消防气体灭火系统:常见类型及七氟丙烷气体灭火系统详解

IG541混合气体灭火系统其灭火剂是由氮气、氩气和二氧化碳气体按一定的比例混合而成的气体,这些气体都是在大气层中自然存在的,对大气臭氧层没有损耗…

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消防气体灭火系统是将灭火剂以气态或液态储存于压力容器内,灭火时以气体(包括蒸汽、气溶胶)状态作为灭火介质喷洒的灭火系统。消防气体灭火系统根据灭火剂种类分为很多种,常见的消防气体灭火系统有哪些?

1.七氟丙烷气体灭火系统

七氟丙烷气体灭火系统是一种高效的灭火设备。七氟丙烷(HFC-227ea)灭火剂是一种洁净气体,无色、无味、低毒、绝缘性好,无二次污染。七氟丙烷气体灭火系统对大气臭氧层的耗竭潜能值(ODP)为零,是目前卤代烃1211、1301气体灭火系统最理想的替代品。

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七氟丙烷不含固体粉尘、油污,以液态储存,以气态释放,喷洒后可自然排出或通过通风系统快速排出,现场无残留,对保护对象无二次伤害。

七氟丙烷气体灭火系统喷射时间极短,大大降低了火灾时对设备的损坏,为业主减少损失。灭火操作简便可靠:具有自动、手动、机械三种启动方式,确保在任何情况下都能灭火。

七氟丙烷气体灭火系统为全淹没系统,可扑灭A类(表面火)、B类、C类及电气设备火灾,可用于保护人员经常在场的场所,特别适合保护高精度电子设备及贵重物品。

广泛应用于计算机房、配电室、档案室、贵重工业设备、图书馆、洁净室等重点防护区域的消防保护,并能适应人员经常工作的防护区域。

2.高压二氧化碳气体灭火系统

高压二氧化碳气体灭火系统的灭火剂为100%二氧化碳气体。二氧化碳灭火剂来源广泛,价格低廉,电绝缘性高,洁净无残留,长期存放不变质,不会损坏设备,灭火时不污染火灾环境,灭火后消散迅速,不留痕迹。

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二氧化碳属于中等毒性物质,当空气中二氧化碳浓度达到2%时,就会使人感到不适,浓度达到7%~9%时,会引起呼吸困难、呕吐、麻木、意识模糊等症状。

当浓度达到10%的时候,人在这个环境中呆一分钟就会失去意识,如果局部超过这个浓度,就有一定危险。

国内已发生多起因二氧化碳泄漏进入防护区导致人员中毒的事件,目前国家相关法规已将高压二氧化碳气体灭火系统列为不适用于人员经常作业的防护区。

高压二氧化碳气体灭火系统广泛应用于发电厂、电站、轧机、印刷机、浸油罐、涂装车间、喷漆房、制药等易发生火灾的重点防护区域的消防防护。

3.火灾探测器气体灭火系统

探火管气体灭火系统是一种结构简单、成本低廉、可靠性高的独立自动探火管气体灭火系统,探火管气体灭火系统采用柔性可弯曲的探火管作为火灾探测报警部件。

同时该探火管还可作为输送和喷洒灭火剂的管道,柔性的探火管可以方便地布置在各个潜在火灾点附近。

报警灭火一体,探测响应时间快,一旦发生火灾,在火灾初期,靠近火点的探火管会受热破裂,立即释放灭火剂,进行灭火。

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探火管气体灭火系统无需任何电源、专用的烟感、温探测器,也不需要复杂的设备和管线,利用自身储存的压力,快速、准确、有效地探测和扑灭火源,集报警、灭火于一体,将火灾扑灭在初期。

采用探火管气体灭火系统可以大大降低工程造价,还可以减少每次灭火的费用,并且不会对人员造成任何伤害。

火灾探测与灭火装置的使用可以从原来对较大封闭空间内房间的保护转变为对各个较小封闭空间内贵重设备的直接保护,弥补了现有消防产品无法扑灭此类火焰的缺陷。

4、IG541混合气体灭火系统

IG541混合气体灭火系统采用的是氮气、氩气和二氧化碳按一定比例混合的气体,这些气体自然存在于大气中,不会破坏大气臭氧层,也不会影响地球的“温室效应”。

而且混合气体无毒、无色、无味、无腐蚀、不导电,不助燃,不与大多数物质发生反应,是一种理想的环保型灭火剂。

IG541混合气体灭火系统主要适用于计算机房、通讯机房、配电室、油浸变压器、自备发电机房、图书馆、档案馆、博物馆、票据及文物数据库等人们经常工作的场所。

5.热气溶胶灭火系统

热气溶胶灭火系统是一种新型灭火剂,它是由氧化剂、还原剂、燃烧速率控制剂和粘结剂组成的固体混合物。

热气溶胶灭火系统为常温常压固态储存,不存在泄漏问题,维护方便,属无管道灭火系统,安装灵活,不需铺设管道,工程造价相对较低。

热气溶胶灭火系统按灭火剂种类可分为K型和S型两种,按灭火装置喷嘴温度可分为限温型和非限温型,用于扑灭电器火灾、固体表面火灾、液体火灾。

气体灭火系统存在的几个问题

工程设计问题

1. 尚无标准的气体灭火系统设计软件

2005年《气体灭火系统设计规范》发布实施,为IG541、七氟丙烷、三氟甲烷、热气溶胶等灭火系统的设计提供了良好的设计依据。但由于喷头设计参数、喷头流量系​​数、阀门及管道阻力损失、等效长度等都需要气体灭火系统生产厂家提供,同时设计过程计算十分复杂,无法手工完成。目前尚无国家统一标准的设计软件,工程设计单位只能委托有气体灭火系统设计软件的厂家进行设计。一方面厂家的设计软件没有经过认证或测试,另一方面设计只针对该公司的产品,设计图纸对产品的针对性很强,谁设计就必须用其产品。但实际工程使用的产品与图纸上大部分设计不同,也没有经过认证或测试,因此设计存在一定的安全性和可靠性风险。

2.设计剂量不正确

气体灭火系统防护区内灭火剂的设计用量是以防护区净体积为依据进行计算的,但实际情况中,净体积计算困难,且计算公式中没有准确的修正系数,由于存在大量不确定因素,计算量往往较大,导致灭火剂的设计用量大于实际需求量,最终导致灭火过程中实际灭火浓度大于无毒反应浓度,带来一定的安全性和可靠性风险。

3.火灾自动报警联动系统中火灾探测器选择及设计位置不当

保护区内火灾自动报警联动系统中火灾探测器的探测反应时间直接影响气体灭火系统的防护效果。工程现场常见火灾探测器选型不当的情况,如在楼下等狭小空间内采用点温、点烟探测器。这种选型一是由于这些狭小空间内湿度大、粉尘多,容易引起报警联动系统误报警,造成系统误动作;二是由于这些区域空间狭小,烟雾流通不畅,探测器不能及时探测到火灾,导致气体灭火系统不能及时启动灭火。另外,如果探测器设计不当,气体灭火系统保护区内的一些重要部位会成为探测盲区,一旦这些部位发生火灾,探测器就不能及时探测到火灾信号,最终导致气体灭火系统不能及时启动灭火。

产品制造问题

1、零部件装配及检验中存在的问题

气体灭火系统生产厂家大多为小作坊式生产企业,大部分甚至全部零部件从其他厂家采购,瓶组装配没有专门的装配设备,采用手工装配;集管生产没有相应的打孔设备,直接采用气割打孔,无法保证产品质量。

目前,气体灭火系统尚无严格的出厂状态检验要求,小作坊式的生产厂家为降低生产成本,往往不配置相应的检测设备,也没有科学的检测手段,采购配件后不经过相应的试验或检验就直接供给施工单位,产品质量根本无法保证。

2.灭火剂的问题

目前,在工程验收过程中,由于气体灭火系统整体启动特点,检验人员仍以检查系统外观及启动、注液性能为主,很少对灭火剂性能进行检测。一些气体灭火系统生产厂家为降低生产成本,不到有资质的灌装单位按规范流程灌装灭火剂,有的甚至灌装伪劣灭火剂。

3. IG541 气缸问题

2002年以前生产的IG541气体灭火系统采用15MPa二氧化碳气瓶,该类型气瓶工作压力较低,存在一定的安全可靠性风险。

建设问题

由于气体灭火系统相对专业性较强,且在施工过程中具有一定的风险,在施工过程中容易发生一些安全事故,存在以下问题:

(1)联合配电系统中联动控制系统接线错误,使启动装置、选择阀、防护区没有形成应有的对应关系。例如,将一防护区的联动启动线误接到二防护区的启动装置上,当一防护区发生火灾时,灭火剂却喷入二防护区,导致灭火失败。

(2)联动控制系统的联动关系设置错误。例如,防护区内的空调系统在火灾发生时不能联动停止工作,机械排烟设施在火灾发生时联动启动。这样一方面会造成烟雾难以聚集,使探测器不能及时发现火灾;另一方面在喷洒灭火剂灭火时,会造成灭火剂的流失,使防护区内的灭火剂浓度达不到灭火浓度,导致灭火失败。

(3)气体灭火防护区域内的开口在灭火剂喷洒前不能协调关闭,造成灭火剂的损耗,降低系统灭火效果。

(4)无人值守房间的灭火系统设置为手动操作,这样的防护区域一旦发生火灾,系统不能及时启动进行灭火。

(5)手动启动装置无保护措施,易被误操作,造成系统误喷。

(6)系统中的设备管线若没有按规范要求接地,可能因雷击或静电而导致系统发生故障。

(7)防护区围护结构及门窗不符合耐火极限不应小于0.5h、内压允许压力不应小于的规定,或未按设计规范要求设置泄压口。当发生火灾或灭火剂喷洒时,易造成防护区围护结构及门窗损坏,造成灭火剂流失,灭火无法进行。

(8)系统安装投入运行后,未解除电磁阀或瓶头阀处的限位安全装置,导致发生火灾时系统不能正常启动。

(9)安装人员在系统安装时,随意改变灭火剂输送管路位置、在管路上增加弯头等,增加了灭火剂输送的阻力,导致灭火剂不能在规定要求的喷射时间内喷出,影响了系统灭火效果。

(10)联合分配系统中启动气体止回阀的安装位置直接决定了各气体防火分区的灭火剂释放量。如果施工时启动气体止回阀安装不正确,将会导致气体防火分区实际释放的灭火剂量与设计灭火剂量存在差异,从而导致防护区灭火剂浓度过高或不足。

(11)施工时未按规范设置管道支吊架,为节省成本,随意减少支吊架数量,导致系统喷淋过程中管道震动,严重时可能造成管网脱落。

(12)贮存装置在运输过程中,若保护不善,可能因碰撞造成瓶头阀门损坏,造成灭火剂泄漏,严重时瓶头阀门打开,导致灭火剂外泄,造成危险。

维护问题

(1)部分使用单位维护人员未接受过气体灭火系统专业知识培训,对系统运行认识模糊,导致系统不能保持完好有效状态。消防值班人员频繁更换,导致部分值班人员对气体灭火系统不熟悉,一旦发生火灾,不知如何处理,导致灭火延误甚至失败。

(2)日常巡检不到位,没有及时发现瓶内灭火剂或启动气体的泄漏,一旦发生火灾,系统无法启动或向保护区喷射的灭火剂量不足,影响灭火效果。

(3)系统维护保养不到位导致误报警或系统故障。维护时,维护人员未按操作规程做好安全防护措施(如先断开启动装置上的电磁阀、启动气管路等)并启动报警联动试验,导致系统失火。

(4)系统维护完毕后,如果维护人员未能将系统恢复到工作状态(如忘记重新安装电磁阀及启动气管路、未取下电磁阀的测试安全销等),将导致系统不能正常启动和灭火。

(5)使用单位未按照国家有关法律、法规的规定对气瓶进行定期检验。

对策

(1)气体灭火系统中灭火剂在管道内的流动为气态或液态高压高速两相流或单相流,且喷射时间较短。因此,气体灭火系统的工程设计相对复杂。因此建议制定统一的流量计算方法或软件供设计人员使用,并提供相应的软件供审核人员审核。避免目前气体灭火系统工程设计中出现的混乱局面,规范化、规范化设计工作,使其最大程度地满足规范的要求,保证灭火系统的可靠性和有效性。

(2)气体灭火系统产品应取得3C认证,并对生产企业的生产场地、技术人员、生产设备、检验设备、生产工艺等进行现场强制性检查;对产品主要部件,如灭火剂瓶组、驱动气体瓶组、选择阀、单向阀、喷嘴、驱动装置、集管、减压装置、低泄漏高密封阀、信号反馈装置等的结构、材质、性能参数进行确认,并进行型式检验。对符合认证条件的产品颁发认证证书,取得认证的才能用于工程,并在工程验收时进行确认。监管部门不定期对认证情况进行监督检查。

(3)更换充装IG541的15MPa二氧化碳气瓶,防止出现安全可靠性问题。气体灭火系统气瓶应按照国家有关规定进行强制性定期检验,消防部门应加强对气体灭火系统的监督检查。

(4)规范气体灭火系统施工、维护单位。气体灭火系统施工、维护单位应纳入资质管理体系,经资质认证、专业考核合格的单位和个人,方可进行相关施工、维护作业。

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