脉冲超细干粉自动灭火装置系统应用探讨

　　近年来，随着哈龙替代物开发研究的不断深入，人们对替代物的认识也逐步加深，各类新型替代产品不断面世。在我国，目前使用较多的替代产品主要有二氧化碳（CO2）、FM-200（七氟丙烷）、气溶胶、烟烙尽（INERGEN）等四种产品，这些技术比较成熟，各种性能相对合理，符合我国现行《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》和其他相关法规要求，因此具有较好的实际推广价值。
　　气溶胶是作为其中一种新兴的高效灭火剂，它能通过激发而在自身内部发生氧化还原燃烧反应，产生凝聚型气溶胶，是一种类似于气体的物质，能长时间以悬浮状态驻留在火灾空间，具有很高的灭火能力，已越来越受到人们的重视，应用日益广泛，目前我国许多省份都已制定了相应的气溶胶灭火系统的地方标准，加速了它的推广的应用。
　　但是，传统意义的气溶胶灭火剂是靠自身的燃烧反应所产生的气溶剂来扑灭火灾的，由于在释放过程中需要经过热燃烧反应，导致产生的高温会造成一定的危害。同时，灭火剂释放速度慢，适用于封闭空间也限制了它的应用。因此，一种新型的冷气溶胶灭火剂——超细干粉灭火剂便应运而生，以其安全、环保、高效的特点，越来越受到人们的关注。目前，我国已有7座城市的公交车发动机舱室内安装了该灭火装置，并成功抑制了数十起火灾，效果明显。
　　一、超细干粉灭火剂
　　（一）概念
　　气溶胶是液体或固体微粒悬浮于气体分散介质中形成的一种溶胶。由于微粒粒子的分散度在空气中较高（0.01~1微米之间），因此在静止的空气中不会沉降。干粉作为常用的A、B、C类及电气火灾的灭火剂，当干粉灭火剂的粒子被粉碎到直径为10~0.25微米之间，符合尘雾粒径的范围以后，在空气中形成的超细干粉灭火剂就将具备很好的物理化学性质。
　　（二）灭火剂特性
　　超细干粉灭火剂的特性主要有以下几方面的优点：（1）超细干粉灭火剂具备气体灭火剂的动力性质，有利于灭火剂扩散、分布，可以达到全淹灭火的目的；（2）干粉灭火剂粒子被粉碎以后，分散度增高，总面积增大，极易与周围介质相互作用，灭火效能大幅度提高，火场上已经被扑灭的火焰就不可能再复燃；（3）干粉本身及其灭火后的残留物性质稳定，不会污染设备，且易于清理。正是具有了高效的灭火性能和低廉的成本，使得气溶胶超细干粉灭火剂成为一种新型的哈龙替代产品。
　　二、脉冲超细干粉自动灭火装置系统
　　（一）概念
　　脉冲灭火技术是当今最高效的灭火技术，由于灭火时间通常小于1秒，而且对应用场所的密封性没有要求，因此非常适用于非封闭空间或室外的保护对象。
　　脉冲超细干粉自动灭火装置系统是由脉冲超细干粉自动灭火装置、启动组件、消防电源及显示盘等组成。
　　（二）分类
　　脉冲超细干粉自动灭火装置分无源型脉冲超细干粉自动灭火装置和有源型脉冲超细干粉自动灭火装置两种。
　　无源型脉冲超细干粉自动灭火装置是在火灾发生后，无需外部消防报警设备，灭火装置能自发启动，脉冲式喷射超细干粉的自动灭火装置，适用于无人值守场所。
　　有源型脉冲超细干粉自动灭火装置是在火灾发生后，依靠外部消防报警设备，手动或自动启动，脉冲式喷射超细干粉的灭火装置，适用于经常有人停留的场所。
　　（三）灭火原理
　　灭火装置受启动组件传递的火灾信号，固态产气剂瞬间产生大量气体。迅速膨胀的气体压力将底部密封的铝箔冲破，并将超细干粉灭火剂高速送入火场，全部淹没保护对象。火焰在超细干粉的化学抑制作用下被扑灭。
　　（四）系统优点
　　脉冲超细干粉自动灭火装置，是遇火能瞬间启动，脉冲喷射超细干粉灭火剂的无管网、无气瓶式自动灭火装置，该项技术体现了“快速响应、早期抑制、高效灭火”这一消防先进理念，是当今世界各国争相研制的前沿技术。与传统固定式气体灭火系统相比，具有以下优点：
　　1．灭火的有效性强。
　　脉冲超细干粉自动灭火装置可以应用在配电室的配电柜中、电缆沟、电缆夹层、通讯机站等无人值守和传统手段不能解决的场所，能实现无源自发启动，能在着火初期将火灭掉，实现早期抑制，减少损失。如以电缆隧道、电缆夹层、电缆竖井内部环境一般空间比较狭小，或长度较长、高度较高，支架密布，条件复杂。在类似场所使许多有管网的灭火系统难以发挥作用，而该装置特别适用于类似的场所。
　　《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB-50229-96）在第9.3.3条规定“电缆夹层及电缆竖井宜设置悬挂式气体自动装置”，在第9.4.2条规定“重要的无人值班的变电所，宜设置悬挂式气体自动灭火装置”。据调查了解，上述这些场所大多数因为规模不大或因为设置有困难而未设置固定式自动灭火系统，同时也未按规定设置悬挂式气体自动灭火装置。这是因为目前悬挂式气体自动灭火装置均为“哈龙”产品，即将面临淘汰，目前又无理想的气体类替代品。致使这些部位处在一种无自动灭火装置保护的状态下，一旦发生火灾就有可能扩大蔓延。国内外一些冶金钢铁企业就曾多次发生过电缆夹层和隧道的火灾，造成了重大损失。即使是这些部位可以设置固定式气体自动灭火装置，也因其保护范围和对环境的要求高而使得建设投资和运行成本较高。脉冲超细干粉自动灭火装置的问世在一定程度上填补了目前无理想的悬挂式气体自动灭火装置的空白，弥补了固定式气体自动灭火装置在使用上的一些局限性。
　　2．系统简单、成本低。
　　脉冲超细干粉自动灭火装置不需要设置专门的储瓶间，占地面积小，无需电源和复杂的电控设备及管线，无需专门的烟、温感探测器，避免了误动作的可能，系统施工简单、可靠性高，节约了建筑面积，大幅度降低了工程造价。
　　3．灭火剂用量小、灭火费用低。
　　传统固定式气体灭火系统把较大封闭空间的房间作为防护区，而脉冲超细干粉自动灭火装置只按保护对象计算面积或体积来确定灭火剂的用量，用量大为减少，降低了一次灭火的费用。
　　三、工程实例对比
　　根据《高层民用建筑防火设计规范》（GB50045-95），在柴油发电机房应设置自动灭火系统。然而无论是用水喷雾还是气体灭火手段，都因为其造价、维护费用高等原因，在很多高层民用建筑中没有配置自动灭火系统。脉冲超细干粉自动灭火装置以其造价低廉、免维护、设计简单受到了各方的欢迎。下面，笔者模拟一个10m×5m×5m的发电机房，将CO2气体灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统、脉冲超细干粉自动灭火装置的系统功能及造价作一比较，见表4-13。

灭火系统 　　项目名称	CO2气体灭火系统	七氟丙烷气体灭火系统	脉冲超细干粉灭火系统
灭火介质	CO2	HFC-227ea烷类	无机盐
储存温度	0℃~50℃	-10℃~50℃	-40℃~85℃
灭火浓度	58%	8.3%	0.55kg/m3
设计用量	486kg	175.5kg	25kg 　　（按保护物投影面积）
数量	11个70L储气瓶	3个70L储气瓶	5个5kg超细干粉
储瓶间	需3m×3m的房间	需1.2m×1.5m的房间	不需要
储瓶间造价
储存压力	150kg/cm3（超高压）	42kg/cm3（高压）	无
启动方式	手动、烟感联动	手动、烟感联动	烟感联动、现场自动
灭火时间	60秒	10秒	小于1秒
安装	复杂 　　（高压容器及高压管路）	复杂 　　（高压容器及高压管路）	简单
安全性	泄漏可令人窒息死亡	低毒	安全
喷放后	需及时机械排烟， 　　且长时间不能进入	需及时机械排烟	不需要机械排烟
维护	复杂	复杂	免维护
泄压口设置	需要	需要	不需要
工程造价	约70000元	约61500元	约30000

　　从三种灭火系统的性能价格比可见，改用脉冲超细干粉自动灭火装置后，设备的工程造价大幅度降低了，灭火效率反而有了很大的提高。
　　四、几点建议
　　（1）脉冲超细干粉自动灭火装置投资较少，灭火及时，在许多工业带电设备供电系统火灾中，如电缆井、电缆沟等电缆设施、储物仓库、机电设备间、车辆发动机舱室、机电柜和通讯、电力领域的一些无人值守基站等其他贵重设备引起的火灾尤为适用，因此，笔者认为，可适当扩大其使用的范围。
　　（2）建议国家有关部门应加快对这种系统应用性的研究，尽早制定出相应的标准及规范，在国家没有具体规定之前，各地可制定相应的地方标准，以指导工程实现。