消防工程师必考点-气体灭火系统考点解析

气体灭火系统（重点）

气体系统是传统的4大固定式灭火系统之一（水、气体、泡沫、干粉）应用广泛，具有灭火效率高、灭火速度快、保护对象无污损等优点。气体系统一般根据灭火介质命名，目前常用气体系统有CO2系统、七氟丙烷~、IG-541或混合气体~、热气溶胶预制灭火系统

第1节：气体系统“分类、灭火机理”

一、气体系统“分类”★★★

（1）按“灭火剂”CO2~、卤代烷烃~七氟丙烷等、惰性气体~ IG-541~（N250%、Ar40%、CO210%）、IG-55~（N250%、Ar50%）、IG-100~（N2100%）、IG-01~（Ar100%）《N5Ar4二氧10》

（2）按“结构特点”（安装结构）

1）无管 ~（预制）又分为柜式、悬挂式2种气体灭火装置，适用于较小的、无特殊要求的防护区

2）管 ~ 又分为组合分配、单元独立2种系统

①组合分配系统是指用1套灭火系统储存装置同时保护≥2个防护区或保护对象的气体灭火系统。组合分配系统的灭火剂设计用量按最大的1个防护区或保护对象来确定，如某个防护区需要灭火时，通过选择阀、容器阀等控制定向释放灭火剂。该系统的优点是储存容器数和灭火剂可大幅减少，有较高应用价值。组合分配系统启动时，选择阀应在容器阀开启“前or同时”打开

②单元独立系统是指用1套灭火系统储存装置保护1个防护区的灭火系统。一般来说，用单元独立系统保护的防护区，在位置上是单独的，离其它防护区较远而不便于组合或2个防护区相邻，但有同时着火的可能。当1个防护区包括≥2个封闭空间时，也可用1个单元独立系统，但设计必须做到系统储存的灭火剂能够满足这几个封闭空间同时灭火的需要，并能同时供给各自所需灭火剂量。当2个防护区需要灭火剂量较多时，也可采用≥2套单元独立系统保护1个防护区，但设计必须做到这些系统同步工作

（3）按“应用方式”（类似“细水雾”）

1）全淹没~是指在规定时间内，向防护区喷射一定浓度的气体灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统,火灾时，喷射的灭火剂与空气的混合气体迅速在此空间内建立有效扑灭火灾的灭火浓度，并将灭火剂浓度保持一段所需要的时间，喷头应均匀布置在防护区的“顶部”，即通过灭火剂气体将封闭空间淹没实施灭火。适用于扑救封闭空间内的火灾

2）局部应用~是指在规定时间内，向保护对象以设计喷射速率直接喷射灭火剂，在保护对象周围形成局部高浓度，并持续一定时间的灭火系统，火灾时，将灭火剂直接而集中地喷射到保护对象上，使其笼罩整个保护对象外表面，喷头应均匀布置在保护对象的“四周”，即在保护对象周围局部范围内达到较高的灭火剂气体浓度实施灭火。适用于扑救不需封闭空间条件的具体保护对象的非深位火灾，CO2系统可棉毛/织物/纸张等部分固体“深位”火灾

（4）按“加压方式”（类似“细水雾”按供水方式：泵组、瓶组、泵组瓶组组合）

1）自压式~是指灭火剂无需加压，灭火剂靠自身饱和蒸汽压力进行输送

2）内储压式~是指灭火剂在瓶内用“惰性气体”进行加压储存，灭火剂靠瓶组内的充压气体进行输送

3）外储压式~是指系统动作时，灭火剂靠专设的充压气体瓶组按设计压力对其进行充压

二、气体系统“灭火机理”★★★★

（1）CO2系统。常温常压CO2为气相，当储存于高压气瓶中＜临界温度31.4℃气、液2相共存。灭火时，一是CO2释放压力骤降，CO2由液态变成气态，稀释空气中含氧量，这是“主要的”窒息作用；二是CO2释放时由于焓降关系，CO2温度急剧下降，CO2形成细微的固体干冰粒子，干冰吸取热量而升华，这是“次要的”冷却作用

（2）七氟丙烷系统（卤代烷烃~）液态灭火剂迅速转变成气态吸热，这是冷却作用，热解产物对燃烧过程也具有相当程度的抑制作用。

七氟丙烷灭火剂，具有灭火性能强、灭火剂性能稳定的特点，其臭氧层损耗能力值ODP＝0，全球温室效应潜能值（GWP）很小，不会破坏大气环境。七氟丙烷是一种无色、无味、不导电的气体，密度约是空气的6倍，一定压力下呈液态，为洁净药剂，释放后无残余物，不会污染环境和保护对象，但七氟丙烷灭火剂、及其分解物对人体有毒性危害，使用时应注意

（3）IG-541系统（惰性气体~）属于物理灭火剂，混合气体释放后把氧气浓度降低到不能支持燃烧来扑灭火灾（窒息）

2）该混合气体释放后，能将防护区含氧降至15%，同时又把CO2升至4%（通常防护区的空气中含有21%氧气和＜1%CO2，当防护区中O2降至＜15%大部分可燃物将停止燃烧）CO2比例的提高，将加快人的呼吸速率，提高人体吸收氧气的能力，从而补偿环境气体中的氧气浓度，降低对人体的伤害程度。灭火系统中灭火设计浓度≤43%时，该系统对人体安全无害

（4）热气溶胶预制系统。不同于前3种的物理过程，属于化学过程

气体主要灭火机理冷却、窒息、化学抑制/隔离《表窒化隔》（七氟丙烷：隔绝空气、抑制阻断链式反应、降温）

细水主要灭火机理表面冷却、窒息、辐射热阻隔、浸湿作用《表窒辐浸》还具有乳化等作用

水雾主要灭火机理表面冷却、窒息、稀释、乳化《表窒稀乳》

第2节：气体系统“组成、工作原理、控制方式、适用范围”

一、气体系统“组成”（了解，综合）装置包括：灭火剂储存装置、启动分配装置、输送释放装置、监控装置。部件包括：喷头、瓶组、选择阀、单向阀、集流管、连接管、安全泄压装置、驱动装置、检漏装置、信号反馈装置、低泄高封阀、管路管件等

（1）喷头。安装在管 末端，控制灭火剂流速和喷射方向，分全淹没喷头、局部应用喷头

1）局部应用喷头：分架空型喷头、槽边型喷头，喷头布置应满足喷放气体灭火剂在防护区内“均匀分布”；当保护对象为可燃液体时，喷头射流方向不应朝向液体表面2）全淹没系统的喷头：应接近顶棚或屋顶安装3）设置在粉尘或喷漆作业等场所的喷头，应增设不影响喷射效果的防尘罩4）喷头应注明型号、规格的永久性标志

（2）瓶组。由容器、容器阀（瓶头阀）、安全泄压装置、虹吸管、取样口、检漏装置、充装介质等组成，用于储存和控制灭火剂释放

1）容器：储存灭火剂和启动气体的组件，分无缝和焊接钢质容器，容器与其组件的公称压力应≥在最高境温下所承受的工作压力

2）容器阀：安装在容器上，具有封存、释放、充装、超压泄放（部分结构）等功能，应能在喷出要求的灭火剂量后自动关闭。按“用途”分灭火剂、驱动气体瓶组~2类；按“密封形式”分活塞、膜片密封2类；按“结构形式”分膜片式、差动式（自封式、压臂式）2类；按“启动方式”分气动、电磁、电爆、手动、机械、组合启动6类

（3）选择阀。用于组合分配系统，每个防护区或保护对象在“集流管上的排气支管上”应设置与该区域对应的选择阀，选择阀位置与防护区一一对应，应设置在储存容器间内，且应靠近储存容器且便于操作/检查/维护。选择阀上应设标明防护区的永久性铭牌

1）选择阀分：活塞式、球阀式、气动启动型、电磁启动型、电爆启动型、组合启动型等

2）选择阀可采用：电动、气动、机械操作方式。系统启动时，选择阀应在容器阀“之前或同时”打开；采用灭火剂自身作为启动气源打开的选择阀，可不受此限制。选择阀的公称直径与对应灭火系统主管道公称直径一致

（4）单向阀。按安装在“管路中位置”分：灭火剂流通管路、驱动气体控制管路单向阀；按阀体内活动“密封部件型式”分：滑块型、球型、阀瓣型单向阀；安装方向与介质流向一致。灭火剂流通管路单向阀安装于连接管和集流管之间，即容器阀和集流管之间的管道上，防止灭火剂从集流管向灭火剂瓶组返流；驱动气体管路单向阀安装于启动管路上，用来控制气体流动方向，启动特定的阀门

（5）集流管。是将多个灭火剂瓶组的灭火剂汇集一起，再分配到各防护区的汇流管路

（6）连接管。分容器阀与集流管之间、控制管路连接管。容器阀与集流管之间的连接管应为挠性连接，材质一般为不锈钢or橡胶。输送气体灭火剂的管道（含集流管）应采用无缝钢管且管内/外应进行防腐处理；管道安装在腐蚀性较大的环境里时宜采用不锈钢管；输送启动气体的管道（启动管路）宜采用细Cu管（通用，干粉同理）

（7）安全泄压装置（安全阀）分灭火剂瓶组、驱动气体瓶组、集流管3种安全泄压装置。即，储存容器“容器阀”、组合分配系统中“集流管”上，应设安全泄压装置（安全阀）∵选择阀平时处于关闭状态∴容器阀出口至选择阀进口之间形成1个封闭空间且其容易形成1个危险高压区∴为防止发生误喷射，在集流管末端设置1个泄压装置（安全阀）

（8）驱动装置。用于驱动容器阀、选择阀使其动作，分气动型、引爆型、电磁型、机械型、燃气型等驱动器

（9）检漏装置。用于监测瓶组内介质的压力或质量的损失，包括：压力显示器、称重装置、液位测量装置等

（10）信号反馈装置（压力开关）安装在灭火剂释放管路上或选择阀“前后”，将灭火剂释放的压力或流量信号转换为电信号并反馈

（11）低泄高封阀。为防止驱动气体泄漏累积引起系统误动而在管路中设置的阀门，安装在系统“启动管路”上，正常情况下处于“开启”状态，只有进口压力达到设定压力时才关闭，主要作用是排除由于气源泄漏而积聚在启动管路内的气体

（12）管道。系统管道公称工作压力应≥最高环境温度下所承受的工作压力。管道可采用螺纹连接、法兰连接、焊接，公称直径≤80mm管道，宜采用螺纹连接；公称直径＞80mm管道，宜采用法兰连接（通用，干粉同理）

二、气体系统“工作原理”★★★

（1）高压CO2~、内储压式七氟丙烷~、惰性气体~。防护区火灾→探测器火灾信号→转变为电信号传送到 警灭火控制器→控制器自动发出声光 警并经逻辑判断后→延时（30s）启动联动装置发出系统启动信号→启动驱动气体瓶组上的容器阀→打开防护区选择阀，同时打开灭火剂瓶组的容器阀→灭火剂经连接管汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放，同时安装在管道上的信号反馈装置动作，将信号传送到控制器，由控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。另外，通过“压力开关”监测系统是否正常工作，若启动指令发出，而压力开关信号未反馈，则说明系统故障，值班人员应尽快到储瓶间，手动开启选择阀、储存容器上的容器阀（瓶头阀）

（2）外储压式七氟丙烷~。控制器发出系统启动信号→启动驱动气瓶组上的容器阀→打开防护区选择阀，同时开启加压单元气瓶组的容器阀→加压气体“经减压”进入灭火剂瓶组→加压后的灭火剂汇集到集流管→通过选择阀到达安装在防护区的喷头进行喷放灭火

三、气体系统“控制方式”★★★管 式~有自动（电动）、手动、机械应急手动、紧急启动/停止4种“控制”方式（前3种∈启动方式）预制~仅自动、手动2种“启动”方式（启动∈控制，干粉同理）

（1）自动控制（电动控制）灭火控制器配有感烟和定温式感温火灾探测器。1种探测器发出火灾信号时，控制器仅发出火灾声光 警信号 警，此时如确需启动灭火装置时，可按下“紧急启动按钮”则立即执行1关（关闭通风空调、风机、防火阀、自动门窗等）2等（延时30s，无人工作可0延时，30s可调节）3开启（开阀开阀再开阀：启动气瓶电磁阀（一般为N2）→管路选择阀→灭火剂瓶头阀）进行灭火（1关2等可同步）2种探测器同时发出火灾信号时，控制器发出火灾声光信号，有关人员撤离现场，发出联动指令“123”实施灭火。同时防护分区支管上压力开关动作发出信号给火灾 警控制器→火灾 警控制器打开防护分区外的气体释放警示灯和警铃→信号反馈装置反馈信号到控制中心。如在 警过程中发现不需启动灭火装置，可按下保护区外或控制器操作面板上“紧急停止按钮”（30s内）

门口悬挂的有火灾警铃、声光 警器、紧急启动/停止按钮（距地面1.5m）喷气勿入/气体释放警示灯(通风换气后手动解除）气体系统永久性标志牌。一一对应的有防护区、探测器、启动气瓶

（2）手动控制。将控制器上的控制方式置于“手动”，当火灾探测器发出火警信号时，控制器发出火灾声光 警信号，而不启动灭火装置，需经人员确认火灾后，按下保护区外或控制器操作面板上的“紧急启动按钮”即可启动灭火装置实施灭火（此时 警信号仍存在）

（3）机械应急启动。在控制器失效且值守人员判断为火灾时，应立即通知所有人员撤离，确定所有人员撤离后，方可按以下步骤实施机械应急启动：1）手动关闭联动设备并切断电源（通风空调、风机、防火阀、自动门窗等）2）打开对应保护区的选择阀3）成组或逐个打开对应保护区瓶组上的容器阀，即刻实施灭火（也可先打开启动气瓶电磁阀，若失灵再手动开启选择法/容器阀）

（4）紧急启动/停止。适用于紧急状态。一是值班人员发现火情而控制器未发出声光 警信号，通知并确认所有人员撤离后按下“紧急启动/停止按钮”实施灭火；二是控制器发出声光 警信号并处于延时阶段时，发现误 后，按下“紧急启动/停止按钮”停止灭火（停止正在执行的联动操作）——即无论装置处于自动/手动，按下紧急启动按钮，都可启动装置灭火（仍“123”）

四、气体系统“适用范围”★★★★

（1）适用范围。A类“固表”火灾，但CO2系统可棉毛/织物/纸张等“固深”火灾。B类液体火灾or石蜡/沥青等“可熔化固体”火灾，但七氟丙烷仅可“液表”火灾。C类灭火前可切断气源的气体火灾。E类电气火灾

（2）不适用范围。含氧化剂的化学制品及混合物的火灾，如，硝化纤维/硝酸钠/火药等。金属氢化物火灾，如，钾/钠/镁/钛/锆/铀等活泼金属及其氰化钾/氢化钠等。能自行分解的化学物质，如，过氧化氢、联氨等

“气体”适用CO2固深余表面、七氟液表余液融、断源气体＋电气禁止含氧制品混合物、活泼金属氢化物、过氧化氢与联氨

“细水”适用细水灭火不冷却：固体火灾灭表面、液体火灾＋电气禁止遇水反应需禁止、固体深位不可用、气体火灾不用水

“水雾”适用水雾灭火可冷却：固体火灾可深位、丙液料酒＋电气禁止遇水反应需禁止、高温升压不可用、气体火灾不用水

第3节：气体系统“设计参数”

一、气体系统“安全要求”★★（1~7干粉同理）

（1）防护区走道和出口，必须保证人员能在30s内安全疏散

（2）防护区疏散通道和安全出口，应设消防应急照明和疏散指示标志灯。防护区内设：声 警器，必要时增设闪光 警器；防护区入口设：声光 警器、系统永久性标志牌、喷放指示灯（设在入口正上方，通风换气“后”手动解除）