全氟己酮探火管式滅火裝置設(shè)計(jì)及驗(yàn)證研究

摘要：全氟己酮作為一種新型的滅火劑，因其環(huán)保的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于各類滅火裝置中。本文旨在設(shè)計(jì)并驗(yàn)證全氟己酮探火管式滅火裝置的有效性和性能。詳細(xì)介紹了全氟己酮探火管式滅火裝置的設(shè)計(jì)、零部件選型、樣品試制，采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)設(shè)計(jì)的裝置進(jìn)行了性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的全氟己酮探火管式滅火裝置在模擬火災(zāi)場(chǎng)景中展現(xiàn)出了出色的滅火效果和快速反應(yīng)能力，為全氟己酮滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供實(shí)用性指導(dǎo)和理論支持。關(guān)鍵詞：全氟己酮；探火管；滅火裝置引言探火管式滅火裝置是一種集火災(zāi)探測(cè)、滅火于一體的新型滅火裝置。該裝置無(wú)需電源、專門的煙感、溫感等探測(cè)器，其工作原理是將探測(cè)管布置在可能發(fā)生火災(zāi)的地方和距離潛在火源最近處。在火災(zāi)爆發(fā)時(shí)，探測(cè)管因受熱而破裂，利用內(nèi)部?jī)?chǔ)存的壓力，立即釋放滅火劑，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的滅火作業(yè)。全氟己酮是一種新型潔凈滅火劑，具有出色的滅火性能，以液態(tài)儲(chǔ)存，噴出后立即氣化，完全淹沒(méi)受保護(hù)的空間。全氟己酮具有抑制燃燒過(guò)程基本化學(xué)反應(yīng)的能力，通過(guò)熱吸收達(dá)到高效的滅火性能，滅火能力強(qiáng)、滅火速度快，能夠非常有效防止復(fù)燃。與傳統(tǒng)的氟利昂類物質(zhì)相比，全氟己酮對(duì)臭氧層的破壞潛能較低，對(duì)環(huán)境影響較小。它不會(huì)在大氣中滯留太長(zhǎng)時(shí)間，因此對(duì)大氣層的影響較小。同時(shí)，它在人體和環(huán)境中的殘留時(shí)間較短，不會(huì)對(duì)人體健康造成長(zhǎng)期影響[1]。全氟己酮探火管式滅火裝置集探火管式滅火裝置和全氟己酮滅火劑的優(yōu)點(diǎn)于一體，被廣泛用于計(jì)算機(jī)服務(wù)器房、電力變電站、儲(chǔ)能柜、博物館、實(shí)驗(yàn)室等重要場(chǎng)所，用于防范多種類型的火災(zāi)。因此，對(duì)全氟己酮探火管式滅火裝置進(jìn)行研究，有著較為現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值[2]。一、設(shè)計(jì)和制作（一）設(shè)計(jì)與配置選型滅火裝置由滅火劑貯存容器、容器閥、單向閥、探火管和壓力顯示器構(gòu)成[3]。設(shè)備的各組件應(yīng)牢固連接、可靠固定，整體布局合理、安裝位置應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤。加工每個(gè)零件時(shí)，必須確保沒(méi)有明顯缺陷或機(jī)械損傷，在外表面進(jìn)行防腐處理，以保證防腐層和鍍層的完整性和均勻性。設(shè)備的每個(gè)操作部位都應(yīng)標(biāo)明清晰的文字和圖形符號(hào)，同時(shí)設(shè)備銘牌必須被穩(wěn)固設(shè)置在顯眼位置。1.容器閥的確定探火管式滅火裝置常用的有直通式閥門和平衡式閥門兩種。直通式閥門一般適用于壓力低、輸送距離小的探火管式裝置。本項(xiàng)目考慮到產(chǎn)品的通用性、適用性，確定選用平衡式容器閥。2.氣瓶的確定從藥劑的充裝率、氣瓶的通用性及外觀方面綜合考慮，1.5kg和3kg探火管式滅火裝置選用直徑108、容積3L的無(wú)縫氣瓶；6kg探火管式滅火裝置選用直徑140、容積7L的無(wú)縫氣瓶。3.探火管的確定市場(chǎng)上常用的探火管有6×1和8×1兩種尺寸規(guī)格。由于6×1規(guī)格探火管的通徑小，使用中噴放時(shí)間偏長(zhǎng)，一般適用于所需探火管較短的場(chǎng)所。本項(xiàng)目從適用性和通用性方面綜合考慮，確定采用8×1探火管。（二）樣品試制依據(jù)上述確定的容器閥、氣瓶和探火管，再配套設(shè)計(jì)制作壓力表、虹吸管、壓力表單向閥等部件，最終設(shè)計(jì)了TH-Z-QF-1.5/2.5/170、TH-Z-QF-3/2.5/170、TH-Z-QF-6/2.5/170三種型號(hào)規(guī)格的探火管式滅火裝置。圖1為型號(hào)編制規(guī)則，以“TH-Z-QF-6/2.5/170”為例，這一符號(hào)表示直接探火管式滅火裝置，充裝滅火劑為全氟己酮，滅火劑質(zhì)量為6kg，貯存壓力2.5MPa，探火管靜態(tài)動(dòng)作溫度為170℃。預(yù)置（探火管）式全氟己酮滅火裝置結(jié)構(gòu)圖，如圖2。1是鋼瓶無(wú)縫氣瓶；2是填充的全氟己酮滅火劑；3是虹吸管；4是容器閥組件；5是不干膠銘牌；6是壓力表組件；7和8是探火管；9是壓力表單向閥組件；10是壓力表組件。經(jīng)檢測(cè)，滅火裝置的基本參數(shù)滿足表1所示要求。同時(shí)，為了后續(xù)試驗(yàn)需要，還設(shè)計(jì)制作了空間體積為225m3、3m3、4.5m3、6m3、9m3、12m3的滅火試驗(yàn)箱各一套。三、試驗(yàn)方法及結(jié)果本次設(shè)計(jì)的全氟己酮探火管式滅火裝置試驗(yàn)方法參照《探火管式滅火裝置（GA1167-2014）》中的滅B類火和滅A類火試驗(yàn)方法。滅火試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽缫?jiàn)表2，探火管長(zhǎng)度為20m，末端置于試驗(yàn)空間頂部，距頂50mm。（一）滅B類火試驗(yàn)在上述提到的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，針對(duì)滅B類火的試驗(yàn)，系統(tǒng)做了詳細(xì)規(guī)定，整個(gè)系統(tǒng)包括正方形的滅火油盤和圓形的鋼制油罐，同時(shí)對(duì)油盤的面積、油罐的高度、壁厚、內(nèi)徑提出了具體的參數(shù)指標(biāo)。滅火所使用的燃料為商業(yè)級(jí)正庚烷。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中的油盤和油罐放置位置和布局方式也需要參照行業(yè)規(guī)范執(zhí)行。試驗(yàn)時(shí)對(duì)油盤和油罐進(jìn)行點(diǎn)燃操作，進(jìn)行30秒的預(yù)燃。在隨后的操作中，啟動(dòng)自動(dòng)滅火裝置，并記錄噴射時(shí)間和滅火時(shí)間。（二）滅A類火試驗(yàn)在上述提到的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，針對(duì)滅A類火的試驗(yàn)，系統(tǒng)也做了詳細(xì)規(guī)定，具體到木垛的材質(zhì)、含水率；組成木垛的層數(shù)、方木尺寸及放置方式；引燃油盤的材質(zhì)、形狀、面積等內(nèi)容。滅火所使用的燃料和滅B類火一樣，仍然為商業(yè)級(jí)正庚烷。在戶外做滅A類火試驗(yàn)時(shí)，一定要關(guān)注試驗(yàn)環(huán)境，特別是天氣環(huán)境，要防止受到陽(yáng)光、雨雪天氣的影響以及風(fēng)速要控制在2m/s的范圍內(nèi)。在室內(nèi)做此試驗(yàn)時(shí)，要確保室內(nèi)體積在試驗(yàn)空間體積的6倍以上。引燃及滅火動(dòng)作要求根據(jù)規(guī)范進(jìn)行操作，及時(shí)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。（三）試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)T/CECS10171《預(yù)制式全氟已酮滅火裝置》要求，在進(jìn)行B類火和A類火滅火試驗(yàn)時(shí)，滅火裝置應(yīng)在滅火劑噴射結(jié)束后的30秒內(nèi)完成滅火。此外，在A類火滅火試驗(yàn)中，一旦撲滅了明火，滅火裝置還需要繼續(xù)抑制燃燒10分鐘，而后開(kāi)啟空間通風(fēng)，以確保木垛不會(huì)再次燃燒，最終試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。結(jié)語(yǔ)綜上所述，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)合理設(shè)計(jì)、選型、配置，研制出1.5k