大型流动设备防火系统装置应用

2018-05-04李绪景

天津科技 2018年4期

李绪景

(天津港联盟国际集装箱码头有限公司天津300456)

大型流动设备主要是指集装箱正面吊、空箱堆高机、大型叉车、装载机、搅拌机等，是国家规定的特种设备，在使用方面有其特殊性。随着全球经济的回暖，经济贸易的复苏，此类设备的使用呈逐年上升趋势。统计数据显示，2006—2016年，全国特种设备注册数量每年增加 10%,左右。但是这种设备增长的背后，存在着老旧设备管理的疏忽或老化，带来重大的安全隐患。以天津港为例，近10年间，大型流动机械的着火事故每年都有2起左右，给公司带来重大的经济损失。如何有效地预防大型流动机械着火，是设备管理人员需要探索的关键问题。

1 大型流动设备着火原因

大型流动设备能够独立完成相应的装卸、起吊作业等，具备独立系统，例如设备上装有独立的启动系统、液压机构(系统)、发动机组件、线路总成、控制系统、大型的柴油箱机构等，这些机构存在的同时也附有自身的危险源。大型流动机械着火主要涉及 3个方面：

1.1 设备自身机构引起火灾

造成大型流动设备着火的原因主要是设备机构本身存在的着火点，这也是设备自身存在的安全隐患源。主要涉及以下几个方面：

1.1.1 启动装置引起火灾(见图1、2)

图1 起动机Fig.1 Starter

图2 启动电瓶Fig.2 Starter battery

大型流动设备之所以能够借助自己的能量启动，是因为设备都配备一套启动装置，这套启动装置由电瓶(也称蓄电池)、启动马达、启动线路、发动机和发电机组成。从近期几起设备着火的原因分析，启动装置引起火灾的占多数，主要是因为大型流动设备启动时，瞬间电流达到几十安培、甚至超过百安培，加之该线路为长期通电线路，如果启动马达线路端头出现松动或者其绝缘层老化破裂而导致接地，会产生高温火星而引燃其线路，若其周围有易燃物，瞬间可引起火灾。其次电瓶(蓄电池)装置引起火灾，是因为电瓶是整车设备内唯一的电能释放装置，电瓶储存化学能，在需要时释放电能，两块电瓶并联在指定位置，启动线路直接连接到电瓶上极柱，如果出现极柱氧化或损坏现象，或者启动线路端头卡子处出现松动等现象，在启动钥匙启动的瞬间极易引起启动线路端头产生火星，进而引起火灾。

1.1.2 发动机机构引起火灾(见图3)

图3 设备发动机Fig.3 Equipment engine

发动机机构引起火灾的情况也不在少数。发动机是整个设备的动力输出装置，这也是大型设备的核心装置。发动机长时间运转及超负荷作业，其涡轮增压器和排气系统机构长时间处在高温高压状态，尤其在夏季，发动机旁的温度可以达到百摄氏度以上，如果发动机周围存在油污或棉纱等易燃物，极易引起火灾。

1.1.3 驾驶室内的装置引起火灾

驾驶室内不仅有设备的控制电脑，还有设备各个机构的保险装置，有的公司为了实现设备信息化，在驾驶室内安装远程监控装置和货物装卸记录电脑。大型流动机械都是特种设备，必须有相应的特种设备操作证方可操作，但是一些使用方往往忽略这些专业技术要求，私拉乱扯驾驶室内线路，线路包扎不严，保险负荷不标准，设备在长时间的运作下，很容易造成线路着火；驾驶室内大量部件都是塑料制品，为易燃物，一旦引燃将迅速使整个驾驶室燃烧。

1.2 人为因素引起火灾

人为因素无非两个方面：违章操作和违反纪律。违章操作主要体现在设备出车前，操作人员不对设备进行检查；设备作业中，野蛮操作；设备停放后，不关闭相应开关，不对机车再次进行检查；设备有安全隐患继续使用，不做交接。这些违章操作极易给设备造成损坏。违反纪律主要体现在操作人员驾驶设备时抽烟、烟灰乱弹，带火种或易燃、易爆物品进入驾驶室内。这些人为因素造成的火灾数不胜数，必须对设备操作人员加强安全教育。

1.3 环境因素引起火灾

厂房或密闭的空间，尤其高温恶劣的环境下，设备发动机散发的热量，很容易引起设备上线路部件或着火源点的自燃。在空旷的堆场，雷电环境下，也有可能引起设备着火。

2 大型流动设备传统灭火措施

目前，大型流动设备上都配有手提式灭火器，放置在驾驶室内或固定在驾驶室旁，便于司机拿放、检查。手提式灭火器在市场上一般分为：干粉灭火器和二氧化碳灭火器。

2.1 干粉灭火器

干粉灭火器内充装的是磷酸铵盐干粉灭火剂。干粉灭火剂是用于灭火的干燥且易于流动的微细粉末，由具有灭火效能的无机盐和少量的添加剂经干燥、粉碎、混合成微细固体粉末，是一种在消防中得到广泛应用的灭火剂，但是存在不足之处：干粉所具有的总比表面积小，单个粒子质量较大，沉降速度较快，受热时分解速度慢，导致其捕捉自由基的能力较小，故灭火能力受到限制，干粉灭火剂不抗复燃，容易受潮后出现板结，导致失效，一般 3个月需要维护更换一次。使用者须经过专门的技术培训。因为其在价格上的优势，现在车辆配备的灭火器大部分都是手提储压式干粉灭火器。

2.2 二氧化碳灭火器

二氧化碳灭火器是一种具有一百多年历史的灭火器，价格低廉，获取、制备容易，其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。灭火时，二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息而灭火。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸收部分热量，起到冷却的作用。二氧化碳灭火器主要用于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪表、600,V以下电气设备及油类的初起火灾。

不足之处：二氧化碳灭火器灭火浓度高，故灭火级别低，宜在相对密闭的空间使用、抗复燃能力差。当二氧化硫浓度达到 7%,～9%,时，就会造成人体呼吸困难、呕吐、感觉麻木、神志混乱，当浓度达到 10%,时，人在此环境中停留一分钟，就会失去知觉。

综上，两种手提式灭火器都需要人为操作，需要进行使用培训，灭火能力有限，仅适用于着火的初期。当司机发现设备某个部位出现烧焦或着火现象时，应立即关闭电源，用手提式灭火器对其根部进行喷射，火势一旦扩大，应立即撤离设备，远离设备后，立即上报或报警，等待专业的消防人员来进行灭火处理。

3 在大型流动设备上改进灭火系统装置

考虑到大型流动设备本身机构的特性、设备停用状态下的自燃情况、传统灭火器灭火的局限性以及操作人员的安全性，探索在大型流动设备上安装大型灭火系统或自动灭火系统装置，可以最大限度降低设备的损失。

3.1 大型灭火系统装置(见图4)

图4 大型干粉灭火器Fig.4 Large dry powder fire extinguisher

根据大型流动设备的特殊性及吨位大的特点，在设备的前后方各安装一个大型的灭火器装置，这个灭火装置主要由 35,kg的干粉灭火器组成，其他的支架、喷管、喷头等为辅助构件。在发现设备出现冒烟或焦糊味，而手提式灭火器的容量不能满足灭火需求时，司机可以第一时间拔开大型灭火器的销子，启动大型灭火装置进行灭火，经过几次的试验，该装置已经达到灭火效果。

3.2 自动灭火系统装置

目前，随着消防器材的日益更新和不断创新，市场上的自动灭火装置功能逐步提高且种类多样，这些自动灭火装置大多是由探测器(热能探测器、火焰探测器、烟感探测器)、特殊灭火剂、氮气驱动装置、数字化温度控制报警器和通讯模块 5部分组成，可以通过装置内的数字通讯模块，针对防火区域内的实时温度变化(Real-Time Temperature)、警报状态(Pre-Alarm，High Alarm)进行自动灭火。

4 应用实例

以天津港联盟国际集装箱码头有限公司的大型流动设备安装的自动灭火装置为例进行阐述(见图5～7)。

图5 天津港联盟国际集装箱码头有限公司自动灭火装置实际图Fig.5 Pictures of fire fighting device of Tianjin Port Union International Container Terminal Limited

图6 装载机自动灭火装置总图及分解图Fig.6 General diagram and exploded view of auto-matic fire extinguishing device for loader

图7 自动灭火装置系统简介图Fig.7 Schematic diagram of automatic fire extinguisher system

4.1 自动灭火装置灭火原理

该自动灭火装置，采用①优质热敏线装置进行准确探测，当探测到有效火情时，⑥控制单元MPU通过⑦声光报警、⑧广播/语音提示装置提醒用户火情情况，同时系统发出灭火电信号，通过启动④氮气瓶驱动装置驱动③forrex灭火剂，灭火剂通过②喷嘴装置进行快速、有效灭火。

4.2 自动灭火装置特点

采用特制热敏线进行探测，报警温度为 180,℃，可靠性高；采用专用独立控制单元，杜绝误报警、误动作；系统自备电池，在外界断电情况下，仍可工作数小时，保证系统正常运行；采用氮气装置驱动，使用 FORREX液体以细水雾形式进行灭火；FORREX液体属于专用灭火剂，具有灭火高效、穿透性强，具备冷却效果、水成膜技术防止复燃，无腐蚀、寿命长、释放后清洁方便，对健康无害等优点，使用温度范围广(-30～60,℃)，短期能承受的高温可达 110,℃，不会发生不可逆变化；该装置具备声光报警、广播/语音提示功能；该装置有效期较长，达到 10年，可靠性高，系统易于维护，可以长时间免去人工维护，节省劳动成本。

2015年11月和2016年9月，分别在天津港某堆场和天津港某集装箱码头公司进行了该装置的现场灭火试验，试验效果达到要求。