IG-541氣體滅火系統在軌道交通的應用

王軍鵬，姚 瑤

（武漢地鐵運營有限公司，湖北武漢 430000）

0 引言

隨著科技發展，軌道交通在城市公共交通中扮演越來越重要的角色，軌道交通消防安全也愈加受到重視。為了保障軌道交通重要設備、財產安全以及人員安全，軌道交通行業逐步在重要設備房大量設置IG-541氣體滅火系統（以下簡稱氣滅系統），滅火介質均采用IG-541氣體。該系統主要分布在車站、控制中心、車輛段、停車場和風井等地的環控電控室、400 V開關柜室、站臺門控制室、通信設備室以及照明配電室等重要設備用房，系統采用組合分配的全淹沒滅火方式。

1 系統介紹

該氣滅系統主要由2大部分組成，即電氣自動控制部分和滅火劑存儲輸送部分。這2大部分相輔相成，共同完成從火災探測到滅火劑釋放的所有自動控制。

1.1 電氣自動控制部分

電氣自動控制部分主要由站級氣滅主機（NFS2-3030）、氣滅就地控制盤（RP-1002PLUS）、警鈴、聲光報警器、手自動轉換按鈕（含緊急釋放功能）以及就地火災探測器等設備組成，其主要功能是完成火災的探測、滅火劑噴灑控制信號輸出、現場火警信息的上傳、判斷和相應設備的聯動控制。現場火災探測器將火災所產生的溫度、煙霧和火光等物理特性轉換成電信號發送至火災報警主機，然后主機下發火警聯動控制信號至就地控制器，同時上傳火警信號至站級火災自動報警系統。就地控制器接收到火災主機的火警聯動信號后控制警鈴、聲光報警器、電磁閥（30 s延時可設）等就地設備，從而完成相應報警設備的電氣控制與滅火劑的釋放控制。

1.2 滅火劑存儲輸送部分

滅火劑存儲輸送部分主要由滅火劑儲氣瓶、啟動氣瓶、選擇閥、壓力開關、輸氣管道、噴嘴、氣動電磁閥、高壓軟管等組成，其主要功能是實現滅火劑的存儲與輸送。當啟動瓶的電磁閥接收到就地控制器發送的24 V啟動信號后，釋放啟動瓶中的啟動氣體，再由啟動氣體沖開滅火劑儲存瓶的瓶頭閥與選擇閥，從而釋放滅火劑，滅火劑經集流管、選擇閥最后經輸送管道輸送至氣滅保護區，從而達到火災的撲滅。

1.3 滅火劑滅火原理

本系統使用的滅火劑為IG-541氣體，由52%的氮氣、40%的氬氣和8%二氧化碳，按照比例混合而成，密度略大于空氣。該混合氣體是一種無毒、無色、無味、惰性不導電的純“綠色”壓縮氣體，既不支持燃燒又不與大部分物質發生反應。滅火時它只是將這幾種氣體釋放至大自然，沒有臭氧耗損潛能值，也不會產生“溫室效應”或長久影響大氣壽命的化學物質，是一種綠色、環保型滅火劑。

IG-541氣體滅火系統采用的全淹沒組合式滅火系統，設計濃度37.5%，最高溫度（50℃）下實際使用濃度臆42.8%。滅火劑噴灑至設計用量的95%時，其噴放時間躍48 s，約60 s。由于地鐵線路設置該氣體滅火系統的設備房主要為通信、電子計算機、配電等的電氣設備房間，主要發生的為電氣設備火災，滅火浸漬時間設計為10 min。

IG-541氣體滅火系統是利用物理方式快速將所保護區域內的氧氣濃度降低到12.5%以下，采用窒息滅火的方式來達到滅火要求。該氣體適用的火災類型主要包括A類固體表面火災、B類液體火災、滅火前能切斷氣源的C類氣體火災以及E類電氣火災等。

2 系統滅火啟動方式

IG-541氣體滅火系統主要有3種滅火劑釋放啟動方式，即自動啟動、手動啟動和緊急機械操作啟動。

2.1 自動啟動

在正常情況下，探測器通過回路連接卡連接在NFS2-3030火災報警主機上，當感溫、感煙火災探測器探測到火情后將火警傳送至火災報警主機。主機接收到2個不同類型火災探測器傳送的火警信號后，發送火警聯動信號至就地控制器，就地控制器控制警鈴、聲光報警器、電磁閥（30 s延時）等就地設備動作。如果在系統處于30 s延時階段時，判定現場為誤報火警或可通過滅火器撲滅火災，為減少財產損失，可通過手自動轉換按鈕（含緊急釋放功能）緊急停止，從而阻止滅火劑的噴灑（圖1）。

圖1 氣滅系統設備架構

2.2 手動啟動

當主機在接收到2個不同類型火警信號并經過現場確認后，系統未能按照自動啟動模式正常啟動滅火劑的噴灑模式，或車站值班人員巡檢時發現設備房火災但火災探測器未能及時發出火警信號至火災報警主機時，即自動啟動模式啟動無效時或系統未能正常報警情況下，須由值班人員直接在現場手動操作緊急啟動按鈕，啟動現場設備聯動動作。手動啟動方式通過系統的電氣控制方式的人為手動操作來實現。

2.3 緊急機械操作啟動

在自動啟動和手動啟動2種方式皆無效的情況下，現場人員應前往氣瓶間通過緊急機械操作方式啟動氣滅系統的滅火。緊急機械操作方式又可分為2種情況：首先是通過手動觸動啟動鋼瓶的電磁閥開啟，在電磁閥開啟無效的情況下可通過手動逐瓶開啟滅火劑儲氣瓶的方式釋放滅火劑，完成滅火劑的釋放。緊急機械操作啟動方式是通過系統的管網機械手動控制來實現的，與電氣控制相互獨立（圖2）。同時，該操作手段是氣滅系統的最終操作手段，如果本操作方式依然無法啟動，則系統無法啟動。

3 系統維護

軌道交通氣滅系統設備檢查與維護主要按照日檢、月檢、季檢和年檢等周期劃分，檢查項目主要以國家現行相關消防規范的要求制定，同時每年對氣滅系統進行聯動功能測試，通過日常巡檢與年度功能測試相結合的方式，確保氣滅系統處于良好運行狀態。

圖2 氣滅系統3種啟動方式的關系

軌道交通里設置有氣滅系統的設備用房往往都是或較重要或與行車相關以及易發生火災的位置，同時氣滅系統的儲存氣瓶壓力更是高達15 MPa，即便是高壓滅火劑通過輸送管道最后從噴頭釋放，噴出的氣體壓力仍然達到（2～4）MPa。使用過程中，由于儲存瓶銹蝕或儲存環境等影響，可能會出現由于氣瓶壓力過大爆炸的可怕后果。根據TSG R0006-2014《氣瓶安全技術監察規程》第7條，定期檢驗“盛裝混合氣體的前款氣瓶，其檢驗周期應當按照混合氣體中檢驗周期最短的氣體確定”的要求，每3 a年委托有檢測資質的單位對IG-541儲氣瓶進行檢驗，最大程度確保了高壓氣瓶的使用安全。

4 結語

對IG-541氣體滅火系統的系統組成、系統啟動方式以及維護保養等方面進行介紹。雖然IG-541氣體滅火系統有無毒無污染等優點，但作為高壓特種設備，在使用過程中仍然有許多操作或管理的地方需要改進。應認真完成系統每年度的功能測試，及早發現事故隱患，同時應進一步完善系統的巡檢、故障維修的詳細管理機制，做到發生故障時及時維護或處理。