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气体灭火的原理与实际使用效果

作者：Robert 日期：2012-11-12 10:33:50 浏览：14103

　　气体灭火系统是指平时灭火剂以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内，灭火时以气体（包括蒸汽、气雾）状态喷射作为灭火介质的灭火系统。并能在防护区空间内形成各方向均一的气体浓度，而且至少能保持该灭火浓度达到规范规定的浸渍时间，实现扑灭该防护区的空间、立体火灾。
气体灭火系统的优点
　　灭火效率高。达到灭火浓度的气体灭火剂将充满整个房间，对房间内各处的立体火均有很好的灭火作用。
　　灭火速度快。气体灭火系统多为自动控制，探测、启动及时。对火的抑制速度快，可以快速将火灾控制在初期。实验证明，气体灭火系统长则几分钟、短则几秒钟就可将火扑灭，可极大地避免恶性火灾事故的发生。
　　使用范围广。气体灭火系统可以有效地扑灭固体火灾、液体火灾、气体火灾，而且由于灭火剂不导电，可以扑救电气设备火灾，因此，具有较宽的灭火范围。
　　对被保护物不造成二次污损。灭火后灭火剂很快挥发，对保护对象无任何无损。火灾和实验证明，气体灭火系统在灭火的同时或火灾扑灭以后，计算机和其他的电气设备可继续运行，对磁盘、胶卷等储存的信息无影响。这一点是其他灭火系统不可比拟的。
气体灭火系统的缺点
　　1、系统一次投资较大；与建筑物设置的其他固体灭火系统相比，气体灭火系统一次投资较大。因此，是否设置就要考虑造价与受益的关系。
　　2、对大气环境的影响；气体灭火系统对环境有较大的影响，会破坏大气臭氧层，而且会产生温室效应。特别是卤代烷1301和1211灭火剂对大气臭氧层的破坏作用非常显著。现今世界各国正在积极寻找卤代烷灭火剂的替代物，并已取得较大成果（某些替代物仍属于卤代烷序列。卤族元素指周期系ⅦA族元素。包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，简称卤素。
　　3、不能扑灭固体物质深位；气体灭火系统的冷却效果差，而且灭火剂设计浓度不易维持太长的时间。这类火灾适宜用水灭火系统扑灭。
　　4、被保护对象限制条件多；相对于传统的水灭火系统，气体灭火系统具有明显的优点。
　　常见的气体灭火系统有卤代烷气体灭火系统（卤代烷1211，1301灭火系统）；洁净气体灭火系统（FM-200）；混合惰性气体灭火系统（IG-541）；二氧化碳灭火系统（CO2）；气溶胶（S型）等。
哈龙（卤代烷）灭火剂
　　哈龙（卤代烷）灭火剂是化学灭火。卤代烷受热分解，生成的卤素自由基与燃烧所产生的等活性自由基进行链式反应。故有时卤代烷灭火剂称为断链剂、减速剂或抑制剂。具有灭火快、用量省、易汽化、空间淹没性好、洁净、不导电、可靠期储存不变质等特点，应用范围较广。但在二十世纪八十年代初，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，我国已在2010年以前，停止生产卤代烷灭火剂。
二氧化碳灭火系统
　　在气体灭火剂中，开发应用最早的是二氧化碳灭火系统。由于其灭火剂来源广泛、价格低廉、电绝缘性高、清洁无残留物、长期贮存不变质，其应用较为广泛。
　　二氧化碳灭火系统是以二氧化碳作为灭火介质的。二氧化碳作为一种标准工业制品已被应用多年。19世纪，人们发现二氧化碳对一般的燃烧反应呈现惰性，而且在较高浓度下可使燃烧反应终止，可以作为灭火剂使用。20世纪初期，二氧化碳灭火剂的应用有了较大发展，直到今天，由于二氧化碳灭火剂易于制造、价格低廉，在很多场合得到应用。相对于卤代烷灭火系统来说，二氧化碳灭火剂用量大，相应的系统规模较大，投资较大，灭火时的毒性危害较大。另外，二氧化碳会产生温室效应，对环境有影响，所以，该系统也不宜广泛使用。

七氟丙烷灭火剂（FM-200）
　　七氟丙烷作为灭火剂其灭火过程要通过物相的改变，由液相到气相再经分解来完成，其灭火是物理作用化学作用参半。
　　物理作用主要是冷却，就化学作用而言，卤素原子活性基中以氟的自由基半径最小，捕捉燃烧中活性基H+、OH-的能力低；加之产生的HF稳定（这正是HF生成量大的原因之一），不像HBr和HI有再次捕捉OH-活性基的作用，所起到的燃烧断链作用就小。故七氟丙烷的化学灭火作用低于哈龙1301、1211。
　　七氟丙烷化学灭火作用产生的分解产物HF是其主要的负面作用。HF有一定的毒性，在潮湿条件下的腐蚀性，达到一定浓度对人体及设备会造成损害。
　　七氟丙烷是国内开发较早的哈龙替代物之一，由于性能与哈龙相似，符合人们长期使用哈龙灭火系统的习惯，且灭火效能也较高，因此七氟丙烷是目前哈龙替代产品中应用最多、技术相对最成熟的洁净气体灭火系统。

IG-541气体灭火系统
　　IG-541气体灭火系统，又称烟络尽灭火剂；由氮气（52%）、氩气（40%）和二氧化碳气体（8%）混合而成，其ODP值（耗氧潜能值）为0，GWP值（温室效应值）为0。
　　烟络尽灭火剂可以扑灭A、B和C类火灾，但是，对D类火灾和含有氧化剂的化合物
　　以及金属氧化物引起的火灾无效。烟络尽具有环保性、安全性、保护性、经济性等特点。烟络尽灭火剂适用于电子计算机房、通讯设备、控制室、磁带库、绝对清洁室、图书馆、档案馆、珍品库、配电房等重点单位和场所的消防保护。烟络尽由于是由大气中纯天然气体成分组成，是几种灭火剂中对人体伤害最小的一种气体灭火剂，在有人工作区域，也应尽量选择烟络尽系统来灭火。
　　IG541属惰性气体灭火系统，其环保性能和对设备的安全性能在气体灭火系统中最佳。特别适宜对环保要求高的场所和保护精密设备和珍贵财物。另外，IG-541系统压力高、气相高程阻力小，输送距离远、垂直输送能力强，对防护区分散、管网复杂、输送距离远、垂直落差大的工程尤其适用。

气溶胶灭火系统
　　气溶胶通俗说是细小的固体或液体微粒分散在气体中形成的稳定物态体系，专业是指以气体(通常为空气)为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。
　　气溶胶灭火装置中的固态灭火剂通过电启动，其自身发生氧化还原反应形成大量凝集型灭火气溶胶，其成分主要是N2、少量CO2、金属盐固体微粒等。
　　气溶胶灭火机理如下：
　　A、吸热降温灭火机理
　　金属盐微粒在高温下吸收大量的热，发生热熔、气化等物理吸热过程，火焰温度被降低，进而辐射到可燃烧物燃烧面用于气化可燃物分子和将已气化的可燃烧分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应速度得到一定抑制。
　　B、灭火机理。
　　a、气相化学抑制:在热作用下，灭火气溶胶中分解的气化金属离子或失去电子的阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。
　　b、固相化学抑制:灭火气溶胶中的微粒粒径很小（10-9～10-6m)，具有很大的表面积和表面能，可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。
　　c、降低氧浓度:灭火气溶胶中的N2、CO2可降低燃烧中氧浓度，但其速度是缓慢的，灭火作用远远小于吸热降温、化学抑制。
　　气溶胶具有灭火效率高、灭火速度快、对大气臭氧层无损耗、可常压贮存、工程造价低、设备结构简单、安装方便等优级点，可用于小防护区、电缆沟、地下通道、地板或吊顶夹层等场所。