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摘要:对气体灭火系统技术发展的过程进行了综述,对我国气体灭火系统的技术发展水平、生产现状、存在的问题、标准和规范的发展进行了介绍,提出了气体灭火系统技术发展期望。
关键词:气体灭火系统;CO2 灭火系统;七氟丙烷灭火系统;三氟甲烷灭火系统
1 气体灭火系统技术的发展
国外工业发达国家应用气体灭火系统的历史较早,美国 1929 年颁布了世界上第一个二氧化碳灭火系统标准,日本 1933 年研制开发出第一套二氧化碳灭火系统。1968 年美国制订了卤代烷灭火系统的应用技术标准。我国早期的气体灭火系统使用的灭火剂主要是卤代烷 104(四氯化碳)和 CO2(二氧化碳)。
目前在我国使用的气体灭火系统主要有以下几种:高压二氧化碳灭火系统、低压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷(HFC- 227ea)灭火系统、三氟甲烷(HFC- 23)灭火系统、六氟 丙烷(HFC - 236fa)灭火 系统、混合气 体(IG541)灭火系统、氮气(IG100)灭火系统、液氮灭火系统、氩气(IG01)灭火系统、氩气氮气(IG55)灭火系统。我国除开发出各种管网灭火系统外,还开发出各种无管网灭火系统,如柜式高压二氧化碳、低压二氧化碳、七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷灭火装置和悬挂式七氟丙烷、六氟丙烷灭火装置。
随着我国气体灭火系统技术的飞速发展,各生产单位相继开发出适用于气体灭火系统的驱动、控制装置并且在不断的丰富和完善。
2 气体灭火系统的生产及技术现状
2. 1 二氧化碳灭火系统
二氧化碳灭火系统在工业发达国家应用相当广泛,在我国陆上应用约开始于 20 世纪 70 年代,但二氧化碳灭火系统在我国相当一段时间里未推广应用起来,这与我国当时宣传推广卤代烷 1211、1301 灭火系统有很大关系,直至国际社会发现氟氯烃对地球大气臭氧层的破坏作用之后,特别是 GB50193- 93《二氧化碳灭火系统设计规范》发布实施后,该系统在我国应用有了较快的发展,1997 年当时的统计数据显示我国二氧化碳灭火系统的二氧化碳用量已达 260 t。
目前我国生产高压二氧化碳灭火系统有管网系统和无管网系统(又称为柜式灭火装置)两种形式。其中有管网系统的生产单位有 113 家,容器规格有 40 L、70 L、80 L、90 L 几种,其中,以 70 L、80 L 为主,无管网系统的生产单位有 15 家,容器规格以 70 L 为主。
2. 2 七氟丙烷(HFC- 227ea)灭火系统
七氟丙烷灭火系统是我国开发最早的哈龙替代系统,其灭火浓度略高于卤代烷 1301 灭火系统,所以它在我国发展很快,到目前已有生产单位 103 家,七氟丙烷灭火剂的年用量已达 1 000 t。
2. 3 三氟甲烷(HFC- 23)灭火系统
我国生产三氟甲烷灭火系统有管网系统和无管网系统(即柜式灭火装置)两种形式。其中有管网系统的生产单位有 17 家,容器规格有 70 L、80 L 几种;柜式灭火装置的生产单位有 5 家,容器规格有 70 L、80 L。
三氟甲烷灭火系统瓶组采用称重装置进行检漏。
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2. 4 惰性气体(IG01、IG100、IG55、IG541)灭火系统
惰性气体灭火系统是 20 世纪 80 年代末发展的哈龙替代气体灭火系统。目前已有四种惰性气体(IG01、IG100、IG55、IG541)灭火系统商品化。惰性气体灭火系统由于充装压力较高,所以在系统上要加减压装置,使喷嘴压力达到设计规定值,目前国内减压装置多采用孔板形式,设置位置有容器阀出口、选择阀进口等几种。
2. 5 六氟丙烷灭火系统
从 2002 年我国研制出第一套六氟丙烷灭火系统至今生产单位只有两家,有管网系统和无管网系统(包括柜式灭火装置和悬挂式灭火装置)两种形式。由于在工程上应用较少,它的优缺点还未显现出来,研究工作还有待于进一步的深入。
2. 6 气体灭火系统生产存在的问题
2. 6. 1 外购件的质量
一些企业在市场竞争中为降低成本,提高产品的竞争力,外购的密封圈、安全膜片、密封膜片等零、配件质量较差,未能达到使用要求,而导致如容器阀等关键部件性能达不到标准规定的要求,工作温度范围内安全膜片爆破等。
低压二氧化碳灭火系统中外购阀门耐低温性能差,出现如开启后不能关闭,密封件脆化等现象,低压二氧化碳灭火系统安全阀开启压力和回座压力达不到标准要求,造成灭火剂过量泄漏。
灭火剂瓶组压力表长期受压,在灭火剂释放后指针不回零位等。
上述现象说明企业在质量控制过程中,未严格认真地选择分供方,未严格进行入厂检验。
2. 6. 2 材质选用不合理
在选择阀、容器阀工作可靠性检验中,发现一些产品因部件所用的材料强度不够,经数次试验后磨损严重,致使压臂与转轴不能可靠咬合,阀杆断裂等现象。
单向阀阀芯耐腐蚀性差,产生锈蚀,反向密封出现泄漏,造成系统误动作等。
喷嘴材料耐温度性能差,在高温和高压下出现变形,或低温下出现裂纹等。
2. 6. 3 设计不合理
有的产品“O”型密封圈槽的尺寸设计过宽,不能适合高压密封的要求,致使在高压工作过程中,密封圈被冲出,造成严重泄漏。
惰性气体灭火系统减压装置设计达不到减压效果,造成喷嘴处出现高压,危及人员和被保护对象。
柜式气体灭火装置由于贮存容器盲目追求大容积,不注意喷嘴的配套设计,造成喷射时间过长,有的甚至超过标准规定时间两倍。
2. 6. 4 过程检验不严格
一些产品的零件在生产加工过程中,未进行严格的检验,配合尺寸超过了允许的误差。
上述问题的存在,使气体灭火系统产品的质量受到不同程度的影响,直接影响着灭火系统的性能和灭火的效果。
3 气体灭火系统技术发展期望
目前列入 ISO14520- 2005 的气体灭火剂有 11种,列入 N FPA 2001- 2004 的气体灭火剂有 13 种,在我国使用的有其中的 7 种,另外几种还未列入我国允许使 用的清单内,还需要 做大量的 实验和研究。
ISO14520- 2005 和 NFPA2001- 2004 列入的气体灭火剂与国际上评价洁净气体灭火剂的指标相比较,还不是最理想的。
二氧化碳灭火系统的局部应用技术、组合分配系统的应用方式、悬挂式气体灭火装置、柜式气体灭火装置都是在我国率先发展起来的应用技术,目前正在开发的贮存压力为 5. 6 M Pa 和气体顶压式七氟丙烷灭火系统的应用技术的研究正在进行。相信随着新的气体灭火剂的出现我国的气体灭火系统应用技术会有更大的发展和突破。
参考文献:
[1]GB 50016 - 2014 建筑设计防火规范.
[2]GB 50370 - 2005 气体灭火系统设计规范.
[3]GB 50263 - 2007 气体灭火系统施工及验收规范.
[4]GB 50116 - 2008 火灾自动报警系统设计规范.
论文作者:李翊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/9/4
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