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1、第一章 超细干粉灭火剂产品技术分析国安达消防科技(厦门)有限公司 常世伟1.国内外在用的灭火剂及灭火技术目前国内外在用的灭火剂及灭火技术有十多种之多,按灭火机理区分,基本可分为以物理灭火机理灭火或化学灭火机理灭火两大类型。各种灭火剂和灭火技术各有其优缺点。可以应用在不同的场所，因而也具有各自的市场。11二氧化碳灭火剂（CO2）二氧化碳的灭火机理属物理灭火。需要很高的浓度（均为8001000g/ m3）为便于运输和储存，气体二氧化碳在高压和低温下被液化。喷放时气体急剧膨胀，稀释被保护空间的氧气，达到窒息的目的。二氧化碳灭火剂属气体灭火剂，其优点A.资源来源容易。便于提取。B.灭火时本身不带残留，
2、对保护物不产生腐蚀和破坏作用。C.可扑救A，B ，C，E类火灾(注)在高浓度下还可以扑救固体深位火灾(注)其缺点：a存罐多，占地面积大。二氧化碳多为有管网灭火系统，灭火系统在实际应用中通常采用高压液化储存的高压系统和低温储存的低压系统。高压储存，需要瓶组数多，储瓶间占地面积大，对储存环境要求严格。低压系统需要外设制冷设备，造价比高压瓶来说高，对输送通道要求也较严格；b二氧化碳灭火机理为物理灭火，使用时设计浓度为14%-18%。有可能使未能从防护区安全撤离的人员发生窒息死亡（窒息死亡浓度为20%）c.二氧化碳灭火效率低，速度慢。d.对保护空间技术要求严。独立的保护区要求不超过300 m3，且需要
3、完全封闭的空间（泄压口除外）。二氧化碳灭火剂充装于提式灭火器应用时，由于是高压应用，灭火器的筒体壁厚有严格的要求，因而十分笨重，使用很不方便，灭火高效率比ABC干粉灭火剂低的多,除此之外，大量的二氧化碳释放于空气中，会对环境产生“温室效应”。所以发达国家现已倡导使用惰性气体代替二氧化碳灭火。12惰性气体灭火剂现使用的多为混合气体灭火剂，一般为氮气占70%。二氧化碳占20%，氩气等占10%。美国进入中国市场的“烟烙尽”,国内生产的LG541均属此种类型。惰性气体与二氧化碳灭火机理相似，主要通过降低防护区内的氧气浓度,达到窒息灭火的目的。其优点除具备二氧化碳的所有优点外，还有就是不产生“温室效应”
4、，降低了人员发生窒息死亡的危险。其缺点除了和二氧化碳类似外，就是等价比较高。该灭火剂目前尚未用于手提式灭火器，一般充装于柜式灭火装置管网灭火系统使用。该类灭火系统的造价在所有的消防设备中价格最为昂贵。13哈龙（卤代烷）灭火剂灭火机理为化学灭火。特点是储存时为液体，喷出灭火时为气体，灭火效率高，灭火速度快，灭火现场无残留。可充装于提式灭火器，固定式无管网灭火装置和有管网灭火系统，应用到生活和生产各种场所扑救ABC火灾。是一种性能优良的灭火剂，自上世纪五十年代以来，在世界各国被普遍使用。中国在上世纪七十年代初自主研制出哈龙1211，七十年代未研制出1301灭火剂。上世纪八十年代，人们发现由于哈龙灭
5、火剂等破坏臭氧层的物质（ODS）的大量使用，造成大气臭氧层耗减速，已威协到人类的生存环境。联合国环境署关于蒙特利尔议定书规定各国要限期淘汰哈龙灭火剂等破坏臭氧层的物质。我国政府制定的中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案规定。2005年12月31日完全停止哈龙1211的生产和使用。2010完全停止哈龙1301的生产和使用。到目前为止。已关闭了所有哈龙1211的生产企业。1.4机械泡沫及灭火技术该类灭火剂包括蛋白类泡沫，氟蛋白类泡沫，抗溶泡沫，合成型泡沫，水成膜泡沫等灭火剂及灭火技术。该灭火剂通过蛋白和添加剂及水产生泡沫，用以扑救A类和B类火灾。其特点：防复燃的能力强。特别对液体火灾，一层泡沫铺上后
6、具有良好的防复燃能力。其缺陷：a.因蛋白容易变质，特别是动物蛋白泡沫灭火剂，需要一年一换。b.灭火效率低，速度慢。灭同等级别的火。普通干粉灭火剂的用量仅为其几十分之一，灭火速度是其40倍以上。C.不能用于全淹没灭火。只能用于局部保护应用。d.目前只限用于充装管网灭火系统和手提式灭火器，不能充装于悬挂式，柜式等灭火装置使用。e.合成型泡沫等对环境有污染。15细水雾灭火技术早在20世纪40年代,美国/芬兰等发达国家就开始利用细水雾。细水雾的灭火机理：a.气相冷却。细水雾的雾滴直径大部分在40200微米范围内，此表面积较一般水滴大，极容易汽化。吸收大量的热量，迅速降低火焰区的温度。b.窒息。细水雾喷
7、入火场中迅速汽化变为蒸气，体积急剧膨胀。排除空气，在燃烧区形成屏障，阻止新鲜空气进入，使燃烧区的氧气浓度降低，使火焰窒息。C.阻隔辐射热。细水雾蒸发后。蒸气迅速将燃烧物，火焰，烟羽流笼罩，对火焰的辐射具有良好的阻隔作用。特点：细水雾取自于水，资源丰富。细水雾具有良好的环保性能。可扑救ABCE类火灾。缺点：细水雾灭火系统对水质要求严，过去要用纯净水，现在也必须用符合饮用标准的水，且每年必须更换；细水雾灭火系统对技术要求高。因为该类灭火系统的性能，取决于喷头产生水雾的能力，以及速度，分布，冲量混合特性等因素；细水雾灭火时受保护对象及保护区几何形状或其它特性影响大。如果在喷头附近有遮挡物，水雾会在遮
8、挡物表面变成水滴流到地上，喷射不到火焰区。1.6七氟丙烷灭火剂（FM200） 七氟丙烷是一种人工合成的灭火剂，属卤代烷烃类灭火剂。灭火基理：主要为化学灭火。特点：a.灭火浓度为600800g/ m3，灭火效率比哈龙灭火剂低（哈龙灭火剂灭火浓度为200300g/ m3），比混合汽体高（混合汽体灭火剂浓度为1000g/ m3）。b.灭火过程无残留物。C.可扑救A、B、C、E类火灾，应用范围广。缺陷：a.在灭火现场产生氢氟酸，对玻璃器皿，精密仪器有强烈的酸蚀作用；氢氟酸为强致癌物质，对人体有很大影响。b.是人工合成的化合物（类似产品有六氟丙烷，四氟丙烷等），对人类生存环境有影响，因而是一种过渡产品。
9、 1.7干粉灭火剂 二十世纪三十年代，美国ANSUAL公司首先开发出以碳酸氢钠为基料的干粉灭火剂，发展至今已形成多种产品。ABC类：磷酸铵盐；BC类：碳酸氢钠，碳酸氢钾等；D类：石墨灭火剂等可灭D类火灾。随着科技的进步，干粉灭火剂生产工艺和应用技术日趋完善。现在制备的干粉灭火剂，已经成功地解决了防潮结块等技术难题，通过手提式灭火剂器、无管网灭火装置、管网灭火系统而得到了广泛的应用。干粉灭火剂有优良的灭火速率和效率。干粉灭火剂灭火速度是卤代烷的2.5倍，是二氧化碳的4倍，是泡沫的20倍，是水的40倍。干粉灭火剂的灭火基理说明，干粉灭火组分中大粒子仅起载体的作用，小粒子才起灭火的作用。现在常用的干
10、粉灭火剂粒径在10m75m之间，因而灭火效能受到限制。当干粉灭火剂粒径小于5m，甚至是小到纳米级时，灭火效能急剧上升，可以达到常规的几倍甚至几十倍，其用量也明显的减少，为常规干粉灭火剂用量的十分之几，甚至仅为百分之几。因此，制备超细粉体灭火剂，是灭火剂研究的一个方向。1.8气溶胶灭火技术 近年来，作为哈龙替代技术之一的气溶胶灭火技术发展较快，国内外的研究人员对各类气溶胶及其应用技术进行了大量有成效的研究。气溶胶是指微细的液体颗粒或微细的固体颗粒在气体介质中悬浮，弥散形成的气固混合物。 气溶胶按形成的方式可分为“非高温技术气溶胶”（通常称为“冷气溶胶”）和“高温技术气溶胶”（通常称为“热气溶胶”
11、）。 冷汽溶胶灭火技术通过压力使容器内的超细干粉经喷头喷出，并使超细粉柱悬浮于着火空间，使火焰熄灭。细水雾灭火技术，实际上也是一种冷气溶胶灭火技术。 热气溶胶灭火技术，是将固体燃料混合剂，通过自身的燃烧反应，产生足够浓度的悬浮固体颗粒和惰性气体等，喷射和弥散于着火空间，抑制火焰燃烧，进而使火焰熄灭。烟雾灭火技术就属于热气溶胶灭火技术的范畴。热气溶胶是俄罗斯最新研制的一种灭火剂, 国内最早研究开发气溶胶灭火剂的是北京理工大学，成功地研制了一种代号为“EBM”的气溶胶灭火剂，之后其它厂家也陆续开发出各具特色配方的气溶胶。 热气溶胶灭火剂的特点：a. 灭火效率高。从国内厂家公布的技术指标来看，最低灭
12、火浓度为75g100g/m3，单就这一项来看，可以说是目前在用的灭火剂中灭火效率最高的一种。b.灭火现场残留物少，对臭氧层无破坏。由于采用燃烧产生“烟雾”来灭火，灭火后其残留物大部被空气带走，现场残留物少。缺陷：a.灭火速度慢。江西，西安等几个厂家公布的灭火时间均大于20s。b.对A类火灾，特别对固体阴燃火灾，热气溶胶灭火效果较差。c.由于本身就是点火原，不适宜用于易爆场所，特别是油库、化工车间及仓库、面粉加工车间，液化气站等场所。d.采用专用装置（外形如落地空调），不便于联成系统，对于大容积保护区用多具联动应用时造价高。e.只能用于全淹没灭火，不能作局部保护应用。2.超细干粉灭火剂及灭火技术
13、超细干粉灭火剂及灭火技术是在热气溶胶基础上发展起来的，既有热气溶胶灭火效能高的优点，又克服了热气溶胶的缺陷。冷气溶胶是将灭火剂的主要组分制备成超细颗粒，用压缩气体如氮气作为动力源及气体源。该类灭火剂在释放前分散介质和被分散介质是稳定存在的，释放过程中气体分散灭火剂形成冷气溶胶。 英国工程技术人员采用的喷雾造粒的办法制备的粒度在5m以下的磷酸铵盐粉体，经加压喷射，其灭火效率是普通干粉灭火剂的610倍，但由于生产工艺复杂，能耗大，产品的成本费用高，至今仍未能规模生产。美国环境保护局（EPA）正在开发一类独特的固体微粒灭火剂，称为卤代烃/干粉悬浮剂，PGA是这类灭火剂的代号，它是由经超细研磨的干粉灭
14、火剂、卤代烃推进剂/灭火剂和一种专门的凝胶剂组成。由于凝胶剂的作用，干粉悬浮于气体中，具有普通干粉无法达到的分布性和长期稳定性。具有报道称，该类灭火剂已有部分类型通过了有关组织检验。至于灭火效率，无资料来说明，但从其粒径为20m25m来分析，最低灭火浓度可能在200300g/m3范围内。我国于1999年开始对冷气溶胶灭火剂进行研究，公安部天津消防科研所将冷气溶胶灭火剂及应用技术列入研究项目，解决了超细干粉灭火剂配方，灭火设备及配件等方面的技术问题。国安达消防科技(厦门)有限公司现在的超细干粉灭火剂应用技术配方类似于天津研究所的配方，所不同的是通过长期的试验及应用摸索，在灭火设备方面有所发展。如
15、原设备只有长形悬挂式灭火装置一种，现具有多种悬挂式灭火装置，并开发了柜式灭火装置，启动方式已由原感温启动发展为电控、感温，加热三种启动方式。2.1超细干粉灭火剂组分 超细干粉灭火剂主要由活性灭火分子、粉碎助剂组分、疏水组分、惰性填料组分等组成。灭火组分是超细粉体灭火剂的核心，其他组分均围绕这个核心而发挥作用。 a.灭火组分。目前国内已生产的产品中能够起到灭火作用的物质主要有：磷酸氨盐、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钾等。灭火组分含量在灭火中起决定作用，含量不能太少。磷酸二氢氨含量75%，碳酸氢钠含量82%。b.粉碎助剂。在超细粉体的加工中，加入粉碎助剂组分，可以控制粉碎的极限，延缓粉碎的平衡，提高粉碎
16、的细度。微粒的粉碎并非是一个简单的粗细微粒的过程，而是一个粉碎与团聚的复杂过程。当微粒变小时，颗粒已不再是一个惰性体，而是一个能给供电子和抓取电子的物体，是一个化学活性物质。又由于物料颗粒变小后，比表面积增大，形成表面能，微粒化学活性和表面能促使颗粒间的凝结，从而增大表观粒径，减少比表面积。因此，通过添加粉碎助剂组分，对微粒进行表面物理或化学处理，使粉碎与团聚的两个过程相等，达到粉碎平稳，可获得稳定的单分散的超细粉体。c疏水组分。超细粉体由于有很强的吸附性，可以从大气中吸收水蒸气。在超细粉体灭火剂中加入疏水组分，能有效的保持灭火剂的斥水性能，控制超细粉体灭火剂在有效使用期内的吸收水蒸气的量。防止灭火剂结块，保持灭火剂良好的流动性和其它的使用性能。d惰性填加组分。超细粉体中的惰性填加组分主要起如下作用：一.防振实结块
