干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

?干粉滅火器按照充裝干粉滅火劑的種類可以分為：①普通干粉滅火器；②超細(xì)干粉滅火器。

普通干粉滅火劑主要由活性滅火組分、疏水成分、惰性填料組成，疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑，惰性填料種類繁多，主要起防振實(shí)、結(jié)塊，改善干粉運(yùn)動(dòng)性能，催化干粉硅油聚合以及改善與泡沫滅火劑的共容等作用。這類普通干粉滅火劑目前在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)獲得很普遍應(yīng)用。

滅火組分是干粉滅火劑的核心，能夠起到滅火作用的物質(zhì)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，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品 有：磷酸銨鹽、碳酸氫鈉、氯化鈉、氯化鉀干粉滅火劑。每種滅火粒子都存在一上限臨界粒徑，小于臨界粒徑的粒子全部起滅火作用，大于臨界粒徑的粒子滅火效能急劇降低，但其動(dòng)量大，通過空氣對(duì)小粒子產(chǎn)生空氣動(dòng)力學(xué)拉力，迫使小粒子緊隨其后，撲向火焰中心，而不是未到火焰就被熱氣流吹走，降低滅火效率。常用干粉滅火劑粒度在10~75 μm 之間，這種粒子彌散性較差，比表面積相對(duì)較小。因此，定量干粉所具有的總比表面積小，單個(gè)粒子質(zhì)量較大，沉降速度較快，受熱時(shí)分解速度慢，導(dǎo)致其捕捉自由基的能力較小，故滅火能力受到限制，一定程度上限制了干粉滅火劑使用范圍。干粉滅火劑粒子粒徑與其滅火效能直接相關(guān)聯(lián)，滅火組分臨界粒徑愈大，滅火效果愈好。所以，制備在著火空間可以均勻分散、懸浮的超細(xì)滅火粉體，保證滅火組分粒子活性，降低單位空間滅火劑使用量是提高干粉滅火劑滅火效能的很有效手段。

a. 燃燒特性：燃燒是一類有氧氣參與的劇烈氧化反應(yīng)，燃燒過程是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。在高溫、氧氣參與下可燃物分子被激活，產(chǎn)生自由基，自由基能量很高，極其活潑，一旦生成立刻引發(fā)下一步反應(yīng)，生成更多的自由基，這些具有很高能量的眾多自由基再次引發(fā)更多數(shù)目自由基。這樣，依靠自由基不斷傳遞鏈反應(yīng)，可燃物質(zhì)分子被逐步裂解，維持燃燒不斷進(jìn)行。

b. 滅火特性：窒息、冷卻及對(duì)有焰燃燒的化學(xué)抑制作用是干粉滅火效能的集中體現(xiàn)，其中化學(xué)抑制作用是滅火的基本原理，起主要滅火作用。干粉滅火劑中滅火組分是燃燒反應(yīng)的非活性物質(zhì)，當(dāng)其進(jìn)入燃燒區(qū)域火焰中時(shí)，分解所產(chǎn)生的自由基與火焰燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的H 和OH 等自由基相互反應(yīng)，捕捉并終止燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，降低了燃燒反應(yīng)的速率。當(dāng)火焰中干粉濃度足夠高，與火焰接觸面積足夠大，自由基中止速率大于燃燒反應(yīng)生成的速率時(shí)，鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)被終止，從而火焰熄滅。干粉滅火劑在燃燒火焰中吸熱分解，因每一步分解反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，故有較好的冷卻作用。此外，高溫下磷酸二氫銨分解，在固體物質(zhì)表面生成一層玻璃狀薄膜殘留覆蓋物覆蓋于表面，阻止燃燒進(jìn)行，并能防止復(fù)燃。

超細(xì)滅火粒子由于比表面積大，活性高，能在空氣中懸浮數(shù)分鐘，形成相對(duì)穩(wěn)定的氣溶膠，所以，不僅滅火效能很高，且使用方法也完全不同于一般傳統(tǒng)干粉滅火劑，它類似鹵代烷淹滅式滅火。例如，KHCO3氣溶膠滅火濃度僅為1301鹵代烷的2.0%，滅火效能卻相當(dāng)于它的50 倍，且滅火后沉積物不明顯，對(duì)火場(chǎng)造成污染很少。KHCO3、NaCl、KCl、K2SO4、NH4H2PO4、NaHCO3都可以用來(lái)制備氣溶膠滅火劑。氣溶膠滅火劑粒徑要求小于<5μm，最好低于0.5μm，氣溶膠目前已經(jīng)成為獨(dú)立的新的研究領(lǐng)域。

單位滅火劑滅火效能與滅火劑粒子粒徑密切相關(guān)，滅火組分臨界粒徑愈大，小于臨界粒徑的滅火粒子分?jǐn)?shù)愈大，則滅火效果愈好。國(guó)標(biāo)中能檢測(cè)到的最小粒徑為40μm，小于此值具體分布卻沒有指明，而實(shí)際上各類滅火粒子臨界粒徑大都小于此值。例如：K2SO4 為16μm，NaHCO3、NaCl為20μm，NH4H2SO4為30μm。因此，若將滅火劑粒子粒徑減少至臨界粒徑時(shí)，則滅火效能會(huì)大大提高。例如，采用粒徑小于20μm的K2SO4制備超細(xì)干粉滅火劑，在其用量?jī)H為20%時(shí)發(fā)現(xiàn)其滅火效能比普通K2SO4滅火劑高出121%；粒徑小于43μm的NaHCO3滅火劑滅火效能是普通型的221%，滅火效能提高1倍多。當(dāng)超細(xì)干粉滅火劑粒徑小于臨界粒徑時(shí)，滅火劑粒子全部起滅火作用，干粉滅火效能大大提高，用量明顯減少。將滅火劑粒徑減少至5μm，甚至0.5μm時(shí)，滅火效能急劇上升，滅火效能是常規(guī)滅火劑能力幾十倍，用量也僅為其百分之幾。這主要是因?yàn)椋撼?xì)粉體比表面大，活性高，形成均勻分散、懸浮于空氣中相對(duì)穩(wěn)定的氣溶膠，受熱分解速度快，捕獲自由基能力強(qiáng)，故滅火效能急劇提高。文獻(xiàn)記載：英國(guó)KIDD公司研制出粒徑<5μm的碳酸氫鉀超細(xì)干粉滅火劑，經(jīng)全淹沒式滅火實(shí)驗(yàn)表明：滅火效能是一般滅火劑的10倍。張巍等采用水相合成法制備磷酸銨鹽超細(xì)干粉滅火劑，以磷酸二氫銨為主料，加入滑石粉、云母粉、活性白土、硅油、白炭黑、硅酸鈉等附料，成功制備了粒徑在100~500nm的超微細(xì)磷酸銨鹽干粉滅火劑。該干粉滅火劑價(jià)格較低，滅火效果佳，能夠產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。