摘要:本文簡要介紹了氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的過程,以及常見的幾種氣體滅火技術(shù)。針對氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展水平、存在的問題、標準和規(guī)范進行了介紹,并提出了氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展前景和近年來國際上研制新型滅火劑的情況。中國關(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：TU998.1引言：隨著科技的發(fā)展,世界經(jīng)濟的迅速提升,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)備對滅火劑的要求越來越高,要求撲滅可燃氣體、可燃液體和電器等的火災,氣體滅火劑應(yīng)運而生。氣體滅火劑的使用最早始于十九世紀末期一些經(jīng)濟發(fā)達的西方工業(yè)國家。一些西方發(fā)達的國家不斷的研發(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)
美國消防協(xié)會于1968年制訂了鹵代烷滅火系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)標準,我國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,鹵代烷當時盛行一時。當時在計算機房、文物檔案庫、通信廣播機房、微機房和設(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。當時,人們認為哈龍1301是適合各種不同類型火災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,可以罐裝儲存,在制造技術(shù)上難度小,同時其價格較為便宜。二氧化碳在滅火時,不污染火場環(huán)境,對保護區(qū)內(nèi)的被保護物不產(chǎn)生腐蝕和破壞作用,不僅可以撲救A、B、C類火災[1],在高濃度下還能撲救固態(tài)深位火災,所以在撲救水和泡沫滅火劑無法保護的場所,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)用有擴大的趨勢。二氧化碳滅火機理是通過向一個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到30%～34%時,可達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左右的二氧化碳氣體,這些氣體足以使1500m3空間范圍內(nèi)的火焰熄滅。然而,CO2的這種窒息作用對人體有致命危害,其最小設(shè)計滅火濃度(34%)大大超過了人的致死濃度,危險性極大,故在經(jīng)常有人的場所不宜使用。如須使用,在氣體釋放前,人員必須迅速撤離現(xiàn)場。
七氟丙烷又稱為FM―200或HFC―227ea,是HFC的一種。滅火機理與鹵代烷系列滅火劑的滅火機理相似,屬于化學滅火劑的范疇,通過滅火劑的熱分解產(chǎn)生含氟的自由基,與燃燒反應(yīng)過程中產(chǎn)生支鏈反應(yīng)的H 、OH-、O2-活性自由基發(fā)生氣相作用,從而抑制燃燒過程中化學反應(yīng)來實施滅火。七氟丙烷氣體滅火劑不導電、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),滅火后無殘留物。七氟丙烷屬于全淹沒系統(tǒng),可以撲救A、B、C類和電器火災,可用于保護經(jīng)常有人場所。
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,大部分微粒直徑小于1um,可較長時間懸浮在空氣中,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年才被人們認識、發(fā)現(xiàn)和重視,可分為冷氣溶膠和熱氣溶膠二種。目前,國內(nèi)廣泛使用的氣溶膠為熱氣溶膠,它是通過含能滅火劑的燃燒,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,達到快速高效地抑制火災的目的。
煙烙燼(Inergen)與IG-541滅火劑為同類產(chǎn)品,是由氮氣(N2,52%)、氬氣(Ar,40%)和二氧化碳(CO2,8%)三種氣體組成的無色、無味、無毒的混合氣體,來源于大氣,又釋放回大氣,不破壞大氣臭氧層,對環(huán)境無任何不利影響。不導電、滅火過程潔凈,滅火后不留痕跡。IG-541屬于全淹沒系統(tǒng),適用于撲救A(表面火)、B、C類及電氣火災,可用于保護經(jīng)常有人場所。IG541氣體是近期國內(nèi)地鐵工程采用較多的滅火介質(zhì)。IG541的滅火機理主要為窒息,但在在規(guī)定的濃度范圍內(nèi)使用,對人體是無窒息、無毒的。它本身不含有毒成分,火災后也不產(chǎn)生有毒物質(zhì)。另外IG541氣體以氣態(tài)儲存,在噴放時不形成霧氣,可確保逃生時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所。
評定一種滅火劑的環(huán)境指標一般有三項:ODP值(對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的三個環(huán)境特性指標值大部分最高,這正是其被淘汰的主要原因之一。CO2和FM-200對臭氧層不破壞,但在大氣中存活壽命較長,同時,大量的CO2和FM-200進入大氣層后,對全球溫室效應(yīng)會有較大的影響。美、英等國已將其列入受控使用計劃之列,不宜作長期替代物考慮。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,氣體主要是氮氣,少量的CO2氣體和水蒸氣,因此氣溶膠滅火劑對臭氧層不破壞,幾乎不產(chǎn)生溫室效應(yīng),對環(huán)境無污染。IG541不存在溫室效應(yīng),對臭氧層不破壞,更不會產(chǎn)生具有長久大氣壽命的化學物質(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)境影響因素來看,氣溶膠和IG541明顯優(yōu)于另外兩種滅火劑。人類只有一個地球,在今后的工程中,應(yīng)結(jié)合實際,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)展前景和近年來國際上研制新型滅火劑
目前,西方工業(yè)發(fā)達的一些國家,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,不同的細水霧滅火系統(tǒng)只適用于規(guī)定的保護對象大小,不具備通用性,局限性較大。但由于其采用水作為滅火劑,通過噴出細小的水霧,吸熱蒸發(fā)和降低空氣中氧含量為滅火原理,其工程投資造價低于現(xiàn)有的氣體滅火系統(tǒng)。如何提高細水霧滅火系統(tǒng)的通用性,使工程設(shè)計能夠達到靈活運用,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)開辟一個新的發(fā)展空間。美國從20世紀70年代就對該項技術(shù)進行研究,并與1998年開發(fā)出中壓系列噴頭,主要用于對可燃液體火災防護的中壓全淹沒的細水霧滅火系統(tǒng)。芬蘭、澳大利亞等國也已經(jīng)生產(chǎn)出一系列專利產(chǎn)品。我國于20世紀90年代末開始進行細水霧滅火系統(tǒng)的研究開發(fā)和試驗工作,并列為國家“九五”科技攻關(guān)項目。一些科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)相繼開發(fā)出了細水霧滅火系統(tǒng)。細水霧由于其材料獲取方便,投資造價較低,使其有廣闊的發(fā)展前景。在這方面的研究和應(yīng)用將會是滅火技術(shù)的一個重要的發(fā)展方向。
結(jié)束語總之，滅火技術(shù)有著各自的優(yōu)勢與不足之處，但都能在各自的優(yōu)勢場所盡情的發(fā)揮作用。在掌握國內(nèi)外消防行業(yè)最新發(fā)展動態(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、以新爭天下的發(fā)展方針，不斷開創(chuàng)氣體滅火技術(shù)的新篇章。
參考文獻:
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