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收藏!一文读懂气体灭火系统组成及灭火原理

发布时间:2020-08-05 浏览:374

一.基本概念
  为保护一些不能用水扑救部位的避免火灾损失,广泛使用了气体消防。如电信机房、广播电视设备、发电机房、电气设备房、变压器、油断路器、电动机、内燃机、电气机车、图书档案楼、科研试验楼、贵重仪器设备房、大型船舶、油品厂房等场所。 气体灭火系统包括卤代烷(当前改用替代物气溶胶灭火系统)、二氧化碳、惰性气体及烟雾灭火系统。
二.应用范围
  1、气体灭火剂可以扑救的火灾:
   a.可燃气体火灾,如甲烷、乙烯、煤气、天然气等;
   b.甲、乙、丙类液体火灾,如烃类、醇类、有机溶剂类等;
   c.可燃固体表面火灾;
   d.电气火灾;

          e.   烹饪器具内的烹饪物,动植物油脂等火灾;

  2、气体灭火剂不适用于如下材料产生的火灾:
   a.无空气仍能迅速氧化的化学物质的火灾,如硝酸纤维、火药等;
   b.活泼金属的火灾,如钠、钾、镁、钛和铀;
   c.金属氢化物、强氧化剂、能自燃的物质的火灾;
   d.能自行分解的化学物质的火灾,如有机氧化合 物和联氨;
   e.强氧化剂,如氧化氮氟等。
三.气体消防设置场所
  一般来讲气体灭火系统只用来保护建、构筑物内部发生的火灾;而建、构筑物本身发生的火灾,宜用其它方法扑救。
  1.当一个具有火灾危险性的场所要求:
  (1)使用不污染被保护物的“清洁”灭火剂;
  (2)有电气危险而要求使用不导电的灭火剂;
  (3)有贵重设备、物品,要求使用能够迅速灭火的高效灭火剂;
  (4)不宜或难以使用其它类型的灭火剂时,宜采用气体灭火系统。
  2.在国家标准《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中对应设气体灭火系统的一些典型场所作出了规定:
  (1)大中型电子计算机房;
  (2)大中型通讯机房或电视发射塔微波室;
  (3)贵重设备室;
  (4)文物资料珍藏库;
  (5)大中型图书馆和档案库;
  (6)发电机房、油浸变压器室、变电室、电缆隧道或电缆夹层等电气危险场所。
  3.防护区内经常有人工作,不宜采用二氧化碳灭火系统。
四.气体消防防护区
  能满足气体灭火系统要求的有限封闭空间,封闭结构是难燃烧体或非燃烧体,且该空间内能将该灭火剂浓度保持一段时间。对防护区有环境温度、大小、围护结构的耐火性能、围护结构的耐压性能、防护区开口、防护区的机械通风和生产操作、防护区的泄压、防护区的安全等多方面要求。
  防护区的大小是出于安全方面的考虑。根据人员疏散要求,报警后疏散时间不大于30s,防护区面积不能太大。规范中规定:当采用管网灭火系统时,单个防护区的面积不宜超过500平方米,容积不宜超过2000立方米;当采用预制灭火装置时,单个防护区的面积不宜超过100平方米,容积不宜超过300立方米;大于以上规定时,宜采用分隔的方法。
五.气体灭火系统的分类
  气体灭火系统分类的方法较多,科普下已经明令禁止的卤代烷1211和1301灭火系统,据业内人士称七氟丙烷灭火系统2024年也会被禁止使用,而目前市面上常用的是二氧化碳、气溶胶灭火系统、1230灭火系统等,大致有下列几种分类方法:
  1、按灭火系统的结构特点可分为管网灭火系统和无管网灭火装置(亦称预制灭火系统)。
  2、按防护区的特征和灭火方式可分为全淹没灭火系统和局部应有灭火系统。
  3、按一套灭火剂贮存装置保护的防护区的多少可分为单元独立系统和组合分配系统。
  4、按管网布置形式可分为均衡系统和非均衡系统。
  5、按增压方式的不同可分为贮压式灭火系统和贮气容器式灭火系统(二氧化碳灭火系统按贮一等级可分为高压系统和低压系统)。

        6、按气溶胶灭火系统是常压贮存,无需管网,体积小,可直接安装,无需维护。
六.传统气体灭火系统的组成
  气体灭火系统的贮存容器、容器阀、连接软管、单向阀、集流管和框架(或支架)等部件通常是组合在一起的,总称为贮存装置,无管网灭火装置的贮存装置一般由贮存容器、容器阀和支架等部件组成。
  1、管网灭火系统由灭火剂贮存装置、规定和喷嘴等组成。
  2、无管网灭火装置是将灭火剂贮存容器、控制阀门和喷嘴(或带较短的管道)等组合在一起的一种灭火装置。
  3、全淹没系统是由灭火剂贮存装置,在规定的时间向防护区喷射灭火剂,使防护区内达到设计所要求的灭火浓度;并能保持一定的浸渍时间,以达到扑灭火灾,并不在复燃的灭火系统。
  4、局部应用系统是由一套灭火贮存装置,在规定的时间内直接向燃烧着的可燃物表面喷射一定量灭火剂的灭火系统。
  5、单元独立系统是指用一套灭火剂贮存装置保护一个防护区的灭火系统。它是由灭火剂贮存装置、管网和喷嘴等组成。
  6、组合分配系统是指一套灭火剂贮存装置保护多个防护区的灭火系统。是由灭火剂贮存装置、选择阀、管网和喷嘴等组成。
七.气体灭火系统的操作与控制
  1、气体灭火系统应设有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式;当局部应用系统用于经常有人保护场所时可不设自动控制。
  2、当采用火灾探测器时,灭火系统的自动控制应在接收到两个独立或不同类的火灾信号或才能启动。根据人员疏散要求,宜延迟启动,但延迟时间不应大于30s(烟烙尽为1分钟)。
  3、手动操作装置应设在防护区外便于操作的地方,并应能在一处完成系统启动的全部操作。局部应用系统手动操作装置应设在保护对象附近。
  4、气体灭火系统的供电与自动控制应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的有关规定。当采用气体作为动力源时,应保证系统操作与控制所需要的压力和用气量。
八.气体灭火系统的安全措施要求
  1、防护区内应设火灾声报警器,必要时可增设光报警器,防护区的入口应设光报警器。报警时间不宜小于灭火过程所需要的时间,并应能手动切除报警信号。
  2、防护区应有能在30s内使该区人员疏散完毕的走道和出口。在疏散完走道和出口处,应设火灾事故照明和疏散指示标志。
  3、防护区入口处应设灭火系统防护标志和灭火剂释放指示灯。
  4、当系统管道设置在可燃气体、蒸汽或有爆炸危险粉尘的场所时,应设防静电接地。
  5、地下防护区和无窗或固定窗扇的地上防护区,应设机械排风装置。
  6、防护区的门应向疏散方向开启,并能自动关闭,在任何情况下均应能从防护区内打开。
  7、设置灭火系统的场所应能配备专业的空气呼吸器或氧气呼吸器。
九.卤代烷灭火系统(举例说明,该灭火系统已被淘汰
  作为灭火剂的卤灭火系统代烷,常用的有1211(CF2ClBr,二氟一氯一溴甲烷)、1301(CF3Br,三氟一溴甲烷),目前改用FM200;1301与1211的应有范围和灭火能力基本相同。1211全淹没系统防护区的环境温度应在0℃以上,1301全淹没系统防护区基本上不受低温限制;此外1211的毒性大于1301;但是1301的价格比1211高。
  卤代烷灭火系统的电绝缘性能好,化学性能稳定、灭火速度快、毒性和腐蚀性小、释放使用后无遗留的残渣痕迹或者很少、具有良好的贮存性和灭火效能。
  由美国人开发的1211和1301气体灭火剂均属于卤代烷(Halon)灭火剂;卤代烷灭火剂是分子中含有一个或多个卤素原子的化合物(卤素元素有氟、氯、溴、碘)。当碳氢化合物(例如甲烷、乙烷等)中的氢原子被卤素原子取代后,所生成的化合物的化学性质和物理性质有明显的变化。
  1211和1301气体灭火剂的化学性质比较稳定,只在高温下会发生分解。
  化学物质对生命危害性分类中为5级。1211毒性较小,实验证明,人在4~5%1211浓度的场所中,最大安全时间可达1分钟;在低于4%的浓度时,人员停留数分钟不大可能产生严重影响。多次接触1211,也不能形成毒性积累。当空气中1211浓度达到5~10%时,才会有生命危险(设计灭火浓度超过5%)。但1211在火灾中分解产物达到危险性较大。1211在与火焰或超过500℃的热表面接触即分解,若燃烧过程中同时产生有效氨,则产生剧毒的氢卤酸、碳酰卤等。1211分解程度取决于火灾大小、灭火剂浓度以及灭火剂与火焰(或高热表面)接触时间的长短;在实际应用时采用较大的供给强度和较短的灭火时间来减少分解产物。
  卤代烷的灭火不是依赖物理性的冷却、窒息、隔离的作用;而是靠化学抑制作用,即卤代烷在火焰高温中分解产物能与燃烧过程中的自由基发生反应,使燃烧反应中断。是高效的灭火过程。
  卤代烷灭火剂可以扑救的火灾:a.可燃气体火灾,如甲烷、乙烯、煤气、天然气等。b.甲、乙、丙类液体火灾,如烃类、醇类、有机溶剂类等。c.可燃固体表面火灾;d.电气火灾。应该强调的是:卤代烷灭火剂很难扑灭可燃固体深部火灾(阴燃)。

  1.FM200(七氟丙烷灭火系统
  美国大湖公司生产的FM-200的分子式为CF3CHFCF3;其灭火设计浓度与1301相当;FM200灭火系统与1301所使用的设备、管道及配置方式几乎完全相同。 FM200(HFC-227ea)的国内产品称七氟丙烷,毒性很小,不破坏臭氧层,同1301性质相近;最小灭火设计浓度为8.82%,比1301稍多。七氟丙烷价格较高

       卤代烷1301或二氧化碳气体自动灭火系统,都不同程度地对人类的生存环境造成损害。

  2.气溶胶灭火系统
  湖北及安盾消防科技有限公司生产的“S型热气溶胶灭火装置”热气溶胶以负催化、破坏燃烧反应链等原理灭火。气溶胶与卤代烷类和惰性气体类哈龙替代技术不同,普通型的气溶胶灭火后有残留物,属非洁净灭火剂,而新一代S型气溶胶具有较高的洁净度。

       热气溶胶属于全淹没系统,在控制火源的情况下逐步全淹没式灭火,使人员有足够的时间进行疏散逃生,适用于变配电间、发电机房、电缆夹层、电缆井、电缆沟等无人、相对封闭、空间较小的场所,适用扑救生产、贮存柴油(-35号柴油除外)、重油、润滑油等丙类可燃液体的火灾和可燃固体物质表面火灾。 气溶胶是以固态形式存放的,且自身又不具有挥发性,所以不会存在泄露等问题,具有较长的保存年限,对保护区的设施也能便于时时监控。

       常称为K型气溶胶,具有较好的灭火效能,由于洁净度不高等原因,不能用具计算机房、配电房等电机设备场所。

       S型气溶胶相对于K型气溶胶,不仅具有较好的灭火效能,而且有较高的洁净度,气溶胶喷洒后的对于电子设备无影响。
       气溶胶的造价与独立式的七氟丙烷对比,造价上有绝对优势,且利润空间大,在市场上同等灭火能力和保护空间范围方面,投入费用远比七氟丙烷要低很多。
       除气溶胶外的其他的气体灭火,要求保护区的配套设施都需要抗压防暴,且保护区需设置泄压口,所以S型气溶胶在这块上面的费用又能为用户节省一大笔费用。

       a. S型气溶胶灭火系统灭火原理如下:

       吸热降温灭火机理:S型气溶胶灭火剂中的固体微粒主要为SrO、SrCO3和Sr(OH)2,这三种物质在火焰上均会发生强烈的吸热反应。

       b. 化学抑制灭火机理

     (1)气相化学抑制作用

       通过一系列吸热反应后,S型气溶胶灭火剂中的固体微粒所分解出的Sr+可以以蒸气或失去电子的阳离子形式存在。它与燃烧中的活性基团H、O和OH发生反应,抑制活性基团之间的放热反应,将燃烧的链式反应中断,使燃烧得到抑制。

     (2)固相化学反应

       S型气溶胶灭火剂中的固体微粒值是(10-9-10-6m之间),对活性自由基团和可燃物裂解产物具有相当大的吸附能力,使可燃物裂解不再参与产生活性自由基反应,将减少自由基产生的来源,从而抑制燃烧速度。

8、关于气体爆炸下限的分类:

  爆炸下限:可燃蒸汽、气体或粉尘与空气形成混合物遇火源即能发生爆炸的最低浓度(可按蒸汽、气体的浓度,按体积比计算)。 绝大多数可燃气体的爆炸下限均10%,划为乙类。
9、燃烧特点
  液体:可燃液体的燃烧是液体蒸汽进行燃烧。因此燃烧与否、燃烧速率等与液体的蒸汽压、闪点、沸点和蒸发速率等有关。
  固体:固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解等过程,使固体上方可燃气体浓度达到燃烧极限,才能持续不断地发生燃烧。
10、粉尘爆炸的特点

  多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。因初始爆炸将沉积的粉尘扬起,在新的空间形成更多的爆炸混合物,而再次爆炸。连续爆炸会造成巨大的损失。
11、燃烧性能

  非燃烧体、难燃烧体、燃烧体。
12、 耐火极限

  对任一建筑构件按时间-温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间,用小时表示。
13、建筑物的耐火等级

  根据构件的燃烧性能和耐火极限将建筑物分为四级(高层建筑分为二级)。

       及安盾消防S型热气溶胶灭火装置的型号种类多样,能够满足客户的不同防护区的要求。公司历经10余年发展,自主研发的气溶胶灭火设备先后为中国铁塔、国家电网、中国南方电网、华为、海尔、ZTE中兴、中国建设银行、沃特玛、宁德时代、比亚迪、中国中车、安凯汽车、福田汽车、中国重汽、银隆汽车、中国联通、中国移动、中国电信、北京地铁、北京公安局等知名企业、政务机构提供服务。客户案例众多,技术经验丰富,客户满意度高、好评度高,选择及安盾消防,让您安心更省心。

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