灭火基本原理和方法

一、灭火基本原理

破坏已经产生的燃烧条件[可燃物、氧化剂(氧气、空气) 和温度(引火源)],只要失去其中任何一个条件,燃烧就会停止。由于在灭火时,燃烧已经开始,主要是消除可燃物和助燃物这两个条件。

二、灭火方法

窒息灭火法、冷却灭火法、隔离灭火法、化学抑制灭火法等。

(1)窒息灭火法——破坏助燃物(降低有效氧含量、气体灭火剂)

窒息灭火法即阻止空气流入燃烧区,或用惰性气体稀释空气,使燃烧物质因得不到足够的氧气而熄灭。

(2)冷却灭火法——破坏引火源(降低体系温度、水系灭火剂)

将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上,将可燃物质的温度降到燃点以下以终止燃烧。

(3)化学抑制灭火法——破坏链式反应自由基(七氟丙烷灭火剂、干粉灭火剂、气溶胶)

燃烧反应中产生的自由基与灭火剂中的卤素离子相结合,形成稳定分子或低活性的自由基,从而切断了自由基的联锁反应链,使燃烧停止。

使用这类灭火剂时,一定要将灭火剂准确地喷洒在燃烧区内,否则灭火效果不好。

(4)隔离火火法——破坏可燃物(可燃物助燃物分隔、泡沫灭火剂)

即将燃烧物质与附近未燃的可燃物质隔离或疏散开,使燃烧因缺少可燃物质而停止。

三、灭火剂

(一)水灭火剂

(1)灭火机理——冷却、乳化、稀释和水流冲击

  1. 冷却作用,水的热容量和气化潜热都比较大。
  2. 乳化作用,可使其表面形成一层能够阻止可燃蒸气产生的含水乳化层。
  3. 稀释作用,使水溶性可燃液体的浓度降低到可燃浓度以下时,燃烧即自行停止。
  4. 水力冲击作用,高压水流强烈冲击燃烧物和火焰,可以冲散燃烧物,使燃烧强度显著减弱直至熄灭。

(2)适用范围

不能够用水扑救的火灾包括以下几种情况:

  • ①一般情况下不能够用水扑救带电物体火灾。
  • ②不能用水扑救遇水易燃品和同水反应的物质,如金属(铝粉、锌粉、镁粉等)火灾、金属氢化物(NaH、KH等)。
  • ③不能用水扑救高温物体火灾,如熔化的铁水或钢水引起的火灾。
  • ④不能用直流水扑救浓硫酸、浓硝酸和盐酸火灾和可燃粉尘(如面粉、煤粉、糖粉)聚集处的火灾。
  • ⑤贵重设备、精密仪器、图书、档案火灾和遇水可风化的物品火灾不能用水扑救,因为易引起水渍损失,损坏设备。
  • ⑥非水溶性可燃液体和沸溢性可燃液体的火灾,原则上不能用水扑救,但原油、重油可以用雾状水流扑救。

(二)泡沫灭火剂

泡沫灭火剂是指能够与水混溶,并可通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫的灭火剂。

泡沫灭火剂主要用于扑救非水溶性可燃液体及一般固体火灾。泡沫灭火剂按发泡倍数不同还可以分为低倍数泡沫液、中倍数泡沫液和高倍数泡沫液。其中低倍数泡沫液按性质不同还可以分为蛋白泡沫液、氟蛋白泡沫液、水成膜泡沫液、抗溶性泡沫液等。

(1)灭火机理——窒息、隔离、冷却(油罐类火灾)

  1. 窒息灭火作用,灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层;且泡沫混合液受热蒸发产生的水蒸气降低燃烧物附近氧气浓度的作用。
  2. 阻隔热辐射的作用。泡沫层封闭了燃烧物表面,可以遮断火焰的热辐射,具有防止燃烧物本身和附近可燃物质蒸发的作用。
  3. 冷却作用。泡沫混合液中含有水,使燃料表面被冷却到可燃物闪点或燃点一下。

(2)适用范围

  1. 蛋白/氟蛋白/水成膜泡沫灭火剂主要用于扑救各种石油产品、油脂等不溶于水的可燃液体火灾,也可用于扑救木材等一般可燃固体的火灾。不能扑救水溶性可燃液体、电器、遇水发生化学反应物质的火灾。
  2. 用于扑救醇、酯、醚、醛、酮、有机酸、胺等分子极性较强的水溶性可燃液体火灾的泡沫灭火剂称为抗溶性泡沫灭火剂。
  3. 高倍数泡沫灭火剂主要适用于非水溶性可燃液体火灾和一般固体物质火灾。不能用于扑救油罐火灾,也不适于扑救水溶性可燃液体火灾,当对室内储存的少量水溶性可燃液体火灾,也可用全充满的方法来扑灭。

(三)干粉灭火剂

(1)灭火机理——化学抑制、隔离、冷却、窒息

  1. 化学抑制作用。
  2. “烧爆”作用,干粉与火焰接触时,其粉粒受高热的作用可以爆裂成为许多更小的颗粒,增加了与火焰的接触面积。
  3. 降低热辐射和稀释氧的浓度。使用干粉灭火时,浓云般的粉雾会将火焰包围,可以降低火焰对燃料的热辐射;同时粉末受高温的作用,将会放出结晶水或发生分解,不仅可吸收火焰的部分热量,而分解生成的不活泼气体又可稀释燃烧区内氧的浓度,但这些作用对灭火的影响远不如抑制作用大。

(2)干粉灭火剂的分类和适用范围

  1. 普通干粉灭火剂,主要是全硅化碳酸氢钠干粉,适用于扑灭B类、C类火灾、E类火灾,又称BC类干粉。
  2. 多用途干粉灭火剂,主要是磷酸铵盐干粉,具有抗复燃的性能,适用于扑灭A类、B类和C类火灾,又称ABC类干粉。
  3. 干粉灭火剂不适用扑救轻金属和碱金属火灾,且因其灭火后留有残渣,也不能扑救精密仪器设备火灾。
  4. D类干粉,D类干粉是指适用于扑救D类火灾的干粉,其基料目前主要有氯化钠、碳酸氢钠和石墨等。
  5. 干粉灭火剂应放置在干燥、通风处40°C以下的环境中储存。干粉灭火剂的堆垛不宜过高,以免压实结块。在正常环境中储存的干粉灭火剂,其有效期为5年。

(四)惰性气体灭火剂

(1)二氧化碳、惰性气体

1)灭火机理——冷却、窒息(注意避免引起人员窒息)

气体灭火剂是通过降低防护区的氧气浓度,使火势不能持续燃烧而达到灭火的目的。

2)适用范围

  1. 适用于扑救各种可燃液体和用水、泡沫、干粉等灭火剂灭火时,容易受到污损的固体物质火灾。如电气、精密仪器、贵重设备、图书档案等。还可扑救600V以下的各种电气设备火灾。
  2. 惰性混合气体灭火剂不能扑救钠、钾、铝、锂等金属及其氢化物火灾。
  3. 不能扑救在惰性介质中能自身供氧燃烧物质的火灾(如硝酸纤维)。

(2)七氟丙烷

1)灭火机理——化学抑制、窒息,灭火效率比二氧化碳灭火剂高。

2)适用范围——固体表面、液体、气体、电气火灾。

(五)气溶胶灭火剂

气溶胶灭火剂是一种粒径小于5um的溶胶体系的灭火介质,可以不受方向的限制绕过障碍物达到保护空间的任何角落,并能在着火空间有较长的驻留时间,从而实现淹没灭火。

气溶胶灭火剂按形成方式的不同,气溶胶灭火剂分为热气溶胶和冷气溶胶。

热气溶胶固体颗粒主要是金属氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐、碳粒以及少量金属碳化物;气体产物主要是N2

(1)灭火机理——冷却、窒息、化学抑制

  1. 吸热分解的降温作用:金属氧化物分解吸热。
  2. 降低氧浓度作用:热气溶胶中60%以上是由N2等气体组成。
  3. 气相化学抑制作用:气溶胶中的K+在瞬间可能与燃烧中的活性基团发生多次链锁反应,这些链反应消耗和抑制活性基团。
  4. 固相化学抑制作用:气溶胶中的固体颗粒进入火焰区域后,会受到可燃物裂解产物的冲击,从而促使它们与活性基团发生碰撞和吸附作用,并发生链终止的反应。

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