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捷特气溶胶灭火装置技术手册北京京海捷特化工技术开发有限责任公司目次1 气溶胶灭火技术简介 11.1 气溶胶灭火原理 11.2 气溶胶的发生技术与气溶胶发生剂 11.3 发展现状 11.4 气溶胶灭火技术特点 31.5 捷特气溶胶灭火装置的特点 42 捷特气溶胶灭火系统设计要求 52.1 适用范围 52.2 防护区要求 52.3 捷特气溶胶灭火剂用量计算 62.4 系统控制与操作 72.5 安全要求 73 系统设备说明 83.1捷特气溶胶灭火装置 83. 2系统配置要求 93. 3 GMQ气溶胶灭火控制器 94 注意事项 114. 1 施工注意事项 114. 2 调试注意事项 114. 3 系统管理注意事项 111 气溶胶灭火技术简介1.1 气溶胶灭火原理气溶胶俗称烟雾，是固体或液体微粒悬浮于气体介质中的一种物质形态。气溶胶灭火剂中的固体微粒是和常规干粉灭火剂相同的成份，其灭火机理同样包含了物理吸热和化学阻断的双重作用，即：1)气溶胶微粒遇到高温时能发生强烈的吸热分解反应，迅速降低火焰温度；2)气溶胶微粒和吸热分解后产生的离子可以中和燃烧过程中分解产生的活性自由基H、HO，阻断了燃烧过程中能量传递链，使燃烧过程中止。干粉灭火作用主要发生在粒子的表面，粒子越小，比表面积越大，灭火效率越高。气溶胶的微粒直径介于微米和纳米之间，具有极大的比表面积，所以灭火效率比常规干粉灭火剂大十几倍。气溶胶可以长时间在空气中稳定悬浮，所造成的全淹没灭火气氛能防止发生复燃，灭火后通过排除烟雾能够达到现场相对洁净的目的。可以把气溶胶灭火过程看作是干粉灭火剂的一种极限运用，既提高了灭火效率，并且能够防止复燃，还避免了对保护对象的污染。1.2 气溶胶的发生技术与气溶胶发生剂根据气溶胶灭火剂的发生方法可分类为分散气溶胶和凝聚气溶胶两种。分散气溶胶是将常规干粉灭火剂粉碎到微米级的粒度，灭火时直接喷放出来，故也可称之为“冷气溶胶”。而凝聚气溶胶是由固体的气溶胶发生剂通过燃烧气化、凝聚成烟的过程形成气溶胶，故也有称之为“热气溶胶”、“烟雾”、“气雾”，等等。分散气溶胶的粒度受到粉碎技术条件的限制还难以达到微米以下。即使常规干粉在几年的有效期内保持粒度不结块也是技术难题，微米级粒度的气溶胶干粉要保持性能将更加困难。也有人试验了常规干粉灭火剂和气体发生剂结合使用，利用气体发生剂燃烧时产生的动力将常规干粉灭火剂在某种特定结构中靠高压喷放出来，在射流的作用下能使干粉能进一步变细，其灭火性能和效率（灭火效率、悬浮时间、污染程度、发热量等）应介于气溶胶灭火剂和常规干粉灭火剂之间。相比之下，凝聚气溶胶的粒径更小，能长时间在空气中悬浮，“溶胶”的特性更为突出，是真正的气溶胶。但发生气溶胶过程中有热量生成，在气溶胶发生器中需要具有吸热降温装置。在气溶胶发生前，发生剂为固体，无需压力容器，不需要养护，灭火时现场发生气溶胶，所以非常经济实用。目前，实际应用的气溶胶灭火产品主要是凝聚气溶胶类型，经过近十几年的推广，现已广泛应用。1.3 发展现状气溶胶灭火技术是在烟雾剂(PGAs，Pyrotechnically generated aerosols)和推进剂的基础上发展起来的。固体气溶胶发生剂在灭火装置的反应室中经过燃烧气化、降温凝聚的过程，迅速形成大量的白色烟雾而释放出来。烟雾中的气体部分主要是二氧化碳、氮气、水气等；烟雾中微粒部分是亚纳米级碳酸盐。气溶胶烟雾是不导电的、类似气体的介质，具有气体般流动扩散性，能迅速充满密闭的空间，灭火以后能随烟气排出，是相对洁净的灭火剂。气溶胶灭火剂不会泄漏，不需压力容器，无需管网，洁净性好，生成物无毒、无窒息、无腐蚀、不导电、不破坏大气臭氧层，是绿色环保产品。另外，气溶胶灭火系统占地少、成本低、设置方便、适应性广、易于维护，是理想的哈龙替代产品。气溶胶灭火技术同传统的灭火方式有很大不同，是一项新技术，在国际社会淘汰哈龙保护大气臭氧层的背景下得到快速发展，受到许多国家的重视。目前，国外推出了许多气溶胶灭火产品，如FirePro(美国)、AERO-K(美国)、MCRO-K(美国)、SFE(美国)、Pyrogen(澳大利亚)、FIRE JACK(捷克)、Dynameco(德国)、MAG(俄罗斯)、PURGA(俄罗斯)、EcoFoc (西班牙)等。国内有十余个品牌的气溶胶灭火产品。为了将气溶胶灭火技术在船舶上推广应用，国际海事组织(IMO)设立了固定式气溶胶灭火系统联合工作组，着手制定技术规范，首先建立了500m3空间的试验方法。2002年4月，中油化集团在大庆油田进行了3000m3油罐灭火试验取得成功。2003年英国海军根据IMO的试验程序，模拟T45驱逐舰的燃气涡轮发动机舱1200m3空间进行了全真尺寸的气溶胶灭火试验，得到满意的结果，有望取代舰(船)载二氧化碳灭火系统。国际上已经有20多个欧美国家应用了气溶胶灭火系统，应用领域非常广泛，如在计算机房、通讯机房、配电柜、控制室、输变电、铁路机车、铁路控制室、轮机舱、印刷机械、汽车、仓库等。澳大利亚/新西兰于1997年首次颁布了气溶胶灭火系统标准，2004年我国部颁标准GA499.1发布。2005年美国NFPA2010固定式气溶胶灭火系统颁布。这些都说明气溶胶灭火技术已经在数年的应用和经验积累中趋于成熟，正在逐步向标准化发展。这必将大大推进应用技术的发展。1.4 气溶胶灭火技术特点1.4.1适用范围和灭火性能 气溶胶灭火系统的适用场所和常规气体灭火产品基本相同。主要适用于扑救电气火灾、可燃液体火灾和固体表面火灾。气溶胶灭火产品的灭火速度和灭火效率高于哈龙、二氧化碳（CO2）、七氟丙烷(FM200)、混合惰性气体(烟烙尽、IG541)等气体灭火系统。捷特气溶胶发生剂的设计用量不到0.1kg/m3，同比大约是CO2的1/10、IG541的1/7、哈龙1301的1/3、FM200的1/5。气溶胶灭火装置体积小、效率高，4kg剂量的气溶胶灭火装置(整机重小于20kg)相当于150kg的CO2钢瓶组。所以在有诸多限制的情况下，如高层建筑的承重限制，气溶胶灭火系统是更为实际的选择。1.4.2 经济性气溶胶灭火装置有很高的灭火效率，无需管网、高压容器和高压阀门，也无需设置钢瓶间，体积小，占地小，可大大节省建筑的使用面积和建设费用。同时无泄压和泄漏的问题，可靠性好，一般无需维护，所以运行费用很低。这对于需要长年运行、仅是为了“以防万一”的自动灭火系统来说，在降低管理成本方面有非常大的实际意义。1.4.3安全性1) 对设备的安全性气溶胶灭火剂是固体气溶胶发生剂燃烧的产物，含有约60%的气体和40%的分散固体。固体微粒主要是钾盐，气体成份主要是氮气、二氧化碳和水蒸气。干粉类灭火器基本上以钾盐干粉为主，因为钾盐系灭火剂的灭火效率远大于其它盐类。所以在可以使用干粉灭火器的场所应用气溶胶自动灭火系统是毫无问题的。对精密仪器的影响只能来自钾盐微粒。众所周知，钾盐微粒的灭火效率很高，常规干粉灭火剂多数是钾盐。但钾盐易溶于水，吸潮后会对电子线路板带来不利影响。试验结果表明，用空压机产生的压缩空气可以干净的吹掉吸附在电子线路板(如计算机)上的钾盐微粒，完全能够避免钾盐微粒对电子线路板的影响。无论如何，灭火系统只能用于灭火而不能无火灾自行启动，也不可能没有负面作用。气溶胶灭火剂采用不溶性盐类可避免固体微粒吸潮的问题，但也会带来新的问题。因为已知钾盐的灭火效率远高于其它盐类，并且能被人体组织代谢而相对安全。舍掉这些而求其不吸潮似乎不妥。2) 对人的安全性 气溶胶灭火剂的气体成份同空气相仿，本身对人的健康没有伤害。同CO2和FM200等常规气体灭火系统相比，气溶胶灭火剂的气体成份毒性更小。对人员的安全性问题，主要关注的是气溶胶微粒。根据Pyrogen研究结果，在动物吸入钾盐类气溶胶时，可能发生高溶解性粒子的快速溶解，导致肺组织液转移，产生水肿。因钾盐可直接参与人体组织代谢，这种影响在短时间内可消失。所以钾盐类气溶胶灭火系统的安全性是可以信赖的。1.4.4可靠性气溶胶灭火装置由发生器（含隔热材料的外壳、吸热降温结构等）、固体气溶胶发生剂、引发器等三部分构成。因无压力容器、压力阀等气动元件，药剂的有效期很长，基本不需要养护，所以就灭火装置本身来说，其可靠性很高。1.5 捷特气溶胶灭火装置的特点1.5.1 捷特气溶胶灭火装置的引发器采用常规电加热元件组成 (非电爆管) ，启动时在电流作用下直接对灭火药剂加热而释放灭火气溶胶气体，具有启动电流和安全电流大、抗电磁干扰性强的特点，能从根本上消除自行启动的隐患。五年多来在800多个消防工程中运行稳定，完全不必担心无火灾自行启动的问题。1.5.2 同一防护区内多台灭火装置串联在一个回路时，捷特的电加热式引发器能一直保持电路联通，确保每台灭火装置可靠启动，能够避免瞬爆式引发器因参数不同(电爆管内阻15)及启动电能不足导致的不确定后果。1.5.3 捷特气溶胶灭火装置分为落地式、壁挂式和地板下超薄式，单台剂量从1kg到20kg，规格形式齐全。捷特产品无论大小型号，一台装置只含一个发生器和一个引发器，电路负载相同，接口标准化。这同由数个小剂量发生器在内部组合、电路上串联而成的大剂量灭火装置相比，在负载的一致性和系统的可靠性上有很大差别，在外形尺寸和重量上也有很大差别。捷特产品同比体积更小，重量更轻，配置更为方便。1.5.4 捷特气溶胶灭火装置在释放过程中均匀舒缓、噪声小、所造成的超压小，不需要专门设计泄压口，对普通玻璃门窗安全。这是捷特产品的标志性特点。2 捷特气溶胶灭火系统设计要求2.1 适用范围 不同的地方性规范对气溶胶灭火系统的适用范围定义不完全相同，应以当地的规范为准。2.1.1捷特气溶胶灭火系统适用于扑救下列场所的火灾1)电气火灾。如计算机房、通讯机房、数据库机房、变配电室、电动设备、电缆设施等场所的电气火灾。2)液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾。如生产、贮存和使用煤油、重油、变压器油、润滑油、动植物油、化学涂料等各种可燃液体引起B类火灾。如可燃液体存储仓库、燃油发电机房、燃油锅炉房等。3)固体表面火灾。如图书库、档案室等。2.1.2气溶胶灭火系统不得用于扑救下列场所的火灾1)经常有人活动的场所及公共场所；如：普通的办公室、商店、宾馆、影剧院等；2)防护区内可能含有下列物质火灾的场所：-无空气仍能迅速氧化的物质；如：硝酸纤维、火药等；-活泼金属；如：钾、钠、镁、钛、锆、铀等；-金属的氢化物和氨基金属化合物；如：氢化钾等；-能自行分解的物质；如：某些过氧化物、联氨等；-能自燃的物质；如：磷等；-强氧化剂；如：氧化氮、氟等；-有可燃气体、蒸汽或有爆炸危险粉尘；3)其他不适用于气溶胶的场所。2.2 防护区要求2.2.1防护区的面积不宜大于500m2，高度不宜大于5m，容积不宜大于2000m3。当实际的防护区面积大于上述条件时，应采用防火卷帘设置成两个或两个以上防火分区。2.2.2防护区的围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.5h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h。防护区内如有吊顶、地板或其他夹层，在无确切措施保证气溶胶不漏入这些吊顶、地板或其他夹层的情况下，设计时应考虑这些部位的容积。如果吊顶、地板或其他夹层需要同时保护时，必须在这些空间设置相应的灭火装置。2.2.3防护区的环境温度范围为-2055，环境相对湿度不大于95%。2.2.4防护区不宜有不能关闭的开口，防护区内与其它空间相通的开口，应能在灭火剂喷放前自动关闭；否则应将防护区扩大到与之相通的空间或采取防止或补偿灭火剂流失的措施。2.2.5防护区不能关闭的小孔隙会影响到防护区的非密封度（总开口面积与防护区空间容积之比，用表示，单位：m-1）。当非密封度D0.0005m-1时，补偿泄漏问题可忽略不计。否则，按2.3条计算泄漏补偿量。但非密封度D最大不能超过0.002m-1。2.2.6捷特气溶胶灭火装置释放时超压很小(P100Pa)，可通过门窗的缝隙泄压，一般不需要泄压口。2.3 捷特气溶胶灭火剂用量计算2.3.1 灭火剂的最低设计浓度不得低于0.084kg/m3。2.3.2 灭火剂的设计用量应按下式计算：M=QVKB (1) (2)式中：M气溶胶灭火剂设计用量，kg；Q气溶胶灭火剂的标准灭火浓度，0.084kg/m3；V防护区容积，m3；K与火灾种类有关的系数： 液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾时，K=1.0； 电气火灾时，K=1.1； 固体表面火灾（档案、图书等）时，K=1.5；B泄漏补偿系数；防护区总开口面积与空间容积之比， m-1；H影响防护区非密封度的开口高度，m。除了非密封度影响泄漏补偿系数外，开口的高度也将影响泄漏补偿系数。在同样的非密封度条件下，纵向缝隙造成的泄漏大于横向缝隙的泄漏。对于完全由门窗的小缝隙造成的泄漏，一般0.001，B1.2，具体泄漏补偿系数B可通过下式近似计算： B=1+1.921052H1/2 (3)计算实例：电气设备防护区，容积为1000m3，假设开口面积为0.5、1.0、1.5三种情况，开口高度均为1m，其计算结果见下表：例容积/m3K开口面积/m2开口高度/m非密封度/m-1补偿系数B用量M/kg110001.10.51.00.00051.0597210001.11.01.00.00101.19109310001.11.51.00.00151.54143注：例中，非密封度大于0.001，须按照公式(2)计算泄漏补偿系数。2.3.3 计算出防护区内灭火剂用量后，可根据使用要求合理选择捷特气溶胶灭火装置的型号并确定灭火装置数量。同一防护区的吊顶和地板下需要同时保护时，应将灭火剂量分配到相应的各层空间中。2.3.4 防护区内多台灭火装置宜分散布置，每台灭火装置的保护半径不宜大于7m。2.4 系统控制与操作2.4.1 捷特气溶胶灭火防护区应设置符合国家标准的火灾报警与气体灭火控制系统。2.4.2 灭火系统的自动控制应在分别收到防护区内两种独立的火灾报警信号后才能启动(如感烟探头信号和感温探头信号)，并相应发出两种不同的声音报警信号，如警铃和声光报警器，以便使现场人员能够分辨出预警信号和火灾确认信号。2.4.3自动控制启动时可以设置不超过30s的延时，以使防护区内人员撤离和关闭通风管道中的防火阀。2.4.4 在有架空地板和吊顶的防护区域，如架空地板和吊顶内也需要加以保护，应在其中设置火灾探测器。2.4.5 紧急启动/停止按钮、放气指示灯、声光报警器的设置应符合GB50166-92火灾自动报警系统施工及验收规范要求。2.5 安全要求由于气溶胶释放时能见度的减低，严重限制了人的活动，所以必须确保气溶胶释放时防护区内的所有人员已经撤出。为此，必须遵守下列安全方面的规定。2.5.1防护区应有能在30s内使人员疏散完毕的走道与出口。在疏散走道与出口处，应设置火灾事故照明和疏散标志。2.5.2有人值班的防护区或有人进入防护区时应将灭火系统设置在手动档上。2.5.3防护区入口处应设置灭火系统防护标志和放气指示灯。防护标识牌有“捷特气溶胶灭火防护区”字样。2.5.4防护区的门应向疏散方向开启，并能自动关闭。在任何情况下均应能从防护区内打开。2.5.5防护区应设置机械排风装置，灭火后的防护区应进行通风换气。3系统设备说明3. 1 捷特气溶胶灭火装置 捷特气溶胶灭火装置的技术参数：适用温度： 2055适用湿度： 95%释放时出口温度：130释放时间： 60s启动电流： 1.52.5A，由气体灭火控制器(盘)提供释放反馈： 提供常开端口有效期： 6年捷特气溶胶灭火装置的型号规格：型 号药 剂 量外 型 尺 寸(mm)整 机 重 量（kg）备 注GMF1.2 1.23152801108地板下超薄型GMD022272186388 14壁挂式GMD033272206388 17壁挂式GML0612 6-12500310800 45-60落地式GML1320 13-20600380950 70-90落地式GM-L型灭火装置可在防护区内落地式安装。GM-F型灭火装置系超薄外形，适合架空地板下安装。GM-D型灭火装置为吊装式，可用配套的安装架吊装在墙上。3. 2 系统配置要求气体灭火控制器（盘）应选用符合GA612002固定灭火系统驱动、控制装置通用技术条件要求的标准设备。气体灭火控制器(盘)一般能提供1.52.0A(DC24V)的启动输出功率。每台灭火装置的负载为2，故由于气体灭火控制器(盘)的启动输出功率限制，每个防护区设置的捷特气溶胶灭火装置不宜超过8台。如果防护区较大且设置的气溶胶灭火装置数量超过8台时，可采用捷特专用的GMQ灭火控制器。灭火系统图如下：气溶胶自动灭火系统图(采用通用灭火控制器)3.3 GMQ气溶胶灭火控制器3.3.1功能参数GMQ气溶胶灭火控制器为捷特气溶胶灭火装置的专用的单区控制器，启动容量大，主要用于较大的灭火防护区。具有完善的气体灭火控制功能，但无火灾报警功能，需要同火灾报警联动控制器配合使用。1)自带主、备电系统，启动电流大，带负载能力强。2)具有故障报警功能，显示灭火装置线路断路/短路故障，以及系统主、备电故障，并可以提供相应的无源开关量信号反馈给消防控制中心；3)灭火控制功能：启动延时(30s)、驱动声光报警器和放气指示灯、外接紧急启动/停止按钮、控制外部设备(电源等)；4)事件记录器(黑匣子)功能；5)功耗：启动时120W，启动后自动切断启动电流；6)使用环境：温度055，湿度96%；7)外形尺寸：3505201303.3.2系统配置气溶胶灭火控制器需要火灾报警联动控制器的模块提供无源触点控制信号。反馈信号和故障信号由灭火控制器提供无源触点信号。4 注意事项4. 1 施工注意事项1) 捷特气溶胶灭火装置的施工、布线、接地装置等应符合GB5016692火灾自动报警系统施工及验收规范的要求。2) 捷特气溶胶灭火装置的施工应按设计图纸进行，不得随意更改。3) 捷特气溶胶灭火装置施工前，应具备设备布置平面图、接线图、系统图以及其它必要的技术文件。4) 施工后应提交下列文件： -竣工图； -设计变更文字记录； -施工记录（包括隐蔽工程验收记录）； -检验记录（包括绝缘电阻、接地电阻的测试记录）； -竣工报告。 5)气溶胶灭火装置的安装应遵循以下原则：-不能安装在易被水淋、水淹的场所；-不能安装在常受振动或有腐蚀性物质的场所；-不宜