氢氟烃洁净气体灭火剂的灭火性能及机理研究进展

氢氟烃(HFCs)灭火剂已成为目前最常用的洁净气体灭火剂.介绍了氢氟烃洁净气体灭火剂的灭火性能和使用特点,阐述了其物理灭火机理,从氢氟烃气体热分解和与火焰作用研究等方面综述了氢氟烃洁净气体灭火剂化学灭火机理研究进展,并展望了氢氟烃洁净气体灭火剂的研究趋势.     

新型高沸点灭火剂与弹性密封材料的相容性研究*

为研究灭火剂与弹性密封材料的相容性问题,开展2种新型高沸点灭火剂2-溴-3,3,3三氟丙烯（2-BTP）、全氟己酮（Novec 1230）与飞机固定式灭火系统中3种常用密封橡胶材料硅橡胶（SI）、氟橡胶（FKM）和氟硅橡胶（FVQM）的全浸泡和反复浸泡实验,并对实验后橡胶基础物理参数与表面微观形貌进行测试与分析。结果表明:在全浸泡实验中,SI,FVQM与2-BTP相容性较好,SI,FKM,FVQM与Novec 1230相容性较好,可作为静态密封材料使用;在反复浸泡实验后,SI,FVQM在Novec 1230中性能变化较小,可作为其动态密封材料使用;SI,FKM,FVQM在2-BTP中力学性能大幅下降,不建议作为2-BTP灭火系统的动态密封材料使用。     

2-氢七氟丙烷熄灭聚甲基丙烯酸甲酯燃烧火焰的实验研究

采用二视窗小型燃烧室和数码摄像技术分别研究了2-氢七氟丙烷和二氧化碳对聚甲基丙烯酸甲酯(RMMA)燃烧火焰的熄灭过程;探讨了2-氢七氟丙烷对PMMA的点火延迟时间、火焰形貌和燃烧速率的影响;同时,运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对PMMA熄火表面的化学成份进行了分析.结果发现:极低浓度的2-氢七氟丙烷不仅不能灭火反而还能够促进PMMA的点火和燃烧,但在灭火剂浓度相对较高的情况下,2-氢七氟丙烷抑制样品点火和燃烧的能力要远高于二氧化碳.与二氧化碳灭火剂相比,2-氢七氟丙烷具有灭火浓度低、灭火效率高和灭火速度快等明显优点.此外,FTIR的分析结果显示PMMA熄火表面的化学成份没有明显变化,这表明2-氢七氟丙烷对RMMA燃烧火焰的熄灭作用可能主要是发生在气相中.     

基于红外吸收法的哈龙替代灭火剂HFC－125的浓度监测技术

HFC-125(五氟乙烷)有较好性能,可替代哈龙灭火剂应用于飞机灭火系统中。在飞机灭火系统的评估实验中,模拟地面或是飞行状态,灭火剂浓度测量设备都是必不可少的。基于非色散红外光谱技术(NDIR),初步设计了HFC-125灭火剂浓度监测设备,该设备采用硅碳红外光源,入射光经过斩波器调制转变为交变光,通过单光路测量气室后,被碲镉汞红外探测器转化为电压信号并被前置放大电路放大。通过电压比与体积分数的对应关系,可以实现对HFC-125浓度的监测。     

气液灭火剂对磷酸铁锂电池模组灭火能效研究

为研究不同灭火剂对储能电池模组火灾有效性,搭建储能舱试验平台,选取8. 8 kWh磷酸铁锂储能电池模组,以0. 5 C倍率恒流过充诱发电池热失控至起火,灭火试验采用中压细水雾、Novec1230、七氟丙烷、六氟丙烷4种不同灭火剂,对比不同灭火剂的灭火效能。研究结果表明:六氟丙烷无法在短时间内扑灭明火; Novec1230和七氟丙烷2种气体灭火剂能快速扑灭明火,但降温效果不彻底,容易发生复燃,均不适合作为磷酸铁锂电池模组灭火剂;中压细水雾能迅速扑灭明火,持续喷射可防止复燃,是较为理想的灭火材料。     

三氟甲烷灭火剂在管网中流动状态分析

通过对三氟甲烷灭火剂在管网中的流动状态、管网中灭火剂流动的压力～时间(p～t)曲线分析,进一步阐明三氟甲烷灭火剂气液两相流动状态下管道压力损失,利用推导的压力损失计算公式对具体的系统进行实际计算,并通过实际的系统喷放所测得的数据对计算结果进行验证,进一步证明推导的压力损失计算公式的可用性和对三氟甲烷灭火剂在管网中的流动状态分析的正确性。     

基于CFD管道三氟甲烷灭火剂流动相态研究

为研究三氟甲烷灭火剂在管道内的相变规律,在分析和研究相关理论和试验的基础上,提出了分段研究三氟甲烷管道流动相态的思想和模型;并利用Fluent前处理软件,基于实际试验管网系统建立了基于CFD的三维几何模型。在研究模型适用性的基础上,对管道内三氟甲烷灭火剂流动相态进行了分段模拟,并对模拟结果进行分析,得到了三氟甲烷灭火剂在管道内的相态变化规律。结果表明,该模型能较为准确地模拟出管道内三氟甲烷灭火剂流动的相态及变化规律。     

哈龙替代气体灭火剂的综合性能分析及应用

随着哈龙灭火剂的淘汰,逐步开发出了多种哈龙替代气体灭火剂.如何选择既经济环保,又与保护目标相适应的灭火剂成为每个设计人员和每个工程必须面对的问题.本文通过对目前常用的二氧化碳(CO2)、七氟丙烷(FM-200)、烟烙尽(IG-541)、气溶胶等四种哈龙替代气体灭火剂各项性能综合分析,对灭火系统进行了对比,讨论了气体灭火系统的适用场所及应用,使我们对它们有一个较全面的认识,为气体灭火系统的选用和设计提供一些参考.     

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.     

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。     

Experimental study on the influence of flame retardants on the flammability of R1234yf

As an alternative refrigerant, R1234yf shows great environmental friendliness. However, the flammability has a negative impact on its use and promotion. To lower the combustible risk, it's a proper way to mix with nonflammable refrigerants in applications, but the research on the flammability of these blends is still limited. Therefore, the influence of three typical nonflammable refrigerants CO₂, R1336mzz(E) and R1233zd(E) as flame retardants on the flammability of R1234yf was experimentally studied in this paper. With the measurements of flammable limits of R1234yf/CO₂, R1234yf/R1336mzz(E) and R1234yf/R1233zd(E) at different concentrations, the parameters of regression equations for their flammable limits were obtained. The critical suppression concentrations of retardant were determined as 0.575, 0.35 and 0.6, respectively. The results showed that their suppression abilities could be ranked as R1336mzz(E)>CO₂>R1233zd(E). Then the inhibition mechanisms were analyzed, and the differences in flame colors at flammable limits were compared. With the establishment of estimation model for calculating critical suppression concentrations of ternary blends, the critical suppression lines of CO₂/R1234yf/R1336mzz(E) and CO₂/R1234yf/R1233zd(E) were obtained, by which the nonflammable zones of them were preliminarily determined. The results will provide practical guidance for the applications utilizing R1234yf and its blends in safety.     

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。     

感温自启动灭火管系统应用于密闭空间的试验研究

为了对比Novec 1230（全氟己酮）感温自启动灭火管系统与R236fa（六氟丙烷）感温自启动灭火管系统的灭火效率,采用火灾实体试验的方法,分析了不充压,0.88,1.81 MPa下2系统的灭火时间、破裂动作温度及降温冷却效果。研究结果表明:2种灭火管系统都成功灭火,且 R236fa灭火管系统灭火时间更短;2种灭火管系统的破裂动作温度均在80 ℃以上;不充压和0.88 MPa时,2种灭火管系统降温冷却效果相差不大,但充压1.81 MPa时Novec 1230灭火管系统对环境温度的降温冷却作用更强。     

锂电池火灾灭火技术研究综述

为系统了解锂电池火灾灭火技术研究现状,综述国内外针对锂电池火灾的灭火实验研究,基于锂电池火灾的特点,从灭火效果、冷却效果和毒性危害等方面分析各类灭火剂对锂电池火灾的适用性,指出目前研究存在的问题以及今后的研究重点。研究结果表明：灭火剂的冷却能力是抑制锂电池内部链式分解反应,进而阻止锂电池复燃和热失控传播的关键因素。未来研究应更贴近实际工程应用,从灭火效率、冷却能力、毒性影响和有无不良抑制作用等角度综合评估灭火剂的有效性。     

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。     

半封闭空间中水喷淋和泡沫灭火系统灭油池火实验研究

为了对比泡沫灭火系统和水喷淋灭火系统的灭火效率,采用装有400 mL汽油或柴油的280 mm×280 mm油盆模拟火源,分析了0.35,0.48和0.75 MPa压力下泡沫灭火系统和水喷淋灭火系统灭油池火的灭火时间、降温冷却效率及火焰面积。结果表明:泡沫灭火系统比水喷淋灭火系统灭油池火的效果更好,对汽油火的灭火时间比水喷淋灭火系统缩短了35.3%,压力对于灭火效率没有影响;柴油火的灭火效率随压力的增加而增加,不同压力下灭火时间比水喷淋灭火系统分别缩短了35.7%,42.9%和66.4%。     

低压下不同新型清洁气体灭火剂抑灭21700型锂离子电池火研究

为探究在航空运输低压环境下Novec1230（全氟己酮）和2-BTP（2-溴-3,3,3三氟丙烯）2种新型清洁气体灭火剂扑灭和抑制空运锂离子电池火的效果,基于动压变温实验舱,自主设计了适用于气体灭火剂的实验灭火装置;在40,60,80 kPa 3种环境压力梯度下开展灭火实验,分析了施加2种灭火剂前后锂电池表面温度变化和灭火过程中的实验现象。结果表明:低压下2-BTP和Novec1230均能有效降低锂离子电池火焰中自由基浓度,快速扑灭明火;2-BTP的降温和抑制温升效果明显优于Novec1230,能更好地抑制锂电池之间的连锁热失控。研究结果可为新一代机载灭火剂的选择提供参考。     

压缩空气泡沫扑救大型油类火灾全尺寸实验研究*

为验证压缩空气泡沫扑救大型火灾的有效性,分别开展225 m2甲醇和450 m2重油油池火灭火实验,采用压缩空气泡沫系统搭配消防机器人远距离喷射压缩空气泡沫的灭火方法,分析该方法的灭火效能。研究结果表明:压缩空气泡沫系统可以实现远距离灭火,压缩空气泡沫的施加可以有效降低油池内燃料温度、火场温度以及油池附近热辐射强度。在压缩空气泡沫系统混合液流量为3 900 L/min时,距离油池边缘29 m条件下扑救450 m2全尺寸重油火灾的灭火时间为130 s,灭火阶段水和3%泡沫液的消耗量分别为8 233 L和273 L;在压缩空气泡沫系统混合液流量为3 600 L/min时,距离油池边缘不小于35 m条件下扑救225 m2全尺寸甲醇火灾的灭火时间为231 s,灭火阶段水和6%泡沫液的消耗量分别为12 962 L和808 L。研究结果对提升扑救大型油池火灾的作战能力具有重要意义。     

基于灰色关联分析的变压器油池火灭火有效性评估

为对比不同灭火系统扑灭变压器油池火灾有效性,提升变压器油池火灭火效能,从效能评估工具、灭火临界参数、行业法规中提取并确定变压器油池火灭火有效性评估指标集,包括3个观测变量,6个具体指标。采用Otsu’s算法处理火灾图像确定火焰面积,通过层次分析法确定各观测变量和具体指标权重,应用灰色关联法构建变压器油池灭火有效性评估模型。以水喷雾、细水雾、泡沫-水喷雾以及泡沫-细水雾扑灭变压器油池火为例,分别计算4种不同灭火系统下的灭火有效性。研究结果表明：灭火方案有效性为泡沫细水雾(1.000)>纯水细水雾(0.653)>泡沫水喷雾(0.447)>纯水水喷雾(0.333)。该评估模型可以将消防监测终端采集的消防大数据与人工智能技术有效结合,有助于提升变压器消防安全管理智能化水平。