關(guān)于消防氣體滅火的詳細介紹

1、一、基本概念一、基本概念 二應(yīng)用范圍二應(yīng)用范圍 三氣體消防設(shè)置場所三氣體消防設(shè)置場所 四氣體消防防護區(qū)四氣體消防防護區(qū) 五氣體滅火系統(tǒng)的分類五氣體滅火系統(tǒng)的分類 六氣體滅火系統(tǒng)的組成六氣體滅火系統(tǒng)的組成 七氣體滅火系統(tǒng)的操作與控制七氣體滅火系統(tǒng)的操作與控制 八氣體滅火系統(tǒng)的安全措施要求八氣體滅火系統(tǒng)的安全措施要求 為保護一些不能用水撲救的部位，避免火災(zāi)損失，廣泛使用了氣體消防。如電信機房、廣播電視設(shè)備、發(fā)電機房、電氣設(shè)備房、變壓器、油斷路器、電動機、內(nèi)燃機、電氣機車、圖書檔案樓、科研試驗樓、貴重儀器設(shè)備房、大型船舶、油品廠房等場所。 氣體滅火系統(tǒng)包括鹵代烷（當(dāng)前改用替代物）、二氧化碳、惰性氣體

2、及煙霧滅火系統(tǒng)。氣體滅火劑可以撲救的火災(zāi)：a可燃氣體火災(zāi)，如甲烷、乙烯、煤氣、 天 然氣等。b甲、乙、丙類液體火災(zāi)，如烴類、醇類 、有機溶劑類等。c可燃固體表面火災(zāi)；d電氣火災(zāi)。氣體滅火劑不適用于如下材料產(chǎn)生的火災(zāi)： a無空氣仍能迅速氧化的化學(xué)物質(zhì)的火災(zāi)，如 硝酸纖維、火藥等； b活潑金屬的火災(zāi)，如鈉、鉀、鎂、鈦和鈾； c金屬氫化物、強氧化劑、能自燃的物質(zhì)的火 災(zāi)； d能自行分解的化學(xué)物質(zhì)的火災(zāi)，如有機氧化 合物和聯(lián)氨； e強氧化劑，如氧化氮氟等。一般來講氣體滅火系統(tǒng)只用來保護建、構(gòu)筑物內(nèi)部發(fā)生的火災(zāi)；而建、構(gòu)筑物本身發(fā)生的火災(zāi)，宜用其它方法撲救。1當(dāng)一個具有火災(zāi)危險性的場所要求：（1）使用不

3、污染被保護物的“清潔”滅火劑；（2）有電氣危險而要求使用不導(dǎo)電的滅火劑；（3）有貴重設(shè)備、物品，要求使用能夠迅速滅 火的高效滅火劑；（4）不宜或難以使用其它類型的滅火劑時 宜采用氣體滅火系統(tǒng)。（1）大中型電子計算機房；（2）大中型通訊機房或電視發(fā)射塔微波室；（3）貴重設(shè)備室； （4）文物資料珍藏庫；（5）大中型圖書館和檔案庫；（6）發(fā)電機房、油浸變壓器室、變電室、電纜隧道或電纜夾層等電氣危險場所。2在國家標準建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ16-87）和高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50045-95）中對應(yīng)設(shè)氣體滅火系統(tǒng)的一些典型場所作出了規(guī)定：3防護區(qū)內(nèi)經(jīng)常有人工作，應(yīng)采用1301滅火系統(tǒng)，不宜采用

4、1211和二氧化碳滅火系統(tǒng)。對替代物適用于有人場所的滅火系統(tǒng)有IG-541、HFC-23、SDE。HFC-227ea在安全濃度下可以在有人場所使用，當(dāng)設(shè)計濃度大于安全濃度時不可設(shè)計、使用。能滿足氣體滅火系統(tǒng)要求的有限封閉空間，封閉結(jié)構(gòu)是難燃燒體或非燃燒體，且該空間內(nèi)能將該滅火劑濃度保持一段時間。對防護區(qū)有環(huán)境溫度、大小、圍護結(jié)構(gòu)的耐火性能、圍護結(jié)構(gòu)的耐壓性能、防護區(qū)開口、防護區(qū)的機械通風(fēng)和生產(chǎn)操作、防護區(qū)的泄壓、防護區(qū)的安全等多方面要求，這些要求在各系統(tǒng)的設(shè)計、施工、驗收規(guī)范中一般都有描述。防護區(qū)的大小是出于安全方面的考慮。 根據(jù)人員疏散要求，報警后疏散時間不大于30s，防護區(qū)面積不能太大。規(guī)

5、范中規(guī)定：當(dāng)采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)時，單個防護區(qū)的面積不宜超過500m2，容積不宜超過2000m3；當(dāng)采用預(yù)制滅火裝置時，單個防護區(qū)的面積不宜超過100m2，容積不宜超過300m3；當(dāng)防護區(qū)的面積/容積大于以上規(guī)定時，宜采用分隔的方法進行處理。 氣體滅火系統(tǒng)分類的方法較多，以傳統(tǒng)的鹵代烷及二氧化碳為例，大致有下列幾種分類方法：1、按滅火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點可分為管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和無管網(wǎng)滅火裝置（亦稱預(yù)制滅火系統(tǒng)）。2、按防護區(qū)的特征和滅火方式可分為全淹沒滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)。3、按一套滅火劑貯存裝置保護的防護區(qū)的多少可分為單元獨立系統(tǒng)和組合分配系統(tǒng)。4、按管網(wǎng)布置形式可分為均衡系統(tǒng)和非均衡系統(tǒng)。5、按增

6、壓方式的不同可分為貯壓式滅火系統(tǒng)和貯氣容器式滅火系統(tǒng)（二氧化碳滅火系統(tǒng)按貯壓等級可分為高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)）。 傳統(tǒng)概念：氣體滅火系統(tǒng)的貯存容器、容器閥、連接軟管、單向閥、集流管和框架（或支架）等部件通常是組合在一起的，總稱為貯存裝置，無管網(wǎng)滅火裝置的貯存裝置一般由貯存容器、容器閥和支架等部件組成。替代物中也有的滅火系統(tǒng)和無管網(wǎng)裝置和傳統(tǒng)概念稍有區(qū)別。 管網(wǎng)滅火系統(tǒng)由滅火劑貯存裝置、管道和噴嘴等組成。無管網(wǎng)滅火裝置是將滅火劑貯存容器、控制閥門或器件和噴嘴（或帶較短的管道）等組合在一起的一種滅火裝置。全淹沒系統(tǒng)是由滅火劑貯存裝置，在規(guī)定的時間向防護區(qū)噴射滅火劑，使防護區(qū)內(nèi)達到設(shè)計所要求的滅火濃度；

7、并能保持一定的浸漬時間，以達到撲滅火災(zāi)，并不再復(fù)燃的滅火系統(tǒng)。局部應(yīng)用系統(tǒng)是由一套滅火貯存裝置，在規(guī)定的時間內(nèi)直接向燃燒著的可燃物表面噴射一定量滅火劑的滅火系統(tǒng)。 單元獨立系統(tǒng)是指用一套滅火劑貯存裝置保護一個防護區(qū)的滅火系統(tǒng)。它是由滅火劑貯存裝置、管網(wǎng)和噴嘴等組成。組合分配系統(tǒng)是指一套滅火劑貯存裝置保護多個防護區(qū)的滅火系統(tǒng)。是由滅火劑貯存裝置、選擇閥、管網(wǎng)和噴嘴等組成。 氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有自動控制、手動控制和機械應(yīng)急操作三種啟動方式；當(dāng)局部應(yīng)用系統(tǒng)用于經(jīng)常有人保護場所時可不設(shè)自動控制。 當(dāng)采用火災(zāi)探測器時，滅火系統(tǒng)的自動控制應(yīng)在接收到兩個獨立或不同類的火災(zāi)信號或才能啟動。根據(jù)人員疏散要求，宜延

8、時啟動，但延時時間不應(yīng)大于30s（煙感器為1 分鐘）。 手動操作裝置應(yīng)設(shè)在防護區(qū)外便于操作的地方，并應(yīng)能在一處完成系統(tǒng)啟動的全部操作。局部應(yīng)用系統(tǒng)手動操作裝置應(yīng)設(shè)在保護對象附近。 氣體滅火系統(tǒng)的供電與自動控制應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。當(dāng)采用氣體作為動力源時，應(yīng)保證系統(tǒng)操作與控制所需要的壓力和用氣量。 防護區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)火災(zāi)聲報警器，必要時可增設(shè)光報警器，防護區(qū)的入口應(yīng)設(shè)光報警器。報警時間不宜小于滅火過程所需要的時間，并應(yīng)能手動切除報警信號。 防護區(qū)應(yīng)有能在30s 內(nèi)使該區(qū)人員疏散完畢的走道和出口。在疏散走道和出口處，應(yīng)設(shè)火災(zāi)事故照明和疏散指示標志。一般來說，疏散裝置中都要

9、求設(shè)置安全逃生門鎖。美國的Got-HoBo公司的安全逃生門鎖是一絕。此不在今天的討論之列。 防護區(qū)入口處應(yīng)設(shè)滅火系統(tǒng)防護標志和滅火劑釋放指示燈。當(dāng)系統(tǒng)管道設(shè)置在可燃氣體、蒸汽或有爆炸危險粉塵的場所時，應(yīng)設(shè)防靜電接地。地下防護區(qū)和無窗或固定窗扇的地上防護區(qū)，應(yīng)設(shè)機械排風(fēng)裝置。防護區(qū)的門應(yīng)向疏散方向開啟，并能自動關(guān)閉，在任何情況下均應(yīng)能從防護區(qū)內(nèi)打開。設(shè)置滅火系統(tǒng)的場所應(yīng)能配備專業(yè)的空氣呼吸器或氧氣呼吸器。 一、鹵代烷滅火系統(tǒng)一、鹵代烷滅火系統(tǒng)二、二氧化碳滅火系統(tǒng)二、二氧化碳滅火系統(tǒng) 三、三、SDE滅火系統(tǒng)滅火系統(tǒng) 四、惰性氣體及煙烙盡滅火系統(tǒng)四、惰性氣體及煙烙盡滅火系統(tǒng)五、超水噴霧滅火系統(tǒng)五、超

10、水噴霧滅火系統(tǒng) 六、氣溶膠六、氣溶膠 作為滅火劑的鹵代烷滅火系統(tǒng)，常用的有1211（CF2ClBr，二氟一氯一溴甲烷）、1301（CF3B三氟一溴甲烷），目前改用FM200、HFC-23；1301與1211的應(yīng)用范圍和滅火能力基本相同。1211全淹沒系統(tǒng)防護區(qū)的環(huán)境溫度應(yīng)在0以上，1301全淹沒系統(tǒng)防護區(qū)基本上不受低溫限制；此外1211的毒性大于1301；但是1301的價格比1211高。 鹵代烷滅火系統(tǒng)的電絕緣性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定、滅火速度快、毒性和腐蝕性小、釋放使用后無遺留 的殘渣 痕跡或者很少、具有良好的貯存性和滅火效能 。 由美國人開發(fā)的1211和1301氣體滅火劑均屬于鹵代烷（Halo

11、n）滅火劑；鹵代烷滅火劑是分子中含有一個或多個鹵素原子的化合物（鹵素元素有氟、氯、溴、碘）。當(dāng)碳氫化合物（例如甲烷、乙烷等）中的氫原子被鹵素原子取代后，所生成的化合物的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)有明顯的變化。1211和1301氣體滅火劑的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，只在高溫下會發(fā)生分解。 化學(xué)物質(zhì)對生命危害性分類中為5級。1211毒性較小，實驗證明，人在451211濃度的場所中，最大安全時間可達1分鐘；在低于4的濃度時，人員停留數(shù)分鐘不大可能產(chǎn)生嚴重影響。多次接觸1211，也不能形成毒性積累。當(dāng)空氣中1211濃度達到510時，才會有生命危險（設(shè)計滅火濃度超過5）。但1211在火災(zāi)中分解產(chǎn)物的危險性較大。1211

12、在與火焰或超過500的熱表面接觸即分解，若燃燒過程中同時產(chǎn)生有效氨，則產(chǎn)生劇毒的氫鹵酸、碳酰鹵等。1211分解程度取決于火災(zāi)大小、滅火劑濃度以及滅火劑與火焰（或高熱表面）接觸時間的長短；在實際應(yīng)用時采用較大的供給強度和較短的滅火時間來減少分解產(chǎn)物。 鹵代烷的滅火不是依賴物理性的冷卻、窒息、隔離的作用；而是靠化學(xué)抑制作用，即鹵代烷在火焰高溫中分解產(chǎn)物能與燃燒過程中的自由基發(fā)生反應(yīng)，使燃燒反應(yīng)中斷。是高效的滅火過程。 鹵代烷滅火劑可以撲救的火災(zāi)：a可燃氣體火災(zāi)，如甲烷、乙烯、煤氣、天然氣等。b甲、乙、丙類液體火災(zāi)，如烴類、醇類、有機溶劑類等。c可燃固體表面火災(zāi)；d電氣火災(zāi)。應(yīng)該強調(diào)的是：鹵代烷滅火

13、劑很難撲滅可燃固體深部火災(zāi)（陰燃）。因為1211、1301即將被替代或者禁止使用，主要介紹其替代滅火劑： 美國大湖公司首先開發(fā)生產(chǎn)的FM200的分子式為CF3CHFCF3；其滅火設(shè)計濃度比1301略高。FM200（HFC227ea）的產(chǎn)品名稱為七氟丙烷，其毒性很小，不破壞臭氧層，同1301性質(zhì)相近；最小滅火設(shè)計濃度為8.82，比1301稍高。七氟丙烷價格比1301較高。 美 國 太 平 洋 科 技 公 司 生 產(chǎn) 的 “ 取 代 ”（TEIODIDE）氣體滅火劑屬于FIC類物質(zhì)，分子式為CF3I。 “取代”氣體滅火劑滅火濃度為3.9%，滅火速度快。其ODP0.008，GWP5，大氣停留時間1天

14、。滅火時CF3I會分解形成HF/HI和I2，其鹵化物的酸性值均小于HFC和PFC，但高于1301。在NFPA標準中其代號為13001。目前國內(nèi)無使用實例。主要原因在于其粘度高，需要高壓保證輸送距離。由日本日探公司初次研發(fā)，國內(nèi)已有廠家開發(fā)生產(chǎn)，昆山寧華是國內(nèi)較早開發(fā)該系統(tǒng)的公司。HFC-23的分子結(jié)構(gòu)為CF3H。滅火濃度為14.9%，滅火速度快。其可見毒害作用的濃度值高達50%，設(shè)計寬度比為50/14.9=3.356，對人的生命安全性高，性能可靠。 項目產(chǎn)品滅火濃度v/v設(shè)計濃度v/vNOAELv/vLOAELV/v設(shè)計寬度比FM2005.88-109.010.51.25HFC-2313.61

15、4.950%3.36屬于液化氣體潔凈滅火設(shè)施，對絕大多數(shù)物質(zhì)沒有破壞作用，滅火主要是窒息作用并有少量的冷卻作用。其最小滅火設(shè)計濃度為34.0，早已超過了人的致死濃度（19.2%）；氣體用量大、儲存壓力高。 滅火劑在滅火裝置內(nèi)通過控制系統(tǒng)給出的電流/電壓信號激活催化劑從而引發(fā)滅火劑進行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量具有滅火效能的二氧化碳（35%）、水蒸氣（39%）、氮氣（25%）和Cr2O3（1%），噴射到被保護空間（防護區(qū)），通過對防護區(qū)內(nèi)氧氣含量的稀釋以及對火場溫度的冷卻和降低輻射熱起到物理稀釋和冷卻作用；同時1% 的Cr2O3在火場的高溫作用下與火焰燃燒反應(yīng)的燃燒鏈作用消耗自由基，起到化學(xué)抑制等滅火作

16、用。氮氣等惰性氣體，能沖淡稀釋燃燒區(qū)的氧氣濃度，將空氣中氧氣的濃度降低，并能隔絕燃燒區(qū)的空氣，燃燒就不能繼續(xù)。滅火為純物理過程。使用的氣體量非常大。 美國安素公司和國內(nèi)比較注重研發(fā)的消防廠家開發(fā)的煙烙盡（IG541）為氮氣、氬氣和二氧化碳按52：40：8的比例組成的混合氣體，滅火后不留痕跡，無毒無害。煙烙盡價格高，使用量大，其最小滅火設(shè)計濃度為37.5。 煙烙盡為惰性氣體滅火劑，能沖淡燃燒區(qū)的氧氣濃度，將空氣中氧氣的濃度由21%降低至12.5%，并能隔絕燃燒區(qū)的空氣，燃燒就不能繼續(xù)。滅火為純物理過程。 水流通過噴頭以預(yù)定的形式、粒徑、流速噴出，是通過水霧冷卻、產(chǎn)生水蒸氣窒息、乳化某些液體和動力

17、稀釋作用來達到滅火。（1） 系統(tǒng)復(fù)雜，要求特種水霧噴頭，壓力高。（2） 應(yīng)用范圍小，僅限于個別場合的預(yù)作用系統(tǒng)。只能定向噴射，不能用來進行全方向、全淹沒全充滿的滅火。（3）應(yīng)用案例少，認知性不夠，技術(shù)應(yīng)用有困難。97年版高層民用建筑防火規(guī)范（GB50045）的7.6.6條規(guī)定燃油、燃氣鍋爐房和自備發(fā)電機房應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。但水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB50219-95）中沒有相應(yīng)的條文規(guī)定，使得設(shè)計中存在一定的困難。 據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在在燃油、燃氣鍋爐房和自備發(fā)電機房所使用的滅火系統(tǒng)為：上海等地多采用輕水（低倍）泡沫滅火系統(tǒng)或者干脆就是水噴淋系統(tǒng)；而北京、江蘇、河南、遼寧、廣東、陜西等全國多數(shù)地

18、區(qū)多采用氣體滅火系統(tǒng)，而在氣體滅火系統(tǒng)中又以IG541、HFC-227ea、SDE為常見，現(xiàn)在二氧化碳滅火系統(tǒng)由于滅火濃度大大超過死亡濃度且出現(xiàn)的事故（人員傷亡）比較多，在很多省份已經(jīng)很少使用。 滅火劑在滅火容器內(nèi)進行燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生大量具有滅火效能的氣溶膠微粒（金屬氧化物）以及二氧化碳、水蒸氣、氮氣和 部分氮氧化合物、一氧化碳等，由于氣溶膠能夠切斷燃燒反應(yīng)的燃燒鏈，起到化學(xué)滅火的作用，同時也具有部分物理稀釋、冷卻等滅火作用。氣溶膠滅火劑的滅火速度快，但是燃燒反應(yīng)本身的產(chǎn)物中起主要滅火作用的為金屬氧化物，所以滅火后現(xiàn)場有大量的燃燒殘留物，容易與空氣中的水分化合形成具有腐蝕作用的副產(chǎn)物，對被保護設(shè)

19、備有一定的傷害作用。近年來，氣體消防設(shè)備的應(yīng)用較為廣泛，筆者在設(shè)計和施工中，發(fā)現(xiàn)人們對滅火劑備用量問題存在較模糊認識，相關(guān)國家規(guī)范也沒有提出具體設(shè)計要求。在此作一探討。 氣體滅火劑種類較多，但得以廣泛應(yīng)用的僅有二氧化碳、鹵代烷（1211、1301）以及七氟丙烷和IG541）等。氣體滅火劑一般高壓貯存在滅火劑瓶內(nèi)當(dāng)出現(xiàn)滅火劑已施放或泄露、設(shè)備檢修或設(shè)備故障等情況時，可能造成系統(tǒng)保護中斷。設(shè)置備用量的目是為了保證防護的連續(xù)性。我國規(guī)范提出：重點保護對象的防護區(qū)或超過一定防護區(qū)數(shù)量的組合分配系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置滅火劑備用量。重點保護對象是指性質(zhì)重要、發(fā)生火災(zāi)后損失大、影響大的場所，對這些場所有必要進行不間斷保護。組合分配系統(tǒng)的防護區(qū)數(shù)量增多，系統(tǒng)可靠性降低，火災(zāi)發(fā)生的機率增加，也有必要進行不間斷保護。在國外，有的國家要求組合分配系統(tǒng)必須設(shè)置備用量，甚至有的國家不允許采用組合分配系統(tǒng)。 根據(jù)我國和國外相關(guān)規(guī)范，將不同滅火劑的備用量設(shè)置條件列表如下： 鹵代烷（1211、1301）二氧化碳七氟丙烷IG541需設(shè)置備