CN102078667A - 一种三相射流灭火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手提式三相射流灭火方法。该发明以手提式两相流细水雾灭火装置为载体,将ABC干粉进行表面改性改为憎水,将改性后的干粉首先用水摇匀,然后注入到灭火装置的气水混装瓶中,之后充入氮气或其他惰性气体后放置备用,灭火时在高压气体挤压下从手提式两相流细水雾灭火装置中喷出灭火。此方法具有气液固三相灭火的综合效果,降温、稀释氧浓度、冷却燃料表面、快速阻断燃烧反应链等,能有效扑灭A类火灾和B类火灾,灭火效率高,对保护场所基本无污染,灭火效果显著优于单相流和两相流手提灭火装置。

Description

一种三相射流灭火方法
技术领域
本发明涉及一种三相射流灭火方法,主要应用于水上和水面舰艇等消防领域,也可应用于其它需要能够快速移动、迅速灭火的领域。
背景技术
随着卤代烷灭火剂在2010年的全面停止生产和使用(蒙特利尔公约)和泡沫灭火剂用PFOS类氟表面活性剂的被逐步限制使用(斯德哥尔摩公约),消防界正致力于寻求能够迅速有效且又不引起二次污染的替代品。
细水雾灭火技术作为哈龙主要替代技术之一,以其环保性好、灭火迅速、耗水量低、破坏性小以及适用面宽等特点受到国际消防界的关注和青睐。因此国内外对细水雾灭火系统进行了大量的研究工作,美、日、英、加拿大等工业发达国家对细水雾灭火方法及技术投入了很多的力量进行研究,取得了相当的成果,细水雾开始进入应用阶段。根据国内外研究资料,雾化水滴平均粒径SMD小于100微米的细水雾属于超细水雾范畴,同细水雾相比,超细水雾具有更细的水滴直径,相对表面积更大,能更快地蒸发,同时具有更好的电气绝缘性,因此用超细水雾灭火具有极高的灭火效率,并且灭火范围十分广泛。目前超细水雾的产生方法主要应用气液两相流方法,此方法可以在较低压力下即可产生超细水雾,因此对设备要求较低,其安全性大大提高。
细水雾主要依靠物理作用灭火,为了进一步提高细水雾的灭火效率,多相流细水雾灭火成为近年来国内外研究的一个新热点。在细水雾中引入额外的物理、化学灭火机制,即选择性的向水中添加一种(或几种)固相添加物,以改变细水雾灭火的物理化学性质,提高细水雾的灭火效能,以期达到更佳的效果,这就是目前所谓的多相流细水雾灭火技术。根据灭火机理的不同,固相添加物可以分为两类,一类是物理作用添加剂,主要是通过改变水的密度、粘度、表面张力等物理性质,从而达到改善水的雾化特性、灭火效率,进而提高细水雾灭火能力的目的。第二类是化学作用添加物,主要通过捕捉燃烧过程中的氢、氧、羟等自由基,使燃烧反应链中断以及在火场中发生化学反应生成窒息性气体,最终达到灭火的目的。固体添加物的加入既能充分发挥细水雾的物理灭火优势,又实现了与添加物的协同灭火,因而可以极大的缩短灭火时间。
ABC干粉灭火剂成为上述固体添加物的理想选择而越来越受到人们的关注,在国际消防领域内已广泛应用。干粉灭火器单独作用时不抗复燃,使用时,刺激人的呼吸道,灭火后清理较难。
发明内容
本发明的目的是提供一种三相射流灭火方法。即是在两相流超细水雾系统中加入少量的ABC干粉,实现三相射流灭火,不仅使得现有技术中存在的问题迎刃而解,并且能够同时发挥两相流超细水雾和ABC干粉的灭火优势,实现快速灭火。同时将ABC干粉进行表面改性改为憎水,ABC干粉与水相斥,因此在储存时ABC干粉绝大多数浮于水上方,可有效避免结块问题,能实现长期存储。
本发明一种三相射流灭火方法,具体是以手提式两相流细水雾灭火装置为载体,将ABC干粉进行表面改性改为憎水,将改性后的干粉首先用水摇匀,然后注入到灭火装置的气水混装瓶中,之后充入氮气或其他惰性气体后放置备用,灭火时在高压气体挤压下从手提式两相流细水雾灭火装置中喷出灭火。
其中,将ABC干粉进行表面改性改为憎水的具体方法如下:(1)将ABC干粉在高速粉碎机中进行粉碎,使其平均直径达到5μm-10μm。(2)配制硅油溶液,将占ABC干粉质量分数为0.3%-0.5%的硅油、占ABC干粉质量分数为0.15%-0.25%的汽油、与硅油质量相同的水添加在一起,进行搅拌后成乳化状硅油溶液。(3)将此乳化状硅油溶液在压力为0.5MPa常温条件下喷入高速粉碎机中,喷射时间为3min-5min。硅化后继续搅拌30min-60min使其混合均匀。(4)然后将硅化后的ABC干粉进行干燥。
其中,表面改性后的ABC干粉在水中的质量分数为1%~3%。
本发明具有的有益效果是:
1)依本发明方法,高压惰性气体、细水雾、ABC干粉同时从灭火装置中喷出,气液固三相同时参与灭火,能有效扑灭B类火灾,灭火效率高,灭火效果好,且装置机动性强,使用方便,可避免人员、财产的损失,具有明显的经济和社会效益。
2)将ABC干粉进行表面改性,可有效防止ABC干粉在存储罐中的结块问题,可实现长期存储。
3)利用三相流进行灭火,其中惰性气体参与灭火,喷射速度大,水流量较小,细水雾可达到超细水雾级别,有利于细水雾蒸发并减少水渍损失;ABC干粉参与灭火,能有效阻断燃烧链之间的反应,灭火迅速,且基本不产生污染。此三相射流灭火装置其灭火效果明显优于两相流灭火效果。
附图说明
图1:三相射流灭火装置示意图。
图2A:三相射流灭火装置喷嘴结构示意图之一。
图2B:三相射流灭火装置喷嘴结构示意图之二。
图3:三相射流灭火装置瓶头阀示意图。
图4:三相射流灭火装置气液混合件示意图。
图中标号说明如下:
1.气水混装瓶,2.虹吸管、3.瓶头阀,4.压力表、5.扳机固定手柄、6.扳机活动手柄、7.安全销、8.喷嘴、9.气水乳化混合件、10.O型密封圈,11.压力表接口、12.瓶头阀下壳体、13.密封垫、14.弹簧、15.瓶头阀上壳体、16.密封垫、17.瓶头阀端盖、18.阀杆导向螺栓、19.O型密封圈、20.阀杆、21.喷嘴接口、22.密封垫、23.气孔、24.水孔、25.混合孔、81.两相流喷嘴、82.悬挂机构、83.三角锥
具体实施例
下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的说明。
本发明方法是基于一种手提式两相流细水雾灭火装置,如图1、2A、2B、3、4所示,具体包括:气水混装瓶1、虹吸管2、瓶头阀3、压力表4、扳机固定手柄5、扳机活动手柄6、安全销7、拉瓦尔喷嘴81、悬挂机构82、三角锥83。连接关系是:气水混装瓶1与瓶头阀3通过密封螺纹连接。虹吸管2与瓶头阀3焊接。扳机固定手柄5作为瓶头阀3开启元件,与瓶头阀3通过卡槽卡住后利用销子固定,同时扳机活动手柄6与扳机固定手柄5在此处利用同一销子连接。拉瓦尔喷嘴81与瓶头阀3出口通过螺纹连接。悬挂机构82套装在拉瓦尔喷嘴81上面,通过定位孔利用定位销与拉瓦尔喷嘴81实现固定。三角锥83通过螺栓固定在悬挂机构82另一端。压力表4通过螺纹连接于瓶头阀3内的储水腔内。
本发明涉及用于灭火的三相射流灭火方法,具体的实施方法说明如下:
将ABC干粉进行表面改性后,按照一定浓度加入到容器中,进行搅拌,搅拌10分钟,直至ABC干粉能完全分散至水中不再成团状。改性后的ABC干粉在水中的质量分数不宜超过3%。
将搅拌好的改性后的ABC干粉及水加入到容量为4升的气水混装瓶中,并且在添加时边添加边搅拌。ABC干粉加入完毕后,在混装瓶中加水至设计容量2.5升。之后拧上瓶头阀,连接高压氮气罐,按下扳机活动手柄冲入压力为4MPa的氮气。之后松开扳机活动手柄,插上安全销,可实现长期放置。
使用时,打开安全销,上下晃动混装瓶3-5次,按下扳机活动手柄即可进行灭火。灭火时,根据火焰大小以及着火区域宽度调节悬挂机构上的定位孔,可改变此灭火装置的保护面积。
其中,将ABC干粉进行表面改性改为憎水的具体方法如下:(1)将ABC干粉在高速粉碎机中进行粉碎,使其平均直径达到5μm-10μm。(2)配制硅油溶液,将占ABC干粉质量分数为0.3%-0.5%的硅油、占ABC干粉质量分数为0.15%-0.25%的汽油、与硅油质量相同的水添加在一起,进行搅拌后成乳化状硅油溶液。(3)将此乳化状硅油溶液在压力为0.5MPa常温条件下喷入高速粉碎机中,喷射时间为3min-5min。硅化后继续搅拌30min-60min使其混合均匀。(4)然后将硅化后的ABC干粉进行干燥。
使用此三相流灭火方法进行了多次不同ABC干粉质量浓度下的灭火实验。实验采用圆形油盘,此油盘直径340mm,高200mm。按照UL2167标准,加入150mm高清水,然后加入3L正庚烷。在4600×3900×3600mm空间内预燃30s,然后利用此三相流灭火装置进行灭火。
未加ABC干粉之前,利用同样两相流装置进行了多次灭火,火焰均未熄灭。加入ABC干粉后,火焰均熄灭。这说明了ABC干粉在扑灭小油盘功率火焰时所起的作用非常大,主要是切断燃烧链阻止燃烧从而实现灭火。
下表列出了不同ABC干粉质量分数下采用此三相流装置灭340mm直径油盘火所需时间。通过灭火时间来判定灭火效果。
表1灭火时间与改性ABC干粉质量浓度之间的关系
  质量浓度%   0   0.5   1   1.5   2   2.5   3
  熄灭时间s   未灭   17.79   16.02   13.14   10.14   14.83   16.04
由上表可以看出,采用三相流细水雾灭小功率油盘火时其灭火效果明显好于两相流细水雾。其中ABC干粉质量浓度为2%时其灭火效果最好,灭火时间为10.14s。ABC干粉质量浓度不宜超过3%,如若超过3%灭火现场将会出现明显的ABC干粉残留,给灭火现场带来次生污染。而当ABC干粉质量浓度小于此浓度时,干粉残留并不明显,可忽略不计。

Claims (3)

1.一种三相射流灭火方法,其特征在于:具体是以手提式两相流细水雾灭火装置为载体,将ABC干粉进行表面改性改为憎水,将改性后的干粉首先用水摇匀,然后注入到灭火装置的气水混装瓶中,之后充入氮气或其他惰性气体后放置备用,灭火时在高压气体挤压下从手提式两相流细水雾灭火装置中喷出灭火。
2.根据权利要求1所述的一种三相射流灭火方法,其特征在于:其中,将ABC干粉进行表面改性改为憎水的具体方法如下:(1)将ABC干粉在高速粉碎机中进行粉碎,使其平均直径达到5μm-10μm;(2)配制硅油溶液,将占ABC干粉质量分数为0.3%-0.5%的硅油、占ABC干粉质量分数为0.15%-0.25%的汽油、与硅油质量相同的水添加在一起,进行搅拌后成乳化状硅油溶液;(3)将此乳化状硅油溶液在压力为0.5MPa常温条件下喷入高速粉碎机中,喷射时间为3min-5min;硅化后继续搅拌30min-60min使其混合均匀;(4)然后将硅化后的ABC干粉进行干燥。
3.根据权利要求1所述的一种三相射流灭火方法,其特征在于:表面改性后的ABC干粉在水中的质量分数为1%~3%。
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