及水泵接合器等部分組成，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，沿電纜隧道敷設(shè)的火災(zāi)探測(cè)器如感溫電纜等報(bào)警，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)的防火門隔斷，同時(shí)打開相應(yīng)防火分區(qū)內(nèi)電接點(diǎn)雨淋閥，水霧噴頭噴射出高壓水霧，以達(dá)到降溫、冷卻、窒息并最終撲滅防火分區(qū)內(nèi)火災(zāi)的目的。固定式水噴霧系統(tǒng)，有著響應(yīng)迅速，滅火效果好的優(yōu)點(diǎn)，但是系統(tǒng)組成中水霧噴頭、雨淋閥及消防泵等設(shè)備數(shù)量多，投資大,并且增加了大量的日常管理維護(hù)保養(yǎng)工作。同時(shí)，由于消防廢水量的大大增加，使得電力隧道內(nèi)的排水泵及廢水集水井均相應(yīng)增大，消防泵房及排水泵房占地大，增加了設(shè)計(jì)、施工難度。

        半固定式水噴霧系統(tǒng)與固定式的主要區(qū)別是系統(tǒng)中不帶消防水泵。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)的防火門，同時(shí)將火災(zāi)信號(hào)送至相關(guān)消防部門。消防局派出消防車，由消防車從室外消火栓取水通過水泵接合器將水送至隧道內(nèi)，通過水霧噴頭實(shí)施滅火。半固定式系統(tǒng)由于本身未設(shè)消防泵，故火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)不能自動(dòng)噴水滅火，失去了撲滅初期火災(zāi)的最有利時(shí)機(jī)。
        根據(jù)已有的規(guī)程規(guī)范，并總結(jié)國內(nèi)已建電力隧道工程的經(jīng)驗(yàn)，我們建議，在消防局認(rèn)可的前提下，對(duì)于火災(zāi)危險(xiǎn)性相對(duì)不高的交聯(lián)電纜電力隧道，在設(shè)置了纜式火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、防火分區(qū)，防火閥以及相應(yīng)的防火封堵的基礎(chǔ)上，可采取不設(shè)固定消防滅火系統(tǒng)的方案。無固定滅火系統(tǒng)的電力隧道，雖然發(fā)生火災(zāi)時(shí)，無有效的滅火措施，不能撲滅火災(zāi)。但是由于安裝了完善的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)的防火門，可使火災(zāi)控制在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，不致擴(kuò)散。
        而對(duì)于采用充油電纜的電力隧道，由于增加了油箱等設(shè)備，大大增加了隧道發(fā)生火災(zāi)的可能和滅火的難度，因此除了防火分隔、封堵、纜式報(bào)警系統(tǒng)等必要的被動(dòng)措施外，選擇一種積極有效的滅火系統(tǒng)也是非常有必要的。根據(jù)上述分析比較，我們建議在采用充油電纜的電力隧道內(nèi)加設(shè)固定式水噴霧滅火系統(tǒng)。
         除此以外，電力隧道內(nèi)均應(yīng)按《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》配備移動(dòng)式滅火器。
        4. 固定式水噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.1滅火原理及系統(tǒng)組成
        水噴霧系統(tǒng)的滅火原理是通過水霧的表面冷卻、窒息和乳化作用以達(dá)到滅火和防止火災(zāi)曼延的目的。系統(tǒng)是由水源、供水設(shè)備、壓力維持裝置、管道、雨淋閥組、過濾器和水霧噴頭等組成，向保護(hù)對(duì)象噴射水霧滅火或防護(hù)冷卻。因?yàn)樗F噴頭噴射的霧狀水滴是不連續(xù)的間斷水滴，具有良好的電絕緣性能，所以可用于電氣設(shè)備滅火。水噴霧是一種開式系統(tǒng)，即在平時(shí)狀態(tài)下，雨淋閥前（指消防水泵出水管至雨淋閥之間的管段）充滿水，閥后（雨淋閥至水霧噴頭之間的管段）為空管，無水。壓力維持裝置（如氣壓水罐）保持管網(wǎng)壓力，當(dāng)某一防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)，經(jīng)火災(zāi)探測(cè)報(bào)警確認(rèn)后，打開控制相應(yīng)防火分區(qū)的雨淋閥上電磁閥，壓力開關(guān)動(dòng)作開啟雨淋閥，啟動(dòng)消防水泵，高壓水通過管道、噴頭噴出，形成水霧滅火。
        水噴霧系統(tǒng)水源需由市政給水管網(wǎng)接入兩根消防引入管，并確保當(dāng)一條引入管發(fā)生故障或斷水時(shí)，另一條能供應(yīng)全部的消防用水。消防水泵出水管應(yīng)在隧道內(nèi)連成環(huán)狀管網(wǎng)，每個(gè)防火分區(qū)從消防環(huán)管上接出支管，支管后設(shè)置雨淋閥和水霧噴頭，雨淋閥前的管道上應(yīng)設(shè)置過濾器。電力隧道內(nèi)同一時(shí)間發(fā)生火災(zāi)次數(shù)按一個(gè)防火分區(qū)發(fā)生一次考慮，每個(gè)防火分區(qū)即水噴霧系統(tǒng)用水量不宜超過80l/s，以利于每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的水霧噴頭由一臺(tái)雨淋閥控制，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保最不利點(diǎn)噴頭工作壓力應(yīng)不小于0.35MPa。
        在室外通風(fēng)井外還應(yīng)設(shè)置水泵接合器，以及與之配套室外消火栓，以備萬一消防泵不能啟動(dòng)時(shí)，由消防車向市政消火栓抽水供入滅火系統(tǒng)之用，水泵接合器總管應(yīng)與隧道內(nèi)的消防環(huán)管連通。
        4.2水霧噴頭選擇和布置
        水霧噴頭是系統(tǒng)的終端，是完成系統(tǒng)滅火功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。尤其是在電力隧道這樣空間狹窄、救援困難的特殊場(chǎng)合，噴頭的選擇和布置越發(fā)顯得重要。
        對(duì)于采用水噴霧滅火系統(tǒng)保護(hù)的對(duì)象，其保護(hù)面積應(yīng)按其表面積確定。具體到分層敷設(shè)的電纜，其保護(hù)面積應(yīng)按整體包容的最小規(guī)則形體的外表面積確定，即按包容多層電纜及其托架總體的規(guī)則表面積確定，設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度按13l/m2·min考慮，持續(xù)噴霧時(shí)間不小于0.4h 。同時(shí)應(yīng)確保水噴霧噴頭與保護(hù)對(duì)象之間的距離不大于水霧噴頭的有效射程。
        常規(guī)設(shè)計(jì)中，如主變壓器的水噴霧設(shè)計(jì)，水霧噴頭一般盡量布置在被保護(hù)物體的四周及頂部，以求好的包絡(luò)效果。但是電力隧道空間相對(duì)比較小，電纜橋架又分層布置，并且每層橋架上的電纜敷設(shè)也較為稠密，多層布置的電纜對(duì)噴霧有較大的阻擋作用，如仍然將噴頭布置在電纜的頂部或側(cè)面，肯定不能滿足規(guī)范所要求的使水霧直接噴射、覆蓋，并能完全包絡(luò)多層電纜的要求。因此，我們建議在電纜隧道內(nèi)應(yīng)當(dāng)采用新型的噴頭布置方式，考慮將水霧噴頭布置在電纜的側(cè)上方，并調(diào)整角度向電纜橋架傾斜，避免了下層電纜被上層遮擋，無法保護(hù)到的問題，又能使噴霧達(dá)到最大效果。同時(shí)，相對(duì)于水平側(cè)面布置，這種布置方式，由于減弱了重力對(duì)霧滴噴射的影響，充分的利用了噴頭的有效射程。具體布置方式見圖1和圖2。
        水霧噴頭的選擇與系統(tǒng)的水量、噴頭的數(shù)量及布置有很密切的關(guān)系。由于不同的噴頭其技術(shù)參數(shù)不同，流量系數(shù) K值不同，則流量和霧化角也不同。應(yīng)針對(duì)不同工程，不同的電纜橋架層數(shù)、高度，選擇不同包絡(luò)半徑、有效射程的噴頭，是系統(tǒng)在滿足滅火要求的同時(shí)又經(jīng)濟(jì)合理。
       
        注：1、水噴霧管道  2、水霧噴頭  3、電纜  4、電纜橋架
        4.3排水系統(tǒng)
        隧道內(nèi)水噴霧系統(tǒng)產(chǎn)生的大量的消防廢水和少量的結(jié)構(gòu)滲水將沿隧道內(nèi)的縱向排水溝匯向隧道最低點(diǎn)，必須設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施來排放。因此在隧道的最低點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置排水泵房，并考慮設(shè)置兩臺(tái)以上排水泵，平時(shí)互為備用，火災(zāi)發(fā)生啟動(dòng)水噴霧滅火系統(tǒng)后，幾臺(tái)排水泵同時(shí)使用。排水泵選型根據(jù)消防廢水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，排水泵房集水池有效容積應(yīng)大于最大污水泵五分鐘排水量。排水泵平時(shí)宜采用液位自動(dòng)控制方式，故障時(shí)可現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開啟和遙動(dòng)。排水泵出水管沿隧道縱向敷設(shè)，從就近的風(fēng)井穿出，經(jīng)地面壓力出水井后，排入就近市政雨水干管。
        5.結(jié)論
        電力隧道內(nèi)的火災(zāi)一般不易被發(fā)現(xiàn)，而且危險(xiǎn)性大、火災(zāi)蔓延速度快。因此在設(shè)計(jì)電力隧道時(shí)，針對(duì)不同的情況，采取相應(yīng)的消防措施，選擇合適的滅火系統(tǒng)，是我們面臨的一個(gè)重要課題。
        電力隧道的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及諸多領(lǐng)域，牽涉到許多新消防技術(shù)和滅火技術(shù)的具體應(yīng)用問題，尚待我們進(jìn)一步研究完善。綜上所述，電力隧道的消防應(yīng)當(dāng)引起人們的廣泛關(guān)注和關(guān)心，確保我們城市的命脈，確保人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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文章名稱：《電力隧道消防滅火系統(tǒng)應(yīng)用探討》

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