SP合成型泡沫噴霧滅火系統在變壓器消防中的應用

SP合成型泡沫噴霧滅火系統在

變壓器消防中的應用

                                                                                         摘自《廣東公安科技》2006年第3期

樓新榮　　常磊

(廣東省廣州市公安消防支隊，廣東 廣州 510660)

摘　要　本文介要了SP合成泡沫滅火劑的性能和特點，介紹了該滅火系統的組成、原理、設計計算參數選擇,并就在變壓器消防中的應用與水噴霧滅火系統進行了比較,表明了該系統具有高效、安全、經濟的特點,在消防工程（特別是變壓器消防）中有良好的應用前景。

關鍵詞　自動滅火系統　泡沫噴霧滅火系統　合成泡沫滅火劑

隨著科技進步和國民經濟的快速發展,消防新技術、新產品不斷出現,為預防和撲救火災發揮了重要作用,SP合成型泡沫噴霧滅火系統作為一種新型、高效、經濟、安全的滅火技術已在一些發達國家得到廣泛應用。中國工程建設標準化協會標準《合成型泡沫噴霧滅火系統應用技術規程》CECS156的實施為該滅火系統的應用提供了技術依據，同時《火力發電廠與變電站設計防火規范》GB50229-2006 第11.5.4條規定：單臺容量為125000kVA及以上的主變壓器應設置水噴霧滅火系統、合成泡沫噴淋系統或其他滅火裝置。由此為該滅火系統的推廣提供了法規依據。目前國內220kV、500kV變電所內主油浸電力變壓器的消防系統主要采用水噴霧滅火系統和SP 合成型泡沫噴霧滅火系統。

1         SP合成泡沫滅火劑的性能及特點

SP 合成泡沫滅火劑是由ST高效滅火劑和FE高能阻燃劑二者合成的，集滅A類火、B類火、C類火，特別適用于熱油的火災，具有穩定性好，對環境無污染，具有生物降解性，對人畜無害，使用壽命長，是一種多功能、技術含量高、成本適中的滅火劑,且具有良好的絕緣性能。該滅火劑與其它滅火劑的性能比較如下：

（1）、SP合成泡沫滅火劑：以表面活性劑和適量的添加劑為基料制成的泡沫滅火劑。

特點：穩定性好，使用壽命長，抗燒時間長，環保，滅火性能高。

（2）、水成膜泡沫滅火劑：由90%的水中加10%的蛋白泡沫及成膜添加劑的泡沫滅火劑。

特點：成膜性能高，經濟性好（價格低）使用壽命短，輕度污染土壤。

（3）、高效水系滅火劑：在水中加6%的生物多糖及磷酸銨添加劑的泡沫滅火劑。

特點：經濟性優（價格特低），滅火性能良好、環保、使用壽命較短。

（4）、抗溶性泡沫滅火劑：以十二基烷苯作為基料的添加黃原膠等抗溶性物質的泡沫滅火劑。

特點：穩定性好，使用壽命長，抗燒時間長，污染環境。　　　　　　　　　　　　

2         SP合成型泡沫噴霧滅火系統的組成和系統設計參數的確定

SP合成型泡沫噴霧滅火系統主要有儲液罐、合成泡沫滅火劑、電磁控制閥、氮氣啟動源、氮氣動力源、減壓閥、安全閥、水霧噴頭和管網等部件組成。其主要原理如圖1所示,SP合成型泡沫噴霧滅火系統是采用合成型滅火劑和水按一定比例混合儲存于儲液罐中。火災時,通過火災自動報警聯動控制或手動控制,啟動高壓氮氣動力源,氮氣推動儲液罐內的合成型滅火劑,經管道和噴頭霧化后, 將其噴射到滅火對象上，借助水霧和泡沫的冷卻、窒息、乳化、隔離等綜合作用實現迅速滅火的目的。

系統設計基本參數:

按中國工程建設標準化協會標準《合成型泡沫噴霧滅火系統應用技術規程》CECS156的規定選取確定。

（1）、SP合成泡沫噴霧滅火系統的噴頭流量按下式計算：

式中：q-噴頭的流量（L/min）;

p-噴頭的工作壓力（MPa）,式中p=0.35MPa;

k-噴頭的流量系數，式中k=2.6,5,10,16;

（2）、保護面積的計算方法：

按保護對象的水平投影面積計算。

（3）、護對象的噴頭數量按下式計算：N=（S×W）/q

式中：N-保護對象的噴頭計算數量；

      S-保護對象的水平投影面積（m²）；

      W-泡沫噴霧滅火系統合成泡沫劑設計供給強度（L/min·m²）,式中取W=4 L/min·m²。

圖1　SP合成型泡沫噴霧滅火系統原理圖

3         SP合成型泡沫噴霧滅火系統與水噴霧滅火系統在油浸電力變壓器消防中的應用比較

以某220KV變電所油浸電力變壓器(長8.5m,寬8m，本體高5m，油枕高7m)為例進行設計計算對比。

用SP合成型泡沫噴霧滅火系統：

（1）、保護面積S=8.5×8=68 m²

（2）、合成泡沫滅火劑用量計算V= S×W×t

    S=68, W=4 L/min·m², t=10min

    V= 68×4×10=2720L

修正V取為3000L

（3）、噴頭的數量計算：N=（S×W）/q= （68×4）/20=13.6只

取14只噴頭，V=3000L，V/（t×q）=3000/(10×20)=15,即能提供15只噴頭的安全供液時間及流量。

所以取14只噴頭，其中2只噴頭保護油枕。

用水噴霧滅火系統：

（1）、設計噴霧強度20 L/min·m²，持續噴霧時間24min,水霧噴頭的工作壓力不應小于0.35Mpa，響應時間不應大于45S；

（2）、保護面積按外表面積確定，當外形不規則時，應按包容對象的最小規則形體的外表面積確定，變壓器的保護面積除應按扣除底面面積以外的變壓器外表面積確定外，尚應包括油枕、冷卻器的外表面積和集油坑的投影面積,本例中經計算S約為260 m² ；

（3）、水霧噴頭數量按設計噴霧強度、保護面積和水霧噴頭特性確定；

擬選用國產的K=57的水霧噴頭， =106.5 L/min,

水霧噴頭數量:N=（S×W）/q=48個；

(4)、系統計算流量：Q_j= ，經初步估算約為110.9L/S,

系統設計流量為：Q_s=1.1Q_j=122 L/S,

消防用水量為：V= 60×Q_s×t/1000=176m³;

(5)、系統主要部件有：消防水源、水泵、過濾器、雨淋閥、水霧噴頭、信號閘閥、感溫電纜、報警控制器、管網、排水設施等。

因此選用水噴霧滅火系統較復雜、投資加大，日常維護成本也高。

經測試，SP系統滅火效率比水噴霧滅火提高近10倍，且不易復燃，能撲救泡沫滅火裝置不能撲救的電氣火災和水噴霧滅火裝置不能撲救的低閃點B類火災和氣體火災。

另外SP合成型泡沫噴霧滅火系統具有良好的絕緣性能,根據試驗,當高壓電極與水噴霧噴頭間距為1m,施加電壓為146kV時,測得其泄露電流為25μA.因此,具有良好的絕緣性能。

從以上對比可以看出，在變壓器消防中采用SP合成型泡沫噴霧滅火系統有以下幾個優點：

（1）、設計簡單：水霧滅火系統的水霧噴頭布置是按保護對象的表面積計算,而SP合成型泡沫噴霧滅火系統的水霧噴頭布置是以保護對象的水平投影面積計算,計算簡單。

（2）、消防用水量少：SP合成型泡沫噴霧滅火系統泡沫設計供給強度為4L/m²·min,而水噴霧滅火系統設計噴霧強度為20L/ m²·min;噴射持續時間也相應減少,SP合成型泡沫噴霧滅火系統為10min,水噴霧滅火系統為24min，因而消防用水量減少,水漬損失也小。

（3）系統安裝、操作、維修簡單，投資少：水噴霧要設置消防水池、消防水泵和水泵房,而SP合成型泡沫噴霧滅火系統采用了氣體滅火系統的啟動方式,采用氮氣鋼瓶作為動力源,在氣壓作用下,不需要設置復雜的泡沫發生器和混合器,即產生發泡倍數達7.9倍的泡沫,消防水池也僅考慮消火栓系統的用水量。SP合成型泡沫噴霧滅火系統不僅提高了滅火效果，由于滅火劑存在儲液罐中，滅火系統的管路為干式管，這樣滅火系統不需要定期試噴，還能在缺水和寒冷地區中使用，不必設置專用供、排水設備。因此系統占地小，投資節省，設備安裝、操作、維修簡單方便。

SP合成型泡沫噴霧滅火系統與水噴霧滅火系統的主要特性比較見下表