气体灭火系统课件

1、概述—气体灭火的必要性许多场所火灾不能用水灭火。如：1）重要的档案资料库；2）用电设备间，计算机房等；3）精密仪器设备、珍惜物质与文物等；4）有爆炸危险的空间；5）其它场所。第1页，共57页。1、概述—主要气体灭火系统1）卤代烷（哈龙）灭火系统；2）二氧化碳灭火系统；3）氮气灭火系统；4）水蒸汽灭火系统；5）其它气体灭火系统。第2页，共57页。1、概述—气体灭火原理切断链式反映，大量扑捉自由基；窒息；冷却；混合作用。第3页，共57页。1、概述—气体灭火系统的特点没有水渍损失；电绝缘性好；灭火后无残留，易于清理；灭火设备价值相对较高；卤代烷、七氟丙烷等化工类灭火剂需要专业的化工厂生产。第4页，共57页。1、概述—卤代烷灭火系统

卤代烷气体灭火系统（哈龙）是开发应用较早，灭火效能较高，不导电，耐储存，毒性低，无残留，应用非常广泛的气体灭火系统。但由于卤代烷对大气臭氧层有破坏作用，使用受到了限制，根据《蒙特利尔议定书》等国际公约，我国将在2010年以前，停止生产卤代烷灭火剂。曾经得到广泛应用的卤代烷灭火系统有：卤代烷1211气体灭火系统卤代烷1301气体灭火系统第5页，共57页。1、概述—卤代烷1211灭火系统

卤代烷1211灭火剂（CF2CIBr二氟一氯一溴甲烷）是一种性能良好的灭火剂。它具有抑制燃烧过程中基本化学反应的能力。其灭火机理是：1211在高温下的分解物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递。因而它的灭火能力强、灭火速度快。在九十年代以前，卤代烷1211得到了广泛的应用。卤代烷1211的毒性相对较高，在灭火浓度下对人员影响较大。第6页，共57页。1、概述—卤代烷1301灭火系统(1)

卤代烷1301（CF3Br三氟一溴甲烷）是一种能够用于扑救多种类型火灾的有效灭火剂。它主要是通过高温分解物对燃烧反应进行抑制，中断燃烧的链式反应，使火焰熄灭，因而具有很高的灭火效力，并且可使灭火过程在瞬间完成。第7页，共57页。1、概述—卤代烷1301灭火系统(2)卤代烷1301还具有不导电、耐储存、腐蚀性小、毒性较低、灭火后不留痕迹等一系列优点。九十年代以来，1301得到了广泛的应用。直至今天，1301仍然是最高效、无毒的灭火药剂。在美国的军工、航天系统仍在应用。第8页，共57页。1、概述—卤代烷1301灭火系统(3)第9页，共57页。1、概述—卤代烷灭火系统替代物替代物洁净气体灭火系统混合惰性气体灭火系统二氧化碳灭火系统高压二氧化碳灭火系统低压二氧化碳灭火系统其它灭火系统－如气溶胶第10页，共57页。1、概述—替代物技术评定原则蒸发后无残留物;对臭氧层的损耗潜能值（ODP）小，最好为零;具有良好的灭火性能;无毒或低毒;合成物在大气中存留的寿命（ALT）短;温室效应潜能值（GWP）小，，最好为零;具有良好的气相绝缘性;具有良好的稳定性，能够长期贮存;用量宜接近于卤代烷“1301”;价格不宜过高，经济合理。第11页，共57页。1、概述—主要替代物生产厂商大湖公司杜邦公司安素公司名称HFC-227eaHFC-23IG-541商品名称FM-200FE-13INERGEN化学式CF3CHFCF3七氟丙烷CHF3三氟甲烷N2ArCO2氮、氩、二氧化碳ODP值00.0080GWP值0.650ALT值31年1天0对A类表面火灭火浓度%5.814.8828.1第12页，共57页。1、概述—气体灭火有关规范气体灭火系统施工及验收规范GB50263-97卤代烷1301灭火系统设计规范GB50163-92洁净气体灭火系统设计规范消防基础标准与有关的安全基础标准有关的工业与民用建筑防火设计规范有关的火灾自动报警系统标准、规范有关的卤代烷、二氧化碳灭火系统部件、灭火剂标准第13页，共57页。1、概述—气体灭火系统设置场所(1)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)第8.5.5条下列场所应设置自动灭火系统，且宜采用气体灭火系统：1国家、省级或人口超过100万的城市广播电视发射塔楼内的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源（UPS）室；2国际电信局、大区中心、省中心和一万路以上的地区中心内的长途程控交换机房、控制室和信令转接点室；3两万线以上的市话汇接局和六万门以上的市话端局内的程控交换机房、控制室和信令转接点室；4中央及省级治安、防灾和网局级及以上的电力等调度指挥中心内的通信机房和控制室；5主机房建筑面积大于等于140m2的电子计算机房内的主机房和基本工作间的已记录磁（纸）介质库；6中央和省级广播电视中心内建筑面积不小于120m2的音像制品仓库；7国家、省级或藏书量超过100万册的图书馆内的特藏库；中央和省级档案馆内的珍藏库和非纸质档案库；大、中型博物馆内的珍品仓库；一级纸绢质文物的陈列室；8其它特殊重要设备室。第14页，共57页。1、概述—气体灭火系统设置场所(2)高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）7.6.8条：高层建筑的下列房间应设置气体灭火系统，但不得采用卤代烷1211、1301灭火系统：国家、省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库；中央和省级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库；大、中型博物馆中的珍品库房；一级纸、绢质文物的陈列室；中央和省级广播电视中心内，面积不小于120m2的音、像制品库房。第15页，共57页。2、替代系统特性-二氧化碳系统二氧化碳是一种能够用于扑救多种类型火灾的灭火剂。它的灭火作用主要是相对地减少空气中的氧含量，降低燃烧物的温度，使火焰熄灭。二氧化碳是一种惰性气体，对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后能很快散逸，不留痕迹，又没有毒害。它适用于扑救各种可燃、易燃液体和那些受到水、泡沫、干粉灭火剂的玷污而容易损坏的固体物质火灾。根据储存压力的不同，二氧化碳灭火系统可分为:

高压二氧化碳气体灭火系统

低压二氧化碳气体灭火系统第16页，共57页。2、替代系统特性-七氟丙烷系统

七氟丙烷灭火剂是众多的哈龙灭火剂替代物之一。其耗损臭氧层潜能值为0，大气残留时间较短。对人体产生不良影响临界值为9％，“未观察到不良反应”浓度值较高，毒性较低。灭火浓度接近于1301。比较而言，七氟丙烷的洁净性较好，应用性能适中，在第一代哈龙替代物中综合性能最好。在1996年，它已被列入国内允许使用的哈龙替代品。在灭火过程中会分解出微量的氢氟酸有害气体，散发刺鼻的气味，有一定的腐蚀性。第17页，共57页。2、替代系统特性-混合惰性气体系统混合惰性气体灭火系统主要有：IG-541N252%Ar40%CO28%IG-55N250%Ar50%IG-100N2100%IG-01Ar

100%在常温和容器压力条件下，混合惰性气体呈气态形式储存在容器中；不污染环境、无毒、无副作用、无残留物、不会对被保护设备构成危害；灭火浓度较高，药剂用量用量较大，贮存容器压力较高。第18页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(1)通常所说的气溶胶，是指以空气为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。分散系统和胶体

按凝聚状态分类的胶体体系

分散质分散介质气态液态固态气态云、雾烟雾、高空灰尘液态泡沫乳状液（牛奶、乳化油）墨汁、硅胶、AgI溶液固态泡沫塑料、冰激凌珍珠、水凝胶红宝石、合金、有色玻璃第19页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(2)气溶胶灭火系统的分类:气溶胶灭火剂由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和黏合剂组成。热气溶胶：K型气溶胶－发生剂采用KNO3作主氧化剂，含量达到30％以上。S型气溶胶(锶盐类)－发生剂采用Sr(NO3)2作主氧化剂，以KNO3作辅氧化剂，Sr(NO3)2含量达到35％-50%,KNO310％-20%。冷气溶胶：干粉灭火剂第20页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(3)气溶胶灭火系统的发展:第一代气溶胶灭火系统－烟雾灭火技术第二代气溶胶灭火系统－K型气溶胶灭火技术第三代气溶胶灭火系统－S型气溶胶灭火技术第21页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(4)K型气溶胶灭火技术:第二代气溶胶灭火系统－K型气溶胶灭火技术灭火效率较高，造价很低，设置灵活存在问题:（1）安全性（2）致命缺陷－对精密仪器设备、文物、档案造成二次伤害。根源是主氧化剂钾盐造成，喷发后主要固体颗粒是K2CO3、KHCO3、K2O三种物质均是极易吸湿、或溶于水的物质，均与水能生成强碱性溶液。第22页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(5)S型气溶胶灭火技术:也称锶盐类气溶胶灭火技术----核心是在固体灭火气溶胶发生剂配方采用了以硝酸锶为主氧化剂，硝酸钾作为辅氧化剂的新型复合氧化剂。1、硝酸钾作为辅氧化剂保证较高灭火效率和喷放速度；2、主氧化剂分解产物SrO、Sr(OH)2、SrCO3,避免了二次伤害；3、灭火气体中固体颗粒含量微小（2％），粒径小（1微米），不易沉降，更接近于洁净灭火剂。第23页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(6)K、S型气溶胶灭火机理:1、吸热降温2、化学抑制3、窒息4、隔离以化学抑制为主第24页，共57页。2、替代系统特性-气溶胶系统(7)气溶胶系统综合比较:名称指标1301CO2IG-541FM200K型气溶胶S型气溶胶灭火效率高低低高高高贮存状况压力容器压力容器压力容器压力容器常温常压常温常压工程造价高高很高很高低低维护管理复杂复杂复杂复杂简单简单毒性低毒窒息无毒低毒不确定不确定二次伤害无无无无大较低最小灭火浓度53436.57灭火机理化学物理物理化学物理化学物理化学发展程度停止使用成熟成型成型很受限制正在发展第25页，共57页。3、气体灭火系统类型全淹没灭火系统是指在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀的充满整个防护区的灭火系统。局部应用灭火系统向保护对象以设计喷射率直接喷射灭火剂，并持续一定时间的灭火系统。第26页，共57页。3、气体灭火系统类型防护区划分：防护区宜以固定的单个封闭空间当同一区间的吊顶层和地板下需要同时保护时，可合为一个防护区第27页，共57页。3、气体灭火系统类型防护区泄压口与其它开口：防护区的泄压口宜设在外墙上，且应位于防护区净高的2/3以上泄压口的面积与灭火剂平均喷放速率和围护结构的允许压强有关防护区其它开口在灭火时应当关闭第28页，共57页。3、气体灭火系统类型按照防护区的数量，可将系统划分为单元独立系统组合分配系统第29页，共57页。3、气体灭火系统类型单元独立系统：只保护一个防护区或保护对象的灭火系统叫做单元独立系统单元独立系统不用设置选择阀，集流管与灭火剂输送管道直接相连第30页，共57页。3、气体灭火系统类型组合分配系统（1）：保护两个或两个以上的防护区或保护对象的灭火系统叫做组合分配灭火系统对于两个或两个以上邻近的防护区，宜采用组合分配灭火系统第31页，共57页。3、气体灭火系统类型组合分配系统（2）：组合分配灭火系统的储存量应按照最大防护区的储存量确定当防护区的数量超过规定数量或者对系统有特殊要求时，应设置备用量备用量不应小于系统设计的储存量，一般按照100%的第32页，共57页。3、气体灭火系统类型系统形式（1-单元独立）：第33页，共57页。3、气体灭火系统类型系统形式（2-组合分配）：第34页，共57页。3、气体灭火系统类型不同系统形式图片第35页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：灭火浓度与设计浓度；设计用量；设计额定温度与系统增压要求；充装率(充装系数)；喷放时间第36页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：灭火浓度与设计浓度(1)灭火浓度指在一定的条件下，扑灭某种火灾所需灭火剂在空气与灭火剂的混合物中的最小体积百分比。设计浓度用于工程设计的浓度，比灭火浓度要高。第37页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：灭火浓度与设计浓度(2)七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍[有争议，以前是1.2倍]1211、1301设计灭火浓度或设计惰化浓度不应小于最小灭火浓度1.2倍，并不应小于5.0%。二氧化碳设计浓度不应小于灭火浓度的1.7倍，并不得低于34％。第38页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：设计用量设计用量应为灭火设计用量与剩余量之和。灭火设计用量与设计浓度、防护区容积、开口面积等有关。剩余量应包括容器内的剩余量和管网中的剩余量。组合分配系统的设计用量应按照该组合中需要灭火剂量最多的一个防护区的设计用量计算。第39页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：设计额定温度与系统增压要求系统设计额定温度为20℃。系统增压要求应采用氮气增压输送。氮气的含水量不应大于0.006%(m3/m3)。即高纯氮气。额定增压压力分为两级，应符合下列规定： 2.5±0.125MPa(表压) 4.2±0.125MPa(表压)第40页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：充装率(充装系数)七氟丙烷在储存容器中的充装率，不宜大于1120kg/m3。IG-541的充装率不应大于211.15kg/m3。第41页，共57页。4、气体灭火系统设计设计参数：喷放时间系统喷放时间与灭火剂的种类和被保护物有关。第42页，共57页。5、气体灭火系统组件储存装置启动装置集流管和钢瓶架单向阀和高压软管选择阀和压力开关喷头管道材料及其附件第43页，共57页。5、气体灭火系统组件储存装置:储存装置由储存容器和容器阀等组件组成。储存容器上应装有泄压装置。对于1301、七氟丙烷等系统，钢瓶上应装有压力表。高压二氧化碳系统的钢瓶应设称重装置。低压二氧化碳系统储存装置应由储存容器、容器阀、安全泄压装置、压力表、压力报警装置和制冷装置等组成。第44页，共57页。5、气体灭火系统组件启动装置:启动装置包括有气动、电动、机械启动等几种类型。气动启动装置由启动钢瓶和电磁阀、启动管路等组件组成。启动钢瓶内充装高纯氮气。电磁阀启动电压为24V。第45页，共57页。5、气体灭火系统组件集流管和钢瓶架:集流管用于汇集从各储存容器放出的灭火剂再送入管网。钢瓶架用于固定储存容器和集流管，在平时或灭火剂喷放时防止系统部件损坏。第46页，共57页。5、气体灭火系统组件单向阀和高压软管:对于1301、七氟丙烷、高压二氧化碳灭火系统，在容器阀与集流管之间的管道上应设单向阀。单向阀用于防止灭火剂的回流。单向阀与容器阀或单向阀与集流管之间应采用高压软管连接。一般高压软管设在单向阀与容器阀之间。第47页，共57页。5、气体灭火系统组件选择阀和压力开关:选择阀是在组合分配灭火系统中用于控制灭火剂流向的装置。选择阀的公称直径应与主管道相同目的是便于管网的安装和减小管道的局部压力损失。压力开关是用来检测并反馈灭火剂是否喷放的信号装置。在组合分配系统中，压力开关一般装在选择阀之后的主管道上。第48页，共57页。5、气体灭火系统组件喷头:喷头根据不同的喷射方式和安装位置可分为径向喷头径向导罩喷头架空型喷头槽边型喷头等喷头在防护区内宜均匀布置喷头宜贴近防护区顶面安装，距顶面的最大距离不应大于0.5m。第49页，共57页。5、气体灭火系统组件管道材料及其附件:在一般的防护区，输送灭火剂的管道应采用内外镀锌厚壁无缝钢管。在有腐蚀镀锌层的场所，应采用不锈钢管。输送启动气体的管道，宜采用铜管。钢制管道的附件应内外镀锌。在有腐蚀镀锌层的场所，应采用铜合金或不锈钢的管道附件。管