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热气溶胶自动灭火装置

灭火装置

气体灭火系统是传统的四大固定式灭火系统（水、气体、泡沫、干粉）之一，它是由气体灭火装置（或组件）与报警控制系统组成。热气溶胶自动灭火装置 ：按产生气溶胶的方式可分为热气溶胶和冷气溶胶。国内工程上应用的气溶胶灭火装置都属于热型，冷气溶胶灭火技术尚处于研制阶段，无正式产品。热气溶胶以负催化、破坏燃烧反应链等原理灭火。气溶胶与卤代烷类和惰性气体类哈龙替代技术不同，普通型的气溶胶灭火后有残留物，属非洁净灭火剂，而新一代的S型气溶胶具有较高的洁净度。由于各企业采取的药剂配方不同，有些非洁净的气溶胶喷洒后的残留物的性质也不相同。

气体灭火系统
气体灭火系统的典型应用场所或对象：
1.电器和电子设备
2.通讯设备
3.易燃、可燃的液体和气体
4.其他高价值的财产和重要场所（部位）
气体灭火系统主要有七氟丙烷、IG541混合气体、CO2气体、S型气溶胶四种气体灭火系统，七氟丙烷、IG541混合气体、S型气溶胶灭火系统皆为全淹没灭火系统， CO2气体灭火系统除全淹没灭火方式外还能局部应用。
气溶胶灭火
气溶胶
气溶胶通俗说是细小的固体或液体微粒分散在气体中形成的稳定物态体系，专业是指以气体(通常为空气)为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。
自然界常见的气溶胶---云、烟、雾等。
气溶胶中粒子其尺寸多在10－5～10-1μm级，具有气体流动性，可绕过障碍物扩散。
气溶胶灭火装置中的药剂为固态，其药剂通过氧化还原反应喷放出来的组分为气溶胶。
发展历程
第一代 烟雾灭火
第一代气溶胶灭火技术诞生于我国，也称烟雾灭火技术，始于20世纪60年代初。是由公安天津消防研究所的科研人员完成的，他们自主研制出烟雾自动灭火系统，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。
第二代 K型气溶胶灭火
K型气溶胶灭火技术也叫钾盐类灭火技术，是气溶胶灭火技术发展的第二阶段，由北京理工大学研制。该气溶胶发生剂中主要采用钾的硝酸盐作为主氧化剂,其喷放物灭火效率高，但因为其中含有大量的钾离子，易吸湿,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，故K型气溶胶自动灭火装置不能使用于电子设备及精密仪器的场所。在市场上使用正在迅速减少。
第三代 S型气溶胶灭火
第三代气溶胶（S型）主要由锶盐作主氧化剂，和第二代钾盐（K型）气溶胶不同，锶离子不吸湿，不会形成导电溶液，不会对电器设备造成损坏，该技术已被湖北及安盾消防企业研发到第四代气溶胶灭火技术，更环保、更洁净、灭火速度更快、保护时间更久远等。
相对于K型气溶胶，不仅具有较好的灭火效能，而且有较高的洁净度，气溶胶喷洒后的残留物对于电子设备的影响较少，现国内有些气溶胶生产厂家的S型气溶胶的洁净度已经可以完全达到保护电子设备的目的。
气溶胶的造价与独立式的七氟丙烷对比，造价上有绝对优势，且利润空间大。
除气溶胶外的其他的气体灭火，要求保护区的配套设施都需要抗压防暴，且保护区需设置泄压口，所以气溶胶在这块上面的费用又能为用户节省一大笔费用。
装置分类
根据中华人民共和国公共安全行业标准《GA499.1 – 2004 气溶胶灭火系统第1部分: 热气溶胶灭火装置》，按灭火装置充装气溶胶发生剂的主化学分可分为：
(a) S型气溶胶灭火装置；
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。
（型号：QRR/SL（落地式）、QRR/SG（壁挂式））
(b) K型气溶胶灭火装置；
指充装含有30%以上硝酸钾的气溶胶发生剂的灭火装置。
（型号：QRR/KL（落地式）、QRR/KG（壁挂式））
(c) 其他型气溶胶灭火装置。
灭火原理
燃烧进行的四要素：可燃物、助燃物、点火源、未受抑制的链式反应。灭火气体的灭火机理皆是消除燃烧四要素中的一个或几个。
S型气溶胶灭火装置中的固态灭火剂通过电启动，其自身发生氧化还原反应形成大量凝集型灭火气溶胶，其成分主要是N2、少量CO2、金属盐固体微粒等。
S型灭火气溶胶灭火机理如下：
A、吸热降温灭火机理
金属盐微粒在高温下吸收大量的热，发生热熔、气化等物理吸热过程，火焰温度被降低，进而辐射到可燃烧物燃烧面用于气化可燃物分子和将已气化的可燃烧分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应速度得到一定抑制。
B、化学抑制灭火机理。
a、气相化学抑制: 在热作用下，灭火气溶胶中分解的气化金属离子或失去电子的阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。
b、固相化学抑制: 灭火气溶胶中的微粒粒径很小（10-9～10-6m），具有很大的表面积和表面能，可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。
c、降低氧浓度:灭火气溶胶中的N2、CO2可降低燃烧中氧浓度，但其速度是缓慢的，灭火作用远远小于吸热降温、化学抑制。
灭火系统特点
a. 对人体无伤害性：喷放的S型气溶胶灭火剂中其成分主要是N2、少量CO2、金属盐固体微粒等，均为无毒物质。
实际灭火中，S型灭火气溶胶喷放过程仅1分钟左右，完成灭火时间仅需2-3分钟，这个过程对人体无伤害。
b.灭火效能高，对电器无二次损害:S型灭火气溶胶灭火机理主要是吸热降温灭火、化学抑制灭火，故其灭火效率高。
S型气溶胶即锶（Sr）盐类气溶胶，其主氧化剂硝酸锶的分解产物为SrO、Sr(OH)2、SrCO3,这三种物质不会吸收空气中的水分，因而不会形成具有导电性和腐蚀性的电解质液膜，从而避免了对设备的损坏。
K型、S型灭火剂附着物的表面电阻要求分别为不低于1MΩ和20MΩ（10MΩ以上为绝缘体）。
c.灭火器用量少:气溶胶灭火剂用量一般为130g/m3左右,而 其他气体灭火剂用量为300-1000g/m3.
如: HFC－227ea为 530g/m3
d.节省重量及空间:气溶胶灭火系统由于是固体常压存放,体积和重量大大减轻.其重量只有惰性气体的1/40,空间占用只有其1/15.
e.环境友好:气溶胶灭火剂不含大气臭氧层损害物质,其ODP、GWP值为零,是理想的哈龙替代物.
f.安装简便、维护费用极低:气溶胶灭火系统与其他气体安装相比安装只须一些导线的连接,所以安装极其方便容易, 可节省工时1/3以上.由于无高压容器、阀门、喷头等，维护极低。
g.节约成本:由于气溶胶灭火系统重量轻,占用空间小,安装简单,常压储存以及几乎可以忽略的维护费用，使其在气体消防产品中具有最低的成本。
补充说明
市场上气溶胶类型的厂家很多，技术力量及产品质量差别很大，S型气溶胶因其各方面的优势，已经成为新一代气体灭火产品逐渐为广大用户所接受。
参考文献：
1. GB 50370-2005 《气体灭火系统设计规范》；
2. GB50263-2007 《气体灭火系统施工及验收规范》；
3. DB61/368-2005 《热气溶胶自动灭火系统设计、施工及技术规范》
4. GA499.1-2004 《热气溶胶灭火装置》
5. 《气溶胶灭火技术》, 化学工业出版社，2005年
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