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氣溶膠滅火系統(tǒng)及其誤噴事故原因分析

日期:2022/11/20 Click:525
氣溶膠滅火系統(tǒng)及其誤噴事故原因分析
氣溶膠滅火系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中誤噴事故屢屢發(fā)生。所謂誤噴,即滅火裝置在無(wú)火災(zāi)的情況下非正常啟動(dòng)而噴放滅火劑。出現(xiàn)誤噴以后整個(gè)系統(tǒng)所屬部件提供者都受牽連,常常引起相關(guān)廠(chǎng)家、使用單位和管理部門(mén)的相互爭(zhēng)議、推諉,嚴(yán)重影響著氣溶膠滅火技術(shù)的健康發(fā)展。為此,有必要從煙火技術(shù)理論及系統(tǒng)中各部件所起的功能作用加以論述,以求統(tǒng)一認(rèn)識(shí),找出誤噴癥結(jié)和解決辦法,消除誤噴事故的發(fā)生。
一、氣溶膠的滅火機(jī)理
  熱氣溶膠是由凝集法形成的凝集性氣溶膠,生成的燃燒產(chǎn)物在離開(kāi)火焰后冷卻而凝集成固態(tài)粒子。由于其粒徑小,擴(kuò)散性能好,可以擴(kuò)散到滅火空間的任一角落,而且沉降作用較弱,粒子可以在防火保護(hù)空間長(zhǎng)時(shí)間地保持懸浮狀態(tài),而作為全淹沒(méi)滅火劑使用。
  氣溶膠中占絕對(duì)多數(shù)的是氣體,固體顆粒主要是金屬氧化物和碳酸鹽類(lèi),氣體產(chǎn)物是N2,少量CO2和CO,主要*固體微粒吸熱分解降溫作用,氣相和固相的化學(xué)抑制作用及惰性氣體的稀釋作用實(shí)現(xiàn)滅火。
  形成的氣溶膠固體微粒直徑在1μm左右,這個(gè)粒級(jí)的粒子粒徑遠(yuǎn)小于干粉滅火劑的極限粒徑。進(jìn)入到火焰中的微粒,從火焰中吸收熱量自身溫度升高(熱熔作用),當(dāng)溫度上升到一定值時(shí),微粒發(fā)生熔化,氣化或分解,進(jìn)一步吸收熱量,其吸熱降溫作用是很明顯的。例如K2O在溫度大于350oC時(shí)分解,K2CO3,溫度大于891℃就會(huì)分解起吸熱反應(yīng)。
  對(duì)于小粒子來(lái)說(shuō),氣化分解生成的氣體物質(zhì)對(duì)火焰均相抑制作用過(guò)程起主導(dǎo)作用,并且由于小粒子在火焰中的駐留時(shí)間較長(zhǎng),其非均相抑制作用也得到增強(qiáng)。此外小粒子的氣化分解能使火焰得到冷卻,因而在氣溶膠滅火過(guò)程中存在著物理滅火作用和化學(xué)滅火作用的協(xié)同效應(yīng),滅火效率較高。
  由于形成的氣溶膠微粒非常小,具有較強(qiáng)的擴(kuò)散性,氣溶膠可以繞過(guò)障礙物流動(dòng),可以進(jìn)入到微小空隙之內(nèi),具有類(lèi)似于氣體的性質(zhì)。氣溶膠固體微粒具有較大的表面積,并能在可燃物火焰中吸熱,發(fā)生氣化和分解反應(yīng)而降低火焰溫度,其均相和非均相化學(xué)抑制作用都非常強(qiáng),因而具有較高的滅火效力。
二、氣溶膠滅火系統(tǒng)組件及功能作用
  滅火系統(tǒng)主要包括三部分:滅火裝置、控制裝置和報(bào)警裝置。
  滅火裝置主要由藥筒、氣體發(fā)生器、箱體組成。藥筒由電點(diǎn)火器、引燃藥、滅火藥劑和外殼組成,藥簡(jiǎn)裝在氣體發(fā)生器內(nèi)。氣體發(fā)生器一般由消焰冷卻室和冷卻室組成,發(fā)生器裝在箱體內(nèi)。箱體只起保護(hù)裝飾作用,根據(jù)不同型號(hào)一個(gè)箱體可裝數(shù)個(gè)氣體發(fā)生器。
  報(bào)警裝置包括:感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、放氣指示燈、聲光報(bào)警盒、緊急啟停按鈕等。
  控制裝置一般均具有雙回路火警探測(cè)報(bào)警功能,提供故障報(bào)警輸出、火警報(bào)警輸出,可貯存火警、操作記錄等。
  當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí),溫感、煙感探測(cè)器均探測(cè)到火災(zāi)信號(hào)后,控制裝置發(fā)出復(fù)合火警報(bào)警聲。此時(shí),若控制裝置處在手動(dòng)狀態(tài)下,值班人員可立刻通過(guò)緊急啟停按鈕和控制裝置本身的急啟按鈕啟動(dòng)滅火裝置,實(shí)現(xiàn)滅火。
若控制裝置處在自動(dòng)狀態(tài)下,一般經(jīng)過(guò)30s延時(shí)后,控制裝置便輸出一個(gè)啟動(dòng)電流至滅火裝置引發(fā)電點(diǎn)火器,由電點(diǎn)火器點(diǎn)燃引燃劑,使點(diǎn)火能量擴(kuò)大,再點(diǎn)燃滅火劑,滅火劑進(jìn)行燃燒化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣溶膠。產(chǎn)生的氣溶膠經(jīng)消焰、冷卻后由噴口噴出,到達(dá)保護(hù)空間實(shí)現(xiàn)滅火目的。
三、氣溶膠滅火劑
  氣溶膠滅火劑是由氧化劑、可燃劑、粘合劑及添加劑組成的一種煙火劑。氧化劑提供燃燒時(shí)所需要的氧,可燃劑在煙火藥燃燒時(shí)產(chǎn)生所需要的熱量和產(chǎn)生所需的氣體產(chǎn)物,粘合劑則使藥劑具有一定的可塑強(qiáng)度并起可燃劑的作用。此外還有一些附加成分用以產(chǎn)生滅火所需的固體微粒和惰性氣體成分。氧化劑和可燃劑是組成滅火劑的基礎(chǔ)。氧化劑如硝酸鹽、氯酸鹽等;可燃劑有無(wú)機(jī)可燃劑、有機(jī)可燃劑;粘合劑也有有機(jī)、無(wú)機(jī)類(lèi)。
  滅火劑的配方一般是通過(guò)氧平衡來(lái)設(shè)計(jì)和調(diào)整的,氧平衡是指每克滅火劑燃燒反應(yīng)時(shí),藥劑含氧量與可燃劑被完全氧化所需氧量之間的關(guān)系,當(dāng)二者之差為正值時(shí),稱(chēng)為正氧平衡,為負(fù)值時(shí)稱(chēng)負(fù)氧平衡,為零時(shí)稱(chēng)零氧平衡。
  合理的選用藥劑組分是降低藥劑敏感度不可缺少的條件,也是藥劑配方安全性的基礎(chǔ)。所以滅火劑中應(yīng)選用安全性好和低感度的氧化劑,而且易放出氧,在一定溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定,受水作用不分解,耐潮性好,對(duì)人機(jī)體無(wú)害,保證其藥劑具有所要求的燃燒速度,且機(jī)械感度低沒(méi)有爆炸性?扇紕┮凶銐虻臒嵝(yīng),以保證煙火劑能達(dá)到*佳的特種效應(yīng),燃燒反應(yīng)時(shí)需要的氧要少,易被氧化,要有足夠的化學(xué)物理安定性,吸濕性小,對(duì)人體無(wú)害。
  氣溶膠固體微粒直徑小(1μm以下約占50%),主要成份是金屬氧化物和碳酸鹽,空中懸浮時(shí)間長(zhǎng),通過(guò)吸熱和化學(xué)抑制兩個(gè)方面作用滅火,具有良好的抑制火焰的作用。通過(guò)調(diào)整滅火劑的配方,不僅可以有效地降低氣溶膠釋放的溫度,同時(shí)生成的金屬氧化物和碳酸鹽本身不吸濕,即使生成氫氧化物也是屬弱堿性和不吸濕,因而腐蝕性就不會(huì)存在或很微弱。有效的降低火焰溫度,提高滅火效率,且沒(méi)有腐蝕性微粒的生成,這是氣溶膠滅火技術(shù)研究和發(fā)展的方向。
  四、氣溶膠發(fā)生器點(diǎn)火、引燃、滅火工作過(guò)程
  為提高滅火劑的燃速,而采用了引燃劑。通常滅火劑是由引燃劑來(lái)引燃,引燃劑是一種燃速快,熱值相對(duì)大且點(diǎn)火感度高的藥劑,以提供足夠的點(diǎn)火能量和點(diǎn)火壓力,且又易被點(diǎn)火元件點(diǎn)燃的藥劑。引燃劑是*點(diǎn)火元件點(diǎn)燃的,點(diǎn)火元件是由橋絲點(diǎn)火頭構(gòu)成的,當(dāng)其接受到一個(gè)能引發(fā)它的啟動(dòng)電流時(shí),它的橋絲發(fā)熱,在橋絲周?chē)狞c(diǎn)火藥劑發(fā)生燃燒反應(yīng),產(chǎn)生爆燃形式點(diǎn)燃引燃藥,引燃藥能量得到擴(kuò)大而點(diǎn)燃滅火劑,使滅火劑縱、橫向燃燒產(chǎn)生滅火氣溶膠。可以說(shuō),不給點(diǎn)火元件能量時(shí),點(diǎn)火元件是不會(huì)工作的,那么,引燃藥及滅火劑也不會(huì)作用。所以說(shuō)誤噴絕大多數(shù)情況是由控制裝置誤動(dòng)作或外接電源出現(xiàn)的特殊故障造成的。
  五、滅火控制器工作原理及故障原因分析
  控制裝置是由眾多電子元件組裝而成的,是通過(guò)復(fù)雜的電路邏輯判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制目的的。所以元件的質(zhì)量好壞是關(guān)鍵因素,實(shí)踐證明,劣質(zhì)的電子元器件很易引起控制裝置不工作和失誤。主電源也是引起控制裝置誤動(dòng)的一個(gè)主要原因,突然出現(xiàn)的高壓也可使其因電路燒壞而失控。
所以說(shuō)關(guān)鍵要提高控制裝置的質(zhì)量,以保證工作的安全性和可*性,同時(shí)安裝過(guò)程中要嚴(yán)格按照安裝調(diào)試驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行,防止雜散電流對(duì)控制裝置及滅火裝置的干擾,這些是可以預(yù)防的。
  通過(guò)以上分析,筆者認(rèn)為發(fā)生誤噴的原因主要有以下幾個(gè)可能:一個(gè)是由于控制裝置質(zhì)量不穩(wěn)定,短路導(dǎo)致非正常輸出而引起,另一個(gè)是由于維修保養(yǎng)、安裝調(diào)試時(shí)未能切斷系統(tǒng)相關(guān)的啟動(dòng)線(xiàn)路就進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、調(diào)試而造成誤噴。還有在雷雨季節(jié)在雷擊情況下也可能造成電流激發(fā)滅火裝置噴發(fā)。
六、解決辦法
  防止誤噴的辦法主要有以下幾點(diǎn):
  1、研究、設(shè)計(jì)化學(xué)安定性好的滅火劑、引燃劑、點(diǎn)火元件。一旦事故發(fā)生盡管大多情況是由控制裝置造成的,但滅火裝置也要負(fù)連帶責(zé)任,如果誤噴后再造成對(duì)電器元件的腐蝕或二次火災(zāi),則主要責(zé)任就在裝有滅火劑的滅火裝置上,所以有腐蝕性的氣溶膠滅火裝置不適用于保護(hù)精密儀器設(shè)備的場(chǎng)所。
  2、選擇質(zhì)量好耐高電壓防雷擊的控制裝置并嚴(yán)格檢驗(yàn)。
  3、安裝調(diào)試要嚴(yán)格按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)程進(jìn)行,在模擬負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行相關(guān)聯(lián)動(dòng)調(diào)試。
  4、在安裝過(guò)程中控制裝置要通過(guò)試運(yùn)行考核無(wú)誤后再接滅火裝置。
  5、避免人為造成啟動(dòng)誤噴,當(dāng)發(fā)生誤操作而使控制器啟動(dòng)后,應(yīng)在30s內(nèi)操作控制器上的緊急停止按扭或啟動(dòng)按扭上的停止按鈕,終止啟動(dòng)操作。
  6、定期檢查滅火系統(tǒng)組件、控制裝置是否正常運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)反饋予以修復(fù)。
  總之,氣溶膠滅火系統(tǒng)所造成的誤噴事故,大多情況下是由控制裝置的誤動(dòng)作造成的。因此,對(duì)控制裝置的使用說(shuō)明要有進(jìn)一步的了解,對(duì)其設(shè)備要按要求定期進(jìn)行維修,對(duì)有關(guān)人員要進(jìn)行培訓(xùn),切勿人為誤啟動(dòng);對(duì)輸入電源必須定期檢查保證在允許規(guī)定電壓范圍內(nèi),要有防雷擊安全措施,那么誤噴事故的發(fā)生就可避免。
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