氣體滅火技術在化工企業消防中的應用

陳威銘

（天津市消防救援總隊，天津 300100）

隨著人們生活水平的不斷提高，對物質的需求也越來越大，帶動了化工領域的發展。目前化工企業越來越多，其生產安全問題必須得到重視。近年來，我國火災隱患不斷增加，尤其是在化工企業的生產活動中，由于許多生產涉及化學反應的緣故，造成火災的因素大大增加，對人們的生命財產安全造成嚴重的危害。據我國消防部門統計，2019年，我國共發生火災26.4萬起，其中包括草原火災、森林火災、礦下火災、部隊火災等。其中火災起因是由電氣失火的最多，高達8萬余起，占總火災數量的31.8%。在我國工業生產中，消防技術措施眾多，其中包括消火栓系統、自動噴水滅火系統、泡沫滅火系統以及氣體滅火系統。在以往的化工企業滅火中，主要依靠水作為滅火的主要材料，雖然水具有良好的滅火性，并且具有較為低廉的價格優勢，但是，在一些特殊場合，卻不能實現良好的滅火優勢，因此，氣體滅火技術具有巨大的發展空間。

1 氣體滅火劑的概述

在眾多滅火器中，根據火災發生的類型，也分為多種不同類別的滅火器，其中包括儲水型滅火器、泡沫滅火器、干粉滅火器以及二氧化碳滅火器等。其中，氣體滅火器能夠廣泛應用于大多數場合的火災區域中，能夠起到良好的阻斷火源和保護現場的效果，隨著人們對氣體滅火器的不斷研究，多種氣體滅火器涌現出來，結合火災發生的區域和火災類型，科學地選用氣體滅火器能夠突顯出良好的滅火效果。

就當前消防系統的發展而言，氣體滅火系統能夠廣泛應用于一些重要場合，例如圖書館、大型商場、博物館等區域內，當這些地方發生火災時，如果采用儲水型滅火劑或者干粉滅火劑，都會對比較珍貴的書籍和檔案造成一定的損害，雖然能夠達到良好的滅火效果，但是補救失火物品的效果并不理想，因此，對于一些存放重要物品的地點，為了達到更好的火災撲救效果，應該采用氣體滅火劑，并根據珍貴物品的價值和功能選擇適合的氣體滅火劑，只有這樣，才能更好地實現火災救治效果，實現短時間內的火源撲滅，同時也能夠盡可能地維護貴重物品的價值，此外，氣體滅火劑也能夠在短時間自動揮發，降低對周圍空氣環境造成的污染，實現潔凈滅火的效果，是我國當前滅火技術中應用最為廣泛的滅火技術，同時也是未來消防系統的主要發展方向。氣體滅火劑的工作原理主要是利用氣體的特性對燃燒所需要的氧氣進行阻隔，并可以降低火災周圍的溫度，抑制火災的繼續蔓延，實現良好的滅火效果。

2 氣體滅火技術的性能優勢

對于氣體滅火技術來說，主要是通過氣體的液化和非液化狀態作為滅火的主要介質，并通過氣體的物理作用和化學作用共同達到滅火的效果，其中物理作用主要是抑制、阻隔氧氣以及冷卻火源，而化學作用是利用化學反應來撲滅火種。氣體滅火技術主要應用于撲滅電氣產生的火災、固體表面出現的火災、液體以及氣體火災等，并且在氣體火災中具有良好的效果。氣體滅火技術具有較高的滅火效率，能夠在短時間內達到最佳的滅火效果。當前，常見的氣體滅火技術有很多，例如惰性氣體滅火器、二氧化碳滅火器以及含氟氣體滅火器等。通過對不同的火源選擇適合的氣體滅火器，同時也要對氣體滅火系統的工作原理進行分析，通過對比，探討良好的化工消防效果。

2.1 二氧化碳滅火器的優勢

在氣體滅火技術中，二氧化碳作為繼代烷以后最常見的氣體滅火介質，具有良好的滅火優勢，其在常溫狀態下表現出無色無味、無腐蝕性以及不導電的特質，同時密度大約為空氣的1.5倍，比較容易運輸和存儲。二氧化碳滅火器主要構造包括儲氣罐、瓶頭閥、單向閥、選擇閥、安全裝置、匯集管、減壓裝置以及噴頭等部分。其中有高壓二氧化碳滅火器和低壓二氧化碳滅火器之分，高壓滅火器的儲存壓力一般在5.17MPa左右，而低壓儲氣壓力在2.07MPa左右。在進行滅火操作時，二氧化碳滅火系統將液化的二氧化碳釋放到起火位置，不但能夠有效地阻隔空氣中的氧氣與火源接觸，當空氣中氧氣含量低于12%時，就不具備燃燒條件，能夠實現滅火效果，同時，二氧化碳液化也能吸收周圍的熱量，實現火種的冷卻效果，最終達到滅火效果。在當前的化工企業中，二氧化碳氣體滅火技術是唯一一個能夠實現局部滅火效果的滅火系統，尤其空間寬敞的設備滅火中。

但是在進行滅火時，要實現良好的滅火效果，滅火劑的用量要超過30%，超過了人體的承受能力，一般而言，二氧化碳濃度大于20%就會造成人員窒息身亡，而且溫度的驟降也會對保護的目標造成一定的損傷，所以，二氧化碳滅火器并不適用于貴重設備和人員活動區域的滅火環境。但是二氧化碳具有較好的滲透性，可以用來對檔案室、書房以及文物房進行滅火。近年來，隨著科學的證實，二氧化碳的使用與全球變暖存在著緊密的聯系，所以，從環保角度出發，二氧化碳滅火器的應用也受到一定的限制，同時也逐漸被更優質的滅火技術所替代。

2.2 含氟氣體滅火技術

通常來說，含氟滅火技術中的滅火劑主要為七氟丙烷和三氟甲烷，含氟氣體滅火技術與二氧化碳滅火技術有所類似，同樣是在氣態狀態下被存儲，并在液態下釋放，含氟氣體滅火劑在高溫轉臺下分解產物需要消耗燃燒物質中的活性基，并且通過阻斷燃燒源來控制火勢，從而實現良好的滅火效果，所以，含氟氣體滅火技術作為一種利用化學作用滅火的技術，具有良好的應用效果。

對于三氟甲烷的含氟氣體滅火劑來說，其產品代號為HFC-23，具有良好的應用特點，這種氣體在常溫狀態下表現出無色和不導電的特性，密度是空氣的2.5倍，并且對臭氧層的破壞系數為0DP=0，效果遠高于二氧化碳滅火劑，屬于潔凈滅火劑，同時在三氟甲烷的應用中，由于其飽和度和蒸汽壓力比較高，液態的密度比較小，因此不需要通過氮氣加壓就能實現不同空間的滅火效果。

而七氟丙烷作為含氟氣體滅火技劑，其產品代號為HFC-227ea，七氟丙烷具有良好的絕緣性能，同時在常溫下呈現氣態，具有無色無味無污染的特點，其密度為空氣的6倍以上，對臭氧層沒有損害，也屬于一種良好的潔凈滅火劑。七氟丙烷氣體在常溫常壓狀態下能夠完全揮發，并且在滅火后無殘留，是一種非常安全的滅火介質，大多應用于電子機房滅火，能夠實現良好的保護效果。

2.3 惰性氣體滅火劑

在氣體滅火技術中，惰性氣體也具有廣泛的應用，其主要是由氮和氬作為滅火劑，其主要成分比重氮氣體占52%，氬氣體占40%，剩余部分用二氧化碳填充，通過這三種氣體的混合，實現良好的滅火效果。惰性氣體滅火劑同樣具有無色無味的特性，但是惰性氣體在經過受熱后具有較穩定的特點，不會發生分解，是目前市面上效果最好，對環境影響最小的滅火劑。惰性氣體滅火劑與二氧化碳滅火劑的應用原理大致相同，主要是依靠惰性氣體的釋放對失火區域內的氧氣濃度進行阻斷，從而實現良好的滅火效果。并且，惰性氣體通常以氣態存在，因此儲藏起來比較困難，占用的成本比較高。

2.4 氣溶膠

氣溶膠在氣體滅火器介質中也是一種表現較好的滅火方式，通過氣溶膠滅火系統的應用，主要是采用氧化劑、還原劑黏合劑以及燃燒速度控制這幾種物質充分混合，形成一種固體狀態的滅火介質，它包括熱氣溶膠和冷氣溶膠兩種，在化工行業生產活動中，多以熱氣溶膠作為滅火系統。分析熱氣溶膠滅火系統可以看出，其主要的滅火原理是通過熱氣溶膠滅火器使燃料本身的燃燒過程中產生一定的懸浮固體，當打開熱氣溶膠滅火系統的閥門時，混合氣體隨著壓力變化噴射到火源的根部，有效地抑制起火點的燃燒，并大量地吸收周圍的熱量。但是在氣溶膠滅火系統工作中，會釋放滅火劑的產物在冷卻和凝聚過程中產生的微粒子能夠長時間停留在空氣中，同時也能夠有效地繞過障礙物，進行高效滅火，但是采用這種滅火系統時也會傳輸大量的粉塵和煙霧，降低了滅火區域的能見度，對人群的疏散效果產生一定的影響，此外，通過熱氣溶膠滅火系統在噴射中的生成物質具有嚴重的腐蝕性，會造成設備和儀器的損壞，因此在一些貴重設備區域應小心使用。同時，氣溶膠氣體滅火系統不需要進行管網的設置，能夠實現大空間的保護效果，降低了消防系統的投資。

3 氣體滅火技術在化工企業消防中的應用

在化工企業中，氣體滅火技術具有良好的應用效果，同時化工企業也是火災的高發地區，因此，在化工企業消防滅火工作中，應用氣體滅火技術主要考慮以下四個因素：①首先要將人員安全和救援人員的安全作為首要考慮因素，根據失火區域內的環境大小以及人員活動軌跡進行分析，合理的噴射適當濃度的氣體進行滅火，避免由于氣體過量造成人員傷亡。②從環境角度考慮，在保障撲滅火災的基礎上，應該盡量降低氣體滅火劑對環境的污染。③要根據現場失火的環境以及受困人員的實際情況分析，選擇高效的滅火氣體進行滅火。④從企業的經濟方面來看，根據不同的經濟投資選取不同的氣體滅火劑，從而實現企業的健康發展。

4 結語

綜上所述，隨著經濟水平的不斷提高，火災在化工企業中的發生率越來越高，因此，化工企業的消防部門必須做好滅火技術的優化與革新，加強先進滅火技術的應用。通過對多種氣體滅火器的分析，掌握氣體滅火劑的特點，并選取高效的滅火劑，實現化工企業良好的滅火效果，不但要保證人員安全，同時也要降低滅火中對周邊環境造成的破壞，促進企業健康的發展。