气体灭火系统设计及其在实际灭火工作中的应用
时间：2021-05-08 20:04:18 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】与以哈龙为灭火剂材料的传统灭火系统相比，气体灭火系统具有灭火效率较高且对环境污染较少等优势，因此b，被广泛应用于国内的安全消防工作中。本文通过对CO2、烟络尽、七氟丙脘等气体灭火系统的原理进行分析，并结合气体灭火系统的设计方法，对气体灭火系统的应用展开了具体分析。
【关键词】CO2 烟烙尽 七氟丙烷 气体灭火系统
一、前言
高效率的消防工作不仅对人们的生命财产安全具有重要的保障作用，同时，对于国家的安定发展也具有重要的促进作用。作为消防系统中的重要组成部分，气体灭火系统可以有效提高灭火效率、保障人民晟敏财产安全。本文通过对气体灭火系统的工作原理进行分析，进而对气体灭火系统的设计方法展开了具体研究。
二、CO2、烟络尽、七氟丙脘等气体灭火系统原理
（一）CO2气体灭火系统原理
根据CO2不能燃烧，也不能支持燃烧的性质，人们发明了CO2灭火器，而根据CO2的储存形态不同，可将CO2灭火器分为泡沫灭火器、干粉灭火器和液态CO2灭火器，而将液态CO2灭火器进行降温加压处理，使其形成CO2的气体灭火器。CO2气体灭火系统的工作原理为：在发生火灾时，将盛有Al（SO4）3和NaHCO3溶液的灭火器倒置过来，使二者进行混合，并发生反应，从而使生成的大量的CO2液态物附着在燃烧物的表面，最终达到消防的目的。，
（二）烟烙尽灭火系统原理
烟烙尽是上个世纪70年代，由美国安素公司生产出的新型灭火气体，该种气体有效解决了20世纪60年代应用哈龙灭火器所产生的环境污染问题。具体的工作原理为在常温为0。C-54。C下，处于37.5%-42.8%浓度下的烟烙尽气体利用全淹没气体的灭火方法来完成相关消防工作。由于烟烙尽是以气态的形式储存在消防栓内的，因此，其可以保护较大面积的区域不受火灾的影响，从而提高消防工作的效率。
（三）七氟丙烷灭火系统原理
七氟丙烷又称为FM-200，以其为主要成分的气体灭火剂是一种无色、无味且不易到点的气体，由于其分子量为170，因此可知，七氟丙烷的密度约为空气密度的6倍，所以通常是以高压液化的形式进行储存的。其具体的灭火原理为通过抑制可燃物中的化学链反应，从而达到灭火的目的。由于七氟丙烷气体灭火剂中不含有固体粉尘，且是以液态形式储存，气态形式释放的，而对于喷放出的相应气体也可以通过门窗等排出室外，且不会使环境受到污染，因此，以七氟丙烷为主要成分的气体灭火剂近年来被广泛应用到我国社会生产的各个领域中。
三、气体灭火系统的设计方法
（一）气体灭火系统的设置
对气体灭火系统的合理设置不仅关系到人们的生命财产安全，同时对于实现社会稳定也具有重要的影响，因此，在对气体灭火系统进行设置前，有必要根据不同防护区的性质对灭火系统的类型进行合理选择。首先，对七氟丙烷而言，由于其对人体产生不良反应的浓度为9%，因此，在对以七氟丙烷为主要成分的气体灭火系统进行设计时要求：图书、档案等纸质类防护区灭火系统的设计浓度为10%，从而在利用其进行灭火的过程中，有效保护人体免受气体本身带来的伤害；另外，在对油浸变压式和带油开关等机械类设备的防护区进行灭火系统设计时，需要将系统的浓度控制在8.3%左右，从而减少以七氟丙烷为主要成分的灭火系统在灭火过程中可能为人体带来的危害的可能性。
（二）气体灭火系统的组成和主要部件
（三）系统的设计计算
1、高压二氧化碳灭火系统
对高压二氧化碳灭火系统的设计应该本着减少灭火剂的用量并提高灭火器的灭火效率为原则进行具体设计。首先，按照相关规范要求，一套二氧化碳灭火系统所保护的防护区数量最多为四个，因此，各个防区中的二氧化碳灭火系统均应该采用全淹没的灭火方式，即在相应的时间内，向防护区喷射特定浓度的二氧化碳，并使其均匀的分布在整个防护区中。由于二氧化碳在高压存储灭火系统中的管道流动性质属于气液两相流，因此，在选择系统管径时，应采用如下公式：D=kd，其中，D为管道的内径，单位为纳米（nm），Kd为管径系数，而对于气液两相流的运动方程式则设定为++=0，上式中V代表灭火器中液体二氧化碳的体积，且=，由于在使用二氧化碳气体灭火器时，由于对内部高压液体的压缩会产生较大的阻力，因此，设定上式中沿程阻力系数=，挤压灭火器的沿程动力系数则为1.1，而通过对上式中二氧化碳的浓度进行计算，可以得出灭火器中应该填充的具体的二氧化碳浓度和体积，从而提高二氧化碳灭火系统的灭火效率。
2、七氟丙烷灭火系统
以防护区的二层程控机房为例，根据相应标准，通讯机房与计算机房的灭火系统中七氟丙烷的浓度C=0.8%，且具体的喷射时间为t=7s，而该类型的灭火器中七氟丙烷的具体用量的计算公式为W=（KV/S）C/100-C，其中W为灭火器中七氟丙烷的具体用量，而S则代表七氟丙烷在防护区最低温度时的比容，且S=K1+K2T，T为灭火器内中七氟丙烷中的具体温度。通过计算W的值可得出以七氟丙烷为主要成为的气体灭火器中七氟丙烷的具体含量，从而通过对其含量进行合理设置，提高其灭火效率。
四、气体灭火系统的应用
以CO2、烟络尽、七氟丙脘等为主要成分的气体灭火系统被广泛应用到包括电气火灾、固体表面火灾、液体火灾以及气体火灾等众多火灾类型中，同时，由于其内部气体体积和容量具有较强的可计算性，因此，相关消防人员和技术人员可以根据当前防护区域的具体情况，对相应灭火器的内部气体容量进行合理设计，从而大幅度提高系统的灭火效率，而正是基于上述原理，气体灭火系统则又被广泛应用到我国社会的各个生产和生活领域，并为我国的社会发展提供安全、稳定的生产环境。
五、结论
本文通过对CO2、烟络尽、七氟丙脘等气体灭火系统的原理进行分析，并结合气体灭火系统的设计方法，对以高压二氧化碳和七氟丙烷为主要成分的气体灭火系统的设计计算进行了具体研究，可见，未来加强气体灭火系统的合理应用，对于保障人民生命财产安全、实现社会稳定具有重要的历史作用和现实意义。
参考文献：
[1]马彦金，荆颖，王亮.海洋石油平台气体灭火系统设计及其应用前景浅析[A].中国海洋工程学会.第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（下）[C].中国海洋工程学会，2011：5.
[2]张艳，陆懿东.绿色船舶固定式灭火系统的分析及选用研究[J].船舶设计通讯，2011，02（11）：58-64.
[3]赵询霞.基于CFD的三氟甲烷灭火系统运行规律研究[D].天津大学，2009.
