超细干粉灭火系统和高压细水雾灭火系统的原理及应用【摘要】高压细水雾灭火系统的发展和应用正在全世界范围快速推进、各种领域得到广泛应用。
超细干粉灭火技术体现了“快速响应、早期抑制、高效灭火”这一先进的消防技术理念，自面世以来发展迅速。
【关键词】超细干粉灭火系统；高压细水雾灭火系统；档案馆；喷头；灭火剂
1、灭火系统原理
1.1 高压细水雾灭火系统
细水雾的气相冷却是由于水的汽化，把火灾所释放的热量从火焰和热烟气中快速带走。
细水雾良好的冷却效能主要由于细水雾的雾滴直径小，比表面积非常小，遇热后迅速汽化、蒸发，当火焰温度下降到维持其燃烧的临界值以下时，火焰就熄灭了。
对火焰的冷却，也减少了对物体表面的热辐射，这样就也同时减少了物体的热能。
1.2 超细干粉灭火系统
超细干粉具有优良的性能、对有焰燃烧的强抑制作用。
超细干粉与火焰混合时。
灭火组分迅速捕获燃烧自由基，使自由基被消耗的速度大于生产的速度，燃烧自由基很快耗尽，链式反应历程即被终止，火焰迅速熄灭；超细干粉对扑灭有焰燃烧有很好的速率和效率，而且对一般固体物质的表面燃烧（阴燃）有很好的熄灭作用。
当超细干粉晶体粉体与灼烧的燃烧物表面相接时，发生一系列化学反应，在固体表面的高温作用下被熔化，并形成一个玻璃状覆盖层，
将固体表面与周围空气隔开，使燃烧窒息；使用超细干粉灭火时，浓云般的粉末与火焰相混合，分解吸热反应，可吸收火焰的部分热量，这些分解反应产生的一些不活性气体如二氧化碳、水蒸气等，对燃烧区的氧浓度具有稀释作用，使火的燃烧反应减弱。
2、灭火系统特点及组成
2.1 高压细水雾自动灭火系统
高压细水雾无论是在灭火效果还是在水渍损失方面的性能要比
喷淋和一般细水雾要优越的多。
细水雾具有排斥氧气、稀释可燃性蒸气的特点。
对于纸质档案火灾，当细水雾射入火焰区时，细水雾雾滴迅速汽化，体积迅速膨胀1700～5800倍，水汽化后形成的水蒸气将燃烧区域整体包围和覆盖，阻止新鲜空气进入燃烧区，大幅度地降低了燃烧区的氧气浓度，使燃烧明火因缺氧而中断。
纸质档案在常温下表面上方不能形成可燃蒸气与空气的混合物。
对纸质档案火灾的灭火关键环节是降低其表面温度，使它不能再产生足够的可燃蒸气，以发生气相燃烧。
用细水雾将着火档案上方润湿，并冷却此表面，就会降低纸质档案的热解率。
当其上方可燃蒸气与空气混合物降至燃烧下限时，火就被扑灭了。
但由于档案易受水的损害，应在灭火时尽量减小润湿的水量。
高压细水雾非常好地解决了这个问题，喷射出的细水雾大部分汽化了，只有少量的水雾喷射在档案类表面，而这些对阴燃火灾，对着火档案的润湿和冷却是非常必要的，同时不会造成对档案的进一步破坏，这也是细水雾
灭火系统能够有效扑灭阴燃火，而其他灭火系统难以达到这个目标的根本性差别。
高压细水雾灭火系统工作压力为10～16mpa，可与自动报警系统进行联动，具有自动、手动二种控制方式。
可实现远距离、超高层建筑直接输送，性能稳定，工作可靠，系统响应时间短，维护方便，性价比高。
由开式细水雾喷头、区域控制阀、供水管网、供水装置及火灾报警装置所构成。
细水雾固定管网系统和报警探测系统联动，发生火灾时，火灾探测器发出报警信号，经报警系统确认后启动高压泵开始自动喷雾灭火。
2.2 超细干粉灭火系统
超细干粉灭火作用机理是以化学灭火为主，物理灭火为辅，具有以下特点：权威部门检测结果显示：超细干粉灭火剂的灭火浓度为64.4g/m3，是目前国内外已查明的灭火剂中，灭火浓度最低、灭火效能最高、灭火速度最快的一种；超细干粉具有环保性，对大气臭氧层耗减潜能值（odp）为零，温室效应潜能值（gwp）为零，对人体皮肤无刺激，对保护物无腐蚀，无毒无害；超细干粉高效灭火剂因为粒径小、质量轻，流动性好，能在空气中悬浮一定时间，还具有趋热性，因此能实现全淹没灭火，是目前唯一能实现类气体全淹没灭火方式的干粉灭火剂；超细干粉灭火后的残留物易清理。
超细干粉自动灭火装置主要由装有超细干粉和驱动气体的灭火
剂贮罐、吊环或固定盘座、喷头、压力指示器、感温元件、热引发器、电引发器等组成。
根据使用场合的需要，可加装信号反馈器和集热罩。
自动启动超细干粉自动灭火装置具备三种启动方式：电控自动、电控手动和定温启动。
与任何一种火灾报警系统联动，组成超细干粉无管网自动灭火系统。
1）电控自动启动将与灭火装置相连接的灭火控制器设置于“自动”位置时，灭火装置处于自动控制状态。
当防护区发生火灾时，火灾报警控制系统接收到探测器的火灾信号后发出声光报警信号，延时至设定的时间后启动灭火装置释放超细干粉灭火剂灭火。
信号反馈器向火灾报警控制器反馈灭火剂释放信号。
2）电控手动启动当防护区发生火灾时，按下火灾报警控制器或防护区旁气体灭火控制盘的启动按钮，即可按规定程序启动灭火装置灭火。
3）定温启动防护区发生火灾，使环境温度上升至灭火装置设定的公称动作温度（设定68℃）时，无论火灾报警控制器是否动作，灭火装置都自动启动释放超细干粉灭火剂灭火。
3、灭火系统应用
3.1 高压细水雾自动灭火系统
随着《档案馆高压细水雾灭火系统技术规范》（da/t45-2009）的颁布，越来越多的档案馆、图书馆采用高压细水雾灭火系统进行保护。
根据档案库房的火灾特点，高压细水雾灭火产品按照其使用或安
装方式可以分为以下三种形式：
1、对于档案库房的自动灭火—采用固定管网式高压细水雾灭火系统；
2、辅助配合固定灭火系统或用来防护没有安装固定灭火系统场所——采用高压细水雾消火栓系统
3、人工防范，应急操作—采用高压细水雾灭火装置。
印刷厂内多数为纸质物品，此外还有油类、酒精、塑料等引燃物品，火灾性质类似于档案行业火灾性质，故可选用高压细水雾灭火系统。
此外，由于具备先进的灭火机理，高压细水雾消防产品适用于扑救a类（固体）、b类（液体）、c类（气体）和电气类火灾，具有良好的电绝缘性和广泛的适用性，其使用基本不受场所的限制，针对其他场所的设施和电气设备都可以实施保护。
3.2 超细干粉灭火系统
超细干粉灭火剂是近年来随微粉碎技术发展而产生的灭火剂，部颁标准ga578-2005
中规定：90%粒径在20微米或20微米以下，且粒径越小，比表面积越大。
超细干粉灭火技术体现了“快速响应、早期抑制、高效灭火”这一先进的消防技术理念，自面世以来发展迅速。
超细干粉灭火方式在仓库中的应用逐渐增多，从总体投资和灭火效率来看是一种较好的选择，但由于仓库货架的特殊功能，并不是所有的超细干粉都适合使用。
目前，国内生产的超细干粉装置的驱
动模式主要有两种：
①采用燃气驱动。
灭火装置内充装abc干粉，其灭火主要成分为磷酸铵盐，其粉粒90%粒径在20μm以上。
就化学灭火剂而言，其粒径与灭火效率成反比关系，即粒径越小，灭火效率越高。
因此。
其灭火效率仅为真正超细干粉灭火剂的1/6～1/4。
由于此类灭火装置喷射时间很短（<1s），对于有焰燃烧有较好的灭火效果；而对于固体表面燃烧，如纸张、木材、电缆的阴燃，灭火效果较差，灭火释放后，有焰燃烧虽被扑灭，但这种阴燃往往很快又发展为有焰燃烧。
该驱动构件装于货架上，发生火灾启动时对货架的冲击力较大，货架设计时应考虑足够的强度。
②采用氮气驱动。
利用氮气瓶组内的高压氮气，进入超细干粉灭火剂储罐，推动灭火剂通过输运管道由设置在保护区的喷头喷出，迅速灭火。
此类灭火装置内充装无机聚合物为基材的复合型材料作为灭火组分，该灭火剂可全淹没应用灭火，也可局部淹没应用灭火。
该驱动构件装于货架上，发生火灾启动时对货架的冲击力较小，货架设计时可适当考虑强度。
超细干粉灭火系统由报警系统和贮压式自动灭火装置两部分组成，在设计过程中，相关的元器件数量、规格、干粉剂量等应按相关规范要求进行设计。
报警系统部分与预作用喷水灭火系统相同，一般采用极早期空气采样烟雾探测报警系统。
4、结语
消防技术进步和革新可以说是日新月异.对于企业的防火、防灾
能力也在不断加强，并采用了先进的消防技术和消防设备。
在实际的防、灭火工作中，需结合实际使用需求有针对性地选择灭火剂和灭火器材。
同时，设计和实施单位要保证消防系统稳定可靠，消防部门还需要严格审核、把关。