气体灭火技术在化工企业消防中的应用

陈威铭

（天津市消防救援总队，天津 300100）

随着人们生活水平的不断提高，对物质的需求也越来越大，带动了化工领域的发展。目前化工企业越来越多，其生产安全问题必须得到重视。近年来，我国火灾隐患不断增加，尤其是在化工企业的生产活动中，由于许多生产涉及化学反应的缘故，造成火灾的因素大大增加，对人们的生命财产安全造成严重的危害。据我国消防部门统计，2019年，我国共发生火灾26.4万起，其中包括草原火灾、森林火灾、矿下火灾、部队火灾等。其中火灾起因是由电气失火的最多，高达8万余起，占总火灾数量的31.8%。在我国工业生产中，消防技术措施众多，其中包括消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统以及气体灭火系统。在以往的化工企业灭火中，主要依靠水作为灭火的主要材料，虽然水具有良好的灭火性，并且具有较为低廉的价格优势，但是，在一些特殊场合，却不能实现良好的灭火优势，因此，气体灭火技术具有巨大的发展空间。

1 气体灭火剂的概述

在众多灭火器中，根据火灾发生的类型，也分为多种不同类别的灭火器，其中包括储水型灭火器、泡沫灭火器、干粉灭火器以及二氧化碳灭火器等。其中，气体灭火器能够广泛应用于大多数场合的火灾区域中，能够起到良好的阻断火源和保护现场的效果，随着人们对气体灭火器的不断研究，多种气体灭火器涌现出来，结合火灾发生的区域和火灾类型，科学地选用气体灭火器能够突显出良好的灭火效果。

就当前消防系统的发展而言，气体灭火系统能够广泛应用于一些重要场合，例如图书馆、大型商场、博物馆等区域内，当这些地方发生火灾时，如果采用储水型灭火剂或者干粉灭火剂，都会对比较珍贵的书籍和档案造成一定的损害，虽然能够达到良好的灭火效果，但是补救失火物品的效果并不理想，因此，对于一些存放重要物品的地点，为了达到更好的火灾扑救效果，应该采用气体灭火剂，并根据珍贵物品的价值和功能选择适合的气体灭火剂，只有这样，才能更好地实现火灾救治效果，实现短时间内的火源扑灭，同时也能够尽可能地维护贵重物品的价值，此外，气体灭火剂也能够在短时间自动挥发，降低对周围空气环境造成的污染，实现洁净灭火的效果，是我国当前灭火技术中应用最为广泛的灭火技术，同时也是未来消防系统的主要发展方向。气体灭火剂的工作原理主要是利用气体的特性对燃烧所需要的氧气进行阻隔，并可以降低火灾周围的温度，抑制火灾的继续蔓延，实现良好的灭火效果。

2 气体灭火技术的性能优势

对于气体灭火技术来说，主要是通过气体的液化和非液化状态作为灭火的主要介质，并通过气体的物理作用和化学作用共同达到灭火的效果，其中物理作用主要是抑制、阻隔氧气以及冷却火源，而化学作用是利用化学反应来扑灭火种。气体灭火技术主要应用于扑灭电气产生的火灾、固体表面出现的火灾、液体以及气体火灾等，并且在气体火灾中具有良好的效果。气体灭火技术具有较高的灭火效率，能够在短时间内达到最佳的灭火效果。当前，常见的气体灭火技术有很多，例如惰性气体灭火器、二氧化碳灭火器以及含氟气体灭火器等。通过对不同的火源选择适合的气体灭火器，同时也要对气体灭火系统的工作原理进行分析，通过对比，探讨良好的化工消防效果。

2.1 二氧化碳灭火器的优势

在气体灭火技术中，二氧化碳作为继代烷以后最常见的气体灭火介质，具有良好的灭火优势，其在常温状态下表现出无色无味、无腐蚀性以及不导电的特质，同时密度大约为空气的1.5倍，比较容易运输和存储。二氧化碳灭火器主要构造包括储气罐、瓶头阀、单向阀、选择阀、安全装置、汇集管、减压装置以及喷头等部分。其中有高压二氧化碳灭火器和低压二氧化碳灭火器之分，高压灭火器的储存压力一般在5.17MPa左右，而低压储气压力在2.07MPa左右。在进行灭火操作时，二氧化碳灭火系统将液化的二氧化碳释放到起火位置，不但能够有效地阻隔空气中的氧气与火源接触，当空气中氧气含量低于12%时，就不具备燃烧条件，能够实现灭火效果，同时，二氧化碳液化也能吸收周围的热量，实现火种的冷却效果，最终达到灭火效果。在当前的化工企业中，二氧化碳气体灭火技术是唯一一个能够实现局部灭火效果的灭火系统，尤其空间宽敞的设备灭火中。

但是在进行灭火时，要实现良好的灭火效果，灭火剂的用量要超过30%，超过了人体的承受能力，一般而言，二氧化碳浓度大于20%就会造成人员窒息身亡，而且温度的骤降也会对保护的目标造成一定的损伤，所以，二氧化碳灭火器并不适用于贵重设备和人员活动区域的灭火环境。但是二氧化碳具有较好的渗透性，可以用来对档案室、书房以及文物房进行灭火。近年来，随着科学的证实，二氧化碳的使用与全球变暖存在着紧密的联系，所以，从环保角度出发，二氧化碳灭火器的应用也受到一定的限制，同时也逐渐被更优质的灭火技术所替代。

2.2 含氟气体灭火技术

通常来说，含氟灭火技术中的灭火剂主要为七氟丙烷和三氟甲烷，含氟气体灭火技术与二氧化碳灭火技术有所类似，同样是在气态状态下被存储，并在液态下释放，含氟气体灭火剂在高温转台下分解产物需要消耗燃烧物质中的活性基，并且通过阻断燃烧源来控制火势，从而实现良好的灭火效果，所以，含氟气体灭火技术作为一种利用化学作用灭火的技术，具有良好的应用效果。

对于三氟甲烷的含氟气体灭火剂来说，其产品代号为HFC-23，具有良好的应用特点，这种气体在常温状态下表现出无色和不导电的特性，密度是空气的2.5倍，并且对臭氧层的破坏系数为0DP=0，效果远高于二氧化碳灭火剂，属于洁净灭火剂，同时在三氟甲烷的应用中，由于其饱和度和蒸汽压力比较高，液态的密度比较小，因此不需要通过氮气加压就能实现不同空间的灭火效果。

而七氟丙烷作为含氟气体灭火技剂，其产品代号为HFC-227ea，七氟丙烷具有良好的绝缘性能，同时在常温下呈现气态，具有无色无味无污染的特点，其密度为空气的6倍以上，对臭氧层没有损害，也属于一种良好的洁净灭火剂。七氟丙烷气体在常温常压状态下能够完全挥发，并且在灭火后无残留，是一种非常安全的灭火介质，大多应用于电子机房灭火，能够实现良好的保护效果。

2.3 惰性气体灭火剂

在气体灭火技术中，惰性气体也具有广泛的应用，其主要是由氮和氩作为灭火剂，其主要成分比重氮气体占52%，氩气体占40%，剩余部分用二氧化碳填充，通过这三种气体的混合，实现良好的灭火效果。惰性气体灭火剂同样具有无色无味的特性，但是惰性气体在经过受热后具有较稳定的特点，不会发生分解，是目前市面上效果最好，对环境影响最小的灭火剂。惰性气体灭火剂与二氧化碳灭火剂的应用原理大致相同，主要是依靠惰性气体的释放对失火区域内的氧气浓度进行阻断，从而实现良好的灭火效果。并且，惰性气体通常以气态存在，因此储藏起来比较困难，占用的成本比较高。

2.4 气溶胶

气溶胶在气体灭火器介质中也是一种表现较好的灭火方式，通过气溶胶灭火系统的应用，主要是采用氧化剂、还原剂黏合剂以及燃烧速度控制这几种物质充分混合，形成一种固体状态的灭火介质，它包括热气溶胶和冷气溶胶两种，在化工行业生产活动中，多以热气溶胶作为灭火系统。分析热气溶胶灭火系统可以看出，其主要的灭火原理是通过热气溶胶灭火器使燃料本身的燃烧过程中产生一定的悬浮固体，当打开热气溶胶灭火系统的阀门时，混合气体随着压力变化喷射到火源的根部，有效地抑制起火点的燃烧，并大量地吸收周围的热量。但是在气溶胶灭火系统工作中，会释放灭火剂的产物在冷却和凝聚过程中产生的微粒子能够长时间停留在空气中，同时也能够有效地绕过障碍物，进行高效灭火，但是采用这种灭火系统时也会传输大量的粉尘和烟雾，降低了灭火区域的能见度，对人群的疏散效果产生一定的影响，此外，通过热气溶胶灭火系统在喷射中的生成物质具有严重的腐蚀性，会造成设备和仪器的损坏，因此在一些贵重设备区域应小心使用。同时，气溶胶气体灭火系统不需要进行管网的设置，能够实现大空间的保护效果，降低了消防系统的投资。

3 气体灭火技术在化工企业消防中的应用

在化工企业中，气体灭火技术具有良好的应用效果，同时化工企业也是火灾的高发地区，因此，在化工企业消防灭火工作中，应用气体灭火技术主要考虑以下四个因素：①首先要将人员安全和救援人员的安全作为首要考虑因素，根据失火区域内的环境大小以及人员活动轨迹进行分析，合理的喷射适当浓度的气体进行灭火，避免由于气体过量造成人员伤亡。②从环境角度考虑，在保障扑灭火灾的基础上，应该尽量降低气体灭火剂对环境的污染。③要根据现场失火的环境以及受困人员的实际情况分析，选择高效的灭火气体进行灭火。④从企业的经济方面来看，根据不同的经济投资选取不同的气体灭火剂，从而实现企业的健康发展。

4 结语

综上所述，随着经济水平的不断提高，火灾在化工企业中的发生率越来越高，因此，化工企业的消防部门必须做好灭火技术的优化与革新，加强先进灭火技术的应用。通过对多种气体灭火器的分析，掌握气体灭火剂的特点，并选取高效的灭火剂，实现化工企业良好的灭火效果，不但要保证人员安全，同时也要降低灭火中对周边环境造成的破坏，促进企业健康的发展。