几种气体灭火系统的比较

1、几种气体灭火系统的比较几种气体灭火系统的比较 公用公用 王伟瑜王伟瑜 气体灭火种类较多，但目前得以广泛应用的仅有二氧化碳、卤代烷(1211、1301)以及近几年从国外引进的 FM200 和 INERGEN 等。 1、卤代烷 (1211、1301) 卤代烷灭火剂问世于 20 世纪初，始用于飞机及船舶。70 年代初，美国防火协会(NFPA)先后制定并通过了 1301 灭火系统和 1211 灭火系统的正式标准， 从而促使 1211 和 1301 在世界范围的迅速推广。我国卤代烷的引进和研究始于 1964 年，但系统的应用研究和相关规范标准的制定到 80 年代才开始， 卤代烷灭火剂是以卤素原子取代一些

2、低级烷烃类化合物中的部分或全部氢原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称，又称 Halon(哈龙)灭火剂。它作为一种清洁灭火剂曾得以大力推广，广泛应用于各种电力电子设备房，70 年代发现卤代烷为破坏大气臭氧层的元凶之一。1991 年通过了蒙特利尔议定书(修正案)，各发达国家已全面停止使用卤代烷，我国也将于 2005 和 2010 年分别对 1211 和 1301 灭火剂全面禁用。 表 2 常用灭火剂性能一览表 1211 1301 FM200( 七 氟 丙烷) 二氧化碳 INERGEN(IG-541) 气溶胶 成份/分子式 CF2ClBr CF3Br HFC-227ea(别名) CF3CHF

3、CF3 CO2 氮气、氩气、CO2 混合气 比例52:40:8 金属盐类.金属氧 化 物 . 水 蒸汽.CO2.N2等 分子量 165.8 148.9 170.03 44 平均 34.1 - 沸点(101.3kPa)/ -3.4 -57.8 -16.4 -78.5(升华) - - 冰点(101.3kPa)/ -160.5 -168 -131 - - - 灭火机理 化学抑制为主 化学抑制为主 化学抑制为主 窒息为主 窒息 化学抑制为主 设 计 灭 火 浓 度(1)/% 5.0 5.0 8.0 40-62 37.5-42.8 - NOAEL(2) /% - 5.0 9.0 - 43 - 灭火剂施放

4、时间/s 10 10 8 60 60 60 灭火剂在防护区的扩散速度 快， 且分布均匀 快， 且分布均匀 快，且分布均匀 快， 且分布均匀 快，且分布均匀 慢，不易分布均匀 系统分类 有管网/无管网 有管网/无管网 有管网/无管网 高压/低压/局部 有管网 无管网 灭火剂贮存压力(21)/MPa 2.5/4.0 2.5/4.2 2.5/4.2 2.07/5.17 15 - 灭火剂喷射后形态 气态、清洁 气态、 清洁 气态、清洁 气态、 清洁 气态、清洁 胶 体 ( 尘埃) 灭火剂喷射后房间环境效应 有一定噪声和喷射气流， 环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉. 有一定噪声和喷射气流， 环境温

5、度降低，产生薄雾,不严重影响视觉. 有一定噪声和喷射气流，环境温度降低， 产生薄雾,不严重影响视觉. 有较大噪声和喷射气流,环境温度骤降 , 产 生 浓雾 , 影 响 视觉. 有较大的噪声和喷射气流,环境温度基本正常,很少薄雾,不影响视觉. 有 一 定 喷 射 气流,环境温度升高,产生大量高浓度尘埃,严重影响视觉. 灭火剂毒性 有一定毒性,但短时接触对人体无严重影响 NOAEL值大于设计浓度,短时接触对人体无影响 NOAEL 值大于设计浓度,短时接触对人体无影响 4%的浓度人体即有不适感觉,20%浓度 可 致 死亡 控制设计浓度,短时接触对人体无影响。 短时接触对人体无严重影响 灭火剂及分解物

6、对设备影响 无 无 无 无 无 胶体颗粒极易粘附设备,难清洗,有腐蚀,空气电导率增加 贮 瓶 间 面 积 比例 1.05 1 2 6(高压) 6 - 灭火剂有效贮存期/年 30 30 30 30 30 10 灭火剂在大气中寿命/年 12.5 87110 3142 - - - 环境污染 有,破坏大气臭氧层 有,破坏大气 臭 氧层 无 有 , 温 室 效应 无 - 国家停止使用年2005 2010 - - - - 限 系统相对造价 较低 一般 高 一般 高 低 技术成熟性和是否有适用于计算机 房 的 国 家 法规 有成熟的使用经验和适用于电子机房的规范。 有成熟的使用经验和适用于电子机房的规范。

7、有较成熟的使用经验和适用于电子机房的规范,我国规范草案已出,亦可使用 NFPA2001(3)标准。 有较成熟的使用经验和适用于电子机 房 的 规范 有较成熟的使用经验 , 一 般 使 用NFPA2001 标准。 国际和国内均无适用于电子机房的规范，使用经验少，不属清洁灭火剂。 注: (1) 灭火浓度：灭火浓度是指在 101.325kPa 大气压和规定的温度条件下，扑灭某种可燃物质火灾所需灭火剂与该灭火剂和空气混合气体的体积百分比。 (2) NOAEL(无毒性反映的最高浓度)：可观察到的，在生理上或毒物反映上产生影响的最高体积浓度。 (3) NFPA2001： 即清洁灭火剂灭火系统标准， 系由卤

8、代烷替代物防护方案委员会(美国)所编制，并由美国标准协会发布，以上的 FM200 和 INERGEN 均在可选替代物之列，其主要防护对象为电气.电子、通信设施、易燃可燃液体气体以及其它价值高的财产。 2、二氧化碳 二氧化碳(CO2)是地球大气成分之一，用作灭火剂始于 19 世纪，已有 100 多年的历史，在我国也有二氧化碳灭火系统设计规范，它在常温常压下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体，在我国有关建筑设计防火规范中规定可用于档案室、电力电子设备房等大量部位。其灭火机理主要是稀释氧气，起窒息作用，亦有一定的冷却效果。但近年来对其应用于有人电子设备房也受到质疑，主要原因是它对人

9、体的致死浓度为 20%，而最低灭火浓度却为 34%(电子机房设计浓度40%)。尽管采取延时 10s60s(不应超过 30s)来疏散防护区人员等措施，但仍有意外可能，国内亦有致死致残的事例。另外，其喷射时有较强烈的冷冻效应，房内物品结霜，空气冷凝出现浓雾，实际上是 CO2 酸雾。此过程非常短暂，对电子设备无大碍，但对磁记录设备是有影响的。再一个争议是因为 CO2 属三原子分子结构， 造成地球“温室效应”， 这一点倒是不必担心， 因为消防用的 CO2 均取自工业副产品。据此，CO2 在经常有人的设备机房的推广值得慎重，但由于其良好的灭火性能和极低廉的药剂价格，是值得在其它必要场所大力推广的。 3、

10、FM200 FM200 又称七氟丙烷或 HFC-227ea，为美国大湖公司产品。常温下气态，无色、无臭、不导电、无腐蚀，无环保限制，大气存留期较短。其灭火机理与卤代烷相同，为中断燃烧链，灭火速度极快，这对抢救性保护精密电子设备及贵重物品是有利的。FM200 在电子设备房的设计浓度为 8%，低于其 NOVEL 浓度 9%，对人体安全。喷射时有薄雾和一定冷冻作用，但并不严重影响能见度和人员逃生。 人们常谈及其药剂在火场高温下的分解物毒性， 其实和卤代烷一样，分解物虽有一定毒性，但要比室内材料燃烧分解物的毒性小得多。药剂贮存压力一般为 2.5 MPa 或 4.2MPa，喷射延时一般为 10s30s，

11、以便疏散防护区人员。FM200 除设计浓度稍高外，其性能特点均近似于卤代烷 1301，在有人场所比 1301 更具安全性。其最大的缺点是药剂价格高，为 1301 药剂的 2.5 倍。目前国内已有多个设备生产厂家，我国的七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范(报批稿)已出台，这标致着 FM200 作为卤代烷的过渡性替代物在我国将得到广泛应用。 4、INERGEN INERGEN(烟烙尽)又称 IG-541，为美国安素(ANSUL)公司产品，它是氮气、氩气和二氧化碳以 52：40：8 的体积比例混合而成的一种灭火剂。它的三个组成成份均为不活泼气体，为大气基本成分。无色、无味、不导电

12、、无腐蚀，无环保限制，在灭火过程中无任何分解物。其灭火机理为稀释氧气，窒息灭火。其中的二氧化碳主要起刺激人体呼吸作用，使人体能够在低于 12%的氧气浓度时仍能通过加快呼吸深度和频率而获得足够氧气， 而在此氧气浓度下燃烧将无法继续。喷放时环境温度变化小，且不影响能见度，只要较好地控制设计浓度，应该说是一种较完美的灭火剂， 但在喷射前还是应有足够延时以使人员撤离。 其缺点是喷放时噪声大， 贮存瓶组多， 贮存压力在常温下(21)为 15MPa， 喷射时喷口的最低压力为 2.24Mpa。高压增加了危险性，也相对容易泄露，管道管件材料以及安装、维护水平要求也较高。我国暂无 INERGEN 相关规范，国内已开始有设备生产厂家，设计施工可参照美国的 NFPA2001 等标准。 5、气溶胶 气溶胶实际上是一种烟雾型灭火剂，其微粒是通过由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体材料的燃烧而产生。具有高分散度、高浓度特点，大部分微粒直径小于 1um。其主要成分见表 2，碱金属盐(钾盐为主)起主要灭火作用。此种灭火剂在国外也曾经研究并应用于无人库房及机械仓等部位，但未能推广。气溶胶具有灭火效率高及价格低廉等优点，其主要缺点如下：(1)发热：气溶胶在燃烧反应时产生大量热量，导致环境温度升高，并可能对喷口前 1 米内的人员或物体造成伤害。气溶胶不透明，能见度极低，直接影响人员逃生。(2)腐蚀