全氟己酮探火管式灭火装置设计及验证研究

摘要：全氟己酮作为一种新型的灭火剂，因其环保的优势被广泛应用于各类灭火装置中。本文旨在设计并验证全氟己酮探火管式灭火装置的有效性和性能。详细介绍了全氟己酮探火管式灭火装置的设计、零部件选型、样品试制，采用实验验证的方法对设计的装置进行了性能测试。实验结果表明，所设计的全氟己酮探火管式灭火装置在模拟火灾场景中展现出了出色的灭火效果和快速反应能力，为全氟己酮灭火系统的设计和应用提供实用性指导和理论支持。关键词：全氟己酮；探火管；灭火装置引言探火管式滅火装置是一种集火灾探测、灭火于一体的新型灭火装置。该装置无需电源、专门的烟感、温感等探测器，其工作原理是将探测管布置在可能发生火灾的地方和距离潜在火源最近处。在火灾爆发时，探测管因受热而破裂，利用内部储存的压力，立即释放灭火剂，实现点对点的灭火作业。全氟己酮是一种新型洁净灭火剂，具有出色的灭火性能，以液态储存，喷出后立即气化，完全淹没受保护的空间。全氟己酮具有抑制燃烧过程基本化学反应的能力，通过热吸收达到高效的灭火性能，灭火能力强、灭火速度快，能够非常有效防止复燃。与传统的氟利昂类物质相比，全氟己酮对臭氧层的破坏潜能较低，对环境影响较小。它不会在大气中滞留太长时间，因此对大气层的影响较小。同时，它在人体和环境中的残留时间较短，不会对人体健康造成长期影响[1]。全氟己酮探火管式灭火装置集探火管式灭火装置和全氟己酮灭火剂的优点于一体，被广泛用于计算机服务器房、电力变电站、储能柜、博物馆、实验室等重要场所，用于防范多种类型的火灾。因此，对全氟己酮探火管式灭火装置进行研究，有着较为现实的应用价值[2]。一、设计和制作（一）设计与配置选型灭火装置由灭火剂贮存容器、容器阀、单向阀、探火管和压力显示器构成[3]。设备的各组件应牢固连接、可靠固定，整体布局合理、安装位置应准确无误。加工每个零件时，必须确保没有明显缺陷或机械损伤，在外表面进行防腐处理，以保证防腐层和镀层的完整性和均匀性。设备的每个操作部位都应标明清晰的文字和图形符号，同时设备铭牌必须被稳固设置在显眼位置。1.容器阀的确定探火管式灭火装置常用的有直通式阀门和平衡式阀门两种。直通式阀门一般适用于压力低、输送距离小的探火管式装置。本项目考虑到产品的通用性、适用性，确定选用平衡式容器阀。2.气瓶的确定从药剂的充装率、气瓶的通用性及外观方面综合考虑，1.5kg和3kg探火管式灭火装置选用直径108、容积3L的无缝气瓶；6kg探火管式灭火装置选用直径140、容积7L的无缝气瓶。3.探火管的确定市场上常用的探火管有6×1和8×1两种尺寸规格。由于6×1规格探火管的通径小，使用中喷放时间偏长，一般适用于所需探火管较短的场所。本项目从适用性和通用性方面综合考虑，确定采用8×1探火管。（二）样品试制依据上述确定的容器阀、气瓶和探火管，再配套设计制作压力表、虹吸管、压力表单向阀等部件，最终设计了TH-Z-QF-1.5/2.5/170、TH-Z-QF-3/2.5/170、TH-Z-QF-6/2.5/170三种型号规格的探火管式灭火装置。图1为型号编制规则，以“TH-Z-QF-6/2.5/170”为例，这一符号表示直接探火管式灭火装置，充装灭火剂为全氟己酮，灭火剂质量为6kg，贮存压力2.5MPa，探火管静态动作温度为170℃。预置（探火管）式全氟己酮灭火装置结构图，如图2。1是钢瓶无缝气瓶；2是填充的全氟己酮灭火剂；3是虹吸管；4是容器阀组件；5是不干胶铭牌；6是压力表组件；7和8是探火管；9是压力表单向阀组件；10是压力表组件。经检测，灭火装置的基本参数满足表1所示要求。同时，为了后续试验需要，还设计制作了空间体积为225m3、3m3、4.5m3、6m3、9m3、12m3的灭火试验箱各一套。三、试验方法及结果本次设计的全氟己酮探火管式灭火装置试验方法参照《探火管式灭火装置（GA1167-2014）》中的灭B类火和灭A类火试验方法。灭火试验模型尺寸见表2，探火管长度为20m，末端置于试验空间顶部，距顶50mm。（一）灭B类火试验在上述提到的行业标准中，针对灭B类火的试验，系统做了详细规定，整个系统包括正方形的灭火油盘和圆形的钢制油罐，同时对油盘的面积、油罐的高度、壁厚、内径提出了具体的参数指标。灭火所使用的燃料为商业级正庚烷。同时，实验中的油盘和油罐放置位置和布局方式也需要参照行业规范执行。试验时对油盘和油罐进行点燃操作，进行30秒的预燃。在随后的操作中，启动自动灭火装置，并记录喷射时间和灭火时间。（二）灭A类火试验在上述提到的行业标准中，针对灭A类火的试验，系统也做了详细规定，具体到木垛的材质、含水率；组成木垛的层数、方木尺寸及放置方式；引燃油盘的材质、形状、面积等内容。灭火所使用的燃料和灭B类火一样，仍然为商业级正庚烷。在户外做灭A类火试验时，一定要关注试验环境，特别是天气环境，要防止受到阳光、雨雪天气的影响以及风速要控制在2m/s的范围内。在室内做此试验时，要确保室内体积在试验空间体积的6倍以上。引燃及灭火动作要求根据规范进行操作，及时记录相关数据。（三）试验结果依据T/CECS10171《预制式全氟已酮灭火装置》要求，在进行B类火和A类火灭火试验时，灭火装置应在灭火剂喷射结束后的30秒内完成灭火。此外，在A类火灭火试验中，一旦扑灭了明火，灭火装置还需要继续抑制燃烧10分钟，而后开启空间通风，以确保木垛不会再次燃烧，最终试验结果如表3所示。结语综上所述，研究团队通过合理设计、选型、配置，研制出1.5k