氮气消防系统在大型钢铁厂电缆隧道内的应用与优化

2020-07-28于立明

冶金动力 2020年7期

于立明，李强，刘杰

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

1 电缆隧道管网式氮气消防项目概况

电缆隧道管网式氮气消防项目为全国首例科研创新项目，目前处于试验阶段，尚无针对性的国家设计建造规范。目前的设计建造依据《储罐式固定管网氮气灭火系统设计、施工及验收规范》DB 13(J)/T143—2012、《气体灭火系统设计规范》GB50370-2017、《气体灭火系统施工及验收规范》GB 50263—2007。

电缆隧道氮气消防主管道在隧道内敷设，连接支管后经气体释放阀向各个灭火分区提供气源。隧道氮气主管道设有5 个地上进气点，由厂区内3.0 MPa 氮气管网提供气源。主管道在每个进气点两侧分别设置检修球阀，可通过关闭球阀隔断主管道为若干区段。

该工程项目主体施工、安装已经完成，目前处于系统联合调试阶段。该项目覆盖总长度约15.2 km的电缆隧道,共设置灭火分区198个，已试验合格190 个灭火分区的氮气喷洒试验，占比95%，剩余灭火分区控制阀门无法正常启停，目前正修复中。

2 电缆隧道管网式氮气消防项目存在问题

针对隧道氮气消防系统的设计功能及特点，电缆隧道仍有若干事项须在氮气消防投入运行前研究解决：

2.1 初始运行方式为氮气消防主管道全段带压运行，5个引气点供气

这种运行方式虽然在火警出现后，能迅速地对确认的起火点实施灭火，但氮气主管道带压运行，隧道中存在不可预期的氮气泄漏风险，作业人员进入电缆隧道必须配戴空气呼吸器，狭窄空间负重作业困难，且视线效果不能满足作业要求。空气呼吸器气瓶使用时间一般为半小时左右，作业过程中频繁更换气瓶难度大。

2.2 电缆隧道无法正常通讯

隧道内屏蔽无线通讯信号，紧急情况地上无法及时联系隧道内的工作人员，目前仅在隧道二步台设有消防通讯端口且为单向通讯（隧道主叫，地面被叫）。

2.3 隧道内防火门不能双相开启

按照《储罐式固定管网氮气灭火系统设计、施工及验收规范》DB 13(J)/T143—2012 6.0.4，防护区的门应向疏散方向开启，并能自行关闭；用于疏散的门必须能从防护区内打开”的要求，电缆隧道防火门应能双相开启，目前隧道防火门仅能单向开启。

2.4 氮气喷洒灭火后无法远程启动隧道通风系统

按照清华消防研究所的设计方案，消防控制中心应具备远程启停隧道内通风设施的功能，而实际只可远程关闭隧道通风。目前电缆隧道通风设施仅能在隧道内风机控制柜就地启动，不利于灭火后的隧道通风。

2.5 氮气接入点无安防、技防措施

5 个地上氮气进气球阀和放散阀，既不能监测阀门开关状态又无防止阀门误操作措施，不利于运行安全。

3 氮气消防系统改善及效果

根据检查确认存在的问题，结合氮气消防项目的设计功能，以及电缆隧道基础条件、日常运行维护模式，进行了以下优化措施：

首先是优化运行方式，氮气消防主管道日常不通氮气，出现火情时单引气点分段通气喷洒灭火。

如图1 所示，进气点截止阀门JSF15、JSF38、JSF47、JSF67、JDF26 关闭，进气点排空阀JFSF15、JFSF38、JFSF47、JFSF67、JFDF26 打开。隧道内氮气主管道检修球阀JQSF15-14、JQSF38-37、JQSF47-46、JQSF67-66、JQSF67-68、JQDF26-25、JQDF26-27处于打开状态。

图1 氮气消防系统运行方式

出现火警时的灭火联系程序：

消防控制中心发现火警，联系能源中心供电调度通知隧道内工作人员撤离，检查报警区域火情；能源中心供电调度确认着火，立即联系相关人员向对应区段氮气主管道注气，注气完毕联系消防控制中心远程启动报警区域氮气喷洒。

氮气管道不带压运行，消除了有限空间内高压氮气泄漏造成人身伤害的可能；日常巡检维护可以照常进行，保证设备维护频次和质量；泄压后的管道与外界空气连通，管内有标准大气压力的氮气，不会因长期不通氮气造成管道内壁腐蚀；同时避免了管道定期维护反复充放气带来的氮气资源浪费。这种运行方式很大程度上降低了隧道中作业人员的窒息伤害风险。电缆点检、维护工作可以照常进行，保证维护频次和及时发现事故隐患，有利于预防火灾发生。电缆绝缘均为阻燃材料，绝缘击穿不易引起电气火灾。通过制定联系制度和应急预案并组织相关岗位开展日常应急演练，能够熟练撑握应急处置流程及操作程序。

其他方面，利用现有通讯接口在隧道内每个防火分区安装通讯广播（大功率喇叭、双向通讯）；对隧道内防火门进行适应性改造，由单向开启变更为双向开启；对隧道内通风设施的自动化启停功能进行完善；加装带门禁的密封式网状围栏。

通过这些完善措施，确保了系统的可维护性，确保了人员安全，提高了电缆隧道的安防水平。