气体灭火系统的安全性分析

1、气体灭火系统的安全性分析 气体灭火系统的安全性是气体灭火系统使用单位最为关心的事。对使用单位在气体灭火系统安全性方面的疑问进行归纳，主要可以概括为以下几个问题： 1、气体灭火系统所用的灭火剂为压缩气体或液化气体，拥有较大的能量。在非正常升温或受到强大的外力冲击时有可能发生物理爆炸。这样的储存容器放在建筑物内安全吗？ 2、有资料上说气体灭火系统释放灭火剂后会对防护对象产生冷击，防护区内会产生结露。气体灭火系统到底对防护对象来说安全吗？ 3、常听到气体灭火系统产生误喷甚至伤人。什么原因造成了气体灭火系统的误喷，误喷是不可避免的吗？ 4、气体灭火系统的灭火剂对人体有害，到底伤害到什么程度，可以避免吗

2、？ 下面先让我们看几个气体灭火系统的事故。 一、气体灭火系统事故 事故1、某仓库设置了高压二氧化碳灭火系统，内部存放了价值人民币1亿多元的电子设备。在没有火情的情况下37瓶70l二氧化碳全部释放。事故后对内部贮存的电子设备进行检验，没有造成任何损害。事后分析原因，该次误喷是由于仓库的物品流量增加企业需要对仓库门进行扩大，施工人员在拆墙时将紧急启动按钮拆下并造成短路而引发。 事故2、某计算机房采用ig-541灭火系统进行防护，在没有火情的情况下8瓶70l容积的ig-541混合气体全部释放。没有人员、设备伤害。事后分析原因，为该系统的灭火控制器中某一模块损坏导致启动电压非正常输出而引起误喷。 事故

3、3、某酒厂选用二氧化碳灭火系统对设备进行防护，在没有火情的情况下全部释放。没有人员、设备伤害。事后分析原因，为接通灭火控制器电源时的脉冲电流所至。 事故4、某高压配电间选用二氧化碳灭火系统进行防护，在没有火情的情况下全部释放。没有人员、设备伤害。事后分析原因，发现启动气体电磁瓶头阀的第一张膜片有很小的孔。为慢性泄漏压力聚集所引起的误喷。 事故5、某银行采用二氧化碳灭火系统进行防护，施工中造成灭火剂释放。造成2死1伤的后果。事后分析原因，是由于施工人员不了解气体灭火系统的安装程序，没有经过调试就接通了启动管路和管网。期间有人不小心按下了启动气体电磁瓶头阀上的机械应急启动按钮而引发事故。 事故6、

4、某厂选用二氧化碳灭火系统防护一台机组，该机组前后共发生过三次火险。第一次失火，系统启动成功，正常释放4瓶70升二氧化碳成功灭火。第二次失火，灭火虽然成功，但主、备8瓶70升二氧化碳全部释放，导致停产。第三次失火按下紧急启动按钮启动失败。事后分析原因，为产品质量问题，第二次为启动气体气路单向阀失效，第三次为启动气体电磁瓶头阀失效无法启动系统。 事故7、某实验室进行七氟丙烷灭火试验，灭火剂正常释放时导致玻璃窗飞出击伤2人。事后分析原因，为厂方担心灭火失败用木板钉死泄压口导致泄压口不能正常泄压所致。 事故8、某广播电视中心选用了ig-541混合气体灭火系统，在使用中突然发生集流管物理爆炸。事后分析原

5、因，为产品质量问题。主要原因为集流管焊接质量差，未进行水压强度试验；储存容器的容器阀密封失效引起大量泄漏，泄漏的气体聚集在集流管在集流管中升压引发爆炸。 事故9、某厂选用了低压二氧化碳防护设备，在调试时发生管网爆裂成几段，飞出的管段打坏了其它工艺管网及设备。事后分析原因，主要为焊接质量与低温冷脆所致。 事故10、某厂选用高压二氧化碳防护设备，在卫生大扫除时全部释放。事后分析原因，为大扫除用水冲洗墙壁时水冲入紧急启动按钮内而引起误喷。 事故11、某银行的二楼计算机房选用高压二氧化碳进行防护，在深夜36瓶二氧化碳全部释放，造成一楼的两位值班人员中毒。事后分析原因，为报警系统误动作造成24伏电压输出

6、而引发了二氧化碳灭火剂的释放，释放出的二氧化碳经过没有封堵的管道口沉降到一楼值班室引起两位值班人员中毒。 上面的事故，在一个侧面反映了气体灭火系统是存在安全问题的。下面对气体灭火系统进行分析。 二、气体灭火系统自身的安全性分析 1、气体灭火系统各部件强度问题引发物理爆炸的可能性分析 如果气体灭火系统生产厂商严格执行国家标准与企业标准，那么由于气体灭火系统各部件强度问题而引发物理爆炸的可能性是不存在的。 下面就高压二氧化碳灭火系统来进行分析，高压二氧化碳灭火系统在允许的储存条件下可能出现的最高压力为15mpa。标准中要求对二氧化碳储存容器和容器阀在型式试验时进行45mpa的超压强度试验，并要求对

7、每只进行22.5mpa液压强度试验。这些试验是部件强度的保证。为了实际使用中的安全，标准还要求在容器阀上设置190.95mpa动作范围的安全泄压装置。这也就是说在非正常升压情况下，容器内的压力最高可达到19.95mpa，这相对于液压强度试验压力还是小的。为了保证集流管与管网的安全，标准也要求在集流管上设置动作压力范围为150.75mpa的安全泄压装置。 从受压容器的角度分析，其物理爆炸的危险性还是存在的。比如十分严重的机械撞击就可能引发物理爆炸。 对管网而言，由于平时处于非受压状态，不存在物理爆炸的前提条件。如果管网是按规范进行选材和施工的（除低压二氧化碳灭火系统）在灭火剂释放时是不会产生物理

8、爆炸。 对低压二氧化碳灭火系统，其管网在灭火剂释放时发生物理爆炸的可能性是存在的。这是由于低压二氧化碳灭火系统灭火剂释放时在管网中产生干冰聚集的可能性大。干冰的存在会带来两方面的问题：1、管壁壁温的大幅度下降将导致管道的冷脆，冷脆会使得管道的焊接、制造等缺陷变得敏感，管道的抗振动性能下降。2、干冰会使封闭管段内的压力在升温后大幅度的提高。 2、气体灭火系统的慢性泄漏所带来的安全性问题 气体灭火系统密封面慢性泄漏而引起的安全问题是灭火装置的关键隐患。是气体灭火系统生产厂商需要切实解决好的问题。 对于高压气体来说，绝对可靠的密封是不存在的。问题是如何处置好泄漏出来的气体不至于让其积累而带来危害。在

9、机械结构中这种处理并不难。 3、火灾自动报警装置与灭火控制器所带来的安全性问题 火灾自动报警装置与灭火控制器中存在的问题是气体灭火系统产生误喷的主要原因，所以在这些设备的选型时更要注重质量。对不稳定、误报频繁、配置不完整、售后服务不及时的产品不能选用。 4、不良设计与违章安装所带来的安全性问题 优质的设计与优质的安装可以大大地减少事故的隐患，而违章安装和过于“保守”的设计而引发的安全事故在气体灭火系统中很常见。 5、围护结构的耐压强度所带来的安全性问题 围护结构的耐压强度在规范中要求不低于1200pa，这在建筑结构中不是一个小数字，应该引起结构设计师的重视。泄压口虽然与气体灭火系统设备供应商无

10、关，但它也是决定气体灭火系统灭火成功与否的关键。 6、维护、保养不正常所带来的安全性问题 气体灭火系统经常性的维护、保养是消除系统安全隐患，保证系统良好运行的必要措施。系统维护、保养不正常，有可能引起安全问题。 三、灭火剂的毒性所带来的安全性分析 1、关于灭火剂的毒性 灭火剂的毒性主要是针对防护区内的人员而言。在以全淹没方式设计的防护区内，在灭火剂释放前都有人员疏散的要求。 现在已有应用的气体灭火系统中，在设计浓度范围内对人体有毒害的灭火剂主要是指二氧化碳灭火剂和1211灭火剂。这里特别需要一提的是二氧化碳灭火剂，空气中含有10%浓度的二氧化碳就可以直接导致人员的死亡。而二氧化碳的最低设计浓度

11、在为34%，在此浓度下人员会迅速死亡。所以对在二氧化碳灭火系统防护区内工作的工作人员进行培训是十分必要的。 二氧化碳比空气重，释放后的二氧化碳会经过门缝和未经严格封堵的开口向下沉降。沉降的二氧化碳能在低洼处聚集，如果通风不畅，也会造成该处人员的窒息死亡。 另外需要指出的是，并非ig-541混合气体灭火系统就十分安全，ig-541混合气体灭火系统是靠降低氧气浓度来实现灭火的，氧气浓度过低也会带来人员的不适甚至死亡。所以ig-541混合气体灭火系统的设计浓度是有上限控制的。 2、人员的自我保护 在防护区内工作的人员应当有自我保护意识，在灭火剂的正常释放过程中，事先有30秒的延时时间，这一时间足以使

12、自己离开防护区。如果心理上有所准备，那怕在最不利的二氧化碳突然误喷状态，也有足够的时间让自己安全离开防护区，因为设计合理的二氧化碳灭火系统从释放二氧化碳开始到窒息浓度也至少需要15秒的时间，而人员控制不呼吸时间可以达到30秒以上。 四、灭火剂释放对设备的安全性分析 1、关于冷击 冷击是指由于灭火剂的释放导致迅速降温而对设备带来的损害。有试验表明，二氧化碳灭火剂在全淹没防护区内按设计规定释放可降温6。若是正真的灭火释放，这点降温不足以抵消火灾引起的升温。即使是误喷引起降温也不至于带来什么损害。但这并不是说冷击现象不存在，这需要辨证的看，如果是灭火剂喷嘴的布置不合理而导致灭火剂直接喷向精密仪器、设

13、备，会引起的仪器、设备局部较大的温度变化，冷击也会由此而产生。 2、关于结露 有文献上说气体灭火系统的释放会导致结露，这个观点是不正确的。结露的首要条件是空气中水汽分压大于固体表面温度下水的饱和蒸汽压。释放灭火剂后，因为灭火剂中不含水份，水汽在空气中的分压必然下降，空气的气温也下降。而固体热容量大，其表面的温度下降很小。所以对于防护区内的物体来说释放灭火剂会使之更加干燥。 但有一现象需要说明，就是灭火剂管网上会结露。这是由于在灭火剂释放过程中，灭火剂管网有很大的温度降而导致的。灭火剂管网在灭火剂释放后常常会有水滴滴落，所以灭火剂管网正下方的设备应考虑这一因素。若对管网进行保温可以消除这一现象。

14、 五、气体灭火系统灭火的可靠性 气体灭火系统灭火的可靠性其它灭火系统相比相对较差，这是由于影响气体灭火系统灭火成功与否的因素比其它灭火系统要多。主要有： 1、系统设计的合理性 现在我国的设计规范均为“处方式”规范，它给出了共性的参数。但在实际工程设计中，几乎没有两个工程是完全相同的，所以设计人员应针对工程实际进行合理的设计。系统的设计用量、灭火剂喷放时间、喷嘴及管网布置、管网尺寸、喷嘴型号等都会对系统的灭火可靠性带来影响。这里有两点再强调一下： 、灭火剂喷放时间应遵循“规范”要求进行科学的选取，如二氧化碳灭火系统在选取喷放时间时应注意到固体深位火灾与表面火灾的明显区别。 、灭火系统管网设计应充

15、分考虑系统释放时灭火剂在防护区内的均匀性，并认真进行设计计算，以计算来确定管网尺寸和喷嘴型号。有条件时设计者应灭火系统进行优化设计。在符合灭火剂喷放时间的前提下，管网尺寸越小越经济，也越合理。 2、防护对象的固定性 由于不同的防护对象有不同的设计浓度要求，所以在气体灭火系统投用后，就有不能随意变更防护对象的固定性要求。若确需变更防护对象，应经过设计单位的认可。 3、围护结构的完整性 围护结构的完整性是针对全淹没气体灭火系统而言的。由于气体灭火剂良好的扩散性能，围护结构不完整，灭火剂就会从开口流走导致灭火浓度得不到保证。 围护结构的完整性得不到保证主要有以下几方面的现象： 、围护结构的强度不够，

16、在灭火剂释放时围护结构遭到破坏。 、围护结构的耐火性能达不到要求，在灭火剂释放前已经遭到火灾的破坏。 、除泄压口外的开口在灭火剂释放时不能关闭，如通风口、门、窗等。 4、灭火系统动作的可靠性 前面提到，灭火系统产品是一个系统产品，灭火系统动作的可靠性与系统的安装有着密切的关系。如前所述，灭火系统的操作有自动启动、远程电启动、机械应急启动与机械应急操作三种启动方式。启动后灭火系统应自动完成将灭火剂送往特定防护对象的目的。如有的安装单位，系统开通后选择阀处于开放状态或没有将为运输安全而加的安全装置拆下，这样的系统是不能灭火的。 灭火系统是常备不用的设备，所以有很多用户往往不重视对灭火系统的维护和保养，这也是影响灭火系统能否正常动作的重要因素。 5、灭火系统工厂产品的质量 灭火系统工厂产品的质量会直接影响灭火系统灭火的可靠性。灭火系统的各部件国家标准或企业标准都有动作可靠性试验的要求。某一部件动作不可靠都会导致系统灭