第六章氣體滅火系統(tǒng)

第一節(jié)系統(tǒng)滅火機(jī)理

　　氣體滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理與氣體滅火劑屬性有密不可分的關(guān)系，不同的滅火劑其滅火機(jī)理也各不相同，本節(jié)主要介紹四類常見氣體滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理。

　　一、二氧化碳滅火系統(tǒng)

　　二氧化碳滅火作用主要在于窒息，其次是冷卻。在常溫常壓條件下，二氧化碳的物態(tài)為氣相，當(dāng)貯存于密封高壓氣瓶中，低于臨界溫度31.4℃時(shí)是以氣、液兩相共存的。在滅火過程中，當(dāng)二氧化碳從貯存氣瓶中釋放出來，壓力驟然下降，使得二氧化碳由液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)，分布于燃燒物的周圍，稀釋空氣中的氧含量。氧含量降低會(huì)使燃燒時(shí)熱的產(chǎn)生率減小，而當(dāng)熱產(chǎn)生率減小到低于熱散失率的程度，燃燒就會(huì)停止下來。這是二氧化碳所產(chǎn)生的窒息作用。另一方面，二氧化碳施放時(shí)又因焓降的關(guān)系，溫度急劇下降，形成細(xì)微的固體干冰粒子，干冰吸取其周圍的熱量而升華，即能產(chǎn)生冷卻燃燒物的作用。

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　　二、七氟丙烷滅火系統(tǒng)

　　七氟丙烷滅火劑是一種無色無味、不導(dǎo)電的氣體，其密度大約是空氣密度的6倍，在一定壓力下呈液態(tài)貯存。該滅火劑為潔凈藥劑，釋放后不含有粒子或油狀的殘余物，且不會(huì)污染環(huán)境和被保護(hù)的精密設(shè)備。七氟丙烷滅火主要是由于它的去除熱量的速度快，其次是滅火劑分散和消耗氧氣。七氟丙烷滅火劑是以液態(tài)的形式噴射到保護(hù)區(qū)內(nèi)的，在噴出噴頭時(shí)，液態(tài)滅火劑迅速轉(zhuǎn)變成氣態(tài)需要吸收大量的熱量，降低了保護(hù)區(qū)和火焰周圍的溫度。另一方面，七氟丙烷滅火劑是由大分子組成的，滅火時(shí)分子中的一部分鍵斷裂需要吸收熱量。其次，保護(hù)區(qū)內(nèi)滅火劑的噴射和火焰的存在降低了氧氣的濃度，從而降低了燃燒的速度。

　　三、IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)

　　IG-541混合氣體滅火劑是由氮?dú)�、氬氣和二氧化碳�(xì)怏w按一定比例混合而成的氣體,由于這些氣體都是在大氣層中自然存在，且來源豐富，因此它對(duì)大氣層臭氧沒有損耗(臭氧耗損潛能值ODP=0)，也不會(huì)對(duì)地球的“溫室效應(yīng)”產(chǎn)生影響，更不會(huì)產(chǎn)生具有長(zhǎng)久影響大氣壽命的化學(xué)物質(zhì)。混合氣體無毒、無色、無味、無腐蝕性及不導(dǎo)電，既不支持燃燒，又不與大部分物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。以環(huán)保的角度來看，是一種較為理想的滅火劑。

　　IG-541混合氣體滅火機(jī)理屬于物理滅火方式�；旌蠚怏w釋放后把氧氣濃度降低到它不能支持燃燒來?yè)錅缁馂?zāi)。通常防護(hù)區(qū)空氣中含有21%的氧氣和小于1%的二氧化碳。當(dāng)防護(hù)區(qū)中氧氣降至15%以下時(shí)，大部分可燃物將停止燃燒�；旌蠚怏w能把防護(hù)區(qū)氧氣降至12.5%，同時(shí)又把二氧化碳升至4%。二氧化碳比例的提高，加快人的呼吸速率和吸收氧氣的能力，從而來補(bǔ)嘗環(huán)境氣氛中氧氣的較低濃度。滅火系統(tǒng)中滅火設(shè)計(jì)濃度不大于43%時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)人體是安全無害的。

　　四、熱氣溶膠滅火系統(tǒng)

　　熱氣溶膠是一種固體含能化學(xué)物質(zhì)，屬于煙火藥劑。利用電子氣化啟動(dòng)器激活，使其自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量惰性氣體、水汽和微量固體顆粒，形成凝集型滅火氣溶膠，其成分主要是N2、少量CO2、金屬鹽固體微粒等。熱氣溶膠滅火機(jī)理如下：

　　(一)吸熱降溫滅火機(jī)理

　　金屬鹽微粒在高溫下吸收大量的熱，發(fā)生熱熔、氣化等物理吸熱過程，火焰溫度被降低，進(jìn)而輻射到可燃燒物燃燒面用于氣化可燃物分子和將已氣化的可燃燒分子裂解成自由基的熱量就會(huì)減少，燃燒反應(yīng)速度得到一定抑制。

　　(二)化學(xué)抑制滅火機(jī)理

　　1.氣相化學(xué)抑制

　　在熱作用下，滅火氣溶膠中分解的氣化金屬離子或失去電子的陽離子可以與燃燒中的活性基團(tuán)發(fā)生親和反應(yīng)，反復(fù)大量消耗活性基團(tuán)，減少燃燒自由基。

　　2.固相化學(xué)抑制

　　滅火氣溶膠中的微粒粒徑很小(10-9m～10-6m)，具有很大的表面積和表面能，可吸附燃燒中的活性基團(tuán)，并發(fā)生化學(xué)作用，大量消耗活性基團(tuán)，減少燃燒自由基。

　　3.降低氧濃度

　　滅火氣溶膠中的N2、CO2可降低燃燒中氧濃度，但其速度是緩慢的，滅火作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸熱降溫、化學(xué)抑制。

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