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通信大楼七氟丙烷灭火系统设计文献综述

 2020-06-09 10:06  

前言:随着社会经济的发展,越来越多的场所不能应用水系统,传统消防水系统也越来越满足不了社会的需求。一些重要场所诸如:大型电子计算机房、通讯机房、高低压配电室、图书馆、档案馆。这些场所里都有贵重设备和纸质档案,用水扑灭火灾的同时也会对这些易损物品造成破坏。而气体灭火系统的运用则解决了这一难题,气体灭火系统通过降低氧气浓度、终端燃烧过程中化学连锁反应的链传递等方式扑灭火灾,技能快速有效的灭火,又不破坏重要场所内的易损物品。本文的设计对象通信大楼人员密集,各种通信仪器、纸质档案众多,不适宜消防水系统,所以气体灭火系统的重要性可见一斑。

火灾研究是一个科学问题集中、创新余地巨大的、与经济建设、社会发展、国家安全及科技进步密切相关的有长期生命力的研究领域。它的产生和发展使得人类从被动地着眼于如何扑救到主动地深入了解火灾的机理,从更高的层次上认识火灾的发生和危害,用先进的科学技术和手段去进一步减少火灾损失。当前,随着我国国民经济的发展,迫切要求减少火灾对生产、生活及资源环境的危害,这也是保障国家经济持续发展的重大需求,科技减灾、安全减灾最有效的手段,也是减灾的必由之路。

进展:七氟丙烷灭火系统是卤代烷灭火系统的替代者,除了七氟丙烷和卤代烷,气体灭火系统还包括二氧化碳、烟烙尽等。卤代烷灭火系统自问世以来,在全球各地都受到了广泛的应用。因为卤代烷灭火系统具有灭火效率高、浓度低、不导电等特点。卤代烷灭火系统主要的应用于一些重要的场所。然而,科学研究表明,卤代烷对于臭氧层的威胁很大。人们用卤代烷灭火器救火或训练时,卤代烷气体就自然排放到大气中。卤代烷含有氯和溴,在大气中受到太阳光辐射后,分解出氯、溴的自由基,这些化学活性基团与臭氧结合夺去臭氧分子中的一个氧原子,引发一个破坏性链式反应,使臭氧遭到破坏,从而降低臭氧浓度,产生臭氧洞,不利于可持续发展。为了保护人类的健康和赖以生存的自然环境,联合国制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。于是寻找其他灭火代替卤代烷灭火系统已成当务之急。目前来说,主要有两种替代卤系统来代烷灭火剂的方向:一者,用二氧化碳、细水雾等其他灭火系统代替卤代烷灭火系统。二者,实用新型的清洁气体灭火剂,如:卤代烃灭火系统、惰性气体灭火系统。在各种清洁灭火剂中,具有实际应用价值上的是七氟丙烷和烟烙尽。

影响系统投资的主要因素是系统设备投资、系统瓶站建筑投资及系统的维护保养费用等。目前市场上二氧化碳、烟烙尽与七氟丙烷的单价比为1:13:110。但二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统需要的灭火浓度高,自然灭火剂的用量就大。值得注意的是,烟烙尽灭火系统其气体是以高压气态储存的,其输送距离可长达150 米,大大超过了其它以液态储存的灭火剂的输送距离。所以它一套组合分配的装置可以保护的防护区数量可以很多,这样烟烙尽灭火系统的经济性是显而易见的。瓶站的建筑面积与灭火剂的用量是联系在一起的,所以七氟丙烷灭火系统需要的瓶站的建筑面积要大大小于二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统。但由于烟烙尽灭火系统保护的距离长,所以需要的瓶站的数量也少。二氧化碳灭火系统需要的储存容器,系统体积大、重量高,需要瓶站的建筑面积大,瓶站的建筑投资大。关于系统的维护保养费用,10 年时间二氧化碳、烟烙尽与七氟丙烷系统灭火剂的再充填的费用比约为1:4:85,所以二氧化碳和烟烙尽的再填充费用是相对低的。通过上述各方面比较烟烙尽灭火系统的系统投资是最低的。

二氧化碳灭火系统和烟烙尽系统都是使用氧气浓度下降,对燃烧产生窒息作用从而扑灭火灾的。七氟丙烷在火灾中有抑制燃烧过程基本化学反应的能力,其分解物能够终端燃烧过程中化学连锁反应的链传递,因而灭火能力强,灭火速度快。由此可见,二氧化碳灭火系统、烟烙尽灭火系统和七氟丙烷灭火系统是两种不同的灭火机理,这两种不同的灭火机理决定了七氟丙烷灭火系统在设计浓度上要远远低于二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统。三种灭火系统的最小设计浓度7%、34%、37.5%。所以七氟丙烷的灭火效率是最高的。

在保护人身安全方面,七氟丙烷人未观察到不良反应的浓度为9%,系统最小设计浓度为7%,烟烙尽人未观察到不良反应的浓度为43%,系统最小设计浓度为37.5%,所以七氟丙烷和烟烙尽在防护区喷放对人体是相对安全的。但七氟丙烷在高温条件下会产生对人体有害的HF,所以它使用时的浓度必须低于NOAEL 值,而且灭火时的拖放时间不能过长。而二氧化碳在34%以上会使人窒息死亡。据统计,近几年世界上由于火灾中被二氧化碳窒息而死的人每年多达80 余人。所以七氟丙烷灭火系统适合人员出入较多的场所。

通过上述集中气体灭火系统的一些对比不难发现七氟丙烷灭火系统的优势,就气体消防来说,七氟丙烷的使用是最为广泛的。

趋势:七氟丙烷灭火剂在高温下,会产生大量的氟化氢(HF)气体,经与气态水结合,形成氢氟酸(白雾状),氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸,对皮肤、皮革、纸张、玻璃、精密仪器有强烈的酸蚀作用。因FM200在喷放时产生”白雾”,具有腐蚀性,在气体疏散的过程中具有更大的危害性。FM200自身的设计要求,在输送距离上受到很大的限制,尤其应用于组合分配系统,则较为困难,在消防实践上不主张使用组合分配系统,特别是当保护区多、输送距离要求长的工程,更要引起注意。未来七氟丙烷灭火系统的发展会以解决这些问题为方向,真正做到清洁无毒。

参考文献:

[ 1 ] GB 50370-2005,气体灭火系统设计规范[S].

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