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1、超细干粉灭火剂与S型气溶胶的优势对比htt p:/2011年10月27日08:17慧聪消防网作者：陈仕林摘要：超细干粉和S型气溶胶在特征上有很多相似之处，然而实际应用中存在很大区别，通 过对两种产品的性能比较，结合其产品特点，探讨两种产品在应用中的优势。关键词：超细干粉；K型气溶胶；S型气溶胶；灭火效能气溶胶的介质是气体，气溶胶是微细的固体颗粒，或微细的液体颗粒和惰性气体在气体介 质中悬浮、弥散形成的溶胶状态。气溶胶灭火技术近年来发展较快，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的有成效的研究、开发，并取得了一些成果。气溶胶，按形成的方式可分为：高温技术气溶胶”（通常称热气溶胶”如
2、国内K型气溶胶、S 型气溶胶）和“非高温技术气溶胶”（通常称“冷气溶胶”如超细干粉灭火剂）。热气溶胶灭火 技术，是将固体燃料混合剂通过自身燃烧反应，产生足够浓度的悬浮固体颗粒和惰性气体， 释放于着火空间，抑制火焰燃烧，并且使火焰熄灭。烟雾灭火技术就属于热气溶胶技术范 畴。而冷气溶胶灭火技术通过压力使容器内的超细干粉经喷头喷出，使其悬浮于着火空间， 使火焰熄灭。在现实中人们把热气溶胶归类为气体灭火剂，冷气溶胶超细干粉则按传统干 粉灭火剂的特性归类为固体灭火剂，总结两种产品的性能，的确存在较大的区别，特别的 在灭火效果及应用方式方面值得探讨。二、S型气溶胶和超细干粉灭火剂的灭火技术介绍2.1S型气
3、溶胶气溶胶灭火剂为前苏联最先研制。该灭火剂中含有35%50%的氧化剂， 15%40%的燃料（含 氮有机物），约22%35%的铵、钠、钾、钙、镁的碳酸盐，以及3%的艾杜糖醇，其中氧化 剂为KC103, KN03, NaN0或NH4N03,燃料为二氰胺，硝基胍和尿素。俄罗斯研制的一种热气 溶胶灭火剂，是由固体燃料混合剂燃烧时产生的气体与微粒的混合物，这种固体燃料混合 剂称TTK药柱，是由含钾的无机氧化剂（如氯酸盐和硝酸钾）和有机还原剂（包括各种树脂、 增塑剂和硬化剂等）构成。国内热气溶胶灭火技术研究开发比较早（80年代，天津所开发出烟雾灭火剂），经吸收国 外技术，并进一步研究改进，在技术上有新的改
4、进，如降低了热气溶胶灭火装置的出口温 度，由原来的300C降到现在的80 r等，其产品已达到国外同类产品的先进水平。由于此类 气溶胶发生剂中主要采用钾的硝酸盐作为主氧化剂,其喷放物灭火效率高，但因为其中含有 大量的钾离子，易吸湿,形成一种发黄发黏的强碱性导电液膜，这种物质对电子设备有很大 的损坏性，故K型气溶胶自动灭火装置不能使用于电子设备、精密仪器和文物档案场所。但 目前在市场仍然有一定数量的使用。S型气溶胶被业界称为第三代气溶胶技术，是K型气溶胶的改良产品，主要由锶盐作主 氧化剂，据称和K型气溶胶不同，锶离子不吸湿，不会形成导电溶液，不会对电器设备造成 损坏，S型气溶胶自动灭火产品最早于2
5、1世纪初研发成功。目前，S型气溶胶产品已在国内 一些工程项目中应用，对其灭火效果褒贬不一。2.2超细干粉灭火剂传统干粉灭火剂是一种干燥、流动性好的固体粉末，主要由一种或多种具有灭火能力的无 机盐组分和疏水组分、惰性填料组成。灭火组分是干粉灭火剂的核心,疏水组分主要有硅油和疏水白炭黑，惰性填料种类繁多，主 要起防振实、结块，改善干粉运动性能，催化硅油聚合等作用。主要应用于扑灭固体、液 体、气体及电器设备火灾等。干粉的优点主要有：灭火效率高、速度快。按照扑灭单位面积的可燃液体火灾的灭火剂用 量来比较,干粉具有最高的灭火效率,干粉能够迅速地控制火势和扑灭火灾,灭火时间往往 在几秒钟或十几秒钟内,而且
6、不易受火场地形、温度等环境条件的影响。对人畜无毒或低毒, 对环境的影响甚微；因而在淘汰哈龙灭火剂后，干粉灭火剂成为我国灭火产品的主力军。干粉灭火剂的干粉粒度对其灭火性能有显著的影响。单位灭火剂灭火效能与灭火剂粒子粒 径密切相关,每种灭火粒子都存在上限临界粒径,小于临界粒径的粒子全部起灭火作用,大 于临界粒径的粒子灭火效能急剧降低,小于临界粒径的灭火粒子分数愈大,则灭火效果愈好常用干粉灭火剂粒度在20ym-75um之间,这种粒子弥散性相对较差，比表面积也相对较低。因 而,定量的粉体所具有的总比表面积较小,每个粒子的质量较大,沉降速度较快,且其受热分 解的速度较慢,所以其捕获自由基或活性基团的能力
7、有限,灭火能力也就很有限；再就是普 通的ABC干粉主成份为磷酸铵盐，易吸潮结块，且有一定的腐蚀性，进而限制了干粉灭火剂 的使用范围。所以,制备在着火空间可以均匀分散、悬浮的超细灭火粉体,保证灭火组分粒子活性,降低单 位空间灭火剂使用量是提高干粉灭火剂灭火效能的一种很有效的手段；但由于普通磷酸铵 盐类干粉灭火剂必须采用硅油包裹工艺进行防潮、防结块处理，无法将其加工到10卩m以下， 故而干粉生产技术在很长一段时间没有新的突破。超细干粉技术是当代粉体工程技术的新发展，是各高新技术的基础，其应用正在不断扩大。 超细粉体技术是当今世界上很重要的科学技术之一，英国KIDD公司采用喷雾干燥技术研制 出粒径5
8、卩m的碳酸氢钾超细高效干粉灭火剂，经全淹没式灭火实验表明：灭火效能是一般 灭火剂的10倍；由于所需设备和工艺要求复杂，至今未能推广应用。应该说，超细干粉灭火剂同S型气溶胶的研发背景相似，它是在传统干粉灭火剂的基础上改 良的新品种，国内超细干粉灭火剂由武汉绿色消防器材有限公司于2001年率先开发成功， 并通过国家型式检验合格，它采用一种自然防潮的矿物质为主份，不需要采用硅油包裹工 艺进行防潮、防结块处理，灭火效率是传统干粉灭火剂的10倍以上，由于超细干粉灭火剂 可以在大气中悬浮一定时间，并能绕过障碍物，散布到各个角落，以一种全淹没的方式或 局部应用方式灭火，使干粉灭火技术在自动灭火的效果方面有了
9、飞跃式提升，它是干粉灭 火技术和纳米技术发展的结晶，代表了目前干粉灭火的最高水平和发展方向。目前，超细干粉灭火产品在电力、冶金、石油石化、烟草、档案库房等行业得到了大量应 用，号称“灭火效率最高、灭火速度最快、灭火浓度最低”，发展速度居所有灭火产品之首。三、S型气溶胶和超细干粉灭火剂的灭火机理介绍3.1S型灭火气溶胶灭火机理3.1.1吸热降温灭火机理金属盐微粒在高温下吸收大量的热，发生热熔、气化等物理吸热过程，火焰温度被降低， 进而辐射到可燃烧物燃烧面用于气化可燃物分子和将已气化的可燃烧分子裂解成自由基的 热量就会减少，燃烧反应速度得到一定抑制。3.1.2化学抑制灭火机理。a、气相化学抑制:在
10、热作用下，灭火气溶胶中分解的气化金属离子或失去电子的阳离 子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。b、固相化学抑制:灭火气溶胶中的微粒粒径很小(10-910-6m)，具有很大的表面积 和表面能，可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自 由基。c、降低氧浓度:灭火气溶胶中的N2、C02可降低燃烧中氧浓度，但其速度是缓慢的，灭 火作用远远小于吸热降温、化学抑制。3.2超细干粉灭火机理在灭火过程中，超细干粉灭火剂既具有化学灭火剂的作用，同时又具有物理抑制剂的特点， 其灭火机理如下：(1) 化学抑制作用：燃烧过程是一连锁反应过程,0H和H
11、自由基是维持燃烧连锁反应的关 键自由基, 它们具有很高的能量, 非常活泼, 而寿命却很短, 一经生成, 立即引发下一步反应, 生成更多的自由基, 使燃烧过程得以延续且不断扩大。干粉灭火剂的灭火组分是燃烧的非活 性物质, 当把干粉灭火剂加入到燃烧区与火焰混合后, 干粉粉末与火焰中的自由基接触时, 自由基被瞬时吸附在粉末表面, 通过上述反应, 借助粉末的作用, 消耗了燃烧反应中的自由 基0H和H。当大量的粉末以雾状形式喷向火焰时，火焰中的自由基被大量吸附和转化,使自由 基数量急剧减少, 致使燃烧的链反应中断, 最终使火焰熄灭。(2) 隔离作用：喷出的固体粉末覆盖在燃烧物表面, 构成阻碍燃烧的隔离层
12、。特别当粉 末覆盖达到一定厚度时, 还可以起到防止复燃的作用。（3） 冷却与窒息作用：粉末在高温下会放出结晶水或发生分解,这些都属于吸热反应, 而 分解生成的不活泼气体又可稀释燃烧区域的氧气浓度,从而起到冷却与窒息作用。四、两种灭火产品优劣势比较所有灭火产品都有相同点和不同点，针对不同保护场所，各种灭火产品表现出不同的灭火 效果，而S型气溶胶与超细干粉灭火剂，虽然在标准中不是同一类型产品，但其灭火机理及 产品特征极其相似，而其灭火效果和应用方式有较大区别。其优劣势主要表现在几个方面：4.1灭火设备不同，对保护对象适合性有差异4.1.1S型气溶胶灭火装置气溶胶运用的灭火器具是特别装置，一般为小型
13、装置，标准规定最大规格为10kg。按灭火装置安装方式可分为；a）落地式灭火装置；b）悬挂式灭火装置。按灭火装置喷口温度高低可分为：a）限温性灭火装置；b）非限温性灭火装置。按灭火装置产生热气溶胶灭火剂的种类可分为：a）S型气溶胶灭火装置；b）K型气溶胶灭火装置。关于气溶胶灭火装置的保护对象，公安部公消2001217号文件定义为：“气溶胶与卤代烷 类和惰性气体类哈龙替代技术不同，灭火后有残留物，属非洁净灭火剂。各企业采取的药 剂配方不同，残留物的性质也不相同。气溶胶灭火装置不能用于保护经常有人场所，不能 用于保护易燃易爆场所。气溶胶属于气固混合物，在技术没有突破且通过国家质检中心型 式检验之前，
14、不能用于管网输送系统，气溶胶灭火后的残留物对精密仪器、设备会有一定 影响，技术上没有解决该问题且通过检验的固定装置，不能用于保护此类场所。多机联用 气溶胶系统及其控制装置未通过型式检验合格的，不能用于保护较大空间场所”。S型气溶胶在配方调整后，技术上有所突破，但标准规定灭火装置只能控制在小于 10kg 的小型装置，并不得多机联用，因而限制其保护对象只能是小空间灭火， “气溶胶属于全淹 没系统，适用于变配电间、发电机房、电缆井、电缆沟等无人、相对封闭、空间较小的场 所”，所以S型气溶胶跟K型气溶胶一样，保护对象受到极大限制，大一点的电缆夹层、电缆隧道 都无法采用S型气溶胶进行保护。4.1.2超细
15、干粉灭火装置（系统）超细干粉灭火产品经过十多年的发展，已经成功开发出无管网灭火装置和管网灭火系统。按安装方式可分为：a）悬挂式超细干粉灭火装置。b）壁装式超细干粉灭火装置。c）柜式超细干粉灭火装置。d）管网式超细干粉灭火系统。按驱动方式可分为：a）贮压式超细干粉灭火装置。b）非贮压超细干粉灭火装置。c）贮气瓶式超细干粉灭火系统d）贮压式超细干粉灭火系统。按灭火剂属性可分为：a）ABC超细干粉灭火装置（系统）b）BC超细干粉火装置（系统）c）D类超细干粉灭火装置（系统）超细干粉灭火产品由最初单一的贮压悬挂式灭火装置，已经发展成为贮压式、非贮压式及 超细干粉灭火系统等多样化产品，其灭火装置（系统）
16、是厂家根据各种保护对象开发出的 各类灭火设备，设计人员完全可以按保护对象不同而选择适用的灭火装置（系统），比如 无管网类悬挂式或壁装式灭火装置，即可单具安装使用，也可以与火灾报警系统实现联动， 按湖北省地方标准超细干粉无管网灭火系统设计、施工及验收标准规定，超细干粉灭 火装置在全淹没设计时，防护区最大保护空间为2000立方米，局部应用灭火方式时，最大 保护面积为500平方米。由于超细干粉的粉雾喷射后为云雾状态，在设计时可以按假想罩方 式对保护对象进行局部淹没时设计，在超过标准规定的空间或面积时，可以分片或分组启 动超细干粉灭火装置，实现大空间灭火。在需要高浓度大面积灭火时，还可以设计为管网灭火系统，如化工场所的灭火，有些场所 需要大量灭火剂进行掩埋式扑救，超细干粉灭火系统目前已经开发
