飞机库消防安全（共3篇）
飞机库消防安全 篇1
随着我国经济建设的高速发展, 大型物流中心、飞机维修库、石化/燃油库、码头等大型建筑与设施不断涌现。这些设施的灭火设计均要求快速反应、快速灭火, 特别是价值高又易引发火灾的大型燃油库与飞机维修库。如美国消防协会NFPA 409《飞机库防火标准》要求翼下泡沫炮灭火系统30 s内控制火灾, 60 s内扑灭火灾。要在短时间内达到控火与灭火的目的, 必须合理选用灭火性能好、操作简单而又可靠性高的灭火装备并优化系统设计。其中高扬程、大流量的供水系统是关键的装备之一。
1 电泵与柴油机泵的差异
大空间消防系统多为1～2 MPa的供水压力, 2 000～5 000 m3/h的供水量使供水泵组的装机容量达几百到几千千瓦, 采用电泵显然不是明智的选择:
(1) 受多方影响的电网及配电系统的可靠性低于多组独立动力的柴油机泵;
(2) 大功率的电动泵组多采用高压电动机, 高压输/配电的设备费相当可观 (总投资将是柴油泵的2～3倍) ;
(3) 配备能够让大功率电动水泵顺利启动并持续运行的后备发电机并不现实 (发电机的功率配备应为装备中最大电动机功率的3倍与同时运行水泵的总功率之和) 。
(4) 参照国标 GB 50284-2008《飞机库设计防火规范》第 9.10.6条“消防泵宜由内燃机直接驱动, 当消防泵功率较小时, 宜由应急柴油发电机供电的电动机驱动”, 则高扬程、大流量供水系统适宜配置采用柴油机水泵。
2 柴油机水泵的选型
柴油机泵与电泵的主要区别是动力的差异, 而发动机的调速特性直接影响其动力特性。
柴油机水泵配套的发动机通常有三种调速模式:
(1) 机械调速。 发动机的标定调速率δnst, r很大 (标定调速率δnst, r为标定空载转速ni, r和标定功率时的标定转速nr之间的差值与nr的百分比) , 达10%～30%, 水泵的工作特性为与转速下降叠加, 而进一步下跌离心泵H/Q-2曲线。离心泵扬程的变化率与转速变比的平方成正比。所以发动机的转速波动将引起供水压力的大幅度变化, 见图1所示。
(2) 速度闭环的电子调速。 泵组在额定流量范围内基本是恒速运行 (发动机在额定功率范围内转速基本不变) , 水泵的工作特性为标准的离心泵H/Q曲线, 见图2所示。
(3) 压力闭环的电子调速 (“数字定压”调速) 。 泵组为变流/变速/恒压, 泵组在额定功率范围内输出水压恒定不变 (发动机变速运行) , 见图3, 从而避免了普通离心泵在消防现场中小流量时超压而大流量时供不上水的现象, 能大大提高灭火效率及消防设备和消防人员的安全与系统可靠性。
机械调速模式配套的水泵其带负荷的外特性很差 (调速率δnst, r很大) , 不适合固定消防设施中使用, 但由于其发动机的价格较低, 一般应用在农业灌溉或小功率、手动操作的移动消防设备上。
速度闭环的电子调速模式可以配套对扬程变化要求不高的单机应用场合。
数字定压调节模式可以应用在任何高要求的单机与多机并联供水场合, 另外由于其造价与“速度闭环的电子调速”模式相当, 所以固定消防设备的选型应用是首选。
3 传统的设计分析
采用恒速运行的柴油机拖动的离心水泵由于小流量时扬程较高, 特别是采用机械调速的柴油机, 空载转速较高, 导致水泵小流量的扬程更高, 见图1所示。为了兼顾供水系统管道、管件的安全, 设计师往往进行系统设计时考虑分多级压力控制启动或欠压分级延时启动多台机组 (参照传统电泵的设计模式) , 避免多台机组同时小流量工作而系统超压, 但该设计存在诸多弊端:
按国标 GB 6245-2006《消防泵》、美国NFPA 20《固定式消防水泵安装标准》、FM等标准, 均要求机组连续启动六次, 如果优先启动机组失败才指令启动备用机组。按GB 6245-2006《消防泵》的要求, 启动限时15 s、停顿15 s、再启动15 s……连续六次, 那么一个启动/失败的周期用了165 s。当后备机组顺利启动并成功带满载至少用了180 s。远远不能满足: 30 s内控制火灾、60 s内扑灭火灾的防火标准要求。
当系统流量较大而系统压力达不到要求须增加泵组时, 后备泵组10～20 s的正常启动周期不但会延误抢险还会造成已在供水运行的机组在低管网压力工况下过载 (实际上, 在应急抢险的过程中很难控制用水流量, 而发动机的过载能力及允许过载的时间都是非常有限的, 当发动机的扭矩超过100%, 则可能在1～2 s内停机。反观电泵:电动机在强有力的电网支持下, 几秒钟内具有数倍的过载能力, 并且电泵的启动/升速周期比柴油机泵短得多) 。 当某台已进入带载运行的泵组出现故障, 启动后备泵组存在同样的问题。
当采用多台电动水泵并联运行时, 由于在同一个电网供电, 电动机的转速与转差基本同步。所以只要泵组相同, 出口阀门开度一致, 则各台水泵负载的外特性 (H/Q特性) 大致相同, 并联运行时各台水泵的流量误差不大。但柴油机水泵的动力相互独立, 虽然各台柴油机的选型一样, 但每台发动机只调节自己的转速 (各发动机燃油泵的供油特性、调节响应、速度设定均存在差异) 而不同步, 就有可能将每台泵组的空载转速调节到很接近, 但各泵的出口压力因流量的变化而出现较大的误差 (发动机动力特性的差异导致水泵H/Q特性的差异) 。因此采用恒速调节的柴油机水泵并联工作可能会出现某台机组超载而另一台机组却空载运行的现象。唯一解决办法是将各台水泵的出口阀门尽量关小, 确保该泵在任何工况 (包括全工况、大流量时只开一台泵) 都不过载, 而这样会使系统泵组的供水能力大幅度下降。
4 数字定压控制的原理
离心泵的特性曲线是在一定转速下测定的, 其流量变化率与转速变比成正比, 扬程的变化率与转速变比的平方成正比, 功率变化率与转速变比的三次方成正比。
数字定压的原理是:由水泵出口 (或给水管道) 的压力传感器检测的水压, 通过数字处理系统闭环控制发动机的转速, 达到水泵恒定扬程的目的 (与电动机变频恒压供水的原理一样, 但因直接控制发动机的供油量而不需配置其他调速装置) 。
5 数字定压控制柴油机设计方案
由于可以在调试现场根据需要设定系统的供水压力, 能完全满足设计师的最终设想及修正各种设计或安装工艺造成的误差;由于各台泵组的出口压力恒定, 系统接收到消防指令后包括后备泵可以全部同时启动投入, 以最快的速度满足全流量供水。
数字定压控制器可设定发动机的燃油供给特性, 使泵组的恒压特性曲线到达某功率点后开始下垂, 使系统中的各台泵组均不会过载而顺利并联供水。 系统的总供水量为所有运行泵组最大流量之和。
当系统用水量较低时, 发动机的转速与功耗也相对降低, 有利于节能与延长设备寿命。
为了提高供水设备的水压控制精度和运行可靠性, 采用恒定压力供水可以避免压力过高或欠压给消防作业带来不便。能对供水压力准确控制, 首先给供水系统的设计计算带来极大的便利, 因为它具有优化设备选型、节省工程投资、安全系数高、辅助设备容易匹配等特点。其次, 它以容易使用、节能、设备寿命长的优良特性保证了用户得到最大的实惠。
以中国航空工业规划设计研究院设计的上海某机库消防供水系统为例, 系统中两用一备“70 L/s 、108 m”的翼下泡沫泵及三用一备“310 L/s 、108 m”的泡沫-雨淋泵, 其总装机容量达2 500 kW。两个供水系统均采用数字定压调速控制的柴油机泵, 系统接收到消防启动指令后所有泵组同时启动恒压待命。在0至最大供水量的运行过程中, 系统水压稳定, 约为1.06 MPa。假设任何一台泵组启动失败或因故障退出运行都不会影响系统正常供水, 完全满足30 s内控制火灾、60 s内扑灭火灾的防火标准要求。
6 小 结
从20世纪80年代中期开始推广应用的电动机变频调速/恒压供水方法, 至今仍是给排水工程的热门技术。如今柴油机水泵因可靠性与大功率方面的优势, 结合目前国家基础建设的需要, 得到了迅速的发展。而“数字定压”调速控制技术在柴油机水泵上的应用, 为机库消防如何实施快速灭火找到了答案。
参考文献
[1]刘华.大型民用飞机维修库消防系统应用模式[J].消防科学与技术, 2008, 27 (11) :814-816.
[2]潘烽, 赵永顺, 田立伟, 等.多用途消防供水设备的探讨[J].消防科学与技术, 2008, 27 (11) :835-837.
飞机库消防安全 篇2
1.坐在哪个位置最安全?
尽管民间一直有“坐在飞机的尾部最安全”的说法，但关于这个问题，飞机设计专家言简意赅的回答是：飞机上无所谓最安全的位置。在一场飞机严重受损，或者有一至多人伤亡的坠机事故中，乘客的伤亡情况由很多因素决定，有些因素直到事故发生时，才会显现出来。例如，有很多坠机事故涉及到浓烟或者失火，因此乘客能否幸存下来，要看他们是否具有处乱不惊和迅速离开出事飞机的能力，除此以外，还要看飞机着陆后的情况。
2.哪家航空公司最安全?
以美国为例，虽然像美国西南航空公司这样的大型航空公司没有发生过导致任何一名乘客丧生的事故，美国联合航空公司和大韩航空公司却发生过几次致命事故。虽然这些事实会影响公众对飞机安全性的理解，但它不足以证明这些航空公司就比那些航空公司更安全。航空公司是否安全的一个重要标志是，各国民航局如何管理航空公司。在发达国家运营大容量客机的航空公司必须遵守最严格的安全规则。虽然运营小容量的客机的航空公司也可以采用相同的规则，但事实证明，这些小型飞机遵守的规则跟大飞机并不一样。同样重要的是，机场和空中交通控制系统也必须遵守类似的高标准规章制度。除此以外，在遇到飞机事故时，你还必须运用自己掌握的一些常识。例如，如果一家航空公司的班机以不准时著称，有很多乘客抱怨，而且存在严重的财政问题，那么你最好选择其他的航空公司。
3.哪种飞机最安全?
总体上说，某一个型号的飞机必须达到相同的安全标准。当某种型号的飞机发生一起或多起事故后，人们开始担心它的安全性，发达国家的民航当局通常会要求所有相关型号的飞机都要注意这个问题。例如，在70年代和80年代，乱流问题导致发生多起航空事故，美国民航部门便对飞机和地面乱流探测系统进行了大量的改进，飞行机组成员的训练也发生了很大变化。这些改进降低了飞机因天气现象发生坠机事故的风险。
4.乘客最可能遇到哪种紧急情况?
就每一次事故来说，飞机在飞行过程中可能会发生十几种甚至数百种不寻常的情况。对每一位乘客而言，他们最常遇到的事情是利用紧急滑梯从飞机上撤离，或者使用紧急供氧系统。在多数情况下，紧急撤离只是一种防范措施，并不意味着乘客即将面临生命危险。紧急供氧面罩或能自动展开，也可能由机组成员手动展开。在大多数情况下，展开紧急供氧面罩并非预示着乘客即将面临生命危险。
5.我应该如何为这两种情况做准备?
在利用紧急滑梯撤离的情况下，你所做的最好准备就是熟悉安全出口的位置，准备按照飞行和机组人员的指令，穿上有利于滑行的衣服，准备撤离。高跟鞋可能会使你在滑行过程中受伤，因此，如果你正好穿的是高跟鞋，在你离开座位前，要把它们脱下来。如果需要使用氧气罩，你首先要确保自己把氧气罩戴好。如果机舱的压强正在减小，你可能面临失去知觉的风险。如果戴上面罩，你就可能有机会在昏倒之前，帮助你的小孩和其他乘客戴上氧气罩。
6.如果飞机坠毁，大部分人都会死亡吗?
我们可以从几个方面回答这个问题。根据对1978年到1995年间发生的至少有一名乘客丧生的飞机事故进行的重新调查，发现总共有164起致命事故涉及到西欧或美国设计的喷气运输机。有68起事故是所有乘客全部丧生，另有15起事故有90%到100%的乘客丧生。有37起事故的乘客丧生人数不超过10%。在螺旋桨飞机事故中，有178起事故涉及的飞机是前苏联和东欧国家设计的。其中乘客全部丧生的有108起;90%到100%的乘客丧生的事故有6起，另有9起事故的丧生人数不超过10%。
7.改进飞机设计、提高安全水平的决策由谁作出?
一般而言，美国、英国和法国等几个重要国家的民航机构，在飞行器设计、飞行器操作和飞行员训练等进行改进方面做得比较好。其他拥有民航机构的发达国家也有类似的规章和要求。国际民航组织在其余国家扮演着类似角色。
8.谁负责调查飞机事故?
在大多数情况下，事故在哪里发生，就由哪个国家负责对事故原因进行调查，或者该机在哪个国家注册，就由哪个国家负责调查。根据事故的严重程度，任何一名组织成员在调查中都起着重要作用。美国尤其如此，在美国注册的飞机在美国发生事故，将由以下机构负责对事故进行调查：美国全国运输安全委员会、美国联邦航空局、运营事故飞机的航空公司、飞机制造商和发动机制造商。如果事故涉及到阴谋破坏或劫机，美国联邦调查局也将参与调查。
9.与10或前相比，现在的飞行更安全吗?
在过去间，客机发生致命事故的概率没有发生明显变化。不过全球飞机的飞行次数发生了重大变化，现在的飞行次数是过去同期的两倍。如果通过事故率来看，客机的安全性并没发生任何改变。如果你根据事故发生的次数、媒体覆盖的范围和公众的关注度来确定客机的安全性，那么，飞行的安全性就由世界媒体对它的关注度来决定了。例如，8月到9月间的大约7周时间里，总共发生8起不是导致重大伤亡，就是尽管没有人员伤亡，却引起全球媒体关注的事故。20发生的致命事故次数处于平均水平，但是这两个月普通公众对飞机的安全性都极为关注。
10.飞机坠毁事故平均多久发生一次?
飞机库消防安全 篇3
鸟体撞击安全风挡在飞机等飞行体中是突发性和多发性的事件,有可能造成人员受伤和飞机结构受损.安全风挡结构的鸟体撞击设计与分析已经成为安全风挡设计中必须要考虑的.重要内容之一.利用非线性有限元分析程序LS-DYNA模拟了安全风挡结构的抗鸟体撞击响应过程,分析了鸟体的质量和速度对安全风挡结构的影响,为安全凤挡的设计改进和其他撞击试验提供了参考.
作 者：张月华 龚红良 作者单位：张月华(海军装备部,100841)
龚红良(海军潜艇学院研究队,266071)