论文部分内容阅读
[摘 要]本文通过对车辆起火原因和客车车厢结构特点车内燃烧物质进行分析，罗列灭火剂及其适用范围，最后经过对比综合考虑选择适合车内使用的灭火剂原料，然后根据灭火要求设计出电控自动灭火装置。
[关键词]客车火灾原因；灭火剂；自动灭火装置
中图分类号：TU998.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0266-02
引言：2011年7月22日凌晨，京港澳高速一辆正在行驶的双层大客车燃烧起火，截止到22日17点，事故共造成41人死亡，6人受伤；2014年5月12日16时50分四川宜宾市，一辆公交车在行驶途中发生燃烧，事故造成1人死亡，19人受伤。类似事故的发生使很多人失去了宝贵的生命，同时造成了巨大的经济损失。
一、客车着火原因分析及燃烧物组成
一、汽车火灾原因分析。
汽车发生火灾极大部分是由于车辆燃油系统故障和电气线路设备故障或违章操作所引起，只有少部分是由于吸烟、使用明火不当引起。
1.供油系统容器和管路破裂或管路松动引起漏油而造成火灾。
2.汽车电路系统在正常情况下火灾危险性较小，但会因电路某处故障、老化短路而引发火灾。
3.人为放火造成的火灾。
4.车辆燃烧物质的构成
客车可燃物质主要有油气类、固体可燃物（橡胶组件）、可能带电的火灾。一旦着火可能属于A、B、C三类火灾的混合型，也可能属电气设备引发火灾，但低压电源对人体无致命危险。
二、目前客车灭火设施配备情况
目前国内生产的客车按照法规要求配备了两个4公斤的ABC型干粉灭火器，现有灭火器的配备不能满足客车起火后的火灾扑救，现代客车均为空调车，车窗玻璃采用密封结构，如果车内有乘客的情况下起火车内会产生浓烟，如果这时使用ABC型干粉灭火器，灭火器喷出的微毒粉尘会跟起火产生的浓烟一起造成乘客窒息。
由于客车逃生条件的限制，一旦发生突发火灾极有可能造成人员伤亡。因此，客车自动灭火系统装置能很好扑灭初期火灾，为乘员争取宝贵逃生时间，从而挽救宝贵的生命和避免更大的经济损失。
三、自动灭火装置灭火剂的选择
（一）、燃烧的原理及常用灭火方法
1、隔离
隔离是中断可燃物供给，使可燃物与空气分隔开来而令燃烧停止.
2、窒息
窒息是阻止氧化剂补充，消除或减少空气中的氧，从而使燃烧停止，这是没有氧化剂或氧化剂没有足够数量来破坏燃烧的条件令燃烧停止。
3、冷却
冷却是利用吸热量大的物质（如水）吸收燃烧生成热，使着火物温度下降到其燃点以下而使燃烧停止，这是使点火能量不足来破坏燃烧的条件令燃烧停止。
4、化学抑制
化学抑制方法的理论依据是链式反应理论，当维持反应持续进行的自由基大量销毁，销毁的量大于产生的量时，链式反应因没有足够的自由基而终止。
（二）、常用灭火剂的灭火作用及适用范围
1、水
水主要起冷却作用。水可用于扑救一般固体物质火灾。
2、泡沫灭火剂
泡沫灭火剂主要起隔离作用，大量泡沫覆盖在着火物体上使之与空气隔离，覆盖在可燃液体表面还抑制蒸发，因含水也有一定冷却作用。优点：无毒灭火效果好；缺点：因含水，不能用于带电火灾（指电压高于人体安全电压36V的带电火灾）和遇水生成可燃气体的火灾；因有污损，故贵重仪器设备、档案、文物等不适用。
3、干粉灭火剂
干粉灭火剂主要起化学抑制作用。优点：可扑灭B，C类火灾外还可扑灭A类火灾灭火范围广，干粉灭火剂电绝缘性能好，可用于50kV以下带电火灾；缺点：干粉灭火剂使用残留物难以清除干净，有腐蚀性会造成污损。无毒或低毒，但喷出的粉雾有窒息作用。
4、二氧化碳灭火剂
二氧化碳主要起窒息作用。缺点：空气中二氧化碳浓度超过4%会刺激眼、咽喉，令人头痛；达8%会令人呼吸困难、呕吐、麻木、神志错乱，只能停留几分钟；达到10%则1分钟内失去知觉。优点：无残留、无污损。
综上所述，在客车上安装自动灭火装置，较为理想的灭火剂为化学泡沫灭火剂。
四、自动灭火装置设计及安装布局
（一）、确定灭火剂量
常用的化学泡沫灭火剂，主要是酸性盐（硫酸铝）和碱性盐（碳酸氢钠）与少量的发泡剂（植物水解蛋白质或甘草粉）、少量的稳定剂（三氯化铁）等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反应式如下：
6NaHCO3十Al2（SO4）3→2Al（OH）3十3Na2SO4十6CO2
化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体，它与发泡剂作用便生成许多气泡。这种泡沫密度小，且有黏性，能覆盖在着火物的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是惰性气体，不助燃。考虑到车厢内可能有乘客的情况下所产生的二氧化碳造成的混合空气二氧化碳浓度不宜超过10%。根据上述化学方程式可以算出：
标准状况下1mol任何气体体积为22.4L
1mol二氧化碳=44克
1kg二氧化碳体积=（1000/44）*22.4=0.509立方米。
以金旅XML6113J55N型车为例，车厢内空间约60立方米，根据上述化学方程式计算产生6m？ CO2所需参加反应的硫酸铝和碳酸氢钠质量约为35.6kg（根据上式碳酸氢钠与硫酸铝的混合质量比约为1.7：1），加上水的质量，总质量约为50kg。实际使用可根据车辆空间大小确定。
（二）、灭火剂储存瓶及灭火管道设置
灭火剂原料贮存采用顶置双瓶且瓶口相对，共同使用一个三通电磁阀开关。灭火剂瓶分别充氮气1.5Mpa加壓（充装压力略高于普通ABC干粉灭火器1.2Mpa），与生成的CO2一起作为灭火剂喷出动力源，灭火剂贮存硫酸铝与碳酸氢钠将发泡剂与稳定剂也一起分别装进灭火剂原料瓶。灭火剂管道采用铜管或钢管均可。可根据车辆长短增减管道长度和喷头数量。灭火剂喷头采用扁平雨雾式喷头，灭火剂瓶电磁阀开关及灭火管道及喷头设置如图1所示：
1、传感器设置
在空调出风口旁边安装独立电源式感烟报警器，车辆较长的可前后各安装一个。当发生起火或者燃烧冒烟时，感烟报警器发出蜂鸣，警示驾驶员车内可能起火，及时采取应急措施。
2、整体布局及电路图设计
根据消防设备设计要求和国家类似车辆灭火装置设计标准，车辆自动灭火装置应当使用独立电路，在车辆熄火并关闭点火开关的情况下也能正常工作。自动灭火装置应当安装手动开关，且按下手动开关时，即使烟感开关不动作也能启动灭火装置。为了防止因旅客吸烟触发自动灭火装置，感烟报警器独立安装，不作为启动条件串联进控制电路。烟感开关安装在空调出风口里面近出风口位置，少量烟雾会被出风口微风吹散，不触发开关，烟雾浓度稍大时触发开关。因此，设计电路图如下：
五、设备制造安装及成本
本自动灭火装置设计结构简单，制造安装方便，使用材料成本低，使用铜管造价稍高，使用钢管应同时做防锈处理。电控原件价格均不超过100元。灭火剂原料可向灭火剂生产企业订购，因添加剂不同而价格不等。整套装置成本约1000元左右。
六、使用维护
1、报警器维护
烟感报警器采用独立9V电池电源，使用时间约为1年，届时应手工测试，如电量不足，应更换电池；同时视情况用毛刷清洁光感原件上的灰尘，提高原件灵敏度。
2、灭火剂瓶及电磁阀维护
应定期检查灭火剂压力及管路接头是否有渗漏，定期检查三通电磁阀，看是否动作有力有无卡滞现象。灭火剂使用有效期参照手提式灭火器，有效期为5年，到期后应拆下送专业机构检测。在车厢内使用电焊作业或其他易产生烟雾的作业前应断开蓄电池，防止自动灭火装置误启动喷发。
[关键词]客车火灾原因；灭火剂；自动灭火装置
中图分类号：TU998.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0266-02
引言：2011年7月22日凌晨，京港澳高速一辆正在行驶的双层大客车燃烧起火，截止到22日17点，事故共造成41人死亡，6人受伤；2014年5月12日16时50分四川宜宾市，一辆公交车在行驶途中发生燃烧，事故造成1人死亡，19人受伤。类似事故的发生使很多人失去了宝贵的生命，同时造成了巨大的经济损失。
一、客车着火原因分析及燃烧物组成
一、汽车火灾原因分析。
汽车发生火灾极大部分是由于车辆燃油系统故障和电气线路设备故障或违章操作所引起，只有少部分是由于吸烟、使用明火不当引起。
1.供油系统容器和管路破裂或管路松动引起漏油而造成火灾。
2.汽车电路系统在正常情况下火灾危险性较小，但会因电路某处故障、老化短路而引发火灾。
3.人为放火造成的火灾。
4.车辆燃烧物质的构成
客车可燃物质主要有油气类、固体可燃物（橡胶组件）、可能带电的火灾。一旦着火可能属于A、B、C三类火灾的混合型，也可能属电气设备引发火灾，但低压电源对人体无致命危险。
二、目前客车灭火设施配备情况
目前国内生产的客车按照法规要求配备了两个4公斤的ABC型干粉灭火器，现有灭火器的配备不能满足客车起火后的火灾扑救，现代客车均为空调车，车窗玻璃采用密封结构，如果车内有乘客的情况下起火车内会产生浓烟，如果这时使用ABC型干粉灭火器，灭火器喷出的微毒粉尘会跟起火产生的浓烟一起造成乘客窒息。
由于客车逃生条件的限制，一旦发生突发火灾极有可能造成人员伤亡。因此，客车自动灭火系统装置能很好扑灭初期火灾，为乘员争取宝贵逃生时间，从而挽救宝贵的生命和避免更大的经济损失。
三、自动灭火装置灭火剂的选择
（一）、燃烧的原理及常用灭火方法
1、隔离
隔离是中断可燃物供给，使可燃物与空气分隔开来而令燃烧停止.
2、窒息
窒息是阻止氧化剂补充，消除或减少空气中的氧，从而使燃烧停止，这是没有氧化剂或氧化剂没有足够数量来破坏燃烧的条件令燃烧停止。
3、冷却
冷却是利用吸热量大的物质（如水）吸收燃烧生成热，使着火物温度下降到其燃点以下而使燃烧停止，这是使点火能量不足来破坏燃烧的条件令燃烧停止。
4、化学抑制
化学抑制方法的理论依据是链式反应理论，当维持反应持续进行的自由基大量销毁，销毁的量大于产生的量时，链式反应因没有足够的自由基而终止。
（二）、常用灭火剂的灭火作用及适用范围
1、水
水主要起冷却作用。水可用于扑救一般固体物质火灾。
2、泡沫灭火剂
泡沫灭火剂主要起隔离作用，大量泡沫覆盖在着火物体上使之与空气隔离，覆盖在可燃液体表面还抑制蒸发，因含水也有一定冷却作用。优点：无毒灭火效果好；缺点：因含水，不能用于带电火灾（指电压高于人体安全电压36V的带电火灾）和遇水生成可燃气体的火灾；因有污损，故贵重仪器设备、档案、文物等不适用。
3、干粉灭火剂
干粉灭火剂主要起化学抑制作用。优点：可扑灭B，C类火灾外还可扑灭A类火灾灭火范围广，干粉灭火剂电绝缘性能好，可用于50kV以下带电火灾；缺点：干粉灭火剂使用残留物难以清除干净，有腐蚀性会造成污损。无毒或低毒，但喷出的粉雾有窒息作用。
4、二氧化碳灭火剂
二氧化碳主要起窒息作用。缺点：空气中二氧化碳浓度超过4%会刺激眼、咽喉，令人头痛；达8%会令人呼吸困难、呕吐、麻木、神志错乱，只能停留几分钟；达到10%则1分钟内失去知觉。优点：无残留、无污损。
综上所述，在客车上安装自动灭火装置，较为理想的灭火剂为化学泡沫灭火剂。
四、自动灭火装置设计及安装布局
（一）、确定灭火剂量
常用的化学泡沫灭火剂，主要是酸性盐（硫酸铝）和碱性盐（碳酸氢钠）与少量的发泡剂（植物水解蛋白质或甘草粉）、少量的稳定剂（三氯化铁）等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反应式如下：
6NaHCO3十Al2（SO4）3→2Al（OH）3十3Na2SO4十6CO2
化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体，它与发泡剂作用便生成许多气泡。这种泡沫密度小，且有黏性，能覆盖在着火物的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是惰性气体，不助燃。考虑到车厢内可能有乘客的情况下所产生的二氧化碳造成的混合空气二氧化碳浓度不宜超过10%。根据上述化学方程式可以算出：
标准状况下1mol任何气体体积为22.4L
1mol二氧化碳=44克
1kg二氧化碳体积=（1000/44）*22.4=0.509立方米。
以金旅XML6113J55N型车为例，车厢内空间约60立方米，根据上述化学方程式计算产生6m？ CO2所需参加反应的硫酸铝和碳酸氢钠质量约为35.6kg（根据上式碳酸氢钠与硫酸铝的混合质量比约为1.7：1），加上水的质量，总质量约为50kg。实际使用可根据车辆空间大小确定。
（二）、灭火剂储存瓶及灭火管道设置
灭火剂原料贮存采用顶置双瓶且瓶口相对，共同使用一个三通电磁阀开关。灭火剂瓶分别充氮气1.5Mpa加壓（充装压力略高于普通ABC干粉灭火器1.2Mpa），与生成的CO2一起作为灭火剂喷出动力源，灭火剂贮存硫酸铝与碳酸氢钠将发泡剂与稳定剂也一起分别装进灭火剂原料瓶。灭火剂管道采用铜管或钢管均可。可根据车辆长短增减管道长度和喷头数量。灭火剂喷头采用扁平雨雾式喷头，灭火剂瓶电磁阀开关及灭火管道及喷头设置如图1所示：
1、传感器设置
在空调出风口旁边安装独立电源式感烟报警器，车辆较长的可前后各安装一个。当发生起火或者燃烧冒烟时，感烟报警器发出蜂鸣，警示驾驶员车内可能起火，及时采取应急措施。
2、整体布局及电路图设计
根据消防设备设计要求和国家类似车辆灭火装置设计标准，车辆自动灭火装置应当使用独立电路，在车辆熄火并关闭点火开关的情况下也能正常工作。自动灭火装置应当安装手动开关，且按下手动开关时，即使烟感开关不动作也能启动灭火装置。为了防止因旅客吸烟触发自动灭火装置，感烟报警器独立安装，不作为启动条件串联进控制电路。烟感开关安装在空调出风口里面近出风口位置，少量烟雾会被出风口微风吹散，不触发开关，烟雾浓度稍大时触发开关。因此，设计电路图如下：
五、设备制造安装及成本
本自动灭火装置设计结构简单，制造安装方便，使用材料成本低，使用铜管造价稍高，使用钢管应同时做防锈处理。电控原件价格均不超过100元。灭火剂原料可向灭火剂生产企业订购，因添加剂不同而价格不等。整套装置成本约1000元左右。
六、使用维护
1、报警器维护
烟感报警器采用独立9V电池电源，使用时间约为1年，届时应手工测试，如电量不足，应更换电池；同时视情况用毛刷清洁光感原件上的灰尘，提高原件灵敏度。
2、灭火剂瓶及电磁阀维护
应定期检查灭火剂压力及管路接头是否有渗漏，定期检查三通电磁阀，看是否动作有力有无卡滞现象。灭火剂使用有效期参照手提式灭火器，有效期为5年，到期后应拆下送专业机构检测。在车厢内使用电焊作业或其他易产生烟雾的作业前应断开蓄电池，防止自动灭火装置误启动喷发。