复合超细干粉灭火剂灭火性能研究

为进一步提升现有干粉灭火剂灭火效能,首先以化学纯氢氧化镁为添加剂,制备复合型超细干粉灭火剂;然后分别用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)等仪器开展热分解试验;最后通过小尺寸灭火试验,对比分析各类灭火剂的灭火效能和抑制有毒有害气体的能力。结果表明:用氢氧化镁能提高复合超细干粉灭火剂在热分解过程中的分解速率峰值,降低各分解阶段的特征温度,减小灭火剂用量、缩短灭火时间、降低最小灭火浓度(MEC),有效抑制有毒有害气体的产生。     

氯化钠/纳米疏水二氧化硅超细干粉制备及灭火性能研究

选用氯化钠为基体制备金属火灾超细干粉灭火剂。应用反溶剂法对其改性,使纳米疏水二氧化硅吸附在氯化钠晶体表面,其中分散剂为PEG-1000。结果表明,纳米疏水二氧化硅的添加有利于细化氯化钠颗粒,但过量的添加会起反作用,最佳用量为3 wt%左右,平均粒径为2.18μm。镁片灭火实验证明超细复合干粉的灭火性能明显好于传统氯化钠灭火剂(商用D类灭火剂),纳米疏水二氧化硅最佳添加量为3 wt%,此时灭火时间仅需传统灭火剂的一半。最后利用FDS5.0模拟干粉颗粒与燃烧火焰作用过程,模拟结果表明干粉覆盖对火焰具有一定的抑制效果,并分析了复合干粉灭火机理。     

基于超细干粉的电气初期火灾自动灭火技术研究

为解决电气初期火灾扑救难的问题,设计出一种基于磷酸二氢铵超细干粉灭火剂和探火管的新型自动灭火装置。通过实体配电柜灭火试验,研究这种装置的灭火性能。计算分析磷酸二氢铵超细干粉灭火剂临界灭火浓度。结果表明,用探火管式超细干粉灭火装置能快速、高效扑灭配电柜火灾,超细干粉灭火剂最低设计质量浓度仅为75 g/m3,装置响应时间为10~33 s,灭火时间为2~3 s。探火管式磷酸二氢铵超细干粉灭火装置所要求的最低灭火剂设计浓度约为探火管式七氟丙烷灭火装置的1/9,探火管式二氧化碳灭火装置的1/33。     

干粉灭火剂研究及应用进展

干粉类灭火剂是目前消防行业广泛使用的灭火剂类型。综述了普通BC干粉灭火剂、ABC干粉灭火剂及超细干粉灭火剂的研究进展及应用状况。在此基础上,详细分析了3种干粉灭火剂的特点、存在的主要问题及应用前景,提出以碳酸氢钠为基料的BC干粉灭火剂已进入产业发展后期,需要更先进的新配方灭火剂出现;以磷酸铵盐为基料的ABC干粉灭火剂正处于产业鼎盛期,仍有相当的发展空间;超细干粉灭火剂应在灭火机理、配方优化、适用范围等方面开展进一步的研究。还对超细干粉先进、环保,可以替代普通干粉的观点提出了质疑,并提出超细干粉对火焰自由基的消耗主要是物理吸附而非化学反应的观点。     

D类干粉灭火剂的灭火机理研究

以灭火机理研究为目的,选取KCl、Na Cl、KBr和Na Br作为基本组分,研究了组分的温升速率、吸热量、初始失重温度及最大失重速率对灭火效能的影响,灭火效能以镁粉燃烧的火焰传播速率和燃烧温度为表征。结果表明:组分的吸热量和初始失重温度越大,灭火效能越好;组分的温升速率和最大失重速率越大,灭火效能越差。温升速率和吸热量与组分的冷却作用有关,良好的冷却效能可以提升金属火灾的灭火效能;初始失重温度和最大失重速率与组分的热稳定性有关,良好的热稳定性可以保证覆盖层窒息燃烧金属,发挥灭火效能。因此,D类干粉灭火剂的灭火机理主要为冷却和窒息。     

水成膜泡沫灭火剂在柴油池火中的灭火效能试验

为提高水成膜泡沫灭火剂(AFFF)扑灭柴油池火的灭火性能,利用自组泡沫灭火系统装置对不同气液体积流量比(气液比)、系统压力和泡沫混合液体积流量下水成膜泡沫灭火剂在柴油池火中的灭火效能进行了研究。结果表明:当气液比为16时,AFFF灭火时间最短为42 s、灭火剂用量最少为210 g,表现出最佳的灭火效能;随系统压力增加,灭火时间和灭火剂用量逐渐减少,其中系统压力0. 5 MPa时AFFF的灭火时间和灭火剂用量相较于0. 3 MPa时分别下降了40. 7%和21. 1%;此外,泡沫灭火剂的灭火效能还随泡沫混合液体积流量增大而提高,其中泡沫体积流量60 L/h时灭火时间和灭火剂用量相比于20 L/h时分别下降了35. 7%和5. 4%。红外热成像分析表明,AFFF在灭火过程中主要通过其优异的冷却和覆盖隔离作用使火焰无法维持正常燃烧而熄灭,达到较好的降温和灭火效果。     

复合干粉灭火剂抑制食用油火的试验研究

为改善普通碳酸氢钠干粉灭火剂(BC干粉)抑制食用油火时抗复燃性较差的不足,选择聚磷酸铵、溴化钾和一水合草酸钾作为添加剂,与普通BC干粉灭火剂混合配制成复合干粉灭火剂。通过全尺度模拟试验研究各种复合粉体对食用油火的灭火效果及其抗复燃性能。结果证明,普通BC干粉与一水合草酸钾复配而成的复合粉体针对食用油火的灭火效果和抗复燃性能在几种粉体中最佳。根据试验数据和各粉体的理化特性,对4种粉体的灭火效果差异作了详细的分析和讨论。     

洁净气体灭火剂与火焰作用过程中氟化氢的产生量研究

采用半导体激光吸收光谱法,实时测试七氟丙烷、三氟甲烷和六氟丙烷等洁净气体灭火剂与火焰作用过程中产生的氟化氨质量浓度,对灭火剂在不同体积分数下产生的氟化氢量及其变化规律进行了研究,并考察了灭火速度对氟化氢产生量的影响.结果表明,当灭火剂体积分数低于临界灭火体积分数时,灭火剂的体积分数越高,灭火剂与火焰作用过程中产生的氟化氢质量浓度越大,在距临界灭火体积分数还很大时,产生的氟化氢质量浓度就超过了4 000mg/m3.当使用洁净化学气体灭火剂熄灭燃烧杯火焰时,灭火速度越慢,灭火过程产生的氟化氢就越多.3种灭火剂熄灭燃烧杯火焰时产生的氟化氢质量浓度随灭火时间变化规律基本一致.当灭火时间高于10 s时,产生的氟化氢质量浓度均超过了4000m/m3.     

油类火灾灭火剂及其研究进展

为实现科学高效地扑灭油类火灾,本文基于油类火灾危险性高、发展迅速、扑救困难等特点,综述各类灭火剂如干粉、细水雾、泡沫和干水灭火剂的基本性能和灭火机理;阐述国内外各类灭火剂应用于油类火灾的研究现状.对各类灭火剂灭油类火灾的优势和不足进行分析:干粉灭火剂灭火效能较好,但是冷却效果差,易复燃;细水雾灭火性能优异,但是射程有限,造价也高;泡沫灭火剂是油类火灾的主要灭火剂,灭火效能高,但是也存在着环境污染、泡沫易被破坏等问题;干水灭火剂是一种新型灭火剂,目前应用效果仍不成熟,需要进一步研究.研发灭火效能高、环境友好、成本低廉、使用方便的油类火灾灭火剂是今后的重要研究工作.     

常见钾盐应用于超细干粉灭火剂的可行性研究

采用同步热分析仪对比研究了磷酸二氢钾、硝酸钾、柠檬酸钾应用于超细干粉灭火剂的可行性,通过热重法(TGA)和差式量热法(DSC)分析研究了其热分解性能,并利用超细干粉灭火剂行业标准中的重量法对钾盐进行了吸湿率的测量.实验结果表明,磷酸二氢钾的分解性能较好且吸湿率很低,适合作为超细干粉灭火剂的基础原料;硝酸钾的热分解同时具有助燃和抑制作用,需要进一步的实验来判断是否适用于超细干粉灭火剂;柠檬酸钾吸湿性较强,不适合用于超细干粉灭火剂.     

溴氟丙烯/13X沸石复合粉体抑制汽油火的试验研究

为提高粉体灭火介质的灭火性能,基于粉体灭火剂在火灾防治领域的重要性,通过减压吸附的方法,将洁净高效的气体灭火剂溴氟丙烯负载在13X沸石的孔洞之中,形成气-固复合粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪、扫描电镜等对复合粉体的结构和组分进行表征。通过模拟试验研究溴氟丙烯含量不同的复合粉体对汽油油池火的灭火效果,并和普通的干粉灭火剂进行对比。结果证明,溴氟丙烯和13X沸石所形成的气-固复合粉体灭火剂针对汽油油池火具有很好的灭火性能,在同样的试验条件下,其灭火时间和灭火剂用量远少于普通的干粉灭火剂,且随着复合粉体中溴氟丙烯的含量增加,复合粉体的灭火性能逐渐提高。     

载铁改性沸石粉体抑制甲烷/空气扩散火焰试验研究

为发展洁净高效新型粉体灭火介质,以沸石粉体为基体,采用盐酸活化和氯化铁溶液浸泡方法制备载铁改性沸石粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X-射线荧光光谱仪(XRF)等仪器对该粉体灭火剂的结构和形貌进行表征。通过小尺度的杯式燃烧器试验研究载铁沸石粉体对甲烷/空气扩散火焰的灭火效果,并和未改性沸石粉体进行对比。试验结果表明,载铁改性沸石粉体灭火剂的灭火效能明显高于未改性沸石粉体。改性沸石灭火效能提高,主要是由于所负载的铁离子在火焰中转化为活性铁原子,参与清除火焰自由基的催化反应。     

受限空间中化学活性超细粉体的全淹没灭火性能

在容积为1.5m3的受限空间中开展超细ABC粉体全淹没灭火性能研究,测量施加超细粉体后火焰温度变化及火灾抑制、熄灭全过程,探究灭火剂充装压力、灭火剂用量等参数对灭火效果的影响。研究表明,充装压力从0.8MPa增加到1.2MPa时,灭火时间从5s减少到3s,因而提高充装压力可改善喷射效果,改善灭火性能。通过驱动氮气、超细粉体的耦合作用及单纯驱动气体灭火相比较,证明驱动氮气对火灾抑制、熄灭的作用忽略不计,但驱动气体对提高超细ABC粉体与火焰相互作用的进程起到至关重要的作用。两组工况下的火焰未能全部熄灭,但其中一组工况喷射灭火剂,其火焰燃烧强度得到显著抑制。     

低压含KCl细水雾抑制船舶油池火特性试验研究

为探究低压含氯化钾(KCl)细水雾抑制庚烷油池火的有效性,基于1. 5 m×1. 5 m×1. 0 m封闭舱室平台,开展不同KCl质量分数(5%、10%、15%、20%)的低压细水雾(0. 2～0. 6 MPa)抑制庚烷油池火焰特性试验,分析不同KCl质量分数、不同喷射压力下庚烷质量损失速率及火焰高度的变化。结果表明:低压纯水细水雾可强化油池火焰燃烧,含KCl添加剂低压细水雾能有效抑制油料火的发展,其中0. 6 MPa压力下20%质量分数KCl溶液灭火效果最好。KCl溶液质量分数的增加,可降低庚烷平均质量损失速率,使火焰高度整体下降;喷嘴压力的升高,同样可降低燃油平均质量损失速率,缩短火焰波动时间,使燃烧提前进入衰减阶段。     

不同聚合度的聚磷酸铵灭火性能研究*

为考察聚磷酸铵（APP）干粉灭火剂的聚合度对其灭火性能的影响,选用3种不同聚合度的APP,结合其晶体结构、粒度分布及热性能测试,并通过粉体杯式燃烧器进行小尺寸灭火实验,对比3种样品的灭火性能及灭火机理,研究聚合度与其灭火性能的关系。热性能测试结果显示,聚合度的升高会导致APP的热稳定性下降,随着聚合度从80升至1 500,其初始分解温度从326.11 ℃降低至321.54 ℃,失重率从75.21%增加至79.66%。实验结果表明:随着APP聚合度的增加,火焰降温速率升高,最小灭火浓度（MEC）降低,灭火性能增强,当聚合度为1 500时,MEC为118.143 g/m3。聚合度的升高有助于APP在进入火场后更早、更充分地与火焰发生反应,从而使灭火性能得到提升。     

CO2和ABC干粉灭火剂扑灭火旋风火焰实验对比分析

为了分析2种灭火剂扑灭火旋风效果,采用实验室自制装置生成稳定的火旋风火焰,喷射CO₂或ABC干粉灭火剂,获取火焰温度场及光电信号数据。研究结果表明:在CO₂灭火剂或ABC干粉灭火剂作用下火旋风火焰温度场呈“下凹”型指数衰减;受灭火剂喷射位置影响,火焰根部、中部及顶端不同区域的灭火剂影响系数不同;基于火焰降温速率和光信号变化,相较于CO₂灭火剂,对火焰起抑制作用的ABC干粉灭火剂降温效率更高、扑灭效果更好。     

超细磷酸铵盐微粒灭火剂与B类火作用的有效性研究

为研究超细微粒灭火剂的灭火能力,对NH4H2PO4质量分数为90%的ABC干粉进行超细化和表面改性,制得具有良好流散性的平均粒度在2～10 μm的微粒灭火剂,然后将不同量的微粒灭火剂和一定压力的氮气一起充装于1 L的贮压式灭火器中,然后在1 m3灭火室内进行全淹没条件下的B类油火灭火试验.结果表明,粒度在4.11 μm以下的微粒灭火剂能在空中滞留15 min以上,并且其灭火质量浓度随着灭火剂的体积平均直径的减小而减少;微粒灭火剂的体积平均粒径为2.48 μm时,其灭火质量浓度仅为59～64 g/m3,平均灭火时间小于6 s.超细微粒灭火剂具有良好的空间流动扩散能力,可用于全淹没火灾保护,作用于B类油火时,灭火质量浓度低且灭火时间短,灭火效率很高.     

超细微粒灭火剂抑制单室火灾的试验研究

通过试验测量燃烧区温度的变化过程,研究了超细微粒灭火剂在单室火灾模型下与4种不同类型火焰的相互作用、灭火时间和效果。结果表明,超细微粒灭火剂具有较好的全淹没灭火能力。当1 000g超细微粒灭火剂施放后,位于微粒灭火剂流动路径上的无遮挡火焰(中央火和角落火)能够被迅速扑灭,灭火时间分别为3.9 s和7.2 s;对于火源功率较小的顶棚火,由于火羽流及热泳力的作用,微粒灭火剂能迅速扩散到顶棚,从而能在短时间内将其扑灭,灭火时间约6.3 s;对于遮挡火,其灭火时间较长,约14.3 s。微粒灭火剂浓度对灭火时间有较大影响。当微粒灭火剂的喷射质量为500 g时,虽然中央火、角落火和遮挡火均能被扑灭,但灭火时间都较喷射1 000 g灭火剂时有较长的延长,灭火时间分别为8.1 s,13.9 s和22.2 s。对于需要灭火剂微粒扩散较远距离后灭火的顶棚火,虽然灭火剂在热羽流和热泳力作用下能扩散到顶棚,但因浓度太低,同时由于其他3处火焰熄灭后,灭火室内的氧气消耗速率降低,从而使顶棚火得到足够的氧气,燃烧反应进一步加强,温度反而逐渐升高,不足以将其熄灭。     

热气溶胶灭火剂抑制开放空间内油池火的试验研究

为研究热气溶胶灭火剂在开放空间内抑制油池火的作用规律,找到最佳施放条件,以硝酸钾+双氰胺+酚醛树脂体系的热气溶胶灭火剂为试样,采用灭火棒喷射的施放方式,控制施放角度、施放距离、火焰作用位置及风速等条件,进行油池火的局部灭火试验,并用摄像机记录热气溶胶灭火剂与火焰作用的过程。结果表明:热气溶胶灭火剂与火焰作用的瞬间会加剧火焰的燃烧,且只有当灭火剂作用于火焰根部时才能有效地抑制油池火;灭火时间随施放角度增大先缓慢变小后明显变大,随施放距离增大先变小后变大;在顺风、侧风和逆风条件下,风缩短了灭火剂的有效施放距离,且风速越大,有效施放距离越短。由试验结果得出,热气溶胶灭火剂抑制油池火的最佳施放条件为施放角度等于45°,施放距离等于50 cm,且灭火剂对准火焰根部喷射。     

改性超细粉体灭火性能模拟实验研究

针对新一代超细高效粉体灭火剂的要求,构建了一套小型固定式粉体灭火装置,对3种粉体的灭火性能进行对比研究,通过扫描电子显微镜(SEM)观察粉体颗粒的粒径分布和表面形态,研究了粒径等因素影响粉体灭火性能的规律,指出了改性前后粉体灭火时间不同的原因.实验结果表明,与普通干粉相比,经改性细化的粉体的灭火时间缩短了1/2,灭火性能显著提高.