超细干粉灭火系统技术详解

超细干粉灭火系统技术超细干粉灭火剂是国内最新研究的一种“非高温气溶胶灭火技术”，也称“冷气溶胶”，灭火方式以化学灭火为主，物理降温灭火为辅。1：对有焰燃烧的抑制作用有焰燃烧是一个链式反应过程。燃烧分子在燃烧的高温和其形成的能量作用被活化，在氧的存在下产生自由基或活性基团，并靠这些具有很高能量的自由基或活性基团传播反应维持燃烧的持续进行。以甲烷为例，其燃烧、氧化的过程如下：CH4-CH+3+H+H++O2-OH++O+OH++CH4-CH+3+H2OO2+CH+3-HCO++OH+HCO+-CO+H+CO+OH+-CO2+H+2OH+-H2O+O+2O+-O2第二步在氧的作用下，形成能助燃的主要自由基OH+,OH+和H+是维持燃烧链式反应的关键自由基，它们具有很高的能量，非常活泼，但寿命非常短。它们一旦生成，就立即发生下一步反应，生成更多的自由基或活性基团，其表现是火越烧越大，直至燃烧分子被逐步裂解，最后生成二氧化碳和水蒸气等不活性物。灭火剂中的无机盐是燃烧反应的不活性物质。当进入燃烧区与火焰混合时，可以同时捕获OH+和H+发生如下反应：M+H+-MHMH+OH+-H2O+M火焰中的OH+和H+在M（超细干粉灭火剂组分）的作用下，结合成不活泼的水，这样使火焰中的OH+和H+被消耗的速度大于产生的速度，当OH+和H+被很快耗尽时，链式反应的历程被终止，火焰即熄灭，这种作用称为化学抑制作用和负催化作用。2：对表面燃烧的熄灭作用超细干粉灭火剂不仅可以迅速地扑灭有焰燃烧，而且还可以有效地扑灭固体物质的表面燃烧。超细干粉灭火剂晶体与灼热的燃烧物表面接触时，发生一系列的化学反应：NH4H2PO4-NH3+H3PO4H3PO4-HPO3+H2O3H3PO4-P2O5+3H2O2HPO3-P2O5+H2ONH3+H3PO4一聚磷酸铵上述反应产生的偏磷酸(HPO3)或聚磷酸铵在固体表面的高温作用下被熔化并形成一个玻璃状覆盖层，它能渗透到燃烧物质表面的孔内，将固体表面与周围空气中的氧隔开，使燃烧窒息。3：对幅射热的遮隔作用：使用超细干粉灭火时，浓云般的粉雾(气溶胶)与火焰相混合，可以降低火焰对燃烧物表面的辐射热，使火焰的温度降低，使燃烧过程变得缓慢。4：对燃烧区氧的稀释作用：超细干粉灭火剂灭火时，在火焰的高温作用下会发生一系列的分解反应，这些反应一般为吸热反应，可吸收火焰的部分热量，并产生一些不活性体如二氧化碳(CO2)等，对燃烧区的氧浓度进行稀释，使燃烧变得缓慢，同时用作驱动喷放超细干粉的压力气体氮气随着超细干粉一起释放于燃烧区，也进一步稀释燃烧区的氧气，抑制燃烧，使燃烧熄灭。超细干粉采用化学灭火与物理灭火相结合的灭火机理。在以氮气、二氧化碳等惰性气体为驱动体，以超细干粉为被分散体的前题下，将火迅速扑灭超细干粉的概念：超细干粉灭火剂，是一种平均粒径不大于 的白色固体粉末灭火剂,，经加压、喷射后以气溶胶的形态弥散于保护空间。在物理性质上表现为一种干燥的、易流动的并具有很好防潮、防结块性能的固体粉末。超细干粉与ABC干粉的关系及区别目前市场上关于干粉类灭火剂产品的名称有：超细干粉灭火剂、ABC超细干粉灭火剂、普通ABC干粉灭火剂、多用途干粉灭火剂、BC干粉灭火剂、ABC干粉灭火剂。它们之间的关系以及区别是什么?下面一一具体说明。1：干粉的分类：干粉是一种干燥的、易流动的并具有很好防潮、防结块性能的固体粉末，又称为粉末灭火剂。目前分为两大类：(1)普通干粉灭火剂，是由碳酸氢钠(92%)、活性白土(4%)、云母粉和防结块添加剂(4%)组成。它又称BC干粉灭火剂，这是根据它扑灭火灾的类型命名的，所谓B类火灾是指液体或可熔化固体火灾。如汽油、柴油、重油、润滑油、动物油、有机溶剂、石蜡等物质的火灾。C类火灾是指可燃气体火灾，如液化气、天然气及乙等气体的火灾。(2)多用途干粉灭火剂，是由磷酸二氢钠(75%)和硫酸铵(20%)以及催化剂、防结块剂(3%)，活性白土(1.85%)，氧化铁黄(0.15%)组成。它又称ABC干粉灭火剂，同样也是根据它扑灭火灾的类型命名的，BC火灾类型同上。A类火灾是指可燃固体表面火灾，如木、麻、棉、橡胶、塑料等物质的火灾。此外它还可扑灭带电设备火灾，是适用范围最广的一种灭火剂。可用于各类公共场合，如办公场所、影剧院、客运站、宾馆、饭店、汽车、轮船等。2：超细干粉与ABC干粉的关系及区别：超细干粉在国内有两种产品：(1)ABC超细干粉：它是普通ABC干粉经过筛选，细的部分称为超细干粉，平均粒径为10微米至20微米，灭火效率比普通ABC干粉效率要高1-2倍。(2)超细干粉灭火剂：平均粒径小于5微米的“超细干粉灭火剂”。从扑灭火灾的类型来看，它属于干粉分类中的多用途干粉灭火剂，即ABC干粉灭火剂。但是它又与ABC干粉有有很大的不同。普通ABC干粉，对保护物有腐蚀性，包括ABC超细干粉均采用硅油包裹工艺进行防潮，一旦受潮就有导电性。极不安全。硅油熔化后使干粉吸附在保护物上，很难清除，而超细干粉可自然防潮，不须硅油包裹，高绝缘性的粉体，无毒、无害，对人体皮肤无刺激，对保护物无腐蚀。由于平均粒径不大于5远远小于ABC干粉40 的粒径，灭火效率是普通干粉的6-10倍。全淹没灭火性能良好。以上从概念和与众多干粉产品的关系、区别详细说明了超细干粉灭火剂。便于大家相互学习、探讨。一、前言近年来随着经济的发展，居民生活水平不断提高，交通现代化程度越来越高，各种车辆越来越多，同时汽车火灾现象也频繁出现，且呈上升趋势。每年各中等以上城市发生的汽车火灾都在几十起以上，而在高速公路等火灾消防困难地段发生火灾次数则更多，并且汽车火灾80%以上都造成车辆报废，甚至是车毁人亡。二、汽车消防的现状汽车火灾的原因一方面是由于汽车自身技术水平参差不齐，另一方面汽车本身所使用材料中有一部分为易燃材料，更主要的是所有车辆所用燃料均为易燃品，而汽车发动机等处既有油路，又有电路，且发动机过热，油路老化或漏油等极易引发火灾。但是，由于汽车等运输工具是以发生位移工作的，大多在路途中工作，消防困难，除在城市等路段行驶有可用消防设施外，在路途中大多只能靠车上自备灭火器来满足消防。目前车上所配消防器材一般为手提式灭火器，主要有卤代烷、干粉或二氧化碳等，这些灭火装置一般置于车辆内某一部位，发生火灾后再由人员手持起动后实施灭火。对车内发生火灾，且发生较小火灾，这些灭火装置较为有效，但对于发动机等处所易发生较大火灾时这些车内所配灭火装置作用不大，尤其是在发生车辆碰撞事故后，造成车内人员无法再使用灭火器对发动机等部位实施灭火。对于发动机等处发生的较大火灾，车内现配备灭火器也不能保证有效灭火。20**年12月3日下午在**省**县城内一桑塔纳轿车发动机发生火灾，在未打开发动机罩之前车上人员用车内所配灭火器对准发动机罩所有缝隙喷灭火剂，而对发动机内火势根本没起多大作用，没几下灭火剂用完，后又打开机盖灭火，但火势更猛，立即用周围车辆上的灭火器灭火但火灾已不能控制，吓得周围人员四处躲避，后消防车赶到车辆已被烧毁。因此说，目前车辆上所配灭火装置不能有效地控制汽车火灾。三、谈车载灭火装置的研究和发展通过对一些汽车火灾事故分析，可以看出汽车火灾的主要部位是发动机部位。因此首先考虑的就是在发动机箱内增加相应消防装置，这些装置可以是自动或半自动的。它能在发动机部位出现火灾后能立即启动实施灭火。鉴于汽车火灾的特点，针对发动机内火灾可采用二氧化碳灭火设备或卤代烷灭火设备和超细干粉灭火设备等。安装二氧化碳灭火设备的分析二氧化碳灭火适用于液体、气体、固体和电气火灾，从灭火能力上二氧化碳灭火设备完全能满足汽车发动机火灾灭火。二氧化碳灭火设备是目前应用较广泛的一种气体灭火设备，可将二氧化碳贮气瓶置于发动机箱或车上其他部位，并在发动机箱内四周安装气体喷出管道，在驾驶室等处安装启动装置。在出现火灾后由驾驶室内人员控制启动，使二氧化碳立即充满发动机箱内实施灭火。由于二氧化碳气体比空气较重，灭火喷口以平向为好。由于二氧化碳气体在喷出时有一定的压力，对其释放速度应从发动机所在环境条件充分考虑各方面条件试验计算后确定。普通汽车发动机箱容积约为4立方米，不考虑发动机所占容积，按局部灭火方式计算二氧化碳贮用量约为40公斤，按40升贮气瓶计算为1.6个。为此，可采用2个40升的贮所瓶安置于车上相关部位。二氧化碳灭火在车上启动方便，但由于贮气瓶是以压力存贮气体的，其对车上“运动、振动”环境的适应需要采取一定的措施，同时压力贮存二氧化碳有一定的危险。安装卤代烷灭火设备的分析卤代烷灭火剂灭火以利于化学灭火，具有高效、迅速、低毒和对保护设备没有损害、用量少等优点，其从特性上很适合汽车灭火。目前有些车辆上如飞机发动机舱、赛车、军用车辆等已使用。卤代烷灭火系统如在车上设置，其也应在发动机箱内安装喷射、输送管道和控制装置。根据目前发动机箱容积，其储存和二氧化碳一样，但由于卤代烷灭火剂在温度较低时蒸汽压较小，不足以将灭火剂自行喷出形成灭火能力，因此也需要用氮气增压。另外卤代烷灭火剂在高热时可分解产生毒性较大的气体，这在车内设置时应注意。卤代烷灭火设备和气溶胶灭火设备很适合汽车发动机灭火，只是目前在车上是以携带方式配置，没能在发动机箱内采取专用方式固定配置，这样没能充分发挥其灭火效能，起到应有的灭火作用。为此建议相关灭火设备生产厂家与汽车生产企业联手，使当代先进的灭火消防技术能在汽车上做些尝试，以改变目前车用灭火器，“有”但灭火效果不好的被动局面。安装干粉灭火装置的分析干粉灭火剂是一种干燥的、易于流动的微细固体粉状混合物，其借助于氮气或二氧化碳气体的驱动，以喷雾的形式喷出，附于火灾物品上形成灭火能力。目前干粉灭火剂品种很多，有普通干粉灭火剂（主要为碳酸氢钠）、多用干粉灭火剂（主要是磷铵盐）和金属干粉灭火剂等。目前车上携带的主要是磷铵盐类多用干粉灭火剂。干粉灭火剂通过化学拟制作用中断链反应、遮断燃烧表面的辐射，减少可燃物的蒸发和降低反应区氧浓度的惰化作用来扑灭火灾。20**年国内就研发了车用灭火装置（脉冲超细干粉车用自动灭火装置），该装置内填充（ABC）超细干粉（平均粒径10-20微米）。这种形如圆喇叭状的金属灭火器被安装在发动机的上方，只要机舱内出现明火，灭火装置就会因明火而自动启动，喷射出干粉将火扑灭，这种灭火器成功的将人和火灾分离开来，遇火自动喷射释放灭火剂，能有效的保护人的生命安全，但是该装置在喷射出灭火剂的瞬间伴随又巨大的爆破声，不仅容易使人的神经受到一定程度的刺激，同时，在灭火过程中，由于冲击力巨大，也容易对车身造成一定程度的损坏，使车辆的引擎盖凹凸不平，甚至会造成人员伤亡。20**年****研制成功的车用自动灭火装置是目前比较成功的车用自动灭火装置。该车用自动灭火装置采用氮气无声启动，将灭火装置固定在车辆易起火的上方即可。当遇明火时，其超导感应线将信号自动传递给装置，装置迅速作出反应，释放出超细干粉高效灭火剂，将火灾迅速扑灭，其启动方式为无声启动，不会伴有爆炸声，安全、高效、环保，能把火灾的损失控制到最低限度。目前在****集团等多家后置式发动机客车用户应用。客户反映也十分良好。四、车载固定灭火设备的发展要求汽车等交通工具安装的固定灭火设备得从经济、安全等多方面考虑。技术上应不怕振动，要能适于车上环境。同时，灭火剂还应能在车上安装贮存有效期在一年以上，与汽车目前的年检周期相适应。灭火剂贮量越少越好，以减轻汽车等交通工具固定安装消防设备的成本。五、结束语目前对汽车等交通工具的消防工作在国内、国外从管理上都很重视，但就从具体采用什么样的设备能更有效地防止汽车火灾、控制火情，一旦发生火灾能快速有效地扑灭火灾，保证汽车和人员安全方面做的尝试还不多，而仅靠现有汽车自带的便携式消防器材又不能满足汽车消防需要，因此无论是消防管理部门，还是消防设备生产厂家、汽车制造厂家，特别是消防研究机构应对此做一些努力和尝试，这也是汽车消防设备的出路所在超细干粉灭火系统技术详解(3)干粉灭火机理分类：目前国内外学术界对于干粉灭火机理有以下两类之分。1：均相机理：是指干粉在火焰中分解汽化，产生大量游离基，进入气相与燃烧产物的游离基相作用，从而终止燃烧反应链。即所谓的化学灭火。2：非均相机理：是指高温燃烧产物产生的游离基与干粉的固体表面作用，终止燃烧反应链。即所谓的物理灭火。超细干粉灭火机理1：超细干粉安全、环保超细干粉经检验为对大气臭氧层耗减潜能值(ODP)为零，温室效应潜能值(GMP)为零。对环境无污染。成为哈龙灭火剂替代品之一。超细干粉可自然防潮，不须硅油包裹，在常态下不分解、不吸湿、不结块、具有良好的流动性、弥散性和电绝缘性。灭火后残留物易清理，可广泛应用于生产和生活各种场所，而且对保护物无腐蚀。经武汉药品检验所检验为无毒、无害，对人体皮肤、呼吸道无刺激。2：超细干粉灭火速度最快、效率最高、浓度最低超细干粉的平均粒径不大于5微米。远远小于普通干粉国际标准所规定的40微米，正是由于小，当喷射出的超细干粉与火焰接触时，这些细小的干粉在火焰中完全汽化，吸收大量的热能，在灭火中起主要作用。经测定超细干粉单位容积灭火效率是哈龙灭火剂的2—3倍，是普通干粉灭火剂的6—10倍，是七氟丙烷灭火剂的10倍，是二氧化碳的15倍以上。因而被称为灭火效率最高的灭火剂。超细干粉灭火浓度已通过国家检验部门检验为64.4g/m3。大量的实验数据显示。超细干粉灭火系统从启动到喷射结束。仅在数秒内完成。所以说超细干粉是目前国内外已发明的灭火剂中，灭火浓度最低，灭火效能最高，灭火速度最快的一种。3：超细干粉可扑灭火灾的类型经过大量已得到的灭火试验结果证明，超细干粉可用于扑救A、B、C类及带电设备火灾，这些火灾包括民用建筑、工业建筑等，所以超细干