消防灭火系统浅析-V1.0

1、消防灭火系统浅析 内部交流文件消防灭火系统浅析（REV. 1.0）2015.05.28消防灭火系统浅析大纲1消防灭火系统的分类及概述 1.1水灭火系统概述1.1.1高压细水雾灭火系统的灭火机理1.1.2高压细水雾灭火系统的特点1.2泡沫灭火系统概述1.3干粉灭火系统概述1.4卤代烷灭火系统介绍1.5气溶胶灭火系统概述1.5.1气溶胶灭火系统介绍及其灭火机理1.5.2气溶胶灭火系统的分类特点以及资源状况调研1.6纯天然气体灭火系统概述1.6.1 IG-541灭火系统的灭火机理及特点1.6.2 CO2灭火系统的灭火机理及其特点1.6.3 IG-100灭火系统与IG-55灭火系统及IG-01灭火系统

2、简介1.7七氟丙烷灭火系统概述 1.7.1七氟丙烷灭火系统的灭火机理及其特点 1.7.2七氟丙烷灭火系统的设计用量的设计 1.7.3七氟丙烷灭火系统的应用情况和资源状况调研2消防供电电缆电线的选择 3 消防控制器的选择4浅析适用于本司储能系统的消防系统及其要求消防灭火系统浅析1消防灭火系统的分类及概述 根据燃烧的原理人们使用的灭火剂有以下几种：水、二氧化碳、卤代烷、泡沫。水灭火具有方便、有效、价格低廉的优点，因此被广泛使用。由于水和泡沫都会造成设备污染，在有些场所（档案室、图书馆、精密设备、电子计算机房等）应采用气体灭火剂灭火。下面就对一般常见的消防灭火系统做一个初步的分类介绍。 消火栓灭火系

3、统 水灭火系统 喷淋灭火系统 高压细水雾灭火系统 卤代烷灭火系统（哈龙1211或1301） 七氟丙烷灭火系统卤代烃灭火系统 三氟甲烷灭火系统 气体 IG-541灭火系统 灭火 IG-100灭火系统 系统 纯天然气体灭火系统 CO2灭火系统 IG-55灭火系统 IG-01灭火系统 气溶胶灭火系 泡沫灭火系统 干粉灭火系统1.1水灭火系统概述水灭火系统通常由消防水泵，消防水泵接合器，消防水箱，气压给水装置，水枪或喷淋头等组成。 消火栓灭火和喷淋灭火在日常民用建筑中运用很多，不做赘述，着重介绍高压细水雾灭火系统的一些特点及用途。1996年美国发布了世界上第一个细水雾灭火系统的设计标准（NFPA750

4、1996）之后，细水雾灭火技术的应用得到了快速发展。 2001年8月，中国公安部消防局发布了公消2001217号文，该文规定在我国可以使用高压细水雾等作为哈龙替代品。1.1.1高压细水雾灭火系统的灭火机理 高压细水雾灭火系统是指水在高压下汽化成水滴直径小于0.4mm（普通喷淋系统的水滴直径约为12mm）的超细水雾要灭火的系统。其灭火机理如下 ：l 气相冷却，由于水的汽化将火灾所释放的热量从火焰和热烟中迅速带走。l 窒息，细水雾遇火迅速汽化，体积膨胀17005800倍，大大稀释了周围环境中氧气和可燃性蒸气的浓度，形成的水蒸气对被燃烧物形成包围和覆盖，隔绝新鲜空气的进入，对火灾形成窒息作用。l 湿

5、润，细水雾大部分被汽化，只有少数水雾喷在燃烧物表面，可以有效扑灭阴燃火和抑制电气深位火灾，防止复燃。1.1.2高压细水雾灭火系统的特点l 安全环保，高效灭火。对环境无污染且高压细水雾冷却速度比一般喷淋系统快100倍，高压细水雾还具有穿透性，可以有效抑制阴燃火灾及深位火灾，防止复燃性好。l 良好的净化作用热辐射的屏蔽作用。高压细水雾能够很好的净化烟雾和废气，利于人员疏散。以及良好的热屏蔽作用，能够很好的防止火势蔓延。l 水渍损失小，电绝缘性好。用水量仅为普通喷淋的15%，很好的避免了水对机器设备的损坏，而且可以很好扑灭600V以下的带电设备的电气火灾。l 系统寿命长，安装方便，配置灵活，维护便捷

6、。l 灭火能力取决于水雾喷头的工作参数以及其与被保护对象的相对位置的确定，没有严格的计算公式，目前只能凭经验来设计，所以设计的优劣对灭火能力的影响很大。l 喷嘴与被保护物之间有障碍物隔离时很难达到降温灭火效果。l 对电气火灾的灭火有限，只能对低于600V的电气设备火灾进行灭火而且对电气间隙的要求比一般电气间隙大，对一些电子设备的防护等级也有较高的要求。1.2泡沫灭火系统概述 泡沫灭火系统在日常生活也是很常见的消防灭火系统，其灭火原理为使用泡沫灭火器灭火时，能喷射出大量二氧化碳及泡沫，它们能粘附在可燃物上，使可燃物与空气隔绝，破坏燃烧条件，达到灭火的目的。原理方程：Al2(SO4)3+6NaHC

7、O3=3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO21.3干粉灭火系统概述 由干粉供应源通过输送管道连接到固定的喷嘴上，通过喷嘴喷放干粉的灭火系统。该系统借助于氮气的压力驱动，并有这些气体携带干粉灭火剂形成气粉两相混合流，经管道输送至喷嘴喷出，通过化学抑制和物理灭火下共同实施灭火。有钾盐干粉，钠盐干粉，氨基干粉，ABC（磷酸盐）干粉，金属干粉等。1.4卤代烷灭火系统介绍   卤代烷1211灭火系统（2005年停止生产1211灭火剂）卤代烷1301灭火系统（2010年停止生产1301灭火剂）此系统由于会吸收臭氧的一个氧原子二破坏臭氧层，会引起温室效应，国家规定除一些军事等重要场所的消防系统

8、可以选用以外其他禁止使用。1.5 气溶胶灭火系统 1.5.1气溶胶灭火系统介绍及其灭火机理 气溶胶灭火剂，是由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体状态含能化学物质，属于烟火型灭火剂。气溶胶灭火系统由气溶胶灭火剂以及相应的贮存和启动装置组成，灭火剂在贮存装置内燃烧反应后直接喷放到防护区，属于无管网灭火系统。 其灭火机理如下：l 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的活性自由基团发生反应，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。l 利用固体微粒(主要为钾盐)分解过程产生的水来吸热降温。1.5.2气溶胶灭火系统的分类特点以及资源状况调研 气溶胶灭火系统虽然在近

9、年来被迅速推广，但没有对其相关的国家规范，只能依照一些地方标准或是厂标，其使用场所及范围一直都存在较多争议，而且，其本身存在以下诸多的缺陷，其应用也被放弃的较多，目前市场上有两种类型的气溶胶灭火系统可选，分别为：a. 普通型，常称为K型气溶胶，具有较好的灭火效能，由于洁净度不高等原因，不能用具计算机房、配电房等电机设备场所。b. 改良型，称为S型，相对于K型气溶胶，不仅具有较好的灭火效能，而且有较高的洁净度，气溶胶喷洒后的残留物对于电子设备的影响较少，现国内有些气溶胶生产厂家的S型气溶胶的洁净度已经可以完全达到保护电子设备的目的。 其共同的灭火特点如下：l 清洁度。气溶胶微粒不会自动挥发至大气

10、中，且容易粘附在设备表面。由于散热等需要，电子设备内部都必须与室内空气相通，胶体微粒易导致光路堵塞，鼓面、盘面划破以及接插件磨损等。l 腐蚀。气溶胶喷射物和灭火分解产物的主要成份有碳酸钾、氧化钾和水等，碳酸钾、氧化钾极易吸潮生成强碱氢氧化钾，对铝、锌、硅等有强腐蚀作用，大大缩短设备寿命。l 导电。气溶胶微粒中的金属盐类和金属氧化物等均有一定的导电性，容易引起电子设备短路。虽然火灾极少可能发生，但国内已有多起误喷事件，清洁灭火剂误喷后并不造成严重影响。气溶胶误喷后必然导致系统停顿，因此气溶胶应用于这些场所应非常慎重。l 能见度的影响。气溶胶不透明，喷射后防护区内的能见度极低，直接影响人员逃生，因

11、此不宜应用在经常有人场所。l 气溶胶发热的影响。气溶胶在反应喷放时产生大量热量，导致环境温度升高，我国第一代的气溶 胶产品还因误喷导致多起火灾事故。目前国外气溶胶产品的喷口温度仍有500左右。近年来，国内厂家研制出低温气溶胶，使得大量发热的状况有所改善，但仍会对喷口前1米内的人员或物体造成伤害，同时降低了灭火效率。目前通过市场调查，对气溶胶灭火系统生产，设计，安装等有 1.6纯天然气体灭火系统概述 1.6.1 IG-541灭火系统 IG-541灭火系统也被称为混合气体灭火系统或是烟烙尽灭火系统。是由N2氮气52%，Ar氩气40%，CO2二氧化碳8%三种气体混合而成的气体为灭火剂的灭火系统。混合

12、气体灭火剂中有CO2，而锂离子电池中有活泼金属锂的锂离子存在，两者会发生化学反应生成相应的氧化物，不但不能灭火反而会加剧火势。其灭火机理为物理冷却和物理窒息来抑制火灾。 该灭火系统特点如下：l IG541灭火药剂是一种无色、无味、无毒、不导电的混合气体，不破坏大气臭氧层，对环境无影响l 物理方式灭火（冷却灭火，窒熄灭火），不产生化学分解物，对设备无腐蚀作用，灭火过程洁净，灭火后不留痕迹l 不导电，不含水性物质，不会对电器设备、磁带、资料等造成损害l 设计浓度不大于43%时，该系统对人体是安全无害的l 使用范围广泛，目前混合气体灭火系统除不能使用在D类活泼金属类火灾外其余火灾都可以使用。l 该系

13、统一个最大的缺点是系统钢瓶以及管网属于高压容器范畴，对设备要求高，造价高，以及设备占地面积较大且不利于长途颠簸运输1.6.2 CO2灭火系统 CO2灭火系统是由CO2为灭火剂的灭火系统，灭火机理为利用其窒息性和冷却性来灭火，最小设计浓度为34%，而这一浓度超过了人的致死浓度，而且其喷射时间在60s以上，灭火时间长，且灭火时会形成冷凝雾，不利于逃生，以及所需钢瓶多且属于高压容器范畴，占地面积大，造价较高，另外CO2不能与活泼金属火灾相适应。1.6.3 IG-100灭火系统IG-55灭火系统及IG-01灭火系统简介 IG-100灭火系统是由N2为灭火剂的灭火系统，无色无味无毒，是地球大气层的主要成

14、分，但其具有导电性，以及其密度比空气小，所以在一些电气场所不太适合，有弱导电性对电气设备不利，密度比空气小不利于保护区内灭火剂的均匀分布。 IG-55（氮气50%，氩气50%）灭火系统和IG-01（氩气）灭火系统在实际应用中不常见，其相关的规范标准也不是很全面，故不作具体分析。1.7七氟丙烷灭火系统概述 1.7.1七氟丙烷灭火系统的灭火机理及其特点 七氟丙烷（HFC227ea）灭火系统是一种高效能的灭火设备，其灭火剂 HFCea是一种无色、无味、低毒性、绝缘性好、无二次污染的气体，对大气臭氧层的耗损潜能值（ODP）为零，是卤代烷1211、1301的替代品之一。其灭火机理如下： 抑制化学链反应，

15、兼有以冷却、降低氧浓 七氟丙烷灭火系统特点有以下：l 灭火效率高, 洁净环保 具有良好的清洁性;l 经济实惠, 良好的电气绝缘性；l 灭火过程会吸热，易产生空气冷凝现象，出现浓雾从而影响人员逃生；l 灭火过程会产生HF刺鼻性气体，具弱腐蚀性，人员及设备长时间在此环境下会有害。l 七氟丙烷灭火系统控制图：1.7.2七氟丙烷灭火系统的用量的设计设计用量=全淹没用量+开口流失补偿量储存量=安全用量+剩余量l 设计用量的计算（方法一）：M = M1 + M2 M1 = V x Qv M2 = A0 x QvM: 灭火剂设计用量（Kg）M1: 灭火剂全淹没用量（Kg）M2: 灭火剂开口流失补偿量（Kg）

16、V: 防护区净容积（m³） Qv: 灭火剂体积供给强度（Kg /m³）由厂家提供 A0: 灭火剂面积供给强度（Kg /m²）由厂家提供l 储存量的计算： MC = KM + MS MC: 灭火剂储存量（Kg） M: 剂设计用量（Kg） MS：灭火剂在气瓶内部剩余量（Kg） K: 灭火剂用量裕度安全系数（需查表）l 设计用量的计算（方法二）： M=KVS+C100-C M: 灭火剂设计用量（Kg） C: 灭火剂设计浓度（%） MC = KM + MS MC: 灭火剂储存量（Kg） M: 灭火剂设计用量（Kg） MS：灭火剂在气瓶内部剩余量（Kg） K: 灭火剂用量裕

17、度安全系数（需查表）l 设计用量的计算（方法二）： M=KVS+C100-C M: 灭火剂设计用量（Kg） C: 灭火剂设计浓度（%）使用环境图书，档案室等油浸变压器，带油开关等通讯机房，计算机室，配电房等浓度（%）108.38V: 防护区净容积（m³） S: 灭火剂过热蒸气在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积（Kg /m³）S=0.1269+0.000513*TT:防护区最低环境温度() K: 海拔高度修正系数(如下表)海拔高度(m)大气压力(Pa)修正系数(K)010000.950×10510.89100030000.800×1050

18、.880.6830000.650×1050.670.57l 防护区泄压口面积计算：Fx=0.15Qx/ PfFx: 防护区泄压口面积()Qx： 防护区灭火剂喷射速度（Kg/s） Qx=M/T M: 灭火剂设计用量（Kg） T: 灭火剂喷射时间，七氟丙烷一般要求在10s内喷射完毕。 Pf: 围护结构承受内压的允许压强(Pa),根据实际情况1.7.2七氟丙烷灭火系统的应用情况和资源调研 目前七氟丙烷灭火系统的应用已经十分成熟，所能承担 设计以及安装资质的厂家也很多，下面分别为目前市场 上比较成熟的一些厂商列表： 生产七氟丙烷灭火剂的国内厂家如下：1. 上海汇友精密化学品有限公司2. 浙江

19、三环化工有限公司3. 常熟市中昊化工新材料有限公司生产七氟丙烷灭火剂的国外厂家如下：1. 美国大湖化学公司2. 美国杜邦公司3. 英国帝化公司2消防电电缆的选择 建筑设计防火规范GBJ1687（修订本）第10.1.4 条规定，消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷设在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于3cm，明敷时必须穿金属管，并采取防火保护措施。采用绝缘和护套为非延燃性材料的电缆时，可不采取穿金属管保护。有条件的情况下应选用耐火电线电缆。耐火电缆是指在规定温度和时间的火焰燃烧下仍能保持线路完整性的电线电缆。通常指通过GB/T12666.6（等效IEC60331）试验合格的电线电缆。有机耐火电缆（NHVV，NHYJV 型）基本上是沿用了传统的电缆制造方法，铜导体为多股绞合线，先包绕两层50搭盖的云母耐火带（耐高温800）作为耐火层，然后按不同的型号挤上一定厚度的聚氯乙烯或交联聚乙烯为正常绝缘层，最后电缆芯间的填充层和最外层的护套层与普通电缆一样。 耐火电线电缆根据应通过GB/T12666.6 标准的试验， 应注意，一般耐火电缆（NHVV，NHYJV）不是不燃或难燃电缆。实际上对这种电缆的外护套层，填充层及内绝缘层来