热气溶胶灭火系统浅谈

热气溶胶灭火系统浅谈

作者：王文苇

来源：《中国科技纵横》2013年第04期

【摘要】针对热气溶胶灭火装置的基本知识、分类、灭火原理进行介绍，以及热气溶胶系统的组成、适用场合、优势及发展前景进行论述，包括热气溶胶系统的设备选型及基本计算。

【关键词】气溶胶热气溶胶灭火装置热气溶胶灭火系统选型及基本计算

1 热气溶胶灭火装置的基本知识

什么是气溶胶？气溶胶通常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有云、烟、雾等等。

气溶胶灭火装置按照其生产气溶胶的方式不同可分为冷气溶胶和热气溶胶，冷气溶胶灭火技术还处于研发阶段；所以目前国内工程项目上应用的气溶胶灭火装置都属于热气溶胶，而本文也是针对热气溶胶来阐述的。

2 热气溶胶灭火装置的分类

热气溶胶是由固体化学混合物（热气溶胶发生剂）经化学反应生成的具有灭火性质的气溶胶，目前市场上主要有K型热气溶胶和S型热气溶胶。

K型热气溶胶灭火剂以钾盐（硝酸钾）为主氧化剂，其喷放物灭火效率高，但因为其中含有大量钾离子，易吸湿，形成一种粘稠状的导电物质，而这种物质对电子设备有很大的损坏性，故K型热气溶胶灭火装置不能使用于电子设备及精密仪器的场所，目前在市场上的使用正迅速减少。

S型热气溶胶主要以锶盐作为主氧化剂，不会形成导电溶液，不导电不腐蚀，无二次污染，所以不会对电子设备造成损坏，这种类型的热气溶胶装置在工程项目中越来越普遍被接受和运用。有落地式、壁挂式等形式。

3 热气溶胶灭火装置的灭火原理

首先热气溶胶具有吸热降温的作用，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，进而辐射到可燃物燃烧面用于气化可燃物分子和将已气化的可燃物分子裂解成自由基，则热量就会减少，燃烧反应速度得到一定的抑制。

其次具有化学抑制灭火作用，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。

此外，灭火气溶胶中的微粒粒径很小，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。

另外气溶胶灭火装置在释放过程中可以降低氧浓度，灭火气溶胶中的N2和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和化学抑制。

4 热气溶胶灭火系统的组成

热气溶胶灭火系统由火灾报警系统、灭火控制系统和热气溶胶灭火装置三部分组成。火灾报警系统设置感烟、感温两路报警，通过气体灭火控制器进行。热气溶胶灭火系统具有自动控制、手动控制和紧急启停控制三种方式。

自动灭火控制形式：当防护区内发生火灾时，自动控制系统探测部分探测到火情之后，将火灾信号传递到火灾报警控制器，火灾报警控制器迅速启动火灾系统发出声、光报警信号；根据控制系统确认火灾后可延时（或立刻）启动气溶胶灭火装置，喷放出热气溶胶，实施全淹没灭火保护。

手动灭火控制，在有人值班的场所，灭火系统工作在手动状态，靠人工检查确认保护区的火灾情况。当发生火灾时，提供紧急启动按钮启动灭火装置实施全淹没灭火保护。同样也可以通过紧急停止按钮在延时过程中停止灭火系统启动。

5 热气溶胶灭火系统的适用场合

（1）电器、电子及通讯设备；（2）易燃、可燃的液体和气体；（3）其它高价值的财产和重要场所（部位）；（4）通讯机房和电子机房；（5）电缆隧道（夹层、井）及自备发电机房。

6 热气溶胶灭火系统的优势

（1）节省重量和空间。IG541、FM200都属于在高压钢瓶中压缩或液化储存，而热气溶胶灭火剂固体常压存放，体积和重量大大减轻，其重量只有惰性气体（IG541）的1/40，空间占用只有其1/15，不需要另设钢瓶间。（2）环保，对人体无伤害。不含大气臭氧层损害物质，对保护物无腐蚀，不会造成二次污染，对人体无毒无害。（3）安装简便，具有免维护的特点。在维护上，热气溶胶灭火装置只需每年测一次电阻即可，非常简单可靠；只有一些导线的连接，无高压容器、无阀门、无喷头等，几乎免维护；而IG541、FM200容易出现泄漏，每年都要检测瓶体是否漏气，阀门是否正常。（4）容易设计。按防护区容积、单位体积用量计算出气溶胶用量即可。（5）节约成本。在气体灭火系统产品中具有较低的成本，和其它气体灭火系统相比，省略了高压钢瓶、阀门等大量设备，大大降低了成本。（6）灭火效能高，对

电器设备无二次损害。有人质疑气溶胶灭火剂是固体颗粒，灭火后会在物体表面留下沉降物，对现场造成污染。但一些研究表明，气溶胶的灭火剂释放后，在空气中形成的是微纳米级的固体颗粒，粒度小于0.45微米，比空气总的尘埃还要小，所以说除非哪些有超洁净要求的地方，如药品加工车间、芯片生产车间等少数场所，绝大多数场所，这个缺点是可以忽略不计的。（7）灭火剂用量少。气溶胶灭火剂用量一般为130个g/m3左右，而其它灭火剂用量为300～1000g/m，如：HFC-227ea为530g/m3。

7 热气溶胶设备选型计算

举例：一高低配电间面积S=275m2，层高H=5m，采用热气溶胶灭火系统，计算并选用热气溶胶灭火装置。

根据《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005，保护区体积

V=S*H=275m2*5m=1375m3，高低压配电间的灭火设计浓度C2=140g/m3，则容积修正系数取Kv=1.2，则设计用量W= C2*Kv*V=140g/m3*1.2*1375m3=231kg。据此选用气溶胶灭火装置规格及数量：QRR5数量：1台；QRR10数量：23台，实际用量为235kg>231kg，满足设计要求。

综上所述，与其它气体灭火系统相比，热气溶胶灭火系统具有灭火效率高，对人体无伤害，对臭氧层不破坏，投资成本低，安装维护保养简便等有较多优点，可以在以后的工程项目积极推进使用，倡导使用热气溶胶灭火系统替代其它气体灭火系统乃是大势所趋。

参考文献：

[1]国家标准GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》.

[2]国家标准 GB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》.

[3]郭鸿宝.《气溶胶灭火技术》[M].化学工业出版社，2005年.