IG100氮气灭火系统应用性探究

□ 黄昌龙 南京消防器材股份有限公司

IG100氮气灭火系统应用性探究

□ 黄昌龙 南京消防器材股份有限公司

［导读］ IG100（氮气灭火剂）在保护环境、安全性和经济性三大方面的优势明显，利用占大气总量78%的氮气作为灭火剂，越来越受到公众的认识和关注，在欧美日等国家和地区已成为气体灭火系统的主流灭火剂选择。

多年来，我国对气体灭火系统的应用有明确规定，GB50016-2006《建筑设计防火规范》、GB50045-2005《高层民用建筑设计防火规范》，GB50098-98《人民防空工程设计防火规范》等国家标准中要求通讯机房，计算机房，档案库，图书馆，发电机房等贵重设备场所应设置气体灭火设备。

氮气作为惰性气体灭火剂的一种，引起了人们的广泛关注，并对氮气灭火系统的灭火浓度、压力、灭火效果等进行了相应的研究。氮气IG-100灭火剂就是其中之一，氮气IG-100是由氮气组成的灭火剂。氮气IG-100灭火系统，是按一定的应用条件进行设计计算，将氮气IG-100灭火剂从储存装置经由阀门、管道和喷嘴释放到防护区实施灭火的系统。

一.IG100氮气灭火系统的特点

IG100氮气灭火系统的灭火剂为氮气，美国消防协会标准NFPA2001中，规定其代码为IG100。氮气是空气中的组成部分，无色、无味、无腐蚀，不导电，喷放后无残余。氮气不但是环境友好气体，其他优点如下：

（1）氮气不改变空气的化学性质，就是不破坏臭氧层，不引起温室效应。氮气不与其它物质或混合物发生化学反应，使用后仍保持自身化学性质，不会对其它物质造成二次污染。（在任何环境下，化学性质均不变）。IG100氮气灭火系统采用完全来源于大气的纯氮气作为灭火剂。IG100是空气的主要成分，臭氧损耗潜能值ODP=0，温室效应潜能值GWP=0，大气存留时间为零，对环境没有任何不良影响。（2）生产氮气的耗电成本是可接受的；浓缩和液化的耗电成本大约为每立方米耗电1千瓦时，所生产的N2纯度较高，无需额外的提纯成本。IG100氮气灭火系统采用20/30MPa储存压力的高压无缝钢瓶，在工程应用中大幅减少了灭火剂瓶组的数量，配以全球首款外置恒定减压器，控制出口压力恒定在6MPa，减轻了对后续零部件、保护区内人员设备和建筑结构的压力损伤，从而可以使用相对低压的管道，有效降低了系统的整体造价。（3）氮气并非合成品；氮气在生产过程不使用化学试剂，无化学试剂残渣，均从绝干空气中提取，通过专用过程塔进行浓缩和液化。IG100无色、无味、无毒，不仅对人体无害，而且在灭火过程中不产生任何化学物质，不会对设备造成二次污染，喷放时无雾化现象，无妨视野，能确保人员有条不紊地安全撤离。IG100相对于空气比重为0.97，使其能够在保护区内释放后保持恒定的灭火浓度，从而保证灭火效果，有效防止复燃。（4）氮气造成的损伤小。IG100由100%氮气构成，在灭火剂喷放过程中或喷放之后，喷放出来的氮气可以冲淡空气中的有毒物质的浓度。科学研究证明，在这种环境下，滞留在保护区的人员会自动减慢呼吸频率，减少吸入CO、烟毒等有害物质。IG100喷放时没有雾化现象，不影响视野方便人员从容安全撤离。氮气灭火系统灭火剂瓶组配备外置恒定减压器，使喷放压力恒定，对现场设备及滞留人员都不会造成气流压力损伤。氮气灭火系统可以广泛应用于需要对火情做出快速反应、保护区现场有工作人员、突发性火灾和对化学反应敏感的重要场所，有效保护人员和财产安全。

二. IG100式氮气灭火系统应用范围与设计要点

（一）应用范围

IG100式氮气灭火系统应用广泛，是保护您各类重要设备和财产的理想选择。不产生冷凝，不因温度骤变对设备产生损害；在接触高温或火源情况下不分解产生任何物质；具有良好的电气绝缘性能；非常适合保护E类带电火灾和高价值不可替代的设备；适合A、B、C类木质、布质、纸张等表面火灾以及气体和液体或可熔化的固体物质火灾。

可应用于诸多行业：（1）通信和通讯行业：程控交换设备、数据交换中心、中央或是远程数据控制中心、地面卫星发射站；（2）商业和公众场合：银行金库和文档室、医疗诊断中心、展示、艺术中心、博物馆和图书馆；（3）航空机场和海上船舱；（4）数据中心和工业：机房和变、配电室、数据备份中心、服务器设备和程控中心、发电厂、物流中心、变电站、电池组、实验室和洁净室、化学和医疗设备室、军工。

（二）IG100系统设计

IG100氮气灭火系统旨在为客户提供优质可靠的灭火解决方案，按照国际标准化委员会（ISO）及美国防火协会（NFPA）相关标准开发，通过中国国家标准GB25972-2010《气体灭火系统及部件》检测，并通过德国专业安全协会（VDS）认证。

IG100氮气灭火系统灭火剂以20/30 MPa压力储存，通过向保护空间释放定量氮气来达到窒息灭火。整套系统可以由灭火控制盘实现自动手动控制，也可以通过扳动灭火剂瓶组上手启动器手柄实现机械应急启动。系统通过恒定外置恒定减压装置由20/30 MPa减压到6MPa恒定喷放，通过管网和喷嘴在60秒内向保护区喷放灭火剂。具体参数如下表：

G100氮气灭火系统的灭火原理，是使防护区内氧气浓度由20.9%降至15%以下。氧气浓度为15%以下时，足以使火势熄灭。因此，该系统采用“全淹没”浸入式物理灭火原理。

IG100氮气灭火系统同时具有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。当系统处于自动工作模式时，由火警探测器发出探测信号给控制盘，进而发出指令启动电磁阀，打开相应容器阀释放灭火剂而达到灭火的目的。由于灭火剂喷放时，药剂不发生吸热汽化等现象，因此，防护区温度不会急剧下降，对贵重仪器、设 备、资料无损害。

IG100式氮气灭火系统配备外置恒定减压装置，有效节省了工程造价，体现了高性价比。配备恒定减压装置的系统具有诸多优点：（1）相对于传统15 MPa系统，节省了25% - 50%容器数量；（2）有效减小了容器瓶间的建筑面积，提高了建筑物整体使用价值和利用率；（3）恒定6 MPa的低压释放，使整套系统的管网配管和部件造价降低；（4）恒定6 MPa的释放压力，提供了更持久有效的传输距离，传输距离可达200米；（5）整体系统由于低压释放，对现场人员、设备和建筑结构冲击小，更安全；（6）外置恒定减压装置可以方便拆卸维护，不长时间承受压力，有效减少系统故障率；（7）系统工作释放后，不需要更换任何零部件，简单拆卸和二次装配，快速投入系统运作；（8）减少了气体泄压口开孔面积，直接降低安全泄压类装置的投入成本，并更加简便地安装布置安全口

三.IG10氮气灭火系统的应用前景

IG10氮气灭火剂，是新型哈龙替代物之一，具有环保、高效的特点，已经在国际上得到了普遍的认可，并广泛应用于多种消防场所。氮气与其他常用的哈龙替代物HFC227七氟丙烷和CO2等气体灭火剂相比，具有较大的优势和广阔的应用前景。体现在：（1）物理方式灭火。氮气的灭火原理为降低氧气浓度，使其不支持燃烧。不产生任何的化学反应，对防护区内的精密仪器和珍贵资料无腐蚀作用，不导电，火灾后的现场易于清理。氮气以气态方式储存，喷放时，不会使室内温度急剧下降，这样既不会出现存储珍贵数据资料的纸张和磁盘发脆而损坏的现象，也不会产生冷凝水，影响电器设备和精密仪器的使用寿命。而HFC227七氟丙烷气体，主要以化学作用灭火，灭火过程中产生HF氢氟酸，对防护区内的设施产生一定的腐蚀。二氧化碳的迅速冷却作用则会对一些珍贵设备产生影响。（2）安全性高。氮气灭火系统可以应用在有人员工作的场所，且喷放时，人员可以有足够的时间逃离。HFC227七氟丙烷灭火时产生的HF氢氟酸，刺激人的呼吸道，易使人窒息。二氧化碳的安全性较低，二氧化碳不但使人窒息，而且它的迅速冷却效果，在防护区内产生大量白雾，严重影响人员逃生。

IG100氮气灭火系统可以广泛应用于需要对火情作出快速反应、保护区现场有操作人员、突发性火灾和对化学反应敏感的重要场所，有效保护人员和财产安全。