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氣體消防知識

發布時間:2009/2/17 15:05:06 
一.基本概念
為保護一些不能用水撲救部位的避免火災損失,廣泛使用了氣體消防。如電信機房、廣播電視設備、發電機房、電氣設備房、變壓器、油斷路器、電動機、內燃機、電氣機車、圖書檔案樓、科研試驗樓、貴重儀器設備房、大型船舶、油品廠房等場所。
氣體滅火系統包括鹵代烷(當前改用替代物)、二氧化碳、惰性氣體及煙霧滅火系統。
二.應用范圍
    氣體滅火劑可以撲救的火災:
a.可燃氣體火災,如甲烷、乙烯、煤氣、天然氣等。
b.甲、乙、丙類液體火災,如烴類、醇類、有機溶劑類等。
c.可燃固體表面火災;
d.電氣火災。
    氣體滅火劑不適用于如下材料產生的火災:
a.無空氣仍能迅速氧化的化學物質的火災,如硝酸纖維、火藥等;
b.活潑金屬的火災,如鈉、鉀、鎂、鈦和鈾;
c.金屬氫化物、強氧化劑、能自燃的物質的火災;
d.能自行分解的化學物質的火災,如有機氧化合 物和聯氨;
e.強氧化劑,如氧化氮氟等。
三.氣體消防設置場所
一般來講氣體滅火系統只用來保護建、構筑物內部發生的火災;而建、構筑物本身發生的火災,宜用其它方法撲救。
1.當一個具有火災危險性的場所要求:
(1)使用不污染被保護物的“清潔”滅火劑;
(2)有電氣危險而要求使用不導電的滅火劑;
(3)有貴重設備、物品,要求使用能夠迅速滅火的高效滅火劑;
(4)不宜或難以使用其它類型的滅火劑時,宜采用氣體滅火系統。
2.在國家標準《建筑設計防火規范》(GBJ16-87)和《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)中對應設氣體滅火系統的一些典型場所作出了規定:
(1)大中型電子計算機房;
(2)大中型通訊機房或電視發射塔微波室;
(3)貴重設備室;
(4)文物資料珍藏庫;
(5)大中型圖書館和檔案庫;
(6)發電機房、油浸變壓器室、變電室、電纜隧道或電纜夾層等電氣危險場所。
3.防護區內經常有人工作,應采用1301滅火系統,不宜采用1211和二氧化碳滅火系統。
四.氣體消防防護區
能滿足氣體滅火系統要求的有限封閉空間,封閉結構是難燃燒體或非燃燒體,且該空間內能將該滅火劑濃度保持一段時間。對防護區有環境溫度、大小、圍護結構的耐火性能、圍護結構的耐壓性能、防護區開口、防護區的機械通風和生產操作、防護區的泄壓、防護區的安全等多方面要求。
防護區的大小是出于安全方面的考慮。根據人員疏散要求,報警后疏散時間不大于30s,防護區面積不能太大。規范中規定:當采用管網滅火系統時,單個防護區的面積不宜超過500m2,容積不宜超過2000m3;當采用預制滅火裝置時,單個防護區的面積不宜超過100m2,容積不宜超過300m3;大于以上規定時,宜采用分隔的方法。
五.氣體滅火系統的分類
氣體滅火系統分類的方法較多,以鹵代烷1211、1301及二氧化碳為例,大致有下列幾種分類方法:
    按滅火系統的結構特點可分為管網滅火系統和無管網滅火裝置(亦稱預制滅火系統)。
    按防護區的特征和滅火方式可分為全淹沒滅火系統和局部應有滅火系統。
    按一套滅火劑貯存裝置保護的防護區的多少可分為單元獨立系統和組合分配系統。
    按管網布置形式可分為均衡系統和非均衡系統。
    按增壓方式的不同可分為貯壓式滅火系統和貯氣容器式滅火系統(二氧化碳滅火系統按貯一等級可分為高壓系統和低壓系統)。
六.氣體滅火系統的組成
氣體滅火系統的貯存容器、容器閥、連接軟管、單向閥、集流管和框架(或支架)等部件通常是組合在一起的,總稱為貯存裝置,無管網滅火裝置的貯存裝置一般由貯存容器、容器閥和支架等部件組成。
    管網滅火系統由滅火劑貯存裝置、規定和噴嘴等組成。
    無管網滅火裝置是將滅火劑貯存容器、控制閥門和噴嘴(或帶較短的管道)等組合在一起的一種滅火裝置。
    全淹沒系統是由滅火劑貯存裝置,在規定的時間向防護區噴射滅火劑,使防護區內達到設計所要求的滅火濃度;并能保持一定的浸漬時間,以達到撲滅火災,并不在復燃的滅火系統。
    
    局部應用系統是由一套滅火貯存裝置,在規定的時間內直接向燃燒著的可燃物表面噴射一定量滅火劑的滅火系統。
    單元獨立系統是指用一套滅火劑貯存裝置保護一個防護區的滅火系統。它是由滅火劑貯存裝置、管網和噴嘴等組成。
    組合分配系統是指一套滅火劑貯存裝置保護多個防護區的滅火系統。是由滅火劑貯存裝置、選擇閥、管網和噴嘴等組成。
七.氣體滅火系統的操作與控制
    氣體滅火系統應設有自動控制、手動控制和機械應急操作三種啟動方式;當局部應用系統用于經常有人保護場所時可不設自動控制。
    當采用火災探測器時,滅火系統的自動控制應在接收到兩個獨立或不同類的火災信號或才能啟動。根據人員疏散要求,宜延遲啟動,但延遲時間不應大于30s(煙烙盡為1分鐘)。
    
    手動操作裝置應設在防護區外便于操作的地方,并應能在一處完成系統啟動的全部操作。局部應用系統手動操作裝置應設在保護對象附近。
    氣體滅火系統的供電與自動控制應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》的有關規定。當采用氣體作為動力源時,應保證系統操作與控制所需要的壓力和用氣量。
    
八.氣體滅火系統的安全措施要求
    防護區內應設火災聲報警器,必要時可增設光報警器,防護區的入口應設光報警器。報警時間不宜小于滅火過程所需要的時間,并應能手動切除報警信號。
    防護區應有能在30s內使該區人員疏散完畢的走道和出口。在疏散完走道和出口處,應設火災事故照明和疏散指示標志。
    防護區入口處應設滅火系統防護標志和滅火劑釋放指示燈。
    當系統管道設置在可燃氣體、蒸汽或有爆炸危險粉塵的場所時,應設防靜電接地。
    地下防護區和無窗或固定窗扇的地上防護區,應設機械排風裝置。
    防護區的門應向疏散方向開啟,并能自動關閉,在任何情況下均應能從防護區內打開。
    設置滅火系統的場所應能配備專業的空氣呼吸器或氧氣呼吸器。
九.鹵代烷滅火系統
作為滅火劑的鹵滅火系統代烷,常用的有1211(CF2ClBr,二氟一氯一溴甲烷)、1301(CF3Br,三氟一溴甲烷),目前改用FM200;1301與1211的應有范圍和滅火能力基本相同。1211全淹沒系統防護區的環境溫度應在0℃以上,1301全淹沒系統防護區基本上不受低溫限制;此外1211的毒性大于1301;但是1301的價格比1211高。
鹵代烷滅火系統的電絕緣性能好,化學性能穩定、滅火速度快、毒性和腐蝕性小、釋放使用后無遺留的殘渣痕跡或者很少、具有良好的貯存性和滅火效能。
由美國人開發的1211和1301氣體滅火劑均屬于鹵代烷(Halon)滅火劑;鹵代烷滅火劑是分子中含有一個或多個鹵素原子的化合物(鹵素元素有氟、氯、溴、碘)。當碳氫化合物(例如甲烷、乙烷等)中的氫原子被鹵素原子取代后,所生成的化合物的化學性質和物理性質有明顯的變化。
1211和1301氣體滅火劑的化學性質比較穩定,只在高溫下會發生分解。
化學物質對生命危害性分類中為5級。1211毒性較小,實驗證明,人在4~5%1211濃度的場所中,****安全時間可達1分鐘;在低于4%的濃度時,人員停留數分鐘不大可能產生嚴重影響。多次接觸1211,也不能形成毒性積累。當空氣中1211濃度達到5~10%時,才會有生命危險(設計滅火濃度超過5%)。但1211在火災中分解產物達到危險性較大。1211在與火焰或超過500℃的熱表面接觸即分解,若燃燒過程中同時產生有效氨,則產生劇毒的氫鹵酸、碳酰鹵等。1211分解程度取決于火災大小、滅火劑濃度以及滅火劑與火焰(或高熱表面)接觸時間的長短;在實際應用時采用較大的供給強度和較短的滅火時間來減少分解產物。
鹵代烷的滅火不是依賴物理性的冷卻、窒息、隔離的作用;而是靠化學抑制作用,即鹵代烷在火焰高溫中分解產物能與燃燒過程中的自由基發生反應,使燃燒反應中斷。是高效的滅火過程。
鹵代烷滅火劑可以撲救的火災:a.可燃氣體火災,如甲烷、乙烯、煤氣、天然氣等。b.甲、乙、丙類液體火災,如烴類、醇類、有機溶劑類等。c.可燃固體表面火災;d.電氣火災。應該強調的是:鹵代烷滅火劑很難撲滅可燃固體深部火災(陰燃)。
1.FM200
美國大湖公司生產的FM-200的分子式為CF3CHFCF3;其滅火設計濃度與1301相當;FM200滅火系統與1301所使用的設備、管道及配置方式幾乎完全相同。
FM200(HFC-227ea)的國內產品稱七氟丙烷,毒性很小,不破壞臭氧層,同1301性質相近;**小滅火設計濃度為8.82%,比1301稍多。七氟丙烷價格較高。
2.“取代”
美國太平洋科技公司生產的“取代”(TEIODIDE)氣體滅火劑屬于FIC類物質,分子式為CF3I。
“取代”氣體滅火劑滅火濃度為3.9%,滅火速度快。
其ODP=0.008,GWP<5,大氣停留時間<1天。滅火時CF3I會分解形成HF/HI和I2,其鹵化物的酸性值均小于HFC和PFC,但高于1301。
十.二氧化碳滅火系統
屬于液化氣體潔凈滅火設施,對絕大多數物質沒有破壞作用,滅火主要是窒息作用并有少量的冷卻作用。其**小滅火設計濃度為34.0%,早已超過了人的致死濃度;氣體用量大。
十一.煙霧滅火系統
是煙霧滅火劑在滅火器內進行燃燒反應,產生大量的二氧化碳、水蒸氣、氮氣,噴射到被保護空間或液面上,形成均勻而濃厚的滅火氣體層,起到稀釋、覆蓋和化學抑制等滅火作用。
十二.惰性氣體及煙烙盡滅火系統
氮氣等惰性氣體,能沖淡燃燒區的氧氣濃度,將空氣中氧氣的濃度降低,并能隔絕燃燒區的空氣,燃燒就不能繼續。滅火為純物理過程。使用的氣體量非常大。
美國安素公司開發的煙烙盡為氮氣、氬氣和二氧化碳按52:40:8的比例組成的混合氣體,滅火后不留痕跡,無毒無害。煙烙盡價格高,使用量大,其**小滅火設計濃度為37.5%。
煙烙盡為惰性氣體滅火劑,能沖淡燃燒區的氧氣濃度,將空氣中氧氣的濃度由21%降低至12.5%,并能隔絕燃燒區的空氣,燃燒就不能繼續。滅火為純物理過程。
十三.水噴霧滅火系統
水流通過噴頭以預定的形式、粒徑、流速噴出,是通過水霧冷卻、產生水蒸氣窒息、乳化某些液體和動力稀釋作用來達到滅火。

 
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