IG-541气体灭火系统在轨道交通的应用

王军鹏，姚 瑶

（武汉地铁运营有限公司，湖北武汉 430000）

0 引言

随着科技发展，轨道交通在城市公共交通中扮演越来越重要的角色，轨道交通消防安全也愈加受到重视。为了保障轨道交通重要设备、财产安全以及人员安全，轨道交通行业逐步在重要设备房大量设置IG-541气体灭火系统（以下简称气灭系统），灭火介质均采用IG-541气体。该系统主要分布在车站、控制中心、车辆段、停车场和风井等地的环控电控室、400 V开关柜室、站台门控制室、通信设备室以及照明配电室等重要设备用房，系统采用组合分配的全淹没灭火方式。

1 系统介绍

该气灭系统主要由2大部分组成，即电气自动控制部分和灭火剂存储输送部分。这2大部分相辅相成，共同完成从火灾探测到灭火剂释放的所有自动控制。

1.1 电气自动控制部分

电气自动控制部分主要由站级气灭主机（NFS2-3030）、气灭就地控制盘（RP-1002PLUS）、警铃、声光报警器、手自动转换按钮（含紧急释放功能）以及就地火灾探测器等设备组成，其主要功能是完成火灾的探测、灭火剂喷洒控制信号输出、现场火警信息的上传、判断和相应设备的联动控制。现场火灾探测器将火灾所产生的温度、烟雾和火光等物理特性转换成电信号发送至火灾报警主机，然后主机下发火警联动控制信号至就地控制器，同时上传火警信号至站级火灾自动报警系统。就地控制器接收到火灾主机的火警联动信号后控制警铃、声光报警器、电磁阀（30 s延时可设）等就地设备，从而完成相应报警设备的电气控制与灭火剂的释放控制。

1.2 灭火剂存储输送部分

灭火剂存储输送部分主要由灭火剂储气瓶、启动气瓶、选择阀、压力开关、输气管道、喷嘴、气动电磁阀、高压软管等组成，其主要功能是实现灭火剂的存储与输送。当启动瓶的电磁阀接收到就地控制器发送的24 V启动信号后，释放启动瓶中的启动气体，再由启动气体冲开灭火剂储存瓶的瓶头阀与选择阀，从而释放灭火剂，灭火剂经集流管、选择阀最后经输送管道输送至气灭保护区，从而达到火灾的扑灭。

1.3 灭火剂灭火原理

本系统使用的灭火剂为IG-541气体，由52%的氮气、40%的氩气和8%二氧化碳，按照比例混合而成，密度略大于空气。该混合气体是一种无毒、无色、无味、惰性不导电的纯“绿色”压缩气体，既不支持燃烧又不与大部分物质发生反应。灭火时它只是将这几种气体释放至大自然，没有臭氧耗损潜能值，也不会产生“温室效应”或长久影响大气寿命的化学物质，是一种绿色、环保型灭火剂。

IG-541气体灭火系统采用的全淹没组合式灭火系统，设计浓度37.5%，最高温度（50℃）下实际使用浓度臆42.8%。灭火剂喷洒至设计用量的95%时，其喷放时间跃48 s，约60 s。由于地铁线路设置该气体灭火系统的设备房主要为通信、电子计算机、配电等的电气设备房间，主要发生的为电气设备火灾，灭火浸渍时间设计为10 min。

IG-541气体灭火系统是利用物理方式快速将所保护区域内的氧气浓度降低到12.5%以下，采用窒息灭火的方式来达到灭火要求。该气体适用的火灾类型主要包括A类固体表面火灾、B类液体火灾、灭火前能切断气源的C类气体火灾以及E类电气火灾等。

2 系统灭火启动方式

IG-541气体灭火系统主要有3种灭火剂释放启动方式，即自动启动、手动启动和紧急机械操作启动。

2.1 自动启动

在正常情况下，探测器通过回路连接卡连接在NFS2-3030火灾报警主机上，当感温、感烟火灾探测器探测到火情后将火警传送至火灾报警主机。主机接收到2个不同类型火灾探测器传送的火警信号后，发送火警联动信号至就地控制器，就地控制器控制警铃、声光报警器、电磁阀（30 s延时）等就地设备动作。如果在系统处于30 s延时阶段时，判定现场为误报火警或可通过灭火器扑灭火灾，为减少财产损失，可通过手自动转换按钮（含紧急释放功能）紧急停止，从而阻止灭火剂的喷洒（图1）。

图1 气灭系统设备架构

2.2 手动启动

当主机在接收到2个不同类型火警信号并经过现场确认后，系统未能按照自动启动模式正常启动灭火剂的喷洒模式，或车站值班人员巡检时发现设备房火灾但火灾探测器未能及时发出火警信号至火灾报警主机时，即自动启动模式启动无效时或系统未能正常报警情况下，须由值班人员直接在现场手动操作紧急启动按钮，启动现场设备联动动作。手动启动方式通过系统的电气控制方式的人为手动操作来实现。

2.3 紧急机械操作启动

在自动启动和手动启动2种方式皆无效的情况下，现场人员应前往气瓶间通过紧急机械操作方式启动气灭系统的灭火。紧急机械操作方式又可分为2种情况：首先是通过手动触动启动钢瓶的电磁阀开启，在电磁阀开启无效的情况下可通过手动逐瓶开启灭火剂储气瓶的方式释放灭火剂，完成灭火剂的释放。紧急机械操作启动方式是通过系统的管网机械手动控制来实现的，与电气控制相互独立（图2）。同时，该操作手段是气灭系统的最终操作手段，如果本操作方式依然无法启动，则系统无法启动。

3 系统维护

轨道交通气灭系统设备检查与维护主要按照日检、月检、季检和年检等周期划分，检查项目主要以国家现行相关消防规范的要求制定，同时每年对气灭系统进行联动功能测试，通过日常巡检与年度功能测试相结合的方式，确保气灭系统处于良好运行状态。

图2 气灭系统3种启动方式的关系

轨道交通里设置有气灭系统的设备用房往往都是或较重要或与行车相关以及易发生火灾的位置，同时气灭系统的储存气瓶压力更是高达15 MPa，即便是高压灭火剂通过输送管道最后从喷头释放，喷出的气体压力仍然达到（2～4）MPa。使用过程中，由于储存瓶锈蚀或储存环境等影响，可能会出现由于气瓶压力过大爆炸的可怕后果。根据TSG R0006-2014《气瓶安全技术监察规程》第7条，定期检验“盛装混合气体的前款气瓶，其检验周期应当按照混合气体中检验周期最短的气体确定”的要求，每3 a年委托有检测资质的单位对IG-541储气瓶进行检验，最大程度确保了高压气瓶的使用安全。

4 结语

对IG-541气体灭火系统的系统组成、系统启动方式以及维护保养等方面进行介绍。虽然IG-541气体灭火系统有无毒无污染等优点，但作为高压特种设备，在使用过程中仍然有许多操作或管理的地方需要改进。应认真完成系统每年度的功能测试，及早发现事故隐患，同时应进一步完善系统的巡检、故障维修的详细管理机制，做到发生故障时及时维护或处理。