EBM氣溶膠自動(dòng)滅火系統(tǒng)

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簡介： 闡述了EBM氣溶膠滅火劑的組成，滅火原理，應(yīng)用范圍，滅火系統(tǒng)的構(gòu)成，滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及設(shè)計(jì)實(shí)例。
關(guān)鍵字：EBM 氣溶膠 滅火系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU998.14
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455（2000）04-00480-02

概況

　　1989年我國加入《保護(hù)臭氧層維也納公約》，1991年6月正式加入《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書（修訂本）》國際條約。1994年公安部發(fā)出了《關(guān)于在非必要場所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》^[1]。1996年公安部頒布了《鹵代烷替代品推廣應(yīng)用的規(guī)定》。世界各國的科技人員在積極研究鹵代烷的替代品。EBM氣溶膠是一種新型滅火劑。它具有無毒、無腐蝕、無污染、不損耗大氣臭氧層和快速高效、全方位全自動(dòng)滅火、設(shè)計(jì)安裝維護(hù)簡便易行、造價(jià)低等特點(diǎn)，是適合我國國情的一種較理想的鹵代烷滅火劑替代品。

1  EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)

1.1  EBM氣溶膠滅火劑的組成
　　EBM氣溶膠滅火劑由金屬氧化物(K₂O)、碳酸鹽(K₂CO₃)或碳酸氫鹽(KHCO₃)、碳粒和少量金屬炭化物組成。這些固體顆粒的粒徑大部分小于1μｍ，具有非常大的比表面積，是高濃度、高分散度的一種混合物。
1.2  EBM氣溶膠的滅火原理
　　滅火系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)后，釋放出EBM氣溶膠，達(dá)到一定的滅火濃度時(shí)，固體顆粒裂解產(chǎn)物K以蒸汽或離子的形式存在，瞬間與活性基團(tuán)H、OH和O等吸附并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而消耗燃料活性基團(tuán)，使燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)受到抑制^[2]。其反應(yīng)如下：
　　 　　K+OH→KOH
　　 　　K+O→KO
　　 　　KOH+OH→KO+H2O
　　 　　KOH+H→K+H₂O
　　K₂O與燃燒物質(zhì)C在高溫下反應(yīng)，吸收燃燒火源部分熱量，使火焰溫度降低，因而燃燒反應(yīng)受到一定程度的抑制作用。其反應(yīng)如下：
　　K₂O+C→2K+CO
　　2K₂O+C→4K+CO₂
　　上述抑制燃燒反應(yīng)的滅火化學(xué)反應(yīng)同時(shí)或鏈?zhǔn)竭M(jìn)行，從啟動(dòng)到燃燒過程終止，一般為60～180s。
1.3  EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)
1.3.1  EBM滅火系統(tǒng)

　　火災(zāi)初期，感煙或感溫探測器中的任一個(gè)將信號(hào)傳到啟動(dòng)器，啟動(dòng)器發(fā)出聲光預(yù)警信號(hào)。當(dāng)二個(gè)探測器都感測到火災(zāi)信號(hào)后，啟動(dòng)器即發(fā)出火警聲光報(bào)警，同時(shí)關(guān)閉門窗并指令風(fēng)機(jī)停運(yùn)，關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)。在預(yù)定的延遲時(shí)間內(nèi)(30s)，人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場。延遲時(shí)間結(jié)束，滅火系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，氣溶膠通過導(dǎo)流系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)區(qū)進(jìn)行滅火，并向啟動(dòng)器返回信號(hào)。圖2應(yīng)用于小于240m³的防護(hù)區(qū)；圖3應(yīng)用于大于等于240m³的大防護(hù)區(qū)。
　　在需要人工啟停時(shí)，可以使用手動(dòng)按鈕。

2  EBM氣溶膠的應(yīng)用范圍

　　EBM滅火劑本身不含破壞臭氧層的物質(zhì)；氣溶膠滅火產(chǎn)物為水蒸汽、N₂、CO₂及微量的CO氣體和無毒害、無污染、無腐蝕的物質(zhì)。因此可用于撲救下列物質(zhì)的初期火災(zāi)。
2.1　變電室、配電間、發(fā)電機(jī)房、電纜夾層、電纜井、電纜溝、通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房等場所的火災(zāi)。
2.2　生產(chǎn)、使用或儲(chǔ)存動(dòng)物油、植物油、重油、潤滑油、變壓器油、閃點(diǎn)大于60℃的柴油等各種丙類可燃液體的火災(zāi)。
2.3　不發(fā)生陰燃的可燃固體物質(zhì)的表面火災(zāi)。
　　氣溶膠滅火系統(tǒng)不適用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域；商場、交通系統(tǒng)的售票處、候車(機(jī))廳、飲食服務(wù)、文體娛樂等公共場所；人員密集的場所。

3　滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1　系統(tǒng)參數(shù)
　　適用溫度范圍:-20～55℃
　　噴口溫度：距噴口100mm處小于等于180℃；
　　噴射時(shí)間：小于等于40ｓ；
　　滅火時(shí)間：小于等于180ｓ。
3.2　滅火劑用量計(jì)算
　　G=(1+0.25)g=1.25.a.V.K
　　式中：G-EBM滅火劑用量,kg；
　　　　　g-EMB滅火劑設(shè)計(jì)滅火用量,kg;
　　　　　α-EMB滅火劑單位設(shè)計(jì)用量,kg/m³；
　　　　　α=0.07～0.1kg/m³
　　　　　V-防護(hù)區(qū)的容積,m³；
　　　　　k-保全系數(shù)；
　　　　　k=k₁·k₂
　　　　　k₁-容積系數(shù)，當(dāng)V小于240m³時(shí)，K₁=1；
　　　　　　　當(dāng)V大于等于240m³時(shí),K1=1.2；
　　K₂-重要系數(shù)，變配電室、通訊機(jī)房、電算機(jī)房等K₂=1；文物、檔案、圖書、資料等K₂＝1.5；
　　0.25-流失補(bǔ)償量：開口面積與防護(hù)區(qū)內(nèi)部四周面積之比小于等于0.3%為允許開口標(biāo)準(zhǔn)。
3.3　設(shè)計(jì)實(shí)例
　　包頭市永生光彩大廈等工程電爐變壓器室均采用了ＥＢＭ氣溶膠氣體消防系統(tǒng)?，F(xiàn)僅以電爐變壓器室EBM氣溶膠消防為例。
　　電爐變壓器室容積為500m³，圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)為0.024MPa，防護(hù)區(qū)密閉，需考慮設(shè)置泄壓口。
3.3.1  EBM滅火劑用量：
　　G=1.25·α.V.K=1.25×0.1×500×1.2=75kg
　　選用MECZ16滅火裝置5臺(tái)，配備啟動(dòng)模塊10個(gè)，啟動(dòng)控制器1臺(tái)。
3.3.2  氣溶膠占混合氣體的體積：
 =0.4G/(0.4G+V)=(0.4×75)/(0.4×75+500)=5.66%
3.3.3　泄壓口面積計(jì)算
　　防護(hù)區(qū)圍護(hù)構(gòu)件所承受的壓強(qiáng)為：
　　P=40G(1+0.34/V)/V＝40×75(1+0.34/500＝0.06MPa，需設(shè)泄壓口，泄壓口面積按下式計(jì)算：
　　S=0.014Qm/(MmPb)^0.5
　　式中：S—泄壓口面積，m²；z
　　　　　Qm- 平均設(shè)計(jì)質(zhì)量流量，kg/s；
　　　　?。? EBM氣溶膠噴射時(shí)間t小于等于40ｓ；
　　　　　Pb- 圍護(hù)構(gòu)件的允許壓強(qiáng)2.4KPa；
　　　　　Mm- 通過泄壓口流出的混合氣體比容，m³/kg。
　　　　　Qm=G/t=75kg/40s=1.875kg/s
　　　　　Mm=1/[1.293(1-)+2.5
　　　　　　=1/[1.293(1-0.05666)+2.5×0.0566]
　　　　　　=0.734m³/kg
　　　　　S=(0.014×1.875)/(0.734×2.4)^0.5=0.01978≈0.02m²泄壓口設(shè)計(jì)成3：2的矩形，其尺寸為0.24×0.08m。

參考文獻(xiàn)：
　　[1]肖泉生.關(guān)于鹵代烷（哈龍）替代品現(xiàn)狀[R]，建設(shè)部建筑設(shè)計(jì)院，1998.
　　[2]蔣彥胤，等.新型氣體滅火設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999.

作者簡介：
　　夏國武（1955-），男，工程師。