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1、气 体 灭 火 系 统万修梁第一节 气体灭火系统概述n气体灭火系统是以气体作为灭火介质的灭火系统 。n目前国内常见的气体灭火系统，主要有二氧化碳 灭火系统、卤代烷（1211，1301）灭火系统、七 氟丙烷（HFC-227ea）灭火系统、三氟甲烷（HFC -23）灭火系统、混合气体（IG541）灭火系统、 氮气（IG100）灭火系统、氩气（IG01）灭火系 统、氩气氮气（IG55）灭火系统、热气溶胶预制 灭火系统等。第一节 气体灭火系统概述n气体灭火系统的特点:n 1.灭火范围广，多数A类、B类、C类及E类 、F类火灾都能灭；n 2.灭火速度快；n 3.灭火后基本不留痕迹，对被保护对象无 污染和
2、损害。气体灭火系统分类-按灭火剂分类n一、按灭火剂分类n气体灭火系统是以灭火介质的名称来命名的。 n（一）二氧化碳灭火系统 灭火剂为100%二氧化 碳。n（二）卤代烷（哈龙）灭火系统 有1211灭火系 统（灭火剂为哈龙1211，即二氟一氯一溴甲烷， 化学式为CF2ClBr）和1301灭火系统（灭火剂为 哈龙1301，即三氟一溴甲烷，化学式CF3Br）。 气体灭火系统分类-按灭火剂分类n（三）卤代烷烃类灭火系统 是用来代替卤代烷 （哈龙）灭火系统的气体灭火系统。常见有七氟 丙烷（即FM200或称HFC-227ea，化学式为 CF3CHFCF3）、六氟丙烷（即FE36或称HFC-236fa ，化学
3、式为CF3CH2CF3）、三氟甲烷（即FE13或称 HFC-23，化学式为CHF3）等。 气体灭火系统分类-按灭火剂分类n（四）惰性气体灭火系统 主要有氮气、氩气和 氮、氩、二氧化碳混合气体灭火系统。使用的灭 火剂为纯氮气（商品名为IG-100，即100%N2）、 纯氩气（商品名为IG-01，即100%Ar2）、氮氩混 合气体（商品名为IG-55，比例为N2：Ar2=1：1） 、氮气、氩气、二氧化碳混合气体（商品名为IG -541，比例为N2:Ar2:CO2=52:40:8）等。气体灭火系统分类-按灭火剂分类n（五）热气溶胶灭火系统 由固体化学混合物( 热气溶胶发生剂)经化学反应生成的具有灭火
4、性 质的气溶胶。按热气溶胶发生剂主要成分，有S 型、K 型和其它型热气溶胶。nK 型气溶胶，也称钾(K)盐类气溶胶，气溶胶的 发生剂为30（W/W）以上硝酸钾。nS 型气溶胶，也称锶（Sr）盐类气溶胶，气溶胶 的发生剂为3550（W/W）硝酸锶 ，同时含 有1020（W/W）的硝酸钾。气体灭火系统分类-按系统特点分类n二、按系统特点分类n由于使用的灭火剂、灭火剂的储存方式、系统使 用场所的不同，气体灭火装置也不同，系统也各 有特点。n按系统对防护对象的保护分，有全淹没灭火系统 和局部应用灭火系统；n按系统的装配形式分，有管网灭火系统和无管网 灭火系统装置；气体灭火系统分类-按系统特点分类n管网
5、灭火系统中，按系统的设置形式 ，又分为组合分配灭火系统和单元独 立灭火系统；n在二氧化碳灭火系统中，根据CO2灭火 剂储存压力的高低，又分为高压二氧 化碳灭火系统和低压二氧化碳灭火系 统。气体灭火系统分类-按系统特点分类n（一）全淹没灭火系统n全淹没灭火系统，是指在规定时间内向防护区内 喷射灭火剂使其均匀地充满整个防护区并达到一 定的浓度的气体灭火系统。n其灭火是通过短时间内使防护区内充满规定浓度 的气体灭火剂并保持一定时间的浸渍来实现的。 因此，要求防护区有一定的封闭性、耐火性和耐 压、泄压能力，以保证在一定时间内防护区内的 灭火剂保持一定浓度。n其保护对象是整个防护区内的设备、物品。 气体
6、灭火系统分类-按系统特点分类n（二）局部应用灭火系统n局部应用灭火系统，是指以一定喷射强度直接向 保护对象喷射灭火剂，并保持一定时间的气体灭 火系统。n其保护对象是直接喷射灭火剂的设备、物品。n目前在国内的应用，尚仅限于二氧化碳灭火系统 。气体灭火系统分类-按系统特点分类n （三）管网灭火系统 管网灭火系统是指通过管网 向防护区内喷射灭火剂的气体灭火系统。气体灭火系统分类-按系统特点分类n（四）预制灭火系统 预制灭火系统是指没有管网，而 按一定的应用条件，将灭火剂储存装置和喷放组件等预 先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统。即 具有联动控制功能的无管网灭火装置。气体灭火系统分类-按系统
7、特点分类n（五）组合分配系统n组合分配系统，是指用一套灭火剂贮存装置，通 过选择阀等控制组件来保护多个防护区的气体灭 火系统。n在气体灭火系统设计中，对于两个或两个以上防 护区的系统，大都采用组合分配系统。n组合分配系统的优点是，可以最大可能的减少灭 火剂的贮存量及贮存装置，便于管理维护。 气体灭火系统分类-按系统特点分类n组合分配系统气体灭火系统分类-按系统特点分类n（六）单元独立系统n单元独立系统，是指只用于保护一个防护 区的气体灭火系统。该系统管路简单，可 靠性好，维护管理方便，但建造成本相对 较高。气体灭火系统分类-按系统特点分类n 单元独立系统示意图第三节 气体灭火系统的选择 n 一
8、、气体灭火系统的灭火机理n气体灭火系统是通过向防护区或保护对象喷射灭 火剂来灭火的。 n1211、1301等卤代烷（哈龙）灭火剂及七氟丙烷 、六氟丙烷等卤代烷烃类灭火剂，是通过化学抑 制作用来灭火的。即通过卤素化合物的化学作用 ，大量扑捉和消耗火焰中的自由基，抑制燃烧的 链式反应，将火焰扑灭。 一、气体灭火系统的灭火机理n二氧化碳 n通过物理作用来灭火，主要是窒息，其次是冷却 ，即通过稀释氧气浓度、窒息燃烧和冷却作用等 作用来灭火的。 n在众多的卤代烷灭火系统的替代系统中，以CO2 灭火系统技术最为成熟，应用也最广泛。在国内 ，以高压系统最为普遍。CO2灭火系统较为经济 ，能输送较远距离，但其
9、较高的灭火浓度对人非 常危险，不宜用于有人场所。另外，在释放过程 中的冷凝现象可能会对电子元件造成损害。一、气体灭火系统的灭火机理n七氟丙烷（FM200）n七氟丙烷灭火剂是一种无色、几乎无味、不导 电的气体，密度大约为空气的6倍，采用高压液 化储存。n七氟丙烷的灭火机理，为抑制化学链反应，其 灭火机理及灭火效率与卤代烷“1301”相类似，为 主动灭火，在几种替代物中是较为有效的一种 。一、气体灭火系统的灭火机理n七氟丙烷是毒性较低、无色、无味、无二次污染 的气体，对人体产生不良影响的体积浓度临界值 为9，其最小设计灭火浓度为7。n因此，正常情况下对人体不会产生不良影响，可 用于经常有人活动的场
10、所；它不破坏大气臭氧层 ，符合环境要求。由于灭火浓度较低，因而储瓶 数量较少，占地面积也较小，而且各项指标较为 合理，系统功能完善、工作准确可靠，长期储存 不泄露。一、气体灭火系统的灭火机理n七氟丙烷灭火系统的弱点n不能灭固体深位火灾，输送距离短，因为灭火 剂的释放必须在十秒种之内完成，达到灭火浓 度，否则产生的酸性分解物对人体有害，对被 保护设施也有腐蚀性，用于组合分配系统时， 各防护区位置应相对集中。另外灭火剂价格也 较高。一、气体灭火系统的灭火机理nIG541（烟烙尽、烟烙净）nIG541灭火剂由52氮、40氩、8二氧化碳三种气体组成，比空气略重，属于惰性气体灭火 剂，以气态储存，其储存
11、压力为15MPa。nIG541的灭火机理是通过降低防护区中的氧气浓度（由空气正常含氧量的21降至12.5）， 使其不能维持燃烧而达到灭火的目的，为物理反 应，属被动灭火。一、气体灭火系统的灭火机理nIG541n是一种环保型灭火剂，灭火时不会发生任何化 学反应，不污染环境，无毒、无腐蚀，具有良 好的电绝缘性能，不会对被保护设备构成危害 ，也无须延迟喷放，这是其它灭火剂所不具备 的特点。nIG541混合气体灭火剂在42.8的灭火浓度下， 人或者动物不会感到不适应，这是由于此时保 护区内的二氧化碳含量在45之间，提高 了人或动物的呼吸频率，这样可以使人或动物 氧气的摄入量与在正常空气下氧气摄入量保持
12、 一致。 一、气体灭火系统的灭火机理n 另外，混合气体以设计浓度和空气混合后， 可以在较长的时间内保持这一灭火浓度，即使保 护区没有采取特别的密封措施，系统也能在20分 钟后保持灭火所需的浓度。另外灭火剂价格便宜 ，可远距离输送，这对于保护相距较远的保护区 十分有利，由于灭火气体可充分与空气混合，故 能有效防止复燃。n 但因是被动灭火，其灭火效果略差，其高压 气态储存方式带来了储瓶数量大，占地面积大， 系统造价高的缺点。一、气体灭火系统的灭火机理n热气溶胶灭火剂n是由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和粘合剂 等组成的固体混合物，经自身燃烧反应后释放出 既有气体又有固体微粒的气溶胶。n气溶胶中，约
13、60为气体，主要成分是N2、co2 和碳氢化合物等；约40为固体微粒（直径一般 小于0.45m），主要是金属氧化物（Meo）、碳 酸盐（Meco3）和碳酸氢盐（MeHCo3）及少量金属 氧化物等。气溶胶灭火机理主要是化学抑制。火灾分类GB/T 49682008nA 类火灾：固体物质火灾。这种物质通常具有有 机物性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。nB 类火灾：液体或可熔化的固体物质火灾。nC 类火灾：气体火灾。nD 类火灾：金属火灾。即钾、钠、镁、钛、锆、 铀等活泼金属火灾。nE 类火灾：带电火灾。物体带电燃烧的火灾。nF 类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂 ）火灾。二、气体灭火系统的适
14、用范围n二、气体灭火系统的适用范围n（一）上述气体灭火系统都适用于扑救带电设备 和电气线路火灾，即 E 类火灾。n（二）1211、1301及七氟丙烷、六氟丙烷等卤代 烷烃类灭火系统还适用于扑救A、B、C类火灾。 但扑救A类火灾时，仅适用于一般固体物质的表 面火灾，对固体物质的深位火灾扑救效果不理想 。 二、气体灭火系统的适用范围n（三）二氧化碳及氮气、氩气等IG系列惰性气体 灭火系统，还适用于扑救A、B、C 、F类火灾。n（四）气溶胶灭火系统还适用于扑救大多数丙类 可燃液体火灾和可燃固体物质的表面火灾；但除 电缆隧道(夹层、井)及自备发电机房外，K 型和 其它型热气溶胶预制灭火系统不得用于其它
15、电气 火灾。 二、气体灭火系统的适用范围n（五）气体灭火系统不适用于扑救下列类型物质 火灾：n 1.硝化纤维、硝酸钠等氧化剂或含氧化剂的化 学制品火灾；n 2. D类火灾，即钾、钠、镁、钛、锆、铀等活 泼金属火灾；n 3.氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾；n 4.过氧化氢、联胺等能自行分解的化学物质火 灾；n 5.可燃固体物质的深位火灾。 二、气体灭火系统的适用范围n（六）下列气体灭火系统不得用于以下场所：n1. 二氧化碳全淹没灭火系统不应设置于经常有 人停留的场所；n2. 热气溶胶预制灭火系统不应设置在人员密集 场所、有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所 ；K 型及其他型热气溶胶预制灭火系统不
16、得用于 电子计算机房、通讯机房等有精密电子仪器设备 的场所。 三、气体灭火系统的选择原则n三、气体灭火系统的选择原则n（一）是否选用气体灭火系统n气体灭火系统由于其设置上需要一些特殊的要求 ，如封闭空间、灭火剂对人有危害以及系统造价 较高等，因此，较适于小空间和特殊场所应用如 计算机房、通信机房、变配电室等有贵重、精密 设备的场所，而不适于大空间应用。 三、气体灭火系统的选择原则n选用气体灭火系统，应考虑下列原则n1.该场所要求被保护物不能被灭火剂污染；n2.该场所有电气危险要求使用不导电的灭火剂；n3.该场所有贵重设备、物品，要求使用高效灭火 剂；n4.该场所不宜或难以使用其他类型的灭火剂。 （二）气体灭火系统种类选择n（二）气体灭火系统种类选择n气体灭火系统选择的基本原则，主要考虑灭火剂 的环境因素、毒性和灭火效能等因素。n环境因素，主要是考虑选择的气体灭火剂应以不 消耗大气臭氧层为首选原则。如卤代烷12
