卤代烷灭火系统

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(一)概述

卤代烷灭火系统是目前国内外在电子计算机房、通信机室、变配电间、美术、图书、文史、档案馆及博物馆等场所，以及飞机、舰船、坦克、汽车、火车、宇航器等军用装备或交通运输工具上应用最广泛的一种气体灭火系统，它具有灭火快、用量省、久贮不变质、洁净、低毒、安全、不导电、无水渍、微腐蚀、易气化、空间分布与淹没性能良好等特点。

给我国公安消防部门认可的常用卤代烷灭火系统有两种，即卤代烷1301(三氟－溴甲烷)灭火系统和卤代烷1201(二氟－氯－溴甲烷)灭火系统。这两种卤代烷灭火系统的主要区别在于：1301灭火系统可用于经常有人占用的场所，而1211灭火系统则大多用于经常无人占用的场所。两种常用的卤代烷灭火系统应用特性分别叙述如下

1．1301灭火系统

(1)它是高效的液化气体型卤代烷灭火剂，其灭火浓度多在7%以下。因此，所需容器及控制装置等设备的数量、占地面积和一次性设备投资较少，仅为二氧化碳灭火系统的三分之一左右。

(2)在卤代烷灭火剂中它的毒性最低，属化学物质分类标准中的6类最小毒性级，微毒，其单体毒性低于二氧化碳，其分解产物毒性低于1211。因此，在合理的灭火浓度(即5%～7%)气氛中，对暴露人员来说，较1211相对安全，而二氧化碳灭火系统则在此浓度范围内根本无从灭火。

(3)其沸点较低：为－57．8℃；蒸气压较高，20℃时为1．46MPa；气化性能良好，自喷嘴喷出后即迅速气化，有助于在整个防护区空间内均匀分布；所以它特别适用于扑救封闭空间中的立体火灾。

(4)喷入防护区空间后，全部挥发成气体，不留残液，也无固体粒子。故污渍损失很少，非常适用于保护精密仪表、文物档案及其他贵重器材。

(5)绝缘性能良好，喷射灭火时对电器、电子仪器设备无冷震，因而对扑救带电设备火灾效果很好。

2．1211灭火系统

(1)在扑灭空间火灾时，其效能虽略低于1301，但比二氧化碳却高得多，且设备投资和占地面积也比二氧化碳灭火系统为少。

(2)在卤代烷灭火剂中其毒性较低，属化学物质分类标准中5类毒性级，低毒；与二氧化碳系同类毒性级，但其分解产物的毒性较二氧化碳和1301均大。所以在设计和应用时，必须采取可靠措施，以确保人身安全。

(3)其沸点为－3．4℃，低于0℃；20℃时的蒸气压为0．24兆帕，气化性能较好。它可借助于各类适用的雾化喷头在防护区空间内达到良好的均布效果，适于熄灭空间火灾。由于其喷射流型中的液体组分的比例均较1301和二氧化碳大，故更适于扑救平面火灾。

(4)与1301灭火系统一样，亦适用于扑救带电设备火灾和文物档案等火灾。

(二)系统组成

卤代烷灭火系统由储存容器(钢瓶)、容器阀、止回阀、集流管、输送及分配管系、选择分配阀、喷嘴、探测器、报警器及启动阀等装置组成。系统分喷射灭火设备与启动监控两大部分。

1．系统类型

(1)按系统在防护区空间内的实际应用浓度和保护范围的大小，可分为全淹没系统与局部应用系统两种。

(2)按系统所保护的防护区数的多少，可分为组合分配系统和单元独立系统两种。组合分配系统能保护多个防护区；而单元独立系统只保护一个防护区。无管网灭火装置实际上则是单元独立系统的一个特例，其喷嘴或直接安装在储存容器上；或通过一段无支管的短管与储存容器连接，也只能保护一个防护区。

(3)按启动控制方式，可分为全自动、半自动及人工应急启动三种。

2．全淹设系统

(1)适用范围。发电机房、变压器室、地下室、封闭的机房、容器、计算机房、贵重设备室、精密仪表室、书库、档案室、资料室、洞式厂房、封闭仓库以及人员能在30s内撤离的通信机房等场所。

(2)工作原理。以1211灭火系统为例，来说明卤代烷灭火系统的工作原理。图3－3－49是典型的1211全淹没灭火系统示意图。

1－灭火指示灯；2－灭火报警铃；3－外接灭火指示灯；4－外接灭火报警铃；5－火警指示灯；6－火灾报警铃；7－感温火灾探测器；8－感烟火灾探测器；9－1211喷嘴；10－差定温报警；11－感烟报警；12－储存容器；13－启动阀

当房间起火时，探测器发出火警信号，自动监控装置开始动作，在控制室和被保护房间发出声光报警，同时，记时钟开始记时。延迟30s后，氮气瓶和1211瓶头阀先后打开，1211在动力氮气的作用下，进入管道，通过喷嘴喷出灭火。

图3－3－50为ZY型1211灭火系统工作原理图。火灾时，探测管被火烧破，管中氮气泄出，压力突然下降，这时，两个活塞阀自动开启，1211灭火剂在瓶内压力作用下由管道经喷嘴喷出灭火，汽笛也开始鸣叫报警。

1－氮气钢瓶；2－压力表；3－瓶头阀；4－汽笛；5－喷嘴；6－探测管；7－1211灭火剂钢瓶；8－活塞阀

3．局部应用系统

该系统适用于室外或大空间建筑物等场所，如油浸变压器、可燃液体容器或可燃气体设备的敞口处等。起火后，由预先配置的喷嘴直接对准起火部位喷射灭火剂。

(三)喷射时间及浸渍时间

1．全淹没灭火系统

(1)喷射时间。对储存和使用可燃气体及可燃液体的场所，以及国家级、省级文物馆、档案馆及图书馆的珍藏室等这类防护区，系统的喷射时间均不应大于10s。

对其他防护区，喷射时间均不应大于15s。

卤代烷灭火剂自容器阀流出到充满管道(即将从喷嘴开始喷射)的间隔时间不应大于10s。

(2)浸渍时间。浸渍时间系指使防护区内的可燃物质或设备完全浸没在保持著灭火剂设计浓度的混合气体中的时间。一般有以下规定：

——对不可能发生固体可燃物质的表面火灾的场所，不应小于1min；

——对有可能发生固体可燃物质的表面火灾的场所，不应小于10min；

——尽管不推荐应用于有固体可燃物质的深位火灾发生的场所，但必须安装使用时，则其浸渍使用不得小于20min；同时，其设计灭火浓度还需相应加大；

——对有可能发生可燃气体、可燃液体火灾及电气火灾的场所，不应小于1min。

2．局部应用系统

其灭火剂喷射时间为30s。

(四)1211灭火系统设计

1．防护区的划分及设计

(1)每个防护区必须是一个固定的封闭空间。

❶ 该防护区的尺寸不宜大于表3－3－31数据。

表3－3－31 防护区的最大尺寸

1－贮存容器；2－集流管；3－安全阀；4－管路；5－启动小钢瓶

在布置贮存装置时，要留出必要的空间，以更换贮存容器或维修，并且能迅速、方便地接近启动机构。操作面距墙或操作面之间的距离不宜小于1m。

❷ 在贮存装置上应设耐久的固定标牌，标明每个贮存容器的编号、灭火剂的充装量、充装日期和贮存压力等。

❸ 对用于保护同一防护区的贮存容器及其备用容器，其规格尺寸，充装比或充装量、贮存压力均应相同。备用容器应能与主贮存容器切换使用。

(3)启动装置。贮存容器的启动小钢瓶应设在贮瓶间内。一个管网系统或一个防护区对应一个启动小钢瓶。启动小钢瓶与该防护区的选择阀及贮存容器用管道连接。启动小钢瓶中的气压及气量应能保证可同时打开选择阀和该防护区需用的所有贮存容器。

5．系统的计算

(1)灭火剂设计浓度。

❶ 可燃固体和电气火灾的设计浓度按表3－3－36采用。

表3－3－36 建筑物的设计灭火浓度(%)

q_avg——卤代烷1301的平均设计流量(kg／s)；

P——防护区围护构件(包括门窗)的允许压强(表压，kPa)。

(2)集流管上的安全泄压装置的工作压力。贮存压力为2．5MPa时，工作压力应为6．8±5%MPa。贮存压力为4．2MPa时，工作压力应为8．8±5%MPa。

(3)贮存容器间要尽量靠近防护区，这可缩小距离减小管网的容积。管网的容积要保证其内的灭火剂百分比不大于80%。

(4)贮瓶间的环境温度应在－30～50℃范围内。

3．系统的计算

(1)灭火剂设计浓度。

❶ 可燃固体和电气火灾的设计浓度按表3－3－36采用。

❷ 可燃气体和液体的设计浓度见表3－3－42，表3－3－43。有爆炸危险时采用设计惰化浓度，无爆炸危险时采用设计灭火浓度。

表3－3－42 卤代烷1301设计灭火浓度(在0．1013MPa，25℃空气中)

防护区单位容积所需灭火剂量()可查表3－3－44。

❷ 剩余量：贮存容器内的剩余量M₂按公式计算。均衡系统管网内的剩余量可忽略不计。非均衡系统管网内的剩余量M₁按下式计算。

M₁=ρVP₁(kg)

式中：ρ——卤代烷1301的密度，按图3－3－54、图3－3－55采用，压力取1．4MPa；V_p1——同前。

❸ 灭火剂的设计用量及总用量：计算方法及备用量的设置条件与卤代烷1211完全相同。

(3)灭火剂平均设计流量。灭火剂喷射时间按表3－3－41采用。

防护区、封闭空间、喷嘴的平均设计流量计算与卤代烷1211系统相同。