浅析探火管式超细粉体灭火技术在船舶消防系统中的应用

李兆呛++刘仁杰

摘要：通过分析传统船舶火灾的特点和传统灭火设备的缺点，对比探火管式超细粉体灭火系统的原理、分类、适用场合，对船舶灭火起到促进作用。

关键词：探火管；灭火技术；应用

0.引言

目前世界物流的百分之九十以上是依靠海运来完成的，而船舶火灾历来都是威胁船舶安全的最主要因素之一，并且也是造成船舶全损率最高的海难事故。

相比于陆地火灾，船舶火灾存在这样几个特点：可燃物，尤其是油类可燃物比较多，易起火，蔓延速度快；钢质船体热传导性强，隔绝困难；结构复杂，通道狭窄，舱室多，着火后消防组织不容易展开；火灾多发生于海上，外界专业救援力量难以到达，仅靠本船船员扑救，能力有限；外围被海水包围，人员难以疏散逃生，容易造成群死群伤；常规水灭火方法使用水量有限，灭火同时必须考虑船舶稳性。

1.传统船舶灭火系

针对以上特点，目前船舶消防主要是通过船舶结构防火和消防设施灭火两种方法来完成。其中消防设施灭火的设备主要包括以下几种：

1.1固定式水灭火系统

是船舶的主消防系统，主要由消防泵、消防管系、消防栓、水带、水枪及国际通岸接头等组成。用来扑灭机舱、干货舱、居住舱室和公共舱室内的A类火灾，也可以扑灭甲板、平台、上层建筑等露天部分的火灾。

1.2船舶细水雾灭火系统

船舶细水雾灭火系统与陆地楼宇细水雾灭火系统原理类似，主要由本地和货控室控制部分、驾驶台显示部分和现场喷淋设备组成。

船舶细水雾灭火系统的工作原理是：首先用淡水泵和阀系将淡水驳运到淡水舱，并保持其水位处于最低水位之上，使系统处于随时可用状态。当系统覆盖范围内的任意区域发生火灾事故时，其上部感温探头检测到火光、温度或者烟雾信号，发出指令，高压淡水泵将淡水从淡水舱泵到高压管路内，经主隔离区、电磁阀及喷嘴，喷淋到现场，同时给出声光报警。货控室控制箱和驾驶台显示面板上同时显示释放区域，并发出释放报警。

1.3固定式泡沫灭火系统

泡沫灭火系统由固定的泡沫液消防泵、泡沫液贮罐、比例混合器、泡沫混合液的输送管道及泡沫产生装置等组成，并与给水系统连成一体。主要用于扑灭油类等B类火灾。当发生火灾时，先启动消防泵、打开相关阀门，系统即可实施灭火。

1.4固定式二氧化碳灭火系统

固定式二氧化碳灭火系统主要是由一组或几组专门存放于特定舱室的大型二氧化碳钢瓶（通常为45KG装）、容器阀、管道、喷嘴、控制系统及辅助系统等组成。发生火灾时，把储存的二氧化碳一次全部释放进密闭的舱室，靠冷却和窒息的原理灭火。

1.5其他类

油船和某些特殊用途船设置了惰性气体灭火系统，船舱充入惰性气体驱走空气，达到防火的目的。此外还有各种的类型便携式灭火器。

2.探火管式超细粉体灭火系统简介

2.1探火管灭火技术

探火管式感温自启动灭火装置是近几年研发的一类简单可靠、动作及时的灭火装置。其原理是采用一种高分子聚合物合成的柔性可弯曲的探火管材为主要部件，该管材的特性是高温时破裂。利用这个特性，将探火管一端连接于有一定压力的灭火剂储存容器上，另一端封堵，然后将探火管灵活布置到每一个潜在的着火源的最近处。当发生火灾时，探火管任何一处温度达到其设计值，管子爆破并释放出灭火介质，达到“定点喷射，定向灭火”的效果。因此，在这种装置中，探火管不仅是感温元件，还是灭火介质输送管道和释放装置。

2.2.分类

根据探火管灭火装置的组成、部件和动作原理，将探火管灭火装置分为两大类：

2.2.1.直接式探火管灭火装置

该装置主要由灭火剂储存容器、压差式容器阀、专用接头、压力表、探火管、报警装置等组成。探火管通过压差式容器阀与灭火剂储存容器相连，紧密布置在潜在着火源周围。管内充有一定压力的氮气，正常时与储存瓶内压力相当，容器阀关闭。发生火灾时，探火管在高温处破裂，管内气体释放，在内外压差的作用下，容器阀打开，灭火剂储存容器内的灭火剂经探火管到达破裂处喷出，实现迅速灭火。

直接式探火管灭火装置具有简单可靠，动作灵敏及时等优点，但灭火剂储存量少，适用于空间狭小的密闭空间。

2.2.2.间接式探火管灭火装置

该装置主要由若干个灭火剂瓶组、容器阀、探火管、释放管、喷嘴、压力表、报警铃及探火管专用接头等组成。与直接式灭火装置的主要区别就是间接式灭火系统中的探火管仅用作火灾探测部件。当探火管探测到火灾后，它会启动灭火剂贮存容器上的容器阀，而灭火剂由专门的灭火剂释放管输送灭火。

间接式探火管灭火装置主要用于对无一定外壳的设备进行局部灭火，也可以用于对整个房间进行全淹没方式的灭火。

2.3.超细粉体灭火介质

超细粉体就是俗称的“气溶胶”，是一种比常用干粉灭火器粉剂颗粒直径更小的一种粉粒，目前广泛使用的干粉灭火介质颗粒直径在10-75微米之间，而超细粉体颗粒平均直径可达到5微米以下。粉粒直径越小，相对比面积越大，其捕获自由基或活性基团的能力越强，越有利于切断燃烧反应链，实现迅速灭火；同时，在一定范围内，颗粒直径越小，抗沉降性能越优异，能够长时间漂浮于空中，有利于全淹没式灭火。

大量实验证实，探火管式超细粉体灭火装置的灭火效能是七氟丙烷灭火装置的6倍，是二氧化碳灭火装置效能的20倍。

2.4.与传统灭火系统相比，探火管式超细粉体灭火技术的优势有：不需要电源。不同与常规火灾探测元件警报动作原理，不需要提供电能；动作可靠、及时。探火管管材对周围环境的温度和湿度、油垢、灰尘、磁场、震动等干扰影响较小，不会出现误报警和误动作，使用非常可靠；由于其紧密布置在潜在着火源周围，一旦发生火情，可以实现近距离，点对点灭火，迅速及时的将火情消灭在萌芽状态。针对可能发生的不同类型的火情，可以填充不同类型的灭火剂。探火管为柔性物，不受任何位置的影响，可伸进各种窄小和复杂易燃空间或设备中，该特点弥补了现有消防产品不能扑灭此类火源的缺陷。

3.在船上应用

针对探火管灭火装置的突出优点，笔者认为可以进行相应的布置

3.1.A类机器处所

该处所的特点是高温、高湿、高油污、振动强烈。常规火灾探测器与灭火设备的布置非常困难，而且易出现误动作与失效问题。而探火管灭火技术不需要电源，不存在误报警和失效问题。广泛的适用于主机扫气箱、曲轴箱、配电箱以及充放电板等密闭场所。由于上述处所属于密闭小空间，灭火剂用量小，人员无聚集，较适用于直接作用式探火管灭火技术。

3.2.货舱、库房

该类处所的特点是密闭空间大，灭火剂用量较大，人员较少聚集，适用于间接作用式探火管灭火技术。探火管外建议加装具有强度支撑的保护套，防止损伤，均匀排布于舱壁上。需要注意的是该类处所尤其是货舱舱容较大，应该确定超细粉体灭火剂的充装量，建议使用粉体平均直径5.0微米左右的超细粉体，充装量按舱容不小于30g/m3进行充装。同时灭火剂释放管的长度对灭火效果也有较大影响，为取得较好的灭火效果，建议每根释放管长度不超过20米。

3.3.机舱、驾驶台、起居处所

该类处所可以密闭，但也是人员聚集的主要场所，因大部分灭火剂对人员有伤害，探火管灭火技术作用机理为自动触发式，可能对房间内尚未撤离的人员造成伤害，故不适用于此类场所。但笔者认为可以通过对间接作用式探火管灭火装置进行适当的改进，从而使之达到相关的法规规范要求。改进方法为：首先在间接作用式灭火装置的探火管上加装一个压力触发器与报警装置相连接。当发生火灾时，探火管受热爆破，管内的氮气泄露，压力下降，一方面打开灭火剂储存装置的容器阀，另一方面触发压力触发器，激活报警系统。其次，在灭火剂储存容器与灭火剂释放管之间加装能够手动远程控制的阀门，待确认房间内没有被困人员后，手动打开该阀门，释放灭火剂，对发生火灾房间进行全淹没式灭火。

4结束语

船舶火灾虽然有其特殊性，但是也具有火灾的通性。目前探火管式超细粉体灭火装置在陆地上的应用已经较为广泛，而在船舶消防领域应用较少。随着船舶自动化程度越来越高，配员越来越少，消防压力日益增大的局面，实现船舶消防的半自动化以及自动化也越来越紧迫。笔者通过查阅大量资料，简要探讨了本系统在船舶消防领域实施的可行性。

参考文献：

[1]陈涛.探火管式超细粉体灭火装置灭A类火效能研究.消防科学与技术，2015.

[2]刘仁杰.加强水上消防建设提高灭火救援能力.中国水运.2008