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飞速发 展的气溶胶灭火技术(上)
时间:2017-04-01     阅读次数:1112

一、气溶胶 技术与产品概述


1、气溶胶灭火剂的概念


气溶胶 灭火剂是一种由氧化剂、还原剂、燃烧速 度控制剂和粘合剂组成的固体混合物,是近四 十年发展起来的一种新型灭火剂。热气溶 胶灭火剂的释放经过了燃烧反应,燃烧产 物中同时存在固体与气体,其中大部分为N2、CO2和水蒸气,固体颗粒是钾、锶的氧化物。释放产物冷却、凝聚时 生成极为细小的微粒,微粒的直径一般小于0.1微米。这些极 为细小的微粒可以高效吸收与中和火焰中的燃烧自由基,从而达 到化学抑制灭火作用。而气体 分散固体颗粒形成的气溶胶,可以长 时间悬浮在空间中,并能绕过障碍物,散布到各个角落,以一种 全淹没的方式高效灭火。简单地说,气溶胶 灭火剂是一种可悬浮于空气中的纳米级干粉微粒,是烟火 技术和纳米技术发展的产物。


2、气溶胶 灭火的产生背景


1987年9月,24个国家 的代表在加拿大蒙特利尔签订了《关于消 耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,对包括 哈龙在内的给大气臭氧层造成损害物质的生产和消费进行了限制。随后的 修正案明确规定了发达国家须于1994年1月1日停止生产哈龙产品。中国于1991年正式成为《议定书》的缔约国,并将于2010年实现 完全停止使用哈龙。


自《蒙特利尔议定书》签订之日起,世界各 国都加大了哈龙替代产品的研发力度,许多发 达国家在替代技术的开发研究方面取得了较大进展,出现了 很多新型灭火剂,先后有IG-541、七氟丙烷、三氟甲烷、细水雾等产品问世。这些产品虽各有所长,但都不 能完全替代哈龙。这时,气溶胶 灭火产品逐渐开始活跃,并以“灭火效率高、成本低、无毒无害”的特点 引起人们的广泛关注,它的出 现标志着一个灭火产品新时期的来临。


3、三代气 溶胶火产品的发展


从严格意义上讲,气溶胶 到目前为止已经过三代发展。


代气溶胶灭火产品,诞生于上世纪60年代。我国公 安部天津消防研究所的科研人员对气溶胶灭火装置进行了研究,提出“以火攻火”的理论,研制出 烟雾自动灭火系统,用烟火药剂燃烧、释放的产物进行灭火,主要用于扑灭甲、乙、丙类液体储罐火灾。这是一 项不同于以往的全新的灭火技术既有烟又有雾,既有细小的固体颗粒,又有水蒸气和N2、CO2灭火气 体形成的气溶胶物质用于灭火,称为“烟雾灭火系统”,主要用 于石油化工产品储罐灭火装置上。


在当时 中苏关系融洽的时代背景下,前苏联 科学家跟随这一理论的指引,率先研 制出可用于普通场所的气溶胶灭火剂。而我国 由于当时的环境所限,并未对 这一理论进行深入的应用性研究,产品仅 停留在油罐系列。致使到了80年代,我国在 气溶胶灭火技术领域的应用已远远落后于前苏联。但是,气溶胶灭火这一理论,是由中国首先提出的。


代气溶胶虽然在60年代初就已出现,但由于 当时人们更习惯于使用哈龙灭火剂,使气溶 胶灭火产品推广运用迟缓。进入二十世纪80年代后,人们逐 渐认识到哈龙灭火剂对大气臭氧层的破坏作用,气溶胶 灭火剂作为绿色环保的哈龙替代品逐渐得到人们的重视。各国研 究并开发出的多种类型气溶胶灭火设备,使气溶 胶的应用技术得到了迅速发展。这项技 术在俄罗斯已形成系列产品。美国、英国、德国、日本、加拿大 等国家也相继开发出各自的气溶胶灭火产品并推广应用。


在我国,90年代中期,北京理 工大学在学习国外经验的基础上,研发出 第二代气溶胶灭火产品。国内先 后有多家企业涉足该产品的生产。但由于 设计中未充分考虑到箱体温度,在喷放 时有高温和喷焰缺陷。


第二代 产品出现的问题,是由于 研发人员对市场使用环境不甚了解,而生产 人员又未对技术加以深入研究造成的。问题的 解决方式非常简单,通过加大箱体隔垫,增加一 些金属隔热片等简单的物理方式就可以解决。经过改 进后的第二代气溶胶产品,很好地 克服了箱体温度过高的缺陷,逐步得到市场认可。但由于 其配方基本为北京理工大学的钾盐类配方,以硝酸 钾作为气溶胶发生剂的主要氧化剂,所以喷 发后的产物极易与空气中的水结合形成一种粘稠状的导电物质。这种物 质对电子设备有很大的损坏性。由于误 喷造成对电子设备的损坏,也给第 二代气溶胶造成了极坏的影响。为此,中国移动、中国网通、中国电 信等国家大型企业,都曾明 令禁止气溶胶灭火装置在其精密电子设备间的使用。气溶胶 能否用于保护有精密电子设备的场所?其喷射 后的产物对电子设备是否有影响?这些问题,摆在了 众多消防专家的面前,也在业 内引起了广泛的争议。


问题不断地出现,技术也在不断地提高。这时第 三代气溶胶灭火产品横空出世。第三代 气溶胶主要由锶盐作主氧化剂,和第二 代钾盐类气溶胶不同,它从根 本上解决了该类产品喷射生成物对电器设备的损坏作用。2001年,中国移 动通信集团公司经过严格的考察和验证,终选择 锶盐类气溶胶用于保护其通信基站等配备有精密电子设备的场所。目前,锶盐类 气溶胶产品已在几千个工程项目中应用,其中也出现过误喷,但至今 未发生一起损坏电子设备的事故。值得一提的是,2004年8月,在湖南 长沙的某通信机房中,因电线 老化而引起电源失火,锶盐类 气溶胶灭火剂成功地扑灭了火情,其间通 信设备照常运行。这是国内唯 一一起气溶胶灭火,并且没 有损坏电子设备的“案例”。第三代 气溶胶已越来越为广大用户所接受。


2004年6月4日,公安部颁布了GA499.1《热气溶胶灭火装置》行业标准。该标准 将气溶胶灭火装置分成两类。类是K型气溶胶,指充装含有30%以上硝 酸钾的气溶胶发生剂的灭火装置。即上述钾盐类气溶胶,也即第二代气溶胶。第二类是S型气溶胶,指充装含有35%~50%硝酸锶,同时含有10%~20%硝酸钾 的气溶胶发生剂的灭火装置。即上述锶盐类气溶胶,也即第三代气溶胶。至此,气溶胶产品有了专业、官方的定义。  


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