热分解产物的生成量与灭火剂浓度有关
NRL(美国海军研究实验室)的试验表明:灭火剂浓度越高(其它条件相同),热分解产物也就越少。这也是因为,如果相同时间参加反应的FM-200分子数越多,火灾就越容易被扑灭,热分解产物也就越少。由于有公式3:
C(灭火剂设计浓度, %)= Cmin(灭火剂最小灭火浓度, %)* F(保险系数)
因此,对于同一种可燃物,保险系数越高,灭火剂浓度就越高,生成的分解产物也就越少。(图3中试验采用的是500kw的大火,该试验不是典型的A类保护区火灾的情况)。
图3:
热分解产物的生成量与报警和延迟时间有关
另外,Hughes Associates Inc的试验显示,如图4,延迟时间在小于30秒时,各种燃料的火所产生的热分解产物量很小(低于200ppm),而随着延迟时间的延长,扑灭火灾所产生的热分解产物的量明显增加了。这说明:在其它条件相同的情况下,HF的生成量还与火灾探测器的灵敏度及喷放前延迟时间的长短有关。不难理解,火焰初期,由于火焰所产生的热量较小,灭火时产生的热分解产物也比较少;相反的,随着延迟时间的延长,火焰体积增大后的热能释放增多,灭火产生的热分解产物就越多。
图4:
热分解产物的生成量与可燃物种类及其存储、放置方式等因素有关
热分解产物的生成量与A类燃料的种类有关。由于各种燃料在燃烧时释放能量的多少不同,各种材料的灭火最小浓度也不相同,因此同一灭火剂浓度下,各种燃料火灾所生成的热分解产物的量也有所不同。
另外,随着火灾的发展,当火灾其它条件相同时,热分解产物生成量与可燃物的存储及放置方式有关。如图:火灾初期,松散堆放的磁带与紧密堆放的磁带所产生的热分解产物量大致相当;而随着火情发展,松散堆放的磁带更快的开始释放比紧密堆放的磁带更多的热能(松散堆放的磁带更容易燃烧),此时松散堆放的磁带所产生的热分解产物也就比较多。
热分解产物浓度与“火焰大小和防护区内容积比值”有关
所谓“火焰大小和防护区内容积比值”,即:
火焰释能/防护区内容积 (kw/m3)
假设火焰体积为8升(0.2m*0.2m*0.2m),则依据公式2,得出火灾生成热量为9.6kw,如果房间内容积为100立方米(4m*10m*2.5m),此时上述比值为0.096 kw/m3,而HF浓度为67ppm;若房间内容积为500立方米(12m*12m*3.47m),此时上述比值为0.019 kw/m3,而HF浓度为13.4ppm。可见,扑灭同样的火灾,若保护区的内容积越大,则HF气体浓度越低。也就是说:“火焰大小和防护区内容积比值”越小,HF气体浓度越低。
由6个不同的独立机构联合实施的试验的一致结果显示(见图5),在这些试验中,FM-200在相同条件下,扑灭的分别是A类火灾(EDP--电子数据处理设备的典型A类火灾)及B类火灾(UL 2166--按照UL2166中B类火灭火的试验方法),试验采用的灭火剂浓度为7%~8%。该图显示:随着“火焰大小与房间体积比值”的增大,HF的浓度也随之增高。另外,图5中A类火的HF浓度都小于200ppm。
利用公式2和图5,可以估算出一般A类火灾的HF的大概生成量或反推出火焰大概的大小。如图5中,B类火的HF浓度在最高点即600ppm的时候,对应的“火焰/保护区体积值”为1.4kw/m3。这就意味着如果在200 m3(10m*8m*2.5m)的房间内,火焰所释放的能量应该在280kw左右,通过公式2可知此时火焰体积约为233升(0.5m*0.5m*0.93m),如此大体积的火灾所产生的热量及烟气对人和设备的影响远远大于这600ppm的危害。
图5:
而且,应当注意的是,该正庚烷火灾模拟的是可燃液体的火灾,通常A 类火灾产生的热能要远低于B类可燃液体火灾所产生的热能,因此所产生的热分解产物浓度更低。
而280kw的大火也不是典型的A类保护区火灾,当火灾释放能量达到280kw时,火灾本身的危害将不亚于HF对设备及人员的影响。
哈龙1301与FM-200在扑灭A类火时所产生的热分解产物的总量基本相当
Hughes Associates Inc.的相关一系列试验。
目的在于测量FM-200在扑灭真实的、最坏情况下的典型A类火(数据处理中心火灾)时所产生的氟化氢气体的浓度。
在所有灭火试验中,灭火剂浓度都为7%,喷放时间都是10秒,并且将所有火灾扑灭。该试验数据显示(见表3):在扑灭同种燃料的典型A类火时,哈龙1301与FM-200的热分解产物的总量基本相同。
表3. 热分解产物生成量测试数据表
试验药剂
防护区体积
探测器距火点水平距离
报警后延时
燃料种类
药剂浓度
喷放时间
热分解产物浓度
HF+HBr
FM-200
72.5m3
4.2m
10~30秒
PC板(电器)
7%
10秒
9~31ppm
FM-200
72.5m3
4.2m
10~30秒
碎纸(深位)
7%
10秒
48~175 ppm
FM-200
72.5m3
4.2m
10~30秒
PVC线缆
7%
10秒
37~58 ppm
哈龙1301
72.5m3
4.2m
10~30秒
PVC线缆
5%
10秒
37 ppm
HBr未计
FM-200
72.5m3
4.2m
10~30秒
磁带卷
7%
10秒
56~89 ppm
哈龙1301
72.5m3
4.2m
10~30秒
磁带卷
4%
10秒
52~62 ppm
新墨西哥洲工程研究所的试验研究也显示:在典型的计算机房和办公场所内,通过对火焰增长模型和试验数据的研究证明,FM-200的热分解产物浓度与哈龙1301的热分解产物的总量基本相同。
作者:Great Lake,文章2004年汇编完成。由36safety整理。
未完!
文章摘自:
1996年《哈龙1301替代品分解产物比较及分析》
根据最近的ISO相关标准,各类灭火药剂的灭火浓度的测定方式有所改变,使用A类可燃物测定A类火的灭火浓度,使用B类可燃物测定B类火的灭火浓度。结果显示,FM-200的A类火灭火浓度比以前用“正庚烷杯灭火法”测试出的浓度降低了25%左右。最新的测试方法更为科学,它充分考虑到了A类与B类火的本质区别,如果运用到今后实际工程设计当中,将会在保证灭火效果的同时,大大降低设备成本。
Hughes Associates. Inc《关于HF对电子及数据处理设备的影响的研究报告》。
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