电缆隧道中细水雾灭火系统的试验评价与优化设计●虞利强1,2,黄鹏1,丛北华2,3,韩新2,3(1.上海市消防局,上海200023;2.同济大学,上海200092;3.上海防灾救灾研究所,上海200092)摘要:细水雾作为哈龙灭火剂的重要替代技术,在电缆隧道中具有广阔的应用前景。然而由于其灭火机理的复杂性,在细水雾灭火系统的设计中不能完全依赖于一般性原则或统一的标准。以浦东国际机场二期工程电缆隧道高压细水雾保护系统的实际应用为例,通过建立全尺度的模拟试验,对细水雾灭火系统设计参数的有效性和科学性进行评估,优化系统设计,以满足电缆隧道特殊的消防安全需求。研究结果表明该方法为细水雾系统设计达到有效性、安全性、经济性的统一提供了合理解决途径。关键词:细水雾;电缆隧道;全尺度灭火试验评价;优化设计:D631.6文献标识码:A:1008-2077(2008)10-0023-041引言随着城市化进程的加快和电力工业的不断发展,电缆地下化成为发展的必然趋势。近年来采用电缆隧道输送电力的情况越来越多,特别是发电厂和大中型制造企业的电缆隧道数量逐年增多。电缆隧道一般无人值守,火灾极不容易被发现,而且因其环境封闭和火灾快速传播等特点,使得普通的消防设施难以有效施展,火灾隐患极大。据不完全统计,国内近年重特大火灾案例中电气火灾约占80%,其中每年发生的电气火灾中因电线电缆引发的火灾占50%上,居各类火灾之首,给企业和社会造成了巨大的损失[1-3]。因此亟需加大科研投入力度,开发安全可靠、技术先进、经济合理的消防系统,以满足电缆隧道的消防安全需求。细水雾作为新型的哈龙主要替代灭火技术之一,具有灭火高效、安全、环保、耗水量小等优点,因此被认为在电缆隧道中具有重要的应用价值[4]。目前,在电缆隧道的火灾防治中,细水雾灭火系统开始发挥重要作用。在英国、奥地利、德国、挪威等发达国家细水雾灭火系统已经在电缆隧道中得到了广泛应用[5,6]。而在国内,细水雾灭火系统在电缆隧道中应用较少,目前仅在重庆珞璜电厂、扬州第二发电厂、本钢、莱钢、太钢等钢铁企业中得到初步应用[7,8]。这主要是因为细水雾灭火机理十分复杂,细水雾灭火系统的设计无法依赖一般性原则或统一的标准。国的NFPA750中要求细水雾系统的设计需要由国际公认的实验室进行全尺寸实验来证明其可靠性[9]。但在我国,对于细水雾灭火系统的设计、施工及验收,目前还没有统一的规范,因此迫切需要建立科学合理的细水雾灭火系统设计与评价方法,进一步推进细水雾灭火系统的工程应用。本文将以浦东国际机场二期工程电缆隧道的细水雾保护为例,介绍如何通过建立全尺度实体灭火试验,对细水雾灭火系统设计参数的有效性和科学性进行评估,从而优化系统设计,以满足电缆隧道特殊的消防安全需求。2浦东国际机场电缆隧道细水雾工程概况浦东国际机场二期工程电缆隧道,宽3.2m,高4.5m,长约1.6km,分成19个防火分区。电缆管沟内靠两边墙的位置各布置一排电缆托架,其中一侧布置10层电缆托架,另一侧布置8层电缆托架,用于放置380V至35kV的强电电缆。顶层托架距离管沟顶部400mm,底层托架距离管沟底部300mm,各层托架之间的间距为400mm。由于隧道内电缆集中、数量众多,不仅有大量的动力电缆和通信电缆,还有高压输配电电缆,其环境温度较高,内部可燃物复杂,具有较大的火灾危险性。并且整个电缆隧道造价上亿元,担负着向机场各部门提供动力电源和通信信号的重要职责,是整个浦东机场的运行动脉,一旦发生火灾,后果不可估量,因此拟采用细收稿日期:2008-06-23基金项目:国家自然科学基金项目(50678124)作者简介:虞利强(1973—),男,江苏南通人,工程师,硕士;黄鹏(1975—),男,福建漳州人,工程师,硕士;丛北华(1978—),男,江苏如东人,工学博士;韩新(1967—),男,上海人,副研究员,工学博士。·23·《武警学院学报》2008年第10期(总第148期)·消防评价与设计·水雾灭火系统对电缆隧道进行保护。通过分析电缆隧道火灾蔓延规律,结合浦东国际机场电缆隧道的特点,初步设计采用全淹没组合分配应用的高压细水雾灭火系统。每个防火分区内采用全淹没细水雾系统,防火分区外设置一套区域阀组。发生火灾时,通过设置在隧道顶部的空气管式线型感温探测器感知火灾信号,开启相应灭火分区的区域阀组,实施喷雾...