第四章 气体灭火系统二0一一年八月第四章 气体灭灭火系统统1、气体灭灭火系统统概述主要内容：2、气体灭灭火系统统的类类型、组组成及工作原 理 3、气体灭灭火系统统的主要组组件4、哈龙灭龙灭 火系统统的替代技术术5、气体灭灭火系统统的操作与控制第四章 气体灭灭火系统统1、气体灭火系统的适用场所4.1 气体灭灭火系统统的概述气体灭火系统采用的是冷却、窒息、隔离和化学抑制方法中的一种或多种 方法。一般包括五类：（1）卤代烷灭 火系统（2）二氧化碳灭火系统（3）水蒸气灭火系统（4）氮气灭火系统（5）烟雾灭 火系统2、气体灭火系统的种类适用于扑救可燃气体、可燃液体和电气火灾，也适用于计算机房、重要文 物档案室、通讯广播机房、微波机房等忌水场合和设备 的火灾。第四章 气体灭灭火系统统第四章 气体灭灭火系统统3、气体灭火系统的灭火机理现代所用卤代烷灭 火剂都是全卤代烷，如CF3Br、CF2Br2、CF2ClBr、 C2F4Br2等。从分子结构看，这类卤 代烷属于共价化合物，没有离解和导 电的倾向，这是其能扑灭电 气设备 火灾的主要依据。卤代烷灭 火剂多为甲烷和乙烷的卤代物，分子中的卤素原子一般为氟、 氯、溴。在卤代烷分子中，氢原子的存在增加了卤代烷的惰性和稳定性， 同时降低了卤代烷的毒性和腐蚀性；氟原子和溴原子的存在，尤其是溴原 子的存在，提高了卤代烷的灭火效能。（1）卤代烷灭 火系统灭 火机理 卤代烷灭 火剂名称1211简称BCF，1301简称BTM。第四章 气体灭灭火系统统 卤代烷灭 火剂分类 按卤代烷灭 火剂的物理性质分为两类： 液化气体型 这类灭 火剂的沸点低于0，常温下以气体状态存在，加压致冷液化后以液 态存贮于压力容器中，蒸汽压较 高，喷出后方向分布性能好，这类灭 火剂 有1301、1211。易挥发 液体型 这类灭 火剂的沸点高于0，常温下多以液体状态存贮，蒸汽压较 低，空 间汽化分布性能不如液化气体型灭火剂，这类灭 火剂有1202、2402。 卤代烷灭 火机理 卤代烷灭 火剂以液态充装在容器中，并用氮气或二氧化硫加压作为灭 火 剂的喷射动力。卤代烷的灭火作用主要是化学作用过程。卤代烷灭 火剂在火焰的高温中分解产生活性游离基Br、Cl等，参与物质燃烧 过程的化学反应，清除维持燃烧所必须的活性游离基OH、H等，生成稳定的 分子CO2、H2O以及活性低的游离基R等，从而使燃烧过 程中的链反应中断而 灭火。卤代烷灭 火剂对 物质燃烧的化学反应历 程实际 上起着负催化剂的作用 。第四章 气体灭灭火系统统（2） 二氧化碳灭火机理 窒息作用 当把二氧化碳施放到灭火空间时 ，由于二氧化碳的迅速汽化，排挤、稀释 燃烧区的空气，使空间的氧气含量减少。当空间的氧气含量低于维持燃烧 时所需的极限含氧量时，物质的燃烧就会熄灭。 冷却作用 当二氧化碳从瓶中释放出来，由于液体迅速膨胀为 气体时，会产生一个冷冻 效果，致使部分二氧化碳转变为 固态的干冰。干冰在迅速汽化的过程中，要 从火焰和周围环 境吸热。 二氧化碳的冷却作用很小，在灭火中不起主导作用。（3） 水蒸气灭火机理 水蒸气能冲淡燃烧区的可燃气体浓度，并能隔绝燃烧区的空气，使区内空 气中氧的含量降低，有良好的窒息灭火作用。试验 表明：当汽油、煤油、柴油等易燃、可燃体燃烧时 ，该燃烧区的水蒸 气浓度达到35%以上时，燃烧即停止，火焰熄灭。水蒸气用来扑灭高温设备 和煤气管道火灾时，不致引起因设备热胀 冷缩的 应力作用而破坏设备 。第四章 气体灭灭火系统统（4） 氮气灭火机理 氮气灭火是根据冷却可燃物质可以减缓油转化为可燃气体，并最终终 止可 燃气体的产生而使火熄灭的原理。 氮气灭火系统主要用于电力变压 器的油箱灭火。（5）烟雾灭 火机理 烟雾灭 火系统是以烟雾灭 火剂在烟雾灭 火器内进行燃烧反应，产生大量的 二氧化碳、氮气和蒸气，喷射到被保护的空间或液（油）面上，形成均匀而 浓厚的灭火气体层，而起到稀释、覆盖和化学抑制等灭火作用。 烟雾灭 火剂是一种深灰色的粉末状固体混合物，由硝酸钾、木炭、硫磺、 三聚氯胺和碳酸氢钾组 成。其中硝酸钾是氧化剂，木炭、硫磺和三氯氯 胺 是还原剂，它们在密闭的系统中可维持燃烧，而不需要外接供给氧气。碳 酸氢钾 是燃烧速度控制剂，使灭火剂燃烧反应速度控制在核实的范围内， 而不致引起爆燃或爆炸。第四章 气体灭灭火系统统4、气体灭火系统的毒性、适应范围卤代烷灭 火剂具有一定的毒性。 卤代烷易溶于脂肪，它将损害人们的大脑，初始呈兴奋 状态（不安、抽 搐），接着产生眩晕、恶心、头剧 痛等现象，最后导致昏迷不醒。若长 时间处 于超过允许浓 度的卤代烷介质环 境内，则将引发导 致神经系统衰 竭，呼吸紊乱，心脏活动与肝脏功能遭受破坏等严重后果。 近年的科学研究发现 ，卤代烷灭 火剂是消耗大气中臭氧层的主要物质之 一，对臭氧层有极强的破坏作用。（1）卤代烷灭 火系统 卤代烷灭 火剂毒性第四章 气体灭灭火系统统 适用范围 适用火灾类型可燃气体火灾，如甲烷、乙烯、城市煤气等火灾； 甲、乙、丙类液体火灾，如烃类 、醇类、酮类 、酯类 、苯类以及其他有 机液剂类 火灾； 可燃固体物质的表面火灾，如木材、纸张 、织物等的表面火灾； 带电设备 和电气线路火灾，如配变电设备 、发电 机组、电缆 等火灾。 适用灭火场所美术馆 、图书馆 、博物馆、文史档案馆、情报资 料室、客房、仓库 、办 公室等； 电子计算机房、变压 器室、配电间 、发电 机组、电动 机、微波中继站、 电视 台、广播电台、电话 交换机、通讯机房、电气仪表控制中心等； 飞机和舰船的客、货舱 室及发动 机短舱、汽车、内燃机、修理车间 、飞 机库、停车楼（场）、发动 机试车 台等； 油槽、油罐、浸渍油池、运油车、油泵间 、加油站、油库、危险品库、 化学试验 室、静电喷 漆间等。第四章 气体灭灭火系统统应用限制无空气仍能迅速氧化的化学物质，如硝酸纤维 、火药等；活泼金属，如钾、钠、镁、钛、锆、铀、钚等；能自行分解的化学物质，如某些过氧化物、联氨等；金属的氢氧化物，如氢化钾、氢化钠等；能自然的物质，如磷等；强氧化剂，如氧化氮、氟等。第四章 气体灭灭火系统统 常用卤代烷灭 火系统 IG541灭火系统美国安素公司研制 52%的氮气、40%的氩气、8%的二氧化碳。 IG01（Ar）、IG-55(50% N2,50 %Ar)以及IG100（N2） 缺点：气体储存，导致钢瓶数量多，成本大。 优点：可以用于有人的场所，长期的医学实验证 明，人体在12.5%的氧气 浓度和2%-5%的二氧化碳浓度的环境下呼吸，所获得的氧量与在正常的 大气环境(21%的氧气浓度和0.03%的二氧化碳浓度)所获得的氧量是一致 的。 七氟丙烷灭 火系统（FM200）七氟丙烷（HFC-227ea）是由美国大湖公司开发的一种化学方式灭火的洁 净气体灭火剂。属于卤代烷。它无色、无味、低毒、不导电 、不污染被保 护对 象。特别是对大气臭氧层无破坏作用, 符合环保要求，是哈龙灭 火剂 在现阶 段比较理想的替代物。该灭 火剂的灭火效能高、速度快、无二次污 染 第四章 气体灭灭火系统统三氟甲烷灭 火系统分子式CHF3 ，是一种无色、微味、低毒、不导电 的气体，密度大约是空气的 密度的2.4倍，在一定压力下呈液态，不含溴和氯，对大气臭氧层无破坏作用 。 优点：不含溴和氯，对大气臭氧层无破坏作用。 灭火速度快于二氧化碳和IG541 三氟甲烷在火灾时产 生的氟化氢要比七氟丙烷产 生的少，对人的刺激小，如 果在规定的10S内系统能够喷 放完毕，几乎闻不到刺激性气味。SDE灭火系统主要原料：天然碳素材料气体催化剂气化速率稳定剂氧化反应降温 剂其它物质 SDE灭火剂在常温下以固态形式储存，工作是经过电 子气化启动器激活催 化剂，促使灭火剂启动，发生反应，产生大量的气体（CO2 35%，N2 25% 气态水 39%）雾化金属氧化物占1-2% 目前已开发出来的替代物中的较优 者，它对臭氧层没有破坏，灭火设计 基 本浓度为6%，且具有良好的清洁性，良好的气相电绝缘 性及系统使用中 良好的物理性能。第四章 气体灭灭火系统统第四章 气体灭灭火系统统二氧化碳在常温常压下是一种无色、无味、不导电 、化学上呈中性、不腐 蚀的惰性气体。 二氧化碳是一种中等毒性物质，对人体的危害主要是窒息作用。 另外液态二氧化碳迅速汽化，与人体接触时，会造成皮肤灼伤。（2）二氧化碳灭火系统 二氧化碳的毒性第四章 气体灭灭火系统统 适用范围适用灭火场所 电气设备 火灾； 精密仪器、贵重设备 火灾； 图书 档案室火灾。 不适于灭火场所 自己能供氧的化学药品火灾； 活泼金属及其氧化物的火灾； 能自然分解的化学物品火灾； 纤维 内部的阴燃火灾。二氧化碳灭火剂的优缺点 优点：二氧化碳不会对火场的环境造成污染，不腐蚀设备 和贵重物品，灭 火后不留痕迹；二氧化碳来源广泛，价格低廉。缺点：高压贮 存的压力太高，低压贮 存时需要制冷设备 ；灭火浓度大；二 氧化碳以很高的速度通过管道，会发生静电放电现 象，有可能引起火灾；二 氧化碳会产生温室效应。第四章 气体灭灭火系统统第四章 气体灭灭火系统统使用蒸汽的甲、乙类厂房和操作温度等于或超过本身自然点的丙类液体 厂房；单台锅炉蒸发量超过2t/h的燃油、燃气锅炉房；火柴厂的火柴生产联 合机部位；有条件并适用蒸汽灭火系统设 置的场所。（3）水蒸气灭火系统水蒸气灭火系统的适用范围第四章 气体灭灭火系统统1、全淹没系统4.2 气体灭灭火系统统的类类型、组组成及工作原理有灭火剂贮 存容器、容器阀、管道、喷头 、操作系统及附属装置等组成 。（1）系统组 成单元独立系统用一个或一组贮 存容器保护一个防护区的系统。 组合分配系统用一组灭 火剂贮 存装置保护多个防护区的系统。全淹没系统是由灭火贮存装置在规定的时间 内向保护区喷射灭火剂，使防 护区内达到设计 所要求的灭火浓度，并能保护一定的浸渍时间 ，以达到扑 灭火灾，而不再复燃效果的灭火系统。其特点是在防护区内任何位置均能形 成足够的、均匀的的灭火浓度，并足以扑灭火灾。气体灭火系统根据灭火技术和系统配置方法分为：全淹没系统、局部应用 系统、无管网系统。灭火系统按其保护范围分为两种形式：第四章 气体灭灭火系统统（2）工作原理当防护区发生火灾时，火灾探测器首先感觉到火的存在，向消防控制中 心发出火灾信号，控制中心发出火灾警报。此时有关人员可视火灾情况 适当处理。如果人可以将或扑灭，就将灭火系统切断，带火灾处理后再 使系统恢复正常状态；若防护区无人或人工不能将火扑灭，人员赶快撤 离防护区，。在火灾报警延时约 30s后，自动打开启动气瓶，瓶中高压 氮气或二氧化碳气体将灭火剂贮 存容器及相应的选择阀 打开后，灭火剂 释放到着火防护区湿式灭火。消防控制中心在发出火灾报警的同时，使 联动 装置动作，关闭开口，停止空调，确保灭火。全淹没系统气流工作原理框图第四章 气体灭灭火系统统第四章 气体灭灭火系统统2、局部应用系统局部应用系统是由一套灭火剂贮 存装置在规定的时间 直接向燃烧着的可 燃物表面喷射一定量灭火剂的灭火系统。 局部应用系统用于没有固定封闭的防护区，也可用于防护大型封闭空间 中局部危险区。 局部应用系统主要用以保护液体油罐，用油冷却或润滑的设备 、淬火油 槽、雾化室、充油变压 器、蒸汽通风口等危险部位。具体要求：采用与保护对 象想适应的专用喷头 ； 喷放出来的灭火剂能直接、集中地施放到正在燃烧的物体上 或其周围； 在燃烧物表面的灭火剂，要达到一定的供给强度，并延续一 定的时间 使燃烧熄灭； 保护对 象为可燃液体时，要防止因灭火剂喷 射引起的可燃物 飞溅 造成流淌火势或更大的火灾危险。第四章 气体灭灭火系统统3、无管网系统无管网系统又称预制系统，是将灭火剂贮 存容器、火灾报警控制箱、短 管系统和喷头 等预先组合，可独立应用的一种灭火装置。 当某些