淺談三種常用氣體滅火系統(tǒng)

張巍

摘 要：氣體滅火系統(tǒng)是以一種或多種氣體作為介質(zhì)的滅火系統(tǒng)，可以撲滅電氣火災(zāi)、氣體火災(zāi)、液體火災(zāi)和固體表面火災(zāi)。本文從滅火機(jī)理、系統(tǒng)構(gòu)成、工作特征等方面介紹IG541、七氟丙烷、熱氣熔膠3種氣體滅火系統(tǒng)。通過對(duì)比分析，清晰三種滅火系統(tǒng)的區(qū)別，以便于根據(jù)使用場(chǎng)所的需要和建設(shè)成本投入，去選擇合適經(jīng)濟(jì)的滅火系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：氣體滅火 IG541 七氟丙烷 熱氣熔膠

中圖分類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（a）-0081-02

1 氣體滅火系統(tǒng)發(fā)展概述

我國(guó)氣體滅火系統(tǒng)從20世紀(jì)60年代開始起步，先后經(jīng)歷了鹵代烷1211、1301、二氧化碳等氣體滅火系統(tǒng)的研制、推廣及應(yīng)用階段。90年代，鑒于國(guó)際環(huán)境保護(hù)的要求，按照聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的規(guī)定，世界各國(guó)的氣體滅火劑都在向潔凈氣體方向發(fā)展、過渡。目前，我國(guó)比較常用的氣體滅火系統(tǒng)有IG541、七氟丙烷、熱氣溶膠等。

2 三種氣體的滅火機(jī)理

IG541氣體滅火系統(tǒng)利用窒息機(jī)理滅火，屬于物理滅火方式。滅火劑由52%氮、40%氬、8%二氧化碳三種氣體混合而成。通常防護(hù)區(qū)空氣中含有21%的氧氣和小于1%的二氧化碳。當(dāng)防護(hù)區(qū)中氧氣降至15%以下時(shí)，大部分可燃物將停止燃燒[1]。IG541系統(tǒng)滅火劑釋放后，能夠把防護(hù)區(qū)氧氣降至12.5%，實(shí)現(xiàn)窒息滅火作用。

七氟丙烷主要是化學(xué)抑制機(jī)理滅火。它是一種無(wú)色無(wú)味、無(wú)腐蝕、不導(dǎo)電的氣體，其密度大約是空氣密度的6倍，在一定壓力下呈液態(tài)。滅火劑釋放后，液態(tài)變成氣態(tài)吸收大量的熱，能降低保護(hù)區(qū)和火焰周邊溫度。最主要的是，七氟丙烷滅火劑是由大分子組成的，通過惰化火焰中的活性自由基，實(shí)現(xiàn)斷鏈主動(dòng)滅火。

熱氣溶膠滅火機(jī)理同時(shí)涉及冷卻滅火、化學(xué)抑制等幾種滅火機(jī)理。滅火劑常壓下以固體形式儲(chǔ)存，滅火裝置動(dòng)作時(shí)，固態(tài)物質(zhì)進(jìn)行氧化還原放熱反應(yīng)，從而形成大量熱氣溶膠煙氣。氣溶膠煙氣中，氣體與固體產(chǎn)物的比約為6∶4。其中固體顆粒主要是金屬氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽、炭粒以及少量金屬碳化物；氣體產(chǎn)物主要是N2、少量的CO2和CO。金屬鹽微粒在高溫下發(fā)生熱熔、氣化等現(xiàn)象吸收保護(hù)區(qū)和火焰周邊熱量；同時(shí)固態(tài)微小粒子和氣化金屬離子可吸附、親和反應(yīng)燃燒中的活性基因，減少燃燒自由基。

3 系統(tǒng)組成和特點(diǎn)

3.1 IG541滅火系統(tǒng)組成及優(yōu)缺點(diǎn)

IG541氣體滅火系統(tǒng)，主要由滅火劑瓶組、單向閥、選擇閥、減壓裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、集流管、連接管、噴頭、信號(hào)反饋裝置、安全泄壓裝置、控制盤、檢漏裝置、管道管件等組成，屬于管網(wǎng)滅火系統(tǒng)[1]。儲(chǔ)存滅火劑的容器壓力分15MPa和20MPa兩種規(guī)格。滅火劑噴放至設(shè)計(jì)用量95%的所需時(shí)間，不應(yīng)大于60s且不應(yīng)小于48s。

IG541滅火藥劑成分是大氣中自然存在的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不導(dǎo)電的氣體，不會(huì)破壞大氣臭氧層，對(duì)環(huán)境無(wú)影響；滅火過程潔凈，效果優(yōu)良；不導(dǎo)電、不含水性物質(zhì)特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)磁帶、資料、電子和電器設(shè)備等造成損害；物理方式滅火，不產(chǎn)生化學(xué)分解物，無(wú)腐蝕；滅火設(shè)計(jì)濃度不大于43%時(shí)，對(duì)人體無(wú)害，適用于有人活動(dòng)的場(chǎng)所；噴放后其能見度較好，便于人員撤離現(xiàn)場(chǎng)；但是，IG541滅火系統(tǒng)滅火劑以高壓氣體的狀態(tài)進(jìn)行貯存，每個(gè)鋼瓶存儲(chǔ)定量，相對(duì)鋼瓶數(shù)量較多，鋼瓶間占用面積較大；同時(shí)由于存儲(chǔ)、輸送的氣體壓力較高，對(duì)瓶組、閥門、管道等要求較高，后續(xù)檢測(cè)維護(hù)成本同樣較多。

3.2 七氟丙烷滅火系統(tǒng)組成及優(yōu)缺點(diǎn)

七氟丙烷滅火系統(tǒng)，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和柜式滅火系統(tǒng)。該管網(wǎng)系統(tǒng)與IG541管網(wǎng)系統(tǒng)組成類似，只是儲(chǔ)存、工作壓力低，管網(wǎng)中沒有減壓裝置。柜式滅火系統(tǒng)（預(yù)制滅火系統(tǒng)的一種）和管網(wǎng)系統(tǒng)相比，減少選擇閥和一部分管道管件。儲(chǔ)存滅火劑容器的壓力分為2.5Mpa、4.2MPa和5.6MPa三種。滅火劑設(shè)計(jì)噴放時(shí)間，通信和計(jì)算機(jī)房，不應(yīng)大于8s，其他防護(hù)區(qū)，不應(yīng)大于10s[2]。

七氟丙烷滅火劑無(wú)色無(wú)味、無(wú)二次污染、不導(dǎo)電、無(wú)腐蝕；釋放后無(wú)粒子和油狀殘留物；斷鏈主動(dòng)滅火，滅火速度快，對(duì)保護(hù)精密電子設(shè)備及貴重物品非常有利；由于滅火濃度較低，且液態(tài)存儲(chǔ)，因而儲(chǔ)瓶數(shù)量較少，占地面積也較?。坏?，在高溫下七氟丙烷會(huì)分解產(chǎn)生氟化氫，對(duì)保金屬、玻璃表面會(huì)產(chǎn)生腐蝕，同時(shí)七氟丙烷有低毒。故在有人員停留或設(shè)置電子設(shè)備的場(chǎng)合，采用該系統(tǒng)需進(jìn)行必要的濃度和噴放時(shí)間核算，確保噴放后防護(hù)區(qū)內(nèi)滅火劑濃度在允許值以下。

3.3 熱氣溶膠滅火系統(tǒng)組成及優(yōu)缺點(diǎn)

由于氣溶膠微粒極為細(xì)小，具有非常大的比表面積，吸附力極強(qiáng)，不宜管道輸送，因此按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成劃分，氣溶膠滅火系統(tǒng)都制成預(yù)制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由火災(zāi)報(bào)警、滅火控制和熱氣溶膠滅火裝置三部分組成。市面的熱氣溶膠滅火系統(tǒng)，按滅火劑分為K型和S型兩種。其中S型屬于第三代產(chǎn)品，目前較為常用。滅火劑常溫常壓儲(chǔ)存，滅火裝置由氣體發(fā)生器、電子氣化啟動(dòng)器、除塵降溫室、箱體四部分組成[3]。在通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房等防護(hù)區(qū)，滅火劑噴放時(shí)間不應(yīng)大于90s，噴口溫度不應(yīng)大于150℃；在其他防護(hù)區(qū)，噴放時(shí)間不應(yīng)大于120s，噴口溫度不應(yīng)大于180℃[1]。

熱氣溶膠滅火系統(tǒng)是固體常壓存放，體積和重量大大減??；預(yù)制系統(tǒng)，不需要安裝管網(wǎng)，故運(yùn)輸、貯存、安裝都很方便；滅火劑環(huán)保無(wú)腐蝕，不會(huì)造成二次污染，對(duì)人體無(wú)毒害；與其它氣體滅火系統(tǒng)相比，省略了高壓鋼瓶、閥門等大量設(shè)備，大大降低了成本， 工程初期投資較小，且適用于小型空間；但是，熱氣熔膠滅火系統(tǒng)滅火時(shí)，滅火劑氧化反應(yīng)釋放出大量的熱，噴口溫度較高[3]，而含冷卻元件的滅火裝置，冷卻時(shí)會(huì)消耗部分活性物質(zhì)，影響滅火效率；滅火劑屬于自動(dòng)反應(yīng)性物質(zhì)，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中可能會(huì)產(chǎn)生物理或化學(xué)變化，影響使用效果；滅火劑釋放后，形成的固體顆粒，影響視線，不便人員疏散；滅火后會(huì)殘存部分沉降物，不適宜潔凈場(chǎng)所使用；且目前熱熔膠氣體滅火系統(tǒng)沒有消防產(chǎn)品3C認(rèn)證，在局部地區(qū)使用受限。

3.4 三種滅火系統(tǒng)對(duì)比

將3種滅火系統(tǒng)幾個(gè)重要特點(diǎn)對(duì)比如下.

（1）系統(tǒng)類型——IG541，滅火劑儲(chǔ)存狀態(tài)——?dú)鈶B(tài)；占用空間大，輸送距離——高壓，輸送距離遠(yuǎn)，潔凈、環(huán)?！?dú)怏w，無(wú)毒、環(huán)保、無(wú)殘留，系統(tǒng)形式——管網(wǎng)式，建設(shè)投入——高，維護(hù)成本——高。

（2）系統(tǒng)類型——七氟丙烷，滅火劑儲(chǔ)存狀態(tài)——液態(tài)；占用空間適中，輸送距離——中壓，輸送距離適中，潔凈、環(huán)保——?dú)怏w，低毒、環(huán)保、無(wú)殘留，系統(tǒng)形式——管網(wǎng)式、預(yù)制式，建設(shè)投入——中，維護(hù)成本——低。

（3）系統(tǒng)類型——熱氣溶膠，滅火劑儲(chǔ)存狀態(tài)——固態(tài)；占用空間小，輸送距離——常壓，輸送距離短，潔凈、環(huán)保——煙霧，無(wú)毒、環(huán)保、微殘留，系統(tǒng)形式——預(yù)制式，建設(shè)投入——低，維護(hù)成本——中。

4 結(jié)語(yǔ)

在為保護(hù)場(chǎng)所選用氣體滅火系統(tǒng)時(shí)，可以從3種系統(tǒng)滅火機(jī)理、系統(tǒng)組成等特征差異方面進(jìn)行比較選擇，從而達(dá)到最好的滅火效果。三種滅火系統(tǒng)都適用的場(chǎng)所，從建設(shè)初期成本投入角度考慮，IG541系統(tǒng)造價(jià)最高，七氟丙烷系統(tǒng)次之，熱氣溶膠最低。兼顧考慮后期維護(hù)投入的情況，筆者認(rèn)為七氟丙烷系統(tǒng)相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊志運(yùn).IG541氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（14）：36.

[2] 姜利，吳衛(wèi)平.淺談七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)用[J].科技信息，2013（10）：416.

[3] 黃君來(lái).熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].煤炭工程，2010（7）：13-15.