超细干粉灭火装置应用于乙醇储罐消防的可行性研究

一、前言

为进一步调整能源消费结构，开发石油替代资源，有效降低汽车尾气污染物排放，促进农业生产、消费的良性循环和可持续发展。经国务院同意，国家发改委、公安部、财政部、质检总局8部委决定在我国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。自2002年6月30起，在河南郑州、洛阳、南阳和黑龙江哈尔滨、肇东等5城市开展了为期一年的车用乙醇汽油试点工作后，吉林、黑龙江、辽宁、河南、安徽5省及湖北、山东、河北和江苏4省的部分地区到2005年底要基本实现乙醇汽油替代其他汽油。

由于化学成分不同，针对车用乙醇汽油的消防措施需要重新调整和认识。了解这一替代能源的属性，准确掌握其消防常识非常必要。乙醇汽油在经营、运输、储存消防上有了更高的要求，而乙醇储罐的防火必须选择针对性强且高效的灭火产品。

   二、乙醇燃料特点

车用乙醇是指在汽油组分油中，按体积比加入一定比例（我国规定10％）的变性燃料乙醇调配而成的一种新型清洁车用燃料。变性燃料乙醇是通过专用设备、特定工艺生产的高纯度无水酒精，经过变性处理后，不能食用，是供调配车用乙醇汽油的专用酒精。车用乙醇汽油的标号是在汽油标号前加字母“E”，品种与普通汽油一样，即：E90＃ 、E93＃ 、E95＃ 、E97＃。车用乙醇汽油适用于火花点燃式汽油发动机的各类车型、电喷式或化油器式的各类轿车和各类轻、中、重型汽油卡车。车用乙醇汽油有以下特性和优点：①它增加汽油中的氧含量，使燃烧更充分，彻底有效地降低了尾气中有害物质的排放，可使汽车尾气中的一氧化碳和碳氢化合物含量分别下降30％和13％；②车用乙醇汽油中的变性燃料乙醇是一种性能优良的有机溶剂，能有效地消除油箱和油路系统中杂质的沉淀和凝结，有良好的油路疏通作用，减少了为清洁疏通油路而需要购买其他添加剂的费用开支；③有效防止火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位积炭的形成，可以延长主要部件的使用寿命。

三、乙醇储罐消防对策

变性燃料乙醇是一种性能优良的有机溶剂，所以车用乙醇汽油在储存、运输、销售、使用过程中的防火、灭火工作十分重要：

①在储存过程中，油库储存普通汽油属于非水溶性甲类液体，一般可选择的灭火泡沫液是：当采用液上喷射时，应选用氟蛋白、水成膜或成膜氧蛋白泡沫液；当采用液下喷射泡沫灭火时，应选用氟蛋白，水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。而储存车用乙醇汽油，就必需选用灭火速度快、灭火效率高的灭火系统。因此原来油库选用的泡沫液灭火系统必须更换为超细干粉灭火系统。对于车用乙醇汽油的固定顶储罐，应选用液上喷射超细干粉灭火系统。这就要求对原来采用液下喷射泡沫灭火系统的储罐进行改造，改成液上喷射灭火系统。对新建油库则不应选用液下喷射泡沫灭火系统设计了。

②在运输和使用过程中，运输车辆和车辆配备的车用灭火器的选择就更有局限性了，原来配备的泡沫灭火器就不适用了，最好的选择就是ABC类干粉灭火器。

停车库所配备的灭火器也不能选用泡沫灭火器了，原来配备的泡沫灭火器应用同级别的ABC类干粉灭火器替代。对于Ⅰ类地下汽车库、Ⅰ类修车库，若设置有泡沫喷淋灭火系统，所配备的泡沫液由于车用乙醇油的原因也应更换为抗溶性泡沫液，最好改为超细干粉灭火系统。

③在销售过程中，加油站配备的灭火器类型也受到了限制，按照《汽车加油加气站设计与施工规范》的要求，每两台加油机不少于1只4kg手提式干粉灭火器和1只泡沫灭火器，这个规定与目前的实际灭火需要不相符，每两台加油机应该配置2只4kg手提式干粉灭火器，用一只4kg手提式干粉灭火器，替代泡沫灭火器。

④对于执勤的消防部门，责任区内有油库或加油站的，在原来备用普通泡沫的基础上，应改用干粉灭火器材。消防监督检查人员在进行消防监督检查时也应对车用乙醇汽油引起重视，督促有关单位和人员更换灭火剂。

超细干粉非常适用于消灭乙醇火灾，也适用于汽油火灾。

   四、乙醇储罐的消防设计方案  

1、设计原则

   鉴于对常规消防对策的利弊分析,我们推荐如下设计,并有信心得到了消防主管部门认可。  

   由于车用乙醇汽油的固定顶储罐火灾特点及消防难度,消防设计必须立足于自救。也就是说,在不依靠专业消防力量的前提下扑灭各类火灾。 针对不同性质火灾采取不同的消防措施。

   从罐区布置条件来看,完全由乙醇储罐超细干粉灭火系统消防设施来扑灭乙醇汽油火灾是完全可以的。  

   在乙醇储罐区设置超细干粉自动灭火系统用于扑灭乙醇汽油火灾,应该是当前最好的方案；为了增强灭火效果,我们强调应通过先进的无电源火灾探测技术（热敏线启动）与灭火设备配套，将火灾扑灭在初期状态，即“早期发现、快速抑制、高效灭火”。  

   2、超细干粉灭火剂的介绍  

  “哈龙”灭火剂是目前为止，被世界公认的最好的灭火剂，但到上世纪八十年代，人们认识到它对大气臭氧层有强烈的破坏作用，已威胁到人类的生存环境，各国相继采取措施，逐步淘汰哈龙灭火剂；根据联合国环境署《蒙特利尔协议书》和我国政府批准执行的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》规定，我国已于 2005 年 12 月 31 日完全停止哈龙 1211 的生产和使用， 2010 年将完全停止哈龙 1301 的生产和使用；因而干粉灭火剂以其经济、高效的灭火性能，成为我国灭火剂中的主力军，被业界广泛应用，特别是近几年一些科研单位和消防企业积极进行干粉灭火剂新产品的开发和研究，使干粉家族新品倍出，尤以超细干粉灭火剂代表了干粉家族目前的最高水平。  

按其使用范围，干粉一般可分为普通干粉和多用途干粉两大类。普通干粉主要用于扑救甲、乙、丙类液体火灾（B类火灾）、可燃气体火灾（C类火灾）以及带电设备火灾（E类火灾），因而又称BC类干粉。多用途干粉不仅适用于B类火灾、C类火灾和带电设备火灾，还适用一般固体火灾（A类火灾），因而又称ABC干粉；相对传统型普通干粉而言，超细干粉灭火剂属于目前干粉家庭中的科技含量最高的新产品，据公安部发布的GA578-2005《 超细干粉灭火剂》标准：超细干粉明确概念为：“通过加压、喷射，产生具有灭火性能的冷气溶胶，平均粒径不大于 20μm 的固体粉末灭火剂。”  

 传统干粉灭火剂是一种干燥的固体粉末，主要由一种或多种具有灭火能力的无机盐组分和疏水组分、惰性填料组成。灭火组分是干粉灭火剂的核心,疏水组分主要有硅油和疏水白炭黑，惰性填料种类繁多，主要起防振实、结块，改善干粉运动性能，催化硅油聚合等作用。主要应用于扑灭固体、液体、气体及电器设备火灾等，但传统干粉灭火剂的主成分为磷酸铵盐，流动性较差、易结块、对保护物有一定腐蚀性，在应用中全淹没效果差，目前以充填手提式灭火器为主，由于必须采用硅油包裹工艺防潮，干粉粒径在70微米左右，不能加工至20微米以下，灭火效果一般。  

“东海龙王”牌超细干粉灭火剂是在普通干粉的基础上研发的一种新型灭火剂，是目前国内首家按新标准通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测的灭火剂，而且它的主要灭火组分是采用一种新型矿物质材料，完全区别于其它干粉的灭火剂，其主要特点表现在它可以自然防潮，具有良好的松散性、弥散性和良好的电绝缘性，并具有独特的抗复燃性能，对深位火灾尤其有效；由于不须采用硅油包裹工艺防潮，因而具备能加工至微米及以下的条件，其灭火效率在普通干粉的基础上提高了近十倍，能够迅速地控制火势和扑灭火灾, 灭火时间在几秒钟内完成, 而且不易受火场地形、温度等环境条件的影响，能够绕过遮挡物实施灭火，超细干粉成功地将干粉灭火拓展到自动灭火领域。 对人畜无毒无害, 对环境的影响甚微。据国家科技部门的查新资料显示，该灭火剂是目前世界上所有灭火剂中“灭火浓度最低、灭火效率最高、灭火速度最快”的一种。  

3、超细干粉灭火系统介绍  

  超细干粉灭火系统采用气粉分离的方式，平时在灭火剂粉罐里没有压力，确保灭火剂松散，氮气瓶内储存15Pma压力，当火灾发生后，灭火控制系统的引燃式起爆装置打开氮气瓶上的瓶头阀，高压氮气快速进入粉罐，一部分气流搅动灭火剂，使粉罐压力瞬间上升到1.6Pma左右，这时压力并关动作，超细干粉灭火剂在氮气的压力驱动下通过输粉管和专用喷头喷射到乙醇储罐内，启动过程不超过十秒。超细干粉灭火剂能在乙醇储罐内形成全淹没方式灭火，安全可靠。

   4、超细干粉自动灭火系统设计  

  为了保证超细干粉自动灭火系统的灭火有效性，在设计上我们根据乙醇储罐特点，在每个贮罐内设有一个感温探头，当发生火灾，火灾信号传送至控制系统的引燃式起爆装置，推动灭火装置总启动器启动瓶头阀，瓶内高压气体流入粉罐，当粉罐内压力升至1.4 MPa时，气体启动装置将出粉阀开启，超细干粉在驱动气体的推动下，高速气粉流经相应出粉阀流入相应区输粉管，经输粉管由喷头在乙醇储罐内喷出灭火。

5、灭火系统的构成

超细干粉灭火系统主要由易熔合金火灾探测启动装置、贮气瓶部件、粉罐部件及喷射部件四大部分组成。

1）易熔合金火灾探测启动装置主要由易熔合金感温探头、热敏线及启动器等组成。

2）贮气瓶部件主要由氮气贮气瓶、电磁瓶头阀等组成。

3）粉罐部件主要由粉罐、超细干粉灭火剂、压力控制器、安全阀、出粉阀等组成。

4）喷射部件主要由输粉管、喷头等组成。

五、灭火装置的安装

1、安装要求：

1）柜式灭火装置落地安装于保护区现场附近适当位置。

2）灭火装置采用4个喷头安装于乙醇贮罐内。

3）输粉管材料采用GB/T8163《输送流体用无缝钢管》，安装后表面应进行防腐处理。

4）法兰、弯头、三通及输粉管均采用电弧焊焊接，焊缝要求致密，不得有气孔、夹渣、未焊接等缺陷。

5）各撑杆、垫片与油罐、车篷均采用电弧焊焊接。

       6）安装火灾探测部件时应注意防潮，严禁明火操作。

2、灭火装置性能参数（以保护100m3储罐为例）

 型号规格 ZFCG-30-3

灭火剂量（kg） 90

有效喷射时间（s） ≥15

喷射剩余率（％） 15％

充压时间（s） ≤3

工作压力（MPa） 1.4

使用温度范围（℃） -40～+55

箱体外形尺寸（mm） 800×570×1900

3、火灾探测系统

   设置超细干粉自动灭火系统时,必需设置相应的火灾探测系统，以满足对储罐内火灾进行探测。在乙醇贮罐内火灾环境与工作条件下,武汉绿色消防器材有限公司通常采用一种自主研发的探测装置，将热敏线设置于无缝钢管内，每个探测点端用易熔合金封头，在没有发生火灾时，探测装置不会因为环境潮湿（水蒸气）或其它恶劣条件而发生损坏和误报，当火灾发生时，环境温度上升到设定值，探测装置的易熔合金封头快速熔化，热敏线露出并及时探测到信号，能万无一失地探测到真实的火灾信号，并启动灭火设备。  

六、结论  

     超细干粉灭火剂是国内替代“哈龙”的最新产品，并独家通过国家固定式灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的型式检验，其灭火装置的科技含量高，目前在石油石化等行业广泛应用，以灭火速度快、灭火效率高得到普遍认同，而且在化工、石油储罐自动灭火方面，为国内储罐灭火推出了新的理念，为石油、石化事业的安全作出了很大贡献，如果将超细干粉自动灭火系统应用于乙醇贮罐等场所进行安全保护，其良好的灭火性能和环保安全特征，必将成为乙醇贮罐灭火的安全保护神。