气体灭火系统使用与维护保养

气体灭火系统是以某些在常温、常压下呈现气态的物质作为灭火介质,通过这些气体在整个防护区内或保护对象周围的局部区域建立起灭火浓度实现灭火。

该系统的灭火速度快,灭火效率高,对保护对象无任何污损,不导电,但系统一次投资较大,不能扑灭固体物质深位火灾,且某些气体灭火剂排放对大气环境有一定影响。因此,根据气体灭火系统特有的性能特点,其主要用于保护重要且要求洁净的特定场合,它是建筑灭火设施中的一种重要形式

气体灭火系统的组成与适用范围

(一)气体灭火系统的组成

一般来说,气体自动灭火系统由火灾报警系统部分、灭火控制系统部分和灭火系统部分三部分组成。而灭火系统部分又由气体灭火剂储存装置、管网及喷头几部分组成。

灭火剂储存装置有两种结构型式:储瓶式和储罐式,它们的构成形式分别如图3-59和图3-60所示。目前,储罐式仅有低压二氧化碳灭火系统采用。

(二)气体灭火系统的适用范围

1.适用的火灾类型

气体灭火系统的适用范围是由气体灭火剂的灭火性质决定的。按照国际标准《火灾分类》(ISO3941-1997)和国家标准《火灾分类》(GB/T4968-2008)关于火灾的分类规定,气体灭火系统适用于扑救的火灾类别为:

气体灭火

系统

A类火灾的表面火灾

固体表面火灾

B类火灾

可燃液体火灾

C类火灾

灭火前能切断

气源的气体火灾

E类火灾

电气火灾

二氧化碳灭火系统除适用于固体表面火灾外,还适用于扑救棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。

2.应用限制

气体灭火系统不适用于扑救下列火灾:

(1)强氧化剂、含氧化剂的混合物以及能够自身提供氧而且在无空气的条件下仍能迅速氧化、燃烧的物质,如氯酸钠、硝酸钠、氮的氧化物、氟、火药、炸药、硝化纤维素等。

(2)金属氢化物,如氢化钠、氢化钾等。

(3)活泼金属(D类火灾),如钠、钾、镁、钛、锆、钠钾合金、镁铝合金等。

(4)能自动分解的物质,如某些有机过氧化物、联氨等。

(5)能发生自燃的物质,如白磷、某些金属有机化合物

气体灭火系统的类型

气体灭火系统按灭火剂名称可分为:二氧化碳灭火系统、七氟丙烷灭火系统、IG541混合气体灭火系统、三氟甲烷灭火系统等。

气体灭火系统按应用方式可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统。

管网灭火系统按结构特点可分为组合分配系统和单元独立系统。

按装配形式可以分为管网灭火系统和预制灭火系统。

二氧化碳灭火系统按储存压力又可分为高压二氧化碳灭火系统和低压二氧化碳灭火系统，高压系统(指灭火剂在常温下储存的系统)和低压系统(指将灭火剂在-18℃~-20℃低温下储存的系统) 。

全淹没灭火系统

在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的灭火剂并使其均匀地充满整个防护区的气体灭火系统称为全淹没灭火系统。（防护区：满足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。）

全淹没系统适用于扑救封闭空间内的火灾。全淹没系统是由一套储存装置在规定的时间内,向防护区喷射一定浓度的灭火剂,并通过喷嘴,使其均匀地充满整个防护区空间的灭火系统

基本特征为:由固定的气体灭火剂供给源,通过与之相连的管道、喷嘴,向指定的封闭空间内均匀施放灭火剂,使此空间内的可燃物质完全淹没在含有足够浓度灭火剂中。不管封闭空间内任何位置上的火灾,均能将其扑灭。

全淹没系统的灭火作用是基于在很短的时间内,使防护区充满规定浓度的气体灭火剂,并通过一定时间的浸渍而实现的。因此,要求防护区要有必要的封闭性、耐火性和耐压、泄压能力。全淹没系统对防护区耐压强度的最低的要求是其围护构件立能承受1.2kPa压力差(防护区内外的压力差)。必要的泄压能力是要求在完全密闭的防护区应设泄玉口,以防灭火剂喷放时防护区压力过高对防护区封闭性的破坏。

局部应用灭火系统

向保护对象以设计喷射强度直接喷射灭火剂,并持续一定时间的气体灭火系统称为局部应用系统。

局部应用灭火系统是由一套储存装置在规定的时间内,直接向燃烧着的可燃物体区域喷射一定数量的灭火剂,在燃烧体附近空问内形成局部高浓度的系统。

该类系统在国内的应用,目前仅限于二氧化碳局部应用系统;对于其他局部应用气体灭火系统,尚未制定相关的设计规范。

(三)管网灭火系统：通过管网向防护区喷射灭火剂的气体灭火系统称为管网灭火系统。

(四)预制灭火系统

按一定的应用条件,将灭火剂储存装置和喷嘴等部件预先组装起来的成套气体灭火装置称为预制灭火系统,又称预制灭火装置。

(五)组合分配系统

用一套灭火剂储存装置,通过选择阀等控制组件来保护多个防护区的气体灭火系统称为组合分配系统。它可以保护多个不同时发生火灾的防护区。该系统特点是灭火剂的设计用量只考虑最大防护区灭火剂的需求量,而不是各防护区灭火剂用量的总和,具有较好的经济性,这种结构特点比较适合我国国情。

在气体灭火系统设计中,对于两个或两个以上的防护区往往采用组合分配的系统。

为保证系统的安全可靠,一方面要保证每个防护区的灭火剂用量都能达到设计用量要求(即灭火剂的设计用量由灭火剂用量最多的防护区确定);另一方面要注意一个组合分配系统所保护的防护区数目不宜过多,防护区数目超过一定数量,应配置各用灭火剂。

(六)单元独立系统

单元独立系统是用一套灭火剂储存装置保护一个防护区的系统,它与防护区一一对应,一般由单元独立系统保护的防护区在位置上是独立的,离其他防护区较远,或几个相邻的防护区有同时失火的危险

气体灭火系统的主要组件

气体灭火系统主要是由瓶组、容器阀、选择阀、喷嘴、单向阀、集流管、连接管、安全泄放装置、驱动装置、信号反馈装置、加压装置、手动按钮、气体灭火控制器、火灾探测器、声光警报器等装置组成。

（一）瓶组

1.分类

瓶组按用途分为灭火剂瓶组、驱动气体瓶组、加压气体瓶组。

2.组成

灭火剂瓶组一般包括容器、容器阀、安全泄放装置、虹吸管(惰性气体系统瓶组除外)、灭火剂等 。

安全泄放装置一般设置在容器阀上,也有直接设置在容器上的,但也仅限于焊接容器。虹吸管的内径一般与容器阀的通径相同,为减少阻力损失,虹吸管的下端应有约30度斜口,且棱边倒圆角,为避免沉积的污物进入管道,通常使管端距容器底部约3~8mm。

驱动气体瓶组和加压气体瓶组一般包括容器、容器阀、安全泄压装置、驱动气体(加压气体)、压力显示器等。

3.功能和特点

灭火剂瓶组用来贮存灭火剂,管网系统的瓶组固定在钢瓶架上,通过连接管与系统集流管连接;柜式气体灭火装置的瓶组固定在柜中;悬挂式气体灭火装置的瓶组用固定支座悬挂在保护对象上方。灭火剂瓶组的检漏方法根据瓶组内充装灭火剂特点,一般采用压力方法、称重方法、液位方法等。一般情况下在瓶组内灭火剂质量损失5%或压力损失10%时,就应进行补压或对灭火剂进行补充。

驱动气体瓶组安装在灭火剂瓶组旁。加压气体瓶组安装在被加压的灭火剂瓶组旁。驱动气体瓶组和加压气体瓶组一般采用压力方法进行检漏。当瓶组内气体压力损失10%时就应进行补压。

4.主要参数

瓶组的性能参数(表3―23)包括贮存压力、充装压力、充装密度、工作温度范围等。

5.动作方式

(1)灭火剂瓶组

灭火剂以液态或气态形式储存在瓶组内。当发生火警时，来自驱动气体瓶组的驱动气体通过气驱动器来开启容器阀，灭火剂从容器阀出口喷放；有的灭火剂瓶组上直接安装电磁或电爆型驱动器,当发生火警时，控制器直接给出电启动信号启动电磁或电爆型驱动器，打开容器阀。

(2)驱动气体瓶组

驱动气体以气态形式储存在瓶组内。瓶组上的容器阀装有电磁或电爆型驱动器，当发生火警时，控制器直接给出电启动信号启动电磁或电爆型驱动器，打开容器阀，释放驱动气体。

紧急情况时，可用手指拉住保险扣拉手，将保险扣拉出,拍击手动按钮,即可使容器阀打开动作,直接释放驱动气体。

(3)加压气体瓶组

同灭火剂瓶组。

（二）容器阀(对钢瓶又称瓶头阀)

1.功能

容器阀安装在容器上,具有封存、释放、充装、超压泄放(部分结构)等功能。

2.分类

(1)容器阀按用途可分为:灭火剂瓶组上容器阀、驱动气体瓶组上容器阀、加压气体瓶组上容器阀。

(2)容器阀按密封形式可分为:活塞密封和膜片密封。

(3)容器阀按结构形式可分为:膜片式、自封式、压臂式。

(4)容器阀按启动方式可分为:气动启动型、电磁启动型、电爆启动型、手动启动、机械启动型和组合启动型。

3.各种结构容器阀的工作原理

(1)膜片密封容器阀

(2)自封式容器阀

(3)压臂式容器阀

(4)减压型容器阀

4.主要参数

容器阀的性能参数有公称工作压力、公称直径。

灭火剂瓶组上的容器阀公称工作压力不小于瓶组的最大工作压力,加压单元气体瓶组、驱动气体瓶组上的容器阀公称工作压力应满足设计要求。

对于惰性气体和高压二氧化碳灭火系统,灭火剂瓶组上的容器阀公称直径一般为12mm、15mm、20mm;对于七氟丙烷、三氟甲烷等灭火系统,灭火剂瓶组上的容器阀公称直径一般为25mm、32mm、40mm、50mm、65mm

（三）选择阀(又称分配阀)

1.功能

选择阀用于组合分配系统中，安装在灭火剂释放管道上，由它控制灭火剂释放到相应的保护区。在组合分配系统中每个防护区设一个选择阀。一锻它先于容器阀打开或与容器阀同时打开。

2.分类

(1)选择阀按结构形式可分为:活塞式(图3-73)、球阀式(图3-74)。

2)选择阀按启动方式可分为:气动启动型、电磁启动型、电爆启动型和组合启动型。

3.工作原理

活塞式选择阀由于结构比较简单（类似压臂式容器阀）,其工作原理不再讲述。

球阀式选择阀基本下部为球阀,上部为气动执行机构,多为外构件。

4.主要参数

选择阀的性能参数有公称工作压力、公称直径。

GA400-2002标准规定选择阀的公称工作压力不应小于灭火系统的最大工作压力。GB16669-1996标准规定高压二氧化碳灭火系统选择阀的工作压力为12MPa。

常见的有公称直径为25mm、32mm、40mm、50mm、65mm、80mm的规格,100mm以上规格的很少使用。

（四）喷嘴

1.功能

安装在防护区内或保护对象附近，可将灭火剂按一定的流速均匀释放到防护区内或保护对象周围。

液态灭火剂全淹没喷嘴还起到使灭火剂雾化喷射的作用；局部应用喷嘴还能起到定向喷射的作用。

2.分类

喷嘴按应用形式可分为全淹没灭火方式用喷嘴和局部应用灭火方式用喷嘴。

全淹没灭火方式用喷嘴喷出的应是气体;局部应用灭火方式用喷嘴喷出的应是液体或固体,应用较多的是架空型(图3-76a)和槽边型喷嘴(图3-76b)，射流型喷嘴应用较少。

（五）单向阀

1.分类

单向阀按安装在管道中的位置可分为灭火剂流通管道单向阀和驱动气体控制管道单向阀。

单向阀按阀体内活动的密封部件型式可分为滑块型、球型和阀瓣型。

2.功能

灭火剂流通管道单向阀装于连接管与集流管之间,防止灭火剂从集流管向灭火剂瓶组返流。

驱动气体控制管道单向阀装于启动管道上,用来控制气体流动方向,启动特定的阀门。

3.主要参数

单向阀的性能参数有公称工作压力、公称直径、最小开启压力等。

GA400-2002标准规定灭火剂流通管道单向阀的工作压力不应小于灭火系统的最大工作压力。驱动气体控制管道单向阀的工作压力不应小于驱动气体瓶组内的最大工作压力。

GB16669-1996标准规定高压二氧化碳灭火系统单向阀的工作压力为15MPa。

灭火剂流通管道单向阀常见的公称直径为15mm、20mm、35mm、32mm、40mm、50mm、65mm等。

驱动气体控制管道单向阀常见的公称直径有6mm、8mm。