氣體滅火技術(shù)在化工企業(yè)消防中的應(yīng)用

陳威銘

（天津市消防救援總隊(duì)，天津 300100）

隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)物質(zhì)的需求也越來越大，帶動(dòng)了化工領(lǐng)域的發(fā)展。目前化工企業(yè)越來越多，其生產(chǎn)安全問題必須得到重視。近年來，我國火災(zāi)隱患不斷增加，尤其是在化工企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，由于許多生產(chǎn)涉及化學(xué)反應(yīng)的緣故，造成火災(zāi)的因素大大增加，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的危害。據(jù)我國消防部門統(tǒng)計(jì)，2019年，我國共發(fā)生火災(zāi)26.4萬起，其中包括草原火災(zāi)、森林火災(zāi)、礦下火災(zāi)、部隊(duì)火災(zāi)等。其中火災(zāi)起因是由電氣失火的最多，高達(dá)8萬余起，占總火災(zāi)數(shù)量的31.8%。在我國工業(yè)生產(chǎn)中，消防技術(shù)措施眾多，其中包括消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)以及氣體滅火系統(tǒng)。在以往的化工企業(yè)滅火中，主要依靠水作為滅火的主要材料，雖然水具有良好的滅火性，并且具有較為低廉的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但是，在一些特殊場合，卻不能實(shí)現(xiàn)良好的滅火優(yōu)勢(shì)，因此，氣體滅火技術(shù)具有巨大的發(fā)展空間。

1 氣體滅火劑的概述

在眾多滅火器中，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的類型，也分為多種不同類別的滅火器，其中包括儲(chǔ)水型滅火器、泡沫滅火器、干粉滅火器以及二氧化碳滅火器等。其中，氣體滅火器能夠廣泛應(yīng)用于大多數(shù)場合的火災(zāi)區(qū)域中，能夠起到良好的阻斷火源和保護(hù)現(xiàn)場的效果，隨著人們對(duì)氣體滅火器的不斷研究，多種氣體滅火器涌現(xiàn)出來，結(jié)合火災(zāi)發(fā)生的區(qū)域和火災(zāi)類型，科學(xué)地選用氣體滅火器能夠突顯出良好的滅火效果。

就當(dāng)前消防系統(tǒng)的發(fā)展而言，氣體滅火系統(tǒng)能夠廣泛應(yīng)用于一些重要場合，例如圖書館、大型商場、博物館等區(qū)域內(nèi)，當(dāng)這些地方發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果采用儲(chǔ)水型滅火劑或者干粉滅火劑，都會(huì)對(duì)比較珍貴的書籍和檔案造成一定的損害，雖然能夠達(dá)到良好的滅火效果，但是補(bǔ)救失火物品的效果并不理想，因此，對(duì)于一些存放重要物品的地點(diǎn)，為了達(dá)到更好的火災(zāi)撲救效果，應(yīng)該采用氣體滅火劑，并根據(jù)珍貴物品的價(jià)值和功能選擇適合的氣體滅火劑，只有這樣，才能更好地實(shí)現(xiàn)火災(zāi)救治效果，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的火源撲滅，同時(shí)也能夠盡可能地維護(hù)貴重物品的價(jià)值，此外，氣體滅火劑也能夠在短時(shí)間自動(dòng)揮發(fā)，降低對(duì)周圍空氣環(huán)境造成的污染，實(shí)現(xiàn)潔凈滅火的效果，是我國當(dāng)前滅火技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的滅火技術(shù)，同時(shí)也是未來消防系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。氣體滅火劑的工作原理主要是利用氣體的特性對(duì)燃燒所需要的氧氣進(jìn)行阻隔，并可以降低火災(zāi)周圍的溫度，抑制火災(zāi)的繼續(xù)蔓延，實(shí)現(xiàn)良好的滅火效果。

2 氣體滅火技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)

對(duì)于氣體滅火技術(shù)來說，主要是通過氣體的液化和非液化狀態(tài)作為滅火的主要介質(zhì)，并通過氣體的物理作用和化學(xué)作用共同達(dá)到滅火的效果，其中物理作用主要是抑制、阻隔氧氣以及冷卻火源，而化學(xué)作用是利用化學(xué)反應(yīng)來撲滅火種。氣體滅火技術(shù)主要應(yīng)用于撲滅電氣產(chǎn)生的火災(zāi)、固體表面出現(xiàn)的火災(zāi)、液體以及氣體火災(zāi)等，并且在氣體火災(zāi)中具有良好的效果。氣體滅火技術(shù)具有較高的滅火效率，能夠在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳的滅火效果。當(dāng)前，常見的氣體滅火技術(shù)有很多，例如惰性氣體滅火器、二氧化碳滅火器以及含氟氣體滅火器等。通過對(duì)不同的火源選擇適合的氣體滅火器，同時(shí)也要對(duì)氣體滅火系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析，通過對(duì)比，探討良好的化工消防效果。

2.1 二氧化碳滅火器的優(yōu)勢(shì)

在氣體滅火技術(shù)中，二氧化碳作為繼代烷以后最常見的氣體滅火介質(zhì)，具有良好的滅火優(yōu)勢(shì)，其在常溫狀態(tài)下表現(xiàn)出無色無味、無腐蝕性以及不導(dǎo)電的特質(zhì)，同時(shí)密度大約為空氣的1.5倍，比較容易運(yùn)輸和存儲(chǔ)。二氧化碳滅火器主要構(gòu)造包括儲(chǔ)氣罐、瓶頭閥、單向閥、選擇閥、安全裝置、匯集管、減壓裝置以及噴頭等部分。其中有高壓二氧化碳滅火器和低壓二氧化碳滅火器之分，高壓滅火器的儲(chǔ)存壓力一般在5.17MPa左右，而低壓儲(chǔ)氣壓力在2.07MPa左右。在進(jìn)行滅火操作時(shí)，二氧化碳滅火系統(tǒng)將液化的二氧化碳釋放到起火位置，不但能夠有效地阻隔空氣中的氧氣與火源接觸，當(dāng)空氣中氧氣含量低于12%時(shí)，就不具備燃燒條件，能夠?qū)崿F(xiàn)滅火效果，同時(shí)，二氧化碳液化也能吸收周圍的熱量，實(shí)現(xiàn)火種的冷卻效果，最終達(dá)到滅火效果。在當(dāng)前的化工企業(yè)中，二氧化碳?xì)怏w滅火技術(shù)是唯一一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)局部滅火效果的滅火系統(tǒng)，尤其空間寬敞的設(shè)備滅火中。

但是在進(jìn)行滅火時(shí)，要實(shí)現(xiàn)良好的滅火效果，滅火劑的用量要超過30%，超過了人體的承受能力，一般而言，二氧化碳濃度大于20%就會(huì)造成人員窒息身亡，而且溫度的驟降也會(huì)對(duì)保護(hù)的目標(biāo)造成一定的損傷，所以，二氧化碳滅火器并不適用于貴重設(shè)備和人員活動(dòng)區(qū)域的滅火環(huán)境。但是二氧化碳具有較好的滲透性，可以用來對(duì)檔案室、書房以及文物房進(jìn)行滅火。近年來，隨著科學(xué)的證實(shí)，二氧化碳的使用與全球變暖存在著緊密的聯(lián)系，所以，從環(huán)保角度出發(fā)，二氧化碳滅火器的應(yīng)用也受到一定的限制，同時(shí)也逐漸被更優(yōu)質(zhì)的滅火技術(shù)所替代。

2.2 含氟氣體滅火技術(shù)

通常來說，含氟滅火技術(shù)中的滅火劑主要為七氟丙烷和三氟甲烷，含氟氣體滅火技術(shù)與二氧化碳滅火技術(shù)有所類似，同樣是在氣態(tài)狀態(tài)下被存儲(chǔ)，并在液態(tài)下釋放，含氟氣體滅火劑在高溫轉(zhuǎn)臺(tái)下分解產(chǎn)物需要消耗燃燒物質(zhì)中的活性基，并且通過阻斷燃燒源來控制火勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)良好的滅火效果，所以，含氟氣體滅火技術(shù)作為一種利用化學(xué)作用滅火的技術(shù)，具有良好的應(yīng)用效果。

對(duì)于三氟甲烷的含氟氣體滅火劑來說，其產(chǎn)品代號(hào)為HFC-23，具有良好的應(yīng)用特點(diǎn)，這種氣體在常溫狀態(tài)下表現(xiàn)出無色和不導(dǎo)電的特性，密度是空氣的2.5倍，并且對(duì)臭氧層的破壞系數(shù)為0DP=0，效果遠(yuǎn)高于二氧化碳滅火劑，屬于潔凈滅火劑，同時(shí)在三氟甲烷的應(yīng)用中，由于其飽和度和蒸汽壓力比較高，液態(tài)的密度比較小，因此不需要通過氮?dú)饧訅壕湍軐?shí)現(xiàn)不同空間的滅火效果。

而七氟丙烷作為含氟氣體滅火技劑，其產(chǎn)品代號(hào)為HFC-227ea，七氟丙烷具有良好的絕緣性能，同時(shí)在常溫下呈現(xiàn)氣態(tài)，具有無色無味無污染的特點(diǎn)，其密度為空氣的6倍以上，對(duì)臭氧層沒有損害，也屬于一種良好的潔凈滅火劑。七氟丙烷氣體在常溫常壓狀態(tài)下能夠完全揮發(fā)，并且在滅火后無殘留，是一種非常安全的滅火介質(zhì)，大多應(yīng)用于電子機(jī)房滅火，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的保護(hù)效果。

2.3 惰性氣體滅火劑

在氣體滅火技術(shù)中，惰性氣體也具有廣泛的應(yīng)用，其主要是由氮和氬作為滅火劑，其主要成分比重氮?dú)怏w占52%，氬氣體占40%，剩余部分用二氧化碳填充，通過這三種氣體的混合，實(shí)現(xiàn)良好的滅火效果。惰性氣體滅火劑同樣具有無色無味的特性，但是惰性氣體在經(jīng)過受熱后具有較穩(wěn)定的特點(diǎn)，不會(huì)發(fā)生分解，是目前市面上效果最好，對(duì)環(huán)境影響最小的滅火劑。惰性氣體滅火劑與二氧化碳滅火劑的應(yīng)用原理大致相同，主要是依靠惰性氣體的釋放對(duì)失火區(qū)域內(nèi)的氧氣濃度進(jìn)行阻斷，從而實(shí)現(xiàn)良好的滅火效果。并且，惰性氣體通常以氣態(tài)存在，因此儲(chǔ)藏起來比較困難，占用的成本比較高。

2.4 氣溶膠

氣溶膠在氣體滅火器介質(zhì)中也是一種表現(xiàn)較好的滅火方式，通過氣溶膠滅火系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是采用氧化劑、還原劑黏合劑以及燃燒速度控制這幾種物質(zhì)充分混合，形成一種固體狀態(tài)的滅火介質(zhì)，它包括熱氣溶膠和冷氣溶膠兩種，在化工行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，多以熱氣溶膠作為滅火系統(tǒng)。分析熱氣溶膠滅火系統(tǒng)可以看出，其主要的滅火原理是通過熱氣溶膠滅火器使燃料本身的燃燒過程中產(chǎn)生一定的懸浮固體，當(dāng)打開熱氣溶膠滅火系統(tǒng)的閥門時(shí)，混合氣體隨著壓力變化噴射到火源的根部，有效地抑制起火點(diǎn)的燃燒，并大量地吸收周圍的熱量。但是在氣溶膠滅火系統(tǒng)工作中，會(huì)釋放滅火劑的產(chǎn)物在冷卻和凝聚過程中產(chǎn)生的微粒子能夠長時(shí)間停留在空氣中，同時(shí)也能夠有效地繞過障礙物，進(jìn)行高效滅火，但是采用這種滅火系統(tǒng)時(shí)也會(huì)傳輸大量的粉塵和煙霧，降低了滅火區(qū)域的能見度，對(duì)人群的疏散效果產(chǎn)生一定的影響，此外，通過熱氣溶膠滅火系統(tǒng)在噴射中的生成物質(zhì)具有嚴(yán)重的腐蝕性，會(huì)造成設(shè)備和儀器的損壞，因此在一些貴重設(shè)備區(qū)域應(yīng)小心使用。同時(shí)，氣溶膠氣體滅火系統(tǒng)不需要進(jìn)行管網(wǎng)的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)大空間的保護(hù)效果，降低了消防系統(tǒng)的投資。

3 氣體滅火技術(shù)在化工企業(yè)消防中的應(yīng)用

在化工企業(yè)中，氣體滅火技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果，同時(shí)化工企業(yè)也是火災(zāi)的高發(fā)地區(qū)，因此，在化工企業(yè)消防滅火工作中，應(yīng)用氣體滅火技術(shù)主要考慮以下四個(gè)因素：①首先要將人員安全和救援人員的安全作為首要考慮因素，根據(jù)失火區(qū)域內(nèi)的環(huán)境大小以及人員活動(dòng)軌跡進(jìn)行分析，合理的噴射適當(dāng)濃度的氣體進(jìn)行滅火，避免由于氣體過量造成人員傷亡。②從環(huán)境角度考慮，在保障撲滅火災(zāi)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡量降低氣體滅火劑對(duì)環(huán)境的污染。③要根據(jù)現(xiàn)場失火的環(huán)境以及受困人員的實(shí)際情況分析，選擇高效的滅火氣體進(jìn)行滅火。④從企業(yè)的經(jīng)濟(jì)方面來看，根據(jù)不同的經(jīng)濟(jì)投資選取不同的氣體滅火劑，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的健康發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，火災(zāi)在化工企業(yè)中的發(fā)生率越來越高，因此，化工企業(yè)的消防部門必須做好滅火技術(shù)的優(yōu)化與革新，加強(qiáng)先進(jìn)滅火技術(shù)的應(yīng)用。通過對(duì)多種氣體滅火器的分析，掌握氣體滅火劑的特點(diǎn)，并選取高效的滅火劑，實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)良好的滅火效果，不但要保證人員安全，同時(shí)也要降低滅火中對(duì)周邊環(huán)境造成的破壞，促進(jìn)企業(yè)健康的發(fā)展。