浅议烟雾(气溶胶)式自动灭火系统.doc

浅议烟雾(气溶胶)式自动灭火系统

一、生产应用现况

　　烟雾灭火系统是我国自主研究开发的一种自动灭火系统，主要用于扑灭甲、乙、丙类液体储罐的火灾。该系统不用水和电；结构简单，消防投资少，安装维护方便,灭火后对储罐内液体污染小。30多年来，烟雾灭火系统的应用范围已从原油、重油、柴油储罐扩展到航空煤油、汽油和醇、酯、酮类等水溶性液体储罐，遍及油田、石化、冶金、铁路轻工、航空、交通、火电、国防等领域的工矿企业。用户达2000多家，应用烟雾灭火系统5000多套。已知的成功扑灭储罐火灾案例有四起，为用户节省消防费用数亿元。已取得显著的经济效益和社会效益。

　　随着CECS169：2004《烟雾灭火系统技术规程》的公布，制定单位对烟雾灭火系统的制定计算以及灭火设备的选型和配置更加规范。施工单位在规范施工程序和技术要求时则有章可循，有利于保证施工质量。而作为定点生产单位的湖南省金鼎消防器材将以此为契机，进一步提升产品和服务质量。同时努力开发应用于不同技术条件和环境条件的灭火装置，拓宽应用领域，力争在最大程度上满足用户的需求。总之，《烟雾灭火系统技术规程》的公布实施，解决了原来烟雾灭火系统在制定应用和安装中诸多问题，必将推动该灭火系统进一步发展。

　　二、研究开发和应用的历史回忆

　　1968年公安部天津消防科研所完成了罐内式烟雾灭火装置初步制定和烟雾灭火剂的配方。同年由天津市公安局组织进行的700立方米柴油罐灭火表演试验取得成功后，首先在天津市地区试用。1973年和1976年通过两次成果技术鉴定，推动了该灭火技术进一步发展，1974年由公安部批准湖南省金鼎消防器材(前湖南省消防器材总厂)为定点生产单位。早期用户有铁路，冶金，轻工，油田等生产企业。由于受文化大革命的影响，该项技术的发展较为缓慢。1980年以后在国家以经济建设为中心的政策影响下，该灭火技术才得以进一步改善提升，1980-1990年这一时段又进行了49次灭火试验。据统计从该技术开始研发的1968年到1990年共进行了125次灭火试验，最小的试验储罐容积为100m3，其中储罐容积在700-2000m3的多达107次。在技术日趋成熟的形势下应用范围也逐渐扩展，并且取得了四次成功的灭火战绩。1993年烟雾灭火系统载入国标《原油天然气工程制定规范》，2002年载入《石油库制定规范》。1985年该灭火技术获国家发明三等奖。1987年获布鲁塞尔国际发明博览会金质奖，这两个奖项，虽然新闻媒体作过报导，但在国内影响很小，倒是在国外产生了庞大效应，引发了世界气溶胶技术研究的热潮。首先是前苏联科技工开始了气溶胶在消防领域的应用研究，1987年发表专利，1987年后加快产品开发，1992年他们把3Kg级的产品拿到我国进行表演。其实他们的产品那时不如中国的，多年来我国的科技工，凭着顽强的攻关精神和社会责任感，在气溶胶灭火技术领域，仍然引领世界发展的方向。

　　三、几个问题的解答

　　从网站看到一篇题名《新型超细干粉油罐自动灭火装置系列产品介绍》的文章，文中谈到了烟雾灭火系统的几个问题，我们认为对烟雾灭火系统存在误解和偏见。其论点与烟雾灭火系统实际技术状况大相径庭，本着实事求是的原则我们对文中提出的几个问题逐一作答如下：

　　误解一：烟雾是通过灭火剂爆炸燃烧产生的，是以隔绝油罐中的氧气达到中断燃烧的目的，灭火效率低，速度慢。

　　公布于1983年6月的《新型烟雾灭火和灭火装置鉴定材料》和2004年公布的《烟雾灭火系统技术规程》写得很清楚：烟雾剂是由氧化剂、可燃物和发烟物组成的灰色粉末状固体混合物，各组分长期混存时不分解、互相间不发生化学反应。点燃后以一定速度〔1.1-1.5mm/S〕进行燃烧反应。它不易点燃，燃点高于4500C，比木材还难点着。可见它不是炸药。其燃烧也不是爆炸性燃烧。我们认为把烟雾剂混同于炸药是个常识问题。

　　烟雾药剂燃烧时产生大量含有水蒸气、二氧化碳、氮气和固体微粒的灭火烟雾，在烟雾产生器内形成一定内压，经喷头高速喷入着火储罐，在罐内迅速形成均匀而深厚的灭火烟雾层，以窒息、隔离和金属离子的化学抑制作用灭火。烟雾在罐内可维持7-8分钟，有充分的窒息作用。其灭火原理不光是物理方式，而是截割、覆盖、稀释、化学抑制、冷却等多种作用灭火。其中化学抑制比干粉作用还强。另外，为什么叫它烟雾灭火剂，因为它不仅能产生烟雾，气溶胶，而且可直接用来灭火，与钾盐干粉灭火效果相当。在抑制火焰回火方面，比一般干粉灭火速度快，效能高。

　　天津消防科学研究所曾做过1211、1301、干粉、烟雾等灭火系统效率速度经济指标比较试验。(1211和1301系统灭火试验是在30m3试验空间进行，因为1211和1301系统已淘汰，就不说了)。试验是在1000m3试验罐中进行。同样的燃料同样的起火条件，同样的火灾场景，干粉灭火系统需要一般干粉1000kg、1吨的干粉罐1个、、40L的氮气钢瓶8个、5L启动用氮气钢瓶2个、除去主管道和喷嘴外还有瓶头阀、分配阀、集流管、分配管、压力表等，而烟雾灭火系统，除去主管道和喷头外只需烟雾灭火剂55kg和容积120L的烟雾产生器1只。烟雾系统从罐内起火至灭火，平均时间小于90S，其中开始喷烟雾至灭火时间小于10S。而干粉灭火的延迟时间，启动时间，充压时间加在一起约100S，罐内起火至灭火时间：平均115S，灭火速度稍逊于烟雾。至于设备的经济指标就无须细算了，只要对比一下灭火剂用量和装置构成就清楚了。

　　误解二：烟雾灭火装置平常不能被直观判断是否正常运行。

　　系统的可靠性除去制造和安装等质量因素，主要取决于装置的复杂程度，可靠性与复杂程度成反比是不争的共识。烟雾灭火系统与干粉灭火系统相比不仅结构简单得多，还具有一个无可比拟的优点：无外附驱动源。灭火剂输送动力来自于药剂燃烧反应时产生的气压。它不需要有压氮气瓶，不担心因气体泄漏失去驱动力，不担心因气体泄漏而导致压差式瓶头阀误喷，不担心压力表失效，也不担心阀门失灵，因为它没有机械运动副。此外它的火灾探测器是由易熔合金和导火索组成，既是探测器同时又是启动器，油罐不着火它决不会启动,其误动作可能性为零。在日常维护中它省去了观察压力表的麻烦，也省去了直观判断后面的诸多隐患。

　　误解三：烟雾灭火装置的喷头是用一层薄膜来隔离油气的，由于薄膜的防腐蚀性差，容易破损并进入油气导致装置失去其正常灭火作用……。

　　防潮是保证烟雾灭火系统正常运行的关键之一。因此对密封薄膜的理化性能要求很高，天津消防科研所经过大量理化检验后选用聚酯薄膜作为系统密封膜。该膜熔点不低于250℃、耐折不低于1500次，在100℃时抗张强度不低于0.02Mpa，有优良的抗腐蚀性能。嗣后天消所还在试验油罐中对此膜作了长达十年的储存试验。试验证实这种材料在油气中具有优良的抗老化性能。

　　烟雾灭火系统的密封由五道膜组成，喷孔圈上两道，三对法兰接合面各一道。防潮措施不可谓不严密。至于用户在检验时发现存在油水渗漏，只是各别状况。问题出在施工安装和用户的维护管理上，除了超液位违规运行外，其主要原因是安装时未按照技术要求和程序进行，野蛮操作有可能在吊装时损坏喷头密封膜，而责任感不强时法兰间的密封膜也有可能漏装。事实证实安装队伍的素养对保证工程类产品的质量具有非常重要的作用。所以在《烟雾灭火系统技术规程》上规定：系统安装应由具有相应资质的安装单位承当。

　　四、对超细干粉油罐灭火系统的几点质疑

　　在阅读《新型超细干粉油罐自动灭火装置系列产品介绍》一文时同时也看到了该灭火系统做灭火试验的照片，我们觉得试验的规模、方式、以及过程等方面都不够以证实超细干粉油罐灭火系统巳臻完善。因此我们提出以下几点看法与商榷：

　　a.模拟灭火试验与实际火灾场景不符。

　　我们从图片上看到的试验罐罐顶是完好的，唯一的开口可能是采光孔，采光孔直径一般在0.5～0.6米，其通流面积很小，罐外空气不能及时进入燃烧区补充氧气助燃，因此灭火难度不大，此时假设实施干粉全淹没扑救是很易奏效的。而真实的油罐火灾一般是爆炸性的，庞大的爆破力往往将罐顶掀开一个大口，开口面积一般是油罐截面积的30～40%，罐外空气携氧通过开口大量地进入火场助燃，扑救难度之大，决非小开口可比，因为大面积急剧上升的热气流增大了灭火剂的流失量，如果没有足够大的喷射强度，火势是难以控制的。

　　从图片上我们看到的是油罐内底部安放了一个油盆，关上罐门后再进行灭火试验。显然液面高度不会超过1米，相关于罐高来说，这个液面是很低的。天津消防科研所通过大量的试验说明液面越高灭火难度越大，这是因为低液面与罐外空气的距离大，燃烧得不到充分的氧气补充，而灭火剂却因油罐壁的阻挡，而不易流失，容易形成全淹没的态势。而高液位灭火状况却与此相反，罐外空气能畅通无阻地进入火埸助燃，而灭火剂却因为没有足够高的罐壁屏障而大量流失。因此我们认为光做低液位灭火试验是不全面的也是不科学的。除此以外干粉固定装置长期存放还有一个干粉因沉积而固结的问题，一般手提式干粉灭火器在喷放前先要倒顺摇动，使干粉松动以防喷射时产生堵塞。而固定装置一般是不可能摇动的，即使有高压气流切割冲击也不免出粉不畅，其结果是喷射不均匀、喷射强度不够、剩粉率超标。

　　以上几点是从试验和装置方面看到的问题，为了社会的公共安全，为了我国消防事业的健康发展，我们认为消防安全类产品的研制应特别注重试验的科学性，决不能急功近利轻率从事。当前气溶胶灭火剂正处于一个快速发展时期，冷气溶胶继热气溶胶之后渐露头角。我们相信气溶胶灭火技术在保持科学性的消防科技人员努力下一定会取得更大的进展。