热气溶胶灭火装置在公交消防中的应用

郑超 周晓蓉 江璐

【摘要】在阐述公交车发动机舱消防重要性的基础上，根据公交车的特点，分析了各种灭火装置用于发动机舱消防的缺陷；提出了改进热气溶胶灭火装置的方法，并用试验结果证明了这种改进的优势，说明了热气溶胶应用于发动机舱消防的可能性。

【关键词】热气溶胶；公交；灭火；冷却剂

前言：

热气溶胶灭火剂作为一种新型灭火剂， 具有灭火效率高、对臭氧层不破坏、不产生温室效应气体、初投资成本较低、维护保养简单方便等特点，相比其他几种常用气体灭火剂优势明显，作为哈龙替代产品将发挥巨大作用。

一、研究背景

由于城市公交车是各城市普遍采用的公共交通出行工具，具有流动性强、客流量大、人员复杂等特点，消防工作难度大。一边是大力倡导发展城市公共交通，一边是屡发的公共交通安全事件，如何改善城市公交安全，消除市民对城市公共交通的恐惧感，是一个刻不容缓的严峻课题。在目前经济条件下，乘坐公共交通车辆仍然是多数人的首选，但近年来不断出现的公交车火灾事故在很多人心里种下了不安的种子。2014年11月21日，广西柳州一辆满载乘客的公交车在行驶中突然起火，事故造成18人受伤，公交车整个车身被烧光，只剩下车架；2012 年8 月26 日，发生在延安的特大交通事故造成36人死亡；2011 年7 月22 日凌晨4 点，京珠高速客车起火，造成41 人死亡，1 人重伤。近年来不断发生的公交车自燃现象，无不考验着人们的公交出行安全感。一旦车厢着火，輕则给身体和心灵留下伤痕，重则夺去生命。但由于公交车工作时处于运动状态，车厢内可燃物品多，并且人员密集，疏散困难，因此公交车消防一直是消防领域的一大难题。

据调查，80%的公交车火灾祸起于后置式发动机舱，因此，从公交自燃的源头部位防范火灾将是降低火灾风险、加强公交乘客逃生自救的有效途径。

二、公交车火灾灭火剂的选择

目前，公交车的紧急救援设备主要是手提式干粉灭火器和紧急逃生玻璃敲击锤。手提式干粉灭火器对火灾初期小面积着火效果较好，但对于面积较大的火灾仍然无能为力。安全锤能有效帮助乘客逃生，但对于迅速蔓延的火势，大部分人员还未来得及逃生就已经被烧伤甚至失去了生命。因此，选择合适的灭火装置，及时扑灭快速蔓延的火灾就变得非常重要。

传统的灭火装置包括气体灭火装置、干粉灭火装置、细水雾灭火装置、泡沫灭火装置四大类。在这4 类中，干粉灭火装置因为粉尘大、扩散性不好而不适合在车厢内使用；细水雾和泡沫灭火装置一般都需要在较高压力下方可正常使用，这对行驶中的客车来说难度比较大，也不适合在客车上使用；气体灭火装置由于扩散性好、可见度高，适合在内部结构复杂的场所使用。气体灭火装置包括卤代烷灭火装置、IG541 灭火装置、七氟丙烷灭火装置、二氧化碳灭火装置和气溶胶灭火装置，其中卤代烷灭火装置因破坏臭氧层已被禁止，IG541、七氟丙烷和二氧化碳灭火装置均需管网和高压才能正常工作，这在运行的客车上很难实现。只有气溶胶灭火装置以固体状态常压存贮，启动后释放出气溶胶灭火剂进行灭火，可以应用到高负荷运行的客车发动机舱中，从高风险的火灾源头部位防范车辆自燃。

考虑到公交车火灾80%源自发动机舱， 在公交车的发动机舱内加装直径约10厘米的热气溶胶自动灭火装置，当发动机舱内因电路或油路故障引发火情时，自动灭火装置可通过温度监控在3秒钟内自动启动，喷发一种无毒环保的白色热气溶胶气体，在10秒内完成对发动机舱的灭火。装置启动的同时会触发报警铃音，便于紧急疏散乘客。灭火完成后气体随空气流通而飘散，对精密仪器设备不造成损害，也无需清理；该自动灭火装置在无人值守的情况下就能实现早期灭火、预防蔓延，有效应对高发的公共交通车辆的发动机舱自燃。

三、热气溶胶灭火机理

气溶胶发生剂是由氧化剂、还原剂、粘合剂和添加剂组成的一种组合物，通常情况下以固态形式存贮，当发生火灾时，启动气溶胶灭火装置，氧化剂和还原剂发生氧化还原反应，释放出大量气体及自由基，这些气体和自由基粒子形成了气溶胶灭火剂。自由基与维持链式燃烧反应所必需的O·、OH·、H·自由基中的一种或几种进行反应，从而切断链式燃烧反应，同时产生的大量气体会对火焰产生窒息作用，实现化学与物理相结合的灭火效果。

热气溶胶灭火剂通过电（热）启动后，经过自身的氧化还原反应使反应产物经冷却凝集呈溶胶状态，由灭火气体包裹着的固体颗粒形成的气溶胶， 可以长时间悬浮， 绕过障碍物， 散布到保护区空间各个角落， 以一种全淹没的方式高效无死角的灭火。灭火完成后，气溶胶随空气流动而消散，不会对设备造成污染。

针对传统热气溶胶工作时喷口温度过高的情况，新一代自动灭火装置已通过物理降温和化学降温相结合的方法，通过药剂改良、导流通道设计等方法有效解决了工作时易产生高温导致保护区二次火灾的问题，提高装置的安全可靠性，且已通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的型式检验，各项指标均能达到要求。

四、热气溶胶自动灭火系统的技术优势

① 用于防范公交车自燃的低温热气溶胶自动灭火装置，提高灭火效率，以更小的安装空间、更少的药剂装填量就能对公交车发动机舱进行全淹没式的全方位灭火，不复燃。同时，产品的降尘率和绝缘度都得到大幅度提高，灭火后无需清理，避免了保护区二次污染问题。

②以物理降温和化学降温相结合的方法，有效解决传统气溶胶产品工作时易产生高温导致保护区次生灾害的问题，提高装置的安全性。

③热气溶胶自动灭火装置的固态药剂的成型技术以及产品自身的配件固定技术适用于公交车发动机舱内的安装，核心药剂以固态的形式存在，其工作时为常压气体灭火，装置安全稳定，完全能适用于汽车发动机舱长期高温、颠簸的环境。

④灭火剂为固态化学性质稳定，有效期长；与压力容器灭火系统相比，无需管网、钢瓶、水泵等，使用期间不需要维护成本，做到一次安装，长期受益。

⑤启动后所产生的灭火气体为环保性白色气体，其主要成分为小于1μm的金属氧化物颗粒和安全惰性气体，经国家权威机构检测对人体无毒无害。其臭氧损耗值（ODP）、温室效应潜能值（GWP）以及合成物在大气中存留寿命值（ALT）等三项重要环境指标均为0（数值越小，则对环境影响越小）。

五、结论

综上所述，针对公交车发动机舱设计的微型热气溶胶自动灭火装置，直接安装于高负荷高风险的火灾隐患源头部位，一旦监测到明火，即可秒速启动装置喷发热气溶胶气体，将火灾直接扑灭于源头。该产品应用，将是针对交通运输安全的有效火灾防控解决方案，在提高消防效率的同时，也降低了消防成本。

参考文献

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