有关气体消防

有关气体灭火及气体消防一、基本概念

二．应用范围三．气体消防设置场所四．气体消防防护区

五．气体灭火系统的分类

六．气体灭火系统的组成七．气体灭火系统的操作与控制八．气体灭火系统的安全措施要求

为保护一些不能用水扑救的部位，避免火灾损失，广泛使用了气体消防。如电信机房、广播电视设备、发电机房、电气设备房、变压器、油断路器、电动机、内燃机、电气机车、图书档案楼、科研试验楼、贵重仪器设备房、大型船舶、油品厂房等场所。气体灭火系统包括卤代烷（当前改用替代物）、二氧化碳、惰性气体及烟雾灭火系统。一．基本概念气体灭火剂可以扑救的火灾：a．可燃气体火灾，如甲烷、乙烯、煤气、天然气等。b．甲、乙、丙类液体火灾，如烃类、醇类、有机溶剂类等。

c．可燃固体表面火灾；

d．电气火灾。

二．应用范围（2.1）气体灭火剂不适用于如下材料产生的火灾：

a．无空气仍能迅速氧化的化学物质的火灾，如硝酸纤维、火药等；

b．活泼金属的火灾，如钠、钾、镁、钛和铀；

c．金属氢化物、强氧化剂、能自燃的物质的火灾；

d．能自行分解的化学物质的火灾，如有机氧化合物和联氨；

e．强氧化剂，如氧化氮氟等。二．不可应用的场所（2.2）三．气体消防设置场所

一般来讲气体灭火系统只用来保护建、构筑物内部发生的火灾；而建、构筑物本身发生的火灾，宜用其它方法扑救。

三．气体消防设置场所（3.1）1．当一个具有火灾危险性的场所要求：

（1）使用不污染被保护物的“清洁”灭火剂；

（2）有电气危险而要求使用不导电的灭火剂；

（3）有贵重设备、物品，要求使用能够迅速灭火的高效灭火剂；

（4）不宜或难以使用其它类型的灭火剂时宜采用气体灭火系统。

三．气体消防设置场所（3.2）（1）大中型电子计算机房；（2）大中型通讯机房或电视发射塔微波室；（3）贵重设备室；（4）文物资料珍藏库；（5）大中型图书馆和档案库；（6）发电机房、油浸变压器室、变电室、电缆隧道或电缆夹层等电气危险场所。2．在国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）和《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）中对应设气体灭火系统的一些典型场所作出了规定：三．气体消防设置场所（3.3）3．防护区内经常有人工作，应采用1301灭火系统，不宜采用1211和二氧化碳灭火系统。对替代物适用于有人场所的灭火系统有IG-541、HFC-23、SDE。HFC-227ea在安全浓度下可以在有人场所使用，当设计浓度大于安全浓度时不可设计、使用。四．气体消防防护区

（4.1）能满足气体灭火系统要求的有限封闭空间，封闭结构是难燃烧体或非燃烧体，且该空间内能将该灭火剂浓度保持一段时间。对防护区有环境温度、大小、围护结构的耐火性能、围护结构的耐压性能、防护区开口、防护区的机械通风和生产操作、防护区的泄压、防护区的安全等多方面要求，这些要求在各系统的设计、施工、验收规范中一般都有描述。防护区的大小是出于安全方面的考虑。四．气体消防防护区（4.2）根据人员疏散要求，报警后疏散时间不大于30s，防护区面积不能太大。规范中规定：当采用管网灭火系统时，单个防护区的面积不宜超过500m2，容积不宜超过2000m3；当采用预制灭火装置时，单个防护区的面积不宜超过100m2，容积不宜超过300m3；当防护区的面积/容积大于以上规定时，宜采用分隔的方法进行处理。

五．气体灭火火系统的分类类气体灭火系统统分类的方法法较多，以传传统的卤代烷烷及二氧化碳碳为例，大致致有下列几种种分类方法：：1、按灭火系系统的结构特特点可分为管管网灭火系统统和无管网灭灭火装置（亦亦称预制灭火火系统）。2、按防护区区的特征和灭灭火方式可分分为全淹没灭灭火系统和局局部应用灭火火系统。3、按一套灭灭火剂贮存装装置保护的防防护区的多少少可分为单元元独立系统和和组合分配系系统。4、按管网布布置形式可分分为均衡系统统和非均衡系系统。5、按增压方方式的不同可可分为贮压式式灭火系统和和贮气容器式式灭火系统（（二氧化碳灭灭火系统按贮贮压等级可分分为高压系统统和低压系统统）。六．气体灭火火系统的组成成(6.1)传统概念：气气体灭火系统统的贮存容器器、容器阀、、连接软管、、单向阀、集集流管和框架架（或支架））等部件通常常是组合在一一起的，总称称为贮存装置置，无管网灭灭火装置的贮贮存装置一般般由贮存容器器、容器阀和和支架等部件件组成。替代物中也有有的灭火系统统和无管网装装置和传统概概念稍有区别别。六．气体灭火火系统的组成成(6.2)管网灭火系统统由灭火剂贮贮存装置、管管道和喷嘴等等组成。无管网灭火装装置是将灭火火剂贮存容器器、控制阀门门或器件和喷喷嘴（或带较较短的管道））等组合在一一起的一种灭灭火装置。全淹没系统是是由灭火剂贮贮存装置，在在规定的时间间向防护区喷喷射灭火剂，，使防护区内内达到设计所所要求的灭火火浓度；并能能保持一定的的浸渍时间，，以达到扑灭灭火灾，并不不再复燃的灭灭火系统。局部应用系统统是由一套灭灭火贮存装置置，在规定的的时间内直接接向燃烧着的的可燃物表面面喷射一定量量灭火剂的灭灭火系统。六．气体灭火火系统的组成成(6.3)单元独立系统统是指用一套套灭火剂贮存存装置保护一一个防护区的的灭火系统。。它是由灭火火剂贮存装置置、管网和喷喷嘴等组成。。组合分配系统统是指一套灭灭火剂贮存装装置保护多个个防护区的灭灭火系统。是是由灭火剂贮贮存装置、选选择阀、管网网和喷嘴等组组成。七．气体灭火火系统的操作作与控制制(7.1)气体灭火系统统应设有自动动控制、手动动控制和机械械应急操作三三种启动方式式；当局部应应用系统用于于经常有人保保护场所时可可不设自动控控制。当采用火灾探探测器时，灭灭火系统的自自动控制应在在接收到两个个独立或不同同类的火灾信信号或才能启启动。根据人人员疏散要求求，宜延时启启动，但延时时时间不应大大于30s（烟感器为1分分钟）。七．气体灭火火系统的操作作与控制制(7.2)手动操作装置置应设在防护护区外便于操操作的地方，，并应能在一一处完成系统统启动的全部部操作。局部部应用系统手手动操作装置置应设在保护护对象附近。。气体灭火系统统的供电与自自动控制应符符合现行国家家标准《火灾灾自动报警系系统设计规范范》的有关规规定。当采用用气体作为动动力源时，应应保证系统操操作与控制所所需要的压力力和用气量。。八．气体灭火火系统的安全全措施要要求(8.1)防护区内应设设火灾声报警警器，必要时时可增设光报报警器，防护护区的入口应应设光报警器器。报警时间间不宜小于灭灭火过程所需需要的时间，，并应能手动动切除报警信信号。防护区应有能能在30s内使该区人员员疏散完毕的的走道和出口口。在疏散走走道和出口处处，应设火灾灾事故照明和和疏散指示标标志。一般来来说，疏散装装置中都要求求设置安全逃逃生门锁。美美国的Got-HoBo公司的安全逃逃生门锁是一一绝。此不在在今天的讨论论之列。八．气体灭火火系统的安全全措施要要求(8.2)防护区入口处处应设灭火系系统防护标志志和灭火剂释释放指示灯。。当系统管道设设置在可燃气气体、蒸汽或或有爆炸危险险粉尘的场所所时，应设防防静电接地。。地下防护区和和无窗或固定定窗扇的地上上防护区，应应设机械排风风装置。防护区的门应应向疏散方向向开启，并能能自动关闭，，在任何情况况下均应能从从防护区内打打开。设置灭灭火系统的场场所应能配备备专业的空气气呼吸器或氧氧气呼吸器。。几种常见的灭灭火系统介绍绍一、卤代烷灭灭火系统二、二氧化碳碳灭火系统三、SDE灭火系统四、惰性气体体及烟烙尽灭灭火系统五、超水喷雾雾灭火系统六、气溶胶作为灭火剂的的卤代烷灭火火系统，常用用的有1211（CF2ClBr，二氟一氯一溴溴甲烷）、1301（CF3B三氟一溴甲烷烷），目前改改用FM200、、HFC-23；1301与1211的的应用范围和和灭火能力基基本相同。1211全淹淹没系统防护护区的环境温温度应在0℃℃以上，1301全淹没没系统防护区区基本上不受受低温限制；；此外1211的毒性大大于1301；但是1301的价格格比1211高。卤代烷灭火系系统的电绝缘缘性能好，化化学性能稳定定、灭火速度度快、毒性和和腐蚀性小、、释放使用后后无遗留的的残渣痕迹迹或者很少、、具有良好的的贮存性和灭灭火效能。。一、卤代烷灭灭火系统概述（1.1）由美国人开发发的1211和1301气体灭火剂剂均属于卤代代烷（Halon））灭火剂；卤代代烷灭火剂是是分子中含有有一个或多个个卤素原子的的化合物（卤卤素元素有氟氟、氯、溴、、碘）。当碳碳氢化合物（（例如甲烷、、乙烷等）中中的氢原子被被卤素原子取取代后，所生生成的化合物物的化学性质质和物理性质质有明显的变变化。1211和1301气体灭火火剂的化学性性质比较稳定定，只在高温温下会发生分分解。化学物质对生生命危害性分分类中为5级级。1211毒性较小，，实验证明，，人在4～5％1211浓度的场所所中，最大安安全时间可达达1分钟；在在低于4％的的浓度时，人人员停留数分分钟不大可能能产生严重影影响。多次接接触1211，也不能形形成毒性积累累。当空气中中1211浓浓度达到5～～10％时，，才会有生命命危险（设计计灭火浓度超超过5％）。。但1211在火灾中分分解产物的危危险性较大。。1211在在与火焰或超超过500℃℃的热表面接接触即分解，，若燃烧过程程中同时产生生有效氨，则则产生剧毒的的氢卤酸、碳碳酰卤等。1211分解解程度取决于于火灾大小、、灭火剂浓度度以及灭火剂剂与火焰（或或高热表面））接触时间的的长短；在实实际应用时采采用较大的供供给强度和较较短的灭火时时间来减少分分解产物。概述（1.2）卤代烷的灭灭火不是依依赖物理性性的冷却、、窒息、隔隔离的作用用；而是靠靠化学抑制制作用，即即卤代烷在在火焰高温温中分解产产物能与燃燃烧过程中中的自由基基发生反应应，使燃烧烧反应中断断。是高效效的灭火过过程。卤代烷灭火火剂可以扑扑救的火灾灾：a．可燃气体火火灾，如甲甲烷、乙烯烯、煤气、、天然气等等。b．甲、乙、丙丙类液体火火灾，如烃烃类、醇类类、有机溶溶剂类等。。c．可燃固体表表面火灾；；d．电气火灾。。应该强调调的是：卤卤代烷灭火火剂很难扑扑灭可燃固固体深部火火灾（阴燃燃）。因为为1211、1301即将被被替代或者者禁止使用用，主要介介绍其替代代灭火剂：：美国大湖公公司首先开开发生产的的FM－200的分子式为为CF3CHFCF3；其灭火设计计浓度比1301略高。FM200（HFC－227ea）的产品名称称为七氟丙丙烷，其毒毒性很小，，不破坏臭臭氧层，同同1301性质相近近；最小灭灭火设计浓浓度为8.82％，，比1301稍高。。七氟丙烷烷价格比1301较较高。１．FM200（HFC-227ea）美国太平洋洋科技公司司生产的““取代”（（TEIODIDE））气体灭火剂剂属于FIC类物质，分分子式为CF3I。“取代”气体体灭火剂灭灭火浓度为为3.9%，灭火速速度快。其其ODP＝0.008，GWP<5，大气停留时时间<1天天。灭火时时CF3I会分解形成成HF/HI和I2，其卤化物的的酸性值均均小于HFC和PFC，但高于1301。在在NFPA标准中其代代号为13001。。目前国内内无使用实实例。主要要原因在于于其粘度高高，需要高高压保证输输送距离。。２．“取代代”由日本日探探公司初次次研发，国国内已有厂厂家开发生生产，昆山山宁华是国国内较早开开发该系统统的公司。。HFC-23的分子结构构为CF3H。灭火浓度为为14.9%，灭火火速度快。。其可见毒毒害作用的的浓度值高高达50%，设计宽宽度比为50/14.9=3.356，对人的的生命安全全性高，性性能可靠。。3、HFC-23FM200与HFC-23的比较项目产品灭火浓度v/v设计浓度v/vNOAELv/vLOAELV/v设计宽度比FM2005.88-109.010.51.25HFC-2313.614.950%3.36二、二氧化化碳灭火系系统属于液化气气体洁净灭灭火设施，，对绝大多多数物质没没有破坏作作用，灭火火主要是窒窒息作用并并有少量的的冷却作用用。其最小小灭火设计计浓度为34.0％％，早已超超过了人的的致死浓度度（19.2%）；；气体用量量大、储存存压力高。。灭火剂在灭灭火装置内内通过控制制系统给出出的电流/电压信号号激活催化化剂从而引引发灭火剂剂进行化学学反应，产产生大量具具有灭火效效能的二氧氧化碳（35%）、、水蒸气（（39%））、氮气（（25%））和Cr2O3（<1%）），喷射到到被保保护空空间（（防护护区）），通通过对对防护护区内内氧气气含量量的稀稀释以以及对对火场场温度度的冷冷却和和降低低辐射射热起起到物物理稀稀释和和冷却却作用用；同同时1%的Cr2O3在火场场的高高温作作用下下与火火焰燃燃烧反反应的的燃烧烧链作作用消消耗自自由基基，起起到化化学抑抑制等等灭火火作用用。三、SDE灭火系系统氮气等等惰性性气体体，能能冲淡淡稀释释燃烧烧区的的氧气气浓度度，将将空气气中氧氧气的的浓度度降低低，并并能隔隔绝燃燃烧区区的空空气，，燃烧烧就不不能继继续。。灭火火为纯纯物理理过程程。使使用的的气体体量非非常大大。美国安安素公公司和和国内内比较较注重重研发发的消消防厂厂家开开发的的烟烙烙尽（（IG541）为氮气气、氩氩气和和二氧氧化碳碳按52：：40：8的比比例组组成的的混合合气体体，灭灭火后后不留留痕迹迹，无无毒无无害。。烟烙烙尽价价格高高，使使用量量大，，其最最小灭灭火设设计浓浓度为为37.5％。。烟烙尽尽为惰惰性气气体灭灭火剂剂，能能冲淡淡燃烧烧区的的氧气气浓度度，将将空气气中氧氧气的的浓度度由21%降低低至12.5%，并并能隔隔绝燃燃烧区区的空空气，，燃烧烧就不不能继继续。。灭火火为纯纯物理理过程程。四、惰惰性气气体及及烟烙烙尽灭灭火系系统水流通通过喷喷头以以预定定的形形式、、粒径径、流流速喷喷出，，是通通过水水雾冷冷却、、产生生水蒸蒸气窒窒息、、乳化化某些些液体体和动动力稀稀释作作用来来达到到灭火火。（（1））系统复复杂，，要求求特种种水雾雾喷头头，压压力高高。（（2））应用范范围小小，仅仅限于于个别别场合合的预预作用用系统统。只只能定定向喷喷射，，不能能用来来进行行全方方向、、全淹淹没全全充满满的灭灭火。。（3）应应用案案例少少，认认知性性不够够，技技术应应用有有困难难。97年年版《《高层层民用用建筑筑防火火规范范》（（GB50045）的7.6.6条条规定定燃油油、燃燃气锅锅炉房房和自自备发发电机机房应应设置置水喷喷雾灭灭火系系统。。但《《水喷喷雾灭灭火系系统设设计规规范》》（GB50219-95））中没有有相应应的条条文规规定，，使得得设计计中存存在一一定的的困难难。五、超超水喷喷雾灭灭火系系统各地对对气体体系统统和水水系统统的应应用据调查查，现现在在在燃油油、燃燃气锅锅炉房房和自自备发发电机机房所所使用用的灭灭火系系统为为：上上海等等地多多采用用轻水水（低低倍））泡沫沫灭火火系统统或者者干脆脆就是是水喷喷淋系系统；；而北北京、、江苏苏、河河南、、辽宁宁、广广东、、陕西西等全全国多多数地地区多多采用用气体体灭火火系统统，而而在气气体灭灭火系系统中中又以以IG541、HFC-227ea、SDE为常见见，现现在二二氧化化碳灭灭火系系统由由于灭灭火浓浓度大大大超超过死死亡浓浓度且且出现现的事事故（（人员员伤亡亡）比比较多多，在在很多多省份份已经经很少少使用用。六、气气溶胶胶灭火火系统统灭火剂剂在灭灭火容容器内内进行行燃烧烧反应应，产产生大大量具具有灭灭火效效能的的气溶溶胶微微粒（（金属属氧化化物））以及及二氧氧化碳碳、水水蒸气气、氮氮气和和部分氮氮氧化化合物物、一一氧化化碳等等，由由于气气溶胶胶能够够切断断燃烧烧反应应的燃燃烧链链，起起到化化学灭灭火的的作用用，同同时也也具有有部分分物理理稀释释、冷冷却等等灭火火作用用。气气溶胶胶灭火火剂的的灭火火速度度快，，但是是燃烧烧反应应本身身的产产物中中起主主要灭灭火作作用的的为金金属氧氧化物物，所所以灭灭火后后现场场有大大量的的燃烧烧残留留物，，容易易与空空气中中的水水分化化合形形成具具有腐腐蚀作作用的的副产产物，，对被被保护护设备备有一一定的的伤害害作用用。产品比比较与与应用用选择择（略略）有关气气体灭灭火系系统灭灭火剂剂备用用量的的探讨讨近年来来，气气体消消防设设备的的应用用较为为广泛泛，笔笔者在在设计计和施施工中中，发发现人人们对对灭火火剂备备用量量问题题存在在较模模糊认认识，，相关关国家家规范范也没没有提提出具具体设设计要要求。。在此此作一一探讨讨。A、备用量量的设设置条条件气体灭灭火剂剂种类类较多多，但但得以以广泛泛应用用的仅仅有二二氧化化碳、、卤代代烷（（1211、1301））以及及七氟氟丙烷烷和IG541）等。气气体灭灭火剂剂一般般高压压贮存存在灭灭火剂剂瓶内内当出出现灭灭火剂剂已施施放或或泄露露、设设备检检修或或设备备故障障等情情况时时，可可能造造成系系统保保护中中断。。设置置备用用量的的目是是为了了保证证防护护的连连续性性。我我国规规范提提出：：重点点保护护对象象的防防护区区或超超过一一定防防护区区数量量的组组合分分配系系统应应设置置灭火火剂备备用量量。重重点保保护对对象是是指性性质重重要、、发生生火灾灾后损损失大大、影影响大大的场场所，，对这这些场场所有有必要要进行行不间间断保保护。。组合合分配配系统统的防防护区区数量量增多多，系系统可可靠性性降低低，火火灾发发生的的机率率增加加，也也有必必要进进行不不间断断保护护。在在国外外，有有的国国家要要求组组合分分配系系统必必须设设置备备用量量，甚甚至有有的国国家不不允许许采用用组合合分配配系统统。根据我我国和和国外外相关关规范范，将将不同同灭火火剂的的备用用量设设置条条件列列表如如下：：

卤代烷（1211、1301）二氧化碳七氟丙烷IG541需设置备用量的组合分配系统防区个数大于八个大于四个大于八个大于八个需设置备用量的重点保护对象1、中央级电视发射塔微波室；2、超过一百万人口城市的通信机房；3、大型电子计算机房或贵重设备室；4、省级或藏书超过200万册图书馆的珍藏室；5、中央及省级的重要文物、资料、档案库。

注：七七氟丙丙烷和和烟烙烙尽组组合分分配系系统应应设置置备用用量的的最大大防区区个数数仅作作参考考。备用