摘要：本文化學(xué)論文介紹了幾種氣體滅火系統(tǒng)的性能，通過(guò)對(duì)滅火效能、環(huán)保性能、對(duì)保護(hù)對(duì)象的安全性、對(duì)人員的安全性、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較評(píng)價(jià)，分析幾種氣體滅火系統(tǒng)在工程中的選擇應(yīng)用，認(rèn)為七氟丙烷和IG-541將最具市場(chǎng)前景。
　　關(guān)鍵詞：氣體滅火系統(tǒng)，性能，比較，工程應(yīng)用，選擇
　　隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的保護(hù)對(duì)象需要滅火后破壞性小的介質(zhì)進(jìn)行保護(hù)，氣體滅火系統(tǒng)以其固有的特性在該領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但目前氣體滅火系統(tǒng)市場(chǎng)出現(xiàn)了多種氣體滅火系統(tǒng)并存的局面，種類(lèi)繁多的氣體滅火系統(tǒng)給用戶(hù)帶來(lái)了更多的選擇余地，同時(shí)也給消防監(jiān)督管理、設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)和用戶(hù)選擇產(chǎn)品帶來(lái)了一定的難度。本文通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上常用的幾種氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行比較，從而幫助分析各種氣體滅火系統(tǒng)在工程中的選擇應(yīng)用。
　　一、 幾種常用氣體滅火系統(tǒng)的簡(jiǎn)要介紹
　　1、 CO2滅火系統(tǒng)：CO2滅火系統(tǒng)是傳統(tǒng)的氣體滅火系統(tǒng)，具有成熟的應(yīng)用技術(shù)。其滅火作用是物理方式，主要通過(guò)稀釋和降低空氣中可燃?xì)怏w和氧氣的濃度，從而達(dá)到抑制和滅火的目的。應(yīng)用時(shí)可組成全淹沒(méi)滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)、單元獨(dú)立滅火系統(tǒng)和組合分配滅火系統(tǒng)、管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。
　　2、 七氟丙烷滅火系統(tǒng)：七氟丙烷滅火系統(tǒng)是哈龍滅火替代技術(shù)的一種。其滅火作用主要是化學(xué)方式，通過(guò)對(duì)燃燒反應(yīng)的化學(xué)抑制作用達(dá)到滅火的目的。七氟丙烷滅火方式的應(yīng)用主要以全淹沒(méi)滅火為主，可組成單元獨(dú)立滅火系統(tǒng)和組合分配滅火系統(tǒng)、管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。
　　3、 氣溶膠滅火系統(tǒng)：氣溶膠滅火系統(tǒng)是哈龍滅火替代技術(shù)的一種，氣溶膠的滅火作用也同樣主要是化學(xué)方式。氣溶膠滅火劑平時(shí)以固態(tài)常壓方式儲(chǔ)存在容器內(nèi)，啟動(dòng)時(shí)通過(guò)電點(diǎn)火器、引燃劑點(diǎn)燃催化固體氣溶膠藥柱，從而產(chǎn)生噴放氣溶膠。氣溶膠滅火方式的應(yīng)用為全淹沒(méi)滅火，通常以無(wú)管網(wǎng)方式使用。
　　4、 混合氣體IG-541滅火系統(tǒng)：混合氣體IG-541滅火系統(tǒng)是新興的氣體滅火系統(tǒng)。其滅火作用是物理方式，噴放后使防護(hù)區(qū)空氣中的氧氣濃度下降燃燒的下限達(dá)到滅火的目的。IG-541滅火方式的應(yīng)用主要以全淹沒(méi)滅火為主，可組成單元獨(dú)立滅火系統(tǒng)和組合分配滅火系統(tǒng)、管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。
　　二、幾種常用氣體滅火系統(tǒng)的性能比較
　　1、 滅火效能：
　　滅火效能一般從滅火濃度和滅火速度兩個(gè)方面進(jìn)行衡量，滅火機(jī)理是影響滅火濃度和滅火速度的主要因素。根據(jù)燃燒理論分析，滅火可分為物理方式和化學(xué)方式。
　　上述幾種氣體滅火系統(tǒng)中，七氟丙烷、氣溶膠以化學(xué)滅火方式為主，其滅火濃度較低,滅火速度較快。其中七氟丙烷屬液化氣體，噴放時(shí)對(duì)防護(hù)區(qū)有一定的冷卻作用，氣溶膠噴放產(chǎn)生的大量惰性氣體對(duì)稀釋氧濃度有一定的作用。二氧化碳、IG-541均是以物理方式滅火，需要較高的滅火濃度和較長(zhǎng)的噴射時(shí)間，其中二氧化碳有窒息和冷卻兩種作用，IG-541僅以稀釋防護(hù)區(qū)氧氣濃度的窒息作用實(shí)施滅火。
　　2、環(huán)保性能
　　通常情況下，評(píng)定一種滅火劑對(duì)大氣破壞的環(huán)境指標(biāo)有三項(xiàng)：
　　1）、對(duì)臭氧層（O3）不破壞，即臭氧耗損潛能值（ODP）為零。
　　2）、不產(chǎn)生溫室效應(yīng)或溫室效應(yīng)不明顯，即全球溫室效應(yīng)值（GWP）為零或很小。
　　3）、合成物在大氣中的存活壽命要短，即在大氣中的存留時(shí)間（ALT）越小越好。
　　另外，通常將滅火劑產(chǎn)生的殘留物污染也作為考核的一個(gè)指標(biāo)之一。
　　七氟丙烷雖然ODP值為0，但GWP值較高、大氣存活壽命也比較長(zhǎng)，有一定溫室效應(yīng)影響，而且與二氧化碳一起被京都會(huì)議決議《氣候變化框架公約》納人受控范疇，但由于其滅火劑用量很少，整體環(huán)境影響不大，沒(méi)有引起人們過(guò)多的關(guān)注。二氧化碳是引起全球環(huán)境溫室效應(yīng)的主要因素，滅火劑作為溫室氣體自身環(huán)保性能較差。氣溶膠雖然對(duì)大氣破壞程度的三個(gè)指標(biāo)很好，但由于噴放時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生部分有毒氣體，同時(shí)產(chǎn)生的大量固體微粒對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染。IG541滅火劑由氮?dú)狻�氬氣和少量二氧化碳�(xì)怏w組成，受熱不會(huì)發(fā)生分解，滅火劑來(lái)源于大氣，又釋放回歸于大氣，對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何影響，稱(chēng)得上是真正的“綠色”環(huán)保產(chǎn)品。
　　3、對(duì)保護(hù)對(duì)象的安全性
　　大多數(shù)氣體滅火系統(tǒng)基本都具有不導(dǎo)電、腐蝕性小、無(wú)污漬、滅火后不留痕跡的特點(diǎn)，對(duì)大多數(shù)保護(hù)對(duì)象，包括電器設(shè)備、儀器儀表、圖書(shū)檔案等都是安全的。但是由于酸性分解物的產(chǎn)生、高壓氣流的沖擊和液化氣體揮發(fā)引起的“結(jié)露”、“冷激”、“冷淬”現(xiàn)象，對(duì)保護(hù)對(duì)象的金屬表面、電路板、芯片等會(huì)產(chǎn)生不同程度的損害，在保護(hù)精密設(shè)備和珍貴財(cái)物時(shí)應(yīng)特別關(guān)注。
　　七氟丙烷滅火劑均屬于含氟化合物，高溫明火下會(huì)受熱分解產(chǎn)生氫氟酸(HF)，對(duì)保護(hù)對(duì)象的金屬、玻璃表面會(huì)產(chǎn)生一定腐蝕性。生成氫氟酸的多少與藥劑本身、火災(zāi)的大小、滅火時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。由于系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)噴放時(shí)間都很短，滅火速度很快，酸性分解物的量一般很小，對(duì)大部分保護(hù)對(duì)象可不考慮其腐蝕影響。
　　二氧化碳(特別是低壓二氧化碳)噴放過(guò)程中，由于液相和固態(tài)“干冰”的快速汽化，防護(hù)區(qū)溫度會(huì)急劇下降，對(duì)保護(hù)對(duì)象產(chǎn)生一定程度的“冷激”、“冷淬”影響。
　　氣溶膠目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的大都屬于熱氣溶膠，氣溶膠滅火劑需在釋放過(guò)程需要經(jīng)過(guò)燃燒放熱反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高現(xiàn)象。同時(shí)生成物含大量的碳酸鹽及金屬氧化物粉塵，約占總重量的90％，滅火后對(duì)保護(hù)對(duì)象和環(huán)境會(huì)造成污染。同時(shí)懸浮于空氣中的粉塵呈電中性，容易造成精密電子電路的短路。另外，生成物中的碳酸鹽極易與水在保護(hù)對(duì)象表面形成“鹽露”，對(duì)鋁和某些鋼的腐蝕性特別大。
　　IG5-41滅火劑成分均為惰性氣體，受熱也不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，只要減壓孔板和管網(wǎng)設(shè)計(jì)合理、采用徑向或擋板噴頭，避免高壓氣流的沖擊，IG-541對(duì)保護(hù)對(duì)象是安全的。
　　幾種氣體對(duì)對(duì)保護(hù)對(duì)象的安全性能比較見(jiàn)下表：
　　表3對(duì)保護(hù)對(duì)象安全性能比較
　　名稱(chēng) 腐蝕性
　　分解物 殘留物 其它影響 綜合評(píng)價(jià)
　　七氟丙烷 少量 無(wú) 無(wú) 較好
　　二氧化碳 無(wú) 無(wú) 冷激、冷淬 差
　　氣溶膠 較多 有 熱激 最差
　　IG-541 無(wú) 無(wú) 無(wú) 最好
　　4、對(duì)人員的安全性
　　滅火劑對(duì)人員安全性主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：
　　1）、缺氧，引起人員窒息主要決定于滅火濃度和二氧化碳濃度，滅火濃度越高，滅火劑釋放后，防護(hù)區(qū)內(nèi)氧濃度越低，越容易發(fā)生人員缺氧，二氧化碳濃度過(guò)高(超過(guò)10％)會(huì)影響人的正常呼吸，產(chǎn)生危險(xiǎn)，濃度超過(guò)25％，會(huì)很快引起中毒反應(yīng)，造成缺氧窒息
　　2）、中毒，藥物毒性來(lái)源于藥劑本身的毒性和分解物的毒性。
　　3）、影響逃生，主要體現(xiàn)在滅火劑噴放后起霧或粉塵，降低防護(hù)區(qū)的能見(jiàn)度。
　　二氧化碳系統(tǒng)由于滅火濃度高，會(huì)引起人員缺氧窒息；同時(shí)二氧化碳噴放時(shí)會(huì)因迅速氣化吸熱，可能會(huì)造成人員凍傷，噴放后產(chǎn)生“白霧”會(huì)影響人員逃生，因此二氧化碳滅火系統(tǒng)不能用于保護(hù)經(jīng)常有人的場(chǎng)所。
　　氣溶膠由于噴放時(shí)大量粉塵煙霧降低防護(hù)區(qū)能見(jiàn)度，嚴(yán)重影響人員逃生，產(chǎn)生部分有毒氣體，對(duì)人體也有危害，因此氣溶膠滅火系統(tǒng)也不能用于保護(hù)經(jīng)常有人場(chǎng)所。
　　IG-541允許使用在有人場(chǎng)所。IG541藥劑本身無(wú)毒性，也不會(huì)產(chǎn)生毒性分解物，根據(jù)美國(guó)科學(xué)家“低氧狀態(tài)下的生命維持理論“證明，空氣中含有3％～5％的二氧化碳可以刺激人體呼吸速率加快。IG541滅火劑中加入的8％二氧化碳，可起到在缺氧條件下，刺激呼吸加速，滿(mǎn)足人體在缺氧條件下的氧氣需求量，對(duì)人體是相對(duì)安全的，但由于系統(tǒng)壓力高，噴放時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，可能影響人的視覺(jué)。
　　七氟丙烷滅火劑本身具有毒性和滅火劑接觸高溫產(chǎn)生的酸性對(duì)人員有危害，系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)控制滅火設(shè)計(jì)滅火濃度和噴放時(shí)間可降低對(duì)人員的毒性危害致安全濃度下，因此，七氟丙烷可在經(jīng)常有人的場(chǎng)所使用。
　　總的來(lái)說(shuō)，任何一種氣體滅火劑對(duì)人的生命都有一定的威脅，只是危險(xiǎn)程度不同而已，安全性是相對(duì)的。所以，在有人場(chǎng)所，即使選用IG-541或七氟丙烷這些允許使用的氣體滅火系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)也必須對(duì)每個(gè)防護(hù)區(qū)進(jìn)行必要的濃度核算，確保實(shí)際噴放后防護(hù)區(qū)的滅火劑濃度在允許的NOAEL值以下，有人工作時(shí)將系統(tǒng)置于在手動(dòng)狀態(tài)，避免系統(tǒng)誤噴造成人員傷害，同時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)置不少于30s的延遲啟動(dòng)時(shí)間，便于人員逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。
　　5、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性
　　對(duì)于工程造價(jià)，氣體滅火系統(tǒng)包含藥劑成本、設(shè)備造價(jià)、管網(wǎng)造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用四大部分，衡量一個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)，應(yīng)考慮綜合造價(jià)。
　　二氧化碳、IG541混合氣體藥劑便宜，但由于滅火劑用量大、系統(tǒng)壓力高、儲(chǔ)瓶數(shù)量多，其設(shè)備造價(jià)、管網(wǎng)造價(jià)相對(duì)較高。七氟丙烷滅火劑價(jià)格較高，藥劑成本較大，但由于滅火劑用量少、系統(tǒng)壓力低，其設(shè)備造價(jià)和管網(wǎng)造價(jià)相對(duì)較低。氣溶膠目前僅局限于預(yù)制滅火裝置，尚無(wú)管網(wǎng)系統(tǒng)，藥劑用量少、設(shè)備簡(jiǎn)單，其前期工程造價(jià)低，只是藥劑環(huán)境要求高、藥效時(shí)間短，系統(tǒng)后期維護(hù)費(fèi)用較大。同時(shí)由于氣溶膠不宜采用管網(wǎng)輸送，對(duì)于使用組合分配系統(tǒng)的場(chǎng)所，則氣溶膠滅火系統(tǒng)因只能按單元獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)置，因此，這類(lèi)場(chǎng)所使用氣溶膠滅火系統(tǒng)會(huì)造價(jià)較高，且有一定的局限性。
　　三、幾種常用氣體滅火系統(tǒng)的工程應(yīng)用及選擇
　　多數(shù)氣體滅火系統(tǒng)可以撲救氣體火災(zāi)、液體或可融化固體火災(zāi)、固體表面火災(zāi)及部分固體深位火災(zāi)、電器火災(zāi)，但不能用來(lái)保護(hù)含氧化劑的化學(xué)品、活潑金屬、金屬氧化物以及不能切斷氣源的氣體火災(zāi)。由于滅火劑特性和系統(tǒng)特點(diǎn)的不同，工程應(yīng)用時(shí)應(yīng)充分結(jié)合工程實(shí)際，綜合考慮滅火可靠性、環(huán)保性、對(duì)設(shè)備人員的安全性、工程造價(jià)、技術(shù)成熟性等因素，選擇最佳的滅火系統(tǒng)，以達(dá)到既定的滅火效果。
　　1、二氧化碳滅火系統(tǒng)
　　在氣體滅火劑中，開(kāi)發(fā)應(yīng)用最早的是二氧化碳滅火系統(tǒng)。由于其滅火劑來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、電絕緣性高、清潔無(wú)殘留物、長(zhǎng)期貯存不變質(zhì)，其應(yīng)用較為廣泛。
　　雖然二氧化碳屬于溫室氣體，對(duì)環(huán)境有一定的影響，但是，目前消防使用的二氧化碳滅火劑全部來(lái)源于化工副產(chǎn)品，我國(guó)還沒(méi)有一家專(zhuān)門(mén)的消防用二氧化碳生產(chǎn)廠家。這些二氧化碳副產(chǎn)品即使不用于消防，也會(huì)大多數(shù)排放到大氣中，所以完全沒(méi)有必要考慮使用二氧化碳滅火系統(tǒng)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。且二氧化碳在技術(shù)應(yīng)用成熟，所以無(wú)人場(chǎng)所建議優(yōu)先選用二氧化碳滅火系統(tǒng)。另外，由于二氧化碳滅火劑便宜，密度比空氣大，是目前唯一可以用于局部應(yīng)用的氣體滅火系統(tǒng)，對(duì)保護(hù)大空間或敞開(kāi)場(chǎng)所的專(zhuān)門(mén)設(shè)備特別適宜。其次，液體二氧化碳滲透性比較好，對(duì)撲滅部分固體(如棉花、紙張)深位火災(zāi)效果較好。
　　2、七氟丙烷滅火系統(tǒng)
　　七氟丙烷是國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)較早的哈龍?zhí)娲�物之一，由于性能與哈龍相似，符合人們長(zhǎng)期使用
　　哈龍滅火系統(tǒng)的習(xí)慣，且滅火效能也較高，因此七氟丙烷是目前哈龍?zhí)娲�產(chǎn)品中應(yīng)用最多、技術(shù)相對(duì)最成熟的潔凈氣體滅火系統(tǒng)。
　　七氟丙烷的儲(chǔ)存及釋放條件與哈龍1301相似，且系統(tǒng)組成大部分也相同，組成系統(tǒng)的硬件、軟件技術(shù)相對(duì)成熟，最適宜替代1301系統(tǒng)。對(duì)于經(jīng)常有人的場(chǎng)所，也可以使用七氟丙烷進(jìn)行保護(hù)。但由于七氟丙烷采用氮?dú)庠鰤海瑴缁饎┰诠芫W(wǎng)輸送過(guò)程中壓力損失較大，因此不適宜于長(zhǎng)距離的輸送，如確實(shí)需要輸送較長(zhǎng)距離，應(yīng)考慮降低儲(chǔ)瓶充裝系數(shù)，加大儲(chǔ)瓶充裝壓力技術(shù)措施，并進(jìn)行嚴(yán)格的管網(wǎng)阻力損失計(jì)算。
　　3、混合氣體1G-541滅火系統(tǒng)
　　IG541屬惰性氣體滅火系統(tǒng)，其環(huán)保性能和對(duì)設(shè)備的安全性能在氣體滅火系統(tǒng)中最佳。特別適宜對(duì)環(huán)保要求高的場(chǎng)所和保護(hù)精密設(shè)備和珍貴財(cái)物。
　　另外，IG-541系統(tǒng)壓力高、氣相高程阻力小，輸送距離遠(yuǎn)、垂直輸送能力強(qiáng)，對(duì)防護(hù)區(qū)分散、管網(wǎng)復(fù)雜、輸送距離遠(yuǎn)、垂直落差大的工程尤其適用。
　　但是IG541的滅火機(jī)理為物理滅火方式，滅火效率低，需要更多的藥劑用量和貯存鋼瓶、更粗的噴放管道、占用較大的儲(chǔ)瓶間，工程投資較大。由于其滅火劑密度和空氣接近，不能用于局部應(yīng)用，也不能撲救固體物質(zhì)深位火災(zāi)。
　　4、氣溶膠滅火系統(tǒng)
　　氣溶膠具有滅火效率高、滅火速度快、對(duì)大氣臭氧層無(wú)損耗、可常壓貯存、工程造價(jià)低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等優(yōu)級(jí)點(diǎn)，可用于小防護(hù)區(qū)、電纜溝、地下通道、地板或吊頂夾層等場(chǎng)所。
　　氣溶膠滅火劑不完全燃燒產(chǎn)生的氣體污染環(huán)境，固體微粒的產(chǎn)生對(duì)滅火現(xiàn)場(chǎng)有污染和腐蝕作用，滅A類(lèi)火有一定困難。不能用于保護(hù)經(jīng)常有人場(chǎng)所，不能保護(hù)易燃、易爆場(chǎng)所，不宜用于管網(wǎng)輸送系統(tǒng)、不能保護(hù)精密儀器和設(shè)備、不能使用多機(jī)聯(lián)用系統(tǒng)保護(hù)較大空間場(chǎng)所。
　　5、論文結(jié)論
　　綜上論文所述，目前常見(jiàn)的氣體滅火系統(tǒng)，沒(méi)有那一種系統(tǒng)在滅火性、環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟(jì)性方面是十全十美的，每一種氣體滅火系統(tǒng)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。工程應(yīng)用中，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮各方面因素，揚(yáng)長(zhǎng)避短、合理選擇，使氣體滅火系統(tǒng)各盡其能。
　　四、幾種常用氣體滅火系統(tǒng)的市場(chǎng)前景
　　前面所述的幾種氣體滅火系統(tǒng)，均是在哈龍限制使用的背景下得到推廣應(yīng)用的，它們均為哈龍的替代物，在性能上并不能完全替代哈龍滅火系統(tǒng)。如到了某一天，人類(lèi)開(kāi)發(fā)了性能和哈龍相媲美的一種氣體滅火劑并至成熟應(yīng)用，那么，以上的部分滅火系統(tǒng)可能會(huì)失它們?cè)谑袌?chǎng)生存的理由。但此時(shí)，它們?nèi)允俏覀儦怏w消防保護(hù)的生力軍，在哈龍的完全替代物問(wèn)世尚為未知數(shù)之時(shí)，通過(guò)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)和人們對(duì)環(huán)保及安全的渴求，我們認(rèn)為，七氟丙烷和IG-541將更具市場(chǎng)前景。
　　參考文獻(xiàn)：
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