摘要:本文簡(jiǎn)要介紹了氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程,以及常見的幾種氣體滅火技術(shù)。針對(duì)氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展水平、存在的問(wèn)題、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行了介紹,并提出了氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展前景和近年來(lái)國(guó)際上研制新型滅火劑的情況。中國(guó)關(guān)鍵詞:氣體滅火劑;滅火原理;臭氧層;消防
Abstract: This paper briefly introduces the gas fire extinguishing system technology development process, and some common gas fire extinguishing technology. The gas fire extinguishing system in the level of technological development, existing problems, standards and specifications are introduced, and the gas fire extinguishing technology development prospects and the recent development of new fire extinguishing agent.
Key words: China gas fire extinguishing agent; fire extinguishing principle; ozone; fire
中圖分類號(hào)：TU998.1引言：隨著科技的發(fā)展,世界經(jīng)濟(jì)的迅速提升,工業(yè)建設(shè)的和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現(xiàn)。設(shè)備對(duì)滅火劑的要求越來(lái)越高,要求撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體和電器等的火災(zāi),氣體滅火劑應(yīng)運(yùn)而生。氣體滅火劑的使用最早始于十九世紀(jì)末期一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的西方工業(yè)國(guó)家。一些西方發(fā)達(dá)的國(guó)家不斷的研發(fā)新型的氣體滅火劑,例如鹵代烷1211、1301。
一、氣體滅火的幾種技術(shù)
美國(guó)消防協(xié)會(huì)于1968年制訂了鹵代烷滅火系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)從六十年代也開始了鹵代烷滅火劑的研究。由于該種滅火劑濃度低、滅火效率高等優(yōu)點(diǎn),鹵代烷當(dāng)時(shí)盛行一時(shí)。當(dāng)時(shí)在計(jì)算機(jī)房、文物檔案庫(kù)、通信廣播機(jī)房、微機(jī)房和設(shè)備室內(nèi)等建成的氣體消防系統(tǒng),采用的滅火劑大多是鹵代烷――1301。當(dāng)時(shí),人們認(rèn)為哈龍1301是適合各種不同類型火災(zāi)的最佳的火焰抑制劑。但是,隨著監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)其對(duì)大氣臭氧層的破壞,不同程度造成全球變暖。1993年在加拿大出臺(tái)了《蒙特利爾協(xié)定》,限制生產(chǎn)破壞臭氧層的物質(zhì),決定逐步停止鹵代烷滅火劑的使用。因此,需要研制新型的替代滅火劑和滅火技術(shù)?，F(xiàn)在哈龍的替代物多種多樣,例如CO2、七氟丙烷、氣溶膠、IG541(煙烙盡)等替代產(chǎn)品。
二氧化碳容易被液化,可以罐裝儲(chǔ)存,在制造技術(shù)上難度小,同時(shí)其價(jià)格較為便宜。二氧化碳在滅火時(shí),不污染火場(chǎng)環(huán)境,對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的被保護(hù)物不產(chǎn)生腐蝕和破壞作用,不僅可以撲救A、B、C類火災(zāi)[1],在高濃度下還能撲救固態(tài)深位火災(zāi),所以在撲救水和泡沫滅火劑無(wú)法保護(hù)的場(chǎng)所,顯示了較好的功能。近幾年,由于鹵代烷滅火劑的使用限制,二氧化碳滅火劑的應(yīng)用有擴(kuò)大的趨勢(shì)。二氧化碳滅火機(jī)理是通過(guò)向一個(gè)封閉空間噴入大量的CO2氣體后,將空氣中氧的含量由正常的21%降低到12%以下或二氧化碳的濃度達(dá)到30%～34%時(shí),可達(dá)到窒息中止燃燒的目的[2]。1Kg的液體二氧化碳在常溫常壓下能生成500m3左右的二氧化碳?xì)怏w,這些氣體足以使1500m3空間范圍內(nèi)的火焰熄滅。然而,CO2的這種窒息作用對(duì)人體有致命危害,其最小設(shè)計(jì)滅火濃度(34%)大大超過(guò)了人的致死濃度,危險(xiǎn)性極大,故在經(jīng)常有人的場(chǎng)所不宜使用。如須使用,在氣體釋放前,人員必須迅速撤離現(xiàn)場(chǎng)。
七氟丙烷又稱為FM―200或HFC―227ea,是HFC的一種。滅火機(jī)理與鹵代烷系列滅火劑的滅火機(jī)理相似,屬于化學(xué)滅火劑的范疇,通過(guò)滅火劑的熱分解產(chǎn)生含氟的自由基,與燃燒反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生支鏈反應(yīng)的H 、OH-、O2-活性自由基發(fā)生氣相作用,從而抑制燃燒過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)施滅火。七氟丙烷氣體滅火劑不導(dǎo)電、不破壞大氣臭氧層,在常溫下可加壓液化,在常溫、常壓條件下能全部揮發(fā),滅火后無(wú)殘留物。七氟丙烷屬于全淹沒(méi)系統(tǒng),可以撲救A、B、C類和電器火災(zāi),可用于保護(hù)經(jīng)常有人場(chǎng)所。
氣溶膠滅火劑是由氧化劑、還原劑及粘合物結(jié)合成的固體狀態(tài)化學(xué)物質(zhì),屬于煙火型滅火劑。氣溶膠膠粒具有高分散度、高濃度特點(diǎn),大部分微粒直徑小于1um,可較長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中,較易粘附在物體表面。水蒸汽、CO2、N2等,堿金屬鹽(鉀鹽等)和金屬氧化物(K2O等)起主要滅火作用,滅火效率較高。氣溶膠用作滅火劑是在近30年才被人們認(rèn)識(shí)、發(fā)現(xiàn)和重視,可分為冷氣溶膠和熱氣溶膠二種。目前,國(guó)內(nèi)廣泛使用的氣溶膠為熱氣溶膠,它是通過(guò)含能滅火劑的燃燒,產(chǎn)生大量的固體微粒和部分氣體,均勻分布在空間內(nèi),形成氣溶膠,達(dá)到快速高效地抑制火災(zāi)的目的。
煙烙燼(Inergen)與IG-541滅火劑為同類產(chǎn)品,是由氮?dú)?N2,52%)、氬氣(Ar,40%)和二氧化碳(CO2,8%)三種氣體組成的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的混合氣體,來(lái)源于大氣,又釋放回大氣,不破壞大氣臭氧層,對(duì)環(huán)境無(wú)任何不利影響。不導(dǎo)電、滅火過(guò)程潔凈,滅火后不留痕跡。IG-541屬于全淹沒(méi)系統(tǒng),適用于撲救A(表面火)、B、C類及電氣火災(zāi),可用于保護(hù)經(jīng)常有人場(chǎng)所。IG541氣體是近期國(guó)內(nèi)地鐵工程采用較多的滅火介質(zhì)。IG541的滅火機(jī)理主要為窒息,但在在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)使用,對(duì)人體是無(wú)窒息、無(wú)毒的。它本身不含有毒成分,火災(zāi)后也不產(chǎn)生有毒物質(zhì)。另外IG541氣體以氣態(tài)儲(chǔ)存,在噴放時(shí)不形成霧氣,可確保逃生時(shí)能清楚地看到任何緊急逃生門,因而它適于有人停留的滅火場(chǎng)所。
評(píng)定一種滅火劑的環(huán)境指標(biāo)一般有三項(xiàng):ODP值(對(duì)臭氧層的耗損潛能值)、GWP(溫室效應(yīng)潛能值)、ALT(合成物在大氣中存留壽命)。哈龍1301的三個(gè)環(huán)境特性指標(biāo)值大部分最高,這正是其被淘汰的主要原因之一。CO2和FM-200對(duì)臭氧層不破壞,但在大氣中存活壽命較長(zhǎng),同時(shí),大量的CO2和FM-200進(jìn)入大氣層后,對(duì)全球溫室效應(yīng)會(huì)有較大的影響。美、英等國(guó)已將其列入受控使用計(jì)劃之列,不宜作長(zhǎng)期替代物考慮。氣溶膠是液體或固體微粒懸浮于氣體分散介質(zhì)中形成的一種溶膠,氣體主要是氮?dú)?少量的CO2氣體和水蒸氣,因此氣溶膠滅火劑對(duì)臭氧層不破壞,幾乎不產(chǎn)生溫室效應(yīng),對(duì)環(huán)境無(wú)污染。IG541不存在溫室效應(yīng),對(duì)臭氧層不破壞,更不會(huì)產(chǎn)生具有長(zhǎng)久大氣壽命的化學(xué)物質(zhì),是一種真正意義上的“零污染”,是一種環(huán)境因素可以打滿分的“綠色”產(chǎn)品。因此,單從環(huán)境影響因素來(lái)看,氣溶膠和IG541明顯優(yōu)于另外兩種滅火劑。人類只有一個(gè)地球,在今后的工程中,應(yīng)結(jié)合實(shí)際,選擇合適的氣體滅火系統(tǒng)和滅火劑。
氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展前景和近年來(lái)國(guó)際上研制新型滅火劑
目前,西方工業(yè)發(fā)達(dá)的一些國(guó)家,研究氣體滅火技術(shù)的應(yīng)用已朝向水系統(tǒng)方向發(fā)展,即以水作滅火劑代替氣體――細(xì)水霧,現(xiàn)已應(yīng)用于具體工程。該系統(tǒng)還處于不斷的自我完善階段,不同的細(xì)水霧滅火系統(tǒng)只適用于規(guī)定的保護(hù)對(duì)象大小,不具備通用性,局限性較大。但由于其采用水作為滅火劑,通過(guò)噴出細(xì)小的水霧,吸熱蒸發(fā)和降低空氣中氧含量為滅火原理,其工程投資造價(jià)低于現(xiàn)有的氣體滅火系統(tǒng)。如何提高細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的通用性,使工程設(shè)計(jì)能夠達(dá)到靈活運(yùn)用,是該滅火系統(tǒng)研究的發(fā)展方向,它的成功開發(fā),將為替代氣體滅火系統(tǒng)開辟一個(gè)新的發(fā)展空間。美國(guó)從20世紀(jì)70年代就對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究,并與1998年開發(fā)出中壓系列噴頭,主要用于對(duì)可燃液體火災(zāi)防護(hù)的中壓全淹沒(méi)的細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。芬蘭、澳大利亞等國(guó)也已經(jīng)生產(chǎn)出一系列專利產(chǎn)品。我國(guó)于20世紀(jì)90年代末開始進(jìn)行細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的研究開發(fā)和試驗(yàn)工作,并列為國(guó)家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目。一些科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)相繼開發(fā)出了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。細(xì)水霧由于其材料獲取方便,投資造價(jià)較低,使其有廣闊的發(fā)展前景。在這方面的研究和應(yīng)用將會(huì)是滅火技術(shù)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
結(jié)束語(yǔ)總之，滅火技術(shù)有著各自的優(yōu)勢(shì)與不足之處，但都能在各自的優(yōu)勢(shì)場(chǎng)所盡情的發(fā)揮作用。在掌握國(guó)內(nèi)外消防行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的前提下，不斷加大研發(fā)力度和新產(chǎn)品的開發(fā)，本著以質(zhì)取勝、以新爭(zhēng)天下的發(fā)展方針，不斷開創(chuàng)氣體滅火技術(shù)的新篇章。
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