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氣溶膠滅火系統的特點及應用

來源:消防檢測  時(shí)間(jiān):2017-09-04 09:24:09

 “氣溶膠”滅火劑在國内被迅速推廣,幾乎所有的生産廠家都将之喻爲“鹵代烷”滅火劑的-佳替代物,並(bìng)且在--規範中要求使用清潔滅火劑的場所大力推崇。由於(yú)沒有相關的--規範,設計、安裝一般都是依照廠标及地方标準進行。其适應場所及應用範圍在國内一直都有較多争議,本文就此作一些讨論。

一、概述

60年代的前蘇聯曾使用煙霧型滅火劑撲救地下火災。80年代末 ,俄羅斯、美國等開始大量研究此類滅火劑,並(bìng)應用於一些無人機械艙等部位。90年代初,我國研制出瞭(le)EBM氣溶膠滅火劑,並(bìng)在全國推廣。由於--代氣溶膠産品在噴放時有高溫和噴焰缺陷 ,導緻瞭(le)一些重大事故 。經過改進後的新一代氣溶膠産品,基本解決瞭(le)以上缺陷,且工程造價低、安裝簡便,得以廣泛應用。

二、系統組成

氣溶膠滅火劑 ,是由氧化劑、還原劑及粘合物結合成的固體狀态含能化學物質,屬於(yú)煙火型滅火劑。氣溶膠滅火系統由氣溶膠滅火劑以及相應的貯存和啓動裝置組成,滅火劑在貯存裝置内燃燒反應後直接噴放到防護區,屬於(yú)無管網滅火系統 。氣溶膠膠粒具有高分散度、高濃度特點,大部分微粒直徑小於(yú)1um,可較長(zhǎng)時間懸浮在空氣中,較易粘附在物體表面。其主要成份有金屬鹽類、金屬氧化物以及水蒸汽、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。

三 、滅火機理

氣溶膠(jiāo)的滅火機(jī)理主要是化學抑制,也有降溫冷卻的作用。

1、化學抑制

當燃料(烴類—RH)燃燒時,産(chǎn)生活性遊離基H+、O--和OH-,並(bìng)發生鏈式反應:

RH+O2→H++2O--+R+(可燃物分解,吸熱(rè)反應(yīng))

O--+H+→OH-

2OH-→H2O+O--(放熱(rè)反應(yīng))

-後(hòu)一步爲強烈的放熱反應,放熱量遠大於(yú)--步可燃物分解的吸熱量 ,同時再次分解出遊離O--,使得燃燒得以持續。

在高溫燃燒區,氣溶膠(jiāo)微粒分解出活性遊離基K+,它迅速與H+和OH-發(fā)生以下反應:

K++OH-→KOH

KOH+H+→K++H2O

密集的氣溶膠微粒提供瞭(le)較大的表面反應區域,K+不斷(duàn)再生,奪走燃燒鏈所需的載體OH-和H+,燃燒無法延續。因此,氣溶膠的滅火機理是以中斷(duàn)燃燒鏈爲主,與鹵代烷的滅火機理基本相同。鹵代烷高溫下分解出的Br-與上面的K+扮演同樣的角色,以1301爲例:

CF3Br→CF3+Br-(高溫(wēn)下分解)

Br-+RH→R++HBr

HBr+OH-→H2O+Br-

Br-不斷(duàn)再生,迅速奪(duó)走燃燒鏈載體OH-和H+,使得燃燒迅速終止。

2、吸熱降溫

氣(qì)溶膠(jiāo)的吸熱降溫作用也不可忽視,以KHCO3爲例:

2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O(吸熱(rè)分解反應(yīng))

K2CO3(固相)→K2CO3(液相)→K2CO3(氣(qì)相)(吸熱(rè)相反應)

鹵代烷的滅火機(jī)理中也有冷卻作用,它主要源於(yú)滅火劑由液相轉化爲氣相時的物理吸熱反應和高溫分解反應。

四、滅火效能

全淹沒的氣溶膠滅火系統可以有效地撲滅A、B類火災和E類電(diàn)氣火災,對(duì)烴類(RH)物質的滅火效果尤其明顯,如石油、柴油、天燃氣和木材等。以100M3的貯油室爲例:在常溫常壓下,氣溶膠滅火劑設計用量爲10Kg,而在同樣條件下,1301需要35Kg,FM200需要67Kg。因此氣溶膠具有較高的滅火效率。

五 、應用

我們應該(gāi)對(duì)氣溶膠的應用作出客觀的分析。

1、噴射物和分解産(chǎn)物對設備(bèi)的影響。

1)、清潔度。氣溶膠微粒不會自動揮發至大氣中,且容易粘附在設備(bèi)表面。由於(yú)散熱等需要,電子設備(bèi)内部都必須與室内空氣相通,膠體微粒易導緻光路堵塞,鼓面、盤面劃破以及接插件磨損等。

2)、腐蝕。從上可知,氣溶膠噴射物和滅火分解産物的主要成份有碳酸鉀 、氧化鉀和水等 ,碳酸鉀 、氧化鉀極易吸潮生成強堿氫氧化鉀 ,對鋁、鋅、矽等有強腐蝕作用,大大縮短設備(bèi)壽命。有些廠家提議給設備(bèi)加裝防護罩 ,這是不現實的。筆者認爲,一旦滅火或發生誤噴後 ,應馬上開啓除濕機,保持房間幹燥,用除塵器清理幹淨。對於(yú)精密部件,可在廠家的配合下用化學溶液清洗。

3)、導(dǎo)電。氣溶膠微粒中的金屬鹽類和金屬氧化物等均有一定的導(dǎo)電性,容易引起電子設備(bèi)短路。

電子設備房一般爲中心樞紐,火災或誤噴導緻系統停頓的間接損失比設備損失大得多。--規範要求使用清潔滅火劑的目的也在於(yú)滅火後設備能迅速投入使用。清潔滅火劑是一種在常溫下能迅速蒸發,不留下蒸發殘餘物,並(bìng)且非導電、無腐蝕的氣體滅火劑,氣溶膠顯然不屬此之列。雖然火災極少可能發生,但國内已有多起誤噴事件,清潔滅火劑誤噴後並(bìng)不造成嚴重影響。氣溶膠誤噴後必然導緻系統停頓,因此氣溶膠應用於(yú)這些場所應非常慎重。

2、能見度的影響。

氣溶膠不透明,噴射後(hòu)防護區内的能見度極低,直接影響人員逃生,因此不宜應用在經常有人場(chǎng)所。

3、氣溶膠發熱的影響。

氣溶膠在反應噴放時産(chǎn)生大量熱量,導緻環境溫度升高,我國--代的氣溶膠産(chǎn)品還因誤噴導緻多起火災事故。目前國外氣溶膠産(chǎn)品的噴口溫度仍有500℃左右。近年來,國内廠家研制出低溫氣溶膠,使得大量發熱的狀況有所改善,但仍會對噴口前1米内的人員或物體造成傷害,同時降低瞭(le)滅火效率。

4、對人體及環境的影響。

目前的研究和測(cè)試數據尚未發現氣溶膠的噴射物和分解産(chǎn)物對人體或環境的嚴重影響。

 

5、藥劑的有效期限。

氣溶膠滅火劑的有效期限一般爲四至六年,並(bìng)與保存環境有關(guān)。

6、防護(hù)區面積和體積的劃(huà)定。

氣溶膠滅火裝置與氣體滅火的預制滅火裝置類似。--規範規定,氣體預制滅火裝置的保護面積不宜大於(yú)100m2,容積不宜大於(yú)300m3,且設置無管網台數不能超過8台。筆(bǐ)者認爲氣溶膠滅火裝置的保護面積也應受到限制,主要原因如下:

1)、爲搶救性保護貴重設備,全淹沒滅火系統要求滅火劑迅速充滿防護區,並(bìng)確(què)保均勻分布。氣溶膠膠體的擴散速度較氣體滅火劑要慢得多,且熱膠體噴放後存在向上擴散的趨勢,不利均勻分布。

2)、滅火裝置布置於(yú)防護區内,火災很容易使滅火裝置受損,尤其可能燒斷啓動(dòng)線路。如果個别裝置不能按規定開啓,又無法機械應急操作,後果嚴重。

3)、防護區增大,滅火裝置的個數增多,可靠性也就降低。滅火裝置的分散布置不便於(yú)維護管理,並(bìng)使誤動作的機率增加。

六、總結

氣溶膠作爲一種新型的滅火劑,有很多優點,對於(yú)小空間封閉(bì)火災有很好的滅火效果,例如:

配電(diàn)室、變(biàn)壓器室、水泵房等。

交通運輸工具的發動(dòng)機艙(cāng)、機器間等。

油田、油庫(kù)、採(cǎi)油平台等。

某些工業封閉空間。

但氣溶膠滅火劑的特點也限制瞭(le)它的适應場所和範圍,不适當的引用可能會給社會帶來更大損失。因此應確(què)定正確(què)的推廣方向

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