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氣體滅火系統(tǒng)是傳統(tǒng)的四大固定式滅火系統(tǒng)(水、 氣體、泡沫、干粉)之一,廣泛應用在工業(yè)和民用建筑中,主要用于撲滅通信設施、貴重及精密設備、電氣線路、變配電設施、發(fā)電機組等火災。20世紀80年代初至90年代中期,我國使用的氣體滅火系統(tǒng)產(chǎn)品主要是哈龍(鹵代1211,1301)滅火系統(tǒng)及高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)。隨著《中國消防行業(yè)哈龍整體淘汰計劃》的實施,哈龍?zhí)娲泛吞娲夹g迅速發(fā)展,目前除了極少數(shù)必要場所外,七氟丙烷(HIFC-227ea)滅火系統(tǒng)、高壓惰性混合氣體(IG-541)滅火系統(tǒng)、低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)等已成為現(xiàn)階段氣體滅火系統(tǒng)應用的主要產(chǎn)品盡管氣體滅火系統(tǒng)在實際使用過程中有不少成功撲滅火災的案例,但誤噴、泄漏等事故時有發(fā)生,特別是近年來發(fā)生的數(shù)起儲存容器爆炸事件及人身傷害事件,不但造成了巨大損失,而且社會影響極壞。發(fā)生這些事故的原因是多方面的,而設計、制造、安裝和維護等過程中存在的有關問題造成了相當一部分氣體滅火系統(tǒng)存在著安全性、可靠性方面的隱患,隨著系統(tǒng)運行周期的不斷增加,暴露的問題及各類隱患也越來越多。

因此,盡快對已投入使用的氣體滅火系統(tǒng)開展安全性、可靠性等方面的工況評估工作已刻不容緩。

安全評估又稱為“風險評估”或“安全評價”,是以保障安全為目的,按照科學的程序和方法,系統(tǒng)地對工程項目、設施設備、工業(yè)生產(chǎn)等領域潛在的危險源進行預先的識別、分析和評估,為制定基本的防災措施和管理決策提供依據(jù)。涉及到已投入使用的氣體滅火系統(tǒng)這種評估應以保障設備、設施安全及應用可靠性為-終目的,通過識別、檢查或檢測、分析及數(shù)據(jù)匯總等方式,對可能存在的各類問題及隱惠以及可能產(chǎn)生的危害性后果進行綜合評價和預測,并根據(jù)可能導致的事故風險的大小提出相應的安全對策與措施。氣體滅火系統(tǒng)安全性、可靠性的工況評估至少應涉及檢查范圍、檢查(檢測)方法、隱患界定及處置措施等基本內容,從有效識別系統(tǒng)的風險源入手,定性或定量表征其危險(害)性,采取控制措施使其-小化,使氣體滅火系統(tǒng)在規(guī)定的范圍內滿足安全性及可靠性要求筆者對影響氣體滅火系統(tǒng)安全可靠性因素進行分析,采用安全評估方法對氣體滅火系統(tǒng)的故障類型及安全性影響進行初步評估,并提出有關處置原則。

影響系統(tǒng)安全性能的主要因素

對已投入使用的氣體滅火系統(tǒng)開展基于風險分析的安全評估,首先應確認影響系統(tǒng)安全可靠性的危險因素及有害因素

 1.1設備及主要材料的質量缺陷

氣體滅火系統(tǒng)主要由儲存容器(氣瓶)、壓力管道關鍵零部件(管件、閥門、法蘭、安全保護裝置)等構成,屬于《特種設備安全監(jiān)察條例》管理范疇的特種設備。

我國對特種設備的生產(chǎn)(含設計、制造、安裝、改造、維修)、使用、檢驗檢測及其監(jiān)督檢查有嚴格的規(guī)定:壓力容器的設計單位應當經(jīng)過國務院特種設備安全監(jiān)督管理部門許可,方可從事壓力容器的設計氣瓶的設計文件應當經(jīng)國務院特種設備安全監(jiān)督管理部門核準的檢驗檢測機構鑒定,方可用于制造。壓力容器的制造、安裝、改造單位,以及壓力管道用管子、管件、閥門、法蘭安全保護裝置等的制造單位,應當經(jīng)國務院特種設備安全監(jiān)督管理部門許可,方可從事相應的生產(chǎn)。但由于各種原因,長期以來,這些規(guī)定并沒有在氣體滅火系統(tǒng)的制造、檢驗、驗收和使用過程中嚴格執(zhí)行,相當一部分已投入使用的儲存容器及壓力管道、管件、閥門、法蘭、安全保護裝置由不具備法定資質的單位設計、制造,是設備及系統(tǒng)制造缺陷中-為突出、安全隱患-大的問題之一。國內接連發(fā)生的在管道試壓過程中管件飛出導致人身傷亡的重大安全責任事故,直接原因就是施工單位現(xiàn)場違規(guī)加工、安裝;由于產(chǎn)品存在明顯缺陷從而導致事故或嚴重質量問題的情況屢有發(fā)生,如:20世紀90年代末出現(xiàn)的“柜式低壓二氧化碳系統(tǒng)” 于相當一部分制造商的技術不過關,投人使用后普遍出現(xiàn)系統(tǒng)誤噴、二氧化碳泄漏及制冷系統(tǒng)故障。某品牌的高壓惰性氣體滅火系統(tǒng),某一生產(chǎn)周期內儲存容器的瓶口螺紋及容器閥的瓶閥螺紋均出現(xiàn)嚴重缺陷,導致使用此產(chǎn)品的眾多用戶不得不全部更換產(chǎn)品。另外,受市場因素的影響,隨意更改、降低關鍵原材料、關鍵零部件的品質、制造標準及工藝要求,導致產(chǎn)品一致性發(fā)生重大變化的情況十分嚴重。

1.2安全檢查和維護保養(yǎng)缺陷

 對氣體滅火系統(tǒng)實施安全檢查和維護保養(yǎng)是使用單位及產(chǎn)品制造商的法定職責,如每年一次的年度檢查,根據(jù)安全等級確定的全面檢驗,每兩個檢驗周期進行一次的耐壓試驗等。--標準《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》、《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》中對氣體滅火系統(tǒng)的安全檢查和維護保養(yǎng)工作均有明確的要求,但從目前統(tǒng)計的情況看,幾乎半數(shù)以上氣體滅火系統(tǒng)的安全檢查和維護保養(yǎng)工作都流于形式,尤其是對儲存容器的定期檢驗,或是根本沒有開展或是未嚴格按時限、規(guī)程實施,系統(tǒng)“帶病”工作或功能已基本失效等問題相當嚴重。此外,未能適時開展對配套使用的火災報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)的功能性檢查、檢驗及維護保養(yǎng)工作,尤其是缺乏對實現(xiàn)聯(lián)動功能的保障性措施,聯(lián)動設備完好率極低甚至根本不能使用,也是相關缺陷中較為突出的問題。

1.3系統(tǒng)設計缺陷

正確的系統(tǒng)設計是保障氣體滅火系統(tǒng)產(chǎn)品滿足使用要求不可或缺的要素,這一點已為該領域的產(chǎn)品研究、開發(fā)及工程應用實踐所證實。

 (1)管網(wǎng)與噴嘴設計中的典型性問題。以七氟丙烷滅火系統(tǒng)為例:七氟丙烷是通過壓縮氣體在管道中輸送的,由于液體和氣體在管道中摩擦阻力不同,必須采取有效的措施防止出現(xiàn)管路中氣體竄流和氣液分層流動的情況,相同壓力下管徑越大或相同管徑時壓力越低,這種情況越有可能出現(xiàn)。因此,GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定了七氟丙烷滅火系統(tǒng)輸送用鍍鋅鋼管的-大管徑及噴嘴-低工作壓力值,這是經(jīng)過多次試驗驗證后得出的結果。但實際工程設計中,隨意放大滅火劑輸送管道管徑及根本未對噴嘴-低入口壓力值做有效校核的情況較為普遍;其次,對同防護區(qū)內的不同噴嘴,不按同一滅火設計體積分數(shù),同一噴放時間進行設計,造成防護區(qū)實際滅火體積分數(shù)在規(guī)定的噴放時間內不能達到有效滅火體積分數(shù)的情況也時有發(fā)生;再者,噴嘴流量特性參數(shù)(如實際孔口面積),滅火系統(tǒng)各類閥門、管道及相關附件的當量長度,是設計計算必不可少的參數(shù),主要通過試驗測試得到。由于各方面因素的影響,目前國內的相當一部分生產(chǎn)單位,均未對所提供的噴嘴特性參數(shù)及主要部件的當量長度值出具有效的驗證證據(jù),這樣做出的設計結論很難具備科學性及可靠性

 (2)鋼瓶設置場所的安全問題。

氣體滅火系統(tǒng)使用的鋼瓶有以下特征:一是儲存壓力高,七氟丙烷鋼瓶的儲存壓力為2.4~5.6MPa,而高壓二氧化碳和IG541混合氣體鋼瓶的儲存壓力更高達12~20MPa;二是使用數(shù)量大,根據(jù)其滅火劑性質和保護對象的大小,所使用的儲存鋼瓶數(shù)量不同,但多數(shù)都有十數(shù)瓶至數(shù)十瓶之多,多的甚至達到數(shù)百瓶;三是安裝密度大,每套氣體滅火系統(tǒng)的鋼瓶一般每平方米兩個集中安裝在一起;四是儲存場所與保護對象接近,受氣體滅火系統(tǒng)工作要求的影響,滅火劑儲存鋼瓶一般都安裝在鄰近保護對象的部位,大多是在同一座建筑物內,造成了在大量的重要建筑物和重要設備的內部或附近集中安裝有大量高壓鋼瓶的現(xiàn)象。許多系統(tǒng)設計均未明確提出對這些鋼瓶以及儲存場所本身的安全性要求。

1.5滅火劑缺陷

由于對系統(tǒng)使用滅火劑質量情況缺乏有效的監(jiān)控手段,滅火劑存在嚴重質量問題的現(xiàn)象較為普遍,典型例證有:七氟內燒滅火劑的純度、水含量等主要技術性能不符合標準要求,情性混合氣體滅火劑的純度、混合 比例、水含量等主要技術性能不符合標準要求,驅動氣體的純度、水含量不符合標準要求等

1.6防護裝置和設施缺陷

系統(tǒng)或使用區(qū)域缺乏有效防范雷電、靜電、超高壓電場及其他電危害的措施,也是影響氣體滅火系統(tǒng)安全可靠性的重要隱患。據(jù)不完全統(tǒng)計,1995-2005年, 全國各地因雷電或電危害造成氣體滅火系統(tǒng)誤動作的事故近百起,各類財產(chǎn)損失慘重,有的還直接導致了人身傷害事故。再如,防護區(qū)結構的承壓能力、泄壓口不符合規(guī)范要求,極有可能導致構件破碎而影響防護區(qū) 的密閉效果,甚至傷人;電纜橋架穿過防護區(qū)隔墻的孔洞不作封閉,防護區(qū)達不到密閉要求,等等。