第八章气体灭火系统审定.docx

第八章 气体灭火系统气体灭火系统是以气体作为灭火介质的灭火系统，用于保护大型计算机、邮电通讯机房、广播电视通信机房、资料档案库、图书馆珍藏库、博物馆保管库、金融机构保管库等不适宜用水来灭火的场所，是传统的四大固定式灭火系统(水、气体、泡沫、干粉)之一。目前，有强制性设计、施工及验收规范的气体灭火系统是：高低压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷（HFC-227ea）灭火系统、烟烙尽（IG-541）灭火系统及热气溶胶灭火系统，除此之外有行业或地方性设计、施工及验收标准的气体灭火系统有：三氟甲烷（HFC-23）灭火系统、氮气（IG-100）灭火系统、氩气（IG-01）灭火系统及氩气氮气（IG-55）灭火系统等。第一节 气体灭火系统概述气体灭火系统是以某些气体作为灭火介质，通过这些气体在整个防护区或保护对象周围的局部区域建立起灭火浓度实现灭火的。了解气体灭火剂的灭火机理、系统形式、适用场所及操作与控制，对施工企业参与气体灭火系统工程招投标、系统设备采购、系统优化及控制工程成本具有较大帮助。一、气体灭火剂常见的气体灭火剂主要包括卤代烃类灭火剂、惰性气体灭火剂、二氧化碳灭火剂及热气溶胶等。（一）卤代烃类灭火剂卤代烃类灭火剂按照灭火剂的不同可分为卤代烷1301（三氟一溴甲烷）、1211（二氟一氯一溴甲烷）、七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷等。1.卤代烷1301、1211灭火剂自1964年起，我国先后研制成功了两种高效低毒的卤代烷（俗称哈龙）1301（三氟一溴甲烷）及1211（二氟一氯一溴甲烷）气体灭火剂。其灭火机理主要是通过溴和氟等卤素氢化物的化学催化作用和化学净化作用大量捕捉、消耗火焰中的自由基，抑制燃烧的链式反应，迅速将火焰扑灭。由于这两种灭火剂具有灭火浓度低、不导电、挥发快、灭火后无残留物、安全洁净等优点，从二十世纪70年代开始到80年代末，曾经在航空业和工业与民用建筑等场合得到比较广泛的应用。由于卤代烷灭火剂对地球大气臭氧层有破坏作用，并危及人类生存的环境。按照中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案的安排，我国已于2005年停止生产哈龙1211灭火剂，将于2010年停止生产哈龙1301灭火剂。因此，有关这两类灭火剂的详细知识在此不在赘述。在淘汰哈龙灭火剂的同时，世界各国也在积极研究、开发用于哈龙灭火剂及系统的替代物及替代技术。2.七氟丙烷（HFC-227ea）灭火剂七氟丙烷的商业名称是FM-200，化学名称是HFC-227ea，化学分子式为CF3CHFCF3。它是一种无色无味的气体，由美国大湖化学公司研究和开发。该灭火剂不导电、不破坏大气臭氧层，在常温下可加压液化，在常温、常压条件下能全部挥发，灭火后无残留物，是一种较为理想的哈龙替代物。可扑救A类（表面火）、B类、C类和电气火灾，可用于保护经常有人场所。七氟丙烷灭火剂的灭火机理与卤代烷系列灭火剂的灭火机理相似，属于化学灭火的范畴，通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基，与燃烧反应过程中产生支链反应的H+、OH-、O2-活性自由基发生气相作用，从而抑制燃烧过程中化学反应来实施灭火。七氟丙烷灭火剂的优点：具有良好的灭火效率，灭火速度快、效果好，灭火浓度（8-10%）低，基本接近哈龙1301灭火剂的灭火浓度（5-8%）。七氟丙烷灭火剂的缺点：作为哈龙替代物，除了要考虑替代物本身的环保效应，也要考虑替代物自身的急性毒性和灭火时产生的其他物质对保护对象的破坏作用。大量的实验证明，含氟卤代烷灭火剂在灭火现场的高温下，会产生大量的氟化氢（HF）气体，经与气态水结合，形成氢氟酸（白雾状），氢氟酸是一种腐蚀性很强的酸，对皮肤、皮革、纸张、玻璃、精密仪器有强烈的酸蚀作用。FM-200灭火系统随着火灾规模和喷放时间的越长，产生的HF浓度越高，对精密仪器和设备的酸蚀作用越强，对人的皮肤腐蚀作用随之增强。同时，因FM-200在喷放时产生“白雾”，具有腐蚀性，在气体扩散的过程中具有更大的危害性。（二）惰性气体灭火剂惰性气体灭火剂主要包括：IG-01、IG-100、IG-55及IG-541。其中IG-01由100%的氩气（Ar）组成，IG-100由100%的氮气（N2）组成，IG-55是一种氮气、氩气组成的混合气体（其中含50%的N2、50%的Ar），IG-541是一种氮气、氩气、CO2气体组成的混合气体（其中含52%的N2、40%的Ar、8%的CO2）。其中氮、氩、CO2混合气体应用较为广泛。IG-541灭火剂又称烟烙尽。烟烙尽是一种无色、无味、无毒、惰性及不导电的压缩气体，它既不支持燃烧又不与大部分物质产生反应的来源丰富而又无腐蚀性的气体，由美国安素公司研制生产并推广使用。IG-541灭火剂不破坏大气臭氧层，对环境无任何不利影响，不导电、灭火过程洁净，灭火后不留痕迹。适用于扑救A类（表面火）、B类、C类及电气火灾。同时，IG-541喷放后一方面通过增加防护区中CO2的浓度，刺激人体呼吸，使人体的呼吸频率加快，从而保证吸入的氧量满足人体要求；另一方面，促使人体血液呈低PH值状态，在低pH值下，血红蛋白更容易将氧释放到细胞组织，大脑也因血脉扩张，在不增加心脏压力的情况下可以增加血液流量。因此，可用于保护经常有人场所。IG-541的灭火机理是降低燃烧区中氧浓度到维持燃烧所需最低氧浓度值以下，通过窒息作用消灭火灾，是物理灭火方式。灭火剂喷放后，防护区空气中的气体成分大体变为:氮气68%、氧气12.0%、氩气16%、二氧化碳4%。由于此时氧气浓度已大大低于一般可燃物燃烧所需的最低氧浓度（15%），使燃烧熄灭。IG-541的优点：由于其成分均为大气中天燃成分，所以喷放后在火灾现场无任何残留，同时，其灭火速度快、不污染被保护物品，对大气臭氧层无破坏作用，在许多大型保护区和重点保护区被推广使用。IG-541的缺点：因为IG-541是靠窒息作用灭火，其设计浓度为37.5-42.8%，工作压力比较高为15MPa，对运输和存储有一定要求。（三）二氧化碳灭火剂二氧化碳灭火剂可以较快地将有焰燃烧扑灭，但所需的灭火剂浓度高。二氧化碳在空气中含量达到15%以上时能使人窒息死亡，达到30%35%时，能使一般可燃物质的燃烧逐渐窒息，达到43.6%时能抑制汽油蒸气及其他易燃气体的爆炸。二氧化碳灭火剂的灭火原理是：气体二氧化碳在高压或低温下被液化，喷放时，气体体积急剧膨胀，同时吸收大量的热，可降低灭火现场或保护区内的温度，并通过高浓度的CO2气体稀释被保护空间的氧气含量，达到窒息灭火的效果。归纳起来，二氧化碳主要是通过稀释氧浓度、窒息燃烧和冷却等物理作用灭火的。二氧化碳灭火剂的优点：由于二氧化碳容易被液化，所以容易罐装、储存，在制造技术上的难度小，同时其价格较为便宜，灭火时，不污染火场环境，对保护区内的被保护物不产生腐蚀和破坏作用，不仅可以扑救A类（表面火）、B类、C类及电气火灾，在高浓度下还能扑救A类深位火灾，所以在扑救水和泡沫灭火剂无法保护的场所，显示了较好的功能。二氧化碳灭火剂的缺点：因二氧化碳灭火剂扑救火灾时需要34%-75%的灭火浓度，用量大，所以，二氧化碳灭火系统必须要使二氧化碳灭火剂液化才便于储存、运输，通常采用高压液化储存和低温储存。另外，设计浓度太高，还有可能使未能从防护区安全撤离的人员发生窒息死亡。所以，二氧化碳灭火系统对经常有人停留或工作的场所，不可设计、使用。（四）热气溶胶我国自20世纪60年代中期开始热气溶胶灭火技术的研究，自90年代中期始，热气溶胶产品作为哈龙替代技术的重要组成部分在我国得到了大量使用。由于热气溶胶中60以上是由N2等气体组成，其中含有的固体微粒，平均粒径极小(小于1m)，并具有气体的特性(不易降落、可以绕过障碍物等)，故在工程应用上把热气溶胶当作气体灭火剂使用。2004年6月，公安部发布了公共安全行业标准气溶胶灭火系统 第1 部分：热气溶胶灭火装置（GA499.1-2004），在该标准中，按热气溶胶发生剂的化学配方将热气溶胶分为K型、S型、其它型三类。K型热气溶胶是以硝酸钾为主氧化剂的固体气溶胶发生剂经化学反应所产生的灭火气溶胶，其中硝酸钾的含量(按质量百分比)不小于30%；S型热气溶胶是以硝酸锶Sr(NO3)2和硝酸钾(KNO3)复合氧化剂的固体气溶胶发生剂经化学反应所产生的灭火气溶胶，其中复合氧化剂的组成(按质量百分比)硝酸锶为35%50%，硝酸钾为10%20%；其它型热气溶胶是非K型和S型的其它盐类热气溶胶。热气溶胶以负催化、窒息等原理灭火。适用于变配电间、发电机房、电缆夹层、电缆井、电缆沟等无人、相对封闭、空间较小的场所，适于扑救生产、贮存柴油（-35号柴油除外）、重油、润滑油等丙类可燃液体的火灾和可燃固体物质表面火灾。大量的工程实践例证证明：S型热气溶胶用于扑救电气火灾后不会造成对电器及电子设备的二次损坏，故可用于扑救电气火灾；K型及其它型热气溶胶由于喷放后的产物会对电器和电子设备造成损坏，因此，K型和其它型热气溶胶产品在电气火灾中限制应用。今后，若确有被理论和实践证明不会对电器和电子设备造成二次损坏的其它型热气溶胶产品出现时，则可用于扑救电气火灾。当然，对于人员密集场所、有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所(如：制药、芯片加工等处)，不应使用热气溶胶产品。（五）常用气体灭火剂性能参数比较常用气体灭火剂性能参数的比较情况见表8-1。表8-1 常用气体灭火剂性能参数比较类别惰性气体类氢氟烃类二氧化碳热气溶胶灭火剂名称IG-100IG-541三氟甲烷七氟丙烷二氧化碳S型、K型及其他型化学名称N2N2+Ar+CO2HFC-23HFC-227eaCO2灭火原理物理稀释物理稀释化学抑制化学抑制窒息、冷却吸热降温、气、固相化学抑制灭火浓度（A类表面火）（V/V）(%)29.228.112.45.820最小设计浓度（A类表面火）（V/V）(%)40.337.514.9734一次灭火剂量（kg/m3）0.52（m3/m3）0.47（m3/m3）0.520.630.80.070.1设计上限浓度（V/V）(%)525223.89.5ODP000000GWP0013（9000）205010NOAEL(%)（V/V）4343509浓度20%对人致死LOAEL(%)（V/V）52525010.5LC50(%)（V/V）6580ALT(a)0028031421200容器贮存压力(20)30MPa15MPa4.2MPa2.5MPa4.2MPa15MPa（高压）（低压）0MPa喷放时间（s）606010106040贮存状态气体气体液体液体液体固体注：设计上限浓度：此值是灭火剂的设计浓度最高值，设计时不能超过此浓度。ODP：破坏臭氧层潜能值；GWP：温室效应潜能值；NOAEL：无毒性反应的最高浓度；LOAEL：有毒性反应的最低浓度；LC50：近似致死浓度；ALT：大气中存活寿命。（）中为IPCC的1994年报告数值。二、气体灭火系统的分类气体灭火系统可以按照灭火剂、系统结构特点、防护区特征、管网布置形式等进行分类。（一）按充装的灭火剂分类气体灭火系统按照充装的灭火剂不同可分为二氧化碳灭火系统、卤代烃灭火系统、惰性气体灭火系统及热气溶胶灭火系统。二氧化碳灭火系统是以二氧化碳作为灭火介质的灭火系统，根据药剂储存的压力和温度的不同，可分为高压二氧化碳、低压二氧化碳灭火系统。卤代烃类灭火系统是以卤代烃类气体作为灭火介质的灭火系统，根据卤代烃气体的不同，可分为卤代烷1301（三氟一溴甲烷）、1211（二氟一氯一溴甲烷）灭火系统、七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统、六氟丙烷灭火系统等。其中由于卤代烷1301、1211灭火剂对大气臭氧层具有破坏作用，我国已限制其在非必要场所的使用。惰性气体灭火系统是以惰性气体作为灭火介质的灭火系统，根据所用惰性气体的不同，可分为混合气体灭火系统、氮气灭火系统、氩气灭火系统和氩气氮气灭火系统等。热气溶胶灭火系统是以由固体化学混合物(热气溶胶发生剂)经化学反应生成具有灭火性质的气溶胶作为灭火介质的灭火系统。按气溶胶发生剂的主化学组分可分为，S型热气溶胶、K型热气溶胶和其它型热气溶胶。（二）按灭火系统的结构特点分类按灭火系统的结构特点不同，气体灭火系统可分为管网灭火系统和无管网灭火装置（亦称预制灭火系统）。其中无管网灭火装置又分为柜式气体灭火装置和悬挂式气体灭火装置。1.管网灭火系统管网灭火系统是指按一定的应用条件进行设计计算，将灭火剂从储存装置经由干管支管输送至喷放组件实施喷放的灭火系统（见图8-1、图8-2）。2.预制灭火系统预制灭火系统是指按一定的应用条件，将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统（见图8-3、图8-4）。图8-1 管网灭火系统（单元独立）图8-2 管网灭火系统（组合分配）1-喷嘴；2-管道；3-压力信号器；4-选择阀；5-集流管；6-容器阀；7-单向阀；8-储存容器；9-启动装置；10-氮气瓶；11-火灾报警控制器；12-放气指示灯；13-紧急启停按钮；14-声光报警器；15-火灾探测器图8-3 预制灭火系统（柜式）图8-4 预制灭火装置（悬挂式）（三）按防护区的特征和灭火方式分类气体灭火系统按防护区的特征和灭火方式的不同可分为全淹没灭火系统和局部应有灭火系统。1.全淹没灭火系统全淹没灭火系统是指在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。2.局部应用灭火系统局部应用灭火系统是指向保护对象以设计喷射率直接喷射灭火剂，并持续一定时间的灭火系统。（四）按一套灭火剂贮存装置保护的防护区的多少分类气体灭火系统按照一套灭火剂贮存装置保护的防护区的多少可分为单元独立系统和组合分配系统。1.单元独立系统单元独立系统是指用一套气体灭火剂储存装置对应一套灭火剂管网，保护一个防护区域的灭火系统（见图8-1）。2.组合分配系统组合分配系统是指用一套气体灭火剂储存装置通过管网的选择分配，保护两个或两个以上防护区的灭火系统（见图8-2）。（五）按管网布置形式分类气体灭火系统按照管网布置形式可分为均衡管网系统和非均衡管网系统。1.均衡管网系统气体灭火系统的管网布置同时满足以下条件的称为均衡管网系统：采用同一规格的喷头；管网的第1分流点至各喷头的管道阻力损失，其相互之间的最大差值不应大于20，（见图8-5）。管网布置成均衡系统有以下好处：一是灭火剂在防护区里容易做到喷放均匀，利于灭火；二是可不考虑灭火剂在管网中的剩余量，做到节省；三是减少设计工作的计算量，可只选用一种规格的喷头，只要计算“最不利点”这一点的阻力损失就可以了。2.非均衡管网系统不能满足均衡管网系统条件的系统称为非均衡管网系统，（见图8-6）。（六）按是否增压分类气体灭火系统按照是否增压可分为增压式灭火系统和非增压式灭火系统。1.增压式灭火系统灭火系统中灭火剂的储存和喷放需要增压气体来辅助完成。如二氧化碳灭火系统、七氟丙烷灭火系统等。2.非增压灭火系统灭火系统中灭火剂的储存和喷放不需要其他增压气体来完成。如烟烙尽（IG-541）灭火系统、热气溶胶灭火系统等。 图8-5 均衡系统 图8-6 非均衡系统三、气体灭火系统适用的火灾类别及场所气体灭火系统具有灭火效率高；灭火速度快；对扑救固体火灾、液体火灾、气体火灾均有效，且可灭电气设备火灾；灭火后不会残留在所保护的对象表面或内部（除热气溶胶灭火装置外），对保护对象无污损等特点。因此，适用的火灾类别及场所较其他灭火系统更广。1.气体灭火系统适用的火灾类别气体灭火系统适用于扑救下列火灾：电气火灾；固体表面火灾；液体火灾；灭火前能切断气源的气体火灾。除电缆隧道(夹层、井)及自备发电机房外，K型和其它型热气溶胶预制灭火系统不得用于其它电气火灾。气体灭火系统不适用于扑救下列火灾：硝化纤维、硝酸钠等氧化剂或含氧化剂的化学制品火灾；钾、镁、钠、钛、锆、铀等活泼金属火灾；氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾；过氧化氢、联胺等能自行分解的化学物质火灾；可燃固体物质的深位火灾。2气体灭火系统适用的场所气体灭火系统适用于下列场所：贵重电气、电子、通讯设备室；国家保护文物中的金属、纸、绢质制品；重要音像、资料档案库。热气溶胶预制灭火系统不应设置在人员密集场所、有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所。K型及其他型热气溶胶预制灭火系统不得用于电子计算机房、通讯机房等场所。四、气体灭火系统的操作与控制1.气体灭火系统的操作与控制方式不同结构特点的气体灭火系统操作方式有所不同。气体灭火系统的操作包括自动启动、手动启动和机械应急启动三种方式。（1）管网灭火系统的操作与控制方式管网灭火系统应设自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。当局部应用系统用于经常有人保护场所时可不设自动控制。（2）无管网灭火系统的操作与控制方式无管网灭火系统应设自动控制和手动控制两种启动方式。2.气体灭火系统操作与控制的设置要求采用自动控制启动方式时，根据人员安全撤离防护区的需要，应有不大于30s的可控延迟喷射；对于平时无人工作的防护区，可设置为无延迟的喷射。当防护区灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒性反应浓度时，应设手动与自动控制的转换装置。当人员进入防护区时，应将灭火系统转换为手动控制方式；当人员离开时，应恢复为自动控制方式。自动控制装置应在接到两个独立的火灾信号后才能启动。手动控制装置和手动与自动转换装置应设在防护区疏散出口的门外便于操作的地方。局部应用系统手动控制装置应设在保护对象附近。机械应急操作装置应设在储瓶间内或防护区疏散出口门外便于操作的地方。气体灭火系统的操作与控制，应包括对开口封闭装置、通风机械和防火阀等设备的联动操作与控制。气体灭火系统的电源，应符合现行国家有关消防技术标准的规定；采用气动力源时，应保证系统操作和控制需要的压力和气量。3.气体灭火系统操作与控制的动作程序以组合分配型管网灭火系统为例，介绍其操作与控制程序。（1）自动控制启动程序将灭火控制器（盘）上控制方式选择键拨到“自动”位置，灭火系统处于自动控制状态。当保护区域发生火情，火灾探测器发出火灾信号，灭火报警控制器（或火灾报警控制器）立即发出声、光报警信号，在接受到两个独立的火灾报警信号后灭火控制器（或火灾报警控制器向灭火控制盘），发出联动指令，关闭联动设备，经过30秒延时，发出灭火指令，打开与保护区域相应的电磁阀释放启动气体，启动气体通过启动管路打开相应的选择阀和容器阀释放灭火剂，实施灭火。自动控制启动程序框图见图8-7。 图8-7 自动控制启动程序框图（2）手动控制启动程序将灭火控制器（盘）控制方式置于“手动”位置时，整个灭火系统处于手动控制状态，当防护区发生火情时，由火灾探测器探测并向灭火控制器（或火灾报警控制器）发出信号，灭火控制器（或火灾报警控制通过灭火控制盘）控制声光报警盒，发出撤离报警信号。经现场人员确认后，按下灭火控制器（控制盘）上的“启动”按钮或设置在保护区附近墙面上的“紧急启动/停止”按钮上的启动键，打开启动气瓶，释放启动气体去打开相应防护区的选择阀和容器阀，释放灭火剂，实施灭火。其手动控制启动程序框图见图8-8。一般灭火控制器（盘）都有手动优先的功能，即在自动状态下，人员发现火情后，按下手动控制盒上的启动按钮就能启动灭火系统实施灭火。在自动或电气手动状态下，如在延时时间内，发现不需启动灭火系统，可按下手动盒上的停止按钮，即可阻止控制盘灭火指令的发出。图8-8 手动控制启动程序框图（3）机械应急操作启动程序当保护区域发生火情，灭火控制器（盘）不能发出灭火指令时，应立即通知所有人员撤离现场，关闭联动设备，然后拨出与保护区域相应的电磁阀上的安全卡套，压下圆头把手打开电磁阀，释放启动气体，即可打开相应的选择阀、容器阀、释放灭火剂，实施灭火。机械应急操作启动程序框图见图8-9。如果此时遇上电磁阀维修或启动钢瓶充换启动气体或其它原因不能开启相应的选择阀、容器阀时，应立即按下列程序操作：先打开与保护区域相应的选择阀手柄；再按下相应容器阀上的机械应急启动把手打开容器阀，释放灭火剂，实施灭火。图8-9 机械应急操作启动程序框图（4）热气溶胶灭火系统动作程序热气溶胶灭火系统控制部分的组成与气体灭火系统相似，主要由火灾探测器、火灾自动报警及联动控制器（灭火控制器或盘），声光报警器，释放指示灯，手动/启停控钮，气溶胶灭火装置，联动模块等部件组成。当防护区内的两种探测器同时发出火灾信号时，火灾自动报警及联动控制器（灭火控制器或盘）开始执行启动程序。一方面输出火灾报警信号，而另一方面联动相关机构动作（如关闭防火阀、释放防火卷帘等），同时发出启动信号启动气溶胶灭火装置。第二节 气体灭火系统的组成及工作原理气体灭火系统因结构特点的不同，其组成、工作原理及性能参数差别较大。因此，掌握系统的组成，了解系统的工作原理及性能参数对于编制工程预算、设备采购及安装有着十分重要的意义。气体灭火系统按结构特点不同分为管网和无管网两种应用形式。一、管网气体灭火系统的组成及工作原理（一）系统组成1.七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统和高压二氧化碳灭火系统七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统和高压二氧化碳灭火系统一般应由灭火剂贮存容器、驱动气体贮存容器（可选）、容器阀、单向阀、选择阀、驱动装置、集流管、连接管、喷嘴、信号反馈装置、安全泄放装置、控制盘、检漏装置、管路管件及吊钩支架等部件构成，见图8-10。2.惰性气体灭火系统一般应由灭火剂贮存容器、驱动气体贮存容器（可选）、容器阀、单向阀、选择阀、减压装置、驱动装置、集流管、连接管、喷嘴、信号反馈装置、安全泄放装置、控制盘、检漏装置、管路管件及吊钩支架等部件构成，见图8-11。3.低压二氧化碳灭火系统低压二氧化碳自动灭火系统主要由灭火剂贮存装置（其中包括安全阀，液位仪，测压装置，制冷机等附件），主阀，选择阀，电磁阀，装置控制柜，喷嘴，管道及管道附件等组成，见图8-12。图8-10 典型的组合分配七氟丙烷灭火系统组成示意图1-紧急启停按钮；2-放气指示灯；3-声报警器；4-光报警器；5-喷嘴；6-火灾探测器；7-电气控制线路；8-灭火剂释放管路；9-选择阀；10-信号反馈装置；11-启动管路；12-集流管；13-灭火剂流通管路单向阀；14-驱动气体流通管路单向阀；15-安全泄压阀；16-连接管；17-灭火剂瓶组容器阀；18-机械应急启动机构；19-瓶组架；20-灭火剂瓶组；21-驱动气体瓶组；22-报警控制器；23-灭火控制器（盘）图8-11 典型的组合分配惰性气体灭火系统组成示意图1-紧急启停按钮；2-放气指示灯；3-声报警器；4-光报警器；5-喷嘴；6-火灾探测器；7-电气控制线路；8-灭火剂释放管路；9-减压装置；10-选择阀；11-信号反馈装置；12-启动管路；13-集流管；14-灭火剂流通管路单向阀；15-驱动气体流通管路单向阀；16-安全泄压阀；17-连接管；18-灭火剂瓶组容器阀；19-机械应急启动机构；20-瓶组架；21-灭火剂瓶组；22-驱动气体瓶组；23-报警控制器；24-灭火控制器（盘）图8-12 低压二氧化碳灭火系统组成示意图1-制冷机组；2-储罐；3-维修阀；4-总阀；5-电磁阀；6-安全泄压阀；7-选择阀；8-压力开关；9-自锁压力开关；10-装置控制柜；11-报警灭火控制器；12-喷嘴；13-火灾探测器；14-手动控制盒；15-放气显示；16-声光报警器（二）系统工作原理（以组合分配系统为例）1.七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统、高压二氧化碳灭火系统和惰性气体灭火系统防护区发生火灾，产生烟雾、高温和光辐射使感烟、感温、感光等探测器探测到火灾信号，探测器将火灾信号转变成电信号传送到报警灭火控制器，控制器自动发出声光报警并经逻辑判断后，经一定的时间延时（视情况确定），发出系统启动信号，启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体，打开通向发生火灾的防护区的选择阀，之后（或同时）打开灭火剂瓶组的容器阀，各瓶组的灭火剂经连接管汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷嘴进行喷放灭火，同时安装在管路上的信号反馈装置动作，信号传送到控制器，由控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。图8-10、8-11中防护区1对应的驱动钢瓶同时打开三个灭火剂钢瓶；防护区2对应的驱动钢瓶打开1个灭火剂钢瓶。系统的手动和机械应急启动的原理见第一节。2.低压二氧化碳灭火系统(1)系统伺服运行平时储罐中CO2灭火剂的温度为-20-18，对应压力为1.92.1MPa，控制柜上有压力、液位显示区，可显示压力、液位是否适中。并可通过观察储罐上的压力表和液位仪读出储罐中的CO2灭火剂的压力和重量。当储罐液位处于上、下限时，装置控制柜会发出声光报警信号。液位处于下限时应及时补充灭火剂；当储罐压力达到2.2MPa或低于1.8MPa时，控制柜发出声光报警信号。当储罐中压力达到2.1MPa时，装置控制柜发出指令启动制冷机组开始制冷工作，当压力下降至1.9MPa时，制冷机组停止工作。当压力上升至2.38MPa时，储罐上安全阀打开，排出部分CO2气体，压力下降至2.15MPa时安全阀关闭。(2)系统灭火原理1）自动控制将报警灭火控制器和装置控制柜上控制方式选择键均拨到“自动”档时，灭火系统处于自动控制状态，当保护区发生火情，火灾探测器发出火灾信号，报警灭火控制器即发出声、光报警信号，同时发出联动指令，关闭各类联锁设备，经过一段延时时间(一般为30s)，向装置控制柜发出灭火指令，打开电磁阀释放启动气体，打开相应的选择阀，几秒钟后发出指令打开总阀，释放灭火剂，实施灭火。2）手动控制当报警灭火控制器上控制方式选择键拨到“手动”档，装置控制柜控制方式选择键拨到“自动”档时，灭火系统处于手动控制状态。当保护区发生火情时，按下手动控制盒或报警灭火控制器的启动按钮即可按规定程序启动灭火系统释放灭火剂，实施灭火。在自动控制状态，仍可优先实现电气手动控制。当报警灭火控制器不能给装置控制柜发出灭火指令时，可在装置控制柜上直接实现电气手动控制。此时如装置控制柜上控制方式选择键在“自动”档，则直接按相应保护区的选择阀启动键，即可按规定程序启动灭火系统释放灭火剂，实施灭火，灭火后，选择阀和总阀均能按预先设定的程序自动关闭；或将装置控制柜上控制方式选择键在“手动”档，应先按相应保护区的选择阀启动键，再按总阀部分的“紧急启动”键，即可释放灭火剂，实施灭火。二、无管网气体灭火系统的组成及工作原理（一）系统组成1.柜式七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统、高压二氧化碳灭火系统和惰性气体灭火系统无管网灭火装置一般由灭火剂瓶组、驱动气体瓶组（可选）、容器阀、减压装置（惰性气体）、驱动装置、集流管（只限多瓶组）、连接管、喷嘴、信号反馈装置、安全泄放装置、控制盘、检漏装置、管路管件等部件构成，见图8-3。2.悬挂式灭火装置一般由灭火剂贮存容器、启动释放组件、悬挂支架（座）等组成，见图8-4。3.气溶胶灭火装置气溶胶灭火装置通常由引发器、气溶胶发生剂、发生器、冷却装置（剂）、反馈元件、外壳及与之配套的火灾探测装置和控制装置组成，见图8-13。 图8-13 热气溶胶灭火装置结构图1-气溶胶发生器（包括气溶胶发生剂和引发器）；2-灭火装置外壳；3-冷却装置；4-导流板；5-喷口（二）工作原理1.柜式七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统、高压二氧化碳灭火系统和惰性气体灭火系统无管网灭火装置柜式无管网灭火装置放在防护区内，当发生火灾探测器探测到火灾信号并将火灾信号转变成电信号传送到报警灭火控制器，控制器自动发出声光报警并经逻辑判断后，发出系统启动信号，启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体，打开灭火剂瓶组的容器阀（对于驱动器直接安装在灭火剂瓶组直接打开此容器阀），瓶组的灭火剂经装置上的到达喷嘴进行喷放灭火，同时安装在管路上的信号反馈装置动作，信号传送到控制器，由控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。2.悬挂式灭火装置悬挂式灭火装置安装在防护区内，当发生火灾探测器探测到火灾信号并将火灾信号转变成电信号传送到报警灭火控制器，控制器自动发出声光报警并经逻辑判断后，发出启动信号，启动释放组件释放贮存容器内的灭火剂。自带探测的悬挂式灭火装置，当防护区内发生火灾时，探测元件探测到火灾信号后启动释放组件释放贮存容器内的灭火剂。3.气溶胶灭火装置当控制装置发出灭火信号后，引发器启动引燃气溶胶发生剂，气溶胶发生剂在燃烧过程中产生的气溶胶通过冷却装置（剂）冷却降温后从装置喷口喷出，同时反馈元件将装置的启动信号传输给火灾报警控制器，火灾报警控制器发出报警信号通知用户，说明装置已经启动实施灭火动作。第三节 气体灭火系统主要组件气体灭火系统的组件主要包括：瓶组、容器、容器阀、选择阀、喷嘴、单向阀、集流管、连接管、安全泄放装置、驱动装置、控制盘、检漏装置、信号反馈装置及引发器等。了解它们的构造及性能参数将有助于工程施工及系统调试。一、瓶组瓶组按用途分为灭火剂瓶组、驱动气体瓶组，见图8-14、8-15。其中，灭火剂瓶组用来贮存灭火剂的，管网系统的瓶组固定在钢瓶架上，通过连接管与系统集流管连接；柜式气体灭火装置的瓶组固定在柜中；悬挂式气体灭火装置的瓶组（也称为贮存装置）用固定支座悬挂在保护对象上方。驱动气体瓶组安装在灭火剂瓶组旁。瓶组一般包括容器、容器阀、安全泄放装置、虹吸管（惰性气体系统瓶组除外）、充装介质等。其中安全泄放装置一般设置在容器阀上，也有直接设置在容器上的，但也仅限于焊接容器。虹吸管的内径一般与容器阀的通径相同，为减少阻力损失，虹吸管的下端应有约30斜口，且棱边倒圆角，为避免沉积的污物进入管道，通常使管端距容器底部约3mm8mm。瓶组的检漏方法根据瓶组内的充装介质特点一般采用压力方法、称重方法、液位方法等。一般情况下在瓶组内介质质量损失5%或压力损失10%时就应进行补压或对介质进行补充。为保护容器阀在运输和搬运过程中免受冲击或误操作，一般应加防护措施，如加装保护罩等。 图8-14 灭火剂瓶组 图8-15 驱动气体瓶组为便于人员识别、使用、充装和维护，瓶组上应设永久性铭牌，灭火剂瓶组铭牌上应标明灭火剂名称、充装的灭火剂量和贮存压力等，加压气体瓶组和驱动气体瓶组铭牌上应标明气体名称、充装量和贮存压力等，此外每个瓶组应标有瓶组的编号。（一）容器气体灭火系统使用的容器分钢质无缝容器和钢质焊接容器两种，见图8-16、8-17。选用钢质无缝容器还是钢质焊接容器要根据系统的压力而定。系统最大工作压力大于5MPa的应选用钢质无缝容器。 图8-16 钢质无缝容器 图8-17 钢质焊接容器（二）容器阀（又称瓶头阀）容器阀安装在容器上，具有封存、释放、充装、超压泄放（部分结构）等功能。容器阀按用途可分为灭火剂瓶组上容器阀、驱动气体瓶组上容器阀；按密封形式可分为活塞密封和膜片密封两种形式；按结构形式可分为膜片式(图8-18)、自封式(图8-19)、压臂式(图8-20)按启动方式可分为气动启动型、电磁启动型、电爆启动型、手动启动、机械启动型和组合启动型。 图8-18 膜片密封容器阀 图8-19 自封式容器阀图8-20 压臂式容器阀二、选择阀（又称分配阀）选择阀用于组合分配系统中，安装管路上，由它控制灭火剂释放到相应的保护区。在组合分配系统中每个防护区设一个选择阀。一般它先于容器阀打开或与容器阀同时打开。选择阀按结构形式可分为活塞式（图8-21）、球阀式（8-图22）；按启动方式可分为气动启动型、电磁启动型、电爆启动型和组合启动型。三、喷嘴安装在防护区内或保护对象附近，可将灭火剂按一定的流速均匀释放到防护区内或保护对象周围，对于液态灭火剂喷嘴还起到使灭火剂雾化喷射的作用，对于局部应用喷嘴它还起到定向喷射的作用。喷嘴按应用形式可分为全淹没灭火方式用喷嘴（图8-23）和局部应用灭火方式用喷嘴（图8-24）。其中，全淹没喷嘴又分为侧向径射型（图8-23.1）和径射型喷嘴（图8-23.2）；局部应用灭火方式用喷嘴又分为架空型（图8-24.1）和槽边型喷嘴（图8-24.2）。图8-21 活塞式选择阀 图8-22 球阀式选择阀 图8-23.1 侧向径射全淹没喷嘴 图8-23.2 径射全淹没喷嘴图 8-24.1 架空型局部应用喷嘴图 8-24.2 槽边型局部应用喷嘴全淹没灭火方式用喷嘴无需导流罩，局部应用灭火方式用喷嘴必须带特定的导流罩。四、单向阀单向阀按安装在管路中的位置可分为灭火剂流通管路单向阀（图8-25）和驱动气体控制管路单向阀（图8-26）。其中，灭火剂流通管路单向阀装于连接管与集流管之间，防止灭火剂从集流管向灭火剂瓶组返流；驱动气体控制管路单向阀装于启动管路上，用来控制气体流动方向，启动特定的阀门。单向阀按阀体内活动的密封部件型式可分为滑块型、球型和阀瓣型。 图8-25 球型密封灭火剂流通管路单向阀 图8-26 驱动气体控制管路单向阀五、集流管集流管是将多个灭火剂瓶组的灭火剂汇集一起再分配到各防护区的汇流管路，见图8-27。图8-27 集流管集流管应采用无缝管制造，且具备一定的强度和密封要求，此外，应具有耐腐蚀性能或将其内外表面做防腐蚀镀层处理。对具有主、从气瓶组的集流管的要求为当从动瓶组容器阀利用集流管内压力驱动时，在集流管上应安装自动排气阀。自动排气阀的设计应保证系统在准工作状态下始终处于开启位置，其关闭压力应不大于0.5倍容器阀最小开启压力。六、连接管连接管可分为容器阀与集流管间连接管和控制管路连接管。其中，容器阀与集流管间连接管按材料分为高压橡胶连接管和高压不锈钢连接管。七、安全泄放装置安全泄放装置可分为灭火剂瓶组安全泄放装置、驱动气体瓶组安全泄放装置和集流管安全泄放装置。其中，安装于瓶组和集流管上安全泄放装置，能防止瓶组和灭火剂管道非正常受压时发生的爆炸。安全泄