干粉灭火剂的配方设计（共7篇）
干粉灭火剂的配方设计 篇1
由于笔者所在单位在烟草行业项目很多, 特别是烟厂和烟草物流等项目中设计很多。一般烟草配送仓库和储烟库空间相对较大, 对烟草这种不宜用水扑救的场所究竟采取何种灭火方式才是最佳选择, 现在设计行业和消防部门都有很多做法, 其中包括预作用自动喷水、细水雾和气体消防。这些技术手段在各种工程中均有采用。由于各地消防能力、气候条件等实际地域情况的差异, 大空间丙类库房内采取何种有效的消防形式各地却有不同的设计方法, 有的甚至大相径庭。
本文是立足于国家现行规范的基础上, 借鉴国内外先进消防技术及新型产品, 对烟草配送仓库等丙类库房确定一套或几套可靠的消防设施及设计方案以保证大空间建筑使用安全;并结合各地实际情况, 使此方面的专业人员能把握住不同大空间建筑的消防手段特征及发展趋势。
以下主要结合固定式燃气型超音速干粉自动灭火系统在烟草物流等项目中的应用对此系统做一下介绍。
1 设计依据
1) GB50116《火灾自动报警系统设计规范》;
2) GB50166《火灾自动报警系统施工及验收规范》;
3) DB 61/349-2005《固定式燃气型超音速干粉灭火系统设计、施工、验收规范》;
4) GA602-2006《干粉灭火装置》;
5) GB 16668《干粉灭火系统部件通用技术条件》;
2 灭火分区及灭火单元的划分
探测系统和灭火系统均遵循灭火单元的划分, 并一一对应, 一旦某灭火单元探测到火情, 则仅启动该单元对应的灭火装置群, 对发生火情的该单元进行消防保护。
3 工作原理
超音速干粉灭火系统不受空间容积大小的限制, 小空间可以采用全淹没的形式, 对于大空间可以采用局部保护的方式。不需要另外设置防火分隔措施, 不受防火区域开口面积的限制, 在室外风速不大于2m/s的情况下, 可以正常发挥其灭火效能, 1s内完成灭火。其灭火原理为装置喷发瞬间产生大量燃气, 通过超音速燃气发生器转化成超音速气流, 高速惰性气流能够在瞬间将干粉喷洒到6m以外的距离, 实现高速高效灭火。明火在瞬间被扑灭后, 喷射出的干粉能够绕过层层码垛的物资和货架, 弥漫于空间中, 通过隔绝氧气和覆盖的方式, 起到灭火效果。在火灾形成初期, 探测系统及时发现火情, 并反馈到控制系统, 启动相应单元的灭火系统时, 火情就能够被完全控制并熄灭。
4 技术优势
干粉属于环保型灭火剂, 不存在二次污染的问题, 易于清理。传统的气体灭火系统要求最大防火空间不宜超过500m。超音速干粉灭火系统最新的设计理念充分考虑市场价值, 无管网、无内压, 长期储存, 5年内免维护, 施工简便。在灭火系统处于长期待命状态的情况下, 系统为零消耗。
超音速干粉灭火系统可以与任何一种自控系统对接, 构成全自动消防灭火系统。根据DB 61/349-2005《固定式燃气型超音速干粉灭火系统设计、施工、验收规范》要求, 在物流库房内设灭火装置, 用来对货架各范围内的物资进行保护。
5 系统构成
超音速干粉自动灭火系统是由多套例如FZXA/C型固定式燃气型超音速干粉自动灭火装置组合使用通过控制接口 (延时分配器) 与各种火灾自动报警控制系统联合使用, 达到自动报警启动灭火。系统主要由火灾自动报警系统、干粉灭火系统组成。
6 控制方式
超音速干粉灭火系统的控制有自动控制、手动控制二种启动方式:1) 灭火系统采用自动控制时, 即某区有火情时, 报警系统报警自动启动该区灭火装置 (控制器在自动位时) ;2) 灭火系统采用手动方式时, 即某区有火情时, 可通过手动方式在现场按下紧急启停按钮而直接启动灭火装置灭火或在控制室用报警控制器启动该区灭火装置实施灭火。无论何种启动方式, 灭火装置动作后均返回信号给自动报警控制器。库房内有人作业或有人值班的情况下, 应将控制器设在手动位置, 无人时可切换到自动位置。
7 施工要求
1) 灭火系统与火灾自动报警系统联动控制及其它消防系统组成集中控制的自动灭火系统时施工要求按GB50166的规范执行;
2) 灭火系统中使用的灭火装置、控制接口、材料及元器件具有出厂合格证, 安装前按设计要求查验规格、型号、数量;
3) 用于连接固定灭火装置的支架、吊架应设防晃支吊架, 其安装应稳固、位置正确、不得有松动;
4) 安装控制接口时, 先安装后盖然后固定印刷板, 最后进行导线连接。控制接口的安装尽量靠近防护区;
5) 灭火装置安装后, 严禁擅自拆卸, 未经消防部门许可, 严禁变动其安装位置;
6) 灭火装置引发器的引线必须保持短路, 直到工程验收合格后, 方可接入灭火系统;
7) 采用专用接地装置时, 接地电阻不应大于4Ω, 采用共用接地时, 接地电阻不应大于1Ω;
8) 灭火装置启动线选用ZR-RV1.0mm;
9) 灭火装置的电线铺设采用封闭线槽或穿金属管线。
8 设计体会
通过笔者最近几年的所设计项目的总结和体会, 认为应该加强对一些特殊的大空间建筑应积极进行性能化评估的工作, 这个在设计过程中一些参与人员所容易忽视掉的。比如上述的固定式燃气型超音速干粉自动灭火系统, 规范中并没有明确此系统的设计地点及设计方法, 只是根据当地的地方标准进行设计进行。但是如果没有规范要求及地方标准支持的, 如何才能达到满足特殊建筑消防的问题, 那只能通过性能化评估进行。
在传统的建筑防火及消防设计中, 设计人员只需要按照规范条文的要求按部就班地进行设计, 对于设计所要达到的最终安全水平或目标并不明确。而对于像类似烟草物流等丙类库房建筑而言, 对建筑物的防排烟量的确定, 大空间报警系统、自动灭火系统的确我国现行规范没有加以明确。在性能化防火设计中, 设计人员必须结合具体建筑物形式, 准确地把握防火安全设计目标。在确定防火安全设计目标后, 设计人员可根据建筑物的各种不同空间条件、功能要求、及其他相关条件, 自由选择达到防火安全目标而应采取的各种防火措施并将其有机地结合起来, 构成大型建筑的总体防火设计方案。一般来说, 防火设计可以分为保护生命安全、保护财产安全、保护建筑物的使用功能或服务的连续性、保护环境不受火灾的有害影响四大目标。针对不同的建筑功能要求, 上述不同侧重的目标去确定性能设计的边界条件值是大空间建筑物性能化防火设计方法的核心所在。
性能化规范主要解决一些功能复杂、建筑空间超大的特殊建筑的设计, 处方式规范对于大量存在的常规建筑的防火设计则更加适合且简单方便。处方式的设计方法是长期以来人们与火灾斗争过程中总结出来的防火灭火理论的实践体现, 在规范建筑物的防火设计、减少火灾造成的损失方面起到了重要作用。因此, 性能化规范是处方式规范的补充, 性能化设计方法不能完全替代处方式设计方法, 就目前我国建筑设计的现状来看, 在相当长的一段时间内, 在处方式规范的基础上, 性能化设计将得以逐步完善与发展, 两者将会并存。
处方式设计方法存在一定的局限性, 特别是针对大空间多功能特殊建筑它不能很好地满足新材料、新结构、新工艺、新方法在此类公共建筑中的实际应用。性能化设计方法具有目标性、灵活性、综合性的特点, 为大型建筑物设计过程所出现的新问题提供了一种新的解决方案。两者的安全目标一致, 但解决问题的方式和手段不同。
9 结论
在中国, 随着大跨度、大面积的建筑日益增多、建筑要求不断提高、建筑材料迅猛发展, 以及大空间消防产品在一些机场、体育馆和展览馆等建筑上的成功应用, 各种各样形式的大空间消防产品正在被设计工作者所熟知和掌握。
由于本大空间建筑的形式很多, 而且并没有成熟的设计规范所配套, 给设计工作带来了很多困难。因此建议设计人员在今后的设计中要有超前意识, 在造价提高不多的情况下合理的选择合适的消防产品, 使设计在较长的时期内都能保持先进性。
摘要：现阶段的消防形式很多, 包括水消防、气体消防、液体消防等, 尤其以气体消防的应用越来越广泛, 已经涉及到很多领域。本文着重讨论一种新兴气体消防形式—固定式燃气型超音速干粉自动灭火系统的特点及应用情况。
关键词：气体消防,智能消防,超音速干粉
参考文献
[1]赵锂, 王耀堂.建筑给水排水设计手册.
[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.
[3]《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005.
干粉灭火剂的配方设计 篇2
1.1 干粉灭火剂的灭火效应
干粉灭火剂具有灭火效率高、速度快、干粉基料来源广泛、价格低廉、对人畜无毒或低毒、对环境影响小、适用范围广等优点, 目前在手提式和固定式灭火系统上得到广泛的应用。国内应用的干粉灭火剂主要是ABC类和BC类干粉。但目前使用的干粉灭火剂粉末颗粒能常在10~75μm之间, 这种粒子弥散性相对较差, 比表面积也相对较低, 因而定量的粉末所具有的总比表面积较小, 单个粒子的质量较大, 沉淀速度较快, 且粒子受热分解的速率较慢, 导致其捕获自由基或活性基团的能力有限, 其灭火能力也就十分有限;多数干粉灭火剂有亲水性, 因而能够吸潮、结块、成球。向燃烧区投放粉剂很复杂, 难于从储粉罐中取粉以供给压喷装置, 难于使粉剂具有大储备量的机械能 (粉剂不能在泵中和增压系统中工作) , 粉剂难以用管道输送和以“自由散开”状投向燃烧区口。因此, 取粉、输送粉和向燃烧区投粉, 多半是使用气动输送方法, 在这种情况下, 主气与粉末混合物的最大喷射射流距离, 手提干粉枪很少超过10~15m, 带架干粉枪不超过20~25m, 而粉剂输送管的长度不应超过50~60m。为防止干粉灭火剂受潮, 使用各种处理方法, 如加添加剂以防止结块和提高粉粒的滑动性, 使粉剂具有流动性质, 属于这种添加剂的有金属硬脂酸盐 (硬脂酸铝、硬脂酸铁或硬脂酸镁) 、硬脂酸和石墨。为了加工粉剂, 需使用聚硅氧烷液体, 或添加滑石粉和熔剂等。
1.2 干粉灭火剂在应用中存在的问题
干粉灭火剂能非常有效地灭掉有焰燃烧, 但是在火灾猛烈的条件下, 被干粉扑灭的燃烧物质经过20~30s能发生复燃, 火场还会以原有强度重新燃烧起来。因此, 尽管干粉的控火能力极强, 而防复燃的能力依旧稍显不足。
2. 泡沫灭火剂的应用
2.1 泡沫灭火剂的灭火效应
泡沫灭火剂是通过化学反应或机械方法产生泡沫进行灭火的药剂。当火灾发生时, 使用泡沫灭火剂将其迅速漂浮、附着于燃烧物质表面, 与空气隔绝可以达到灭火目的, 另外泡沫的使用可以阻断燃烧物与空气的接触, 达到降温的作用并稀释了燃烧物的浓度, 降低了燃烧反应的化学速率而达到灭火的作用。
2.2 泡沫灭火剂在应用中存在的问题
泡沫的防复燃能力极强, 而控火能力相对有限, 泡沫灭火剂存在稳定性差、抗烧时间短、不能扑救电气设备火灾等不足。如用泡沫扑救溢散的易燃液体、可燃液体火灾的效果较差, 这是由于泡沫在火焰作用下受到很大破坏的缘故。
3. 干粉灭火剂与泡沫灭火剂的联用
3.1 干粉、泡沫联合应用灭火系统的灭火原理
当被保护的场所发生初始火灾时, 开启动力气瓶, 通过减压阀向储存装置供气后, 氮气即携带干粉喷向火源, 干粉接触燃烧物时, 细微的干粉颗粒与燃烧物起化学反应, 捕捉活性氢氧离子, 生成不活泼的水, 可将火焰从其根部切断与燃烧物的联系, 从而中断燃烧的连锁反应。泡沫喷向燃烧物的表面后, 迅速流动, 很快在燃烧物表面上展开, 形成一层很薄的膜, 覆盖于燃烧物表面, 使燃烧物与空气隔绝, 阻止可燃蒸气升腾, 有效地防止了燃烧物的复燃。例如, 事先用干粉灭火剂扑灭易燃、可燃液体的溢散地段火焰, 接着喷射泡沫能够有效地防止该地段复燃。两种不同灭火剂 (粉末和泡沫) 的灭火机理的配合, 比如扑救复杂的机场火灾, 会得到良好的结果。这是扑救机场溢散的易燃、可燃液体火灾的干粉、泡沫联用专用消防车的根据。将这两种灭火系统联合使用, 扬长避短, 形成双系统灭火, 不仅灭火性能良好, 而且适用面广, 可面向石油、化工、冶炼等行业, 可在储运、机场、油田、海上钻井平台、仓库、变电站等场所推广应用。
3.2 干粉、泡沫灭火机联合应用灭火时存在的问题
从以上的灭火机理可以看出, 要能迅速灭火, 又能有效地防止复燃, 就应该采用干粉、泡沫联用灭火。需要指出的是, 一般干粉不能与蛋白泡沫联用, 这是因为干粉中所用的防潮剂 (如硬脂酸镁) 对泡沫有很大的破坏作用, 两者一经接触, 泡沫就会很快被破坏而消失。
氟蛋白泡沫则由于氟碳表面活性剂的作用, 具有抵抗干粉破坏的能力。蛋白泡沫中含有表面活性剂时, 有明显的抗干粉破坏的能力;当其含量达到1.5%~2%时, 与干粉就有良好的联用性。因此, 氟蛋白泡沫灭火剂可与各种干粉联用, 且均能取得良好的灭火效果。干粉灭火剂灭火速度快, 可以迅速压住火势;泡沫则覆盖在油面上能防止复燃。两者联用时, 充分发挥各自的长处, 即可将火迅速扑灭。
3.3 关于干粉、泡沫两种灭火器互改问题
在消防监督检查中, 笔者发现有些单位存在不同类型干粉灭火器灭火剂的互改问题。这一互改现象在市场上已有使用, 从经济角度上讲, 这种做法可以考虑, 从技术上也有一定的可行性, 但同时也存在一些问题。《灭火器维修与报废规程》第6.6.5 条规定, 灭火器不得从一种类型转换成另一种类型, 任何一种灭火器均不得转换充装不同种类的灭火剂。
在《手提式灭火器通用技术条件》和《手提式干粉灭火器》 (储压式和储气瓶式) 的技术标准中, 未就碳酸氢钠 (BC类) 与磷酸铵盐 (ABC类) 干粉灭火器做出区别性技术要求, 特别是在灭火器的机械强度、抗腐蚀性能、结构要求等物理条件上没有不同限制要求。从“标准”对碳酸氢钠与磷酸铵盐两种灭火剂要求的物化性能对比来看, 两者的含水率、斥水性、针入度等相近, 结块趋势相同;两者虽具有酸碱性, 但因含水量少且均为弱酸碱性, 所以对钢质筒体的腐蚀能力极弱, 实际影响很小;在实践生产中, 大多数生产厂家 (特别是现在的厂家) 生产相同规格BC类干粉灭火器与ABC类干粉灭火器时, 均使用了相同规格的灭火器筒体及配件, 因此从技术角度上讲, 两种相同规格的灭火器可以互换灭火剂量。
但是, 碳酸氢钠与磷酸铵盐两种干粉的松密度不同, 相差约0.4L/kg, 常用的5 k g灭火器的磷酸铵盐灭火剂体积比碳酸氢钠约大2L。我国原先主要生产碳酸氢钠干粉灭火器, 一些老型灭火器筒体容积较小, 更换为磷酸铵盐灭火剂时, 将不能容下相同规格数量的灭火剂。特别是不同规格的灭火器更是如此。此外, 即使容积可以满足灭火剂要求, 但由于磷酸铵盐干粉占用的空间, 减少了驱动气体的可用空间 (储气瓶式除外) , 仍充入相应标准压力的氮气, 则气体总量减少, 这将直接影响灭火器的有效喷射时间和喷射剩余率。
参考文献
[1]徐晓楠.灭火剂与应用.北京:化学工业出版社.2006
[2]周文英, 邵宝州, 陈丽.干粉灭火剂生产概述.消防技术与产品信息.2 0 0 3, 12 (3)
非贮压干粉灭火装置的改进 篇3
非贮压干粉灭火装置可分为有管网预制灭火装置、悬挂式灭火装置以及采用火箭发射方式的森林灭火装置。笔者主要介绍和分析无管网灭火系统中干粉、超细干粉非贮压悬挂式灭火装置 (以下简称非贮压灭火装置) 的性能特性及改进措施。
1非贮压灭火装置结构、控制原理、特点及灭火性能
1.1 灭火装置结构
干粉非贮压灭火装置主要由装有干粉或超细干粉及气体发生剂的壳体 (或罐体) 、热引发器、电引发器、铝箔喷口等组成。目前国内生产的几种非贮压干粉灭火装置主要类型见图1所示。
1.2 非贮压灭火装置工作控制原理
灭火装置采用热引发启动和电引发启动方式。当防护区或保护区发生火灾, 热敏线迅速传递火灾信号, 热引发器动作, 引发灭火装置内气体发生剂瞬间产生高压气体, 推动灭火剂从铝箔喷口喷出灭火;或火灾报警系统探测到火灾后, 火灾报警控制器输出启动信号, 灭火控制器输出电流, 启动灭火装置喷放灭火剂灭火。带有独立探测启动器的灭火装置, 当探测到防护区或保护区发生火灾时, 探测器内电路接通, 灭火装置也自动启动喷放灭火剂灭火。
1.3 非贮压灭火装置的优点
(1) 采用固化物燃烧或化学反应产生气体驱动灭火装置内灭火剂喷射, 灭火剂贮罐内平时不充带压驱动气体 (惰性气体) , 其灭火剂贮罐体积比贮压灭火装置小, 便于安装。
(2) 因灭火剂贮罐内不带压力气体, 可以省去灭火装置的检漏装置 (或压力表) 。维护检查时省去了逐具检查压力表的程序, 也免除了贮压灭火装置压力泄漏之虑。
(3) 可以在-20 ℃以下的寒冷环境中使用。
1.4 非贮压灭火装置的缺陷
(1) 灭火装置启动喷放灭火剂时有很大的冲击力, 且伴有瞬间大于90 dB的巨大响声, 多具同时启动, 可对防护区的维护结构及保护对象产生破坏, 对人员的安全造成威胁。 试验证明, 干粉灭火剂喷放时, 冲击力以使灭火剂喷射流迅速穿进火焰为佳, 而不是越大越好。喷射冲击力太大, 必然造成单位体积灭火剂喷射时间过短, 使应被扑灭的火灾难以扑灭。扑救易燃液体火灾时, 易造成液体飞溅, 形成难以扑灭的流淌火。
(2) 灭火装置喷射时间过短 (<1 s) 。如果充装普通磷酸铵盐ABC干粉或超细干粉灭火剂, 扑救A类火灾效果不理想, 和贮压灭火装置相比, 有很大差距。A类火燃烧时表现为有焰燃烧和无焰燃烧 (阴燃) , 无焰燃烧不扑灭, 很快会发展成为有焰燃烧。有焰燃烧遵循燃烧链式反应的规律, 普通磷酸铵盐ABC干粉类灭火剂对终止有焰燃烧的链式反应有良好的性能, 其速度是水的40倍。磷酸铵盐ABC干粉类灭火剂之所以能扑灭无焰燃烧, 主要是磷酸铵盐干粉粒大量辅敷于燃烧固体物的表面形成炭化层, 炭化层隔热, 减弱火焰对固体燃烧物的热辐射, 并隔离固体物与空气的联系, 而使无焰燃烧熄灭。因此ABC干粉灭火剂用于扑灭固体火灾时需要维持一定喷射时间, 以使一定量的灭火剂粉粒敷设于固体表面, 防止固体物复燃。非贮压灭火装置由于喷射时间短, 喷射时灭火剂有一部分未参与热反应, 辅敷于灼热固体物上就大量落于地面或流失, 因而达不到扑灭无焰燃烧的理想效果。而贮压灭火装置喷射时间比非贮压灭火装置长得多, 充装5 kg磷酸铵盐ABC干粉或超细干粉灭火剂的贮压灭火装置有效喷射时间>4 s, 因此扑救A类火灾效能明显优于非贮压灭火装置。试验结果证明, 充装同样类型ABC超细干粉灭火剂灭A类火时, 贮压灭火装置比非贮压灭火装置至少大2个级别。
扑灭不同类型的火灾, 及使用不同类型干粉、超细干粉灭火剂, 有效喷射时间应取最佳值。全淹没灭火要求在防护区内灭火剂达到灭火浓度的时间越短越好, 因此灭火装置有效喷射时间相对局部应用时间可以短一些。但喷射时间过短 (<1 s) , 势必使灭火剂喷射不均匀, 造成防护区内的灭火剂达不到灭火浓度。局部应用灭火时, 灭B类火有效喷射时间可相对缩短。而灭A类火、使用普通磷酸铵盐灭火剂时, 如果时间过短 (<1 s) , 无焰燃烧 (阴燃) 不易熄灭, 很快又复燃。
(3) 灭火装置喷射灭火剂时呈圆柱状, 不能充分分散, 在防护区或保护范围存在分散不均匀问题, 灭火效能差。特别是桶状或碗状灭火装置, 喷口直径与灭火剂贮罐一样大时, 灭火效能与贮压灭火装置相比有很大差距。图2为非贮压灭火装置灭火剂喷射状态;图3为贮压灭火装置灭火剂喷射状态。
1.5 非贮压灭火装置灭火性能
1.5.1 非贮压灭火装置全淹没应用试验情况
全淹没应用即在规定的时间内向防护区释放一定浓度的灭火剂, 并使其均匀地充满整个防护区, 使火熄灭的应用方式。全淹没灭火试验的方法在GA602-2006《干粉灭火装置》中已有规定。试验证明, 非贮压灭火装置喷放干粉或超细干粉灭火剂熄灭两角空中火罐主要靠喷射到地面的灭火剂反弹空中后灭火, 喷射状态见图4所示。
由于非贮压灭火装置喷射时间短, 且喷射呈圆柱形, 喷射时冲击力大, 一部分超细干粉被强大的气流柱压紧于地面, 难以反弹起来, 没有参加全淹没灭火, 因此非贮压灭火装置比充装同样类型、同等质量超细干粉灭火剂的贮压灭火装置保护空间小。试验证明, 非贮压灭火装置的保护空间约为贮压灭火装置保护空间的1/2。
1.5.2 非贮压灭火装置局部应用试验情况
局部应用即向保护对象或认为危险的区域直接喷放灭火剂灭火的应用方式。灭火装置 (或灭火系统) 局部应用的设计方法分为面积法和体积法, 这是国家有关标准和国外先进标准比较一致的分类法。前者适用于着火部位为平面的情况, 后者适用于采用面积法不能使所有表面被完全覆盖时。
(1) 非贮压灭火装置保护面积情况。
在实际应用中, 保护对象着火部位为平面时, 通常为B类火灾 (液体火灾或可熔化固体火灾) , 如淬火油槽及其他敞开的液体容器等。《干粉灭火装置》灭火级别的检验方法, 完全可以证明灭火装置局部保护应用中的保护范围大小或在局部应用中保护的效能高低。
从实际灭火试验可以看出, 充装同种类型、同等质量超细干粉灭火剂, 非贮压超细干粉灭火装置的灭火级别比贮压灭火装置要低30%～50%。究其原因, 主要是非贮压灭火装置存在三个方面问题:一是该类灭火装置喷
射呈圆柱状, 相当一部分灭火剂喷射在非常小的范围, 灭火剂的分散性能差, 造成保护范围小;二是喷射时间短, 灭火剂不能充分分散, 有相当部分没有参与灭火反应;三是灭火装置喷射时有很大冲击力, 如3 kg以上充装量的灭火装置安装高度不能低于5 m, 否则容易使液体飞溅, 造成流淌二次火, 灭火装置离保护对象距离过长, 灭火剂喷射后有相当部分流失, 也造成了保护范围小。以上这些原因, 造成了非贮压灭火装置的灭火级别要比贮压灭火装置小得多, 如一种充装2 kg普通磷酸铵盐超细干粉非贮压灭火装置, 通过检验灭火级别为:18B、1A;而通过检验的一种0.4 kg HLK超细干粉贮压灭火装置灭火级别就达21B、1A。
(2) 非贮压灭火装置保护体积情况。
由于非贮压灭火装置存在上述的三个原因, 不仅使保护面积比贮压灭火装置小, 其局部应用的保护体积也比贮压灭火装置小。试验证明, 局部应用的灭火成功的先决条件是喷射产生的有效灭火粉雾把保护区域或保护物完全覆盖。非贮压灭火装置灭火剂喷射后, 由于灭火剂分散性不佳, 要使具有有效灭火浓度的粉雾完全覆盖保护区或保护对象就需增加灭火剂量。
综上所述, 非贮压灭火装置与贮压灭火装置相比, 全淹没应用时存在着保护空间小, 局部保护应用时存在保护面积及保护区域小等有待解决的一系列问题。
2非贮压灭火装置的改进
2.1 非贮压灭火装置改进思路
贮压灭火装置靠贮存于灭火剂贮罐内的压力惰性气体推动灭火剂喷放灭火, 非贮压灭火装置靠贮存于灭火剂贮罐内的固体燃烧或化学反应产生压力气体, 推动灭火剂喷放灭火。在灭火剂驱动原理上, 两者的原理基本相同。两者之间在灭火性能上存在很大的差距, 主要是在气体发生剂的性能、喷口的大小、喷射冲击力、喷射时间、灭火剂分散情况以及罐体的物理形状等物化参数上有差别。因此, 只要在这几个方面进行综合改进, 可有效地提高非贮压灭火装置的灭火性能和安全性能。
2.2 非贮压灭火装置的改进措施
2.2.1 充装高效灭火剂
充装适用于非贮压灭火装置的高效灭火剂, 是提高该类灭火装置灭火效能的有效途径。ABC超细干粉灭火剂是适于非贮压灭火装置充装的理想灭火剂。
(1) ABC超细干粉灭火剂灭火效能≤150 g/m3, 普通ABC干粉灭火剂灭火效能为550～650 g/m3。ABC超细干粉灭火剂灭火效能是普通ABC干粉灭火剂的4～6倍。
(2) 超细干粉灭火剂的粒径细, 其90%的粒径为20 μm, 适合充装于非贮压灭火装置中。经测试, 非贮压灭火装置的出口压力为3～4 MPa, 具有很大的冲击力, 这是非贮压灭火装置在灭B类火时使液体飞溅, 造成流淌火的原因。超细干粉粒径、质量小, 可有效减缓非贮压灭火装置喷射时的冲击力。
(3) 超细干粉灭火剂具有良好的弥散性, 可有效改善非贮压灭火装置喷射时间短、灭火剂不能充分分散缺陷。
2.2.2 改进固气转换剂提高喷射性能
如前所述, 目前国内外的非贮压灭火装置均以固气转换剂 (也称气体发生剂) 燃烧迅速产生气体, 驱动灭火剂喷放灭火。因此, 气体发生剂的化学性能在非贮压灭火装置中起着非常重要的作用。
贮压灭火装置的灭火性能好, 其中一个重要原因是喷射时间长, 灭火剂分散性好, 灭火剂利用率高。一具充装5 kg、充装压力为1.2 MPa的超细干粉贮压灭火装置, 喷射时喷口压力为1.2 MPa, 有效喷射时间为3～4 s。而一具同样充装量的非贮压超细干粉灭火装置, 喷射时喷口压力约4 MPa, 喷射时间≤1 s。因此改进气体发生剂的燃烧性能和方式, 控制气体发生剂的燃烧速度, 可有效延长非贮压灭火装置的喷射时间, 同时也有效缓解非贮压灭火装置喷射时响声过大, 冲击力过大的问题, 使非贮压灭火装置的灭火效能和安全性能进一步提高。
2.2.3 使用球形贮存容器
桶状、盆状或碗状非贮压灭火装置的喷口直径与灭火装置一样大, 试验结果证明这类灭火装置的喷射性能不理想: (1) 不能贮存气体, 不可能达到延长时间的目的; (2) 灭火剂喷射呈柱状, 不能使灭火剂充分分散。
理论和试验均证明, 非贮压灭火装置宜使用球形罐体, 该罐体可贮存气体发生剂产生的气体, 使喷射时间得以延长。
除了灭火剂贮存容器外, 喷口的大小也是制约非贮压灭火装置喷射性能的一个重要因素。理论和试验均证明, 在灭火剂量和驱动气量一定的条件下, 喷口的直径与喷射时间呈反比的关系, 见图5所示。
贮压灭火装置的喷口比非贮压灭火装置小得多, 因此喷射时间比非贮压灭火装置长得多。非贮压灭火装置采用铝箔密封为便于启动释放, 需采用特殊的喷口装置, 以适应非贮压灭火装置便于启动释放的要求, 应尽量减小喷口直径, 以达到延长喷射时间、改进喷射性能的目的。
另外喷口装置上需加装溅粉装置, 以使灭火剂扩大喷射的覆盖范围, 并分布均匀。
2.3 非贮压灭火装置综合改进的效果
灭火装置里充装复合型HLK超细干粉灭火剂, 该灭火剂90%粒径小于20 μm, 由于其粒径小, 单位体积中的粒子比表面积也大大增加, 喷放形成的粉雾 (冷气溶胶) 与火焰相混合, 有效地降低火焰对燃烧物表面的热辐射, 瞬间使火焰的温度降低, 使燃烧缓慢。该灭火剂经检验最小灭火浓度小于0.06 kg/m3。灭火剂既可全淹没应用灭火, 又可局部保护应用灭火。
灭火装置使用一种专用气体发生剂, 该气体发生剂根据HLK超细干粉灭火剂贮存容器的容积计算使用量, 使其产生的气体压力在定量的容积里为2 MPa左右。气体发生剂装于专用气体发生装置中, 气体在产生过程中可对灭火剂拌动, 使气粉充分混合。灭火装置释放灭火剂时喷射时间能有效延长, 喷口压力≤2 MPa。
灭火装置的喷口使用符合非贮压灭火装置特性的喷口装置, 喷口装置由缓冲机构和溅粉装置组成。缓冲机构用于减缓气粉混合流释放时的冲击力, 溅粉装置使气粉进一步混合, 并向四周分散, 形成喷射粉雾, 扩大粉雾的覆盖范围。用改进后的非贮压灭火装置分别做保护空间、B类火灭火级别、A类火灭火级别试验, 其各项性能明显提高。表1为HLK非贮压灭火装置的主要技术参数。表2为HLK贮压灭火装置的主要技术参数。
从表1与表2的技术参数可以看出, 改进后的非贮压灭火装置的主要性能指标已很接近充装同类灭火剂的HLK贮压灭火装置的性能。
参考文献
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干粉灭火剂的配方设计 篇4
燃气驱动型干粉灭火装置可自成系统, 不需充装带压驱动气体, 无需管网, 便于安装。采用固化物燃烧或化学反应产生气体驱动灭火装置内干粉灭火剂喷射, 达到灭火目的。该装置的干粉喷放速度是一项重要参数, 制约着灭火装置的灭火性能, 速度过小, 则干粉的输送距离较短, 且干粉输送力度不足以切入火场, 无法达到灭火要求;速度过快, 喷放冲击力太大, 单位体积干粉灭火剂喷放时间短, 不易扑灭火灾, 且扑灭易燃液体火灾时, 易造成液体溅射, 形成难以扑灭的流淌火。而决定干粉喷放速度的主要因素是动力装置产生气体的速度和灭火装置喷口直径。动力装置主要由燃气室、固体产气剂、冷却过滤层、产气喷口几部分组成, 其中, 影响动力装置气体产生速度的主要因素有产气喷口尺寸和固体产气剂燃速。
笔者主要研究动力装置产气喷口直径和固体产气剂燃速对动力装置产气速度的影响, 通过调节产气喷口尺寸及产气剂配方配比, 并结合灭火装置实际灭火效果, 找出最佳的产气喷口直径和固体产气剂配方组合, 使干粉灭火装置拥有良好的灭火性能。
1 试验及结果
1.1 固体产气剂组分对燃速的影响
1.1.1 固体产气剂配方
为提高产气剂的气体利用率, 保证单位质量产气剂生成的气体较大, 试验所用固体产气剂是一种红褐色粉末颗粒, 由氧化剂、可燃剂、粘结剂和敏化剂按照-10%氧平衡配制, 并添加催化剂, 其具体成分 (质量分数) 如表1所示。
1.1.2 试验方法
试验装置:产气剂药柱 (自制) 、计时器、启动电源、电点火头。
取70g产气剂压制成圆柱形药柱, 侧面包覆阻燃橡胶, 将电点火头固定在药柱某一端面, 用启动电源启动电点火头, 点燃药剂, 用计时器记录药剂开始燃烧到燃烧结束的时间, 从而计算产气剂质量燃速, 如图1所示。
1.1.3 结果及分析
每组数据测量3次, 取平均值, 结果如图2所示。
由图2可知, 催化剂的添加大大促进了产气剂的燃速, 随着催化剂质量分数增加, 固体产气剂的燃速增大, 催化剂质量分数在1.87%以内时, 燃速随其增加迅速增大, 当质量分数大于2.78%后, 燃速增加速率减缓。这主要是因为催化剂可以降低氧化剂的分解温度并促进氧化剂的分解, 从而提高药剂燃速。
虽然催化剂质量分数的增加可以大大提高产气剂燃速, 但由于产气剂组分中气体的生成组分主要是氧化剂和可燃剂, 同等质量的产气剂中催化剂含量的增加将使其产气量减少。因此, 在不添加太多催化剂含量的情况下, 只能通过调整产气喷口直径达到增加燃速的目的。
1.2 动力装置产气速度试验
1.2.1 动力装置结构
动力装置如图3所示, 主要包括装置外壳、产气喷口、冷却过滤层、产气剂药柱、电点火头。
试验选用不同配方的固体产气剂为试验对象, 通过改变动力装置产气喷口尺寸, 测试产气喷口直径对动力装置产气速率的影响, 喷口直径为12、14、16、18、20mm。
1.2.2 试验方法
实验器材:动力装置、计时器、启动电源。
取70g产气剂药柱, 装入壳体中, 将电点火头固定药柱端面, 用启动电源启动电点火头, 点燃药剂, 用计时器记录药剂开始燃烧到燃烧结束的时间, 从而计算产气剂质量燃速。
1.2.3 结果及分析
试验结果如图4所示。
由图可知, 动力装置的产气速率随产气喷口直径的增大而降低, 当产气喷口直径小于14mm时, 动力装置产气速率非常迅速;而高燃速的产气剂, 产气喷口直径对产气速率的影响更大, 当产气喷口直径减小到14mm以下时, 燃速高的产气剂发生爆燃现象。由于喷口直径制约着装置内气体的释放速率, 当喷口较小时, 气体来不及释放, 在装置内形成压力。为了更好地理解燃速变化原因, 由于该装置结构跟固体火箭推进器类似, 笔者引用了燃速定律半经验公式, 如式 (1) 、式 (2) 所示。
式中:m为药柱的质量燃速, g/s;ρ为药柱的密度, g/mm3;d为药柱直径, mm/s;r为药柱的线性燃速, mm/s;P为燃烧室压力, kPa;a1为燃速系数, mm/s;b1为燃速系数, mm/ (kPa·s) 。a1、b1均为常数, 取决于药剂性质、装药初温和燃烧室的压力范围。
根据式 (1) 、式 (2) 可知, 在其他条件一定的情况下, 燃速m和压力P成正比。喷口直径的减小使燃气的释放变慢, 导致燃烧室压力增大, 加快了药剂的燃烧速度;燃速的增大又进一步提高了燃烧室的压力, 当喷口减小到一定范围时, 燃烧速度及燃烧室压力在相互影响下急剧增大, 当压力超过药柱的承受压力时, 药柱破碎, 将导致爆燃。
因此, 为保证灭火装置的安全稳定性, 产气喷口不宜太小。
2 实际灭火性能试验
通过对试验结果的分析对比, 加大催化剂质量分数和减小动力装置产气喷口都能增加动力装置的产气速率。但是, 一方面从产气剂产气利用率方面考虑, 催化剂的含量不能太高;另一方面, 从安全角度考虑, 动力装置的产气喷口不宜太小。
为了找出较优组合, 试验将动力装置和干粉灭火装置结合起来, 进行实际的灭火试验。选定配方3、4、5、6, 结合不同直径喷口进行试验, 该灭火装置内装8kg ABC超细干粉灭火剂, 悬挂在9m高度进行灭火试验。所做灭火试验均按照GA 602-2006规定进行, 每项试验进行3次, 结果如表2所示。
由表2可知, 灭火装置的灭火能力不与动力装置的产气速度成正比, 根据试验现象分析, 因为产气速度过快时, 干粉的喷放强度过大, 容易造将B类油盘火中的汽油溅出油盘, 造成复燃, 如第10组试验;当产气速度较小时, 干粉的喷放力度较小, 由于油盘火的火焰区域内部压力很大, 干粉无法切入火场达到灭火效果, 其灭火能力就差;第4、8组的灭火能力最强, 其动力装置产气速度约为18g/s, 但第8组试验后装置内残留粉比第4组多。
通过调节产气剂燃速和产气喷口直径, 可改变燃气驱动型干粉灭火装置的灭火能力, 考虑经济性、固体产气剂及干粉灭火剂利用率, 动力装置采用16 mm产气喷口, 使用配方3产气剂时, 灭火装置的各方面性能最优。
3 结论
(1) 产气剂的燃速随组分中燃速催化剂含量的增加而增大。
(2) 动力装置的产气速度与产气剂燃速成正比, 与产气喷口直径成反比。
(3) 动力装置的产气量与产气速度影响着灭火装置的灭火性能。
参考文献
[1]王玉晓, 蔡芸.超细干粉自动灭火装置在民用建筑中的应用前景分析[J].武警学院学报, 2005, 21 (6) :22-24.
干粉灭火剂的配方设计 篇5
1 干粉灭火器常见的质量问题
干粉灭火设备的品质过关后, 才可以安全有效的发挥它的作用。灭火设备的品质问题立即对其功效产生作用, 威胁到生命物质安全;尤其是干粉灭火设备本身就是因压力形成的钢瓶, 假如品质具有致命瑕疵, 那么灭火设备自身就是一种危险品。解析近年来对干粉灭火设备品质的检查状况, 它主要有一下几个品质问题。
1.1 干粉灭火剂的充装量少于或超出标准规定的洪差范围。
1.2 灭火剂主要成份含量化验结果偏低, 甚至化验结果为零。
1.3 在ABC干粉灭火器内充装BC干粉灭火剂。
1.4 灭火器简体测量壁厚小于标准规定的最小壁厚值。
1.5 灭火器喷射时间低于标准规定的最小有效喷射时间。
1.6 灭火器喷射后内部余粉过多, 喷射剩余率超出标准规定值。
1.7 压力正常的灭火器喷射实验时只出气不出粉。
2 产生问题的原因
就灭火设备的使用人员来讲, 只是负责灭火设备装置后平时的检查和保护, 保证灭火设备一直处在完整可立即使用的状况。灭火设备品质上的问题就在灭火设备生产厂家和售后维修部门。一些生产厂家为了赚取更多的利益, 疏忽平时的商品品质掌控, 更甚用差的冒充好的、较少原材料, 违反公司信用品德, 灭火器平常的合作秩序被严重的扰乱, 而且还导致灭火设备留存了严重的品质问题。
2.1 原材料选定不符或控制把关不严
2.1.1 部分不良灭火器生产企业为牟取最大利润, 放松对于原材料的质量控制, ABC干粉灭火剂的含量指标一降再降, 以次充好;
用低含量的BC干粉灭火剂代替ABC干粉灭火剂, 以假乱真:最后甚至采用一些滑石粉或不明粉状物充填于灭火器内。
2.1.2 部分合格的灭火设备制造厂家在选择原材料和品质掌控问题上也存在疏忽的情况。
尤其是干粉灭火设备的喷射部分, 不能严格的依据灭火设备在试验后规定的喷射孔大小来选用和检查, 致使干粉灭火设备的喷射配件和正常标准的喷射配件的孔径大小差异, 不能保证灭火设备能否有效。在检查时发现灭火设备喷出灭火剂的时间太短。
2.1.3 为追求更大的利润使用小于简体钢板厚标准的材料, 导致灭火设备的简体壁厚比基准型号的壁厚要小很多;
甚至有的不良厂家干脆就用质量不好的代替好的, 以薄的代替厚的。最近几年灭火设备自己产生爆炸的时间也时不时的发生。
2.2 灭火器生产装配工艺质量控制不严
尽管国内干粉灭火器的生产已有数十年的历史, 也纳入了3c认证体系, 但客观的讲干粉灭火器生产装配工艺仍然处于较低水准。
2.2.1 在检查灭火设备时发觉灭火设备里面填充干粉剂的量要少于标准量或者超出设定的合理的误差。
如果灭火剂填充的少, 可以认为是生产厂家为了赢取更多的利润, 使用不正当的方法, 降低填充的计量。可是我们应该怎么认为多充的呢?这种现象就是因为干粉填充技术掌控的不严格造成的。现在我国用于填充干粉剂的设备大多还不是自动测量的。并且目前已经在使用的自动测量干粉剂重量的装置在掌控上还存在不精确的问题, 因此目前很多生产商的干粉剂还是要靠人工来操纵, 再加上校对检查督促的不严厉, 它的精确度就必然会存在问题, 所以在大量的生产中会有充多或者充少的情况。
2.2.2 在灭火器质量检验中发现的灭火器喷射后内部余粉过多, 喷
射剩余率超出标准规定值产生的原因主要是灭火器的虹吸管长度不足, 还有在装配过程中干粉防潮湿性或干粉本身过潮, 导致灭火器喷射时干粉的流动性不好或有结块现象而剩余粉过多, , 所以选定适宜长度的虹吸管和采取有效的防潮措施可以有效减少喷射剩余率超标现象。
2.2.3 灭火设备在使用时只能喷出气体没有粉, 主要是钢瓶里面虹吸管掉落的原因, 处在虹吸管配件在安装时螺丝的品质问题。
灭火设备里面有杂质堵住虹吸管时也会喷射不出, 导致这种情况的发生是在往瓶内灌装干粉工作时, 工作者一般是用刀具拆开干粉的包装结构, 拆开的包装袋的细碎杂物容易掉在干粉中, 灌装在灭火设备里面就会出现堵塞。
3 解决问题的对策
针对以上在灭火器检查中发现的质量问题和产生质量问题的原因, 应从以下几个方面加强并采取有效措施, 才能减少干粉灭火器的质量问题, 确保用户手中的干粉灭火器真正在危机时刻发挥火灾克星的作用, 有效扑救初起火灾, 将火灾消灭在萌芽状态, 保护人们的生命财产安全。
3.1 质量监督、工商行政、消防单位应该加强对灭火设备品质的监
管控制强度, 从制作到进入社会到使用地区, 使用多方位、多途径、多方法加强检验抽查强度, 对于存在违法活动的制作、买卖、操作步骤的部门和承担责任的工作者要严格处理, 让有质量问题的灭火设备在社会上无法存在。
3.2 加大对无证假冒生产企业的查处力度, 特别是灭火器生产厂
家的管理机构国家消防产品合格评定中心, 发挥其管理效能, 不仅仅加强对有证企业的管理, 还要联合消防、质检、工商对无证假冒生产企业采取有效的查处处罚措施, 维护规范企业的利益和权力。
3.3 灭火设备制作厂家要在以下几个问题上做出整改
3.3.1 把好原材料和零配件的品质关。
灭火设备制造厂家应该依据灭火设备的规格规定的范围, 对购买原材料严格掌控, 明了要购买的要求。购买的原材料和零配件要和购买要求相一致, 严厉检查原材料的品质, 根本上加大对灭火设备的品质掌控。
3.3.2 改革生产干粉灭火设备的机器设备。
对于干粉灭火设备制造过程中遇到的各种问题, 生产部门和维修售后要根据厂家的实际情况。对于留存的问题建立合适的处理计划, 从设备、生产因素、人员操作技能上改革, 同时在灭火设备生产制造时就加大品质的要求和品质的监督。设立符合自己生产经营的严格的品质检测体系。
3.3.3 设立不符合规定的产品收回体系。
针对市场监管督察时检查到的不符合规定的产品, 灭火器生产维修厂家要分批回收回来, 防止有同样品质问题的灭火设备还在市场中流通。行政管理部门可以强行出台政策, 强制施行。
3.3.4 用户要加强维权意识和责任意识。
在买消防器材时, 一定要注意产品质量, 杜绝购买价格低廉的假冒伪劣产品, 否则在发生火灾时受到损害的是我们自身, 同时还可能危及到社会公共财产。这就需要用户有基本的责任心, 维护自身的利益。根据《中国人民共和国消防法》所规定的在用户熟知所购为劣质产品却置之不理依旧低价购买的, 在购买产品后可以依据产品质量法所规定的, 将所购的灭火设备送到专业的检测点进行检测。
4 结束语
目前市场最为普及的干粉灭火器存在不少质量问题, 对人们的安全带来了隐患, 所以针对以上论述的干粉灭火器存在的问题产生的原因、解决的策略, 行政部门要发挥其监督管理权力、使用者要加强其维权意识、生产企业要规范自律, 相信在社会各部门的共同努力下, 干粉灭火器终能真正成为火灾永远的克星。
摘要：文章通过对干粉灭火器常见质量问题的分析, 分析几种主要问题出现的原因, 并就如何解决干粉灭火器常见质量问题提出相应对策。
关键词：干粉灭火器,质量问题,对策
参考文献
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[3]C;A95-2 (x) 7灭火器维修与保废规程[3]C;A95-2 (x) 7灭火器维修与保废规程
干粉灭火剂的配方设计 篇6
随着国民经济的快速发展,人民生活水平日益提高,人口老龄化趋势加剧以及国家相关医疗卫生政策的不断出台,我国制药行业的发展迅猛,医药消费需求稳步增长,市场容量逐步扩大,使得制药生产成为朝阳行业之一。但是,制药工业生产工艺复杂,在生产加工过程中用火、用电较多,且许多生产工序大量使用易挥发的有机溶剂作为生产辅料,生产衍生品也存在易燃、易爆气体,发生火灾的危险性也随之增大。特别是在中药制剂生产企业,原材料的存放、饮片的生产以及制剂的加工,都存在着潜在的火灾隐患。
目前,中药加工技术有了长足的发展,设备的更新换代也较快,虽然大大提高了生产中的安全性,但依然存在火灾隐患。各中药制剂的生产厂家大都根据消防的需要,进行了消防设施的安装,但基本上是管道水消防或者仅仅配置基本的手提消防器,对于突然引发的火灾,这些设施并不能从根本上解决问题,仍会造成所有生产设备和产品的报废,并引起二次污染。而基于物联网技术的悬挂式干粉灭火装置及智能系统具有无水、快速、洁净和不伴有二次污染的特点,并集火灾监测、火灾报警、灭火、信息传输于一体,能够极佳地适应制药行业的消防。
本文以中药制剂生产为例,具体阐述由山东国泰科技有限公司研发的基于物联网技术的悬挂式干粉灭火装置和智能灭火系统及其应用。
1中药制剂生产的消防安全
中药是我国传统医药的重要组成部分,主要是用物理方法处理中药材原料,加工成各种剂型。中药制剂生产工艺流程(图1)复杂,主要包括净选、切制、炮灸、 粉碎、过筛、浸出和提取、制剂加工和成药7大步骤,每个步骤都极易引发火灾。
1.1中药材原材料的储存仓库
中药材原材料的储存仓库是储存场所,也是中药养护保管的必备条件。中药材作为传统医药的原材料, 其储存条件直接影响到药品的品质。
在中药材的仓库中常见的消防隐患有:
(1)中药材多为植物性纤维,如果长期堆积或堆垛过于高大,通风不良,容易发生自燃。中草药发生自燃的条件:一是自身发热;二是产生热大于散失热;三是温度升高到自燃点。草药的自燃是生化反应、氧化反应和分解反应综合作用的结果。首先是由于寄生微生物的繁殖和酵素的作用而发生生化反应放热,产生的热量积聚,温度升高,当温度升高到70~80 ℃时,微生物死亡,生化反应中止,但可使中草药生成一种不稳定的生成物,该生成物因氧化反应放热升温,当达到草药的自燃点时,中草药就自行燃烧。含有香油精、树脂类有机酸等化学成分的中药材更有助于燃烧。
(2)电气设备、电缆线路的火灾隐患。烘箱、鼓风机等电气设备长时间高温运转,致使中草药被烤着,猛烈燃烧;电缆线路电力超负荷使用,假冒或者劣质的电缆也极易着火引发火灾;安全意识淡薄,在使用电气的过程中,无专人管理,缺乏安全防范意识;为了方便夜间作业、临时使用等,随意临时搭接电路,造成如电源电路连接不牢而打出火花的火灾隐患。
(3)人为制造火源的火灾隐患。如在堆放中草药的库房违章用火,或者日常熏蒸杀虫造成的火灾隐患。中草药熏蒸杀虫是利用化学药剂抑制草药本身和微生物生命的活动,以消灭害虫,从而防止中草药发热霉变和遭受虫害。熏蒸杀虫的常用药剂大多数都易燃,如磷化氢等。如果不适当操作使用,会导致熏蒸杀虫药剂的放热、燃烧,从而引发火灾。
(4)消防器材缺失或陈旧造成火灾隐患。许多中草药库房对配备消防器材重视不够,没有按照要求设置足够的灭火器或者安装火灾报警装置和自动灭火装置。
1.2炮灸
在炮灸过程中常见的消防隐患有:
(1)各种炮灸方法均需用水、用电,设备如果保养不善,会因漏火、漏电引燃其他可燃物料。
(2)炒制过的药材温度高,易聚热自燃。
(3)煨制时,如煨制过度,易使草类物着火燃烧,引发火灾。
(4)酒灸时有乙醇蒸汽挥发,可与空气形成爆炸性混合气体,遇火源极易燃烧爆炸。
(5)有些药材在煅烧时易发生爆溅。
1.3粉碎与过筛
粉碎工序往往产生的粉尘较多且大多可燃,可能发生粉尘爆炸。过筛工序也易产生粉尘飞扬,遇火源可能发生粉尘爆炸。
另外,粉碎过程中静电产生,当被粉碎物可燃或易爆时,极易引起粉体突然燃烧或爆炸。粉尘爆炸是悬浮于空气中的粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触,在特定条件下瞬时发生的氧化反应。粉尘爆炸的条件是:点火源;可燃细粉尘;粉尘悬浮于空气中且达到爆炸浓度极限范围。当上述3个条件同时存在时就会发生爆炸。
1.4浸出和提取
用有机溶剂提取和回收有机溶剂时,溶剂蒸汽可能会散发,燃爆危险性较大。
1.5制剂加工
制剂包括丸剂、片剂、胶囊剂、注射剂、软膏剂、膏药、药酒,在加工过程中含有乙醇、丙酮、油脂性物质, 火灾隐患极大。
2基于物联网技术的悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统
针对中药制剂生产的消防安全隐患,从中药制剂生产消防的特点入手,山东国泰科技有限公司基于物联网技术设计了一种智能干粉灭火系统。其优势有:
(1)增加火灾初期的火灾探测准确度,提高扑救速度,减少损失。
(2)具有联动报警功能,可在火灾发生第一时间向生产人员发出迅速撤离的声、光报警提醒。
(3)悬挂式干粉灭火装置具有专利技术,操控方式简单,灭火剂绿色环保无污染,不会产生二次危害,可快速抑制火情,扑灭火灾。
(4)具有互联网远程监控、119火灾网络报警、火灾短信平台提醒功能。
2.1工作原理
基于物联网技术的悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统由火灾探测装置、警示装置、悬挂式干粉灭火装置、手动控制装置、中央控制处理系统及由中央控制处理系统控制的显示装置、信息传输装置构成。其中,悬挂式智能干粉灭火系统原理如图2所示。
该系统具有手动启动和联动启动2种控制方式。
2.1.1手动控制
当防护区发生火灾时,按下每个防护区的手动控制装置后,延时启动模块进入延时阶段(0~30 s可调), 此阶段用于警示或疏散人员(警示装置动作),延时结束,灭火装置即启动。在此延时过程中,亦可按手动控制装置的停止按钮取消启动执行;如遇紧急情况也可不待延时结束,强行按下手动控制装置启动按钮提前启动。
2.1.2联动控制
当火灾报警控制器接收到火灾信号后,延时至设定的时间后启动灭火装置释放超细干粉或干粉灭火剂灭火。信号反馈模块反馈灭火剂喷放信号,本防护区喷放指示灯亮,并启动相应的联动设备。在此延时过程中,亦可按手动控制装置的停止按钮取消启动执行;如遇紧急情况也可不待延时结束,强行按下手动控制装置启动按钮提前启动。
2.2功能设计
针对中药制剂生产企业火灾隐患的特点,该系统集火灾显示、火灾监测、火灾报警、快速灭火、信息传输于一体,具有响应快速、灭火高效的特点。
2.2.1火灾显示
显示装置可详细显示建筑物平面显示图。火灾探测装置、灭火装置及各联动设备的实时状态,也可直接在显示系统上进行监控,并标出具体位置。必要时,可直接在显示器上进行操作启停灭火装置,界面显示简单直观,易操作。
2.2.2火灾监测
采用具有红外传感技术和定位技术的防爆摄像仪,配合机械传动技术,带动防爆摄像仪主动跟踪火焰,对火情进行自动定位,记录火情状况和灭火效果。
原理:CCD摄像头通过BNC接口传送图像信号到DSP图像处理器(DM640),根据图像算法寻找火焰,确定火焰目标后控制步进电机移动摄像头,使目标火焰移动到摄像头视野中心。图像处理器向中央控制处理系统发送火警信号, 开始传送视频流。如果寻找到多处火焰,分时传送各处火警。图像传输到中央控制处理系统的显示装置,通过信息传输装置的现场火情画面可直接显示在互联网远程监控终端或预置个人手机终端。实时火情的监控有助于救灾人员对现场火情的判断,有助于选择人群安全疏散的最佳路线。
2.2.3火灾联动报警
探测装置采用紫外/红外复合型火焰探测器、防爆差定温火灾探测器。其中,紫外/红外复合型火焰探测器仅对特定的相对短小的波长段敏感,可以最大程度地减少因周围非火灾因素而引起的误操作,并且还带有高感度的传感器,可以用最小的电流达到最大的灵敏度,同时增强了对火焰的判断功能,减少误报。防爆差定温火灾探测器利用热敏元件对温度的敏感性来检测环境温度。紫外/红外复合型火焰探测器和防爆差定温火灾探测器组合使用,能够在火灾初期报警,并将火灾信号传递至中央控制处理系统。
2.2.4快速灭火功能
悬挂式干粉灭火装置为非贮压悬挂式干粉灭火装置,灭火装置由不锈钢外壳、内装置燃气发生器、高效ABC超细干粉灭火剂组成。灭火装置的下部喷口用铝薄封闭,当灭火装置接到启动信号(自动或手动)时,产气剂被激活,壳体内气体迅速膨胀,壳体内部压力增大,将下喷口铝膜冲破,干粉灭火剂向保护区快速喷射并迅速向四周弥漫,形成全淹没灭火状态,火焰在干粉灭火剂的物理和化学双重作用下被扑灭。
2.2.5信息传输
信息传输系统包括互联网远程监控、火情手机短信平台和119火警报警网络。信息传输系统采用RS485总线实现联网通讯,具有标准以太网络RJ45接口,采用标准的TCP/IP通讯协议,可以直接和建筑智能网络连接,实现互联网远程监控和119火警报警网络连接。
2.3与传统灭火手段的比较
2.3.1与水灭火手段相比
水在扑灭药品原材料、纸箱、电气等厌水物品的火灾的同时,会毁坏大量物资,造成“二次灾害”损失。而悬挂式干粉灭火装置既能高效灭火,又不会使存放的物品因为惧水特性而遭破坏。使用的灭火剂属于干粉类,无毒、无污染且易清理。
2.3.2与管网式气体灭火系统相比
与管网式气体灭火系统相比,其优势有:
(1)管网式气体灭火系统需有管网、喷头、阀门、储气瓶和放气瓶。
(2)管网式气体灭火系统施工必须与土建工程一同进行,只适于新建工程,不能用于改建和扩建工程。
(3)管网式气体灭火系统存在系统中瓶组长期储存泄漏、灭火速度慢且可靠性低、维护保养复杂和不易长期储存等问题。
(4)管网式气体灭火系统工程造价高。
2.3.3与水喷雾(细水雾)灭火系统相比
与水喷雾(细水雾)灭火系统相比,其优势有:
(1)水喷雾(细水雾)灭火系统需有喷头、管网、水泵、水池、阀门和缆式线型感温报警系统。其附属配套设备种类繁多,系统结构复杂。
(2)水喷雾(细水雾)灭火系统施工时需要大量土建工程且设备安装繁琐。一般适用于新建工程,通常不用于改扩建工程。
(3)水喷雾(细水雾)灭火系统受季节影响大、工程造价昂贵、日常维护费用高,并易产生积水等现象,与水灭火一样不适合扑灭药品原材料、纸箱、电气等厌水物品的火灾。
(4)水喷雾(细水雾)灭火系统属于物理灭火,其灭火速度和灭火效率却比干粉灭火剂和气体灭火剂要差很多。目前,国内外开发的细水雾灭火系统要求的系统压力高,对管路配件及水泵的工作压力要求相应提高, 在价格和技术方面带来相应的问题。
2.3.4与储压式干粉灭火装置相比
悬挂式干粉灭火装置固定安装在保护区域上方, 既可以现场手动启动,又可以与火灾报警系统联动,一经触发,便可在保护区域形成局部或全淹没灭火状态, 瞬间灭火。但是,储压式灭火器需要十几秒或几十秒才能把灭火剂全部释放出来,灭火时间较长。而手提式灭火器更需要人在火灾现场拿着灭火器实施灭火,滞后性大且可靠性差。
2.4新版GMP的特殊要求
新版GMP附录5要求:中药注射剂浓配前的精制工序应至少在D级洁净区内完成;无菌制剂提取用水应采用纯化水。特别是在中药注射剂的制剂生产时还要符合附录1(无菌药品)的要求。然而,制药生产实际的洁净区忌讳放入类似水灭火的自来水管道及喷淋头,因其非洁净管路与漏水可引起叉交污染。因此,洁净区采用水灭火方法不是首选,而悬挂式干粉灭火装置能弥补这一缺陷。
3基于物联网技术的悬挂式干粉智能灭火系统在中药制剂生产中的应用
3.1探测器与保护区
由山东国泰科技有限公司研发的基于物联网技术的悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统是根据中药制剂生产企业各工序的消防安全特点,按照GB50116— 2008《火灾自动报警系统设计规范》的要求划分保护对象等级和探测区。紫外/红外火焰探测器、防爆差定温火灾探测器的设置符合国家现行规范、标准,做到探测区域无死角。每个工序划分为一个保护区,每个保护区设置2个防爆摄像仪。
3.2布置
保护区内的悬挂式干粉灭火装置的布置(图3)及数量按照GB50347—2005《干粉灭火系统设计规范》、 DB37/T1317—2009《超细干粉灭火系统设计、施工及验收规范》的要求进行设计。
(1) 警示装置采用声光报警装置和灭火剂喷洒指示灯,并将其安装在安全出口附近明显处,距地面1.8 m以上。火灾声光警报装置与消防应急疏散指示标志不应安装在同一面墙上,实在不能避免安装在同一面墙上时,距离应大于1 m。声光报警装置宜在报警区域内均匀安装。
(2) 手动控制装置采用现场手动紧急启停按钮操作。手动紧急启停按钮安装在保护区附近,安装高度应以中心点距地面1.5 m为宜。
3.3控制系统
中央控制处理系统及由中央控制处理系统控制的显示装置和信息传输装置采用山东国泰科技有限公司生产的GT系列全智能工控机型火灾报警控制器。其控制系统如图4所示。
3.4现场设备、综合布线符合GMP要求
悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统在外观设计和材质选择上,充分考虑了GMP对卫生洁净的要求。
悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统的探测装置、警示装置的外壳材料均为洁净材料,每半年可用酒精擦拭外表以保持清洁。
悬挂式干粉灭火装置的外壳材质为不锈钢,易清理,外形美观。
悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统的技术夹层中的综合布线主要采用SC20、SC15的镀锌钢管,接线盒采用防爆接线盒,管线连接方式均以防爆形式处理。
4基于物联网技术的悬挂式干粉智能灭火系统的测试案例
由山东国泰科技有限公司研发的基于物联网技术的悬挂式干粉灭火装置及智能灭火系统在国内多家制药生产企业进行了应用测试,其情况如表1所示。
现场测试证明:该智能灭火系统在火灾监测、火灾报警、快速灭火、信息传输方面性能优良,各技术参数值符合制药生产企业的消防安全要求。
5结语
干粉灭火剂的配方设计 篇7
某厂聚乙烯装置用气相流化床工艺, 生产粒状低密度聚乙烯产品, 以乙烯、丁烯和己烯为主要原料, 氢气为分子量调节剂, 采用钛系催化剂, 在气相流化床中生产聚乙烯产品, 三乙基铝作为一种还原剂在催化剂单元中使用, 它化学性质极其活泼, 热稳定性差, 危险性较大。该装置原配ABC类干粉灭火器, 不符合国家消防法规消防灭火要求。故该厂在后期改造安装了最新D类干粉自动灭火系统, 达到良好灭火效果, 保障装置安全生产。
2 三乙基铝火灾
三乙基铝AL (C2H5) 3常温下为无色透明液体, 密度835 kg/m3, 熔点:-52.5℃, 沸点:186℃/101.3k Pa, 闪点:<-52.5℃, 自燃点:<-52.5℃。化学性质极其活泼, 与氧反应剧烈, 在空气中能自燃, 遇水爆炸分解成氢氧化铝和乙烷, 热稳定性差, 开始分解温度为120-125℃。其应禁止接触空气、水、活泼氢化合物、卤素或卤素化合物、二氧化碳等。避免接触120℃以上的高温、空气条件。三乙基铝对人体有灼伤作用, 主要损害呼吸道和眼结膜。三乙基铝火灾根据国际上火灾分类划为D类火灾。
3 D类干粉灭火系统灭火原理
采用惰性气体驱动, 将D类干粉从管道输送到喷放组件, 进而喷向防护区或具体保护对象灭火。灭火机理以化学灭火为主, 通过化学、物理双重灭火机能扑灭火焰, 在三乙基铝罐或管道发生火情时, 由自动灭火装置释放出出的干粉与燃烧物火焰接触, 化学反应夺取燃烧自由基与热量, 切断燃烧链实现对火焰扑灭, 灭火剂与火焰反应产生大量玻璃状物质吸附在三乙基铝表面形成隔离层, 实现物理空气隔绝, 以防其复燃。
4 在某聚烯烃装置中的具体应用
4.1 烷基铝罐保护区
某聚烯烃装置烷基铝配置单元罐区由6间半封闭平房组成, 总面积54 m2, 隔断成6个相连防火分区, 每个防护区9m2, 混凝土砖混结构, 储罐区三面围墙一面敞开, 主要保护三乙基铝储罐、管道、阀门等。根要求分为1个干粉灭火保护区, 6个保护分区 (每个保护区面积96.75平方英尺) , 依托原有工艺设备, 增设了1套美国安素公司D类干粉灭火控制系统, 加装专用MET-L-KYL灭火剂, 采用N2驱动储气瓶型、用一套灭火系统保护6个烷基铝罐。最大保护区灭火剂最小设计用量:96.75x10 (设计喷放强度) =967.5磅干粉。根据需要设置了一主一备两个440psi, 2000磅的钢质焊接结构干粉罐, 使用6台现场控制器, 两组高压N2钢瓶组, 干粉管线采用无缝钢管焊接连接, 保护区顶部布置了两类铜制喷头, 流量分别为4.0-6.0磅/秒和2.0-3.0磅/秒。
4.2 灭火系统组成
增设的全自动干粉灭火系统由控制系统、管网系统以及干粉罐三部分组成。控制系统由控制盘、火焰探测器、蜂鸣器及闪灯、警铃、释放装置等部分组成;管网系统由干粉罐、容器阀、安全泄压装置、驱动气体 (氮气) 钢瓶、输粉管道等组成。
4.3 工作原理
火灾发生时, 火灾探测报警及灭火控制系统收到火警信号并判断、收到两个独立火灾探测信号后启动声光报警并延迟5s喷放, 以保护现场人员安全。系统发出指令给灭火系统启动机构。打开N2钢瓶组, 高压N2经稳压阀减压后进入干粉罐搅动罐中干粉, 使罐压力快速升高形成粉气混合流。待达到工作压力后爆破片开启, 并根据控制盘指令打开通向防护区保护对象的选择阀。干粉灭火剂被气体带动, 经总阀门、选择阀、输粉管输送到固定喷嘴, 把干粉灭火剂喷向保护对象, 迅速转压力能为速度能, 输送到发生火情的对应保护区进行灭火, 隔绝空气, 破坏燃烧链, 起到迅速熄灭火焰且防止二次火灾目的。
4.4 系统主要特点
固定干粉灭火系统对A、B、C、D四类火灾都可使用, MET-L-KYL干粉更是专门用于扑灭烷基铝火灾的灭火剂, 其主要特点是:灭火时间短、灭火效率高, 对石油产品的灭火效果尤为显著;绝缘性好, 可扑救带电设备火灾, 灭火后对设备污损较小;寒冷地区不需防冻, 可用于缺水地区;久储不变质。
5 结语
三乙基铝系统主要危险因素为火灾、爆炸。在该系统设置了经济实用、安全可靠的D类干粉灭火系统, 当烷基铝系统泄漏着火时, 能实现快速度灭火, 避免自动化生产工艺链因起火中断而被迫停止运行, 提高了装置安全系数, 满足规范要求, 使风险得到了有效控制。
摘要：以某厂聚乙烯装置现用D类干粉灭火系统为例, 对三乙基铝火灾特点及灭火剂选择进行了分析, 主要针对烷基铝配制单元固定式干粉灭火系统的工作原理、系统组成等几方面进行初步探究。
关键词：D类干粉,干粉灭火系统,启动与控制
参考文献
[1]三乙基铝安全技术说明书.
[2]GBT 4968-2008.火灾分类[S].
[3]GB 50347-2004, 干粉灭火系统设计规范[S].