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干粉灭火系统太原消防支队西山大队工程师张香萍1．干粉灭火剂的类型及灭火原理；2．干粉灭火系统的组成和系统分类；3．干粉灭火系统检查维护的主要内容；4．火灾时干粉灭火系统的控制和操作要求。建筑灭火设施的类型（干粉）悬挂式干粉自动灭火装置干粉自动灭火装置由罐体、感温玻璃喷头、压力表、吊环等部件组成。内装碳酸氢钠干粉灭火剂，充以适量的驱动气体氮气。该产品具有灭火效率高、腐蚀性小、绝缘性能好、久储不变质等优点。在喷口部位装有感温玻璃喷头，起火时温度升高，玻璃球内液体膨胀使玻璃泡胀碎，灭火剂喷出，进行自动灭火。干粉自动灭火装置无管路、无线路，结构合理，特别适用于油库、油漆仓库、配电室、船舶和各种试验室等局部的火灾，是室内有效的自动灭火设备之一。一建筑灭火设施的类型（干粉）干粉灭火系统是一种不需要水泵、内燃机等动力源，而借助于惰性气体压力的驱动，并由这些气体携带干粉灭火剂形成气粉两相混合流，通过管道输送经喷嘴喷出实施灭火的固定式或半固定式灭火系统。由于该系统具有灭火速度快、不导电、对环境条件要求不严等特点，在某些场合，如宾馆、饭店的厨房，敞口的易燃液体容器，不宜用水扑救的室外变压器等处，设置干粉灭火系统较合适。另外，与其他灭火系统相比，干粉灭火系统较经济。二、系统的组成及工作过程（一）干粉灭火系统组成干粉灭火系统在组成上与气体灭火系统相类似，由灭火剂供给源、输送灭火剂管网、干粉喷射装置、火灾探测与控制启动装置等组成，如图3-6-1所示.二）干粉灭火系统的工作过程当保护对象着火后，温度迅速上升达到规定的数值，探测器发出火灾信号，控制器将启动瓶打开。启动瓶中的一部分气体通过报警喇叭发出火灾报警，大部分气体通过管道上的止回阀，把先导瓶阀门打开，瓶中的高压气体进入集气管，管中的压力迅速上升，把其余动力气瓶阀门全部打开。各瓶中高压气体一起进入集气管，经高压阀进入减压阀。高压气体减压至规定的压力后，通过进气阀进入干粉罐内。同时，集气管中的少量气体经过减压阀乙和过滤器，一部分进入单向气动放大器，一部分进入气动定压发信器。当干粉罐内的压力上升到工作压力时，定压发信器给出信号，使单向气动放大器动作。气体通过放大器后，推动控制气缸甲的活塞将干粉罐出口的球阀乙打开，干粉灭火剂则经输粉管和喷嘴喷向着火对象，或经喷枪喷射到着火对象的表面，使火熄灭。在球阀乙打开的同时，球阀丙亦同时打开，使动力瓶乙中的高压气体从干粉储罐顶部直接进入，补充气源以加速干粉的喷射速度。三、系统的类型（一）按灭火方式分类l．全淹没式干粉灭火系统2．局部应用式干粉灭火系统3．手持软管干粉灭火系统l．全淹没式干粉灭火系统全淹没式干粉灭火系统指将干粉灭火剂释放到整个防护区，通过在防护区空间建立起灭火浓度来实施灭火的系统形式。其特点是对防护区提供整体保护。全淹没系统主要用于封闭的或可密闭的建筑，如地下室、洞室、船舱、油泵房、变压器室、油漆仓库、油品仓库以及汽车库等。该系统要求防护区应用较好的封闭，一般不能关闭的开口总面积不得超过房间四面墙体、天花板、地板总面积的15%。2．局部应用式干粉灭火系统局部应用式干粉灭火系统是指通过喷嘴直接向火焰或燃烧表面喷射灭火剂，并能在火焰周围的局部范围建立起较高浓度（大于灭火浓度）实施灭火的系统。当不宜在整个房间建立灭火浓度或仅保护某一局部范围、某一设备、室外火灾危险场所等，可选择局部应用式干粉灭火系统。例如用于保护甲、乙、丙、类液体的敞顶罐（或槽），也可用于保护不怕粉末污染的电气设备以及其他别的地方。3．手持软管干粉灭火系统手持软管系统的灭火方式类似于灭火器，但与灭火器不同，该系统需根据保护对象的具体情况，经设计确定干粉喷射强度、干粉储存量等，且作为一个系统，能够扑灭较大规模的火灾，如汽油罐装台，甲、乙丙类液体储罐区，柴油和燃气涡轮机车头．飞机库，船舶等的火灾。经常有人且火灾范围较大的火灾危险场合，可选用手持软管系统。有时，将手持软管作为全淹没或局部应用系统的补充保护设施，但手持软管系统不能取代上述两类系统，且手持软管系统应另设干粉源。只有固定干粉灭火系统保护区域处在手持软管系统保护半径之外，且不会同时着火、着火后不会蔓延时，才可共用干粉源（即作为组合分配系统考虑)。（二）按设计情况分类1．设计型干粉灭火系统设计型干粉灭火系统是指根据保护对象的具体情况，通过设计计算确定的系统形式。该系统中的所有参数都需经设计确定并按设计要求选择各部件设备的型号。一般较大的保护场所或有特殊要求的保护场所宜采用设计系统。设计系统的使用有很大的灵活性，对保护对象以及其他方面限制较少，但设计计算非常复杂，有时还要通过实验验证。2．预制型干粉灭火系统预制型干粉灭火系统是指由工厂生产的系列成套干粉灭火设备，系统的规格是通过对保护对象作灭火试验后预先设计好的，即所有设计参数都已确定，使用时只需选型，不必进行复杂的设计计算。当保护对象不很大且无特殊要求的场合，一般选择预制系统，这类系统的设计、安装、审核等比较容易，且灭火性能经过多次试验比较可靠。但保护对象一定要符合该预制系统的限定条件，才能确保流速、喷嘴压力和喷射强度等符合实际需要。若保护空间较大，用一套灭火系统不能满足要求时，可以将多个预制系统组合使用。预制系统的生产厂家应提供详细的安装说明，以确保系统的正确安装。（三）按驱动气体储存方式分类l．储气式干粉灭火系统储气式干粉灭火系统指将驱动气体（氮气或二氧化碳气体）单独储存在储气瓶中，灭火时再将驱动气体充入干粉储罐，进而携带驱动干粉喷射实施灭火。储气式干粉灭火系统装填粉末比较容易，干粉储罐的永久密封要求不太严格，且储气钢瓶容易密封。这类系统要求储气瓶放置点环境温度不低于0℃，以保证灭火效果。干粉灭火系统大多数采用的是该种系统形式。2．储压式干粉灭火系统储压式干粉灭火系统指将驱动气体与干粉灭火剂同储于一个容器，灭火时直接启动干粉储罐。这种系统结构比储气系统简单，但要求驱动气体不能泄漏。干粉储罐置于—40℃的环境而不影响灭火效果。3．燃气式干粉灭火系统燃气式干粉灭火系统指驱动气体不采用压缩气体，而是在火灾时点燃燃气发生器内的固体燃料，通过其燃烧生成的燃气压力来驱动干粉喷射实施灭火。四、系统的主要组件及设置要求（一）干粉罐干粉罐是系统的主体，它是一个圆筒形的压力容器，其上有装粉口、出粉管、进气口等。其构造如图3-5-2。动力气体进入干粉罐时，应保证能使干粉适当地流体化，同时在干粉从干粉罐放出之前，使整个罐内形成相同的压力。如果干粉上方的压力增加得过快，就不会保证干粉适当地流体化，当放出干粉时管道或手提软管内的压力会下降过快造成干粉流速太慢，达不到应有的灭火效果。如果在干粉罐的顶部适当地加压之前允许动力气体导入出口，则气流携带的干粉就会不足，灭火效能也会大大降低。干粉罐进气口的结构及位置应通过实验合理确定。另外，在出粉管上应装有安全膜或阀门，以便在干粉放出之前可形成适当的工作压力。干粉罐应密封良好，避免水气进入，以防干粉受潮。干粉罐一般为圆柱形，因其比圆球形易加工。干粉罐的直径和高度比例应合适，因这些尺寸会影响干粉喷射效果。干粉罐的生产已系列化，有100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000L等规格，可根据需要进行选用。防护区较大时，可将几个干粉罐并联使用。（二）动力气瓶及启动气瓶干粉灭火剂是由气体驱动并携带喷射出去，大型干粉灭火系统一般采用氮气作为动力气体，小型干粉灭火系统多采用二氧化碳气体作为动力气体。因此，作为动力气体应保证质量，要求不能含有水分和其他可能腐蚀容器的成分。当使用二氧化碳气体时，要注意通常用干冰制得的液态二氧化碳不能满足要求，除非采取可靠措施除去水分和油质。对于储气系统，这些动力气体平时储存在动力气瓶内，因此，动力气瓶对系统的使用有着很大的影响。氮气瓶通常采用40L的标准氮气瓶，储气压力为13-15MPa；二氧化碳气瓶多采用7kg二氧化碳灭火器钢瓶。启动气瓶一般为一小氮气瓶，工作压力15MPa。其作用有两个：一是平时给探测管道充气，并控制活塞阀处于关闭状态；二是着火后推动动力气瓶的气动阀开启并发出警报。（三）控制阀门干粉灭火系统上安装有多个阀门，以控制系统正常工作。这些阀门主要有：动力气瓶上的瓶头阀、减压阀、干粉控制球阀、安全阀、单向阀、泄放阀、放气阀、吹扫阀等。（四）出粉管出粉管是将干粉罐内的干粉导出，再通过输粉管输送至防护区。出粉管的出口一般在干粉罐圆柱体的上部或顶部。出粉管的进粉嘴都设在干粉罐内中心下部。进粉嘴有直管形、锐角形、喇叭形三种，如图所示。进粉嘴与干粉罐底部的距离是一个关键尺寸，距离偏大，余粉量过多，距离偏小，使粉气流产生过大的阻力．不利于干粉的排出。因此，其应通过试验确定。（五）进气管进气管是向干粉罐加注动力气体的通道，数量为一根或几根。进气管一般位于干粉罐的底部，沿出粉管进粉嘴周围均匀布置，但与进粉嘴的相对位置要适当，因为其距离的远近将影响粉气混合比。进气管的末端有排气孔，在排气孔上要加橡胶套，如图所示。橡胶套可固定，亦可不固定。但在固定时，要固定在上部，使气流向下排放。（六）喷嘴喷嘴是干粉灭火系统的关键设备之一，由喷口、喷腔、接口等部分组成。制备喷嘴的材料必须耐腐蚀，且要具有足够的强度，如黄铜、不锈钢等。喷嘴的作用是将粉气流均匀地喷出，将着火物表面完全覆盖，以实现灭火。为了适应不同保护场所的需要，干粉喷嘴主要有三种形式：直流喷嘴、扩散喷嘴和扇形喷嘴，如图3-5-5所示干粉喷嘴的工作压力可在0．01－0.7MPa之间。由于喷嘴口径和喷嘴压力不同，每个喷嘴的喷粉量可为9－470kg／min，喷射距离为l－12m。喷嘴的数量应根据其喷射性能确定，喷嘴的保护面积应完全覆盖保护对象的计算面积。全淹没式干粉灭火系统喷嘴的布置，应能使干粉均匀分布，以保证整个封闭空间内干粉灭火浓度不低于设计浓度。喷嘴的最大布置间距一般应通过试验确定。局部应用式干粉灭火系统喷嘴的布置，应保证干粉喷射面能够覆盖保护表面，在整个喷射时间内，保证保护对象表面的任一处能够形成要求的干粉灭火剂设计浓度。若保护易燃液体，喷头的布置位置还应防止产生易燃液体的飞溅，以避免火灾蔓延扩大。（七）火灾探测控制装置在干粉灭火系统中，应设置火灾探测控制装置。其探测器多采用的是低熔点合金火灾探测器，它由探头、本体、接管、接头等组成。探头的中间有小孔，平时用低熔点合金密封。低熔点合金火灾探测器的工作原理是：当防护区发生火灾时，温度急骤上升，当达到火灾探测器的动作温度时，低熔点合金熔化脱落，探测器管路中的气体排出，压力迅速下降，使启动气瓶上的活塞阀开启，进而启动系统工作。系统的启动控制可采用自动、半自动、机械应急操作三种方式，且应满足以下要求：自动探测设备应能对生产事故及温度、火焰、烟气、可燃蒸气及其他异常情况作出反应，并显示异常位置；显示器应能够指明系统是否正常动作；系统应有显示报警、启动、电源等发生故障的监视装置，故障报警必须迅速发出，并应与其他状态报警相区别；启动装置应靠近保护对象，但不能遭受火灾威胁；手动启动机构应不高于地面l．5m，任何时候都能方便操作。远动手动控制装置应标明保护场所；应急机械操作装置，其手动拉力应不大于178N，位移不大于360mm；其他联动装置的启动，必须先于灭火装置的启动；启动控制装置应有可靠的动力源（电源或气源）。（八）管道干粉灭火系统的管道有气体管道和干粉管道，气体管道又分为控制用气体管道和动力气体管道。无论哪种管道，对管材、管件的选择和安装都是极为重要的，要符合有关要求。对于干粉管道，由于干粉的流动呈气固两相流，当流动通过弯头、三通时，流动方向被迫发生改变，这时质量较大的粉末将被抛至管壁的外侧，趋于同气体的分离状态。输送干粉的这种特性，要求干粉管道在布置时要满足一定的要求，以避免这种分离流动对系统正常工作产生影响。五、系统的维护管理干粉灭火系统应经常进行检查与维护管理，发现问题及时解决，以保证系统始终处于战备