通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法

摘要

本发明提供了一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，明确了将控制六氟丙烷的雾滴粒径作为六氟丙烷局部灭火系统中灭火的关键条件，本方法灭火成功率高，灭火效果好，应用范围广，应用前景广阔，填补了国内外六氟丙烷灭火的应用和研究空白，为大规模推广使用六氟丙烷进行局部灭火打下了基础。

说明书

技术领域

本发明属于消防技术领域，具体是一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法。      

背景技术

目前除二氧化碳系统外、已知的其他气体灭火系统均只能采用全淹没的应用方式，寻找与二氧化碳灭火系统一样可作为局部应用的气体系统的研究工作目前尚未系统地开展。 

工业发达国家应用气体灭火系统的历史较早，二十世纪二十年代二氧化碳灭火系统在世界上开始使用，二十世纪六十年代开始使用卤代烷灭火系统。我国早期的气体灭火系统使用的灭火剂主要是四氯化碳和二氧化碳。自1964年起，我国先后研制成功高效低毒的卤代烷1301（三氟一溴甲烷）及卤代烷1211（二氟一氯一溴甲烷）气体灭火剂。从20世纪70年代开始到80年代末，卤代烷1211、1301灭火系统在航空业、工业与民用建筑等场合得到比较广泛的应用。二氧化碳灭火系统在我国陆上应用约开始于20世纪七十年代，最早应用于金属轧机和燃气轮机的消防保护，由于卤代烷1211、1301灭火系统使用比较盛行，所以二氧化碳灭火系统的推广和应用受到了很大影响。但随着卤代烷灭火剂应用不断扩大，人们也逐渐发现在大气中排放的卤代烷(氯氟烃类物质)，将导致对地球大气臭氧层的破坏，危害人类的生存环境。因此，世界各国缔结了《蒙特利尔议定书》，美、英、日、法等工业发达国家于1994年停止生产并严格控制卤代烷灭火剂的使用。我国政府1991年签署了《蒙特利尔议定书》，1992年编制了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》，目标是在2005年底停止生产哈龙1211，2010年初停止生产哈龙1301。也正因此，二氧化碳灭火系统和其他哈龙替代系统才得到迅速发展。 

随着各种哈龙替代灭火剂的相继出现，相应的气体灭火系统也迅速的发展起来，1995年我国第一套低压二氧化碳灭火系统通过了部级鉴定，1997年我国研制出第一套七氟丙烷灭火系统，1998年我国研制出第一套混合气体（IG541）灭火系统,1999年我国研制出第一套三氟甲烷灭火系统,2002年我国研制出第一套六氟丙烷灭火系统。目前在我国使用的气体灭火系统主要有：高压二氧化碳灭火系统、低压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷灭火系统、混合气体（IG541）灭火系统、三氟甲烷（HFC-23）灭火系统、六氟丙烷（HFC-236fa）灭火系统等。我国除开发出各种管网灭火系统外，还开发出各种无管网灭火系统，如柜式高压二氧化碳、低压二氧化碳、七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷灭火装置和悬挂式七氟丙烷、六氟丙烷灭火装置。 

近年来气体灭火系统产品得到飞跃式发展，另外消防领域环保意识的逐渐加强。系统产品的设计理念也随着系统应用领域的不断扩大得以丰富和更新。系统从类型、应用形式、组成、部件的结构等方面更趋多样化，而且从安全性、可靠性等方面都在不断的提高。目前电信类小型无人值守基站、电火花机，薄膜印刷机等局部应用区域，局部与全淹没共同作用系统得到很好的应用，并且应用范围不断的扩大。此类系统的生产企业由2006年的2家激增到2009年15家，现在对此类应用方式的关注还在不断增加。这其中六氟丙烷兼具全淹没与局部应用的特点，使其逐渐成为市场热点，对于小空间的保护，六氟丙烷系统及装置有绝对的优势，各生产企业也正在探讨将六氟丙烷灭火装置应用到风电行业的可行性。但是，对于六氟丙烷灭火的应用和条件国内、外都没有具体、深入的研究。 

目前执行气体灭火系统标准为《气体灭火系统及零部件性能要求和试验方法》（GA400 -2002）包括七氟丙烷灭火系统、三氟甲烷灭火系统、氩气灭火系统、氮气灭火系统、氩气氮气灭火系统、混合气体（IG-541）灭火系统，新修订的气体灭火系统标准也未将六氟丙烷灭火系统列入其中；《气体灭火系统设计规范》（GB50370 -2005）当中涵盖了七氟丙烷灭火系统、IG541混合气体灭火系统和热气溶胶灭火装置的全淹没灭火设计。由上可见还没有针对六氟丙烷的标准或规范，急需填补此项空白，为系统的合理应用及更好的发挥灭火性能保驾护航。迫于应用范围太广的压力，河南省在2008年编写了河南省工程建设标准DBJ 41/T082-2008《悬挂式六氟丙烷灭火装置技术规程》。而且《六氟丙烷灭火剂》国家标准正在制订当中，目前已经处于报批阶段。可以预见，六氟丙烷的应用随着各项配套标准、应用技术研究的不断深入将有更广阔的应用空间。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法。 

六氟丙烷气体灭火剂为无色、无味、绝缘的气体灭火剂，其密度约为空气的5倍。六氟丙烷气体灭火剂灭火以物理灭火为主，辅以化学灭火。六氟丙烷气体灭火剂的技术特性见表1。 

表1   HFC236fa技术性能 

六氟丙烷气体灭火剂的物理特性见表2。

表2   HFC236fa物理性能 

本发明的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于使六氟丙烷的雾滴粒径满足以下条件： D（V，0.5）为21.2—41.28μm，D（V，0.1）为13.58—26.78μm，D（V，0.9）为27.63—54.39μm，D（V，0.99）为33.91—62.76μm。

所述的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于使六氟丙烷的雾滴粒径满足以下条件：D（V，0.5）为24.93—35.49μm，D（V，0.1）为15.23—24.37μm，D（V，0.9）为31.02—50.34μm，D（V，0.99）为39.04—57.63μm。 

所述的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于使六氟丙烷的雾滴粒径满足以下条件：D（V，0.5）为26.64—33.89μm，D（V，0.1）为17.45—22.06μm，D（V，0.9）为36.95—46.28μm，D（V，0.99）为42.86—53.75μm。 

所述的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于使六氟丙烷的雾滴粒径满足以下条件：D（V，0.5）为29.14—31.96μm，D（V，0.1）为18.69—20.84μm，D（V，0.9）为38.56—43.58μm，D（V，0.99）为45.56—51.24μm。 

所述的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于所述方法采用悬挂式六氟丙烷灭火装置，六氟丙烷的用量为1kg，采用垂直方向进行喷射，喷射时间≤10s。 

所述的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于所述方法中采用0.4MPa～0.6MPa的工作压力。 

所述的一种通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，其特征在于所述方法中采用的油盘的直径为720±10mm，内部深度为150±5mm，最小壁厚为2mm，燃油体积为13L，其中水占1/3，车用汽油占2/3，预燃时间为1min。 

本发明的通过控制六氟丙烷雾滴粒径达到13B级别局部灭火的方法，明确了将控制六氟丙烷的雾滴粒径作为六氟丙烷局部灭火系统中灭火的关键条件，本方法灭火成功率高，灭火效果好，应用范围广，应用前景广阔，填补了国内外六氟丙烷灭火的应用和研究空白，为大规模推广使用六氟丙烷进行局部灭火打下了基础。 

附图说明

图1是本发明的1个喷头的灭火试验模型的示意图； 

图2是本发明的2个喷头的灭火试验模型的示意图；

图中，1—悬挂式灭火装置；2—喷嘴；3—油盘。

具体实施方式

2012年5月，在正常室外条件下根据不同的喷头数量、喷嘴数量、安装高度（油面到喷嘴的高度）、充装压力进行13B级别灭火试验15次，试验条件均满足GB4351.1—2005以及GA602—2006中的B类火灾试验以及局部应用灭火试验的标准，即风速不大于3m/s，没有下雨、下雪或下冰雹等恶劣天气，环境温度—40℃—55℃，相对湿度45%—75%，大气压力86KPa—106KPa。采用悬挂式六氟丙烷灭火装置（杭州消防设备有限公司，型号XQLW2/1），六氟丙烷的用量为1kg，使用标准雾化喷嘴，喷嘴是圆形的，直径21mm，喷嘴上呈等边3角形均布有3个转芯，转芯的圆心到喷嘴的圆心距离均为4.62mm，转芯前端喷孔的直径是2mm。其中1个喷头2个喷嘴的试验，使用的是带2个喷嘴的喷头，喷头座的前部端盖是圆形的，直径是80mm，2个喷头对称设置在端盖圆心的两侧，喷嘴圆心到喷头端盖圆心的距离均为15mm，喷头置于油盘的圆心正上方；1个喷头4个喷嘴的试验，使用的是带4个喷嘴的喷头，喷头座的前部端盖是圆形的，直径是80mm，4个喷头对称均匀设置在端盖圆心的周围，喷嘴圆心到喷头端盖圆心的距离均为22mm，喷头置于油盘的圆心正上方；2个喷头8个喷嘴的试验，使用的是2个分别带4个喷嘴的喷头，喷头座的前部端盖是圆形的，直径是80mm，4个喷头对称均匀设置在端盖圆心的周围，喷嘴圆心到喷头端盖圆心的距离均为22mm，2个喷头设置在油盘上方，2个喷头高度相同，2个喷头距离40cm，2个喷头圆心的连线中点位于油盘圆心的正上方。试验采用一定范围内的安装高度和工作压力，是为了既满足国家标准中关于有效灭火药剂量以及喷射时间的要求，又防止燃料飞溅影响灭火。试验采用GB4351.1—2005以及GA602—2006中规定的13B级别灭火试验模型，该模型是钢板制成的圆形盘，直径为720mm，内部深度为150mm，壁厚为2mm，燃油体积为13L，其中水占1/3，93号汽油2/3，先在油盘中加入水，使油盘底部全部被水覆盖，再加入汽油点燃，预燃1min。预燃结束后即开始灭火，采用垂直方向进行喷射，喷射时间均不超过10秒。根据GB4351.1—2005，火焰熄灭后1min内不出现复燃，且盘内还有剩余汽油，则灭火成功，每次试验均按照相同条件重复进行3次，如果其中有2次灭火成功，则满足13B级别局部灭火要求。试验结束后按照相同灭火试验条件测定每次试验的六氟丙烷的雾滴粒径D（V，0.5）、D（V，0.1）、D（V，0.9）、D（V，0.99），并取其平均值，其中D为雾滴体积百分比特征直径（GB5135.3—2003），D（V，0.5）即表示喷雾液体总体积中，在该直径以下雾滴所占体积的百分比为50%，D（V，0.1）即表示喷雾液体总体积中，在该直径以下雾滴所占体积的百分比为10%，D（V，0.9）即表示喷雾液体总体积中，在该直径以下雾滴所占体积的百分比为90%，D（V，0.99）即表示喷雾液体总体积中，在该直径以下雾滴所占体积的百分比为99%。 

试验结果如表3所示： 

表3  13B级别灭火试验结果

由试验结果可以看出，影响灭火成功与否的关键是六氟丙烷的雾滴粒径，与喷头或喷嘴数量、安装高度、充装压力等的相关性均不大，无论如何调整试验参数，只要将六氟丙烷的雾滴粒径控制在本发明所述的范围内，即可实现成功灭火，满足13B级别局部灭火的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。