IG100 氮气灭火系统的应用前景分析

  1.1背景
     我国对气体灭火系统的应用有明确的规定,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。自蒙特利尔协议签订以来,哈龙1211,1301等对臭氧层有破坏作用的灭火剂逐渐被替代。随着哈龙替代气体研究的不断深入,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。
  1.2氮气灭火剂特点
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;其GWP和ODS的值均为0,换句话说,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)。
GWP ——温室效应潜能值
ODP ——臭氧层损耗潜能值

  (2)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。

  (3)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。

  1.3灭火原理及适用场合
    IG100氮气灭火系统,采用“全淹没”浸入式灭火原理,使防护区内氧气浓度降至15%以下,使火势熄灭。氮气的灭火原理为物理灭火原理,灭火时,喷放至密闭的防护区内,使室内的氧气浓度降低至15%以下,从而不能支持燃烧。氮气不与防护区内的任何物质发生化学反应,喷放后回到大气中,无任何残留。
IG100氮气灭火系统适用于扑灭以下类型的火灾:
– 电器、电子设备火灾;
– 易燃、可燃气体及液体火灾;
– 固体火灾,如地板、吊顶;
– 高价值的设备和装置的建筑物(如CED,控制室等);- 高要求的文化场馆(图书馆,博物馆等);
  IG100氮气灭火系统不适用于以下火灾场合:
– 可在空气中迅速氧化的化学品或化学混合物,如硝酸纤维,火药等。
– 活性金属,如锂,钠,钾,镁,钛,铀,钚等。
– 自身可热分解的化学品,如某些有机过氧化物或氨化物。
  1.4氮气灭火剂对人体的影响
     气体灭火剂喷放实施灭火时,防护区须封闭,若有人员工作的场合,灭火剂对人员的安全产生一定的影响。国家标准GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》中规定,有人工作的防护区灭火剂的设计浓度或实际使用浓度,不应大于有毒性反应浓度(LOAEL浓度)。
氮气灭火剂对人体的影响如下,
NOAEL=43%
LOAEL=52%
  NOAEL— 无毒性反应浓度,观察不到由灭火剂毒性影响产生生理反应的最大浓度。
  LOAEL— 有毒性反应浓度,能观察到由灭火剂毒性影响产生生理反应的最小浓度。
因此,当IG100 氮气灭火系统的设计浓度<43%,时,观察不到灭火剂对人体产生不良影响。当防护区内氮气浓度超过53%时,则对人体产生影响。意大利Eusebi Group公司(天津意安的母公司)对氮气系统对人体的影响进行了大量实验,得出以下结论:
1、灭火系统工作时,在系统所保护的区域或房间内,IG100气体最大浓度为43%时,工作人员必须在5分钟内撤离。
2、灭火系统工作时,防护区人员较少但有暴露在防火区内的危险时,IG100气体最大浓度可为43%~52%,工作人员必须在3分钟内撤离。
3、当IG100气体最大浓度为52%~62%时,若无工作人员,但有暴露在防护区的危险,不可在此区域或房间滞留30秒。
4、防护区既无工作人员,又无暴露在防火区内的危险,那么IG100气体的最大浓度可达62%以上。
  1.5氮气灭火系统应用前景
    IG100 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。
1、环保,节能。氮气是空气中的主要气体组份,不产生任何的温室效应,也不破坏臭氧层,是环保的清洁气体。HFC227七氟丙烷的ODP=0,也就是不破坏臭氧层,但是七氟丙烷在大气中停留时间为31~42年,产生一定的温室效应。CO2二氧化碳气体虽然不破坏臭氧层,但温室效应影响较大。氮气清洁环保,实施灭火喷放后回归大气中,无残留。而且,氮气来源广泛,价格低廉。
2、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。
3、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。
  1.6  QMD15/90-TE IG100氮气灭火系统
QMD15/901-TE  IG100氮气灭火系统,由天津意安生产,已经取得了产品型式检验合格报告。天津意安消防设备有限公司,成立于2006年,是天津航空机电有限公司与意大利Eusebi Impianti公司的合资企业。天津意安将意大利的先进灭火系统引进中国,包括气体灭火系统,细水雾,双剂等高新技术产品。我们是天津消防局推荐企业,中国消防协会会员。
本公司不仅拥有一支优秀的技术科研队伍,而且还从欧洲引进了先进的生产设备、试验设备20余台。天津意安自成立之初,便确定了以“品质优异”“技术创新”“客户满意”的企业宗旨,我们不断地致力于技术的创新和追求卓越的品质。
QMD15/901-TE  IG100氮气灭火系统,主要性能参数见下表,
灭火剂
工作温度
储存压力
最小工作压力
最大工作压力
喷放时间
20 ℃
0℃
50℃
100% 氮气
0℃~50℃
15MPa
13.6MPa
17.2MPa
60S

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