灭火原理及基本知识

灭火原理及基本知识火使人类告别了茹毛饮血的时代，火是人们日常生活和生产中不可缺少的，但是，火一旦失去控制，就会造成财产的损失和人员的伤亡，酿成灾害。

为了防止火灾的发生，人们采取了各种积极的预防措施，然而火灾总是不可完全避免的。

火灾发生后，如何有效地进行扑救，关键在于正确地选择和使用各种灭火剂。

灭火剂是指能够有效地破环燃烧条件，使燃烧中止的物质。

简言之，灭火剂就是用来灭火的物质。

无论哪类火灾，只要扑救及时，方法正确，充分好挥灭火剂的灭火作用，就能迅速地将其扑灭。

迅速及时合理地使用灭火剂，能有效的减小火灾的损失。

本章重点对常见几种灭火剂的灭火原理及作用进行了描述，目的是为达到全员了解每种灭火剂的灭火原理，能正确使用灭火器材，在发生突发事故时能针对不同的紧急情况使用相应的器材进行有效地扑救，避免人为失误造成二次事故。

第一节常见灭火剂及灭火原理1 灭火剂的种类现代灭火剂的发展很快，不仅在品种上日趋繁多，能够造成扑救各种火灾的灭火剂，而且在质量上不断提高，向着高效、低毒和通用的方向发展。

目前，我国常用的灭火剂种类有：1.1 水：古今中外，水是使用最广泛的一种天然灭火剂。

1.2 泡沫灭火剂：泡沫是一种体积较小，表面被液体包围的气泡群。

火场上使用的灭火泡沫是由泡沫灭火剂的水溶液，通过物理、化学作用，充填大量气体（二氧化碳或空气）后形成的。

通常使用灭火泡沫，发泡倍数的范围为2－1000，密度在0.001－0.5之间。

1.2.1 普通泡沫灭火剂：这类泡沫灭火剂适用于扑救A类火灾和B类火灾中的非极性液体火灾（包括：蛋白泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂、化学泡沫灭火剂和合成泡沫灭火剂）；1.2.2 抗溶泡沫灭火剂：这类泡沫灭火剂适用于扑救A类火灾和B类火灾（包括：金属皂型抗溶泡沫灭火剂、凝胶型抗溶泡沫灭火剂、抗溶氟蛋白泡沫灭火剂和抗溶化学泡沫灭火剂等）。

1.3 干粉灭火剂：这类灭火剂是一种微细而干燥的、易于流动的固体粉末。

1.3.1 普通干粉灭火剂：这类干粉灭火剂适用于扑救B、C类火灾和带电设备火灾（包括：碳酸氢钠干粉、改性钠盐干粉、碳酸氢钾干粉、氯化钾干粉、硫酸钾干粉和氨基干粉）；1.3.2 多用干粉灭火剂：这类干粉灭火剂适用于扑救A、B、C类火灾和带电设备火灾（它主要是以磷镀盐为基料的干粉）。

1.4 卤代烷灭火剂：以卤素原子取代烷烃分子中的部分或全部氢原子后得到的有机化合物的统称卤代烷。

一些低级烷烃的卤代物具有程度不同的灭火作用，这些具有灭火作用的低级烷烃卤代烷称为卤代烷灭火剂（卤代烷灭火剂应用范围较广，并且灭火速度快、用量省、容易汽化、空间淹没性好、洁净、不导电、可靠期贮存不会变质，是一种优良的灭火剂）。

这类气体由氟、氯、溴等卤素原子取代低级烷烃（甲烷、乙烷）分子中氢原子后所得到的一类有机化合物。

灭火中经常使用的卤代烷有三氟一溴甲烷（1301）、二氟一氯一溴甲烷（1211）、四氟二溴乙烷（2402）、二氟二溴甲烷（1202）等。

1.5 二氧化碳灭火剂：是一种惰性气体，具有不燃烧、不助燃的性质，所以在燃烧区内稀释空气，减少空气的含氧量，从而降低燃烧强度。

当二氧化碳在空气中的浓度达到30－35％时，就能使燃烧熄灭。

2 灭火剂的灭火作用2.1 水的灭火作用2.1.1 冷却作用：冷却是水的主要灭火作用。

试验证明，若将1kg常温下的水（20摄氏度）喷洒到火源处，使水温升至100摄氏度，则要吸收335kJ的热量，若再将其汽化，变成100摄氏度的水蒸气，又能吸收2259kJ的热量。

因此当水与炽热的燃烧物接触时，在被加热和汽化的过程中，就会大量吸收燃烧物的热量，迫使燃烧物的温度大大降低而最终停止燃烧。

2.1.2 窒息作用：水遇到炽热的燃烧物会被加热和汽化，产生大量的水蒸气。

1kg水汽化后可生成17001水蒸气。

水变成水蒸气后，体积急剧增大，大量水蒸气的产生，将排挤和阻止空气进入燃烧区，从而降低了燃烧区内氧气的含量。

试验证明，当空气中的水蒸气体积含量达35%时，大多数燃烧就会停止。

1kg水变成水蒸气时的抑燃空间可达5m3,因此，水有良好的窒息灭火作用。

2.1.3 冲击作用：在机械力的作用下，直流水枪射出的密集水流，具有强大的冲击力和动能。

高压水流强烈地冲击燃烧物和火焰，可以冲散燃烧物，使燃烧强度显著减弱；水还可以冲断火焰，使之熄灭。

2.1.4 稀释作用：水溶性可燃液体发生火灾时，在允许用水扑救的条件下，水与可燃液体混合后，可降低它的浓度，因而降低了蒸发速度和燃烧区内可燃气体的浓度，使燃烧强度减弱。

当水溶性可燃液体被水稀释到可燃浓度以下时，燃烧即自行停止（水的稀释灭火作用只适用于容器中贮有少量水溶性可燃液体的火灾，或浅层的水溶性可燃液体溢流引起的火灾）。

2.2 泡沫灭火剂的灭火作用2.2.1 覆盖作用（主要作用）：灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层，可使燃烧物表面与空气隔离，可以遮断火焰对燃烧物的热辐射，阻止燃烧物的蒸发或热解挥发，使可燃气体难以进入燃烧区。

2.2.2 冷却作用：泡沫析出的液体对燃烧表面可起到冷却作用。

2.2.3 稀释作用：泡沫受热蒸汽产生的水蒸气有稀释燃烧区氧气浓度的作用。

（适用于扑救A、B类火灾中的非水溶性液体火灾；不适用于扑救遇水燃烧物质的火灾、气体火灾和带电设备的火灾）。

2.3 干粉灭火剂的灭火作用2.3.1 抑制作用：干粉喷入燃烧区与火焰混合时，粉粒便与火焰中的自由基接触而把它瞬时吸附在自己的表面，形成了不活泼的水。

所以借助粉粒的作用，可以消耗火焰中的自由基OH和H。

当大量的粉粒以雾状形式喷向火焰时，可以大大吸收火焰中的自由基，使其数量急剧减少，从而中断燃烧的链锁反应，使火焰熄灭。

2.3.2 稀释作用：使用干粉灭火时，浓云般的粉雾包围了火焰，可以减少火焰对燃料的热辐射；同时，粉粒受高温的作用，将会放出结晶水或发生分解，这样不仅可以吸收部分热量，而且分解生成的不活泼气体又对燃烧区内氧的浓度有稀释作用（但这些作用对灭火的影响远不如抑制作用大）。

（适用于扑救可燃气体火灾和甲、乙、丙类液体火灾及电气设备火灾。

干粉灭火剂对人、畜是无毒或低毒，但有强烈的窒息作用）。

2.4 卤代烷灭火剂的灭火作用（1211灭火剂、1301灭火剂）2.4.1 化学作用：卤代烷灭火剂在火焰的高温中分解产生活性游离基BR、CI等，参与物质燃烧过程中的化学反应，清除维持燃烧所必须的活性游离基OH、H等，生成稳定的分子H2O，CO2以及活性较低的游离基R等，从而使燃烧过程中的链锁反应中断而灭火。

（适用于扑救精密设备、仪器、仪表文物档案的火灾，灭火后无残渣、残迹和污损）。

2.5 二氧化碳灭火剂灭火的作用2.5.1 窒息作用（主要作用）：当把二氧化碳施放到灭火空间时，由于二氧化碳的迅速汽化，排挤、稀释燃烧区的空气，使空间的氧气含量减少，当空间的氧气含量低于维持物质燃烧所需的极限氧含量时，物质的燃烧就会熄灭。

2.5.2 冷却作用（次要作用）：当把二氧化碳从钢瓶中释放出来，由液体迅速膨胀为气体时，会产生一个冷冻效果，致使部分二氧化碳转变为固态的干冰。

干冰迅速汽化的过程中，要从火焰和周围环境吸热。

（适用于扑救气体火灾，甲、乙、丙类液体火灾和一般固体物质火灾。

灭火后无污染、无腐蚀，不留痕迹。

另外，二氧化碳是一种不导电的物质，可以用来扑救带电设备的火灾）。

第二节灭火基本方法及灭火器材的使用1 物质的燃烧条件和相应的灭火方法燃烧是一种放热发光的化学反应。

燃烧现象发生时具备三个基本条件：可燃物、氧化剂和着火源。

这就是通常所说的燃烧三要素。

在这里，可燃物和氧化剂（消防中的氧化剂主要是空气）是燃烧反应的两种反应物，着火源可以理解为使反应开始发生的条件。

根据物质燃烧的要素以及解释反应条件的热理论和连锁反应理论，相应的灭火方法有以下四种：1.1 隔离法：把可燃物与空气隔离开来既然燃烧是可燃物与空气两种物质的化学反应，那么把它们隔离开来，使之不能互相接触，燃烧自然就会中止。

例如，用石墨粉覆盖在燃烧的金属上，把金属与空气隔离开来，金属的燃烧就会熄灭。

灭火泡沫像一层厚厚的毡毯覆盖在燃烧液体或固体的表面上，在冷却作用的同时，把可燃物与空气以及火焰隔离开去，火焰失去了燃料来源，随之就会熄灭。

1.2 窒息法：减少空气中氧的含量各种可燃物的燃烧，都存在一个维持燃烧所需的最低氧浓度，当空气中的氧气低于此浓度时，燃烧就不能进行。

各种物质由于其燃烧性能不同，维持其燃烧的最低氧浓度也不同。

空气中氧气的浓度按体积计约21%，这种浓度足以维持绝大多数可燃物的燃烧。

如果用对燃烧呈惰性的气体，例如二氧化碳、水蒸气、氮气等来稀释空气，使空气中的含氧量降到维持燃烧的最低氧浓度以下，燃烧就会熄灭。

1.3 冷却法：降低燃烧物质的温度一般可燃物之所以能够持续燃烧，就是因为在火焰或热的作用下，达到或超过了各自的燃点温度，在此温度下，通过热解或蒸发能够产生足以维持燃烧的气体或蒸气。

如果将可燃物冷却到其燃点温度以下，并隔绝外来的热源，它就不能产生足以维持燃烧的气体或蒸气，燃烧反应就会被迫中止。

水具有很大的比热容和很高的汽化潜热，用水扑救一般固体物质火灾，主要就是通过冷却作用来实现的。

当把水喷洒到灼热的燃烧表面时，水在与燃烧物接触的过程中，通过被加热和汽化，就会大量吸收燃烧物的热量，使燃烧物的温度大大降低而最终停止燃烧。

1.4 化学抑制法：抑制燃烧连锁反应的进行物质的有焰燃烧都是通过链锁反应来进行的。

在碳氢化合物燃烧的火焰中，维持其链锁反应的自由基主要是H、OH和O。

据称，对于含氢的化合物，燃烧速度取决于火焰中OH的浓度和反应的压力；对于不含氢的燃烧物，燃烧速度取决于火焰中O的浓度。

因此，如果能够有效地抑制自由基的产生或者能够迅速降低火焰中H、OH、O等自由基的浓度，那么燃烧就会中止。

卤代烷灭火剂在火焰的高温作用下产生的自由基Br、C1以及干粉灭火剂的粉粒，都是扑获自由基的能手，从而导致火焰的熄灭。

以上所讲的四种灭火方法，也就是各种灭火剂的四种主要灭火机理或灭火作用。

不同的灭火剂有其不同的灭火作用。

同一种灭火剂在灭火中的灭火作用，往往不是一种因素单独起作用，而是几种因素联合作用的结果。

但是，其中必有一种因素起主要灭火作用。

例如，水的主要灭火作用是冷却作用；泡沫、金属灭火剂的主要灭火作用是隔离作用；二氧化碳、水蒸气的主要灭火作用是窒息作用；干粉、卤代烷的主要灭火作用是化学抑制作用。

2 灭火器材的构造及使用方法2.1 消火栓的构造及使用方法2.1.1 构造：消火栓设备通常装置在具有玻璃门的专用箱内，由水枪、水带和消火栓三部分组成。

水枪喷嘴口径一般为13、16、19毫米。

室内一般采用直径50或65毫米的麻质水带。

若水枪喷嘴口径为16、19毫米时，宜采用直径为65毫米的水带，室内消火栓的直径应不小于所配备的水带的直径。