浅谈取代卤代烷灭火系统的可行办法

深圳市市政工程设计院
陈卓如 陈 霖

　　一　引言

　　卤代烷又名哈龙，它灭火效果好，毒性低，是近几十年应用最广泛的气体灭火剂。但从七十年代起，发现它对臭氧层有严重的破坏作用。根据1992年《蒙特利尔议定书》，对签约的发达国家在一九九四年一月一日完全禁止安装使用卤代烷气体灭火系统，发展中国家在执行淘汰臭氧耗损物质的截止日期上给予十年的“宽限期”。我国也是该协议的签约国之一，国家公安部、环境保护局已于1994年发布《关于在非必要场所停止再配置哈龙灭火器的通知》(公通字(1994)94号)。为达到这一要求，现国内、外对取代卤代烷灭火系统的办法进行了广泛研究，并取得了一些成果。

　　二　取代卤代烷灭火气体的几种比较可行的气体

　　1.HCFC-HYDRO CHLORINE FLUORO CARBONs(氰氯氟代烷)简称NAF-SIII或叫R595。灭火性能不及卤代烷，且含有氯气，对臭氧层的破坏系数0.044。《蒙特利尔协议》规定在2030年停止使用。但现在有些欧洲国家准备在2015年停止使用，现可在市场取得，在没有理想的灭火气体面世前，作为过度性产品。
　　2.HFC-HYDRO FLUORO CARBONs(氰氟代烷)到目前为止有二个产品(1)HFC-22Tea 简称FM200(2)HFC-23简称FE13FEI3，要求储存这种气体的瓶子压力较高，约在42-44公斤(Bar)之间，它要求的灭火浓度是17.6%，大约等于卤代烷1301的使用量的三倍。但美国环保局最近对使用这个气体有保留态度。因为它能使产品温室效应的机率提高。
　　FM200是用氮气加压，要求压力为25公斤(Bar)，灭火浓度约7%，大约需要2倍于卤代烷的使用量。
　　以上二种气体的规定喷射时间跟卤代烷一样是10秒之内，二种气体都可以在有人的地方使用。它们破坏臭氧层的系数为0.001，毒性低，但灭火效果也低于卤代烷气体。而且现在FM200只可采用悬挂式，在较小的保护面积内用。据厂家介绍，迟些时间，如通过有关检验，可作为大型全淹没系统采用。
　　3.INERGEN简称IG-541，这是一个混合气体，含氮52%、氩40%、二氧化碳8%。所有气体都存在于大气之中。所以对臭氧层的破坏系数为0。温室效应的机也很低，但灭火效率也低。
　　它灭火的原理是将正常大气里的含氧量由21%降低到15%以下。因此使火很难继续燃烧。它一般的灭火浓度为37.5%，如果是电脑房、电器房，所需浓度为50-55%。房间在喷射后，二氧化碳的浓度会提升，对人体健康有影响，所以喷射前人要撤离。此外，它的喷射时间比卤代烷长2-3分钟，储存的压力要150公斤，使用量是卤代烷5-6倍。
　　4.FLC——近期一批化学家研究出了FIC气体，用此气体来代替CFC气体及卤代烷气体。据称此气体对臭氧层没破坏作用，并且也不产生温室效应。在别的设备，如气瓶、喷嘴及配套的系统不变的情况下，能安全取代卤代烷。
　　它之所以不会破坏臭氧层及不会产生温室效应，是因为它存在的时间很短。喷射后，在阳光下只需5天便会自动瓦解。根本没时间到达大气层。

　　三　取代卤代烷灭火气体的系统

　　可代替卤代烷的气体需要一段长时间去研究，所以在近期必需寻找其它方法以解燃眉之急。目前可代替卤代烷的灭火系统有：
　　①二氧化碳系统
　　②干粉灭火系统
　　③循环洒水灭火系统
　　④泡沫喷水灭火系统
　　⑤水喷雾灭火系统
　　为方便深入了解以上各种可代替卤代烷灭火系统，现—一详细介绍如下：
　　1.二氧化碳灭火系统
　　这是一种使用几十年的灭火系统，气体来源充裕，设计不复杂，以往应用的经验不少。此系统在德国比较流行。
　　它的优点是：
　　(1)不传电，对保护电器设备有利(但最好不要用来保护精密电仪器，因降温太快、太低)
　　(2)便宜、来源充裕
　　(3)不需要合成、自然界本身就有缺点：
　　(1)要求的灭火浓度高，如电器设备要求的浓度是34%-50%，如要保护电子计算机房，其浓度最少要50%。这个浓度对人是有害的，人在15%的浓度下就会窒息，如采用二氧化碳灭火系统，人要在系统开启之前先撤离。
　　(2)与卤代烷比较，浓度要求太高，所以用量也因此而大，安置气瓶也要特别大。
　　(3)对环境可能会产生温室效应。
　　针对二氧化碳气瓶过大的缺点，国外已研制了低压二氧化碳系统，即把二氧化碳储存在-18摄氏度，压力为2.068MPa的储罐中，火灾时再打开气阀进行灭火。这一系统以其节省建筑面积，成本低，且易于维修保养、再充气的优点，在国外、香港地区普遍使用，且效果良好。国内，西安的中国核工业总公司524厂亦在近期开发出此产品，并将于98年推向深圳市场。
　　2.干粉灭火系统
　　现在国外很少使用这类的灭火系统，因为使用过后很脏。要花大量的时间清理。而且有系统储存一段时间后就要更换，有些干粉遇到水气就会硬化堵塞喷嘴，致使用有喷不出来的危险，所以一般不考虑使用。
　　3.循环洒水灭火系统
　　作为卤代烷的代用系统，为了尽量减少灭火用水或灭火剂对财产的损坏，可采用循环灭火系统。此系统可确保在灭火过程中尽量减少水破坏力又不失灭火的功能。这套系统是针对预作用系统的缺点而设计的，所以又称为“循环式的预作用洒水灭火系统”。
　　循环灭火系统是一完全自动的单连锁性、受监督作用的洒水系统，它集中了普通洒水系统、预作用洒水系统的功能，加上了一套自动感应系统。自动感应系统可使洒水系统在适当的时候洒水灭火，在火灾过后便停止喷水，以减低对周围财物的损坏。而当火死恢复燃时又可重新洒水灭火。此系统已在欧美被广泛使用。
　　4.泡沫喷水灭火系统
　　泡沫消防是在十九世纪后期首次用来扑灭原油火灾的。最早期的原剂被称为化学泡沫，由化学反应产生，现在已被物理性的机械或空气泡沫所代替。物理性的泡沫是通过引导空气注入由水和泡沫浓缩液组成的混合液中，由泡沫发生器使泡沫发泡。利用泡沫浓缩液，经混合器混合后加入自动喷水灭火管道中，形成泡沫喷水灭火系统。
　　在泡沫喷水灭火系统中，关键是合理选择泡沫灭火剂和混合设备。
　　泡沫灭火剂的代表是美国3M公司的轻水牌水成层薄膜泡沫灭火剂AFFF(Aqlleous Film Folmring Foam)。它是一种氨化物泡沫灭火剂，特别适用于扑灭碳氢燃料及化合物所造成的火灾。衡量泡沫质量有4点：(l)25%离析率(即混合液从泡沫中流出的比率)；(2)膨胀比例或泡沫内所含空气与混合物的比例；(3)灭火性能：(4)抗复燃性(即耐热能力)。轻水泡沫具有较好的上述特点。
　　泡沫喷水灭火系统采用水成膜灭火剂后，无论是对配用部件、设备装置及其使用剂量方面，还是安装的面积均无特别要求，但却能大大地提高自动喷水系统的灭火性能，扩大系统可应用于停车场、车库、柴油发电机房、易燃液体储存仓库、飞机仓库或一切有易燃液体存在的场合。
　　5.水喷雾灭火系统
　　水喷雾系统是利用冷却、窒息、乳化的原理，迅速扑灭66摄氏度以上的可燃液体火灾，水喷雾系统由雨淋阀组、水喷雾喷头、水喷雾系统控制屏紧急释放器、温差探测器、探测用闭式喷淋头、电磁阀等组成。
　　水喷雾喷头分布于受保护设备的四周及顶部、底部。常用的以水为系统的启动组合，包括温差探测器和定温闭式喷淋头，这种系统不适合于结冰的环境。
　　对于一些既有强电又有易燃油类的部分，如室外油浸式变压器、油浸高压电容器室，多油开关室等地可采用水喷雾灭火系统。在国外，采用水喷雾灭火系统来代替卤代烷13O1/1211系统已越来越多。而我国，新的《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)在7.6.6亦指出“高层建筑内的可燃油油浸电力变压器室……应设气体或水喷雾等自动灭火系统”。可见，水喷雾灭火系统是取代卤代烷系统的可行办法之一。

　　四　市场及应用情况

　　由于国内环保意识不强，现阶段在建的大部分工程项目还是采用卤代烷灭火系统，因而其取代产品的开发、研究不足，技术水平低下。前面所述的可取代卤代烷气体亦只能靠进口，价格昂贵，而水喷雾系统、泡沫灭火系统、循环洒水灭火系统能自行设计，安装的消防公司不多，经验亦不足，因而，一些不用卤代烷灭火系统的地方，多采用二氧化碳灭火系统取代。如深圳的地王商业大厦，就在发电机房、变电房等需气体消防的地方使用了十几套二氧化碳灭火系统。
　　相信，随着科技的发展，在科研及工程技术人员的努力下，新的、更有效、环保的灭火气体、灭火系统将会快出现。