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CO2灭火系统:非污染、高效且适用于带电设备火灾的替代方法

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:由此CO2灭火系统就成了替代方法之一。CO2灭火机理有窒息作用和冷却作用两种。用CO2灭火时,不会污染火场环境,灭火后不留痕迹,不腐蚀设备。另外,由于CO2不导电,所以可用来扑救带电设备火灾。

CO2灭火系统:非污染、高效且适用于带电设备火灾的替代方法

一、卤代烷灭火系统

卤代烷是以卤素原子取代烷烃类化合物分子部分或全部氢原子后所生成的物质,是一类有机化合物的总称。卤代烷1211灭火剂是甲烷中的氢原子被氟、氯、溴等3种卤素原子取代后形成的;卤代烷化合物的化学名称为二氟一氯一溴甲烷(CF2ClBr),因化学式中含有1个碳原子、2个氟原子、1个氯原子和1个溴原子,故称1211灭火剂。同理,1301灭火剂为三氟一溴甲烷(CF3Br)。

卤代烷灭火剂主要是通过抑制燃烧的化学反应过程,使燃烧化学反应链中断而达到灭火的目的,其作用是靠灭火剂接触火焰或高温表面时分解产生活性游离基,夺取燃烧连锁反应过程中生成的活性物质,从而使燃烧连锁反应的链传递中断而灭火。

卤代烷灭火剂一般经加压或制冷后液化储存在压力容器内,当喷入防护区后可迅速气化,其化学稳定性好,在正常情况下可长期储存达20年之久。

1.卤代烷灭火剂的毒性与危害

经试验,当人接触浓度低于4%的卤代烷灭火剂1min时,其中枢神经系统即开始出现反应,当浓度大于4%、接触时间超过几分钟后,人便会出现眩晕、反应迟钝等现象。卤代烷1211灭火剂在温度高于482℃时会分解,分解产物主要为卤酸(HF、HCl、HBr)和游离卤素(Cl2、Br2),并产生少量的卤代碳酸(COF2、COCl2、COBr2)。

在有水分条件下卤代烷灭火剂会发生水解,生成氢卤酸,对金属造成腐蚀;当含水量在0.02%以下时,对钢、黄铜和铝没有腐蚀作用。

卤代烷灭火剂在使用后由于其产生的游离氯和溴会消耗地球上空10~20km处的臭氧保护层,使可被臭氧层吸收的太阳射线直接通过臭氧空洞射到地球表面,危及地上的生物。氟里昂制冷剂和卤代烷灭火剂对臭氧层的破坏程度,可用臭氧耗减潜能值(即ODP系数)表示,见表13-18。2010年后我国将停止使用这类灭火剂。目前世界上有近20种候选替代产品,如Halon1301、FE13、Triodide、FE25、FE241、FM200、IG541、IG55和IG01等等。

2.卤代烷灭火剂的适用范围

卤代烷灭火剂可扑灭B类、C类火灾及A类的表面火灾、带电设备和电气线路的火灾。但不能扑灭无空气仍能迅速氧化的化学物质火灾、化学性质活泼的金属火灾、金属的氢化物火灾、强氧化剂火灾和能自燃的火灾。

3.卤代烷灭火系统的组成及工作原理

表13-18 氟氯碳化合物的ODP系数

卤代烷灭火系统可分为独立系统和组合分配系统。它们均由启动钢瓶、卤代烷贮瓶、集流管、电磁阀、管网和喷嘴等组成。卤代烷灭火系统工作原理框图如图13-10所示。

图13-10 卤代烷灭火系统工作原理框图

二、CO2自动灭火系统

1989年1月1日诞生了《蒙特利尔议定书》,制定了限制生产并逐步淘汰卤代烷灭火剂的战略,在其后的修正案中要求发达国家到1995年底要全部停止生产氯氟烃与卤代烷灭火剂,发展中国家到2010年以前停止生产。由此CO2灭火系统就成了替代方法之一。

CO2是一种无色、无味、不导电的气体,比空气略重。CO2灭火剂具有来源广泛,价格低廉(仅为卤代烷1211灭火剂的1/50),灭火性能好,热稳定性及化学稳定性好,灭火后不污损被保护物等优点。

1.灭火机理

CO2灭火剂在常温、常压下为三相,其临界温度为31.4℃,临界压力为2.4MPa,固-液-气三相共存温度为-56.6℃,该点压力为0.52MPa。CO2灭火剂是在气-液两相状态下贮存的。贮存状态分为高压贮存和常温贮存,温度容许在0~60℃变化;低压贮存可在-20~-18℃条件下贮存。

CO2灭火机理有窒息作用和冷却作用两种。窒息作用的原理是:CO2被喷放出来后,分布于燃烧物周围,稀释周围空气中的氧含量,使燃烧物产生的热量减小,当小于热散失率时燃烧就会停止;冷却作用的原理是:CO2灭火剂被喷放出来后由液相迅速变为气相,会吸收周围大量的热量,使周围温度急剧下降。在这两个作用中,窒息作用是主要的,而冷却作用是次要的。

2.适用条件

(1)适于扑救的火灾:CO2灭火剂适于扑救气体火灾和甲、乙、丙类液体火灾以及一般固体物质火灾。用CO2灭火时,不会污染火场环境,灭火后不留痕迹,不腐蚀设备。另外,由于CO2不导电,所以可用来扑救带电设备火灾。

CO2的扑救还包括以下范围:

1)油浸变压器室、充油高压电容器室、多油开关室和发电机房等。

2)通信机房、大中型电子计算机房、电视发射塔的微波室、精密仪器室和贵重设备室。

3)图书馆、档案库、文物资料室和图书馆的珍藏室等。

4)加油站油泵间和化学试验室等。

(2)CO2不适于扑救的火灾:

1)自己能供氧的化学物品的火灾,如硝酸纤维、火药等。

2)能自行分解的化学物质的火灾。

3)纤维物内部的阴燃火灾。

4)含氧化剂的化学品(如硝化纤维、火药等)、活泼金属(如K、Na、Mg、Ti、Zr等)、金属氧化物(如KCN、NaCN等)。

3.CO2灭火系统及工作原理

CO2灭火系统根据贮罐内压力不同分为低压CO2灭火系统和高压CO2灭火系统。其组成基本相同,但低压CO2灭火系统中需要增加一套制冷系统,以保证贮罐内的CO2的温度在-20~-18℃之间,压力在2.14~2.0MPa之间,使贮罐保持在一个安全的物理状态。

(1)高压CO2灭火系统:贮存容器贮存压力为5~17MPa,CO2灭火系统有全淹没和局部应用等两种形式。按使用方法不同又可分为组合分配系统(如图13-11所示)和单元独立系统。

图13-11 高压CO2灭火组合分配系统控制示意图

CO2灭火系统由探测、报警控制装置、灭火装置、管网和喷嘴等组成。

1)探测、报警控制装置:主要作用包括探测、接收、确认、发出指令等,具有多种启动方式。

2)灭火装置:由储瓶装置、驱动装置、集流管、选择阀、压力讯号器、安全泄放阀、单向阀、固定支架等组成。

a.储存瓶:在高压下贮存液态CO2的钢制压力容器工作压力15MPa。

b.驱动装置:包括驱动气瓶、驱动阀、电磁铁等。驱动气瓶内充装压力为6MPa的N2,发生火警时,火灾报警控制器输出信号,启动电磁铁,闸刀割破密封膜片,使容器内的氮气释放,经过控制管路,将选择阀和CO2储存瓶打开。紧急情况下也可拔出手动保险销,拍击手动按钮,即可使驱动阀动作。

c.选择阀:作用是当选择阀对应的防护区发生火警时,控制器输出信号打开选择阀对应的驱动瓶,驱动气体再把选择阀打开,保证CO2顺利通过。

d.气体单向阀:用于组合分配系统,使气体打开相应的CO2储存瓶,而其他分路选择阀和相应的CO2储存瓶不被打开,以达到组合分配的功能。

e.液体单向阀:装于储气瓶与集流管之间,防止CO2灭火剂从集流管倒流回储存瓶。

f.Fex信号发生器:显示系统是否启动成功。

g.集流管:用于汇集储存瓶中的CO2向防护区施放,集流管上需设安全阀以防超压。安全泄放压力为(15±0.75)MPa。

h.喷头:灭火系统的终端元件之一,喷头流量大小可以控制灭火剂的喷射速率。其形式有全淹没喷头、局部应用架空型喷头和墙边型喷头等。

3)工作原理:当防护区发生火灾时,探测器将信号传送到控制盘,控制盘接到信号后立即启动报警装置,进行声、光报警,同时发出联动指令关闭联动设备,经过一定的延时(不超过30s)后发出灭火指令。打开驱动装置,启动灭火剂瓶组,灭火剂通过阀门、管道和喷嘴喷入防护区中进行灭火。

(2)低压CO2灭火系统:低压CO2灭火系统与高压CO2灭火系统相比,主要是增加了一套冷却系统,其他部分基本相同。低压储存装置一般是在压力容器外包一个密封的金属壳,壳内有绝缘体,在储存容器一端安装一个制冷机装置,它的冷却蛇管装于储存容器内。该装置以电力操纵,用压力开关自动控制。

三、泡沫灭火系统

1.泡沫灭火剂分类

泡沫灭火剂是指与水混溶并通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫的灭火药剂。它一般由发泡剂、泡沫稳定剂、降粘剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂及水组成,泡沫灭火剂主要用于扑救可燃液体火灾,是石化企业的主要灭火剂。

泡沫灭火剂按产生机理可分为:化学泡沫灭火剂,即两种药剂的水溶液发生化学反应产生灭火泡沫,泡沫中包含的气体是CO2;空气(机械)泡沫,即空气泡沫的水溶液与空气在泡沫产生器中进行机械混合、搅拌生产的灭火泡沫,泡沫中包含的气体是空气。

泡沫灭火剂按发泡倍数分为:低倍数泡沫(发泡倍数一般在20以下)、中倍数泡沫(发泡倍数一般在20~200之间)和高倍数泡沫(发泡倍数在200~1000之间)。

化学泡沫灭火剂属于低倍数泡沫灭火剂,空气泡沫灭火剂绝大部分也是低倍数泡沫灭火剂。

泡沫灭火剂按用途分为普通泡沫灭火剂和抗溶泡沫灭火剂。普通泡沫灭火剂适用于扑救A类火灾和B类非极性液体火灾,抗溶泡沫灭火剂适用于扑救A、B类火灾,但目前仅用于扑救B类极性液体火灾。

2.泡沫灭火原理

泡沫是一种体积小、表面被液体包围的气泡群。发泡倍数在2~1000倍之间,密度在0.001~0.5g/cm3之间。因为泡沫的密度远远小于一般可燃液体的密度,所以泡沫可以在液体表面形成一个由泡沫覆盖的漂浮层。同时泡沫又具有一定粘度,又可以粘附于一般可燃固体的表面。因此泡沫灭火剂的灭火作用主要是:覆盖作用--使燃烧物表面与空气隔离,隔断火焰对燃烧物的热辐射,防止燃烧蒸发或热解挥发,使可燃气体难以进入燃烧区;冷却作用--泡沫析出液体对燃烧表面有冷却作用;稀释作用--泡沫受热产生的水蒸气可稀释燃烧区氧气浓度。其中覆盖作用是泡沫的主要灭火方式。

3.泡沫灭火剂

(1)化学泡沫:化学泡沫灭火剂由发泡剂、泡沫稳定剂、添加剂和水组成。常用灭火剂有YP型、YPB型和YPD型等3种型号。YP型和YPB型属于普通化学泡沫灭火剂,YP型泡沫稳定性较好,但泡沫粘稠,流动性和自封性较差,灭火能力较低;并且易腐败变质,不易长期储存。YPB型泡沫具有很好的流动性,且具有很好的疏热、抑制油品蒸发的能力,灭火能力比YP型高出1倍以上;并且由于全部采用合成材料,储存期长。YPD型泡沫属抗溶性泡沫,不仅适用于扑救油品火灾,而且适用于扑救水溶性可燃液体的火灾。

(2)泡沫液:泡沫液是液态形式的泡沫灭火剂,包括蛋白泡沫型、氧蛋白泡沫型、水成膜泡沫型、合成泡沫型和抗溶泡沫型。

1)蛋白泡沫灭火剂:由水解蛋白、稳定剂、无机盐、抗冻剂、防腐剂及水组成。水解蛋白是发泡剂,由天然动物性蛋白(动物的蹄、角、毛、血及家禽的羽毛等)或植物性蛋白(豆饼、豆皮、菜籽饼等)在碱液的作用下,经部分水解后加工浓缩制成,某蛋白泡沫液组成见表13-19,主要性能指标见表13-20。

表13-19 某蛋白泡沫液的组成

表13-20 蛋白泡沫液的主要性能指标

蛋白泡沫适用于扑救B类火灾中的非水溶性可燃液体的火灾,也适用于扑救木材、纸张、棉麻、织物等一般固体物质火灾。蛋白泡沫不适用的火灾有以下几类:不能扑救水溶性可燃液体火灾、加醇汽油(含醇量在10%以上)的火灾、遇水燃烧物质的火灾、电气设备火灾、气体火灾。不能采用液下喷射的方式扑救油罐火灾,不能与一般干粉灭火机使用。

2)氟蛋白泡沫灭火剂:氟蛋白泡沫灭火剂是加有氟碳表面活性剂的蛋白泡沫灭火剂。它由水解蛋白、氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、溶剂和抗冻剂等组成。

氟蛋白表面活性剂是增效剂,常见的为阴离子型表面活性剂,主要作用是进一步降低混合液表面张力,提高泡沫的流动性、疏油能力和抗干粉破坏能力。

碳氢表面活性剂的作用是进一步降低混合液与油类之间的界面张力,提高混合液对油品表面的乳化能力,改善泡沫的流动性能。一般也是为阴离子型表面活性剂。

氟蛋白泡沫灭火剂由于有氟碳表面活性剂的作用,其灭火性能大大优于蛋白泡沫灭火剂,其控制火势和灭火的时间都比蛋白泡沫要短(试验表明缩短1/3以上)。氟蛋白泡沫液的主要性能见表13-21。

表13-21 氟蛋白泡沫液的主要性能

3)水成膜泡沫灭火剂:水成膜泡沫灭火剂又称轻水泡沫灭火剂或氟化学泡沫灭火剂。它是由氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、稳定剂及其他添加剂和水组成。

水成膜泡沫灭火剂是靠泡沫和水膜的双重作用灭火的。当把灭火剂喷射到油表面时,泡沫沿油品表面向四周扩散;同时,由泡沫中析出的液体在泡沫和油品之间的界面处形成一层水膜。随着泡沫中液体的不断析出,水膜沿油品表面向泡沫覆盖区域以外方向扩散,成为泡沫层向外扩散的先导和润滑剂。由于氟碳表面活性剂分布在油品表面和水膜之间的定向排列,形成了一个抑制油品蒸发和阻止蒸汽穿过的屏障,所以灭火效率很高。其灭火效力约为蛋白泡沫灭火剂的3倍左右。但其稳定性和热稳定性较差,因此在防止复燃和隔离热液面的性能方面不如蛋白泡沫和氟蛋白泡沫。水成膜泡沫灭火剂的主要性能见表13-22。

表13-22 水成膜泡沫灭火剂主要性能

4)抗溶泡沫灭火剂:极性液体由于其分子极性很强,能大量吸收泡沫液中的水分,使泡沫很快被破坏,因此水溶性液体发生火灾时,必须用抗溶泡沫灭火剂。

抗溶性泡沫灭火剂一般分为3种类型:①金属皂型:由发泡剂和金属的络合物组成,通过沉积于泡沫上的金属皂来达到抗溶目的;②凝胶型:以合成表面活性剂为发泡剂,以触变性或非触变性高分子化合物为抗溶添加剂,当添加剂的水溶液遇到水溶液体时,可形成不溶性凝胶膜,抵抗水溶性液体对泡沫的破坏作用;③氟蛋白型:一种是添加氟碳表面活性剂和多价金属盐的抗溶泡沫灭火剂,另一种是添加多糖的改性水解蛋白抗溶泡沫灭火剂。

金属皂型抗溶泡沫灭火剂与水混合后,其中的锌胶络合物被破坏,生成不溶性沉淀,所以不能以预混液的形式储存。

凝胶型抗溶泡沫灭火剂可以与水预先混合。

抗溶氟蛋白泡沫灭火剂兼有抗溶泡沫和氟蛋白泡沫的灭火功能,可以预混,适用于各种低倍数泡沫灭火设备。

5)高倍数泡沫灭火剂:高倍数泡沫灭火剂的基料是合成表面活性剂,所以又称为合成泡沫灭火剂。发泡倍数在200~1000倍之间。按其配制混合液时使用水的类型,分为淡水型和海水型两种。淡水型仅适用于淡水。海水型既适用于海水,也适用于淡水。

高倍数泡沫灭火剂具有以下几个特点:①发泡量大,泡沫直径一般在100mm以上,可迅速充满燃烧空间,将火焰窒息;②易运输,流动性好,可以把泡沫输送到一定高度或一定距离的地方灭火;③良好的隔热作用;①泡沫中含水量比低倍数泡沫少,水渍损失小。

高倍数泡沫适用于扑灭A类火灾和B类火灾中非水溶性液体火灾。但不适于扑救油罐火灾、遇水燃烧物质火灾、气体火灾和带电设备火灾。高倍数泡沫灭火剂主要性能见表13-23。

4.泡沫灭火系统

泡沫灭火系统根据发泡性能、喷射方式、设备与管道的安装方式可组成多种灭火形式。

(1)低倍数泡沫灭火系统:

1)固定式泡沫灭火系统:该系统主要用于扑救原油、汽油、煤油柴油甲醇乙醇丙酮等B类火灾,适用于煤油厂、化工厂、油田、油库、飞机库、机场、燃油锅炉房等。一般由水池、固定泡沫泵站(泡沫液泵、泡沫液储罐及比例混合器等)、泡沫混合液的输送管道、阀门及泡沫产生器(或液下喷射泡沫产生器、泡沫管道)等组成。

2)半固定式泡沫灭火系统:该系统有2种形式,一种由固定安装的泡沫产生器、泡沫混合液管道及闸门配件组成,这部分与固定式是一样的,只是没有固定泵站,泡沫混合液由泡沫消防车提供,在大型石化企业、炼油厂中采用较多。另一种由固定消防泵站、相应管道和移动的泡沫产生装置,用水带连接组成。

3)移动式泡沫灭火系统:该系统一般由水源、泡沫消防车、水带、泡沫液等组成。该系统不会遭到初期燃烧爆炸的破坏,使用机动灵活;但往往受风力等因素的影响,泡沫损失量大,系统操作比较复杂,扑救火灾的速度不如固定式和半固定式系统。

(2)中倍数泡沫灭火系统:该系统可分为局部应用式和移动式,中倍数泡沫灭火系统由泡沫混合液泵或水泵及泡沫液泵、水池、泡沫液罐、管道过滤器、闸门、管道等组成。移动式灭火系统一般由水罐消防车或手抬机动泵、比例混合器或泡沫消防车、手提式或车载式泡沫发生器、泡沫液桶、水带及附件等组成。

表13-23 高倍数泡沫灭火剂主要性能(www.xing528.com)

(3)高倍数泡沫灭火系统:高倍数泡沫灭火系统不仅可扑救A类、B类火灾,而且还具有消烟、排除有毒气体和形成防火隔离带等多种用途。在国内外得到了广泛的重视,其应用范围越来越广,是一种比较有前途的灭火形式。但该系统不适用于硝化纤维、炸药、K、Na、Mg、Ti和P2O5等活泼金属和化学物质、未封闭的带电设备等的火灾扑救。也不用于立式油罐内的火灾扑救。

该系统有3种应用形式:全淹没式--泡沫充满整个保护空间,见图13-12;局部应用式--泡沫充满大范围内的某局部封闭空间;移动式--设备可以移动,见图13-13。

(4)泡沫喷淋灭火系统:泡沫喷淋灭火系统是由消防泵、泡沫比例混合器、泡沫液贮罐、单向阀、闸阀、过滤器、泡沫混合液管线、泡沫喷头等组成(见图13-14)。当采用泡沫-水两用喷头时,可组成自动泡沫-水两用灭火系统。主要适用于与易燃或可燃液体可能发生流淌的场所。

图13-12 全淹没式高倍数泡沫灭火系统

1-压力开关;2-过滤器;3-泡沫液泵;4-泡沫液贮罐;5-水泵;6-比例混合器;7-水罐;8-控制箱;9-高倍数泡沫发生器;10-电磁阀;11-PHF负压比例混合器;12-中倍数泡沫发生器;13-泡沫液罐

四、七氟丙烷自动灭火系统

七氟丙烷是一种化学灭火方式的灭火剂,分子式为CF3CHFCF3,其灭火原理是灭火剂喷洒在火场周围时,因化学作用惰化火焰中的活性自由基,使氧化燃烧的链式反应中断从而达到灭火目的。它具有无色、无味、不导电、无污染的特点。对臭氧层的耗损潜能值(ODP)为零,其毒副作用比卤代烷灭火剂更小,是卤代烷灭火剂替代物之一,七氟丙烷灭火剂效能高,速度快,对设备没有污损。

适用范围:计算机房、配电房、电讯中心、图书馆、档案馆、珍品库、地下工程等A类表面火灾,B、C类火灾及电器设备火灾。

1.灭火系统的组成

七氟丙烷灭火系统主要由储气瓶、瓶头阀、启动气瓶、启动瓶阀、液体单向阀、气体单向阀、安全阀、压力信号器、喷嘴、管道系统等组成。

图13-13 移动式高倍数泡沫灭火系统

1-水罐消防车;2-水带;3-PHF型负压比例混合器;4-高倍数泡沫发生器;5-高倍数泡沫液桶

七氟丙烷自动灭火系统分为全淹没灭火系统和无管网灭火系统。全淹没灭火系统又分为组合分配系统(见图13-15)和单元独立系统(见图13-16)。

组合分配系统是由一套公用的灭火剂储存装置对应几套管网系统,保护多个防护区域的形式。单元独立系统是由一套灭火剂储存装置对应一套管网系统,保护一个防护区域的形式,有单瓶和多瓶2种形式。

无管网系统不设瓶站,储气瓶及整个系统均设置在保护区内,不需要输送管道,启动后灭火剂通过很短管道后经喷嘴直接喷洒向保护区。适用于较小空间的保护。

2.灭火系统工作原理

系统的启动方式有3种:气动启动、电动启动和应急机械手动启动,3种方式可组合应用。现以气动启动方式简述其工作原理,七氟丙烷灭火系统气动启动示意见图13-17。

图13-14 闭式泡沫喷淋灭火系统

图13-15 组合分配系统

(1)当A区两火灾探测器同时发生火灾信号,自动灭火控制器延迟0~30s后,发出电信指令,打开A区启动钢瓶,瓶中高压N2分两路,一路经气路单向阀打开A区选择阀,一路直接打开灭火剂瓶组(第一瓶组)施行A区灭火。

(2)当B区两火灾探测器同时发生火灾信号,自动灭火控制器延迟0~30s后,发出信号指令,打开B区启动钢瓶,瓶中高压N2一路经气路单向阀打开B区选择阀,一路直接通向灭火剂储瓶组打开全部两组储瓶组,施行B区灭火。

(3)备用启动钢瓶与备用灭火剂储瓶组的气动启动原理同上,主、备用钢瓶组的切换在灭火控制器上进行。

3.系统部件作用

(1)储瓶组:储瓶用于贮存七氟丙烷,容积20~120L,有多种规格,充装压力为2.5MPa和4.2MPa。

(2)启动钢瓶:用于启动灭火系统,内装有压力为5.7~5.2MPa的N2,发生火警时,火灾控制器输出电信号启动电磁铁,闸刀刺破密封膜片,N2释放,经控制管路后将选择阀和七氟丙烷储瓶打开。

图13-16 单元独立系统

图13-17 七氟丙烷灭火系统气动启动示意图

1-自动灭火控制器;2-瓶头阀;3-主灭火剂储瓶;4-启动阀;5-备用灭火剂储瓶;6-溢流安全阀;7-门灯;8-紧急启动切断盒;9-法兰堵板;10-火灾探测器;11-喷头;12-压力反馈装置;13-选择阀;14-汇集管;15-气路单向阀;16-启动钢瓶;17-单向阀

(3)瓶头阀:安装在储瓶口上,具有封存、释放、充装、超压排放等功能。

(4)启动瓶阀:安装在启动瓶上以实现手动或气动打开启动阀,由本体、活塞、动作机构组成。使用时需先拔出保险销。

(5)液体单向阀:安装在储瓶出流的集流管上,防止液体倒流。

(6)气体单向阀:安装在启动管道中控制气流方向。

(7)选择阀:用于组合分配系统中,每各个保护区各设一个,安装在储瓶出流的集流管上,由阀本体、驱动气缸组成。

(8)喷头:用于控制灭火剂喷射速率,使灭火剂迅速气化、均匀分布在防护区内。喷头有全淹没式和局部保护式两类。常用喷头有离心雾化式、射流式、柱状螺旋式、档板式等喷头形式。

五、植物型阻燃灭火方法

植物型阻燃灭火剂是采用植物为主要原料,经过提取合成的水溶性复合物,是无毒、无害的环保型强力灭火剂。其灭火机理除了具有常见灭火剂所具有的冷却、水膜抑制气化物、窒息灭火作用外,最大的特点是从根本上改变物质的易燃性质。当灭火剂与燃烧物质亲合时产生亲合改性作用,使易燃可燃物质的热挥发和热传递起到抑制作用,达到阻燃灭火目的。灭火速度快,不复燃,用量小。腐蚀率为水的1/13,生物降解率高。

植物型阻燃灭火剂使用主要有2种形式:灭火器专用型--用于手推车式、手提式、简易式灭火器;与水按一定比例(3%、6%)混合后,可用于各类低倍数泡沫固定式、移动式、自动喷淋系统和泡沫消防车、船等。

适用条件:油田、油库、机场、煤矿、仓库船舶、宾馆等A类、B类、C类火灾。

植物型阻燃灭火剂的主要技术指标见表13-24。

表13-24 植物型阻燃灭火剂的主要技术指标

六、固定式EBM气溶胶灭火方法

EBM灭火装置采用不含破坏臭氧层物质的灭火剂,实现了生态安全和高效灭火的结合。该灭火装置设计上采用燃烧化学、空气动力学等原理,可在无管网、常压状态下实现单具或多具联动的高速、高效自动灭火。

EBM气溶胶灭火机理的核心是中断燃烧反应链,利用高分散度、高密度、直径小于1μm的气溶胶微粒与燃烧连锁反应中的游离基作用,很快降低燃烧反应速率,从而终止燃烧反应。灭火剂以固体形态贮存,不需高压容器,安全可靠,储运方便,灭火装置可靠墙摆放也可悬挂于墙上,用导线与控制系统相连,施工方便,灭火效率高。

EBM气溶胶灭火系统的组成包括:探测器、启动器、EBM灭火装置、急启、急停按钮和气体释放灯等。EBM单区系统控制示意见图13-18。

七、烟必静自动灭火系统

1.烟必静灭火的原理

烟必静灭火系统是全淹没灭火系统,其灭火机理是将燃烧区中氧的浓度降低到维持燃烧所需最低氧浓度值以下,实现窒息灭火,是纯物理作用。按保护区域可以分为单元独立系统和组合分配系统。适用范围如下:

(1)适用A类表面火灾,B、C类火灾。

(2)适用电器设备火灾,但不适用于扑救自身含氧化剂的化学制品火灾、活泼金属火灾及强氢化物火灾。

烟必静灭火剂是由氮气、氩气和二氧化碳按一定比例混合而成,是纯天然的洁净气体灭火剂,烟必静气体组成见表13-25。该灭火剂具有以下特点:

(1)不污染被保护对象。

(2)不破坏大气臭氧层(即ODP值为零)。

(3)对人本身及动植物无不良影响。

(4)电绝缘性好。

(5)无色、无味、无毒、无害。

图13-18 EBM单区系统控制示意图

2.烟必静灭火系统的组成

烟必静自动灭火系统由火灾报警系统、灭火控制系统和灭火系统等3部分组成,而灭火系统又由烟必静灭火剂储存装置及管网系统两部分组成。烟必静自动灭火系统组成示意见图13-19。当一个建筑物内有多个需要保护的区域时,可共用一套烟必静灭火剂储存装置,称为组合分配系统(见图13-20),如果每个保护区单设一套烟必静灭火剂储存装置则称为单元独立系统(见图13-21)。

烟必静灭火系统的启动方式有4种:气动启动、电启动、电气手动启动和应急机械手动启动。系统可采取其中的任意2种或2种以上的启动方式。

烟必静灭火剂喷射压力较高,需采用专用的烟必静喷头。

八、细水雾自动灭火系统

细水雾灭火方法是20世纪20年代末在美国海军用于扑救潜艇舱室火灾方法的基础上发展起来的。水雾的平均滴径为0.05~0.3mm,我国现在生产的细水雾灭火系统中的雾滴平均滴径范围是0.04~0.2mm。

表13-25 烟必静气体组成

图13-19 烟必静自动灭火系统组成示意图(以三瓶组为例)

1-瓶组架;2-汇集管;3-烟必静灭火剂储瓶;4-压力反馈装置;5-选择阀;6-喷头;7-挠性接头;8-单向阀;9-安全阀;10-容器阀(瓶头阀);11-气动管路;12-汇集管固定夹;13-压力表;14-瓶头阀;15-启动钢瓶;16-感温、感烟探测器;17-自动灭火控制器

图13-20 烟必静组合分配系统示意图

细水雾灭火系统一般可按工作压力、流相、应用方式、操作方式和安装方式分为5大类。我国目前应用的主要是气水同管高压两相流预安装细水雾系统。

1.细水雾灭火机理

由于细水雾滴径很小,当喷射到火场后可长时间悬浮在空气中,靠火焰上升气流的卷吸作用进入火焰锋面,吸收火场热量蒸发,并覆盖火场上空,阻止外界氧气的补入,使火场内的氧气浓度迅速降至燃点以下,从而使火焰熄灭,其特点是灭火时间短、灭火水量少。但能实现上述条件是,水雾滴径足够小,保证在进入火焰前坠落损失很少。

图13-21 烟必静单元独立系统示意图

2.细水雾的产生

特制专用喷头是由喷头体、滤网等8个零件组装而成,当具有一定压力的水、氮气两相流通过滤网进入喷嘴后。在压力的作用下两相流沿弹簧、喷嘴和喷嘴芯围成的螺旋空间产生高速旋转,气水两相流运动到喷嘴小孔后水被空气击碎(雾化),沿喷嘴出口呈锥面射出,形成极微小的雾滴。

3.细水雾灭火系统的组成

气水同管高压两相流预安装细水雾系统由氮气瓶、储水瓶组、控制阀、管道、喷头、火灾探测-报警控制器等组成,如图13-22所示。

图13-22 细水雾灭火系统

4.细水雾灭火系统的特点

(1)灭火用水量极少,没有水渍损失。

(2)冷却效果好,便于消防队员灭火和抢救。

(3)灭火过程中对人体、环境无污染。

(4)能降低火场中烟气的浓度,有利于人员疏散。

5.细水雾灭火系统的适用范围

细水雾灭火系统比较适于B类火灾,但也能用于A类火灾中一般固体表面火灾、C类火灾及电气火灾。

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