干粉滅火系統(tǒng)

第七章干粉滅火系統(tǒng)第一節(jié)干粉的類型及滅火原理第二節(jié)干粉滅火系統(tǒng)的組成及工作原理第三節(jié)干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計1第一節(jié)干粉的類型及滅火原理一、干粉的類型二、干粉的滅火原理三、干粉的特性2一、干粉的類型干粉滅火劑按應(yīng)用范圍可分為普通型和多用型兩大類。普通型干粉滅火劑是目前生產(chǎn)量最大、應(yīng)用最普遍的干粉滅火劑。這類滅火劑可撲救B類（可燃液體）火災(zāi)，C類（可燃?xì)怏w）火災(zāi)和電氣火災(zāi)，因而又稱為BC干粉。屬于這一類的干粉滅火劑有：A以碳酸氫鈉為基料的鈉鹽干粉（小蘇打干粉）；B以碳酸氫鉀為基料的紫鉀鹽干粉；C以氯化鉀為基料的超級鉀鹽干粉；D以硫酸鉀為基料的鉀鹽干粉；E以碳酸氫鈉和鉀鹽為基料的混合型干粉；F以尿素和碳酸氫鈉（或碳酸氫鉀）的反應(yīng)產(chǎn)物為基料的干粉（毛耐克斯Monnex干粉）。3多用型干粉滅火劑這類干粉滅火劑除可撲救BC類火災(zāi)外，還可撲救一般固體火災(zāi)（A類火災(zāi)），因而又叫做ABC干粉。ABC干粉雖然可以撲救一般固體物質(zhì)火災(zāi)，但是對一般固體物質(zhì)深層火或陰燃火，由于干粉抗復(fù)燃性差，噴射時間短，不能達(dá)到滿意的滅火效果。屬于這一類的干粉滅火劑有：A以磷酸鹽（磷酸二氫銨等）為基料的干粉滅火劑；B以磷酸銨與硫酸銨混合物為基料的干粉滅火劑；C以聚磷酸銨為基料的干粉滅火劑。一、干粉的類型4二、干粉的滅火原理干粉在動力氣體（氮?dú)?、二氧化碳或燃?xì)狻嚎s空氣）的推動下射向火焰進(jìn)行滅火。在滅火過程中，粉霧與火焰接觸、混合，發(fā)生一系列物理和化學(xué)作用，其滅火原理主要有以下三方面：1.對有焰燃燒的抑制作用有焰燃燒是一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程。OH*和H*是維持燃燒鏈?zhǔn)椒从车年P(guān)鍵自由基。干粉滅火劑中的無機(jī)鹽在燃燒區(qū)與火焰混合時，可以同時撲獲OH*和H*。當(dāng)OH*和H*被干粉滅火劑消耗的速度大于其生成速度，那么OH*和H*很快被耗盡，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)被終止，火焰即告熄滅。52.對表面燃燒的滅火作用

以磷酸銨鹽為基料的干粉滅火劑不僅可以撲滅有焰燃燒，而且還能撲滅一般固體物質(zhì)的表面燃燒。以磷酸二氫銨為例，其晶體粉粒落到灼熱的燃燒物表面時，反應(yīng)所生成的偏磷酸（HPO3）和聚磷酸鹽在固體表面高溫作用下被熔化并形成一個玻璃狀覆蓋層，它能滲透到燃燒物表面的細(xì)孔中。這層玻璃狀覆蓋層將固體表面與周圍空氣中的氧隔開，使燃燒窒息。

63.其他作用干粉滅火劑在高溫作用下會發(fā)生一些列分解反應(yīng)，在燃燒區(qū)吸收大量的熱量，并放出大量水蒸汽和二氧化碳?xì)怏w，起到冷卻和稀釋可燃?xì)怏w的作用。

7三、干粉的特性用于生產(chǎn)干粉的各種原料和添加劑對生物無明顯毒害。例如適用于撲救A、B、C類火災(zāi)和帶電設(shè)備火災(zāi)的磷酸銨鹽干粉滅火劑，對人畜無害。但需注意在有人活動場所噴放時會降低能見度并影響呼吸。干粉的粒度、松密度、斥水性、電絕緣性、噴射性能及滅火效能均應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。干粉與不相容的滅火劑不能混合使用。8表1不相容的滅火劑類型不相容的滅火劑干粉與干粉磷酸銨鹽碳酸氫鉀、碳酸氫鈉干粉與泡沫碳酸氫鉀、碳酸氫鈉蛋白泡沫、化學(xué)泡沫9第二節(jié)系統(tǒng)的組成及工作原理一、干粉滅火系統(tǒng)的分類二、干粉滅火系統(tǒng)的工作原理三、干粉滅火系統(tǒng)的組成10一、干粉滅火系統(tǒng)的分類干粉系統(tǒng)按驅(qū)動氣體的貯存方式可分為：加壓型干粉滅火系統(tǒng)：借助于單獨(dú)貯存在貯氣瓶內(nèi)高壓氣體壓力噴放滅火劑。貯壓型干粉滅火系統(tǒng)：滅火劑與驅(qū)動氣體共同貯存在同一容器內(nèi)。燃?xì)庑透煞蹨缁鹣到y(tǒng)：借助于燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)固體燃料生成的氣體壓力驅(qū)動滅火劑。

11按其安裝方式可分為：固定式干粉系統(tǒng)：系統(tǒng)組件全部固定安裝。半固定式干粉系統(tǒng)：干粉供應(yīng)源或噴放器件可移動而其余組件固定安裝。

一、干粉滅火系統(tǒng)的分類

按噴放方式分為：全淹沒干粉系統(tǒng)。局部噴射干粉系統(tǒng)。又可分為槽邊噴射和高架噴射兩類。此外，干粉系統(tǒng)還可按充裝滅火劑的種類分為碳酸氫納干粉系統(tǒng)、磷酸銨鹽干粉系統(tǒng)、氨基干粉系統(tǒng)、氯化鉀干粉系統(tǒng)氯化鈉干粉系統(tǒng)等。

12二、干粉滅火系統(tǒng)的工作原理13二、干粉滅火系統(tǒng)的工作原理當(dāng)保護(hù)對象著火溫度上升到一定數(shù)值后，火災(zāi)探測器發(fā)出信號，打開啟動瓶，同時，報警喇叭發(fā)出音響警報。這時，啟動瓶中的氣體通過止回閥把先導(dǎo)瓶打開。此時，先導(dǎo)瓶中的高壓氣體進(jìn)入集氣管，使得管中壓力迅速上升。當(dāng)集氣管中壓力上升到一定數(shù)值后，其余5只動力氣瓶同時打開，高壓氣體經(jīng)集氣管、高壓閥進(jìn)入減壓閥，經(jīng)減壓后通過球閥甲進(jìn)入干粉罐。同時，集氣管中少量氣體經(jīng)減壓器乙和過濾器后分成兩路，一路進(jìn)入單向氣動放大器，另一路進(jìn)入氣動定壓發(fā)信器。當(dāng)干粉罐的壓力上升到規(guī)定壓力后，定壓發(fā)信器給出信號使單向氣動放大器動作。這時，氣體通過放大器推動氣缸甲、乙，把球閥乙、丙同時打開。于是，干粉罐中的粉氣混合流經(jīng)球閥乙、輸粉管和噴嘴噴灑到保護(hù)對象表面。同時，動力氣瓶乙內(nèi)的高壓氣體又經(jīng)過球閥丙從干粉罐的頂部直接進(jìn)入，以加速干粉的噴射速度。

14此外，還可以用手動方式，直接把動力氣瓶打開，排出高壓氣體，實施向干粉罐充氣、充壓，噴灑干粉等動作。15三、干粉滅火系統(tǒng)的組成干粉系統(tǒng)一般由滅火設(shè)備和自動控制設(shè)備兩部分組成。滅火設(shè)備由干粉罐、動力氣瓶、減壓閥、過濾器、閥門、輸粉管道、噴嘴(噴槍)等構(gòu)成;自動控制設(shè)備包括火災(zāi)探測器、報警控制器、啟動瓶等。

161.干粉罐

干粉罐平時密封貯存干粉，滅火時，加壓氣體（即高壓不燃?xì)怏w，如氮?dú)狻⒍趸嫉龋┻M(jìn)入罐內(nèi)，使罐內(nèi)干粉劇烈攪動。當(dāng)罐內(nèi)氣壓上升到工作壓力時便自動打開出粉管上的閥門，干粉即被加壓氣體沖出形成粉、氣混合流，再經(jīng)輸粉管由噴嘴噴出滅火劑。干粉罐多為兩端是橢圓封頭的鋼制圓柱形容器或球形鋼制容器。罐上設(shè)有裝粉口、出粉口、進(jìn)氣口、安全閥、壓力表、清掃口等。外表面應(yīng)涂以大紅面漆。工作壓力一般為1.5-2.0MPa。其容積有300L、1000L、2000L等。

172.出粉管

出粉管的出口一般設(shè)在干粉罐的上部或頂部，但出粉管的進(jìn)粉嘴設(shè)在干粉罐內(nèi)中心下部，進(jìn)粉嘴與干粉罐底部的距離是影響余粉量和粉氣流流動的重要參數(shù)，一般應(yīng)通過試驗確定。常見的進(jìn)粉嘴有直管形、銳角形、喇叭形三種。

上述三種進(jìn)粉嘴中，喇叭形進(jìn)粉嘴性能最好。但小型干粉罐的進(jìn)粉嘴增加一點局部阻力損失對動力氣體用量不會產(chǎn)生明顯影響，所以現(xiàn)在生產(chǎn)的小型干粉滅火設(shè)備仍多采用直管形和銳角型進(jìn)粉嘴，大型干粉滅火設(shè)備，則采用喇叭型進(jìn)粉嘴。

183.進(jìn)氣閥

進(jìn)氣閥設(shè)在干粉罐底部出粉嘴周圍，小型罐只設(shè)一個，大型罐需設(shè)3-4個進(jìn)氣閥。進(jìn)氣閥與出粉嘴的相對位置需通過試驗確定。如果進(jìn)氣閥與出粉嘴距離過小，粉氣比混合小，即氣體中干粉滅火劑的輸出量少，干粉滅火設(shè)備不能發(fā)揮正常滅火效能；進(jìn)氣閥與出粉嘴距離過大，粉氣混合比大，則可能產(chǎn)生粉堵，使干粉滅火設(shè)備不能正常工作。

194.超壓安全保護(hù)裝置

干粉罐的工作壓力一般在1.5-2.0MPa之間，動力瓶中的高壓氣體一般高達(dá)13-15MPa，在進(jìn)入干粉罐前須經(jīng)減壓器減壓。但考慮到可能因設(shè)備故障使干粉罐超壓，所以必須設(shè)超壓安全保護(hù)裝置，即設(shè)安全閥或安全膜片等。一般選用彈簧式安全閥，為防干粉堵塞安全閥進(jìn)口造成安全閥失靈，應(yīng)將安全閥安裝在干粉貯罐頂部無干粉部位。其動作壓力上限應(yīng)不大于干粉罐最大工作壓力的1.35倍，下限應(yīng)不小于干粉罐最大工作壓力的1.1倍。205.動力氣瓶

干粉滅火設(shè)備的控制、干粉輸送、使用后的管網(wǎng)清掃都需使用壓力氣體。大型干粉滅火設(shè)備采用氮?dú)庾鲃恿?，小型干粉滅火設(shè)備一般采用二氧化碳作動力。但由于二氧化碳?xì)馄恳笠欢ǖ臏囟拳h(huán)境，所以多數(shù)干粉滅火設(shè)備采用氮?dú)庾鲃恿?。?dāng)以氮?dú)庾鲃恿r，噴射每公斤干粉一般需用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氮?dú)?0L，加上工作后清掃管道10L，共需約40L；當(dāng)以二氧化碳為動力時，噴射每公斤干粉一般需用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的二氧化碳?xì)?0L，清掃管道20L，共需約50L。設(shè)計時，尚應(yīng)根據(jù)管道的長度和內(nèi)容積調(diào)整氣體用量。

大型干粉滅火設(shè)備常用40L氮?dú)馄孔鲃恿ζ?，氣體貯存壓力為13-15MPa。瓶頭閥的開啟壓力為1.2-2.0MPa。這種氣動閥門的密封性能較好，在日常使用中應(yīng)注意防止灰塵、污物沾染。

216.減壓閥

減壓閥的作用是將動力氣瓶輸送的13-15MPa高壓氣體減至1.0-2.0MPa后，供給干粉貯罐作動力。當(dāng)干粉貯罐內(nèi)的壓力達(dá)到工作壓力時．減壓閥在背壓作用下關(guān)閉主閥門停止供氣，當(dāng)干粉貯罐內(nèi)的壓力降至工作壓力以下時，減壓閥主閥門又自動開啟恢復(fù)供氣。22

常用的減壓閥有活塞式減壓閥和氣體平衡式減壓閥，在規(guī)定的進(jìn)口壓力下，其出口壓力可在所需范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。減壓閥的進(jìn)口、出口都必須安裝閥門，進(jìn)口端閥門的有效直徑不應(yīng)小于15mm,出口端閥門的有效直徑不應(yīng)小于20mm。減壓閥啟動前，應(yīng)關(guān)閉進(jìn)、出口端閥門，使調(diào)節(jié)螺釘處于自由狀態(tài)，然后緩慢開啟進(jìn)口端閥門，觀察高壓表讀數(shù)。調(diào)節(jié)減壓閥的調(diào)節(jié)螺釘，觀察出口端低壓表讀數(shù)，調(diào)至所需壓力后，即可打開低壓端閥門供氣。當(dāng)其入口壓力為貯氣瓶公稱工作壓力時，其流量應(yīng)能滿足干粉罐的充壓時間：當(dāng)干粉罐額定充裝量小于等于1000kg時不大于30s；干粉罐額定充裝量大于1000kg時不大于45s。6.減壓閥

237.起動瓶

起動瓶由瓶體和控制閥組成，工作壓力為15MPa，減壓器低壓端的壓力可在0-4.0MPa內(nèi)調(diào)節(jié)。起動瓶平時給充氣的火災(zāi)探測管道補(bǔ)氣，火災(zāi)發(fā)生時，探測器的低熔點合金熔化脫落，探測管道中的氣體泄出，壓力下降，處于關(guān)閉狀態(tài)的活塞閥被開啟，氣體通過連接報警器的管道使報警器發(fā)出報警訊號；氣體同時通過管道流向動力氣瓶開啟氣瓶閥門。248.干粉噴嘴

干粉噴嘴用耐腐蝕材料制造，主要有直流型、擴(kuò)散型和扇型三種形式。直流型噴嘴噴出的粉氣流呈柱狀，射程較遠(yuǎn)，隨著噴射距離的增大逐漸擴(kuò)散開來，扇型噴嘴噴出的粉氣流呈扇形，射程較直流型噴嘴短。擴(kuò)散型噴嘴噴出的粉氣流呈傘狀，射程最短。應(yīng)根據(jù)不同保護(hù)對象作適當(dāng)選擇。

259.管材和閥門

干粉滅火系統(tǒng)的管道分為氣體管道和干粉管道。氣體管道聯(lián)接啟動裝置、動力氣瓶、干粉罐等組件。動力氣瓶與減壓器間的管道壓力一般為15MPa左右，減壓器至干粉貯罐間的管道工作壓力一般為2MPa左右，這兩種氣體管道均應(yīng)采用銅管，且在減壓器和減壓閥前要加裝過濾器。干粉罐至噴嘴間的管道為干粉管道，包括總管、干管和支管。應(yīng)采用鍍鋅鋼管。干粉管道上的閥門都用球閥。選用時應(yīng)保證閥門的通徑與干粉管道內(nèi)徑一致，以免造成阻粉堵塞。26第三節(jié)干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計一、設(shè)置范圍二、設(shè)計計算27一、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)置范圍(1)輸油管、反應(yīng)塔、換熱站、煤氣站、石油氣灌裝站。(2)汽車庫、燃油鍋爐房、淬火油槽、洗油槽、反應(yīng)鍋、機(jī)器房、加油站、液化氣站、危險品庫及苯庫等。(3)變壓器、斷路器。(4)印刷廠、造紙廠干燥爐、紡織廠等。

28干粉滅火系統(tǒng)可根據(jù)不同的保護(hù)對象選擇充裝干粉滅火劑，可用于撲救A、B、C、D類火災(zāi)和帶電設(shè)備火災(zāi)。由于干粉能抑制中斷有焰燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程，所以滅火迅速，但干粉的冷卻作用較小。所以干粉滅火系統(tǒng)常和自動噴水滅火系統(tǒng)或其它滅火系統(tǒng)聯(lián)用，以撲滅陰燃的余燼和深位火災(zāi)，防止復(fù)燃。干粉不適用于撲救精密的電氣設(shè)備火災(zāi)，因干粉有一定的腐蝕性和不易清除的殘留物，可能損壞此類設(shè)備。

一、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)置范圍29干粉具有不導(dǎo)電、不腐蝕、撲救火災(zāi)迅速等特點，因而干粉滅火系統(tǒng)主要用于撲救可燃?xì)怏w和可燃、易燃液體火災(zāi)，也適用于撲救電氣設(shè)備火災(zāi)。此外，干粉滅火系統(tǒng)不用水，不怕凍，也不用動力電源。所以，對于缺少水源、電源的地區(qū)或嚴(yán)寒地區(qū)，是一種較為理想的滅火設(shè)施。

一、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)置范圍30二、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算干粉滅火劑的需用量應(yīng)根據(jù)保護(hù)對象體積的大小和空間封閉情況確定。被保護(hù)空間是封閉的或者火災(zāi)時門、窗等開敞部位能及時關(guān)閉的，滅火劑需用量最小。如果被保護(hù)空間有一定開口不能封閉，則應(yīng)根據(jù)開口面積的大小適當(dāng)增加干粉滅火劑的用量。

311.被保護(hù)空間所需干粉滅火劑數(shù)量可由下式計算：

式中——被保護(hù)空間所需干粉滅火劑數(shù)量，kg；——被保護(hù)空間單位體積所需干粉滅火劑數(shù)量，kg/m3；——被保護(hù)空間體積，m3；——開口部位單位面積所需干粉滅火劑的增加量，kg/m2；——火災(zāi)時不能關(guān)閉的開口面積，m2。

二、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算322.對于露天或室內(nèi)的獨(dú)立保護(hù)對象，按照可能燃燒的表面積，計算干粉滅火劑用量，以下式計算：

式中——按被保護(hù)對象燃燒面積計算所需干粉滅火劑用量，kg；——被保護(hù)對象單位燃燒面積所需干粉滅火劑用量，kg/m2；——被保護(hù)對象的燃燒面積，m2。

二、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算333.干粉罐的容積，由被保護(hù)空間（或獨(dú)立保護(hù)對象）所需干粉滅火劑總量乘以每單位重量干粉滅火劑所占體積（見表4-70）求出。以此得到的容積完全可以容納所需干粉滅火劑并有一定多余空間。隨著貯存時間增長，干粉滅火劑貯存高度會因滅火劑粉末之間空隙減小而減小。

干粉種類(kg/m3)(kg/m2)(kg/m2)每單位重量干粉滅火劑占有體積（L/kg）碳酸氫鈉干粉0.64.58.80.80碳酸氫鉀干粉0.362.75.21.00氨基干粉0.241.83.61.25根據(jù)求出的干粉罐容積，則可選定干粉罐。由于圓柱形貯罐較球形貯罐容易加工，一般選用圓柱形貯罐。因罐徑影響滅火劑的余量和噴粉時間，所以最佳罐徑要由試驗確定。目前，干粉罐已形成系列化標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，有50、100、150、200、300、500、750、l000、2000、3000kg等規(guī)格，可根據(jù)需要擇定。

344.輸送干粉用的氣體儲氣量的計算

式中—儲氣量，kg；——干粉儲量，kg；——干粉儲罐內(nèi)剩余氣體量，kg；——儲氣瓶內(nèi)剩余氣體量，kg；——干粉和氣體混合比，kg/kg。

式中——干粉儲罐工作壓力，MPa；——干粉儲罐容量，m3；——?dú)怏w容量，kg/m3；

355.儲氣瓶數(shù)量

式中n—儲氣瓶，個數(shù)；—儲氣瓶容量，m3;—工作壓力和溫度下瓶內(nèi)氣體的密度，kg/m3。二、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算366.干粉噴頭數(shù)量

式中——干粉噴頭數(shù)量，個；——干粉滅火供給量，kg/s；——一個噴頭的平均噴粉量，kg/s。

二、干粉滅火系統(tǒng)的設(shè)計計算37