气体灭火系统选择与应用的分析探讨

吴育昌

摘要：随着我国社会经济和科学技术的高速发展，新材料、新工艺、新技术、新设备在工程中的应用越来越多，从而造成发生火灾的频率和造成的损失越来越大，火灾的防治技术也越来越显得重要。本文分析探讨几种气体灭火系统在工程中的应用与选择，旨在为火灾防治技术提供一些建议。

关键词：优缺点;灭火性能比较;应用与选择;系统简介

引言：气体灭火系统是指以液化气体或非液化气体作为灭火介质的灭火系统，适用于不宜用水扑救灭火的场所，已有半个多世纪的应用历史。气体灭火剂包括二氧化碳、七氟丙烷、IG541混合氣体和气溶胶。不同的灭火剂具有不同的灭火机理和应用场所，工程应用时，应综合考虑：灭火可靠性、环保性、对设备和人员的安全性、工程造价、技术成熟性等因素，选择最佳的灭火系统。

一、气体灭火系统的优缺点

（一）优点：

（1）气体灭火系统释放时灭火剂以气体形式存在，灭火后没有残留物，不会对被保护对象产生二次污损。（2）气体灭火系统灭火剂化学稳定性好，耐贮存。（3）气体灭火系统的灭火剂扩散性能优越，能够在短时间内灭火，灭火速度快。（4）气体灭火系统的灭火剂腐蚀性小、电绝缘性好，可用于电器火灾的扑救。

（二）缺点：

（1）气体灭火系统的相对投资成本较高。（2）对于深位火灾和局部保护对象火灾的扑救性能远不及水系灭火系统。（3）对气体灭火系统的设计、安装及维护保养的技术要求高。（4）某些气体灭火系统的灭火剂对人体及环境会造成损伤。

二、常见气体灭火系统性能比较

（一）灭火效果

（1）高压二氧化碳灭火系统灭火机理为窒息，灭火设计浓度34%～75%，喷射时间60秒，灭火速度较慢，综合评价较差。（2）低压二氧化碳灭火系统灭火机理为窒息、冷却，灭火设计浓度34%～75%，喷射时间60秒，灭火速度较慢，综合评价较差。（3）七氟丙烷灭火系统灭火机理为化学抑制，灭火设计浓度8%～10%，喷射时间10秒，灭火速度快，综合评价好。（4）IG541灭火系统灭火机理为窒息，灭火设计浓度37%～43%，喷射时间60秒，灭火速度较慢，综合评价较好。（5）气溶胶灭火系统灭火机理为化学抑制，灭火设计浓度130-140g/m3，喷射时间10秒，灭火速度快，综合评价较好。

（二）环保性能

（1）二氧化碳、七氟丙烷、混合气体、气溶胶等系统均被列入允许使用的环保产品。（2）目前国际上衡量环保性的主要指标是：臭氧耗损潜能值（ODP）、温室效应值（GWP）、大气中的存活寿命（ALT）。从保护臭氧层的角度考虑，首先要求所使用的灭火剂ODP值小于0.05或为0，其次要求GWP和ALT值越小越好。高、低压二氧化碳综合评价较差，七氟丙烷综合评价好，IG541综合评价最好，气溶胶综合评价较好。

（三）对保护对象的安全性

（1）高、低压二氧化碳、IG541、七氟丙烷、气溶胶等气体灭火系统基本上都具有不导电、腐蚀性小、无浸渍、灭火后不留痕迹的特点，总体来说对大多数保护对象，包括电器设备、仪器仪表、图书档案等都是安全的。但是由于酸性分解物的产生、高压气流的冲击、液化气体挥发引起的“结露”、“冷激”、“冷淬”现象，对保护对象的金属表面、电路板、芯片等会产生不同程度的损害，在保护精密设备和珍贵财物时应特别关注。（2）高、低压二氧化碳综合评价较好，七氟丙烷综合评价较好，IG541综合评价最好，气溶胶综合评价最差。

（四）对人员的安全性

（1）灭火剂对人员的安全威胁主要来源于：缺氧、中毒、影响逃生。（2）高、低压二氧化碳综合评价最差，七氟丙烷综合评价好，IG541综合评价最好，气溶胶综合评价差。

（五）工程造价

（1）高压二氧化碳、混合气体药剂便宜，但由于灭火剂用量大、系统压力高、储瓶数量多，其设备造价、管网造价相对较高。（2）低压二氧化碳低温贮存装置设备造价较高，由于制冷机组长期带电工作，系统维护费用较大，与高压二氧化碳比较，在大工程、大系统中占有价格优势。（3）七氟丙烷系统灭火剂价格较高，药剂成本和维护费用较大，但由于灭火剂用量少、系统压力低，其设备造价和管网造价相对较低。总之：对同一工程，前期投资较大的是混合气体，其次是七氟丙烷、二氧化碳和气溶胶。后期运行和维护费用费用较大的是低压二氧化碳和气溶胶。

三、气体灭火在工程中的应用与选择

工程应用时，应综合考虑：灭火可靠性、环保性、对设备和人员的安全性、工程造价、技术成熟性等因素，选择最佳的灭火系统。

（一）高压二氧化碳灭火系统

（1）无人场所优先选用二氧化碳灭火系统。（2）由于二氧化碳灭火剂密度比空气大，是目前唯一可以用于局部应用的气体灭火系统，对保护大空间或敞开场所的专门设备特别适宜。（3）由于液体二氧化碳的渗透性比较好，对扑灭部分固体（如棉花、纸张）深位火灾 效果较好。（4）由于二氧化碳喷放时会产生“结露”、“冷激”、“冷淬”现象，不适宜保护精密设备和珍贵财物。

（二）低压二氧化碳灭火系统

（1）适用于保护空间大、灭火剂储存量大的工业消防工程（2）低压二氧化碳较高压二氧化碳，“冷激”、“冷淬”现象更为严重，不适宜保护精密。设备。（3）其他同高压二氧化碳灭火系统。

（三）七氟丙烷（FM-200）灭火系统

（1）可用于有人场所（2） 保护重要场所和贵重财物 （3）可使用预制灭火系统（柜式七氟丙烷灭火装置）

（四）混合气体IG541灭火系统

（1）有人场所优先选用。（2）IG541属惰性气体，因此适宜对环保要求高的场所和保护精密设备和珍贵财物 （3）系统压力高（20℃压力15Mpa）、气相高程阻力小，输送距离远（可达100m）、垂直输送能力强（可达50m），对防护区分散、管网复杂、输送距离远、垂直落差大的工程尤其适用。

（五）气溶胶灭火系统

（1）适用于小防护区（如电缆沟、地下通道、地板或吊顶夹层等场所）（2）不能用于保护经常有人场所（3）不能保护易燃、易爆场所（4）不能保护精密仪器和设备（5）不能使用多机联用系统保护较大空间场所

四、系统介绍

（一）高压二氧化碳灭火系统

主要由：灭火剂储瓶组、启动瓶组、连接软管、单向阀、集流管、安全阀、选择阀、反馈装置、启动管路、喷嘴、称重装置、泄露报警盘、低泄高封阀、钢瓶架、灭火管道及其连接件等组成。配以火灾探测和报警控制设备，可以实现就地或远距离自动、手动、机械应急启动。

（二）低压二氧化碳灭火系统

主要由：贮存装置、分配机构及管网、喷头、灭火控制系统、火灾报警系统组成。贮存装置包括;低温储罐、制冷机组、安全阀、检修阀、压力变送器、液位变送器、灭火剂罐装口等。分配系统及管网包括：先导控制器、主选择阀、反馈装置、启动管路、喷头、管道及附件等。灭火控制系统包括：低压二氧化碳灭火控制柜、动力控制箱、放气指示灯、紧急启动/截止盒等。

（三）七氟丙烷灭火系统

主要由：灭火设备部分和火灾报警部分组成。灭火设备部分由：灭火剂瓶组、启动瓶组、高压软管、集流管、安全阀、单向阀、选择阀、信号反馈装置、喷头、气体输送管道、压力表、启动气体管路、低泄高封阀。

（四）混合气体灭火系统

主要由：灭火设备部分和火灾报警部分组成。灭火设备部分由：灭火剂瓶组、启动瓶组、高压软管、集流管、安全阀、单向阀、选择阀、信号反馈装置、减压装置、压力表、喷头、气体输送管道、启动气体管路及低泄高封阀等组成。

参考文献：

[1]气体灭火系统设计规范GB50370-2005

[2]气体灭火系统施工及验收规范GB50263-2007

作者单位：陕西中安智慧科技发展有限公司