淺談三種常用氣體滅火系統

張巍

摘 要：氣體滅火系統是以一種或多種氣體作為介質的滅火系統，可以撲滅電氣火災、氣體火災、液體火災和固體表面火災。本文從滅火機理、系統構成、工作特征等方面介紹IG541、七氟丙烷、熱氣熔膠3種氣體滅火系統。通過對比分析，清晰三種滅火系統的區別，以便于根據使用場所的需要和建設成本投入，去選擇合適經濟的滅火系統。

關鍵詞：氣體滅火 IG541 七氟丙烷 熱氣熔膠

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0081-02

1 氣體滅火系統發展概述

我國氣體滅火系統從20世紀60年代開始起步，先后經歷了鹵代烷1211、1301、二氧化碳等氣體滅火系統的研制、推廣及應用階段。90年代，鑒于國際環境保護的要求，按照聯合國環境規劃署的規定，世界各國的氣體滅火劑都在向潔凈氣體方向發展、過渡。目前，我國比較常用的氣體滅火系統有IG541、七氟丙烷、熱氣溶膠等。

2 三種氣體的滅火機理

IG541氣體滅火系統利用窒息機理滅火，屬于物理滅火方式。滅火劑由52%氮、40%氬、8%二氧化碳三種氣體混合而成。通常防護區空氣中含有21%的氧氣和小于1%的二氧化碳。當防護區中氧氣降至15%以下時，大部分可燃物將停止燃燒[1]。IG541系統滅火劑釋放后，能夠把防護區氧氣降至12.5%，實現窒息滅火作用。

七氟丙烷主要是化學抑制機理滅火。它是一種無色無味、無腐蝕、不導電的氣體，其密度大約是空氣密度的6倍，在一定壓力下呈液態。滅火劑釋放后，液態變成氣態吸收大量的熱，能降低保護區和火焰周邊溫度。最主要的是，七氟丙烷滅火劑是由大分子組成的，通過惰化火焰中的活性自由基，實現斷鏈主動滅火。

熱氣溶膠滅火機理同時涉及冷卻滅火、化學抑制等幾種滅火機理。滅火劑常壓下以固體形式儲存，滅火裝置動作時，固態物質進行氧化還原放熱反應，從而形成大量熱氣溶膠煙氣。氣溶膠煙氣中，氣體與固體產物的比約為6∶4。其中固體顆粒主要是金屬氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽、炭粒以及少量金屬碳化物；氣體產物主要是N2、少量的CO2和CO。金屬鹽微粒在高溫下發生熱熔、氣化等現象吸收保護區和火焰周邊熱量；同時固態微小粒子和氣化金屬離子可吸附、親和反應燃燒中的活性基因，減少燃燒自由基。

3 系統組成和特點

3.1 IG541滅火系統組成及優缺點

IG541氣體滅火系統，主要由滅火劑瓶組、單向閥、選擇閥、減壓裝置、驅動裝置、集流管、連接管、噴頭、信號反饋裝置、安全泄壓裝置、控制盤、檢漏裝置、管道管件等組成，屬于管網滅火系統[1]。儲存滅火劑的容器壓力分15MPa和20MPa兩種規格。滅火劑噴放至設計用量95%的所需時間，不應大于60s且不應小于48s。

IG541滅火藥劑成分是大氣中自然存在的無色、無味、無毒、不導電的氣體，不會破壞大氣臭氧層，對環境無影響；滅火過程潔凈，效果優良；不導電、不含水性物質特點，不會對磁帶、資料、電子和電器設備等造成損害；物理方式滅火，不產生化學分解物，無腐蝕；滅火設計濃度不大于43%時，對人體無害，適用于有人活動的場所；噴放后其能見度較好，便于人員撤離現場；但是，IG541滅火系統滅火劑以高壓氣體的狀態進行貯存，每個鋼瓶存儲定量，相對鋼瓶數量較多，鋼瓶間占用面積較大；同時由于存儲、輸送的氣體壓力較高，對瓶組、閥門、管道等要求較高，后續檢測維護成本同樣較多。

3.2 七氟丙烷滅火系統組成及優缺點

七氟丙烷滅火系統，按結構特點分為管網滅火系統和柜式滅火系統。該管網系統與IG541管網系統組成類似，只是儲存、工作壓力低，管網中沒有減壓裝置。柜式滅火系統（預制滅火系統的一種）和管網系統相比，減少選擇閥和一部分管道管件。儲存滅火劑容器的壓力分為2.5Mpa、4.2MPa和5.6MPa三種。滅火劑設計噴放時間，通信和計算機房，不應大于8s，其他防護區，不應大于10s[2]。

七氟丙烷滅火劑無色無味、無二次污染、不導電、無腐蝕；釋放后無粒子和油狀殘留物；斷鏈主動滅火，滅火速度快，對保護精密電子設備及貴重物品非常有利；由于滅火濃度較低，且液態存儲，因而儲瓶數量較少，占地面積也較?。坏?，在高溫下七氟丙烷會分解產生氟化氫，對保金屬、玻璃表面會產生腐蝕，同時七氟丙烷有低毒。故在有人員停留或設置電子設備的場合，采用該系統需進行必要的濃度和噴放時間核算，確保噴放后防護區內滅火劑濃度在允許值以下。

3.3 熱氣溶膠滅火系統組成及優缺點

由于氣溶膠微粒極為細小，具有非常大的比表面積，吸附力極強，不宜管道輸送，因此按系統結構組成劃分，氣溶膠滅火系統都制成預制系統。該系統由火災報警、滅火控制和熱氣溶膠滅火裝置三部分組成。市面的熱氣溶膠滅火系統，按滅火劑分為K型和S型兩種。其中S型屬于第三代產品，目前較為常用。滅火劑常溫常壓儲存，滅火裝置由氣體發生器、電子氣化啟動器、除塵降溫室、箱體四部分組成[3]。在通訊機房、電子計算機房等防護區，滅火劑噴放時間不應大于90s，噴口溫度不應大于150℃；在其他防護區，噴放時間不應大于120s，噴口溫度不應大于180℃[1]。

熱氣溶膠滅火系統是固體常壓存放，體積和重量大大減?。活A制系統，不需要安裝管網，故運輸、貯存、安裝都很方便；滅火劑環保無腐蝕，不會造成二次污染，對人體無毒害；與其它氣體滅火系統相比，省略了高壓鋼瓶、閥門等大量設備，大大降低了成本， 工程初期投資較小，且適用于小型空間；但是，熱氣熔膠滅火系統滅火時，滅火劑氧化反應釋放出大量的熱，噴口溫度較高[3]，而含冷卻元件的滅火裝置，冷卻時會消耗部分活性物質，影響滅火效率；滅火劑屬于自動反應性物質，在儲存和運輸過程中可能會產生物理或化學變化，影響使用效果；滅火劑釋放后，形成的固體顆粒，影響視線，不便人員疏散；滅火后會殘存部分沉降物，不適宜潔凈場所使用；且目前熱熔膠氣體滅火系統沒有消防產品3C認證，在局部地區使用受限。

3.4 三種滅火系統對比

將3種滅火系統幾個重要特點對比如下.

（1）系統類型——IG541，滅火劑儲存狀態——氣態；占用空間大，輸送距離——高壓，輸送距離遠，潔凈、環?！獨怏w，無毒、環保、無殘留，系統形式——管網式，建設投入——高，維護成本——高。

（2）系統類型——七氟丙烷，滅火劑儲存狀態——液態；占用空間適中，輸送距離——中壓，輸送距離適中，潔凈、環?！獨怏w，低毒、環保、無殘留，系統形式——管網式、預制式，建設投入——中，維護成本——低。

（3）系統類型——熱氣溶膠，滅火劑儲存狀態——固態；占用空間小，輸送距離——常壓，輸送距離短，潔凈、環?！獰熿F，無毒、環保、微殘留，系統形式——預制式，建設投入——低，維護成本——中。

4 結語

在為保護場所選用氣體滅火系統時，可以從3種系統滅火機理、系統組成等特征差異方面進行比較選擇，從而達到最好的滅火效果。三種滅火系統都適用的場所，從建設初期成本投入角度考慮，IG541系統造價最高，七氟丙烷系統次之，熱氣溶膠最低。兼顧考慮后期維護投入的情況，筆者認為七氟丙烷系統相對比較經濟。

參考文獻

[1] 楊志運.IG541氣體滅火系統技術應用[J].黑龍江科技信息，2013（14）：36.

[2] 姜利，吳衛平.淺談七氟丙烷氣體滅火系統應用[J].科技信息，2013（10）：416.

[3] 黃君來.熱氣溶膠預制滅火系統的設計與應用[J].煤炭工程，2010（7）：13-15.