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1、消防给水排水工程,第8章 干粉灭火系统及灭火器,8.1 干粉灭火的基本原理 8.2 干粉灭火系统的组成与分类 8.3 干粉灭火系统的设计 8.4 灭火器 8.5 灭火器的选择与配置,8.1 干粉灭火的基本原理,8.1.1 干粉灭火剂类型及成分 8.1.2 干粉灭火机理 8.1.3 使用保管要求 8.1.4 干粉灭火剂型号编制方法,8.1.1 干粉灭火剂类型及成分,1.普通干粉灭火剂 2.多用干粉灭火剂 3.金属干粉灭火剂,1.普通干粉灭火剂,(1)以碳酸氢钠为基料的干粉，也称为“小苏打干粉灭火剂”或“钠盐干粉灭火剂”。 (2)以碳酸氢钠为基料，又添加增效基料的改性钠盐干粉，一般为黑灰色，其灭火
2、效率比钠盐干粉高出近一倍。 (3)以碳酸氢钾为基料的紫钾盐干粉，一般为淡紫色，其灭火效率比钠盐干粉高一倍。 (4)以尿素和碳酸氢钠(或碳酸氢钾)的反应产物为基料的氨基干粉(或称“毛耐克斯Monnex干粉”)，其灭火效率高于钾盐干粉一倍。,2.多用干粉灭火剂,(1)以磷酸盐(如磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵和焦磷酸盐)为基料的干粉。 (2)以硫酸铵与磷酸铵盐的混合物为基料的干粉。 (3)以聚磷酸铵为基料的干粉。,3.金属干粉灭火剂,金属干粉灭火剂又称“D类干粉灭火剂”或“特种干粉灭火剂”，主要用来扑救钾、钠、镁等活泼金属火灾。这类干粉通常是以氯化钠、石墨、干砂为基料。有的金属干粉也可以用于扑救B
3、、C类火灾。,8.1.2 干粉灭火机理,1.对燃烧的抑制作用 2.烧爆作用 3.其他灭火作用,1.对燃烧的抑制作用,燃烧反应是一种链式反应，反应中产生的OH和H是维护燃烧链式反应的活性基团，它们与燃料分子作用，不断生成新的活性基团和氧化物，同时放出大量的热，维护燃烧反应的继续进行。,2.烧爆作用,某些化合物如含有一个结晶水的草酸钾(K2C404H2O)，尿素与氢氧化钠、氢氧化钾的反应产物(NaC2H2H3O3,KC2N2H3O3),当与火焰接触时，其粉料受高热的作用，可以爆裂成许多更小的颗粒，这种现象称为“烧爆”。由于烧爆，使火焰中的粉末比表面积或者蒸发量急剧增大，与火焰的接触面积大大增加，因
4、而表现出很高的灭火效能。氨基干粉的灭火效力为碳酸氢钠干粉的34倍，烧爆现象是其主要原因之一。,3.其他灭火作用,干粉灭火时，还存在着物理灭火作用。浓云般的粉雾包围了火焰，可以减少火焰对燃料的热辐射；粉末受高温的作用放出结晶水或发生分解，可以吸收火焰的一部分能量，而且分解生成的不活泼气体稀释燃烧区的氧浓度，从而起到冷却与窒息的作用。当然，这些作用对灭火的影响远不如抑制作用大。,8.1.3 使用保管要求,干粉灭火剂应储存在通风、阴凉、干燥处，并密封储存。储存温度最高不得高于55，最好不要超过40。干粉灭火剂堆放不宜过高，以防压实结块。 干粉灭火剂在充装时，应在干燥的环境或天气中进行。充装前, 尤其
5、是充装不同类型的干粉储罐,应吹扫干净；充装完毕后，应及时将装粉口密闭。 在标准规定的环境储存，干粉灭火剂的有效储存期一般为5年。,8.1.4 干粉灭火剂型号编制方法,表8-1 干粉灭火剂型号编制方法,8.2 干粉灭火系统的组成与分类,8.2.1 系统组成 8.2.2 系统的工作流程 8.2.3 系统的应用场所 8.2.4 系统的类型,8.2.1 系统组成,1.储存装置 2.启动分配装置 3.喷嘴 4.火灾探测控制装置 5.管道,8.2.1 系统组成,图8-1 干粉灭火系统结构图 1干粉储罐 2压力控制器 3氮气瓶 4集气管 5球阀 6输粉管 7减压阀 8电磁阀 9喷嘴 10选择阀 11压力传感
6、器 12火灾探测器 13消防控制中心 14单向阀 15启动气瓶,8.2.1 系统组成,图8-2 干粉储罐构造示意图 1装粉口 2罐体 3出粉管 4进气口 5清扫口,1.储存装置,(1)干粉储罐。 (2)驱动气体储瓶。 (3)控制阀门。 (4)出粉管。 (5)进气管。,(1)干粉储罐。,表8-2 干粉储罐规格及干粉灭火剂充装量,(2)驱动气体储瓶。,驱动气体储瓶是用来储存驱动气体的高压钢瓶，它对系统的使用有着很大的影响。驱动气体储瓶一般由瓶体和瓶头阀组成，其中氮气瓶通常采用40L的标准氮气瓶，储气压力为1315MPa。二氧化碳气瓶多采用7kg的二氧化碳灭火器钢瓶。驱动气体进入干粉储罐时，应保证能
7、使干粉适当地流体化，同时在干粉从干粉储罐放出之前，使整个储罐内形成相同的压力，确保干粉流速适当，使其达到应有的灭火效果。,(3)控制阀门。,图8-3 气瓶瓶头阀示意图 1排气管 2下阀体 3灌气接头 4气瓶 5手轮 6上阀 7安全阀,(4)出粉管。,出粉管是将干粉储罐内的干粉导出，再通过输粉管输送至防护区。出粉管的出口一般在干粉储罐圆柱体的上部或顶部。出粉管的进粉嘴都设在干粉储罐内中心下部。进粉嘴有直管形、锐角形、喇叭形三种，如图8-5所示。,(5)进气管。,图8-5 进粉嘴结构示意图,(5)进气管。,图8-6 进气管结构示意图,2.启动分配装置,(1)启动气瓶。 (2)选择阀。,3.喷嘴,喷
8、嘴的作用是将粉气流均匀地喷出，将着火物表面完全覆盖，以实现灭火。为了适应不同保护场所的需要，干粉喷嘴主要有三种形式：直流喷嘴、扩散喷嘴和扇形喷嘴，如图8-7所示。干粉喷嘴的工作压力可在0.050.7MPa。由于喷嘴口径和喷嘴压力不同，每个喷嘴的喷粉量可为9470kg/min，喷射距离为112m。,3.喷嘴,不同形式的喷嘴用于不同的保护对象，并有不同的安装方式和要求。直流喷嘴的出口粉气流呈柱形，随着喷射距离的增加逐渐分散开来，射程比较远，可使粉气流喷射到保护对象的各个部位，一般可用于化工装置、变压器的保护；扩散喷嘴射出的粉气似伞状，有效射程最短，一般用于热油泵房、可燃液体散装库等场所，安装在泵房
9、、库房的顶部；扇形喷嘴的出口粉气流呈扇形，覆盖面大，射程较前者短，一般用于油罐、油槽等部位，安装在其上部边缘。,4.火灾探测控制装置,(1)自动探测设备应能对生产事故和温度、火焰、烟气、可燃蒸汽及其他异常情况作出反应，并显示异常位置。 (2)显示器应能够指明系统是否正常动作。 (3)系统应有显示报警、启动、电源等发生故障的监视装置，故障报警必须迅速发出，并应与其他状态报警相区别。 (4)启动装置应靠近保护对象，但不能遭受火灾威胁。 (5)手动启动机构不应高于地面1.5m，任何时候都能方便操作。 (6)其他联动装置的启动，必须先于灭火装置的启动。 (7)启动控制装置应有可靠的动力源(电源或气源)
10、。,4.火灾探测控制装置,图8-7 干粉喷嘴示意图,4.火灾探测控制装置,图8-8 低熔点合金火灾探测器,5.管道,(1)管道应采用无缝钢管，其质量应符合现行国家标准输送液体用无缝钢管(GB/T 81632008)的规定。 (2)管道及附件应进行内、外表面防腐处理，并宜采用符合环保要求的防腐方式。 (3)输送启动气体的管道，宜采用铜管，其质量应符合铜及铜合金拉制管(GB 15272006)的规定。,图8-9 弯头与三通的几种正确连接,5.管道,8.2.2 系统的工作流程,干粉灭火系统的工作流程是：当防护区或保护对象着火后，温度迅速上升，达到规定数值后探测器发出火灾信号，消防控制中心自动控制启动
11、或由消防人员手动启动气瓶。启动机械动作后，高压储气瓶的瓶头阀被打开，高压气体进入减压阀，经减压后进入干粉储罐，使干粉储罐内的压力迅速上升，并使罐中的干粉灭火剂疏松，便于流动。当干粉灭火剂储存罐中的压力升高到规定数值时，定压动作机构开始动作，经减压后的部分气体推动控制气缸打开干粉储罐出口的总阀门，并根据控制盘的指令，打开通向着火对象输粉管上的选择阀。干粉灭火剂在气体的带动下，经过选择阀和固定管路到喷头，把干粉灭火剂喷射到着火物上，或经过干粉输送软带至干粉喷枪，由消防人员操作，把干粉喷到着火物上。,8.2.3 系统的应用场所,1.适宜扑救的火灾场所 2.不适宜扑救的火灾,1.适宜扑救的火灾场所,(
12、1)易燃、可燃液体和可熔化的固体火灾。 (2)可燃气体或可燃液体以压力形式喷射的火灾。 (3)各种电气火灾。 (4)木材、纸张、纺织品等A类火灾的明火。 (5)D类火灾，是指金属火灾，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金、铝钛合金火灾等。,2.不适宜扑救的火灾,(1)干粉不能用于扑救自身能够释放氧气或提供氧源的化合物火灾，例如硝化纤维、炸药、过氧化物等的火灾。 (2)普通干粉灭火剂不宜扑救化学性质活泼的金属和金属氢化物火灾，如钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属及其氢化物。 (3)不能扑救普通燃烧物质的深位火或阴燃火。 (4)不宜扑救精密食品、精密电气设备、计算机等发生的火灾，因为干粉灭火剂会对其产生污
13、染或损坏。,8.2.4 系统的类型,1.按应用方式分类 2.按驱动气体储存方式分类 3.按系统保护情况分类,1.按应用方式分类,(1)全淹没式干粉灭火系统。 (2)局部应用式干粉灭火系统。 (3)手持软管干粉灭火系统。,(1)全淹没式干粉灭火系统。,图8-10 全淹没式干粉灭火系统结构组成,(2)局部应用式干粉灭火系统。,图8-11 局部应用式干粉灭火系统结构组成 a)侧面喷射方式 b)高架喷射方式,(3)手持软管干粉灭火系统。,手持软管干粉灭火系统具有固定的干粉供给源，并配备有一条或数条输送干粉灭火剂的软管及喷枪，火灾时通过人来操作，实施灭火。手持软管系统需根据保护对象的具体情况，经设计确定
14、干粉喷射强度、干粉储存量等参数，且能够扑灭较大规模的火灾。如汽油灌装台、甲、乙、丙类液体储罐区、柴油和燃气涡轮机车头、飞机库、船舶等火灾。,2.按驱动气体储存方式分类,(1)储气式干粉灭火系统。 (2)储压式干粉灭火系统。 (3)燃气式干粉灭火系统。,图8-12 燃气式干粉灭火系统的组成,2.按驱动气体储存方式分类,3.按系统保护情况分类,(1)组合分配系统。 (2)单元独立系统。,(1)组合分配系统。,图8-13 组合分配系统示意图,(2)单元独立系统。,若火灾的蔓延情况不能预测，则每个保护对象应单独设置一套系统保护，即单元独立系统。预制型灭火系统为单元独立系统，即一个防护区或保护对象宜用一
15、套预制型号灭火系统保护。多个保护对象采用统一喷射系统，同时向各个保护对象施放干粉灭火剂，这也是一种单元独立系统。,8.3 干粉灭火系统的设计,8.3.1 干粉灭火剂用量 8.3.2 干粉储罐容积 8.3.3 驱动气体储存量 8.3.4 干粉输送速率 8.3.5 干粉管道设计,8.3.1 干粉灭火剂用量,1.干粉设计用量 2.干粉储存量 3.干粉备用量,1.干粉设计用量,(1)全淹没式干粉灭火系统干粉灭火剂用量计算。 (2)局部应用系统干粉灭火剂用量计算。,2.干粉储存量,干粉储存量可按下式计算: mc=m+ms+mr(8-7) mr=VD(10pp+1)q0/(8-8) 式中 mc干粉储存量(
16、kg)； m干粉设计用量(kg)； ms干粉储存容器内干粉剩余量(kg)； mr管网内干粉残余量(kg)； VD整个管网系统的管道容积(m3)； pp管道平均压力(MPa); q0常态下驱动气体密度(kg/m3)。,3.干粉备用量,当防护区与保护对象之和超过5个时，或者在喷放后48h内不能恢复到正常工作状态时，灭火剂应有备用量。备用量不应小于系统设计的储存量。备用干粉储存容器应与系统管网相连，并能与主用干粉储存容器切换使用。,8.3.2 干粉储罐容积,储压系统的干粉罐容积应通过试验确定。有时也可以估算。据有关资料介绍，储压系统输送1kg干粉约需10L常温、常压状态下的气体，储存压力一般为2MPa，干粉罐的容积就为干粉灭火剂占有的体积与动力气体的体积(在2MPa状态时)之和。,8.3.3 驱动气体储存量,1.非液化驱动气体储存量计算式 2. 液化驱动气体储存量计算式,8.3.4 干粉输送速率,1. 干管的干粉输送速率 2. 支管的干粉输送速率,8.3.5 干粉管
