夏國開，陳常洲
（包頭鋼鐵設計研究總院，包頭 014010）

　　摘要：闡述了EBM氣溶膠滅火劑的組成，滅火原理，應用范圍，滅火系統的構成，滅火系統的設計計算及設計實例。
　　關鍵詞：氣溶膠；滅火系統；設計
　　中圖分類號：TU998.14
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455（2000）04-00480-02

概況

　　1989年我國加入《保護臭氧層維也納公約》，1991年6月正式加入《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書（修訂本）》國際條約。1994年公安部發出了《關于在非必要場所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》^[1]。1996年公安部頒布了《鹵代烷替代品推廣應用的規定》。世界各國的科技人員在積極研究鹵代烷的替代品。EBM氣溶膠是一種新型滅火劑。它具有無毒、無腐蝕、無污染、不損耗大氣臭氧層和快速高效、全方位全自動滅火、設計安裝維護簡便易行、造價低等特點，是適合我國國情的一種較理想的鹵代烷滅火劑替代品。

1 EBM氣溶膠滅火系統

1.1 EBM氣溶膠滅火劑的組成
　　EBM氣溶膠滅火劑由金屬氧化物(K₂O)、碳酸鹽(K₂CO₃)或碳酸氫鹽(KHCO₃)、碳粒和少量金屬炭化物組成。這些固體顆粒的粒徑大部分小于1μｍ，具有非常大的比表面積，是高濃度、高分散度的一種混合物。
1.2 EBM氣溶膠的滅火原理
　　滅火系統自動啟動后，釋放出EBM氣溶膠，達到一定的滅火濃度時，固體顆粒裂解產物K以蒸汽或離子的形式存在，瞬間與活性基團H、OH和O等吸附并發生化學反應，從而消耗燃料活性基團，使燃燒的鏈式反應受到抑制^[2]。其反應如下：
　　 　　K+OH→KOH
　　 　　K+O→KO
　　 　　KOH+OH→KO+H2O
　　 　　KOH+H→K+H₂O
　　K₂O與燃燒物質C在高溫下反應，吸收燃燒火源部分熱量，使火焰溫度降低，因而燃燒反應受到一定程度的抑制作用。其反應如下：
　　K₂O+C→2K+CO
　　2K₂O+C→4K+CO₂
　　上述抑制燃燒反應的滅火化學反應同時或鏈式進行，從啟動到燃燒過程終止，一般為60～180s。
1.3 EBM氣溶膠滅火系統
1.3.1 EBM滅火系統

　　

　　火災初期，感煙或感溫探測器中的任一個將信號傳到啟動器，啟動器發出聲光預警信號。當二個探測器都感測到火災信號后，啟動器即發出火警聲光報警，同時關閉門窗并指令風機停運，關閉空調系統。在預定的延遲時間內(30s)，人員撤離火災現場。延遲時間結束，滅火系統自動啟動，氣溶膠通過導流系統進入保護區進行滅火，并向啟動器返回信號。圖2應用于小于240m³的防護區；圖3應用于大于等于240m³的大防護區。
　　在需要人工啟停時，可以使用手動按鈕。

2 EBM氣溶膠的應用范圍

　　EBM滅火劑本身不含破壞臭氧層的物質；氣溶膠滅火產物為水蒸汽、N₂、CO₂及微量的CO氣體和無毒害、無污染、無腐蝕的物質。因此可用于撲救下列物質的初期火災。
2.1　變電室、配電間、發電機房、電纜夾層、電纜井、電纜溝、通訊機房、電子計算機房等場所的火災。
2.2　生產、使用或儲存動物油、植物油、重油、潤滑油、變壓器油、閃點大于60℃的柴油等各種丙類可燃液體的火災。
2.3　不發生陰燃的可燃固體物質的表面火災。
　　氣溶膠滅火系統不適用于爆炸危險區域；商場、交通系統的售票處、候車(機)廳、飲食服務、文體娛樂等公共場所；人員密集的場所。

3　滅火系統的設計計算

3.1　系統參數
　　適用溫度范圍:-20～55℃
　　噴口溫度：距噴口100mm處小于等于180℃；
　　噴射時間：小于等于40ｓ；
　　滅火時間：小于等于180ｓ。
3.2　滅火劑用量計算
　　G=(1+0.25)g=1.25.a.V.K
　　式中：G-EBM滅火劑用量,kg；
　　　　　g-EMB滅火劑設計滅火用量,kg;
　　　　　α-EMB滅火劑單位設計用量,kg/m³；
　　　　　α=0.07～0.1kg/m³
　　　　　V-防護區的容積,m³；
　　　　　k-保全系數；
　　　　　k=k₁·k₂
　　　　　k₁-容積系數，當V小于240m³時，K₁=1；
　　　　　　　當V大于等于240m³時,K1=1.2；
　　K₂-重要系數，變配電室、通訊機房、電算機房等K₂=1；文物、檔案、圖書、資料等K₂＝1.5；
　　0.25-流失補償量：開口面積與防護區內部四周面積之比小于等于0.3%為允許開口標準。
3.3　設計實例
　　包頭市永生光彩大廈等工程電爐變壓器室均采用了ＥＢＭ氣溶膠氣體消防系統。現僅以電爐變壓器室EBM氣溶膠消防為例。
　　電爐變壓器室容積為500m³，圍護結構允許壓強為0.024MPa，防護區密閉，需考慮設置泄壓口。
3.3.1 EBM滅火劑用量：
　　G=1.25·α.V.K=1.25×0.1×500×1.2=75kg
　　選用MECZ16滅火裝置5臺，配備啟動模塊10個，啟動控制器1臺。
3.3.2 氣溶膠占混合氣體的體積：
 =0.4G/(0.4G+V)=(0.4×75)/(0.4×75+500)=5.66%
3.3.3　泄壓口面積計算
　　防護區圍護構件所承受的壓強為：
　　P=40G(1+0.34/V)/V＝40×75(1+0.34/500＝0.06MPa，需設泄壓口，泄壓口面積按下式計算：
　　S=0.014Qm/(MmPb)^0.5
　　式中：S—泄壓口面積，m²；z
　　　　　Qm- 平均設計質量流量，kg/s；
　　　　　ｔ- EBM氣溶膠噴射時間t小于等于40ｓ；
　　　　　Pb- 圍護構件的允許壓強2.4KPa；
　　　　　Mm- 通過泄壓口流出的混合氣體比容，m³/kg。
　　　　　Qm=G/t=75kg/40s=1.875kg/s
　　　　　Mm=1/[1.293(1-)+2.5
　　　　　　=1/[1.293(1-0.05666)+2.5×0.0566]
　　　　　　=0.734m³/kg
　　　　　S=(0.014×1.875)/(0.734×2.4)^0.5=0.01978≈0.02m²泄壓口設計成3：2的矩形，其尺寸為0.24×0.08m。

參考文獻：
　　[1]肖泉生.關于鹵代烷（哈龍）替代品現狀[R]，建設部建筑設計院，1998.
　　[2]蔣彥胤，等.新型氣體滅火設計手冊[M].北京：中國環境科學出版社，1999.

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作者簡介：
　　夏國武（1955-），男，工程師。