氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)用畢業(yè)論文

1、目 錄第1章緒論2第2章常見的氣體滅火系統(tǒng)32.1二氧化碳滅火系統(tǒng)32.2“七氯丙烷”滅火系統(tǒng)32.3惰性氣體滅火系統(tǒng)32.4氣溶膠滅火系統(tǒng)32.5氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)4第3章氣體滅火系統(tǒng)的選擇原則43.1環(huán)境因素43.2毒性因素53.3滅火效果53.4經(jīng)濟(jì)實(shí)用53.5氣體滅火系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的選擇比較6第4章氣體滅火系統(tǒng)的原則64.1管網(wǎng)系統(tǒng)、無管網(wǎng)系統(tǒng)的組成要件64.2氣體滅火劑的特點(diǎn)64.3氣體滅火器的工作原理7第5章氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用75.1氣體滅火系統(tǒng)適用的火災(zāi)類型75.2氣體滅火系統(tǒng)不適用的火災(zāi)類型7第6章總結(jié)8參考文獻(xiàn)8氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)用 摘 要 在我國經(jīng)濟(jì)告訴發(fā)展的推動(dòng)下，我國建

2、筑行業(yè)也得到了長足的發(fā)展，民用、商用、工業(yè)建筑等越來越多。另一方面，我國科技的發(fā)展步伐也越來越快，所涉及的設(shè)備也越來越復(fù)雜，這就對(duì)滅火系統(tǒng)有了很高的要求。在發(fā)生電器火災(zāi)、變配電室火災(zāi)、計(jì)算機(jī)房火災(zāi)、發(fā)電機(jī)室火災(zāi)等時(shí)，選擇氣體滅火系統(tǒng)是最方便、干凈、有效的手段，逐漸受到了人們的關(guān)注。本文通過研究常用的幾種氣體滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類、選擇原則和工作原理等，對(duì)其在工程中的應(yīng)用做了一些總結(jié)。關(guān)鍵詞 氣體滅火系統(tǒng) 二氧化碳 七氟丙烷 惰性氣體第1章 緒 論在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的推動(dòng)下，我國國力越來越昌盛，人們的生活水平也越來越高，通訊、交通、文化、工業(yè)等各方面也都在快速的發(fā)展之中，這之中存在的火災(zāi)隱患也越來

3、越大。我國每年因?yàn)榛馂?zāi)所造成的經(jīng)濟(jì)損失日益增多，同時(shí)也嚴(yán)重威脅著國民的生命安全。在這種背景下，有關(guān)方面因此更加重視各種類型滅火系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r?；瘜W(xué)抑制燃燒、隔離氧化劑及可燃物、冷卻降溫和使火焰窒息為滅火的幾項(xiàng)基本原理。其中，隔離氧化劑及可燃物、冷卻降溫和使火焰窒息三種滅火原理屬于物理過程，而采用化學(xué)抑制燃燒主要是化學(xué)過程。電氣火災(zāi)、固體物質(zhì)火災(zāi)、氣體火災(zāi)、液體火災(zāi)、金屬火災(zāi)和燃燒過程中的某些可熔化的固體火災(zāi)為火災(zāi)的幾種類型。本文主要介紹的是氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，由于氣體滅火系統(tǒng)具有無次生災(zāi)害、性能可靠、滅火迅速、絕緣性能好、無污染等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于不宜采用泡沫或是水進(jìn)行滅火的場所，并常

4、用于撲滅電氣火災(zāi)、液體火災(zāi)、氣體火災(zāi)和固體物質(zhì)火災(zāi)。第2章 常見的氣體滅火系統(tǒng)2.1 二氧化碳滅火系統(tǒng)二氧化碳滅火系統(tǒng)的工作原理是冷卻及窒息作用。具體來說是，以固態(tài)形式（即干冰）儲(chǔ)存于容器中的二氧化碳每釋放1 kg體積便膨脹500倍以上，體積的迅速膨脹不僅需要吸收空氣中大量的熱量，而且也將迅速降低氧氣含量。目前，二氧化碳滅火系統(tǒng)已經(jīng)趨于成熟，按照其應(yīng)用形式及設(shè)計(jì)來區(qū)分，主要有局部應(yīng)用式、全淹沒式兩種類型。2.2 “七氯丙烷”滅火系統(tǒng)“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200），化學(xué)式為cf3chfcf3，密度是空氣的六倍，主要以高壓液化的形式儲(chǔ)存?！捌叻椤睖缁鹣到y(tǒng)具有無污染、無殘留物

5、等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，如果是處于火災(zāi)高溫環(huán)境下，“七氟丙烷”將分解出氟氫酸、一氧化碳等有害氣體。2.3 惰性氣體滅火系統(tǒng)ig541滅火系統(tǒng)是目前最為廣泛使用的惰性氣體滅火劑，屬于潔凈滅火系統(tǒng)的一種，不會(huì)對(duì)建筑設(shè)備、人體造成二次傷害。ig541滅火劑的構(gòu)成成分為10二氧化碳、40氬氣、50%氮?dú)?，其主要特點(diǎn)是無毒、無味、難以和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、無色。ig541滅火系統(tǒng)的工作原理是窒息作用，即降低空氣中氧氣含量。2.4 氣溶膠滅火系統(tǒng)氣溶膠滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括適用范圍廣、滅火效果好、安全無污染、價(jià)格便宜等。近年來，作為一種新型的氣體滅火劑，氣溶膠滅火系統(tǒng)發(fā)展十分迅猛。氣溶膠是一種直徑為0.001-10

6、0微米的液體狀或固體裝的懸浮顆粒物。氣溶膠滅火系統(tǒng)的工作原理是冷卻作用及破壞燃燒條件。具體指的是氣溶膠中的顆粒在火焰中快速融化并吸收大量熱量，并且由于高溫作用，顆粒將發(fā)生離解以抑制火焰中支持燃燒的活性基團(tuán)的形成與傳遞。2.5 氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)下文將主要對(duì)通過比較二氧化碳滅火系統(tǒng)、“七氟丙烷”滅火系統(tǒng)、ig541氣體滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析出他們的優(yōu)缺點(diǎn)：二氧化碳滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有：滅火迅速徹底、成本較低且對(duì)幾乎不會(huì)對(duì)任何物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用，但其缺點(diǎn)也很明顯：一定程度上破壞精密設(shè)備功能，而且大量的二氧化碳被釋放將引起溫室效應(yīng)、當(dāng)二氧化碳濃度較高時(shí)候可能導(dǎo)致人體窒息，因此二氧化碳滅火系統(tǒng)使用場所較為局

7、限，有人員停留或居住的場所不太適宜使用二氧化碳滅火系統(tǒng)?！捌叻椤睖缁鹣到y(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)正好和二氧化碳滅火系統(tǒng)形成互補(bǔ)。其優(yōu)點(diǎn)主要有：藥劑不易消耗、滅火后無殘留、不會(huì)破壞環(huán)境及精密設(shè)備、存儲(chǔ)時(shí)不占用空間，非常適用于有人員停留或居住的場所。其缺點(diǎn)為“七氟丙烷”價(jià)格高昂、無法進(jìn)行長距離的運(yùn)輸。ig541氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：滅火后無殘留及精密設(shè)備，無毒、無味不會(huì)破壞環(huán)境，適用于有人員停留或居住的場所，藥劑可進(jìn)行長距離的運(yùn)輸。其缺點(diǎn)是：藥劑非常容易被消耗、用量極大，首次投資成本過高，鋼瓶間存儲(chǔ)時(shí)候需要占用較大的面積。 第3章 氣體滅火系統(tǒng)的選擇原則目前市場上存在各種各樣的氣體滅火系統(tǒng)，消防人員可根據(jù)滅火

8、對(duì)象、火災(zāi)發(fā)生的場所來選擇最合適的氣體滅火系統(tǒng)。氣溶膠滅火系統(tǒng)、低壓二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)、高壓二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)、惰性氣體（ig541）滅火系統(tǒng)、“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)為目前市場上比較常見的氣體滅火系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)氣體滅火劑性能及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，從環(huán)境因素、毒性、滅火效果、經(jīng)濟(jì)實(shí)用四方面選擇合適的氣體滅火系統(tǒng)。下文將對(duì)上述四方面進(jìn)行詳細(xì)解釋。3.1 環(huán)境因素自然環(huán)保是選擇氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)該遵循的最主要原則。主要通過三個(gè)參數(shù)判斷該氣體滅火系統(tǒng)是否自然環(huán)保：alt值、gwp值及odp值。研究結(jié)果表明，氣溶膠滅火系統(tǒng)、惰性氣體（ig541）滅火系統(tǒng)最為自然

9、環(huán)保，其gwp值及odp值均為零；其次是二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)；效果最不盡如人意的是“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖然不會(huì)對(duì)臭氧層造成破壞，但會(huì)加劇溫室效應(yīng)。3.2 毒性因素人員停留或居住的場所多選用氣體滅火系統(tǒng)，因此消防人員一定要考慮到其是否會(huì)產(chǎn)生某些對(duì)人體有毒有害的物質(zhì)，該有毒有害物質(zhì)主要來源于氣體滅火系統(tǒng)的藥劑本身及該在高溫過程中是否會(huì)分解出有毒有害物質(zhì)。研究結(jié)果表明，惰性氣體（ig541）滅火系統(tǒng)對(duì)人體傷害最為輕微，來源于大氣中的ig541無毒無腐蝕性，濃度為37% 43%的ig541可用于滅火，人在該濃度范圍環(huán)境中短期停留幾乎不會(huì)有任何生理方面

10、的傷害；氣溶膠滅火系統(tǒng)本身不會(huì)對(duì)人體造成傷害，但存在爆炸隱患且使用過后空氣中將產(chǎn)生大量的中性微粒物，因此不太適宜于人員密集場所；“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)和氣溶膠滅火系統(tǒng)一樣，本身無毒無害，但使用期間由于高溫的作用，“七氟丙烷”將分解出具有強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)氟氫酸（hf），對(duì)精密設(shè)備和人體均將造成影響，因此多用與無人居住的場所；二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)也不宜用于人員密集場所，原因主要是：當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度大于20% 時(shí)，便存在致人窒息死亡的危險(xiǎn)，但二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)的最小滅火設(shè)計(jì)濃度為34%。3.3 滅火效果窒息冷卻、化學(xué)抑制、物理稀釋為氣體滅火系統(tǒng)常

11、見的幾種滅火原理。滅火原理決定了滅火效果，研究結(jié)果表明，采用化學(xué)抑制滅火原理能達(dá)到較好的滅火效果，而采用物理稀釋滅火原理相對(duì)來說滅火性能較不理想。3.4 經(jīng)濟(jì)實(shí)用根據(jù)氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范總則（即gb50370-2005）中關(guān)于“經(jīng)濟(jì)合理原則”的規(guī)定，在保證合理、安全、環(huán)保的前提下，氣體滅火系統(tǒng)的選擇應(yīng)盡可能的節(jié)約投資成本。氣體滅火系統(tǒng)的投資成本主要由管網(wǎng)造價(jià)、藥劑成本、維護(hù)成本、設(shè)備造價(jià)四方面決定。研究結(jié)果表明，混合氣體滅火系統(tǒng)所需投資成本最高，“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)、二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)和氣溶膠滅火系統(tǒng)投資成本次之。3.5 氣體滅火系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的

12、選擇比較研究人員以一座擁有設(shè)備間、機(jī)房、控制室的集中控制樓為例，將防護(hù)區(qū)均等劃分為三個(gè)區(qū)域，并分別采用二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)、惰性氣體（ig541）滅火系統(tǒng)、“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算后發(fā)現(xiàn)：二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)造價(jià)最低，對(duì)比與惰性氣體（ig541）滅火系統(tǒng)而言，“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)無論是在技術(shù)方面還是造價(jià)成本方面，均占有優(yōu)勢(shì)。因此，如果該集中控制樓為人員較為密集場所，則推薦使用“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)作為其氣體滅火保護(hù)系統(tǒng)；如果該集中控制樓內(nèi)人員稀少，則宜選用成

13、本較低的二氧化碳（co2）滅火系統(tǒng)作為其氣體滅火保護(hù)系統(tǒng)。第4章 氣體滅火系統(tǒng)的原則4.1 管網(wǎng)系統(tǒng)、無管網(wǎng)系統(tǒng)的組成要件管網(wǎng)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：滅火劑貯存裝置、噴嘴、信號(hào)反饋裝置、壓力開關(guān)、電磁閥、集流管、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器、氣體單向閥、選擇閥、閥驅(qū)動(dòng)裝置、液體單向閥、安全泄壓裝置、連接管、框架、管道、容器閥等。無管網(wǎng)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：容器閥、外賣箱體、電磁閥、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器、連接管、壓力開關(guān)、滅火劑貯存裝置、信號(hào)反饋裝置、閥驅(qū)動(dòng)裝置、安全泄壓裝置、噴嘴等。4.2 氣體滅火劑的特點(diǎn)（1）不導(dǎo)電，非常適宜于對(duì)電子通訊設(shè)備等的滅火工作。（2）藥劑的化學(xué)性能較為穩(wěn)定，非常適宜長期儲(chǔ)存。（3）

14、藥劑的配備方便，充裝簡單高效。（4）汽化速度快，滅火效率高。（5）滅火后無雜質(zhì)殘留，不會(huì)對(duì)人體及緊密儀器設(shè)備造成破壞。前文3.3滅火效果中層提及“滅火原理決定了滅火效果”，而氣體滅火劑的滅火性質(zhì)又決定了氣體滅火系統(tǒng)所適用的范圍。各種氣體滅火劑在滅火機(jī)理、滅火效果、物理性質(zhì)、化學(xué)組成等方面差別較大，但卻基本都可應(yīng)用于具有以下性質(zhì)的場所：不導(dǎo)電、適宜貯存、蒸發(fā)后不留痕跡、化學(xué)穩(wěn)定性好、腐蝕性小、毒性低。綜上所述，各類型的氣體滅火系統(tǒng)在應(yīng)用限制、適用范圍上基本沒有太大區(qū)別。4.3 氣體滅火器的工作原理雖然各種氣體滅火系統(tǒng)存在懸掛式滅火裝置、管網(wǎng)系統(tǒng)、無管網(wǎng)系統(tǒng)等系統(tǒng)組成方式和成分材質(zhì)構(gòu)成的區(qū)別，但絕

15、大多數(shù)氣體滅火系統(tǒng)都遵循窒息冷卻、化學(xué)抑制、物理稀釋三種滅火原理混合使用的滅火原理，少數(shù)氣體滅火系統(tǒng)還存在下述兩種滅火原理：一是通過低溫氣態(tài)水的反復(fù)吸熱以降低燃燒物溫度的方式；二是通過物理方式降低氧氣含量，以破壞火焰燃燒的條件，最終通過窒息的方式來滅火。當(dāng)使用氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的防護(hù)區(qū)遭遇火災(zāi)，燃燒產(chǎn)生的光、煙、溫等變化信號(hào)將通過火警探測(cè)器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并匯總到火災(zāi)報(bào)警控制器?；馂?zāi)報(bào)警控制器綜合電信號(hào)后確認(rèn)確有火災(zāi)發(fā)生后，火災(zāi)報(bào)警裝置將被自動(dòng)啟動(dòng)并發(fā)出光報(bào)警、火災(zāi)聲音等信號(hào)，光報(bào)警、火災(zāi)聲音等信號(hào)同時(shí)會(huì)被輸入到滅火控制盤中。滅火控制盤收到信號(hào)后，第一時(shí)間啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)、開口關(guān)閉裝置等聯(lián)動(dòng)設(shè)備，并經(jīng)

16、延時(shí)再啟動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)裝置，將滅火劑選擇閥和貯存裝置一起打開、滅火設(shè)施放到火災(zāi)區(qū)域內(nèi)滅。滅火劑工作過程中，壓力訊號(hào)器會(huì)發(fā)出反饋信號(hào)，反饋信號(hào)將通過滅火控制盤再次發(fā)出施放滅火劑的光、聲等報(bào)警信號(hào)，如此循環(huán)往復(fù)。但當(dāng)系統(tǒng)處于非自動(dòng)操作狀態(tài)時(shí)，現(xiàn)場人員在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后應(yīng)即可啟動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，通過滅火控制盤施放滅火劑。當(dāng)火災(zāi)供電系統(tǒng)或是報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)故障，消防人員應(yīng)立即采取應(yīng)急啟動(dòng)方案，如直接啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置施放滅火劑等。待添加的隱藏文字內(nèi)容3第5章 氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用5.1 氣體滅火系統(tǒng)適用的火災(zāi)類型對(duì)于電氣火災(zāi)、液體火災(zāi)、氣體火災(zāi)及固體表面火災(zāi)，氣體滅火系統(tǒng)均適用。因此，氣體滅火系統(tǒng)被廣泛地用于文物珍品庫，發(fā)電機(jī)

17、房，電子計(jì)算機(jī)房，電纜溝，金庫，通訊樞紐站，圖書資料庫，油漆生產(chǎn)線、煉油廠，艦船機(jī)艙，電纜井，電視微波塔，銀行帳庫，精密儀器室，燃油鍋爐房，高低壓變配電室，衛(wèi)星測(cè)控中心，檔案館及皮毛、煙草貨倉和化工廠等場所。5.2 氣體滅火系統(tǒng)不適用的火災(zāi)類型（1）活潑金屬（d類火災(zāi)），如鈉鉀合金、鉀、鈉、鎂鋁合金、鋯、鎂、鈦等；（2）容易自動(dòng)分解的物質(zhì)，如聯(lián)氨、某些有機(jī)過氧化物等；（3）容易發(fā)生自燃的物質(zhì)，如某些金屬有機(jī)化合物、白磷等；（4）金屬氫化物，如氫化鉀、氫化鈉等；（5）含氧化劑混合物、強(qiáng)氧化劑、在缺氧環(huán)境下能通過自身的供氧迅速燃燒或者氧化的物質(zhì)，如火藥、硝酸鈉、氫、氮氧化物、硝化纖維、氯酸鈉、炸藥

18、等。第6章 總 結(jié)目前，由于對(duì)人員和緊密設(shè)備等幾乎不會(huì)造成破壞，加之造價(jià)成本過高等原因，“七氟丙烷”（簡稱hfc-227ea/fm200）滅火系統(tǒng)、惰性氣體（ig541）滅火系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于存放有精密設(shè)備、對(duì)環(huán)境有較高要求且有高密集人群停留的場所；對(duì)比而言，由于可能對(duì)人體生理機(jī)能造成一定影響且造價(jià)成本低廉等原因，二氧化碳滅火系統(tǒng)則被廣泛應(yīng)用于存放有專門設(shè)備的空間較為寬廣或是露天無人場所?？傊?，任何一種氣體滅火系統(tǒng)都存在缺點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)，消防人員應(yīng)從經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保節(jié)能、技術(shù)先進(jìn)、安全適用等多方面綜合考慮，結(jié)合實(shí)際情況選取最適合的氣體滅火系統(tǒng)。 參考文獻(xiàn)1 氣體滅火設(shè)計(jì)規(guī)范，gb50370，20052 二氧化碳?xì)怏w滅火設(shè)計(jì)規(guī)范，gb50193-93，2010