移動式細水霧滅火裝置在高鐵變電所的應(yīng)用.doc

移動式細水霧滅火裝置在高鐵變電所的應(yīng)用 摘要：高鐵列車依靠電力機車牽引，為了給電力機車供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)，因此高鐵線路沿線按一定距離布置很多變電站所。為了保障高鐵列車穩(wěn)定高效運行，必須保障高鐵變電所的消防安全。規(guī)范要求變電站所需設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)，但由于變電所大都位于偏遠農(nóng)村山區(qū)，不具備設(shè)計安裝室外消火栓系統(tǒng)，即使安裝室外消火栓，也僅有一路水源，不能滿足規(guī)范要求。而且變電站所的消防安全主要是保護變壓器、電線電纜等電器設(shè)施，用水進行滅火救援存在破壞性和危險性。移動式細水霧滅火裝置安裝簡單，對環(huán)境要求較低，能夠有效撲滅油浸變壓器的火災(zāi)，較好的解決了高鐵變電站所的消防安全問題。關(guān)鍵字：高鐵 變電所 細水霧 室外消火栓 The Application Of Trolley Water Mist Device In The High-speed rail SubstationAbstract:High-speed Rail rely on electric locomotive traction train, In order to supply power to electric locomotive, need to set up a set of the railway traction power supply system, so high speed along the line according to a certain distance layout a lot of substation. In order to ensure the stable and efficient operation of high-speed trains, must guarantee the high iron electric fire safety institute. Specification for substation outdoor fire hydrant system settings, but because of the substation are located in remote rural areas, do not have the design and installation of outdoor fire hydrant system, even if the installation of outdoor fire hydrant, a water only, can not meet the requirements of specification. And the fire safety of transformer substation is the main protection of transformer, wire and cable, electrical facilities, water for fire fighting and rescue are destructive and dangerous. Mobile water mist fire extinguishing device has the advantages of simple installation, low requirement to environment, can effectively save oil immersed transformer fire, to solve the fire safety problems High-speed Rail substation.Keywords:High-speed Rail substation water mist outdoor fire hydrant1、前言隨著京津城際、武廣高鐵、鄭西高鐵、滬寧城際高鐵等相繼開通運營，中國高鐵正在引領(lǐng)世界高鐵發(fā)展。高鐵列車能夠高速、穩(wěn)定的運行，是因為高鐵列車依靠電力機車牽引，電力機車與蒸汽機車和內(nèi)燃機車不同，它本身不帶能源，必須由外部供應(yīng)電能。為了給電力機車供應(yīng)電能，需要在鐵路沿線架設(shè)一套牽引供電系統(tǒng)。因此鐵路軌道沿線按不同要求設(shè)置不同的變電所：牽引變電所、分區(qū)所和AT所。牽引變電所的功能是將三相的110KV（或220KV）高壓交流電變換為兩個單相的27.5KV的交流電，然后向鐵路上、下行兩個方向的接觸網(wǎng)（額定電壓為25KV）供電，一般在高鐵軌道沿線隔40公里左右設(shè)置一處。分區(qū)所設(shè)置于兩個牽引變電所中間，可使相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段實現(xiàn)并聯(lián)或單獨工作；牽引網(wǎng)采用AT供電方式，在高鐵軌道沿線公里左右設(shè)置一臺自耦變壓器AT稱為AT所。變電所平面布置如圖1所示，可以清楚的看到高鐵變電所主要設(shè)施設(shè)備。圖1 變電所布置圖2、存在問題保障高鐵列車的穩(wěn)定快速運行，為列車機車供電的變電所的消防安全首當其沖。根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2014第8.1.2條 民用建筑、廠房、倉庫、儲罐（區(qū)）和堆場周圍應(yīng)設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)，因此變電所必須設(shè)計室外消火栓系統(tǒng)保護。靠近客運車站或者離市區(qū)較近的具備市政供水條件的變電所，能夠安裝室外消火栓系統(tǒng)來滿足規(guī)范要求。然而，大部分變電所位于鐵路沿線的山區(qū)農(nóng)村地區(qū)，無城市供水管道，無法設(shè)計安裝室外消火栓系統(tǒng)。在京福鐵路的變電所消防給水設(shè)計上主要采用三種方式：（1）設(shè)置室外消火栓一套，僅有一路水源。水源采用附近農(nóng)村生活用水，經(jīng)凈水設(shè)備處理供至變電所屋頂?shù)?m水箱，然后由消防泵將水抽到山頂?shù)?00m的消防水池，水池高出變電所約20m，依靠水的重力自流至變電所的室外消火栓。（2）設(shè)置手抬機動消防泵2臺，水源采用附近農(nóng)村生活用水，直接流入變電所門口消防水池，發(fā)生火災(zāi)時依靠手抬機動消防泵從水池抽水進行滅火。（3）水源采用地下水，經(jīng)凈水設(shè)備處理供至變電所屋頂?shù)?m的水箱，水靠自重流到消防水池，發(fā)生火災(zāi)時依靠手抬機動消防泵從水池抽水進行滅火。可以看出，以上三種消防給水設(shè)計方法嚴格上來說是都不符合規(guī)范要求的，是為了滿足消防滅火救援要求而進行的一種補救方法。作為供電功能的變電所，無論室內(nèi)還是室外都是大量的電器設(shè)備和電纜電線，特別是室外的油浸變壓器，一旦發(fā)生火災(zāi)用水進行撲救將會對變壓器設(shè)備進行破壞，也會對撲救人員安全構(gòu)成一定危險；在一定高度的山頂上設(shè)置消防水池，施工難度大，需要敷設(shè)一根補水管到山頂水池，然后從山頂水池敷設(shè)一根出水管到消火栓，施工造價昂貴，而且只能在山區(qū)采用；更困難的是位于偏遠山區(qū)的變電所，消防救援力量無法覆蓋，一旦發(fā)生火災(zāi)，消防部隊很難及時趕赴現(xiàn)場進行救援，有的地方甚至沒有消防車道，連消防救援車輛都無法抵達。3、解決方法結(jié)合高鐵沿線變電所的消防給水設(shè)計的困難和特點，為了滿足消防規(guī)范的要求和滅火實際需要，安裝使用移動式細水霧滅火裝置能夠解決此類問題。細水霧滅火技術(shù)是目前國際上應(yīng)用非常廣泛的一種技術(shù)，它的滅火機理以壓縮空氣為動力，瞬時噴出高速霧化水流，沖入火灶中心，產(chǎn)生冷卻、窒息、隔離效應(yīng)，從而達到滅火目的，特別適合用于油浸變壓器和其他電纜電線的火災(zāi)撲滅。4、可行性論證為了能夠更好了解細水霧的特性，下面我們把大水珠、細水霧、超細水霧的物理性能作一比較：表1 大水珠、細水霧、超細水霧的物理性能項目大水珠細水霧超細水霧水珠直徑（厘米）10.30.005汽化時間（秒）10.10.003總表面積（單位）110100至400水珠數(shù)量（顆）140至1001000至8000從上述比較中我們了解，細水霧可以擴大吸熱的總表面積，進而縮短降溫滅火時間。因此，細水霧只需傳統(tǒng)滅火用水量的十分之一到二十分之一就可以滅火；細水霧不導(dǎo)電，滅火過程中也不會造成火苗飛濺，同時可將空氣中的含氧比例降低，而達到更快速的滅火目的。細水霧抑制輻射熱對火源周圍預(yù)熱的加速延燒能力，重量輕且密度高的細水霧粒子隨著火源產(chǎn)生的熱氣流(渦流)，循環(huán)不斷地流動于火源周圍，可迅速吸收大量輻射熱量，迅速降低火源周圍的溫度。圖2 抵制熱輻射變化曲線圖25、系統(tǒng)設(shè)計高壓細水霧推車主要由細水霧組合噴槍、噴頭、膠管、高壓水泵、汽油機、儲水裝置、過濾器、絞盤、卸荷-溢流組合閥等組成。每個變電所安裝兩臺細水霧推車，每臺20L/min，每臺推車配置一只高壓細水霧噴槍，推車補水口為DN50快速接頭。變電所火災(zāi)延續(xù)時間3h計算，需要水箱容量為7200L，故采用容積V=8 m安裝高度3m消防水箱以滿足火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)水量及水壓要求。水箱進水管上設(shè)浮球閥及倒流防止器，出水管設(shè)2個DN50閥門，可通過DN50消防水龍帶給推車補水。圖2 變電所平面圖1 圖3 變電所給水管布置圖 圖4 高位水箱詳圖 圖5 高壓細水霧滅火推車水源可直接采用水源井或者附近農(nóng)村生活用水引入消防水箱，無需單獨敷設(shè)消防管網(wǎng)，可直接接自變電所內(nèi)生活水系統(tǒng)。推車自帶汽油發(fā)電機，當發(fā)生火災(zāi)切斷變電站的所有電源時，可迅速發(fā)電作業(yè)。根據(jù)統(tǒng)計變電所目前鐵路管理部門一般安排1-2人值守，細水霧推車移動靈活、輕巧，便于單人操作，噴槍無后坐力，最大限度保護操作安全；無水漬滅火，滅火現(xiàn)場無水損失，節(jié)能環(huán)保，符合當今社會發(fā)展要求；使用科學合理，射程和流量可通過扳機調(diào)節(jié)。全部部件采用金屬材料，所有部件外層涂有特殊防護材料，所有部件都防腐蝕。滅火距離大，通過水帶重復(fù)連接其滅火半徑可以達到200m，滅火范圍能夠覆蓋整個變電所。維修費用極低，每次使用后不用維修清潔，可再次使用。圖6 遠程噴霧 圖7 近程噴霧6、結(jié)論與展望在變電所設(shè)置細水霧推車滅火裝置造價遠遠低于前述的設(shè)計，不用單獨設(shè)計大容量的消防水池和消防