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氮气灭火分析
发布日期:2022-06-25     浏览量:55
  摘要:氮气灭火系统是向防护区内释放纯氮气,将防护区内的氧气体积分数降低到物质持续燃烧所必须的体积分数(15%)以下而达到灭火目的的新一代灭火系统。氮气对臭氧层破坏系数(ODP值)为0,地球温暖化系数为0,是对人安全、对地球生态环境没有污染的环保产品。空气中所含氮气的比例为78%,灭火剂使用纯氮气,降低了灭火剂的充装使用成本。

  1氮气灭火系统

  氮气灭火系统(ISO中记为IG100)属于洁净气体灭火系统系列,其使用的灭火剂为100%的氮气。氮气在大气中占78 ‰对臭氧层的破坏系数为0,地球温暖化系数为0。因而,氮气灭火系统是对人类、环境均无危害的安全灭火系统。

  1. 1氮气的灭火原理

  (1 )降低防护区内氧气的体积分数,灭火前氧气体积分数21%,灭火后12 · 5 ‰;(2)利用氮气的热容量降低燃烧的温度。

  实验证明,当氧气体积分数低到14.5%时,几乎所有可燃物火都会熄灭。氮气放出后,防护区的氧气体积分数从21%降低到12,5%,从而达到灭火的目的。

  1. 2氮气的灭火性能

  氮气灭火剂的体积分数设计应符合NFPA2001标准。即:

  ¨1) A类燃料的火灾的最小设计体积分数为 NFPA2001标准3一4,2,2所规定的灭火体积分数乘以安全系数1. 2;

  ¨2B类燃料的火灾的最小设计体积分数为 NFPA2001标准3一4 · 2 · 1所规定的灭火体积分数乘以安全系数1. 3;

  3c类燃料的火灾的最小设计体积分数,最低不能低于A类燃料表面火灾的值。

  根据NFPA2001标准的要求,对A类燃料的火灾,IG100的设计体积分数设计为37 · 2%,此时的氧气体积分数为13 · 2 ‰。

  因氮气的相对密度大致与空气相同,释放后能在室内长期滞留,故灭火效果持续时间较长。

  1. 3氮气对人体的安全性

  1. 3 · 1氮气与其它惰性气体在生理学上的性能比较 NFPA2001标准中给出了惰性气体灭火剂的生理学的影响数据。氮气在生理学上的特性与IG541是完

  度为20 ‰)。所以,建议无人场所使用C02灭火系统。

  七氟丙烷在灭火过程中分解出的氢氟酸虽为弱酸,但其具有特异的腐蚀性,对特定物质可造成很大的损害。同C02一样,七氟内烷在喷射时喷嘴处环境温度降低,空气中水分冷凝,成为薄薄的水雾,造成一定的危害。七氟丙烷在灭火过程中会释放出氢氟酸,其酸气的生成量是1301的8、10倍,因此,在经常有人的场所慎重使用七氟丙烷。

  IG541灭火系统,不受保护区域大小的限制,特别是被用于较大的消防工程时,相对而言,经济合理。而且工程越大,节约投资越明显。高压储存的惰性气体,其输送距离可达100 mo虽然其综合性能最好,但该系统对灭火药剂的气体配比、储存瓶、管路、阀门、喷嘴储存间以及周围环境、温度的要求严格,系统设备的制造及安装工艺相对复杂。由于IG541是单相气体灭火剂,所以它不能作局部喷射使用,也不能以灭火器

  方式使用。与其他气体灭火系统相比,IG541灭火系统所用的灭火剂体积相当大。建议防护区多,跨度大的工程宜选用IG541洁净气体灭火系统。

  ?¨4??气溶胶胶体的扩散速度较气体灭火剂要慢得多,且热胶体喷放后存在向上扩散的趋势,不利于均匀分布。所以防护区的面积及体积应比无管网卤代烷自动灭火系统设置要求更应严格,不宜用于大空间场所。气溶胶释放后会形成浓重的烟雾,能见度极低,影响火场人员的逃生,故在经常有人的场所不宜使用。建议在变配电间、发电机房、电缆夹层、电缆井、电缆沟等无人、相对封闭空间较小的独立分区场所使用。

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  全相同的。在氮气喷放过程中或者喷放之后,如有人员因受伤被迫困在防护区内的话,喷放出来的纯氮气也可以冲淡空气中的有毒物质的浓度。在这种环境下,人体会自动减慢呼吸频率,从而延长等待救治的时间。

  1 . 3 · 2氮气灭火剂的安全性指标

  氮气灭火剂的灭火体积分数通常设计为31%、

  52%之间,此时,防护区内的氧气体积分数为10%、 14 · 5%,在医学临床试验中,已确认了人在氧气体积分数为10%的环境中停留10 min是安全的。

  美国环保署(EPA)在1999年2月公布了惰性气体系列灭火剂的安全性指标,其中包含IG一100灭火系统。在1分钟之内能够避难的场所,其氧气体积分数可以设计为10%,见表1。

  表1 EPA公布的IG一100灭火系统使用的时间条件

  氧气体积分数限制

  12%以上没有限制。

  1 min内能逃生

  ‰以下在平常无人的防护区,作业者等特定人员在30 5内能逃生。

  1. 4对防护区及保护对象的影响

  该灭火系统与水、泡沫系列灭火系统不同,具有灭火后不残留水损、污损的特性。多设置在计算机房、电气设备房、数据保管库、美术品收藏库、书库等防护区。

  氮气灭火剂是气态储存,释放时对精密仪器、美术品等没有结露、结霜的影响;由于灭火时氮气不产生热分解生成物,不会腐蚀精密仪器等。计算机房等防护区在灭火后的很短时间内就能恢复再使用

  2氮气灭火系统的构成

  2 · 1氮气灭火系统构成的主要设备

  氮气灭火系统主要由储存容器、选择阀、启动容器、电磁阀驱动器、声音警报装置、压力开关、集流管、喷头、复位阀、火灾探测器、控制主机、泄压装置等设备构成。

  储存容器储存气态纯氮气,目前国内生产的容器在常温常压下储存压力可达20 MPa,容器阀上可装压力表,以确认瓶内压力;选择阀在组合分配系统中选择防护区域,可气动启动也可手动启动;启动容器利用气体的压力,开启选择阀及容器阀;电磁型驱动器是启动容器的开启装置,可根据电信号启动或手动启动;压力开关将释放出的灭火剂压力信号转换为电信号传输至控制主机,打开释放显示灯爹复位阀在灭火后将相关设备恢复到灭火前的状态;火灾探测器是自动探测火灾发生的装置;控制主机控制系统的启动、停止、显示、警报、监视等信号;泄压装置当防护区内释放的灭火剂压

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  力超过设定压力时,自动开启阀门释放压力,以保护防护区。

  2 · 2氮气灭火系统启动时主要动作流程

  发生火灾一火灾探测器1动作+火灾探测器动作乛声音报警艹启动装置动作艹释放灭火剂乛释放显示灯显示乛灭火确认后复位

  2 · 3氮气灭火系统的经济特点

  氮气灭火系统除了安全、环保外,还具有以下经济特

  ¨1)充装成本低。氮气为普通的工业用气体,制造成本低,充装站点分布较密集,因而氮气灭火系统的充装成本较低。

  ¨2传输距离远。由于释放出的气态氮气,在管道中流动时的摩擦阻力较小,所以从钢瓶间到防护区的距离较原来的气体系统长。

  3氮气灭火系统的应用

  氮气灭火系统在国外已被广泛应用,目前国内也逐步开始采用。表2列举氮气灭火系统的应用实例。
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