機(jī)房常用的幾種氣體滅火系統(tǒng)
目前,在通信機(jī)房中比較常見(jiàn)的替代哈龍的氣體滅火系統(tǒng)(劑)有:
高低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷(FM200)滅火系統(tǒng)、三氟甲烷(HFC-23)滅火系統(tǒng)等。
二氧化碳滅火系統(tǒng)
二氧化碳滅火劑和滅火系統(tǒng)二氧化碳的滅火原理:氣體二氧化碳在高壓或低溫下被液化,噴放時(shí),氣體體積急劇膨脹,同時(shí)吸收大量的熱,可降低滅火現(xiàn)場(chǎng)或保護(hù)區(qū)內(nèi)的溫度,并通過(guò)高濃度的二氧化碳?xì)怏w稀釋被保護(hù)空間的氧氣含量,達(dá)到窒息滅火的效果。
二氧化碳滅火劑及滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):由于二氧化碳容易被液化,所以很容易罐裝、儲(chǔ)存,在制造技術(shù)上的難度小,同時(shí)其價(jià)格較為便宜,滅火時(shí),不污染火場(chǎng)環(huán)境,對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的被保護(hù)物不產(chǎn)生腐蝕和破壞作用,不僅可以撲救A、B、C類(lèi)火災(zāi),還能在高濃度下?lián)渚裙虘B(tài)深位火災(zāi),所以在撲救水和泡沫滅火劑無(wú)法保護(hù)的的場(chǎng)所,顯示了較好的功能。
二氧化碳滅火劑及滅火系統(tǒng)的缺點(diǎn):因二氧化碳滅火劑撲救火災(zāi)時(shí)需要34%~75%的滅火濃度,所以,二氧化碳滅火系統(tǒng)必須要使之液化才便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸。通常采用高壓儲(chǔ)存的高壓系統(tǒng)和低溫儲(chǔ)存的低壓系統(tǒng)。高壓儲(chǔ)存,在實(shí)際的應(yīng)用中,需要的瓶組數(shù)多,儲(chǔ)瓶間占地面積大,同時(shí)壓力過(guò)高,對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境的溫度要求比較嚴(yán)格,在夏季,尤其需要注意其因儲(chǔ)存環(huán)境溫度升高而導(dǎo)致的鋼瓶爆炸的危險(xiǎn)。所以,在設(shè)計(jì)時(shí),一般要求儲(chǔ)瓶間不可被陽(yáng)光直接照射。另外,二氧化碳高壓滅火系統(tǒng)還需要高壓氮?dú)怛?qū)動(dòng)方能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)啟動(dòng),系統(tǒng)的附屬配件多,一方面投資費(fèi)用提高,另一方面,由于附屬配件多,系統(tǒng)發(fā)生故障的機(jī)率增加,為維護(hù)帶來(lái)困難,同時(shí),由于高壓儲(chǔ)存,年泄漏率達(dá)到5%左右,在每年的補(bǔ)壓上也存在著相當(dāng)?shù)睦щy。應(yīng)用低壓系統(tǒng)則需要將溫度降低到-18~-20℃才能實(shí)現(xiàn)液化,所以需要外設(shè)制冷設(shè)備,造價(jià)相對(duì)高壓鋼瓶來(lái)說(shuō)增加,同時(shí)由于低壓系統(tǒng)的本身二氧化碳從液態(tài)氣化的過(guò)程中容易形成“干冰”,而干冰又能直接升華成氣體,在升華的過(guò)程中,氣體的體積成千上萬(wàn)倍的劇烈膨脹,對(duì)輸送管道帶來(lái)嚴(yán)重的破壞,這在上海大眾汽車(chē)廠、上海寶山鋼鐵廠的應(yīng)用中已得到驗(yàn)證。加之氣體在膨脹過(guò)程中還能產(chǎn)生靜電,有可能引起著火;另外使用二氧化碳的設(shè)計(jì)濃度太高,還有可能使未能從防護(hù)區(qū)安全撤離的人員發(fā)生窒息死亡。所以,二氧化碳滅火系統(tǒng)對(duì)經(jīng)常有人停留或工作的場(chǎng)所,不可設(shè)計(jì)、使用,可見(jiàn)使用二氧化碳滅火系統(tǒng),在應(yīng)用選擇上要予以慎重、全面地考慮。
七氟丙烷(FM200)滅火系統(tǒng)
FM200的基本情況:七氟丙烷HFC227ea的化學(xué)分子式為CF3CHFC3。FM200是一種較為理想的哈龍?zhí)娲铮瑢?duì)大氣臭氧層沒(méi)有破壞作用,消耗大氣臭氧層的潛能值OPD為零,但有溫室效應(yīng),其潛能值GWP=2050。FM200有很好的滅火效果,并被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署推薦,得到美國(guó)NF-PA2001及ISO的認(rèn)可。FM200的滅火機(jī)理:FM200的滅火機(jī)理與鹵代烷系列滅火劑的滅火機(jī)理相近,屬于化學(xué)滅火范疇,通過(guò)滅火劑的熱分解產(chǎn)生氟的自由基,與燃燒反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生支鏈反應(yīng)的H+、OH-、O2+活性自由基發(fā)生氣相作用,從而抑制燃燒過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)施滅火。
FM200滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):FM200具有良好的滅火效率,滅火速度快、效果好,滅火濃度(8~10%)低,基本接近哈龍1301滅火系統(tǒng)的滅火濃度(5~8%)。FM200滅火系統(tǒng)的缺點(diǎn):作為哈龍?zhí)娲铮艘紤]替代物本身的環(huán)保效應(yīng),也要考慮替代物本身的急性毒性和滅火時(shí)產(chǎn)生的其它物質(zhì)對(duì)保護(hù)對(duì)象的破壞作用。
毒性指標(biāo)可以用下列幾個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量,即:NOAEL、LOAEL、LC50。NOAEL:是未觀察到不良反應(yīng)的最高濃度,在此濃度下,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí),被實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未出現(xiàn)可以觀察到的不良反應(yīng)。任何滅火劑的設(shè)計(jì)濃度
小于NOAEL時(shí),可以認(rèn)為適用于有人區(qū)域或工作現(xiàn)場(chǎng)。LOAEL:是可以觀察到有害作用的最低濃度,在此濃度下,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)時(shí),被實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)可以觀察到毒性反應(yīng)。
FM200自身的設(shè)計(jì)要求:因FM200的儲(chǔ)存壓力為2.5MPa/4.2MPa,要求噴嘴的工作壓力為不小于0.8MPa,輸送距離不宜大于30米(2.5MPa)/45米(4.2MPa),所以在輸送距離上受到很大限制,應(yīng)用于組合分配系統(tǒng),特別是當(dāng)保護(hù)區(qū)多、輸送距離要求長(zhǎng)的工程,往往不能滿足。可見(jiàn),F(xiàn)M200在有人場(chǎng)所、精密儀器場(chǎng)所和遠(yuǎn)距離輸送場(chǎng)所的使用必須加以注意,對(duì)高溫裂解的產(chǎn)物HF給予重視,以免造成損失。
三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)
三氟甲烷滅火劑及滅火系統(tǒng)的基本情況;三氟甲烷不含有氯和溴原子,對(duì)大氣臭氧層的耗損潛能值為0,這一性質(zhì)完全符合環(huán)保要求,而且它也是一種對(duì)人體無(wú)害的潔凈氣體。三氟甲烷具有無(wú)色、微味、不導(dǎo)電等特點(diǎn),密度大約是空氣密度的2.4倍。
三氟甲烷滅火機(jī)理:三氟甲烷以物理和化學(xué)方式進(jìn)行滅火。主要是降低空氣中的氧氣含量,使空氣不能支持燃燒,從而達(dá)到滅火目的;在實(shí)際滅火中,滅火所需的三氟甲烷藥劑量并未使空氣中氧氣達(dá)到助燃點(diǎn)以下(例:當(dāng)滅火濃度為18%時(shí),空氣中的氧含量為17.8%),這一點(diǎn)可認(rèn)為在滅火過(guò)程中伴有化學(xué)反應(yīng),即滅火劑可能分離有破壞燃燒鏈反應(yīng)的自由基。
三氟甲烷滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):與二氧化碳相似,三氟甲烷的蒸汽壓力較高,但其液體密度較大,滅火濃度較CO2低,兩種滅火劑的儲(chǔ)存容器等級(jí)相近;與二氧化碳和七氟丙烷相比較,三氟甲烷的沸點(diǎn)低的多,只有-82℃,因此這種滅火系統(tǒng)對(duì)裝置的貯存間的要求就不會(huì)向二氧化碳、七氟丙烷那么苛刻,貯存間的最低室溫由其他滅火系統(tǒng)的0℃可以下降至-20℃,這對(duì)于我國(guó)北方的廣大區(qū)域和一些野外地區(qū)具有更好的適用性。
另外三氟甲烷(HFC-23)的毒性極低,國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)三氟甲烷的毒性進(jìn)行了研究,得出以下結(jié)果:三氟甲烷(HFC-23)在化學(xué)上和生物上都是非活性的,從動(dòng)物短期和長(zhǎng)期吸入包括組織測(cè)試表明,它對(duì)動(dòng)物的影響比哈龍1301小,1992年,杜邦公司資助了一項(xiàng)在犬類(lèi)身上的心臟致敏性試驗(yàn)研究,把犬放在三氟甲烷(HFC-23)含量達(dá)50%的環(huán)境中停留5分鐘,沒(méi)有任何心律不齊情況發(fā)生。甚至在體積含量達(dá)到80%時(shí),仍不致于導(dǎo)致動(dòng)物的心臟敏感。但如果是那么高的濃度的二氧化碳,保護(hù)區(qū)內(nèi)的人員已經(jīng)全部窒息,沒(méi)有生存的可能性,而三氟甲烷(HFC-23)就可以給出很寶貴的幾分鐘時(shí)間來(lái)逃生。并且從實(shí)際滅火試驗(yàn)可以看出,三氟甲烷(HFC-23)滅火速度比二氧化碳和IG541要快得多,可以說(shuō)瞬間就將火滅掉,而二氧化碳和IG541最起碼要一分半鐘的時(shí)間才能將火勢(shì)逐漸壓下去,能夠看到火勢(shì)是逐漸小下來(lái),最后才滅掉。與七氟丙烷滅火劑比較,在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),三氟甲烷產(chǎn)生的氫氟酸要比七氟丙烷的產(chǎn)生量少,對(duì)人的刺激小,如果是在規(guī)定的10s內(nèi)系統(tǒng)能夠噴放完的話,在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)幾乎聞不到刺激性味道,對(duì)電路板等精密設(shè)備的損害性小,并且三氟甲烷(HFC-23)滅火劑在制造工藝上比七氟甲烷簡(jiǎn)單,原料也比七氟甲烷(HFC-227)價(jià)格便宜,因此三氟甲烷(HFC-23)滅火劑批量生產(chǎn)以后其總體成本低于七氟丙烷(HFC-227)。三氟甲烷滅火系統(tǒng)的缺點(diǎn):因三氟甲烷的儲(chǔ)存壓力為4.7MPa,輸送距離不宜大于60米,所以在輸送距離上受到限制,應(yīng)用于組合分配系統(tǒng),當(dāng)保護(hù)區(qū)多、輸送距離要求長(zhǎng)的工程,要引起注意。
在工程應(yīng)用方面,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范,已有消防公司在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《三氟甲烷自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》提供給設(shè)計(jì)院作為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。廣西、江蘇、北京等地消防局組織編制各地地方設(shè)計(jì)規(guī)范,使三氟甲烷的工程應(yīng)用有了一定的參考依據(jù),有利于三氟甲烷自動(dòng)滅火系統(tǒng)在全國(guó)的迅速推廣。