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科技资讯
替代哈龙气体的消防系统比较
- 2016-11-26 12:37 来源：|0 流量：2254
1.二氧化碳灭火系统
灭火机理：气体二氧化碳在高压或低温下被液化，喷放时，气体体积急剧膨胀，同时吸收大量的热，可降低灭火现场或保护区内的温度，并通过高浓度的CO2气体稀释被保护空间的氧气，达到窒息灭火的效果。
优点：最适宜于扑救忌水物质可能发展成深位火灾的火灾；在各气体灭火系统中，它最适用于扑救局部应用方式的火灾。由于二氧化碳容易被液化，所以易罐装和储存，同时其价格较为便宜，灭火时，不污染火场环境，对保护区内的被保护物不产生腐蚀和破坏作用，它可以扑救A、B、C类火灾，在高浓度下还能扑救固态深位火灾。
缺点：因灭火浓度高达34%-75%，所以，二氧化碳灭火系统必须要使之液化或固化才便于储存、运输和使用。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，在实际的应用中，需要的瓶组数多，储瓶间占地面积大，同时压力过高，对储存环境的温度要求比较严格。系统的附属配件多，系统发生故障的机率增加，给维护带来了困难。同时，高压储存中的泄漏率达到5%左右，在每年的补压上也存在着相当的困难。
低压系统需要将温度降低到-18℃至-22℃才能实现液化，所以需要外设制冷设备，同时，由于低压系统的本身CO2从液态气化过程中容易形成“干冰”，而干冰又能直接升华成气体，在升华的过程中，气体体积成倍的剧烈膨胀，对输送管道带来严重的破坏，容易使管道发生冷脆而断裂，对人员和保护区形成伤害和破坏。
另外， 使用CO2的设计浓度太高，还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%）。所以，二氧化碳灭火系统对经常有人或工作的场所，不可设计、使用。
广泛使用二氧化碳灭火系统对保护生态环境极为不利，尽管二氧化碳在消防行业用做灭火剂已有几十年，但在注重环境保护的今天，广泛推广也应受到限制。在《京都议定书》中，二氧化碳是被限制使用的6种气体中的一种，所以，在应用选择上要予以慎重、全面地考虑。
2.七氟丙烷（FM—200）和三氟甲烷（FE—13）灭火系统
FM—200和FE—13自动灭火系统是以“洁净气体”七氟丙烷和三氟甲烷作为灭火剂的灭火系统。从总体上说，是第一代哈龙替代物中综合性能最好的。1996年，在公安部发布的《哈龙替代品推广应用的规定》中，它们已被列入国内允许使用的哈龙替代品。
灭火机理：与卤代烷灭火剂的灭火机理相似，属于化学灭火的范畴。通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基，与燃烧反应过程中产生支链反应的H+、OH-、O2-:活性自由基发生气相作用，从而抑制燃烧过程中的化学反应来实施灭火。
优点：两种气体都具有良好的灭火效率，灭火速度快、效果好，灭火浓度低，基本接近哈龙1301灭火系统的灭火浓度。
缺点：大量的实验证明，含氟卤代烷灭火剂在灭火现场的高温下，会产生大量的氟化氢（HF）气体，经与气态水结合，形成氢氟酸（白雾状）， 氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸，对皮肤、皮革、纸张、玻璃、精密仪器有强烈的酸蚀作用。这两种气体灭火系统随着火灾规模和喷放时间的延长，产生的HF浓度增高，对被保护物品腐蚀作用也随之增强，同时，在气体疏散的过程中具有更大的危害性。因此在选用这两种气体灭火系统时也应慎重。
在FM一200的设计要求中，因FM 一200的储存压力为2.5MPa/4.2MPa,要求喷嘴的工作压力为不小于0.8MPa。目前，国外生产的HFC类灭火系统的选择阀还没有通过UL或FM的认可，所以，国外的HFC类的灭火系统都以单元独立形式应用，在输送距离上受到很大的限制，尤其应用于组合分配系统时较为困难，因此在消防设计上不主张使用组合分配系统，特别是当保护区多，输送距离要求长的工程，更要引起注意。
作为哈龙灭火替代物FM一200和FE一13在灭火机理及优缺点等诸多方面都有许多的共性，但在有些方面仍存在一些个体的差异。主要为：FE—13灭火系统在对人体的安全性方面要好于FM一200灭火系统；FE一13所用的瓶组较FM一200少，且在药剂的价格方面也要低于FM一200。因此，对于同厂生产的产品在经济适用性方面FE一13也要优于FM一200。但是FE一13的储存压力Poa为4.2/6.0MPa、GWP（温室效应潜能值，以CO2百年值为基准）为9000、ATL值（在大气中存活寿命，潜在危险指标）280年，远高于FM一200 的储存压力2.5/4.2MPa、GWP值2050、ATL值31年。因此，在选择上要慎重对待。
3.惰性气体灭火系统
惰性气体灭火系统是20世纪80年代末发展的哈龙替代气体灭火系统。目前已有四种惰性气体（或者它们的混合物）灭火系统商品化。其灭火系统的化学组成见上表：
灭火机理：研究表明，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，达到窒息灭火的效果。当惰性气体的设计体积积分数达到35%一50%时，可将周围空气中氧气的体积分数降到10%一14%。众所周知，当氧气体积分数低于12%一14%时，燃烧将不能维持。由于惰性气体属于物理灭火方式，所以它的灭火效率比哈龙和卤代烷灭火系统低。
优点：惰性气体是无色、无味、不导电的气体，其密度近似地等于空气的密度；惰性气体无毒、无腐蚀，它不引发燃烧反应，也不与其它物质反应；对臭氧的耗损潜能值为零；因为是气体，对全球温室效应影响值为零。灭火过程中洁净，灭火后不留痕迹，使用中对仪器设备无损害。由于其成分均为大气中天然成份，所以喷放后在火灾现场无任何残留，其灭火速度快、不污染被保护品，对大气臭氧层无破坏作用，现在许多大型和重点保护区推广使用。
缺点：惰性气体是靠窒息作用灭火，其设计浓度为37.5--42.8%，惰性气体类替代品贮存在钢瓶内为气体状态，灭火浓度要求比较高。而且，惰性气体系统造价在所有的消防设备中价格最为昂贵，无论是灭火剂的价格、储存容器，还是释放的管路都需要大量的资金。同时，系统的工作压力大，惰性气体灭火系统属高压系统， 钢瓶压力为15-20MPa，比HFC类灭火系统要高得多，因此，要考虑高压容器的储存问题。
4.气溶胶灭火系统（装置）
气溶胶，按形成的方式可分为冷气溶胶和热气溶胶两类。
冷气溶胶灭火技术是通过压力使容器内的超细干粉经喷头喷出，并使超细粉粒悬浮于着火空间，使火焰熄灭。超细干粉的粒度大小一般在0.001-5um为宜。
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等，喷射并弥散于着火空间，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灭火技术的范畴。
灭火机理：利用固体微粒在高温下产生金属阳离子与燃烧反应过程中产生活性自由基并发生反应，以切断化学反应的燃烧链，抑制燃烧反应的进行，达到化学灭火的效果并利用固体微粒（主要为钾盐）分解过程中产生的水来吸热降温，从而达到灭火效果。
优点：气溶胶灭火剂由于粒度小，可以绕过障碍物并在火灾现场较长时间地停留，且比表面积大，有很好的灭火效果，既可用于相对密闭空间，又可用于开放空间。尤其因为气溶胶灭火剂为含能材料，其本身不需要动力驱动，在制造成本上相对于其他灭火系统有优势。
缺点：产物为气、固两相流，无法进行组合分配的有管网系统设计，对气体保护区域、空间大的场所综合造价将远远高于其他系统，同时必须联动启动，需要很大的启动电流；其产物中的金属阳离子容易与水结合生成碱性氧化物。气溶胶灭火技术不适合用来抑爆和惰化，原因是，它靠燃烧产生气溶胶灭火剂，但它本身就是点火源。对阴燃物的火灾，热气溶胶的灭火效果也较差。
5.细水雾灭火系统（另文详细介绍）
综上所述，目前使用的几种新型灭火系统都或多或少的存在一定的缺陷，如高压储存气态或液态储存、灭火浓度高、效率低、价格及维护费用昂贵；对保护对象和人有腐蚀作用（FM-200、FE—B），启动后不易停止的气溶胶，对设备和管路、介质要求高（细水雾）等。但从总体来看，尤其从环保性能、综合经济成本以及适用性等诸多方面考虑，笔者认为在档案库房中细水雾灭火系统在应用中更值得推广。首先，细水雾对环境、大气、保护对象均无损害，是理想的环保型产品。其次，由于水雾雾滴直径很小，灭火用水量小，水渍对纸张损失甚微。第三，细水雾喷射时可大大降低火灾中的烟气含量和毒性，有利于安全疏散，适用于有人的共同场所。第四，灭火效能高、应用范围广，对火势猛烈、蔓延速度快的火灾，灭火效果理想。第五，水作为灭火剂来源广泛，可持续性强，价格低廉。
总之，对灭火系统的选择，应从低压甚至常压储存、灭火效率高、环保性能好、使用安全方便、价格能被档案部门接受的无毒无公害灭火剂及其灭火系统进行考虑。希望国内各级各类档案部门在改建、扩建、新建档案馆时认真听取消防监督部门的建议，使用适合档案库房特点的消防灭火产品。
