气体灭火系统是什么？7种常见类型及其工作原理详解-念海消防

本文将为您详细解释气体灭火系统的定义、核心优势，并详解7种常见类型及其工作原理。

一、气体灭火系统是什么？

气体灭火系统是一种利用气体灭火剂作为介质，通过窒息、冷却或化学抑制等机制，在封闭空间内快速扑灭火灾的固定式灭火系统。

它的核心特点是：

清洁：灭火后气体迅速挥发，不留残留物，不损坏精密设备（如电子仪器、服务器、文物档案等）。

高效：灭火速度快，能迅速抑制立体火灾和深位火灾。

全淹没式：在设计浓度下，能扑灭保护区域任何部位的火灾。

电绝缘性好：适用于扑救带电设备火灾。

主要应用场所：数据中心、通信机房、电力变电站、博物馆、图书馆、海上平台、易燃液体仓库等不能或不宜用水灭火的重要或贵重设备场所。

二、7种常见类型及其工作原理详解

气体灭火系统主要可分为三大类：惰性气体、化学药剂（卤代烷烃）和其他类型。

类型一：IG-541（烟烙尽）

组成：由52%氮气（N₂）、40%氩气（Ar）和8%二氧化碳（CO₂）按固定比例混合而成的纯天然惰性气体。

工作原理：物理窒息为主。通过稀释保护区内的氧气浓度至约12.5%-15%（足以支持燃烧的氧气浓度通常需高于15%），同时加入的少量CO₂能刺激人体呼吸，在相对安全的低氧环境下为人员逃生争取时间。

优点：环保无毒（成分即空气成分），对人体安全（在设计浓度下），喷放时无冷凝效应，对设备无影响。

缺点：储存压力高（通常15/20MPa），钢瓶数量多，占用空间大。

类型二：IG-100（氮气灭火系统）

组成：100%的氮气（N₂）。

工作原理：物理窒息。纯粹通过释放大量氮气，将保护区氧气浓度降低至不支持燃烧的水平。

优点：气体来源广泛，环保，喷放后即为普通空气，无毒无害。

缺点：与IG-541类似，需要大量钢瓶，储存和空间要求高。

类型三：IG-55（氩气灭火系统）

组成：50%氩气（Ar）和50%氮气（N₂）的混合物。

工作原理：物理窒息。原理与IG-541、IG-100相同，通过降低氧浓度灭火。

特点：性能介于IG-100和IG-541之间，也是纯物理作用的惰性气体系统。

小结：以上三种惰性气体系统的灭火原理本质相同，都是物理窒息，环保安全是最大优势，但系统所需的储瓶间面积较大。

类型四：七氟丙烷（HFC-227ea）

组成：化学式为CF₃CHFCF₃，是一种无色、无味、不导电的化学气体。

工作原理：化学抑制为主，兼有冷却作用。灭火时，七氟丙烷在高温下分解，分解产物能与燃烧反应中产生的自由基（H·和OH·）发生反应，从而中断燃烧的链式反应，实现快速灭火。同时，药剂本身的汽化会吸收少量热量。

优点：灭火浓度低（通常8%-10%），灭火效率高，钢瓶数量少，占用空间小，对臭氧层无破坏（ODP=0）。

缺点：在高温下（>500℃）会分解产生少量氢氟酸（HF），具有腐蚀性和刺激性。设计浓度下对人员是安全的，但喷放后应通风。

类型五：全氟己酮（FK-5-1-12/Novec1230）

组成：一种新型的氟代酮类化合物。

工作原理：强烈的物理冷却为主，兼具化学抑制。其沸点仅为49.2℃，喷放后迅速汽化，能大量吸收热量，显著降低火焰温度。同时，其分子结构也能干扰燃烧链式反应。

优点：环保性极佳（大气寿命仅5天），毒性极低，在常温下为液体，储存和运输方便（低压储存），是七氟丙烷的优良替代品之一。

缺点：成本相对较高，市场应用历史较七氟丙烷短。

小结：七氟丙烷和全氟己酮都属于化学洁净气体，灭火效率高，所需钢瓶少，是目前最主流的气体灭火系统选择。

类型六：二氧化碳（CO₂）灭火系统

组成：100%的二氧化碳。

工作原理：窒息和冷却双重作用。液态CO₂喷放时迅速汽化，一方面稀释氧气浓度（窒息），另一方面吸收大量热量（约578kJ/kg），使燃烧物表面温度急剧下降。

优点：灭火效能高，价格低廉，对臭氧层无破坏，不导电，无水渍。

缺点：对人体有致命风险（设计灭火浓度34%以上，而人员安全上限为7%），只适用于无人场所或局部应用系统。喷放时会产生干冰，可能产生静电，并导致精密设备表面凝露。

类型七：卤代烷1301（哈龙1301）系统

说明：这是一种已被淘汰但历史上非常重要的类型。

工作原理：极强的化学抑制作用，灭火效率极高。

缺点：对大气臭氧层有严重破坏作用（高ODP值），已被《蒙特利尔议定书》在全球范围内禁止生产和使用（除少数必要场所外）。现在主要用于介绍和对比。

如何选择？

首选环保与安全：有人值守或对环保要求极高的场所，优先考虑IG-541或全氟己酮。

平衡效率与成本：对空间有限、灭火效率要求高的常见电气机房，七氟丙烷是成熟经济的选择。

特殊无人场所：特定的工业设备间（如发电机房、浸渍槽）可考虑二氧化碳系统。

具体选择需根据保护对象、环境要求、空间条件、预算和当地法规进行详细设计和评估。

希望这份详细的解释能帮助您全面理解气体灭火系统。