天消所发明探火管式超细粉体灭火技术.docx

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天消所发明探火管式超细粉体灭火技术

近年来，我国电气火灾持续高发，且电气火灾所占比例呈逐年上升趋势，这类火灾一旦在初起阶段不能得到有效扑救，很容易发展成为重特大火灾。

“超细粉体灭火剂用于早期火灾扑救技术研究”以自动探测和及时扑救电气火灾等多类起火源火灾为切入点，创造性地将一种粒径小、单位质量比表面积大、全淹没灭火效能高的超细粉体灭火剂和能够针对特定的防护对象及关键部位进行点对点火灾探测和扑救的直接探火管灭火模式结合，历经上百次标准火灭火试验和实体火灭火试验，试制了适宜粒径的专用超细粉体灭火剂，研制出具有定点感温探测、报警控制及早期火灾扑救等功能的探火管式超细粉体灭火装置。

该装置结构简单、使用方便，布置于典型场所的火灾高发部位和关键区域，能够实现点对点自动探测和灭火，把火灾扑灭在初起阶段。

该项目研究首次获得了探火管式超细粉体灭火装置的充装比、充装压力等关键设计参数与喷射特性的相互关系，建立了装置对典型火灾的灭火应用参数，提出了应用于典型场所的灭火保护方式及灭火剂用量计算方法，为装置推广应用奠定了坚实基础。

这种新型早期火灾扑救技术适用于商场、仓储库房、工业厂房、高层建筑等典型场所，对配电盘、控制柜、数控机床、机房、车辆等重要“起火源”进行火灾自动防护。

超细干粉

中文名超细干粉

解释特别细的粉体

用途各行各业中的粉体类产品形象词

例如干粉灭火剂中有超细干粉灭火剂

1．简介

2．超细干粉灭火原理

▪.对有焰燃烧的抑制作用▪.对表面燃烧的熄灭作用

3．超细干粉灭火器及装置

▪悬挂式自动灭火装置▪柜式超细干粉灭火装置▪超细干粉管网自动灭火装置▪车用灭火装置▪森林灭火手投装置▪超细干粉微型自动灭火装置

4．超细干粉在公路交通的应用

5．超细干粉档案库房火灾的应用

6．超细干粉在厨房火灾的应用

1简介

超细干粉：

是特别细的粉体，其平均粒径10微米左右。

粉体无定性的化学式及其它特性，可以作为各行各业中的粉体类产品形象词。

如：

干粉灭火剂中有超细干粉灭火剂。

化妆品中有超细干粉粉饼等。

而超细干粉灭火剂，粒径小，流动性好，有良好抗复燃性、弥散性和电绝缘性，其灭火机理是以化学灭火为主，通过化学、物理双重灭火机能扑灭火焰:

从物理上实现了被保护物与空气的隔绝，阻断再次燃烧所需的氧气，以物理方式防止复燃；化学方面，自动灭火装置释放出的超细干粉灭火剂粉末通过与燃烧物火焰接触，产生化学反应迅速夺取燃烧自由基与热量，从而切断燃烧链实现对火焰的扑灭，灭火剂与火焰反应产生的大量玻离状物质吸附着在被保护物表面形成一层隔离层；

因此既能应用于相对封闭空间全淹没灭火，也可用于开放场所局部保护灭火。

所以超细干粉类的产品比普通干粉产品更具有市场优势，普遍受到各行业的客户好评。

2超细干粉灭火原理

窒息、冷却、辐射的遮隔及有焰燃烧的化学抑制作用是超细粉体灭火效率的集中体现，其中化学抑制作用是其灭火的基本机理。

对有焰燃烧的抑制作用有焰燃烧是一种链式反应过程。

燃烧分子在燃烧的高温下或其它形成的能量下被活化，在氧气的存在下产生自由基或是活性团机，并靠这些具有很高能量的自由基传播反应，维持燃烧的进行。

OH和H是维持燃烧链式反应的关键自由基，它们具有很高的能量，非常活泼，一旦生成，就立即发生下一步反应，生成更多的自由基，使燃烧过程得以延续，且不断扩大。

超细粉体中的灭火组分使对燃烧的反应的不活性物质，当它们进入燃烧区与火焰中的自由基接触时，自由基被瞬时吸附在粉末表面，并发生如下的反应：

M（粉末）+OH（自由基）→MOH

MOH+H（自由基）→M+H2O

上述反应的结果使火焰中的OH和H被消耗的速度大于生产的速度，OH和H很快就耗尽，链式反应历程即被中止，火焰即熄灭。

上述作用称为对燃烧的化学抑制作用和负催化作用。

.对表面燃烧的熄灭作用

以磷酸铵盐类基料的超细粉体不仅可以扑灭有焰燃烧，而且还可以扑灭一般固定物质的表面燃烧（阴燃）。

超细粉体晶体与灼烧物质表面接触时，发生一系列的化学反应，反应产生的磷酸（HPO3）或聚磷酸氨在固体表面的高温作用下被熔化并形成一个玻璃状覆盖层,并渗透到燃烧表面的孔内。

这层玻璃状覆盖层将固体表面与周围空气的氧隔开，使燃烧窒息。

.冷却、窒息与对热辐射的遮盖作用

超细粉体灭火剂的基料在火焰的高温下发生一系列的分解反应，分解反应产生的一些不活性体如二氧化碳、水蒸气等，可吸收火焰的部分热量，并对燃烧区的氧浓度稀释，从而起到冷却和窒息作用。

使用超细粉体灭火时，大量的粉末以雾状形式喷向火焰，当与火焰相混合，可以降低残存火焰对燃烧物表面的热辐射。

磷酸盐等混合物还具有导致碳化的作用，它附着于燃烧物表面炭化。

炭化层是热的不良导体，可使火焰的温度降低，使燃烧过程变的缓慢。

这些作用是超细粉体灭火剂附加的对热的辐射遮隔。

超细粉体灭火的原理与常用的ABC灭火剂相似，但灭火效能却能达到普通干粉灭火剂的6～10倍。

这是因为超细粉体灭火剂灭火组分的粒径比常用的干粉灭火剂粒径小得多。

.常用干粉灭火剂粒径及灭火效能

常用的干粉灭火剂的粒径在10μm--75μm之间，定量的粉体中小粒子所占得比例小，所具有的比表面积也相对小。

同时，由于每个粒子的质量比较大，受热分解的速度慢，因而其灭火能力受到限制。

粒子质量较大，沉降的速度快，弥漫性相对差，用于空间全淹没灭火效果也不理想，显然干粉灭火剂的粒径直接影响其灭火效能。

超细粉体灭火剂的粒径及灭火效能

超细粉体灭火剂的平均粒径小于或等于5μm，90%的粒径小于或等于10μm。

该灭火剂全淹没应用灭火浓度实测小于95g/m

众所周知，就化学灭火剂而言，颗粒尺寸与灭火效能之间成反比关系。

这是因为由于颗粒的细化，颗粒的表面原子与总原子之比而大幅度增加，所以具有很高的化学活性和比表面积。

在灭火过程中，粉末与火焰的接触面就会大大增加，粉末对自由基的吸附能力也会大大提高，故灭火效能急剧提高。

由于颗粒质量小，活性大，经加压喷射，可在保护空间形成均匀分布相对稳定的气溶胶，所以不仅灭火效能高，使用方法和范围也不同于一般传统干粉灭火剂。

超细干粉灭火剂是近几年来哈龙灭火剂替代研究的最新技术成果，是亚纳米技术（超细技术）应用于固体灭火剂领域的具体应用。

超细干粉灭火剂可以充装

目前通常使用的手提式灭火器、

推车式灭火器、

悬挂式灭火装置、

柜式灭火装置

和管网灭火系统，

广泛应用于工业和民用建筑以及生产和储存场所中扑灭A、B、C、E类火灾。

该灭火剂既可以全淹没应用灭火，又可以局部保护应用灭火，

其灭火速率是水系列灭火剂的40倍以上，

灭火效率是哈龙灭火剂的2～3倍，

是普通干粉灭火剂的6～10倍。

表为超细干粉灭火剂与目前在用的几种灭火剂技术性能的比较

项目

二氧化碳

混合气体（IG541）

哈龙1301

七氟丙烷（FM200）

细水雾

热气溶胶（AFE）

ABC干粉

超细干粉

成分

CO2

Nz、Ar、CO2

CF3Br

CF3CHFCF3

雾状水

锶盐/钾盐

磷酸铵盐

磷酸铵盐、碳酸氢钠

物质状态

气

液/气

液

微粒<1μm

粉柱>200μm

微粒<20μm

灭火浓度

800～1000g/m

200～300g/m

580～1200g/m³

—

130-150g/m³

650g/m

100g/m

灭火机理

物理（窒息）

化学抑制

物理（窒息）

化学抑制

能见度

良

较好

低

毒性

窒息

无毒

低毒

无毒

储存方式

高压

常压

低压

低压、常压

安装方式

有管网

有管网、无管网

有管网

无管网

有管网、无管网

安全性

一般

较好

好

一般

ODP

—

GWP

5800

2050

—

大气停留时间

120年

87～100年

30～42年

—

使用周期成本

高

高于哈龙

较高

低

超细干粉灭火器及装置

超细干粉自动灭火装置包括

1.灭火装置、

2.柜式灭火装置、

3.管网灭火系统、

3.车用灭火装置、

4.森林灭火装置等系列产品。

超细干粉灭火装置总结了以往扑灭各类火灾的经验，克服了过去类似灭火装置的缺陷，应用现代火灾探测，控制的先进技术而开发的消防设备。

该灭火装置用氮气作为驱动体，超细干粉为被驱动体，既可全淹没灭火，也可局部保护应用灭火。

悬挂式自动灭火装置

悬挂式自动灭火装置的特点：

a.安装使用方便，安装时不受建筑物或保护物结构的影响，无需安装大量管道及附属设施，只需将装置悬挂固定于保护区或保护物上方即可。

b.启动快捷，性能可靠。

c.灭火装置采用更符合科学扑灭火灾的三种启动方式，

d.实现火灾早期发现，早期灭火，有效地减少火灾造成的损失。

e.定温启动：

当火灾发生，环境温度上升到灭火装置设定值时，灭火装置上的阀门自动打开，释放超细干粉灭火剂灭火。

f.热启动：

当火灾发生时，安装在保护区上方或保护物上的导火索将火灾信号快速传导给灭火装置，使装置快速启动，释放灭火剂灭火。

g.在特殊情况下，导火索不传导火灾信号，火灾发生使环境温度上升至灭火装置设定值，灭火装置也会自动启动灭火。

h.电控启动：

悬挂式灭火装置，使装置快速启动，释放灭火剂灭火。

i.在特殊情况下，导火索不传导火灾信号，火灾发生使环境温度上升至灭火装置设定值，灭火装置也会自动启动灭火。

j.（电控联动启动）：

悬挂式灭火装置的启动控制器能与所有的火灾报警控制器联接，当火灾探测器探测到火灾信号，控制器确认火灾，灭火装置自动释放灭火剂灭火。

k.或由值班人员按下、保护区门外的手动按钮启动灭火装置灭火。

在特殊的情况下，电控启动失灵，火灾发生使环境温度上升到灭火装置设定值时，灭火装置也会自动启动灭火。

l.可单具使用，也可多具联动应用，组成无管网灭火系统，扑救较大保护空间或保护面积的火灾。

柜式超细干粉灭火装置

柜式灭火装置是一种无管网（或短管网）可移动的高科技消防产品。

该装置集火灾探测及自动灭火为一体，用以扑救较大保护空间及较大保护面积的火灾。

可单具应用，又可多具联动应用。

灭火装置可放置于保护区一角或靠墙安放，使用维修非常方便。

工作原理：

当火灾探测器探测到保护区发生火灾，火灾报警控制器确认火灾，下达指令使柜式灭火装置启动，灭火装置中心氮气瓶向灭火剂领领储罐充压力氮气。

当灭火剂领储罐内压力到达工作压力时，灭火剂罐阀门自动打开释放灭火剂灭火。

超细干粉管网自动灭火装置

管网系列自动灭火装置，适用于较大保护空间全淹灭火及局部应用扑救面积的火灾。

该灭火装置工作原理：

利用氮气瓶组内的高压氮气，进入超细干粉灭火剂领领储罐，推动灭火剂通过输运管道由设置在保护区的喷头喷出，迅速灭火。

车用灭火装置

专用于大型客车发动机舱防火灭火。

随着我国家建设和人民生活现代化的需求，目前各类长途汽车发展很快，同时市内交通和短途客运发展也较快。

而车辆的防火问题也逐步被人们认识到。

超细干粉灭火剂由于性能优良，做成车用灭火装置其应用效果很理想。

目前有后置发动机型的，进一步改进，使其体积更小，也可以供前置发动机型的车辆使用。

森林灭火手投装置

专用于森林和草原灭火，目前已生产出手投式森林灭火弹。

使用方法类似于投手榴弹，启动方式有拉发式和引发式两种。

拉发式是由使用人员用手拉发灭火器内的喷发剂，然后投向火场，灭火剂在喷发剂推动下喷发，瞬间扑灭火灾。

引发式手投灭火弹在投入火场时，遇高温或旺火自然引发，瞬间扑灭火灾。

超细干粉微型自动灭火装置

该类灭火装置分为用氮气驱动和用燃气驱动两种。

超细干粉微型自动灭火装置及ZFCD系列超导自动灭火装置，

1.主要应用于档案密集架、

2.图书资料柜、

3.机仓、

4.汽车、

5.列车发动机仓、

6.电缆沟、

7.电缆夹层等较小的空间扑救ABC类火灾和

8.带电设备火灾。

其特点是体积小，安装简便，灭火速度快。

除此之外，超细干粉灭火剂还可以充装各类手提式灭火器和推车式灭火器，其灭火效率至少是普通干粉灭火器的3倍以上。

4超细干粉在公路交通的应用

自燃是公共交通运输工具中存在的最大安全隐患之一，加强公共交通消防是预防车辆自燃的有效措施。

“快速响应、早期抑制、高效灭火、生态环保”是国际消防界的最新消防理念。

为此，超细干粉的研发将会成为新一代的灭火系统。

该装置是当今公共交通行业扑灭车辆自燃火灾的最佳产品，它能有声或无声启动，在一秒钟内瞬间灭火，是当今公共交通领域中灭火速度最快、灭火效率最高的绿色环保型消防产品。

该装置和使用的超细干粉灭火剂均已通过国家固定系统和耐火材料质量监督检验中心的检测。

车用自动灭火装置的应用，对易造成重大事故的公交车辆及运输易燃、易爆物品的车辆意义非常重大，必将为我国公共交通运输行业提供新的安全保障。

一、超细干粉车用自动灭火装置在公交客车中的应用。

每辆大客车按标准配置2－3具400克车用自动灭火装置，安装在发动机舱顶部。

当机舱发生火灾时，司乘人员收到声光报警信号，仓内的自动灭火装置会自动或人工启动，在1秒钟内把火灭掉，确保车辆和人员安全。

二、超细干粉自动灭火装置在汽油、电动轿车中的应用。

汽油、电动轿车中易发火灾部位有两大块：

一是前置发动机舱，

二是后置电平机舱。

一般情况下，在前置发动机舱内安装2具车用自动灭火装置；后置电平机舱装内安2具车用自动灭火装置即可。

当发动机舱或后置电平机舱着火时，车用自动灭火装置自动启动，

或在司机自感有事件时通过手动启动实现“零时间”灭火。

三、超细干粉自动灭火装置在运输易燃、易爆物品车辆的应用。

运输易燃易爆的车辆虽然都有特殊的要求，但是这些车辆的机舱自动灭火一直是消防的难点和盲点。

他别是在高温季节，一旦因机舱自燃引发火灾，就极易造成爆炸、群死群伤等恶性事故。

为防止此类事故的发生只需在车辆的发动机舱内安装2具自动灭火装置就可达到极佳的预防效果。

5超细干粉档案库房火灾的应用

档案库房中，因为存放大量纸质档案，同时还有音像、照片、胶片、磁盘等特殊载体，因而档案库房的火灾具有A类（即固体火灾）的特点；

大量的试验证明，超细干粉灭火系统扑救A类火灾并防止复燃是非常有效的。

（一）灭A类火试验

试验方法：

将一个FZXA5/1.2-JAD（5公斤）悬挂式灭火装置安装于室内顶部中央位置，距地面高度高于3米；试验用木垛为40MM×40MM×635MM共112根干燥松木木条，分16层，每层7根，含水率为9-13%每层中木条的间隔均匀摆放并用铁钉固定，在试验室外点燃盘中的汽油，引燃支架上的木垛，预燃5-6分钟，再将点燃的木垛及支架摆放于试验室地面中心，关闭试验室门，观察灭火情况，抬出木垛，灭火成功！

（二）灭B类火（液体）试验

试验方法：

将一个FZXA5/1.2-JAD（5公斤）悬挂式灭火装置安装于室内顶部中央位置，距地面高度不小于3米；试验用面积为1.63M的油盘，直径：

1.44M内深0.15M，底部加清水作垫层，倒入55升93号汽油，再将点燃的油盘摆放于试验室地面中心，关闭试验室门，观察灭火情况，抬出油盘，灭火成功！

（三）模拟档案库房灭火试验

灭火试验选用FZXK400/1.2-CX（0.4公斤）微型悬挂式灭火装置，试验室内置一个档案柜，放置书本等纸质制品，柜内装上微型悬挂式灭火装置，在书本上浇上汽油，人工点燃书本，关上柜门观察灭火情况，灭火成功！

（四）自动报警控制灭火试验

电控型超细干粉自动灭火装置可以与市场上通用的任何火灾报警控制器接口，构成自动控制模式，加上火灾探测器、声光报警器、气体释放门灯、手动控制盒、输入模块等组成档案库房超细干粉无管网自动灭火系统。

当保护区发生火灾，感烟探测器或感温探测器将探测到的信号送入控制主机，主机及保护区门口的声光报警器立即报警，当主机同时接收到同一保护区的二路信号，如果控制器设置为自动状态，则报警后延时三十秒自动启动超细干粉灭火装置，如果是设定为手动状态，则需要人工按下保护区门口的手动控制盒上的紧急启动开关，实施灭火。

现在点燃试验室内的油盘，观察整个自动报警控制过程，报警器报警、启动，灭火成功！

二、超细干粉灭火剂对档案载体的影响试验

档案是一种单一的、不可再生的资源，因此在选择应用于档案库房的灭火系统时，一方面要求灭火效果好、灭火速度快的灭火系统，另一方面要求灭火剂不能对档案载体有腐蚀和破坏，以利于档案的长期安全保存。

国安达消防科技（厦门）有限公司生产的超细干粉灭火剂，是一种完全区别于普通干粉的新型专利产品，经国家有关部门检测及大量的实验证明，该灭火剂对档案载体无腐蚀和破坏作用。

1、试验设备：

低温试验仪：

控制范围-40℃～130℃，精度1℃～2℃

试验用容器：

搪瓷盘300mm×200mm3个

试样：

30mm×50mm，厚1～2mm的铜板、铝板各三块；印刷纸6张、胶片4卷、光盘点张。

2、试验

将超细干粉倒入容器内，把试验品分别埋入超细干粉灭火剂中，一并放入低温试验仪箱内，按试验温度及时间经受一次循环，并分别做空白试验进行对比分析。

经过二十四小时的试验，现在取出样品，铜板和铝板无锈斑，纸张没有变色，不结胶、无印染，字迹未变粗、退色；且灭火剂无任何变色现象，试验合格，完全符合档案保管要求！

6超细干粉在厨房火灾的应用

1：

厨房火灾对消防技术的要求

第一：

高效灭火。

厨房灶台的油锅和油池，是最容易发生火灾的地方。

其食用油的自燃点温度在350--380摄氏度之间。

在烹调过程中油被加热，一旦油发生自燃，很难将锅内大量油冷却至自燃点以下。

另外，由于目前使用的节能锅灶通常会维持锅内的温度，从而更加阻止了锅内油温的降低。

因些厨房要求灭火效率高，扑灭高温油火仅需在数秒钟完成。

第二：

防复燃。

食用油的平均燃烧速率高于其它可燃液体的燃烧速率，当油自油燃烧两分钟后，火会由初始时接近油面的小火发展到抵达到排烟罩的大火，锅内油的表层温度可达400掇氏度以上。

即使灭火剂将火扑灭，但油的温度来不及冷却，油也会很快再次燃烧。

经过对不同温度下食用油进行采样分析发现淡：

复燃是因为当食用油加热到350掇氏度以上时，油中会产生一些新的物质。

这些物质具有较低的沸点和自燃点，此自燃点仅比初始点低65掇氏度左右。

由此，厨房灭火关键做到防复燃。

第三：

安全环保。

厨房里多是食用器皿餐具和食品。

灭火剂要求对人和环境无毒无害，且火灾后现场易清洗。

2：

厨房火灾消防技术应用现状

2004年公安部颁布了产品的行业标准，《厨房设备灭火装置》（GA498--2005），该标准是在参考了国外产品标准的基础上，又考虑到国内厨房的状况，系统地规定了适合我国厨房现状的灭火装置。

目前，应用于厨房灭火装置的灭火剂主要有干粉、泡沫以及通过细水雾不扑灭火灾。

3：

超细干粉在厨房火灾的应用

第一：

超细干粉灭火速度快、效率高。

厨房因食物油引起的火灾，燃烧自由基产生的速度快，因此对灭火剂的效率和速度提出更高的要求。

按照扑灭单位面积的可燃液体火灾的灭火剂用量来比较,超细干粉的粒径在5微米以下，比表面积大，不仅灭火效率高（是普通ABC干粉的6-10倍）干粉能够迅速地控制火势和扑灭火灾,灭火时间往往在几秒钟内,而且不易受火场地形、温度等环境条件的影响。

第二：

超细干粉对有焰燃烧有强抑制作用

有焰燃烧是一种链式反应。

燃料分子在燃烧的高温下或其形成的能量作用下被活化，在氧的存在下产生自由基或活性基因，并靠这些具有高能量的自由基传播反应，维持燃烧的持续进行。

超细干粉灭火剂与火焰接触时，灭火组分迅速捕获燃烧自由基，使自由基被消耗的速度大于生产的速度，燃烧自由基很快耗尽，链式反应历程即被终止，火焰迅速熄灭。

第三：

超细干粉对热辐射的遮隔和冷却作用。

使用超细干粉灭火时，浓云般的粉沫与火焰相混合，分解吸热反应，可吸收火焰的部分热量，这些分解反应产生的一些不活性气体如：

二氧化碳、水蒸气等，对燃烧区的氧浓度具有稀释作用，使火的燃烧反应减弱。

有效的降低了食用油加热过程中产生的新物质的燃点和沸点的温度，让厨房火灾复燃的机率为零。

第四：

超细干粉无毒无害，高效环保。

经武汉药品检验所检验超细干粉是具有无毒、无害，对人体皮肤无刺激。

对保护物无府蚀，并且在常温下不分解、不吸湿、不结块。

具有良好的流动性、弥散性、和电绝缘性。

厨房是水电并用且是放有食用器皿与食物的地方。

干粉灭火剂无疑是最安全的灭火剂。

结语

我国是一个13亿人口的大国，饮食文化渊远流长。

但是厨房火灾的频繁发生给了我们更多的启示。

厨房联系着千家万户，灭火技术的重要性不言而喻，在众多灭火剂中，超细干粉凭借其独有的优势，在厨房灭火中必将被广泛采用。

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