火灾救援技术 课件4.气体灭火剂

气体灭火剂目录01气体灭火剂概述02气体灭火剂灭火机理03气体灭火技术气体灭火剂概述水？气体灭火剂概述如:燃料(烃类-RH)燃烧时，产生活性游离基H·、·0·和·OH，并发生下述链式反应:气体灭火剂概述破坏助燃剂气体灭火剂气体灭火剂概述气体灭火剂气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质1、烧水之前水面上方的空气中有没有水?2、喷涌的水汽还会不会变成水?如果能变回水需要满足什么条件?3、烧水之后壶盖为什么会跳动?1.气体与液体可以互相转化2.温度高则压力高临界温度和饱和蒸气压气体灭火剂概述每种气体物质都有一个特定的温度，在这个温度以下可以通过加压的方式使气体液化。在这个温度以上无论怎样增大压强，气态物质都不会液化。这个温度就是临界温度。气体灭火剂物理化学性质（1）临界温度气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质（1）临界温度气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质（2）饱和蒸气压气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质（2）饱和蒸气压气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质（2）饱和蒸气压气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质（3）毒性有毒性反应浓度(LOAEL浓度)，即能够观察到由灭火剂毒性影响产生生理反应的灭火剂最小浓度。气体灭火剂概述气体灭火剂物理化学性质（4）其他

气体灭火剂的特点气体灭火剂的优点：1.灭火效率高。气体灭火剂能通过气体灭火系统在短时间内充满整个封闭空间并达到灭火浓度，可以扑救位于封闭空间内各处的立体火，具有较高的灭火效率。特别是卤代烷灭火剂能在较低气体浓度下对火灾产生非常强的抑制作用。2.灭火速度快。气体灭火剂可以通过气体灭火系统实现自动控制、探测和及时启动，释放后能迅速对燃烧产生抑制作用，有效将火灾控制在初期阶段。

气体灭火剂概述优点灭火效率高灭火速度快适用范围广无二次污损

气体灭火剂的特点气体灭火剂的优点：3.适用范围广。气体灭火剂可以有效地扑救固体火灾、液体火灾、气体火灾及电气设备火灾，具有较广泛的灭火范围。4.无二次污损。气体灭火剂是一种清洁灭火剂，灭火后能很快挥发，对保护对象无任何污损，不存在二次污染。气体灭火剂概述

气体灭火剂的特点气体灭火剂的缺点：1.灭火系统投资大。相比于其它固定灭火系统，气体灭火系统一次投资较大。2.存在副作用。卤代烷气体灭火剂的使用对环境有较大的影响，如会破坏大气臭氧层，产生温室效应等。此外，某些气体灭火剂本身或在其灭火过程中的分解产物在空间达到一定浓度时，对人体有害，会出现中毒或室息的现象。

气体灭火剂概述气体灭火剂缺点投资大副作用不宜于深位固体火灾应用限制

气体灭火剂的特点气体灭火剂的缺点：3.不宜扑灭固体物质深位火灾。由于气体灭火剂的冷却效果较差，而扑灭深位火灾的灭火浓度要远大于扑灭表面火灾的灭火浓度，需要较长的灭火浸渍时间，经济效益较差。4.应用限制条件多。气体灭火剂灭火效果不仅取决于气体灭火剂本身，还与防护区域或保护对象是否符合规定的条件有关。受气体灭火剂本身性质的影响，气体灭火剂扑救有些火灾效果较为理想，而有些火灾则效果差甚至无效。

气体灭火剂概述气体灭火剂相比于水、干粉和泡沫灭火剂具有明显的优势，但也存在一些难以克服的缺点，这些缺点导致气体灭火剂只能作为其它灭火剂的补充，而不能作为主要灭火剂。

气体灭火剂概述气体灭火剂的特点气体灭火剂灭火机理灭火机理气体灭火剂灭火机理灭火机理气体灭火剂灭火机理灭火机理【注】与水系灭火系统相比，气体灭火系统最大的缺点是冷却能力严重不足，故需要严防复燃。其次，气体灭火剂浮于表面，不能像水一样渗入固体内部，故不适用于固体深位火灾。气体灭火剂灭火机理适用范围（1）普遍适用于气体灭火剂灭火机理适用范围（2）二氧化碳特殊适用于纤维材料、棉花、纸（3）普遍不适用于不需要氧气(自带氧或夺氧能力强)硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属火灾。氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾气体灭火剂灭火机理适用范围（4）其他特殊气体不适用于过氧化氢、联胺（能自行分解或反应产生氧气）气体灭火系统适用于图书、档案等珍贵资料库房、变配电室、通讯机房、飞机库、汽车库、船舱、中心控制室、轧机、印刷机、电站、浸渍油槽等场所的火灾保护气体灭火剂灭火机理适用范围气体灭火剂灭火机理练习某单位的汽车喷漆车间采用二氧化碳灭火系统保护。下列关于二氧化碳灭火系统灭火机理的说法中，正确的是(

)。B(A)窒息和隔离(B)窒息和吸热冷却(C)窒息和乳化(D)窒息和化学抑制气体灭火剂灭火机理练习下列火灾中，可以采用IG541混合气体灭火剂扑救的是(

)。(A)硝化纤维、硝酸钠火灾(C)钾、钠、镁火灾(B)精密仪器火灾(D)联胺火灾B气体灭火剂灭火机理练习七氟丙烷气体灭火系统不适用于扑救(

)(A)电气火灾(C)金属氯化物火灾(B)固体表面火灾(D)灭火前能切断气源的气体火灾c气体灭火剂灭火机理练习需24h有人值守的大型通讯机房，不应选用(

)(A)二氧化碳灭火器(B)七氟丙烷灭火系统(C)1G541(D)细水雾灭火系统A气体灭火剂灭火机理练习七氟丙烷的主要灭火机理有()(A)降低燃烧反应速度(C)隔绝空气(B)降低燃烧区可燃气体浓度(D)抑制、阻断链式反应(E)降低燃烧区的温度ABDE目录01气体灭火剂概述02气体灭火剂灭火机理03气体灭火技术6.2惰性气体灭火技术6.2.1惰性气体灭火理论分析1.稀释作用惰性气体灭火剂进入燃烧区域后会降低单位体积中可燃物与氧化剂分子的浓度，同时减少分子间的有效碰撞次数，进而有效降低燃烧反应的反应速率、产热速率及温度，使反应区的温度降至熄灭温度以下，其中当氧气浓度低至14%时，扩散燃烧将会停止。惰性气体灭火剂主要通过稀释燃烧反应区的氧气浓度，使得氧气浓度低于燃烧所需的最低浓度，以达到灭火的目的。惰性气体的熄灭燃烧的机理主要表现为稀释作用和吸热降温作用。6.2惰性气体灭火技术6.2.1惰性气体灭火理论分析2.吸热降温作用除了上述稀释作用外，惰性气体进入燃烧反应区后会很快受热使其自身温度上升同时会吸收一些热量，进而表现出一定的冷却作用。投入反应区的惰性气体比热容越大，冷却效果越好。1.概述氮气灭火剂主要应用于变压器的火灾扑救以及作为其它气体灭火系统的加压气体，其中氮气灭火系统又称为“排油搅拌防火系统”。2.特点（1）无色、无味且不导电；（2）无毒、无腐蚀且化学性质稳定，不参与燃烧反应；（3）臭氧的耗损潜能值（ODP）和全球温室效应影响值（GWP）均为0；（4）灭火过程中不分解且不留痕迹，对精密仪器设备无损害；（5）氮气需要以高压形式储存在气体钢瓶中；（6）氮气密度与空气近似，在密闭空间中能比哈龙更好地维持灭火浓度；（7）氮气具有窒息性，必须考虑人的健康和安全问题。6.2惰性气体灭火技术6.2.2氮气灭火技术3.灭火机理对于大多数可燃物而言，只要空气中氧浓度下降到12~14%以下时，燃烧就会终止。通过将氮气注入着火区域，使着火区域中的氮气体积分数达到35~50%时，着火区域中的氧含量将（体积分数）降低至10~14%，从而达到窒息灭火的目的。4.应用范围氮气可用于扑救A、B、C和D类火灾，适宜扑救地下仓库、地铁、铁路隧道、控制室、计算机房、图书馆、通讯设备、变电站、重点文物保护区等场所的火灾。氮气来源广泛、价格低廉，但使用氮气灭火时，需要降低着火区的氧含量。因此，氮气灭火剂主要适用于无人或人员较少且能快速撤出的场所。6.2惰性气体灭火技术6.2.2氮气灭火技术5.氮气灭火系统固定式氮气灭火系统主要适用于计算机房、图书馆、通讯设备、变电站、重点文物等保护区。（1）灭火流程当火灾探测器发现火情后，通过自动控制系统启动制氮机，可直接从空气中将氮气分离出来，通过管网输送到喷嘴处，实现灭火的目的。（2）技术难点由于氮气主要通过窒息灭火，为了在规定的时间内达到设计的灭火浓度，需要喷嘴出口处保持着较大的压力。固定氮气灭火系统使用钢瓶作为灭火剂容器时，需要有较高的贮存压力，也要求管道能承受较大的压力。

6.2惰性气体灭火技术6.2.2氮气灭火技术（3）改进优势为解决上述问题，可采用制氮机代替钢瓶贮气作为氮气灭火剂的来源，并通过自动控制系统使制氮机与火灾探测系统相连接。制氮机的应用避免了高压贮瓶的使用，消除了使用高压贮瓶所存在的安全隐患，在一次灭火后也无需填充灭火剂。同时，由于管网有动力供应，只需要计算管网沿程阻力，而无需考虑贮气瓶压力降低对管网压力的影响，降低了管网计算的复杂程度。6.2惰性气体灭火技术6.2.2氮气灭火技术制氮机1.概述水不仅在液态时能够灭火，在气态时的灭火效果也非常理想。水蒸气是不燃性惰性气体，通过稀释或置换燃烧区内的可燃气体和助燃气体（氧气），使可燃气体浓度低于燃烧下限或使空气中氧的浓度降低，不足以维持燃烧而使燃烧熄灭。6.2惰性气体灭火技术6.2.3水蒸气灭火技术2.特点（1）水蒸气本身具有一定的热焓，灭火时不会像水、泡沫等灭火剂那样对高温设备产生骤冷的破坏应力，故常用水蒸气扑救高温设备火灾。（2）水蒸气灭火后不留痕迹，对被保护设备、器材及物质无污染，但冷却水仍有一定的水渍污染。（3）水蒸汽的灭火效率较低，在许多场合被二氧化碳等气体灭火剂取代。（4）水蒸气冷却作用小，不宜扑灭体积和面积较大的火灾。6.2惰性气体灭火技术6.2.3水蒸气灭火技术3.灭火机理水蒸气是物理灭火剂，主要通过稀释燃烧区内可燃蒸汽浓度和降低燃烧区的含氧量，减少空气中氧气的浓度，增加气体燃烧产物的热容，以降低火焰温度，当水蒸气在燃烧区的体积分数超过35%以上时即可使燃烧熄灭。4.适用范围1）甲、乙、丙类液体火灾，如烃类（包括汽油、煤油、柴油等油品）、醇类、酮类、苯及其它有机溶剂火灾；2）可燃气体火灾，如甲烷、乙烷、城市燃气等各种气体火灾；3）电气设备火灾，如发电机、变压器等电气设备及电子设备火灾；4）可燃固体物质的表面火灾，如纸张、木材、织物等的表面火灾。6.2惰性气体灭火技术6.2.3水蒸气灭火技术5.水蒸气灭火系统一、分类（1）根据灭火方式的不同，水蒸气灭火系统可分为全淹没式灭火系统和局部应用式灭火系统。6.2惰性气体灭火技术6.2.3水蒸气灭火技术1）全淹没式水蒸气灭火系统全淹没式水蒸气灭火系统是通过在防护区内迅速增加水蒸气浓度使之达到灭火浓度实现灭火。2）局部应用式水蒸气灭火系统局部应用式水蒸气灭火系统用于保护某一局部区域或设备，采用直接喷射灭火方式，利用水蒸气的机械冲击力量吹散可燃气体，并瞬间在火焰周围形成水蒸气层以扑灭火灾。（2）根据设备安装情况不同，水蒸气灭火系统可以分为固定式水蒸气灭火系统和半固定式水蒸气灭火系统。6.2惰性气体灭火技术6.2.3水蒸气灭火技术1）固定式水蒸气灭火系统固定式蒸汽灭火系统多采用全淹没灭火方式，常用于扑灭生产厂房、油泵房、游船舱室、甲苯泵房等整个空间或舱室的火灾。2）半固定式蒸汽灭火系统半固定式蒸汽灭火系统用于扑灭局部区域的火灾，属于局部应用系统，设置场合有露天装置区的高大炼制塔、地上式可燃液体储罐、车间内局部的油品设备等。该灭火系统用于扑灭闪点大于45℃且罐体未破裂的可燃液体储罐火灾，具有良好的灭火效果。1.概述IG541灭火剂是由52%的氮气、40%的氩气和8%二氧化碳组成，密度略大于空气。2.特点IG541的化学性质稳定，既不支持燃烧又不与大部分物质发生反应。IG541灭火剂是一种无毒、无色、无味、惰性不导电的纯“绿色”压缩气体，具有来源丰富、无腐蚀性气体、无臭氧耗损潜能值、不会产生“温室效应”以及不产生长久影响大气寿命的化学物质等优点，是一种较为理想的环保型灭火剂。6.2惰性气体灭火技术6.2.4IG541灭火技术3.灭火机理IG541主要是通过降低防护区内的氧气浓度（空气由正常氧浓度21%降至灭火氧浓度12.5%），使其不能维持燃烧而达到灭火的目的，应用方式为全淹没灭火。6.2惰性气体灭火技术6.2.4IG541灭火技术IG5414.应用范围该灭火系统适用于保护封闭空间的场所，其典型火灾危险性场所如下：（1）电气和电子设备室；（2）通讯设备室；（3）国家保护文物中的金属、纸绢质制品和音像档案库；（4）易燃和可燃液体储存间；（5）喷放灭火剂之前可切断可燃、助燃气体气源的可燃气体火灾危险场所；（6）经常有人工作的防护区。6.2惰性气体灭火技术6.2.4IG541灭火技术1.概述二氧化碳是一种无色、无味、不导电、性能稳定、便于装罐和储存，能扑救多种火灾的洁净气体灭火剂。2.物理性能指标二氧化碳灭火剂的物理性能指标见下表。6.2惰性气体灭火技术6.2.5二氧化碳灭火技术内容指标内容指标分子式CO2临界容积/（m3/kg）0.51相对分子质量44.01临界密度/（kg/m3）0.46升华点/℃-78.5气体密度（0℃）/（g/L）1.977熔点/℃-56.6液体密度（20℃）/（g/L）0.766临界温度/℃31.35蒸汽压/Pa56.8×105临界压力/MPa7.395汽化潜热（沸点时）/（J/g）577.673.灭火机理二氧化碳灭火剂的灭火机理包括冷却作用和窒息作用，其中以窒息灭火为主。①灭火所用的二氧化碳是以液态的形式加压充装在灭火器中，而液态二氧化碳从灭火器喷出立即汽化会吸收大量的热量，其中1kg液态二氧化碳汽化时需吸收578kJ热量，具有较好的冷却降温作用。②由于汽化吸收热的原因，液态二氧化碳从灭火器里喷出后会立即变成干冰，干冰遇热后升华为气态二氧化碳还会吸收大量的热量冷却可燃物表面。③液态二氧化碳挥发成气体过程中体积会扩大760倍，能有效稀释空气中的氧浓度，使其达到燃烧的最低需氧量以下而产生窒息作用，使火焰熄灭。6.2惰性气体灭火技术6.2.5二氧化碳灭火技术适用范围1）液体火灾或石蜡、沥青等可溶化的固体火灾；2）气体火灾；3）固体表面火灾及棉布、织物、纸张等部分固体深位火灾；不适用范围1）灭火浓度要求高（扑救火灾时需要34%~75%灭火浓度）的场所；2）硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾；3）钾、钠、镁等活泼金属火灾（二氧化碳与这些活泼金属会发生反应）；4）氢化钾、氢化钠等金属火灾。6.2惰性气体灭火技术6.2.5二氧化碳灭火技术4.应用范围1.简介七氟丙烷灭火剂是一种无色无味的气体，化学分子式为CF3CHFCF3，分子量为170，密度约为空气6倍，采用高压液化储存。6.3七氟丙烷灭火技术6.3.1概述2.特点七氟丙烷灭火剂不导电、不破坏臭氧层，在常温下可加压液化，灭火后无残留物。七氟丙烷的灭火机理包括冷却作用和化学抑制作用，其中以化学抑制作用为主七氟丙烷的汽化潜热大，在汽化过程中会吸收大量的热量，同时七氟丙烷受热分解也要吸收大量的热量，因此表现出较好的冷却效果。此外，七氟丙烷在火场中分解出的活性自由基能有效消除维持燃烧所必须的自由基，使燃烧过程的链锁反应中断而灭火。6.3七氟丙烷灭火技术6.3.2灭火机理推车式灭火装置6.3七氟丙烷灭火技术6.3.3适用范围七氟丙烷主要适用于保护数据中心、电信通讯设施、过程控制室、高价值的工业设备区、图书馆、博物馆、美术馆、易燃液体储存区等场所。不适用于扑救钠、钾、镁、钛、锆、铀和钚等活泼金属火灾以及金属氧化物火灾。悬挂式七氟丙烷灭火装置6.4.1固定式气体灭火系统6.4常用气体灭火技术装备组成固定式气体灭火系统一般由灭火剂储存装置、启动分配装置、输送释放装置、监控装置等组成。6.4.1固定式气体灭火系统6.4常用气体灭火技术装备分类1.根据系统结构特点的不同，可分为无管网气体灭火系统和管网气体灭火系统。（1）无管网气体灭火系统无管网灭火系统是指按一定的应用条件，将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统，又称为预制灭火系统。该系统可分为柜式气体灭火装置和悬挂式气体灭火装置。（2）管网气体灭火系统管网灭火系统是指按一定的应用条件进行计算，将灭火剂从储存装置经由干管、支管输送至喷放组件实施喷放的灭火系统。管网系统又可分为组合分配系统和单元独立系统。6.4.1固定式气体灭火系统6.4常用气体灭火技术装备2.根据应用方式的不同，可以分为全淹没式气体灭火系统和局部应用气体灭火系统。（1）全淹没式气体灭火系统全淹没气体灭火系统是指在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的气体灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。6.4.1固定式气体灭火系统6.4常用气体灭火技术装备（1）全淹没式气体灭火系统①灭火过程淹没灭火系统的喷头均匀布置在防护区的顶部，火灾发生时，喷射的灭火剂与空气形成的混合气体，迅速在此空间内建立有效扑灭火灾的灭火浓度，并将灭火剂浓度保持一段所需要的时间，即通过灭火剂气体将封闭空间淹没实施灭火。②系统安装要求全淹没灭火系统喷头类型、数量及其布置应使在防护区内的所有部位都达到设计浓度，且喷放不引起易燃液体飞溅。喷头的安装，宜贴近防护区顶面，距顶面的距离不宜大于0.5m，全淹没灭火系统喷放时间不应大于60s，浸渍时间不应小于10min。6.4常用气体灭火技术装备（2）局部应用灭火系统局部应用灭火系统是指在规定的时间内向保护对象以设计的喷射率直接喷射气体，在保护对象周围形成局部高浓度，并持续一定时间的灭火系统。①灭火过程局部应用灭火系统的喷头均匀布置在保护对象的四周，当火灾发生时，将灭火剂直接而集中地喷射到保护对象上，使其笼罩整个保护对象外表面，即在