《安全》2012年第8期
安全科学技术
热气溶胶灭火装置在消防
应用中存在的问题
崔荣华 陈国良
北京市消防总队
【摘要】 本文通过介绍热气溶胶灭火技术的灭火原理、热气溶胶灭火装置的构成和特点及应用中存在的主要问题，阐述了热气溶胶在灭火中不仅具有强烈的吸热反应和化学抑制双重作用，而且由于其微粒较长时间的稳定悬浮具有防止发生复燃的特点，经适当的技术改造热气溶胶将有望替代现有的二氧化碳灭火系统。
【关键词】 气溶胶灭火技术；热气溶胶；冷气溶胶；电爆管
伴随着哈龙灭火剂的逐步淘汰，作为其替代技术之一的热气溶胶灭火技术得到了迅速发展，尤其在工业领域中已呈现出广阔的应用前景。不难发现，近二十年来，在该项技术的发展和推广过程中所出现的一些问题，至今有些尚未得到解决，需要认真总结经验，使热气溶胶灭火技术走上良性发展的轨道。
1 气溶胶灭火原理
基于密闭空间全淹没方式灭火的气溶胶包含冷气溶胶和热气溶胶两大类。通常，根据灭火剂的发生
悬浮在空气中形成的气溶胶称之为“热气溶胶”。相比之下，热气溶胶的粒径更小，在空气中悬浮的时间更长，“溶胶”的特性更突出，是真正的气溶胶，但气溶胶发生过程是放热化学反应。目前，实际应用的气溶胶灭火产品以热气溶胶为主。
热气溶胶发生剂在灭火装置的反应室中经过燃烧气化、降温凝聚，迅速向保护区释放大量的二氧化碳、氮气、水气等惰性气体,起到窒息灭火作用,同时释放出具有极大比表面积的固体微粒，这种固体微粒是灭火剂成份,在火场中发生强烈的吸热反应（冷
方法将之分别称为“分散气溶胶”和“凝聚气溶胶”，却降温作用）和化学抑制的双重灭火作用，由于其具以压缩气体为动力将超细干粉灭火剂喷放至密闭空间来实现灭火的系统属于“冷气溶胶”灭火技术，而将气溶胶发生剂通过化学反应燃烧气化、冷凝成烟
有气体般的流动扩散性并可较长时间稳定悬浮在空气中，在被保护空间形成浓密的灭火气氛，能有效防止发生复燃，在灭火后可通过排烟使现场达到相对
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安全科学技术
洁净的目的。
2 灭火装置的基本构成
热气溶胶灭火装置由气溶胶发生器、气溶胶发生剂、引发器等部分构成。气溶胶发生器一般是由化学反应室、吸热降温材料、绝热材料、喷口和外壳等
大的实际意义。
《安全》2012年第8期
“以防万一”而长年运行的自动灭火系统来说有非常
消防设备的设置环境比较复杂且运转周期很长，此类装置长期运行的可靠性非常重要，发生剂的稳定性和引发器（电爆管）的抗干扰安全可靠性及寿
构成。气溶胶发生剂和引发器盛装于化学反应室中，命是衡量最终产品质量的两项关键指标，在解决了触发后在该区域发生化学反应生成烟雾喷放出来，这两个主要的技术问题后，该类装置将会具备很强所生成的烟雾有较高的温度，必须经过降温后才能从喷口喷出。降温方式有吸热式和烧蚀式，亦即物理降温和化学降温。用金属材料直接吸热降温会增加整个灭火装置的重量，而烧蚀降温很难直接达到标准所要求的160℃以下。两者结合使用效果会更好。 3 热气溶胶灭火装置的特点3.1 适用范围和灭火效能
热气溶胶灭火装置的适用场所和常规气体灭火系统基本相同。主要适用于扑救电气火灾、可燃液体火灾和固体表面火灾。
同二氧化碳、洁净气体等灭火系统相比，热气溶胶灭火装置体积小、灭火效率高，其灭火剂的设计用量不到二氧化碳的1/15、混合惰性气体的1/13、七氟丙烷的1/5。如4kg规格的气溶胶灭火装置重约所以在40kg，灭火效能相当于150kg重的CO2钢瓶，建筑物的承重、空间等诸多限制的情况下，气溶胶灭火装置是更为实际的选择。
尽管气溶胶微粒可以长时间稳定地在空气中悬浮，但物体表面的吸附作用是不可能避免的，因此喷放后的洁净度不如气体灭火系统，这一点仅在无火灾释放的情况下有差别，在火灾发生的条件下甚至在灭火实验条件下并无实质差别。3.2 经济性
热气溶胶的灭火效能高，灭火装置无需管网和高压气瓶间，直接设置在防护区内，体积小，可壁式安装或在吊顶上暗装，能大大节省安装空间和建设费用，装置无泄压和泄漏的问题，无需维护，这对于
的市场竞争力。3.3 安全性
热气溶胶灭火剂是固体气溶胶发生剂引发后发生化学反应的燃烧产物，含有约40%的分散固体和60%的气体，既钾盐、氮气、二氧化碳和水蒸气。钾盐在人体中可以被吸收并排出，而气体产物在常规灭火浓度下对健康没有伤害。当然，气溶胶灭火剂释放时也会产生少量的一氧化碳和氧化氮，但数量与大多数燃烧过程中同样也会产生的这些有害物相比微乎其微。所以，气溶胶灭火系统的应用不存在严重的安全问题。对于不溶性锶盐类产品，尚无法得出上述结论。
由于该类装置具备了简单、有效、可靠、高性价比等消防设备的基本特征，所以在工民建筑、工业、交通和军事等领域有广阔的应用前景。已经有20多个欧美国家在计算机和通讯机房、配电柜及输变电控制室、铁路机车及铁路控制室、汽车、仓库等领域广泛应用。国际海事组织I M O 成立了固定式气溶胶灭火系统联合工作组，着手制定技术规范，英国海军根据I M O 的试验结果，模拟燃气涡轮发动机舱得到满意1200m 3空间进行了全真气溶胶灭火试验，
的结果，有望取代原二氧化碳灭火系统。2002年4月，我国大庆油田进行了3000m3油罐灭火试验取得成功。澳大利亚、新西兰已在2000年颁布了气溶胶灭火系统的国家标准，美国NFPA2010固定式气溶胶灭火系统标准已于2005年颁布。我国的GA标准也已于2010年发布实施，说明气溶胶灭火技术已经在数年
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《安全》2012年第8期
的积累和广泛的应用中趋于成熟，正在逐步向标准化发展。
4 目前存在的主要问题
早在八十年代初，天津消防研究所研发的用于油罐灭火的烟雾灭火系统就已成功的应用于石油领域。之后由前苏联研发的、由推进剂转化而来的气溶胶灭火技术于九十年代初传入我国，至今也已近二十年。这期间，哈龙灭火剂逐步退出市场，作为替代技术之一的气溶胶灭火技术得以迅速发展，同时伴随的是在工程上屡屡发生问题，这和市场经济条件下的利益驱使与技术发展规律的不协调不能说没有联系。4.1 误喷问题
热气溶胶灭火装置的误喷是最为常见的问题。在许多文章中把发生误喷的原因都归之于灭火控制器，显然有失公平。由于气体灭火控制器是标准设备，均是按照GB16806标准严格进行抗电磁干扰性能检验的，所以在其它气体灭火系统工程中并没有误喷情况的发生。过去人们忽略了气溶胶灭火装置的抗电磁干扰性能指标，而引发器普遍采用的电爆
安全科学技术
目前仅发现北京捷特产品采用的是镍铬铝电阻丝直接加热引发气溶胶发生剂的方式，不存在上述因外界环境干扰因素引起的误启动问题，相比而言可靠性更高。 4.2 启动可靠性问题
热气溶胶灭火装置的启动可靠性问题是一个隐性问题。因为火灾是很少发生的，诸多在用的气溶胶灭火系统尚无实战的例子。但在误启动时也有发现，同一防护区的灭火装置有的启动了，有的没有启动。在实际工程案例中，同一台灭火装置中的几个发生器，也出现过没有启动的现象。如果不是误启动而是真的发生了火灾，必然会出现气溶胶灭火浓度不足的情况。
另外，误启动问题导致对产品的信心不足，也出现了不接线或接假负载的情况，如遇火灾则不可能发挥灭火功能，后果会很严重。4.3 炒作概念问题
在热气溶胶灭火产品技术资料上出现的一些概“惰性气体”、“类气念不清的术语，如“分子气雾”、体”、“第n代产品”、“军工技术”、“电子催化启动”、
管在电磁干扰下是有可能自行动作的。电爆管非常“通用接口”等。实际上无非是为了回避一些困难，或敏感，雷电感应、射频电、人身静电、杂散电流等常常会将其激发，其在应用时有安全状态和待发射状态的产品特性，只有临用前才进入待发射状态，而用作灭火装置的引发器的电爆管相当于一直处于待发射状态，所以发生误启动应在意料之中。在工程上完全避免上述激发因素的出现几乎是不可能的。同时还应注意，许多测量仪表，如万用表的电阻档，也有可能激发电爆管，这在工程上已经发生过，因此，产品
应用初期发生的多起事故与电爆管都有密切关系。参考文献已发布实施的我国气溶胶行业标准已将抗电磁干扰性能指标正式列入检验项目，所以该问题的解决将是顺理成章的。此前已在运行的大量装置应列入技术升级和改造计划，以从根本上消除此类安全隐患。
[1] 郭鸿宝，岳大可.气溶胶灭火技术[M].北京：化学工业出 版社，2005
[2] GA499.1-2010.气溶胶灭火系统 第一部分 热气溶胶 灭火装置
回避强制性标准的要求和检测。因为消防产品承载着安全责任，有别于其它普通商品，一般的商业宣传策划方法运用到消防领域，不利于体现消防产品的特殊性，这是应当加以避免的。
总之，任何产品都有一定的局限性。热气溶胶灭火产品和其它气体灭火产品都各有所长，在应用开发过程中会进一步体现细分的局面。
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热气溶胶灭火装置在消防
应用中存在的问题
崔荣华 陈国良
北京市消防总队
【摘要】 本文通过介绍热气溶胶灭火技术的灭火原理、热气溶胶灭火装置的构成和特点及应用中存在的主要问题，阐述了热气溶胶在灭火中不仅具有强烈的吸热反应和化学抑制双重作用，而且由于其微粒较长时间的稳定悬浮具有防止发生复燃的特点，经适当的技术改造热气溶胶将有望替代现有的二氧化碳灭火系统。
【关键词】 气溶胶灭火技术；热气溶胶；冷气溶胶；电爆管
伴随着哈龙灭火剂的逐步淘汰，作为其替代技术之一的热气溶胶灭火技术得到了迅速发展，尤其在工业领域中已呈现出广阔的应用前景。不难发现，近二十年来，在该项技术的发展和推广过程中所出现的一些问题，至今有些尚未得到解决，需要认真总结经验，使热气溶胶灭火技术走上良性发展的轨道。
1 气溶胶灭火原理
基于密闭空间全淹没方式灭火的气溶胶包含冷气溶胶和热气溶胶两大类。通常，根据灭火剂的发生
悬浮在空气中形成的气溶胶称之为“热气溶胶”。相比之下，热气溶胶的粒径更小，在空气中悬浮的时间更长，“溶胶”的特性更突出，是真正的气溶胶，但气溶胶发生过程是放热化学反应。目前，实际应用的气溶胶灭火产品以热气溶胶为主。
热气溶胶发生剂在灭火装置的反应室中经过燃烧气化、降温凝聚，迅速向保护区释放大量的二氧化碳、氮气、水气等惰性气体,起到窒息灭火作用,同时释放出具有极大比表面积的固体微粒，这种固体微粒是灭火剂成份,在火场中发生强烈的吸热反应（冷
方法将之分别称为“分散气溶胶”和“凝聚气溶胶”，却降温作用）和化学抑制的双重灭火作用，由于其具以压缩气体为动力将超细干粉灭火剂喷放至密闭空间来实现灭火的系统属于“冷气溶胶”灭火技术，而将气溶胶发生剂通过化学反应燃烧气化、冷凝成烟
有气体般的流动扩散性并可较长时间稳定悬浮在空气中，在被保护空间形成浓密的灭火气氛，能有效防止发生复燃，在灭火后可通过排烟使现场达到相对
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洁净的目的。
2 灭火装置的基本构成
热气溶胶灭火装置由气溶胶发生器、气溶胶发生剂、引发器等部分构成。气溶胶发生器一般是由化学反应室、吸热降温材料、绝热材料、喷口和外壳等
大的实际意义。
《安全》2012年第8期
“以防万一”而长年运行的自动灭火系统来说有非常
消防设备的设置环境比较复杂且运转周期很长，此类装置长期运行的可靠性非常重要，发生剂的稳定性和引发器（电爆管）的抗干扰安全可靠性及寿
构成。气溶胶发生剂和引发器盛装于化学反应室中，命是衡量最终产品质量的两项关键指标，在解决了触发后在该区域发生化学反应生成烟雾喷放出来，这两个主要的技术问题后，该类装置将会具备很强所生成的烟雾有较高的温度，必须经过降温后才能从喷口喷出。降温方式有吸热式和烧蚀式，亦即物理降温和化学降温。用金属材料直接吸热降温会增加整个灭火装置的重量，而烧蚀降温很难直接达到标准所要求的160℃以下。两者结合使用效果会更好。 3 热气溶胶灭火装置的特点3.1 适用范围和灭火效能
热气溶胶灭火装置的适用场所和常规气体灭火系统基本相同。主要适用于扑救电气火灾、可燃液体火灾和固体表面火灾。
同二氧化碳、洁净气体等灭火系统相比，热气溶胶灭火装置体积小、灭火效率高，其灭火剂的设计用量不到二氧化碳的1/15、混合惰性气体的1/13、七氟丙烷的1/5。如4kg规格的气溶胶灭火装置重约所以在40kg，灭火效能相当于150kg重的CO2钢瓶，建筑物的承重、空间等诸多限制的情况下，气溶胶灭火装置是更为实际的选择。
尽管气溶胶微粒可以长时间稳定地在空气中悬浮，但物体表面的吸附作用是不可能避免的，因此喷放后的洁净度不如气体灭火系统，这一点仅在无火灾释放的情况下有差别，在火灾发生的条件下甚至在灭火实验条件下并无实质差别。3.2 经济性
热气溶胶的灭火效能高，灭火装置无需管网和高压气瓶间，直接设置在防护区内，体积小，可壁式安装或在吊顶上暗装，能大大节省安装空间和建设费用，装置无泄压和泄漏的问题，无需维护，这对于
的市场竞争力。3.3 安全性
热气溶胶灭火剂是固体气溶胶发生剂引发后发生化学反应的燃烧产物，含有约40%的分散固体和60%的气体，既钾盐、氮气、二氧化碳和水蒸气。钾盐在人体中可以被吸收并排出，而气体产物在常规灭火浓度下对健康没有伤害。当然，气溶胶灭火剂释放时也会产生少量的一氧化碳和氧化氮，但数量与大多数燃烧过程中同样也会产生的这些有害物相比微乎其微。所以，气溶胶灭火系统的应用不存在严重的安全问题。对于不溶性锶盐类产品，尚无法得出上述结论。
由于该类装置具备了简单、有效、可靠、高性价比等消防设备的基本特征，所以在工民建筑、工业、交通和军事等领域有广阔的应用前景。已经有20多个欧美国家在计算机和通讯机房、配电柜及输变电控制室、铁路机车及铁路控制室、汽车、仓库等领域广泛应用。国际海事组织I M O 成立了固定式气溶胶灭火系统联合工作组，着手制定技术规范，英国海军根据I M O 的试验结果，模拟燃气涡轮发动机舱得到满意1200m 3空间进行了全真气溶胶灭火试验，
的结果，有望取代原二氧化碳灭火系统。2002年4月，我国大庆油田进行了3000m3油罐灭火试验取得成功。澳大利亚、新西兰已在2000年颁布了气溶胶灭火系统的国家标准，美国NFPA2010固定式气溶胶灭火系统标准已于2005年颁布。我国的GA标准也已于2010年发布实施，说明气溶胶灭火技术已经在数年
8
《安全》2012年第8期
的积累和广泛的应用中趋于成熟，正在逐步向标准化发展。
4 目前存在的主要问题
早在八十年代初，天津消防研究所研发的用于油罐灭火的烟雾灭火系统就已成功的应用于石油领域。之后由前苏联研发的、由推进剂转化而来的气溶胶灭火技术于九十年代初传入我国，至今也已近二十年。这期间，哈龙灭火剂逐步退出市场，作为替代技术之一的气溶胶灭火技术得以迅速发展，同时伴随的是在工程上屡屡发生问题，这和市场经济条件下的利益驱使与技术发展规律的不协调不能说没有联系。4.1 误喷问题
热气溶胶灭火装置的误喷是最为常见的问题。在许多文章中把发生误喷的原因都归之于灭火控制器，显然有失公平。由于气体灭火控制器是标准设备，均是按照GB16806标准严格进行抗电磁干扰性能检验的，所以在其它气体灭火系统工程中并没有误喷情况的发生。过去人们忽略了气溶胶灭火装置的抗电磁干扰性能指标，而引发器普遍采用的电爆
安全科学技术
目前仅发现北京捷特产品采用的是镍铬铝电阻丝直接加热引发气溶胶发生剂的方式，不存在上述因外界环境干扰因素引起的误启动问题，相比而言可靠性更高。 4.2 启动可靠性问题
热气溶胶灭火装置的启动可靠性问题是一个隐性问题。因为火灾是很少发生的，诸多在用的气溶胶灭火系统尚无实战的例子。但在误启动时也有发现，同一防护区的灭火装置有的启动了，有的没有启动。在实际工程案例中，同一台灭火装置中的几个发生器，也出现过没有启动的现象。如果不是误启动而是真的发生了火灾，必然会出现气溶胶灭火浓度不足的情况。
另外，误启动问题导致对产品的信心不足，也出现了不接线或接假负载的情况，如遇火灾则不可能发挥灭火功能，后果会很严重。4.3 炒作概念问题
在热气溶胶灭火产品技术资料上出现的一些概“惰性气体”、“类气念不清的术语，如“分子气雾”、体”、“第n代产品”、“军工技术”、“电子催化启动”、
管在电磁干扰下是有可能自行动作的。电爆管非常“通用接口”等。实际上无非是为了回避一些困难，或敏感，雷电感应、射频电、人身静电、杂散电流等常常会将其激发，其在应用时有安全状态和待发射状态的产品特性，只有临用前才进入待发射状态，而用作灭火装置的引发器的电爆管相当于一直处于待发射状态，所以发生误启动应在意料之中。在工程上完全避免上述激发因素的出现几乎是不可能的。同时还应注意，许多测量仪表，如万用表的电阻档，也有可能激发电爆管，这在工程上已经发生过，因此，产品
应用初期发生的多起事故与电爆管都有密切关系。参考文献已发布实施的我国气溶胶行业标准已将抗电磁干扰性能指标正式列入检验项目，所以该问题的解决将是顺理成章的。此前已在运行的大量装置应列入技术升级和改造计划，以从根本上消除此类安全隐患。
[1] 郭鸿宝，岳大可.气溶胶灭火技术[M].北京：化学工业出 版社，2005
[2] GA499.1-2010.气溶胶灭火系统 第一部分 热气溶胶 灭火装置
回避强制性标准的要求和检测。因为消防产品承载着安全责任，有别于其它普通商品，一般的商业宣传策划方法运用到消防领域，不利于体现消防产品的特殊性，这是应当加以避免的。
总之，任何产品都有一定的局限性。热气溶胶灭火产品和其它气体灭火产品都各有所长，在应用开发过程中会进一步体现细分的局面。
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