氣體滅火技術(shù)及其發(fā)展研究

王帥 武杰

【摘 要】隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑日趨復(fù)雜的使用功能使得火災(zāi)隱患逐年增多，做好建筑消防工作意義重大，建筑中的各種現(xiàn)代化設(shè)備對滅火劑提出了越來越高的要求，其中氣體滅火劑可以撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體、電器等火災(zāi)，氣體滅火劑被廣泛應(yīng)用于消防活動。本文闡述了氣體滅火技術(shù)的原理，分析了各種氣體滅火技術(shù)的滅火原理，探討了氣體滅火技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】氣體滅火技術(shù) 原理 技術(shù)分析 發(fā)展趨勢

水是傳統(tǒng)滅火過程中的主要滅火介質(zhì)，水具有良好的滅火性能且使用成本低廉，但是水作為滅火劑容易破壞物體，因此水作為滅火劑來使用具有巨大的局限性，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水作為滅火介質(zhì)已經(jīng)難以滿足建筑滅火的全部需求，此時應(yīng)用范圍更廣的氣體滅火劑有著廣闊的發(fā)展空間，加強對氣體滅火技術(shù)的研究，有利于提高消防能力，有利于確保居民的日常生活和工業(yè)的正常生產(chǎn)。

1氣體滅火技術(shù)原理

1.1 燃燒原理

燃燒必須同時具備燃料、氧化劑、不受控制的鏈反應(yīng)、足夠的溫度這四大要素，缺一不可，如果缺少了其中任何一個要素，燃燒都無法進(jìn)行下去，因此可以從這四個要素著手，通過采取隔絕燃料、隔絕氧化劑、打破不可控制的鏈反應(yīng)、降低溫度等措施來達(dá)到滅火效果，充分滿足建筑滅火的需求。

1.2 氣體滅火原理

氣體滅火技術(shù)也需要從破壞燃燒四要素方面著手以達(dá)到滅火效果，氣體滅火包含物理滅火和化學(xué)滅火這兩種不同的方式。物理滅火一般需要大量的滅火劑，降低著火區(qū)域的溫度，盡可能減少著火區(qū)域氧氣的含量，隔離燃料等方式使火災(zāi)現(xiàn)場的火被撲滅，達(dá)到較好的滅火效果?；瘜W(xué)滅火所需要的滅火劑劑量較小，可以利用化學(xué)劑直接參與燃燒化學(xué)反應(yīng)，通過破壞燃燒過程中不可控制的化學(xué)鏈反應(yīng)，從而達(dá)到滅火的效果。氣體滅火系統(tǒng)是一種以液化氣體或非液化氣體作為滅火介質(zhì)的滅火系統(tǒng)，氣體滅火系統(tǒng)主要依靠滅火介質(zhì)的物理作用或化學(xué)作用來達(dá)到滅火效果，可以通過氣體滅火介質(zhì)實現(xiàn)窒息、隔離、冷卻從而進(jìn)行物理滅火，也可以通過化學(xué)反應(yīng)抑制燃燒進(jìn)行化學(xué)滅火。氣體滅火系統(tǒng)在電器火災(zāi)中的滅火效率最為顯著，在撲滅其他火災(zāi)如固體表面火災(zāi)、液體火災(zāi)、氣體火災(zāi)等火災(zāi)效果較為令人滿意。

2 氣體滅火技術(shù)的主要類型

2.1 二氧化碳滅火技術(shù)

二氧化碳滅火技術(shù)是使用范圍最廣的一種氣體滅火技術(shù)，最早在西方發(fā)達(dá)國家之間推廣使用，后來逐漸在全世界范圍內(nèi)普及使用。二氧化碳?xì)怏w具有密度大、易液化、易儲存、性能穩(wěn)定、不導(dǎo)電、無腐蝕性等特點，因此二氧化碳滅火技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑滅火領(lǐng)悟，是重要的氣體滅火技術(shù)之一。二氧化碳滅火技術(shù)屬于物理滅火范疇，主要通過二氧化碳的窒息作用和冷卻作用來實現(xiàn)滅火，液態(tài)的二氧化碳會立即氣化產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，從而排除燃燒區(qū)域的空氣并附著在燃燒氣體的表面，降低燃燒區(qū)域的氧濃度，二氧化碳的窒息作用能快速滅火。另外液態(tài)二氧化碳?xì)饣瘯r會吸收大量的熱量從而降低燃燒區(qū)域的溫度，從而體現(xiàn)二氧化碳的部分冷卻作用。二氧化碳滅火系統(tǒng)由滅火劑儲瓶、單向閥、匯集管、安全裝置、減壓裝置、選擇閥、管網(wǎng)、噴頭等部分組成，二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)是當(dāng)前唯一可以局部應(yīng)用的氣體滅火系統(tǒng)，是保護(hù)敞開場所的重要滅火設(shè)備。由于二氧化碳?xì)怏w的排放有可能會加劇全球溫室效應(yīng)，因此二氧化碳滅火技術(shù)的廣泛應(yīng)用并不符合環(huán)保理念，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，更加清潔環(huán)保的氣體滅火劑會逐漸取代二氧化碳?xì)怏w滅火劑。

2.2 惰性氣體滅火技術(shù)

惰性氣體滅火技術(shù)也屬于物理滅火范疇之一，惰性氣體滅火原理與二氧化碳?xì)怏w滅火原理相同，也是通過降低燃燒區(qū)域氧氣濃度來撲滅火災(zāi)。惰性氣體是一種較為環(huán)保的滅火介質(zhì)，它的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都十分穩(wěn)定，不會在高溫下燃燒，不會與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不會助燃，對環(huán)境無污染，對人體無毒副作用。惰性氣體滅火系統(tǒng)中最具代表性的滅火劑是一種以氮、氬為主要成分并含有少量二氧化碳的混合氣體，這種混合氣體也被稱為煙烙盡，在惰性氣體滅火系統(tǒng)中，滅火劑以氣態(tài)儲存，儲瓶占用空間較大，惰性氣體滅火系統(tǒng)較高的壓力也增加了設(shè)備和管網(wǎng)的造價成本，因此惰性氣體滅火系統(tǒng)的初期投資金額要比其他氣體滅火系統(tǒng)高。

2.3 氣溶膠滅火技術(shù)

氣溶膠滅火技術(shù)中的滅火劑是一種由氧化劑、還原劑、粘合物結(jié)合成的固體狀態(tài)化學(xué)物質(zhì)，氣溶膠滅火技術(shù)是煙火型滅火技術(shù)，也是一種物理滅火方式。氣溶膠滅火技術(shù)主要依靠滅火劑參與燃燒從而產(chǎn)生大量的固體微粒、金屬氧化物、部分氣體從而形成分散度高、濃度高的氣溶膠，長時間附著在可燃物表面，從而達(dá)到快速滅火的效果。

2.4 含氟氣體滅火技術(shù)

三氟甲烷和七氟丙烷是含氟氣體滅火系統(tǒng)的主要滅火劑，都是較為環(huán)保的滅火氣體。含氟氣體滅火技術(shù)中的滅火劑以氣態(tài)儲存，在液態(tài)下釋放，在高溫中的分解產(chǎn)物會大量消耗燃燒物質(zhì)中的活性基，阻斷不可控制的化學(xué)鏈從而達(dá)到滅火效果，含氟氣體滅火技術(shù)是一種化學(xué)滅火方式。三氟甲烷自身的飽和蒸汽壓力較高，氣體密度較小，不需要氮氣加壓，是適用于寒冷地區(qū)的滅火技術(shù)，能滿足不同高度保護(hù)空間的需求。七氟丙烷是一種不導(dǎo)電、密度較大、較環(huán)保的氣體，在常溫下呈氣態(tài)，七氟丙烷可在常溫常壓下全部揮發(fā)，氣體自身飽和蒸汽壓較低，因此需要氮氣加壓，保護(hù)區(qū)域有限，多應(yīng)用于通訊機房和電子計算機房滅火。

3 氣體滅火技術(shù)未來發(fā)展的趨勢

3.1氣體滅火技術(shù)向潔凈環(huán)保方向發(fā)展

氣體滅火技術(shù)正在向環(huán)保潔凈的方向發(fā)展，二氧化碳等不夠環(huán)保的滅火劑正在被更加清潔的氣體所取代，惰性氣體滅火技術(shù)、含氟氣體滅火技術(shù)、氣溶膠滅火技術(shù)在不斷成熟。

3.2氣體滅火技術(shù)向水系統(tǒng)方向發(fā)展

細(xì)水霧可以作為一種滅火劑代替氣體，用水作為滅火劑，通過噴出細(xì)小的水霧來蒸發(fā)吸熱，降低燃燒區(qū)域的溫度，降低燃燒區(qū)域的氧濃度，來達(dá)到滅火效果，提高細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的可操作性是未來氣體滅火技術(shù)的發(fā)展方向之一。

4 結(jié)語

氣體滅火技術(shù)可以通過隔絕燃料、隔絕氧氣、打破不可控的鏈反應(yīng)、降低溫度來達(dá)到滅火效果，它包含物理滅火方式和化學(xué)滅火方式。二氧化碳?xì)怏w滅火技術(shù)、惰性氣體滅火技術(shù)、氣溶膠滅火技術(shù)屬于物理滅火方式，含氟氣體滅火技術(shù)則屬于化學(xué)滅火方式，氣體滅火技術(shù)正朝著更清潔更環(huán)保的方向發(fā)展。

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