5.干粉灭火技术

干粉灭火技术第五章干粉灭火技术本章学习目标：教学要求：了解干粉灭火剂的分类及组成、灭火机理、性能参数、储存要求及应用范围；掌握超细干粉灭火剂的灭火用量计算方法；了解气溶胶的灭火机理、性能参数、灭火产品及系统；熟悉常用干粉灭火技术装置。重点与难点：干粉、超细干粉及气溶胶的灭火用量计算方法。干粉灭火剂概述常用干粉灭火剂气溶胶灭火技术常用干粉灭火技术装备目录：5.1干粉灭火剂概述5.1.1干粉灭火剂的分类根据基料的不同可划分为以下三类：碳酸盐类灭火剂，如钠盐干粉、钾盐干粉；磷酸盐类灭火剂，如磷酸铵盐干粉；其它干粉灭火剂，主要以氯化钠、氯化钾等为基料。根据应用范围的不同，干粉灭火剂可划分为以下三类：BC类干粉、ABC类干粉和D类干粉。BC类干粉灭火剂ABC类干粉灭火剂D类干粉灭火剂干粉灭火技术（1）系统组成干粉灭火剂1）普通干粉灭火剂这类灭火剂可扑救B类、C类、E类火灾，因而又称为BC干粉灭火剂。属于这类的干粉灭火剂有:①以碳酸氢钠为基料的钠盐干粉灭火剂(小苏打干粉)。②以碳酸氢钾为基料的紫钾干粉灭火剂。③以氯化钾为基料的超级钾盐干粉灭火剂。④以硫酸钾为基料的钾盐干粉灭火剂。⑤以碳酸氢钠和钾盐为基料的混合型干粉灭火剂。⑥以尿素和碳酸氢钠(碳酸氢钾)的反应物为基料的氨基干粉灭火剂(毛耐克斯Monnex干粉)关键字:钾、钠。特殊：氯化钠和碳酸氢钠。干粉灭火技术（1）系统组成2）多用途干粉灭火剂这类灭火剂可扑救A类（固）、B类（液）、C类（气）、E类（电）火灾，因而又称为ABC干粉灭火剂。属于这类的干粉灭火剂有:①以磷酸盐为基料的干粉灭火剂。②

以磷酸铵和硫酸铵混合物为基料的干粉灭火剂。③以聚磷酸铵为基料的干粉灭火剂。关键字:磷酸、铵干粉灭火技术（1）系统组成3）专用干粉灭火剂这类灭火剂可扑救D类火灾，因而又称为D类专用干粉灭火剂。属于这类的干粉灭火剂有:①石墨类:在石墨内添加流动促进剂。③氯化钠类:氯化钠广泛用于制作D类干粉灭火剂，选择不同的添加剂用于不同的灭火对象。③碳酸氢钠类:碳酸氢钠是制作BC干粉灭火剂的主要原料，添加某些结壳物料也可制作D类干粉灭火剂。5.1干粉灭火剂概述5.1.1干粉灭火剂的分类（1）BC类干粉灭火剂又称普通干粉灭火剂，主要用于扑救甲、乙、丙类液体火灾（B类火灾）、可燃气火灾（C类火灾）以及带电设备火灾。（2）ABC类干粉灭火剂又称多用干粉，不仅适用于B类火灾、C类火灾和带电设备火灾，还适用一般固体火灾（A类火灾）。（3）D类干粉灭火剂主要用于扑救钾、钠、锂等轻金属火灾。5.1干粉灭火剂概述5.1.1干粉灭火剂的组成灭火组分

灭火组分是干粉灭火剂中的关键组成部分，能够起到灭火作用的物质有：K2CO3、KHCO3、NaCl、KCl、(NH4)2SO4、NH4HSO4、NaHCO3、K4Fe(CN)6•3H2O、Na2CO3等。疏水组分

硅油和疏水白炭黑共同构成干粉的疏水组分，围绕在灭火组分粒子周围，形成叠加的斥水场，共同保持干粉的斥水性和防潮性。惰性添加组分惰性添加剂是干粉灭火剂中必不可少的组成部分，多为非水溶性的天然矿物，具有价格便宜、来源广泛等特点，大致可分为防振实结块类组分和改善运动性能类组分。5.1.2干粉的灭火机理（1）多相化学抑制机理：大量干粉粉末以雾状形式喷向火焰时，火焰中的自由基被大量吸附和转化，使自由基数量急剧减少，燃烧的链反应中断，最终火焰熄灭。（2）均相化学抑制机理：灭火时，干粉在火焰中汽化后再在气相中发生化学抑制反应，其中主要抑制形式是气态氢氧化物。5.1干粉灭火剂概述5.1.2干粉的灭火机理（3）烧爆作用：某些化合物（如尿素与碳酸氢钠的反应产物NaC2N2H3O3或K2C2O4•H2O）与火焰接触时，由于火焰和高温的作用，导致干粉颗粒爆裂成多个更细小的颗粒，使干粉的比表面积和蒸发量急剧增大，从而表现出更高的灭火效能。5.1干粉灭火剂概述5.1.2干粉的灭火机理（4）隔离作用：干粉灭火器喷出的固体粉末覆盖在燃烧物表面，构成阻碍燃烧的隔离层。投放干粉灭火剂时应使其在固体可燃材料表面上能形成较厚干粉层，尽量使火焰的空气动力和燃烧区的气流少带走干粉粒子。5.1干粉灭火剂概述5.1.2干粉的灭火机理（5）冷却与窒息作用：干粉灭火剂在高温下会发生热分解，释放出大量结晶水和不燃性气体，可以吸收燃烧区域的部分热量并降低火场氧气浓度，起到冷却与窒息作用。（6）ABC类干粉灭火机理：ABC干粉灭火剂除了具有抑制燃烧和一定的吸热降温作用外，还能在燃烧物表面形成一定厚度的玻璃层状物质以起到防火层作用。5.1干粉灭火剂概述5.1干粉灭火剂概述5.1.3主要性能参数1.松密度和填充密度

松密度：干粉在不受振动的疏松状态下，100g粉末质量与其实际填充体积（包括粉粒之间的空隙）之间的比值。

填充密度：干粉灭火剂受一定条件振实后，粉末的质量与其实际占有体积（包括粉粒之间的空隙）的比值。5.1干粉灭火剂概述3.含水率是指干粉中含有水分的质量分数。干粉灭火剂中某些组分缓慢分解或加工过程中的吸潮均易使干粉中含有少量的水分。干粉含水率最常用的测试方法有常压加热干燥法、减压加热干燥法和常温干燥法。4.吸湿率是指一定量的干粉灭火剂暴露于20℃、相对湿度78%的环境中增湿24h后，吸水增重的质量百分数。5.1.3主要性能参数5.1干粉灭火剂概述5.1.3主要性能参数5.流动性

流动性是衡量干粉灭火剂在常压下是否易于流动的性能指标，主要影响干粉的喷射性能。一般采用玻璃砂钟法，以300g左右干粉全部自由通过一定直径25mm的孔径所需的时间来表征干粉的流动性。5.1干粉灭火剂概述6.结块趋势结块趋势是衡量干粉灭火剂是否易于粘结和结块的性能指标。结块趋势以针入度（规定条件下用标准针刺入干粉的深度）和斥水性（干粉在重力作用下自水面向下流动的时间）表示。对于相同原料、配方和防潮处理工艺的干粉而言，针入度越大，干粉的抗结块性能越好。5.1.3主要性能参数5.1干粉灭火剂概述7.低温特性

低温特性是衡量干粉灭火剂在低温情况下流动性能的一个指标。常用测定方法为：取20g干粉置于25mm×150mm的试管中并加塞，之后置于-55℃的低温下恒温1h，取出试样后在2s内倾斜直至倒置，观察试样结块情况，并记录自由流下的时间，其中低温特性好的干粉自由流下时间不应大于5s。5.1.3主要性能参数8.充填喷射率充填喷射率是衡量干粉灭火剂在模拟实用情况下流动性能的一个指标。充填喷射率一般与干粉灭火器本身的结构和粉末的流动性能直接有关，其中充填喷射效率越高，说明干粉的流动性越好。5.1干粉灭火剂概述5.1.3主要性能参数8.充填喷射率充填喷射率是衡量干粉灭火剂在模拟实用情况下流动性能的一个指标。充填喷射率一般与干粉灭火器本身的结构和粉末的流动性能直接有关，其中充填喷射效率越高，说明干粉的流动性越好。9.电绝缘性电绝缘性能是指干粉灭火剂在振实情况下的击穿电压，测量该指标是为了保证灭火剂在电气火灾扑救中的安全性。干粉灭火剂的电绝缘性能受含水量的影响，其中含水率越低，击穿电压越高，电绝缘性能越好。不同含水率下BC类干粉灭火剂的电绝缘性能如下表所示。

不同含水率对电绝缘性能的影响含水率/%0.340.300.240.190.170.130.100.060.05电绝缘性/kV2.323.384.725.145.876.267.187.207.225.1干粉灭火剂概述10.灭火效能灭火效能是衡量干粉灭火剂实际灭火效率的一个指标。它是在规定的灭火试验装置中，使用一定的喷粉强度和喷粉时间，扑救一定规模的某种燃料火灾时的灭火能力，其中3次试验2次灭火成功即为合格。5.1.3主要性能参数1.储存要求为避免干粉灭火剂吸湿结块，包装材料要求具有密封性且防水、防潮，最好采用塑料袋包装、热合密封、外层加保护包装，以防在运输和储存中内层包装受破坏而吸潮。干粉灭火剂在储存和运输过程中，应避免高层堆放直接挤压，避免雨淋，并应储存在通风、阴凉、干燥的地方，其中环境温度一般不要超过40℃，最高不得超过55℃。对储存的干粉灭火剂应定期进行检查，检查其包装有无破损，干粉有无吸潮结块，如发现吸潮，应烘干后再继续储存。5.1干粉灭火剂概述5.1.4干粉灭火剂的储存及应用范围2.应用范围（1）干粉灭火剂适于扑救的火灾类型：①甲、乙、丙类液体火灾和可燃气体火灾。如加油站、柴油机房、燃油锅炉房、溶火油槽、油罐车、输油输气管线、煤气站、液化石油气灌装站等火灾。②电气设备火灾。对130kV以下的带电设备火灾，如变压器、油浸开关引起的火灾，可用干粉灭火剂直接扑救而不会发生电击危险。③燃烧时伴随熔化发生的可燃固体物质火灾以及粉尘火灾。④对于一般固体物质火灾。如木材、纸张、纤维织物等的火灾，应采用磷铵干粉扑救，并要保证干粉能覆盖在燃烧物表面上。5.1干粉灭火剂概述5.1.4干粉灭火剂的储存及应用范围2.应用范围（2）干粉灭火剂不宜扑救的火灾类型①燃烧时能够自身供氧或释放氧的化合物火灾。如硝酸纤维、过氧化物等火灾。②金属火灾。如钾、钠、镁、铁、锌等火灾。③一般固体物质的深位火灾。④精密仪器设备和贵重电气设备火灾。因为干粉喷射后难以将残存的干粉清除干净，会使设备丧失精度或被腐蚀。5.1干粉灭火剂概述5.1.4干粉灭火剂的储存及应用范围5.2常用干粉灭火剂5.2.1超细干粉灭火剂超细干粉灭火剂是指90%（质量百分数）粒径小于或等于20μm的固体粉末灭火剂，其主要由活性灭火组分、粉碎助剂组分、疏水组分、惰性填料等组成。超细干粉灭火剂在释放之前，气体和分散介质是稳定存在的，具有较大容积效率、良好分散性，以及空间弥漫性，能在极短时间内扩散到着火区域，并且可以绕过障碍物在火灾空间保留较长时间，从而将着火空间有效保护起来，起到快速灭火的作用。灭火过程5.2常用干粉灭火剂5.2.1超细干粉灭火剂超细干粉灭火剂是指90%（质量百分数）粒径小于或等于20μm的固体粉末灭火剂，其主要由活性灭火组分、粉碎助剂组分、疏水组分、惰性填料等组成。相比于普通干粉灭火剂，超细干粉灭火剂具有粒径小、比表面积大、灭火效率高、应用方式灵活等优点，其在封闭、半封闭空间扑灭B类、C类和A/B类混合火灾的灭火效能是普通干粉灭火剂的6~10倍。优点5.2常用干粉灭火剂5.2.1超细干粉灭火剂发展趋势根据应用范围的不同，超细干粉灭火剂可以分为BC类和ABC类两类。（1）BC类碳酸氢盐、氯化钾、硫酸钾等超细干粉灭火剂：适用于扑救甲、乙、丙类液体火灾、可燃气体火灾、带电设备火灾及烹饪火灾。（2）ABC类磷酸铵盐、聚磷酸铵等超细干粉灭火剂：适用于扑救可燃固体表面火灾、甲、乙、丙类液体火灾、可燃气体火灾、带电设备火灾以及烹饪火灾。根据气溶胶灭火剂产生气溶胶温度的不同，可以将其分为热气溶胶灭火剂和冷气溶胶灭火剂。5.3气溶胶灭火技术5.3.1概述气溶胶（Aerosol）是指悬浮于气体介质中直径在5μm以下的液态或固态的微粒物质，当气溶胶中的固体或液体微粒分散质具有灭火性质时，则这种气溶胶称为气溶胶灭火剂。灭火优势气溶胶灭火剂粒径较小且具有气体的特性，使用过程中不受障碍物和方向的限制，可以达到火场任何角落，具有较高的灭火效率。分类热气溶胶的灭火机理（1）吸热降温灭火机理K型气溶胶灭火剂的固体微粒主要有KHCO3、K2CO3和K2O。KHCO3在105℃左右发生分解反应，200℃左右分解完全；K2O在温度大于350℃时开始分解；K2CO3在890℃时出现熔融现象，超过该温度便会发生分解；高温环境下K2O与C还可能进行吸热反应。具体化学反应如下所示：5.3.2气溶胶灭火机理5.3气溶胶灭火技术

（2）气相化学抑制作用在热的作用下，气溶胶固体微粒分解出的K元素以蒸汽或阳离子形式分散在火场中，能迅速与燃烧产生的活性自由基团（H•、O•和•OH）发生下列链锁反应。由于金属离子吸附活性自由基的能力远大于可燃物吸附活性自由基能力，因此可以大量消耗燃烧反应中的活性自由基，从而抑制和中断燃烧的链锁反应，以达到灭火的目的。5.3.2气溶胶灭火机理5.3气溶胶灭火技术

（3）固相化学抑制作用气溶胶中的固体微粒粒径，进入火场后，会受到可燃物裂解产物和自由活性基团的撞碰冲击，从而促进它们与这些产物和活性基团发生碰撞和吸附，并可能发生如下化学作用：（4）物理窒息作用热气溶胶灭火剂产生的惰性气体如N2、CO2、H2O等虽能起到一定的隔绝和稀释空气中氧气的作用，但其生成量对空气中氧气浓度影响较小，因此这种窒息作用比较有限。5.3.2气溶胶灭火机理5.3气溶胶灭火技术

1.粒径

气溶胶灭火剂主要依靠固体微粒的吸热降温和化学抑制作用来灭火，除了固体微粒自身化学性质外，还要求固体微粒具有大的表面积和较强的空间扩散能力。通常，固体微粒的粒径越小，比表面积就越大，布朗运动越强烈，扩散能力越强，灭火效能也越高。2.灭火效能

气溶胶灭火剂不同于一般气体灭火剂，其灭火效能定义为：扑灭单位封闭空间容积内特定类型火灾所需要的气溶胶灭火剂发生剂的质量，单位为g/m3。气溶胶灭火剂扑灭常见可燃液体火灾、电气火灾和可燃固体表面火灾的灭火效能在40~60g/m3之间。5.3.3主要性能参数5.3气溶胶灭火技术5.3.3主要性能参数3.毒性指标

从理论上看，气溶胶灭火剂中含40％的金属氧化物和碳酸盐等固体微粒和60%气相反应产物主要为N2及少量的CO、H2O、O2，以及微量的NOx、CnH2n+2和CO，其中固体微粒均是无毒的。5.3气溶胶灭火技术4.二次损害性

气溶胶灭火剂中固体微粒的平均粒径在1μm以下，具有气体特性不易沉降，但仍有部分颗粒由于粒径较大或发生团聚而在重力场作用下沉降于被保护物品的表面或内部，这些微粒因化学性质不同可能会对被保护物造成损害。5.3.3主要性能参数5.3气溶胶灭火技术1.工作原理

热气溶胶是目前最常用的气溶胶灭火产品，当热气溶胶灭火装置收到外部启动信号后，药筒内的固体药剂就会被激活，迅速产生灭火气体，具体工作原理如图所示。药剂的启动方式包括电启动、导火索点燃和热启动三种。5.3.4气溶胶灭火产品5.3气溶胶灭火技术5.4.1固定式干粉灭火系统5.4常用干粉灭火技术装备固定干粉灭火系统主要用于扑救可燃气体、可燃液体和电气设备火灾，特别对石油及石油产品的灭火效果尤为显著，但不能用于扑救深度阴燃火灾以及自身能供给氧的化学物质火灾。固定式干粉灭火系统是由干粉储存装置、输送管道和喷头等组成的，通过惰性气体压力驱动、管道输送后经喷头喷出实施灭火，是扑救和控制建筑初期火灾的重要灭火设施之一特点该系统具有灭火时间短、不导电、对环境条件要求不严格等特点，还具有自动探测、自动启动和自动灭火功能。应用范围5.4.1固定式干粉灭火系统5.4常用干粉灭火技术装备是指驱动气体不采用压缩气体，而是在火灾时点燃燃气发生器内的固体燃烧，通过燃烧生成的燃气压力驱动干粉喷射实施灭火。驱动气体分类分类（1）储气式干粉灭火系统是指将驱动气体（氮气或二氧化碳）单独储存在储气瓶中，接收到火灾信号后，将驱动气体冲入干粉储罐中将干粉灭火剂送入火场实施灭火。（2）储压式干粉灭火系统将驱动气体与干粉灭火剂储存在同一容器中，灭火时直接启动干粉储罐。该系统结构较储气式简单，但要求驱动气体不泄露。（3）燃气式干粉灭火系统储气式干粉灭火剂储压式干粉灭火剂燃气式干粉灭火剂5.4.1固定式干粉灭火系统5.4常用干粉灭火技术装备5.4.1固定式干粉灭火系统5.4常用干粉灭火技术装备结构特点分类（1）管网干粉灭火系统由管道输送灭火剂并通过设置在防护区或保护对象上的喷头喷出灭火剂的系统，主要由灭火剂储罐、储气瓶、安全防护装置、灭火起动装置、管道、喷嘴等部件组成。该灭火系统启动方式包括电控自动、电控手动及应急机械起动。（2）储压式干粉灭火系统由储压悬挂式或非储压悬挂式干粉灭火装置及控制组件等组成的灭火系统。相比于管网灭火系统，该系统具有结构简单、设置安装方面、使用方式灵活等优点，可广泛应用在多种场所，其启动方式包括温控起动、热引发起动和电引发启动。5.4.1固定式干粉灭火系统5