机房常用的几种气体灭火系统
来源:    发布时间: 2016-03-09 16:03   361 次浏览   大小:  16px  14px  12px
目前,在通信机房中比较常见的替代哈龙的气体灭火系统(剂)有:
高低压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷(FM200)灭火系统、三氟甲烷(HFC-23)灭火系统等。
二氧化碳灭火系统
二氧化碳灭火剂和灭火系统二氧化碳的灭火原理: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,并通过高浓度的二氧化碳气体稀释被保护空间的氧气含量,达到窒息灭火的效果。
二氧化碳灭火剂及灭火系统的优点:由于二氧化碳容易被液化,所以很容易罐装、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、B、C类火灾,还能在高浓度下扑救固态深位火灾,所以在扑救水和泡沫灭火剂无法保护的的场所,显示了较好的功能。
二氧化碳灭火剂及灭火系统的缺点:因二氧化碳灭火剂扑救火灾时需要34%~75%的灭火浓度,所以,二氧化碳灭火系统必须要使之液化才便于储存、运输。通常采用高压储存的高压系统和低温储存的低压系统。高压储存,在实际的应用中,需要的瓶组数多,储瓶间占地面积大,同时压力过高,对储存环境的温度要求比较严格,在夏季,尤其需要注意其因储存环境温度升高而导致的钢瓶爆炸的危险。所以,在设计时,一般要求储瓶间不可被阳光直接照射。另外,二氧化碳高压灭火系统还需要高压氮气驱动方能实现系统的自动启动,系统的附属配件多,一方面投资费用提高,另一方面,由于附属配件多,系统发生故障的机率增加,为维护带来困难,同时,由于高压储存,年泄漏率达到5%左右,在每年的补压上也存在着相当的困难。应用低压系统则需要将温度降低到-18~-20℃才能实现液化,所以需要外设制冷设备,造价相对高压钢瓶来说增加,同时由于低压系统的本身二氧化碳从液态气化的过程中容易形成“干冰”,而干冰又能直接升华成气体,在升华的过程中,气体的体积成千上万倍的剧烈膨胀,对输送管道带来严重的破坏,这在上海大众汽车厂、上海宝山钢铁厂的应用中已得到验证。加之气体在膨胀过程中还能产生静电,有可能引起着火;另外使用二氧化碳的设计浓度太高,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,可见使用二氧化碳灭火系统,在应用选择上要予以慎重、全面地考虑。
七氟丙烷(FM200)灭火系统
FM200的基本情况:七氟丙烷HFC227ea的化学分子式为CF3CHFC3。FM200是一种较为理想的哈龙替代物,对大气臭氧层没有破坏作用,消耗大气臭氧层的潜能值OPD为零,但有温室效应,其潜能值GWP=2050。FM200有很好的灭火效果,并被美国环境保护署推荐,得到美国NF-PA2001及ISO的认可。FM200的灭火机理:FM200的灭火机理与卤代烷系列灭火剂的灭火机理相近,属于化学灭火范畴,通过灭火剂的热分解产生氟的自由基,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。
FM200灭火系统的优点:FM200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灭火系统的灭火浓度(5~8%)。FM200灭火系统的缺点:作为哈龙替代物,除了要考虑替代物本身的环保效应,也要考虑替代物本身的急性毒性和灭火时产生的其它物质对保护对象的破坏作用。
毒性指标可以用下列几个指标来衡量,即:NOAEL、LOAEL、LC50。NOAEL:是未观察到不良反应的最高浓度,在此浓度下,动物实验时,被实验动物未出现可以观察到的不良反应。任何灭火剂的设计浓度
小于NOAEL时,可以认为适用于有人区域或工作现场。LOAEL:是可以观察到有害作用的最低浓度,在此浓度下,动物实验时,被实验动物出现可以观察到毒性反应。
 FM200自身的设计要求:因FM200的储存压力为2.5MPa/4.2MPa,要求喷嘴的工作压力为不小于0.8MPa,输送距离不宜大于30米(2.5MPa)/45米(4.2MPa),所以在输送距离上受到很大限制,应用于组合分配系统,特别是当保护区多、输送距离要求长的工程,往往不能满足。可见,FM200在有人场所、精密仪器场所和远距离输送场所的使用必须加以注意,对高温裂解的产物HF给予重视,以免造成损失。
三氟甲烷气体灭火系统
三氟甲烷灭火剂及灭火系统的基本情况;三氟甲烷不含有氯和溴原子,对大气臭氧层的耗损潜能值为0,这一性质完全符合环保要求,而且它也是一种对人体无害的洁净气体。三氟甲烷具有无色、微味、不导电等特点,密度大约是空气密度的2.4倍。
三氟甲烷灭火机理:三氟甲烷以物理和化学方式进行灭火。主要是降低空气中的氧气含量,使空气不能支持燃烧,从而达到灭火目的;在实际灭火中,灭火所需的三氟甲烷药剂量并未使空气中氧气达到助燃点以下(例:当灭火浓度为18%时,空气中的氧含量为17.8%),这一点可认为在灭火过程中伴有化学反应,即灭火剂可能分离有破坏燃烧链反应的自由基。
三氟甲烷灭火系统的优点:与二氧化碳相似,三氟甲烷的蒸汽压力较高,但其液体密度较大,灭火浓度较CO2低,两种灭火剂的储存容器等级相近;与二氧化碳和七氟丙烷相比较,三氟甲烷的沸点低的多,只有-82℃,因此这种灭火系统对装置的贮存间的要求就不会向二氧化碳、七氟丙烷那么苛刻,贮存间的最低室温由其他灭火系统的0℃可以下降至-20℃,这对于我国北方的广大区域和一些野外地区具有更好的适用性。
另外三氟甲烷(HFC-23)的毒性极低,国内外研究机构对三氟甲烷的毒性进行了研究,得出以下结果:三氟甲烷(HFC-23)在化学上和生物上都是非活性的,从动物短期和长期吸入包括组织测试表明,它对动物的影响比哈龙1301小,1992年,杜邦公司资助了一项在犬类身上的心脏致敏性试验研究,把犬放在三氟甲烷(HFC-23)含量达50%的环境中停留5分钟,没有任何心律不齐情况发生。甚至在体积含量达到80%时,仍不致于导致动物的心脏敏感。但如果是那么高的浓度的二氧化碳,保护区内的人员已经全部窒息,没有生存的可能性,而三氟甲烷(HFC-23)就可以给出很宝贵的几分钟时间来逃生。并且从实际灭火试验可以看出,三氟甲烷(HFC-23)灭火速度比二氧化碳和IG541要快得多,可以说瞬间就将火灭掉,而二氧化碳和IG541最起码要一分半钟的时间才能将火势逐渐压下去,能够看到火势是逐渐小下来,最后才灭掉。与七氟丙烷灭火剂比较,在火灾现场,三氟甲烷产生的氢氟酸要比七氟丙烷的产生量少,对人的刺激小,如果是在规定的10s内系统能够喷放完的话,在试验现场几乎闻不到刺激性味道,对电路板等精密设备的损害性小,并且三氟甲烷(HFC-23)灭火剂在制造工艺上比七氟甲烷简单,原料也比七氟甲烷(HFC-227)价格便宜,因此三氟甲烷(HFC-23)灭火剂批量生产以后其总体成本低于七氟丙烷(HFC-227)。三氟甲烷灭火系统的缺点:因三氟甲烷的储存压力为4.7MPa,输送距离不宜大于60米,所以在输送距离上受到限制,应用于组合分配系统,当保护区多、输送距离要求长的工程,要引起注意。
在工程应用方面,目前国内尚无统一的设计规范,已有消防公司在试验的基础上制定了企业标准《三氟甲烷自动灭火系统设计规范》提供给设计院作为依据进行设计。广西、江苏、北京等地消防局组织编制各地地方设计规范,使三氟甲烷的工程应用有了一定的参考依据,有利于三氟甲烷自动灭火系统在全国的迅速推广。