几种气体灭火系统的比较

1、几种气体灭火系统的比较公用 王伟瑜气体灭火种类较多，但目前得以广泛应用的仅有二氧化碳、卤代烷(1211、1301)以及近几年从国外引进的FM200和INERGEN等。 1、卤代烷 (1211、1301) 卤代烷灭火剂问世于20世纪初，始用于飞机及船舶。70年代初，美国防火协会(NFPA)先后制定并通过了1301灭火系统和1211灭火系统的正式标准，从而促使1211和1301在世界范围的迅速推广。我国卤代烷的引进和研究始于1964年，但系统的应用研究和相关规范标准的制定到80年代才开始， 卤代烷灭火剂是以卤素原子取代一些低级烷烃类化合物中的部分或全部氢原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称

2、，又称Halon(哈龙)灭火剂。它作为一种清洁灭火剂曾得以大力推广，广泛应用于各种电力电子设备房，70年代发现卤代烷为破坏大气臭氧层的元凶之一。1991年通过了蒙特利尔议定书(修正案)，各发达国家已全面停止使用卤代烷，我国也将于2005和2010年分别对1211和1301灭火剂全面禁用。表2  常用灭火剂性能一览表  1211 1301 FM200(七氟丙烷) 二氧化碳 INERGEN(IG-541) 气溶胶 成份/分子式 CF2ClBr CF3Br HFC-227ea(别名)

3、0; CF3CHFCF3 CO2 氮气、氩气、CO2混合气 比例52:40:8  金属盐类.金属氧化物.水蒸汽.CO2.N2等 分子量 165.8 148.9 170.03 44 平均34.1  - 沸点(101.3kPa)/ -3.4 -57.8 -16.4 -78.5(升华)   -  - 冰点(101.3kPa)/ -160.5 -168 -131   - &#

4、160; - - 灭火机理 化学抑制为主 化学抑制为主 化学抑制为主窒息为主 窒息 化学抑制为主 设计灭火浓度(1)/%   5.0  5.0   8.040-62 37.5-42.8   - NOAEL(2) /%   -   5.0   9.0  -  43  - 灭火剂施放时间/s   10   10 8 60  

5、; 60  60灭火剂在防护区的扩散速度 快，且分布均匀快，且分布均匀 快，且分布均匀 快，且分布均匀快，且分布均匀 慢，不易分布均匀 系统分类 有管网/无管网 有管网/无管网   有管网/无管网高压/低压/局部 有管网  无管网灭火剂贮存压力(21)/MPa 2.5/4.0 2.5/4.2 2.5/4.2 2.07/5.17   15  -灭火剂喷射后形态 气态、清洁 气态、清洁气态、

6、清洁 气态、清洁   气态、清洁  胶体(尘埃)   灭火剂喷射后房间环境效应 有一定噪声和喷射气流，环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉. 有一定噪声和喷射气流，环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉.有一定噪声和喷射气流，环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉.  有较大噪声和喷射气流,环境温度骤降,产生浓雾,影响视觉.  有较大的噪声和喷射气流,环境温度基本正常,很少薄雾,不影响视觉. 有一定喷射气流,环境温度升高,产生大量高浓度尘埃,严重影响视觉. 灭火剂毒性 有一

7、定毒性,但短时接触对人体无严重影响  NOAEL值大于设计浓度,短时接触对人体无影响NOAEL值大于设计浓度,短时接触对人体无影响 4%的浓度人体即有不适感觉,20%浓度可致死亡 控制设计浓度,短时接触对人体无影响。短时接触对人体无严重影响 灭火剂及分解物对设备影响 无   无  无  无无 胶体颗粒极易粘附设备,难清洗,有腐蚀,空气电导率增加贮瓶间面积比例 1.05   1  26(高压) 6  -灭火剂有效贮存期/年 30

8、   30  3030 30  10灭火剂在大气中寿命/年 12.5 87110 3142   -  -环境污染 有,破坏大气臭氧层有,破坏大气臭氧层 无 有,温室效应 无   -国家停止使用年限 2005 2010   -  -  -   -系统相对造价 较低 一般 高   一般高  低技术成熟性和是否有适

9、用于计算机房的国家法规  有成熟的使用经验和适用于电子机房的规范。 有成熟的使用经验和适用于电子机房的规范。 有较成熟的使用经验和适用于电子机房的规范,我国规范草案已出,亦可使用NFPA2001(3)标准。 有较成熟的使用经验和适用于电子机房的规范 有较成熟的使用经验,一般使用NFPA2001标准。国际和国内均无适用于电子机房的规范，使用经验少，不属清洁灭火剂。 注:(1) 灭火浓度：灭火浓度是指在101.325kPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种可燃物质火灾所需灭火剂与该灭火剂和空气混合气体的体积百分比。 (2) NO

10、AEL(无毒性反映的最高浓度)：可观察到的，在生理上或毒物反映上产生影响的最高体积浓度。 (3) NFPA2001：即清洁灭火剂灭火系统标准，系由卤代烷替代物防护方案委员会(美国)所编制，并由美国标准协会发布，以上的FM200和INERGEN均在可选替代物之列，其主要防护对象为电气.电子、通信设施、易燃可燃液体气体以及其它价值高的财产。2、二氧化碳 二氧化碳(CO2)是地球大气成分之一，用作灭火剂始于19世纪，已有100多年的历史，在我国也有二氧化碳灭火系统设计规范，它在常温常压下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体，在我国有关建筑设计防火规范中规定可用于档案室、电力

11、电子设备房等大量部位。其灭火机理主要是稀释氧气，起窒息作用，亦有一定的冷却效果。但近年来对其应用于有人电子设备房也受到质疑，主要原因是它对人体的致死浓度为20%，而最低灭火浓度却为34%(电子机房设计浓度40%)。尽管采取延时10s60s(不应超过30s)来疏散防护区人员等措施，但仍有意外可能，国内亦有致死致残的事例。另外，其喷射时有较强烈的冷冻效应，房内物品结霜，空气冷凝出现浓雾，实际上是CO2酸雾。此过程非常短暂，对电子设备无大碍，但对磁记录设备是有影响的。再一个争议是因为CO2属三原子分子结构，造成地球“温室效应”，这一点倒是不必担心，因为消防用的CO2均取自工业副产品。据此，CO2在经

12、常有人的设备机房的推广值得慎重，但由于其良好的灭火性能和极低廉的药剂价格，是值得在其它必要场所大力推广的。 3、FM200 FM200又称七氟丙烷或HFC-227ea，为美国大湖公司产品。常温下气态，无色、无臭、不导电、无腐蚀，无环保限制，大气存留期较短。其灭火机理与卤代烷相同，为中断燃烧链，灭火速度极快，这对抢救性保护精密电子设备及贵重物品是有利的。FM200在电子设备房的设计浓度为8%，低于其NOVEL浓度9%，对人体安全。喷射时有薄雾和一定冷冻作用，但并不严重影响能见度和人员逃生。人们常谈及其药剂在火场高温下的分解物毒性，其实和卤代烷一样，分解物虽有一定毒性，但要比室内材料燃烧分解物的毒

13、性小得多。药剂贮存压力一般为2.5 MPa或4.2MPa，喷射延时一般为10s30s，以便疏散防护区人员。FM200除设计浓度稍高外，其性能特点均近似于卤代烷1301，在有人场所比1301更具安全性。其最大的缺点是药剂价格高，为1301药剂的2.5倍。目前国内已有多个设备生产厂家，我国的七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范(报批稿)已出台，这标致着FM200作为卤代烷的过渡性替代物在我国将得到广泛应用。 4、INERGEN INERGEN(烟烙尽)又称IG-541，为美国安素(ANSUL)公司产品，它是氮气、氩气和二氧化碳以52：40：8的体积比例混合而成的一种灭火剂。它的三

14、个组成成份均为不活泼气体，为大气基本成分。无色、无味、不导电、无腐蚀，无环保限制，在灭火过程中无任何分解物。其灭火机理为稀释氧气，窒息灭火。其中的二氧化碳主要起刺激人体呼吸作用，使人体能够在低于12%的氧气浓度时仍能通过加快呼吸深度和频率而获得足够氧气，而在此氧气浓度下燃烧将无法继续。喷放时环境温度变化小，且不影响能见度，只要较好地控制设计浓度，应该说是一种较完美的灭火剂，但在喷射前还是应有足够延时以使人员撤离。其缺点是喷放时噪声大，贮存瓶组多，贮存压力在常温下(21)为15MPa，喷射时喷口的最低压力为2.24Mpa。高压增加了危险性，也相对容易泄露，管道管件材料以及安装、维护水平要求也较高。我国暂无INERGEN相关规范，国内已开始有设备生产厂家，设计施工可参照美国的NFPA2001等标准。 5、气溶胶 气溶胶实际上是一种烟雾型灭火剂，其微粒是通过由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体材料的燃烧而产生。具有高分散度、高浓度特点，大部分微粒直径小于1um。其主要成分见表2，碱金属盐(钾盐为主)起主要灭火作用。此种灭火剂在国外也曾经研究并应用于无人库房及机械仓等部位，但未能推广。气溶胶具有灭火效率高及价格低廉等优点，其主要缺点如下：(1)发热：气溶胶在燃烧反应时产生大量热量，导致环境温度升高，并可能对喷口前1米内的人员或物体