貯壓和非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置特點對比分析

 

（北京利達海鑫滅火系統(tǒng)設備有限公司，北京）

　　摘要：

　　文章介紹了貯壓與非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的定義、結構、工作原理、特點與差異，并對貯壓與非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置應用場所和領域進行了分析。 

關鍵詞：

　　貯壓、非貯壓、懸掛式超細干粉滅火裝置、滅火劑噴放性能、滅火效果、雙電爆動作要求、可靠性、安全性、使用維護與監(jiān)測。

　　1. 概述

　　近年來，隨著超細干粉滅火劑的廣泛應用，懸掛式超細干粉滅火裝置在消防滅火領域取得到了很大的發(fā)展，當前在城市地下綜合管廊應用較多。懸掛式超細干粉滅火裝置按滅火劑貯存的形式分為貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置和非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置。貯壓式超細干粉滅火裝置是指滅火劑貯存容器內按規(guī)定充裝一定質量的超細干粉滅火劑和一定壓力的驅動氣體，驅動介質為氮氣。非貯壓式超細干粉滅火裝置又叫脈沖式懸掛式超細干粉滅火裝置，是指貯存容器內按規(guī)定只充裝一定質量的超細干粉滅火劑，沒有充裝一定壓力的驅動氣體，貯存容器內無壓力，但滅火裝置內放置產生氣體的驅動裝置。貯壓和非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置能用于全淹沒滅火，貯壓懸掛式干粉滅火裝置也可用于局部滅火，許多省級地方標準中規(guī)定非貯壓懸掛式干粉滅火裝置不能用于局部滅火。當發(fā)生火災時，超細干粉粉體連續(xù)大于1秒鐘以上時間與高溫燃燒物體表面不斷接觸時，才能阻斷燃燒鏈式反應，即化學抑制作用。干粉滅火劑在保護對象表面的高溫作用下被熔化并形成一個玻璃狀覆蓋層將固體表面與周圍空氣隔開，使燃燒窒息。超細干粉*顯著的特點是粉體的顆粒非常微小，其中90%以上顆粒的粒徑小于20μm。滅火時懸浮的顆粒能繞開障礙物，漂浮到障礙物背面實施滅火，其滅火效果與氣體滅火的效果類似。超細干粉具有滅火效能高、成本低、滅火性能穩(wěn)定、絕緣性能好等優(yōu)點。適用撲救：A 、B 、C類火災和E類電氣火災。

　　2.貯壓與非貯壓超細干粉滅火裝置的特點對比分析

2.1 結構組成和工作原理

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置主要由容器、吊環(huán)或固定支架、噴頭組件、壓力指示器、感溫元件、電引發(fā)器等組成。發(fā)生火災時，感溫玻璃球或易熔合金等感溫元件，感溫自動啟動或電動啟動，噴頭上的壓板受粉罐內壓力推動脫落，滅火劑在驅動氣體作用下3～15秒內快速噴出，實施滅火。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置主要由裝有滅火劑和噴發(fā)劑（氣體發(fā)生劑組件）的殼體或罐體、噴發(fā)劑組件、電引發(fā)（燃燒）器、鋁箔噴口等組成。發(fā)生火災時，電動啟動滅火裝置滅火噴發(fā)劑部件，噴發(fā)劑部件內點火頭點火，引發(fā)噴發(fā)劑瞬間產生壓力氣體使噴口鋁箔破裂，驅動滅火劑噴射時間≤1秒內，瞬間從噴口釋放，實施滅火。非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置中的電引發(fā)（燃燒）器、噴發(fā)劑（氣體發(fā)生劑組件）已在GA499.1標準中列入民爆品范圍，采購、運輸、儲存、加工生產及成型等過程，必須符合民爆、火工危險品條例和法規(guī)要求。公安部滅火設備3C認證細則規(guī)定，火工危險品必須到當地公安部門備案審查合格后，方能生產、銷售、運輸、驗收。

2.2 滅火劑噴放性能

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置噴放時能維持較長的噴射時間（≥5S）。滅火劑噴射狀態(tài)均勻，快速擴散，霧化效果好。當全淹沒滅火時，使防護區(qū)每個角落快速達到設計滅火濃度，迅速滅火；當局部滅火時，滅火劑在連續(xù)數秒不間斷對保護對象滅火和降溫，使保護對象浸漬在高滅火劑濃度中，使保護對象火災難以復燃。氣體和超細干粉滅火劑*大特點是滅火速度快；缺點是保護對象浸漬時間短，極易復燃。如日常中操作手提式滅火器，噴射**秒鐘時很難將火災撲滅，一般均應連續(xù)噴射3～8秒滅火劑后，方能將火災*后撲滅。噴射的滅火劑在惰性氣體的帶動下與氣體均勻混合再以氣體方式釋放到空間。噴放時不產生熱量，與裝置儲存環(huán)境溫度一致。噴放聲音很小，滅火裝置屬無聲啟動，無噪聲污染。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置噴放時為瞬間噴射（一般≤1S，固氣轉換型稍長點，但不穩(wěn)定），非貯壓懸掛式干粉滅火裝置，又稱脈沖式懸掛式干粉滅火裝置。滅火劑噴放狀態(tài)為定向噴射，定向沖擊，霧化效果差。滅火劑噴射具有方向性，如果噴射到空曠的防護區(qū)內或離保護物較遠的情況下，滅火劑受到緩沖不能形成粉霧而影響滅火效果，甚至其中有部分干粉成自由落體狀掉落到地面而未參與滅火。噴放時氣體發(fā)生劑（火藥）燃燒產生高溫高熱，局部*高可達200℃以上。且噴放聲音大，有噪聲污染，氣體發(fā)生劑爆燃后產生的聲響很大，特別是脈沖式或超音速式類型的滅火裝置，瞬間爆破的聲響巨大。

2.3 滅火效果

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置滅火效果穩(wěn)定。滅火劑在貯瓶內儲存的惰性氣體的作用下，攜帶足夠的動能，均勻的噴射、霧化到防護區(qū)內，可繞過障礙物的縫隙擴散到任意位置，實施連續(xù)不斷的在一定設計滅火濃度懸掛式干粉滅火裝置為c≥0.13kg/m3下滅火，將保護對象數秒內持續(xù)浸漬在這一設計濃度中，滅火效果非常好。

非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置滅火效果不穩(wěn)定。滅火劑依靠氣體發(fā)生劑（火藥）爆燃產生的沖擊力，定向噴灑在防護區(qū)內，滅火劑噴出后由于缺乏后續(xù)的推力，不能很好的擴散到各個角落，部分顆粒甚至會直接掉落下來，難以連續(xù)在一定設計滅火濃度下，數秒內滅火。由于非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置有效噴射時間小于1秒，滅火效果很不穩(wěn)定。DGJ32/TJ80-2009《超細干粉滅火系統(tǒng)設計、安裝與驗收規(guī)程》江蘇省工程建設標準和有關省級地方標準，（目前沒有行業(yè)、國家規(guī)范），各設計院、消防工程公司均依據這一標準設計、計算。該規(guī)程表4.2.2-2中規(guī)定，超細干粉滅火裝置噴射不均勻補償系數K3，貯壓式K3=1，非貯壓式K3=1.5～2。也就是說非貯壓式干粉滅火裝置滅火劑重量、裝置、數量是貯壓式干粉滅火裝置滅火劑重量、裝置臺數的1.5～2倍，總設備造價和日常維護成本將可能高出1.5～2倍，否則，很難滅火。國內許多省級《懸掛式干粉滅火裝置設計安裝驗收規(guī)范》規(guī)定，貯壓式既可用于全淹沒滅火，也可用于局部滅火，但非貯壓式只能用于全淹沒滅火，不能用于局部滅火，主要原因是噴射時間小于1秒。

2.4 密封性和耐腐蝕性能

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置按壓力容器的標準制造（承壓能力大于等于2.1MPa），滅火劑被密封在一種隋性氣體內，保證空氣無法進入以確保滅火劑始終處于干燥的狀態(tài)，具有良好的密封性能。容器設計使用年限20年，具有很好的抗腐蝕性能。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置以鋁膜壓邊封口，密封性一般。如果安裝到潮濕的地下室等場所，潮濕空氣進入滅火裝置內會導致滅火劑受潮而失效。如果滅火裝置安裝在有腐蝕性氣體的環(huán)境中，封口鋁膜很薄易氧化，很容易受到腐蝕而破損。

　　2.5雙電爆動作要求。

　　懸掛式超細干粉滅火裝置看似結構簡單，實際在各類氣體滅火系統(tǒng)和裝置中屬比較復雜的，主要是懸掛式滅火裝置驅動（啟動）裝置類型種類繁多、結構性能復雜。驅動（啟動）裝置主要有兩大類：一類是非電爆類，有定溫（玻璃球或易熔合金）型 、電磁鐵型、定溫電磁鐵型、定溫加熱型四種為主；另一類是電爆類，有燃氣型、熱敏線（導火索）定溫型、定溫玻璃球或易熔合金電爆型四種為主。

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置驅動（啟動）裝置主要采用非電爆類四種和電爆類定溫玻璃球電爆型共五種方式。非貯懸掛式超細干粉滅火裝置驅動（啟動）裝置主要采用電爆類除定溫玻璃球電爆型另外三類方式。

電爆型驅動（啟動）裝置的核心組件是電引發(fā)（燃燒）器，也就是電點火頭(電雷管），通電后通過該電引發(fā)（燃燒）器發(fā)熱、燃燒反應后提供一定強度熱量或能量給噴發(fā)劑（氣體發(fā)生劑）或玻璃球，使懸掛式干粉滅火裝置啟動，噴射滅火劑。

　　依據GA602-2013標準中6.19.1條，GA61-2010中5.4.6條，GA499.1（報批稿）中6.2.1條規(guī)定，懸掛式滅火裝置中的電引發(fā)（燃燒）器采用電點火頭做引發(fā)元件時，應至少采用兩個電引發(fā)元件，電引發(fā)元件中有橋絲，也就是直徑很小的電阻絲，電阻絲上裹有引火藥和可燃燒火藥，且一個電爆部件失效時，另一個電爆部件應能使驅動裝置正常工作。許多生產懸掛式超細干粉裝置企業(yè)送檢國家檢測中心樣品時，采用兩個引發(fā)(燃燒)器，正常生產銷售時則采用一個電引發(fā)(燃燒)器。如：貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置采用定溫玻璃球電爆型驅動(啟動)裝置，與定溫玻璃球纏繞在一起的只有一個電引發(fā)(燃燒)器。用絕緣膠帶將玻璃球和電引發(fā)(燃燒)器纏繞在一起，并用扎帶捆綁，將失去玻璃球正常定溫感溫功能，則只有電啟動功能。依據GA499.1中6.1.2工作環(huán)境要求，采用定溫玻璃球電爆型驅動(啟動)裝置的貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置，工作溫度應為-20℃～＋55℃，工作環(huán)境相對濕度不應大于95%。

2.6安裝調試

       貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置能模擬真實啟動方式，可靠。非貯壓式懸掛式超細干粉滅火裝置不能模擬真實啟動狀態(tài)，不能可靠保證安裝質量。

2.7 可靠性

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置上安裝有壓力顯示器，在有效期限內檢查時，只要看到壓力表顯示在正常區(qū)域就能證明滅火裝置可正常使用，裝置可靠性高。懸掛式干粉滅火裝置安裝泄漏自動報警和滅火自動報警雙反饋裝置后，可實時監(jiān)控滅火裝置，使滅火裝置是否處于正常狀態(tài)一目了然。

非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置上沒有壓力表，不利于平常檢查判定滅火裝置是否處于正常工作狀態(tài)，電引發(fā)器、噴發(fā)劑組件和滅火劑有受潮失效的風險，裝置可靠性一般，加之有少數生產企業(yè)不按產品標準安裝兩個電引發(fā)（燃燒）器，使滅火裝置啟動可靠性難以得到保證。

   2.8 滅火裝置電啟動聯(lián)動方式

　　兩臺以上貯壓懸掛式干粉滅火裝置一般采用并聯(lián)方式聯(lián)動啟動，并聯(lián)方式聯(lián)動啟動*大優(yōu)點是：某一臺滅火裝置電啟動裝置因質量問題或短路，不會影響其它滅火裝置啟動。若采用串聯(lián)或串并聯(lián)方式啟動聯(lián)動，一臺短路或質量問題，將可能影響其它滅火裝置不能同時啟動。非貯壓懸掛式干粉滅火裝置主要采用串聯(lián)或串并聯(lián)方式聯(lián)動啟動。

    2.9 使用環(huán)境溫度與濕度

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置除電爆類定溫玻璃球電爆型驅動(啟動)裝置結構外，其它非電爆型驅動裝置適用低溫-45℃～＋60℃，濕度≥95%場所，不會因溫度變化較大而元器件脆化或軟化發(fā)生功能性變化，也不會因濕度太大易受潮，影響正常性能和工作。貯壓懸掛式滅火裝置電加熱啟動驅動方式易通過IP65防水、防塵檢測，符合城市地下綜合管廊標準中IP65要求。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置中電引發(fā)器(電雷管)和產生氣體的噴發(fā)劑是火藥，是火工危險品，極易受低溫和受潮濕環(huán)境影響，將嚴重影響它的正常性能。依據499.1(新報批稿)中6.1.2條工作環(huán)境要求，滅火裝置的工作溫度范圍應為-20℃～＋55℃,工作環(huán)境相對濕度不應大于95%。非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的電啟動裝置的引火藥、產氣藥，均是電爆火工品藥劑，很難通過IP65防水、防塵檢測，只能用于干燥場所，啟動電流較大，不適用于潮濕度較大場所使用，如城市地下綜合管廊等。非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的電爆啟動裝置，啟動電流很小，易在安裝調試和雷電中誤啟動。

2.10 安全性

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置按壓力容器的標準制造，無爆炸危險，使用安全。滅火裝置噴放時，對滅火現(xiàn)場的物體及人體不會造成傷害，可用于有人經常進出場所。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置啟動噴放時，有爆炸、墜落等危險，對滅火現(xiàn)場的物體及人員有傷害的危險，不適宜用于經常有人進出場所。由于其內置的電引發(fā)器（電雷管）、噴發(fā)劑組件屬火藥，是易燃、易爆火工危險品，原料在滅火裝置生產、運輸、使用和報廢回收方面存在一定的安全隱患，一旦火藥流入社會，將造成重大安全隱患。

 2.11使用維護與監(jiān)測

　　貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置一般貯存壓力為1.2MPa～1.5MPa，裝置上安裝有壓力表，日常使用維護操作簡單明了、快速方便。但長時間的貯存，有壓力泄漏的風險。在使用過程中應每隔一段時間檢查壓力表顯示的壓力是否在正常的范圍內，或者在滅火裝置上安裝泄漏報警和滅火啟動報警反饋裝置，實時遠距離自動監(jiān)測滅火裝置的工作狀態(tài)。滅火劑貯存容器為壓力容器，在正常使用年限（20年）內，滅火劑噴放后，可反復充裝，重復使用。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置為常壓貯存，沒有安裝壓力表，不能顯示滅火裝置和滅火劑及氣體發(fā)生劑工作狀態(tài)是否正常，無法通過性能參數檢測，也不能實時自動監(jiān)測與反饋,日常使用維護操作不便。因常壓貯存，故沒有壓力泄漏的風險。在使用過程中應重點注意滅火劑貯存容器或殼體上下封口處是否腐蝕、破損，防止滅火劑和氣體發(fā)生劑暴露受潮失效。滅火劑噴放一次后，滅火劑貯存容器或殼體在氣流的瞬間沖擊下產生變形、裂口、應力等損毀，故不宜再次使用。

　　3. 應用場所和領域

貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的主要優(yōu)點是：滅火劑噴射滅火可持續(xù)一定時間，滅火穩(wěn)定、可靠，滅火后難復燃；可用于封閉場所全淹沒滅火和半封閉局部滅火；檢查維修簡單、明了，只看壓力表指針；若安裝了泄漏與滅火雙信號反饋裝置，可實現(xiàn)無人操守，遠距離監(jiān)控滅火裝置是否處于正常工作狀態(tài)，適用于工作溫度-45℃～＋90℃，工作環(huán)境相對濕度≥95%的場所。當前國內、外自動滅火裝置大多數均是以貯壓式滅火裝置為主，設計計算規(guī)范也是以它為模型的，因它驅動滅火劑的動能量穩(wěn)定，則產品質量穩(wěn)定可靠，保護大型防護區(qū)和重要保護場所均采用貯壓式滅火裝置。缺點是長時間存放易泄露。貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置適用于潔凈度要求不高的各類大小空間的全淹沒滅火和局部應用滅火保護。特別適應于發(fā)電機房、城市電纜隧道、電纜夾層、電纜豎井、城市地下綜合管廊及石油、化工、易燃易爆倉庫、風力發(fā)電機組機艙等潔凈度要求不高的場所。尤其是在近年來興建的城市地下綜合管廊中得到了廣泛的應用。

　　非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的主要優(yōu)點是長時間貯存不易泄露，體積小、成本低。缺點是滅火劑噴射時間瞬間式，噴射時間不穩(wěn)定；不能持續(xù)對火源冷卻滅火，火災易復燃，滅火可靠性不高；因啟動安全電流小，安裝調試或雷電時易誤啟動；只適用于工作溫度-20℃～＋55℃，工作環(huán)境相對濕度不應大于95%的場所；氣體發(fā)生劑是火藥，屬易燃、易爆火工產品，易受潮；平時不易檢測產品質量是否處于正常工作狀態(tài)；非貯壓式滅火裝置是火工危險品，必須到當地公安部門備案審查合格后方能生產、運輸、驗收、使用。非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置適用于潔凈度要求不高的小空間的全淹沒保護和較大安裝高度的局部應用保護（安裝高度太小不適宜），經常用于汽車發(fā)動機艙等小空間（10m3以下）的場所。特別是對于城市地下綜合管廊等環(huán)境相對濕度大于90%易受潮的大空間場所消防滅火保護，為確保滅火安全可靠，不應采用非貯壓式滅火裝置。

4.結論

　　通過對貯壓和非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的特點對比分析，兩種滅火裝置在噴放性能、滅火效果、雙電爆動作要求、聯(lián)動方式、可靠性、使用環(huán)境溫度與濕度、安全性及日常使用與維護及自動監(jiān)控等方面，貯壓式要明顯優(yōu)于非貯壓式干粉滅火裝置。貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的干粉滅火劑用量比非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置的干粉滅火劑用量少0.5～1倍，滅火裝置數量也少0.5～1倍，總項目造價成本將降低50%以上，適用潮濕場所使用。貯壓懸掛式干粉滅火裝置安裝泄漏自動報警和滅火自動報警雙反饋裝置后，可實現(xiàn)日常實時遠距離監(jiān)控滅火裝置的工作狀態(tài)，并能實現(xiàn)自動報警，非貯壓不能實現(xiàn)日常監(jiān)控。因此，貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置，尤其是非電爆驅動（啟動）貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置，具有更廣泛的應用場所和使用領域。貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置電加熱驅動方式適合城市地下綜合管廊和潮濕場所使用。但非貯壓懸掛式超細干粉滅火裝置也有其優(yōu)點，可通過技術革新進一步拓展其應用范圍。

參考文獻

【1】GA602-2013，干粉滅火裝置【S】.

【2】GA61-2010，固定滅火系統(tǒng)驅動、控制裝置通用技術條件【S】.

【3】朱舟，懸式滅火裝置的分類與特點分析【J】.消防技術與產品信息，2016（10）.

【4】高云升，懸掛式干粉滅火裝置的特性【J】.消防科學與技術，2015（11）

【5】GA499.1(報批稿)，氣溶膠滅火系統(tǒng) 第1部分：熱氣溶膠滅火裝置.

收稿日期：2018-07-25；  修改日期：2018-08-03

作者地址：北京市北京經濟技術開發(fā)區(qū)榮京東街17號北京利達海鑫公司、朱勁武

 

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