干粉灭火系统设计规范

​干粉灭火器按照充装干粉灭火剂的种类可以分为：①普通干粉灭火器；②超细干粉灭火器。

普通干粉灭火剂主要由活性灭火组分、疏水成分、惰性填料组成，疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑，惰性填料种类繁多，主要起防振实、结块，改善干粉运动性能，催化干粉硅油聚合以及改善与泡沫灭火剂的共容等作用。这类普通干粉灭火剂目前在国内外已经获得很普遍应用。

灭火组分是干粉灭火剂的核心，能够起到灭火作用的物质主要有：K2CO3、KHCO3、NaCl、KCl、（NH 4 ）2S O 4、N H 4H 2S O 4、m o n n e x 、N a H C O 3 、K4Fe（CN）6·3H2O、Na2CO3 等，目前国内已经生产的产品 有：磷酸铵盐、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钾干粉灭火剂。每种灭火粒子都存在一上限临界粒径，小于临界粒径的粒子全部起灭火作用，大于临界粒径的粒子灭火效能急剧降低，但其动量大，通过空气对小粒子产生空气动力学拉力，迫使小粒子紧随其后，扑向火焰中心，而不是未到火焰就被热气流吹走，降低灭火效率。常用干粉灭火剂粒度在10~75 μm 之间，这种粒子弥散性较差，比表面积相对较小。因此，定量干粉所具有的总比表面积小，单个粒子质量较大，沉降速度较快，受热时分解速度慢，导致其捕捉自由基的能力较小，故灭火能力受到限制，一定程度上限制了干粉灭火剂使用范围。干粉灭火剂粒子粒径与其灭火效能直接相关联，灭火组分临界粒径愈大，灭火效果愈好。所以，制备在着火空间可以均匀分散、悬浮的超细灭火粉体，保证灭火组分粒子活性，降低单位空间灭火剂使用量是提高干粉灭火剂灭火效能的很有效手段。

a. 燃烧特性：燃烧是一类有氧气参与的剧烈氧化反应，燃烧过程是链式反应。在高温、氧气参与下可燃物分子被激活，产生自由基，自由基能量很高，极其活泼，一旦生成立刻引发下一步反应，生成更多的自由基，这些具有很高能量的众多自由基再次引发更多数目自由基。这样，依靠自由基不断传递链反应，可燃物质分子被逐步裂解，维持燃烧不断进行。

b. 灭火特性：窒息、冷却及对有焰燃烧的化学抑制作用是干粉灭火效能的集中体现，其中化学抑制作用是灭火的基本原理，起主要灭火作用。干粉灭火剂中灭火组分是燃烧反应的非活性物质，当其进入燃烧区域火焰中时，分解所产生的自由基与火焰燃烧反应中产生的H 和OH 等自由基相互反应，捕捉并终止燃烧反应产生的自由基，降低了燃烧反应的速率。当火焰中干粉浓度足够高，与火焰接触面积足够大，自由基中止速率大于燃烧反应生成的速率时，链式燃烧反应被终止，从而火焰熄灭。干粉灭火剂在燃烧火焰中吸热分解，因每一步分解反应均为吸热反应，故有较好的冷却作用。此外，高温下磷酸二氢铵分解，在固体物质表面生成一层玻璃状薄膜残留覆盖物覆盖于表面，阻止燃烧进行，并能防止复燃。

超细灭火粒子由于比表面积大，活性高，能在空气中悬浮数分钟，形成相对稳定的气溶胶，所以，不仅灭火效能很高，且使用方法也完全不同于一般传统干粉灭火剂，它类似卤代烷淹灭式灭火。例如，KHCO3气溶胶灭火浓度仅为1301卤代烷的2.0%，灭火效能却相当于它的50 倍，且灭火后沉积物不明显，对火场造成污染很少。KHCO3、NaCl、KCl、K2SO4、NH4H2PO4、NaHCO3都可以用来制备气溶胶灭火剂。气溶胶灭火剂粒径要求小于<5μm，最好低于0.5μm，气溶胶目前已经成为独立的新的研究领域。

单位灭火剂灭火效能与灭火剂粒子粒径密切相关，灭火组分临界粒径愈大，小于临界粒径的灭火粒子分数愈大，则灭火效果愈好。国标中能检测到的最小粒径为40μm，小于此值具体分布却没有指明，而实际上各类灭火粒子临界粒径大都小于此值。例如：K2SO4 为16μm，NaHCO3、NaCl为20μm，NH4H2SO4为30μm。因此，若将灭火剂粒子粒径减少至临界粒径时，则灭火效能会大大提高。例如，采用粒径小于20μm的K2SO4制备超细干粉灭火剂，在其用量仅为20%时发现其灭火效能比普通K2SO4灭火剂高出121%；粒径小于43μm的NaHCO3灭火剂灭火效能是普通型的221%，灭火效能提高1倍多。当超细干粉灭火剂粒径小于临界粒径时，灭火剂粒子全部起灭火作用，干粉灭火效能大大提高，用量明显减少。将灭火剂粒径减少至5μm，甚至0.5μm时，灭火效能急剧上升，灭火效能是常规灭火剂能力几十倍，用量也仅为其百分之几。这主要是因为：超细粉体比表面大，活性高，形成均匀分散、悬浮于空气中相对稳定的气溶胶，受热分解速度快，捕获自由基能力强，故灭火效能急剧提高。文献记载：英国KIDD公司研制出粒径<5μm的碳酸氢钾超细干粉灭火剂，经全淹没式灭火实验表明：灭火效能是一般灭火剂的10倍。张巍等采用水相合成法制备磷酸铵盐超细干粉灭火剂，以磷酸二氢铵为主料，加入滑石粉、云母粉、活性白土、硅油、白炭黑、硅酸钠等附料，成功制备了粒径在100~500nm的超微细磷酸铵盐干粉灭火剂。该干粉灭火剂价格较低，灭火效果佳，能够产生较大经济效益和社会效益。