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全氟已酮灭火剂灭火装置储罐密封件选型分析

消防科学与技术 2020年第11期39卷 1545-1547页

作者：郭春亮鲁锐华余瑞秦沛文闫立帆黄昌龙湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

介绍了工程应用中以全氟已酮灭火剂为灭火介质的灭火装置储罐出现的相容性、腐蚀性问题,通过浸泡实验采用称重、排水、目测的方法分析了6类O型密封圈与灭火剂的相容性,以及灭火剂对6类金属材料的腐蚀性,以此论证了密封件宜采用的非金属... 详细信息

介绍了工程应用中以全氟已酮灭火剂为灭火介质的灭火装置储罐出现的相容性、腐蚀性问题,通过浸泡实验采用称重、排水、目测的方法分析了6类O型密封圈与灭火剂的相容性,以及灭火剂对6类金属材料的腐蚀性,以此论证了密封件宜采用的非金属材料和金属材料,为以全氟已酮灭火剂为灭火介质的灭火装置储罐密封件的选型提供参考。

关键词：全氟己酮灭火剂密封件腐蚀性

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新型高沸点气体灭火剂灭航空煤油火性能

消防科学与技术 2019年第12期38卷 1726-1729页

作者：陈涛胡成陈旸应急管理部天津消防研究所

依据彭-罗斌迅方程计算全氟己胴和一溴三氟丙烯在不同温度下的比容,采用Cup-burner实验装置分别测试全氟己酮和一溴三氟丙烯对航空煤油火的临界灭火参数,对比分析两种新型高沸点气体灭火剂对航空煤油火的灭火性能。结果表明,全氟己酮和... 详细信息

依据彭-罗斌迅方程计算全氟己胴和一溴三氟丙烯在不同温度下的比容,采用Cup-burner实验装置分别测试全氟己酮和一溴三氟丙烯对航空煤油火的临界灭火参数,对比分析两种新型高沸点气体灭火剂对航空煤油火的灭火性能。结果表明,全氟己酮和一浃三氟丙缔对于航空煤油火均具有较好的灭火性能,全氟己酮的临界灭火浓度约为4.7%,—溴三氟丙烯临界灭火浓度约为5.2%。全氟己酮灭火剂比一淡三氟丙烯具有更加显著的冷却降温作用,在20℃设计温度下,全氟己酮的临界灭火质量浓度为704 g/m^3,比一溴三氟丙烯高约69%。

关键词：全氟己酮一溴三氟丙烯高沸点气体灭火剂灭火性能

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模块化数据中心感烟灭火装置优化设计

消防科学与技术 2022年第1期41卷 100-103页

作者：刘建翔李宗赵志鹏李绍鹏齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东济南250014 山东省科学院自动化研究所山东济南250014

针对模块化数据中心感烟灭火装置火灾探测灵敏度低、灭火介质效率低、储压式设计存在危险等问题,设计火灾探测与灭火一体化的感烟灭火装置。基于Mie散射原理,利用主动空气采样感烟探测技术进行早期火灾探测;利用光学仿真软件对探测暗室... 详细信息

针对模块化数据中心感烟灭火装置火灾探测灵敏度低、灭火介质效率低、储压式设计存在危险等问题,设计火灾探测与灭火一体化的感烟灭火装置。基于Mie散射原理,利用主动空气采样感烟探测技术进行早期火灾探测;利用光学仿真软件对探测暗室的光路进行模拟仿真,优化设计探测暗室结构;发明一种非储压式、洁净环保型全氟己酮灭火装置,装置具有多级报警设计。经测试,装置初、中、高级报警灵敏度分别为0.05,0.11,0.21 db/m。感烟灵敏度为Ⅰ级,灭火剂平均喷射时间为7.2 s,灭火时间平均为11.2 s,具有较高灵敏度和良好灭火能力,能够保障数据中心设备安全运行。

关键词：模块化数据中心感烟探测全氟己酮优化设计

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瓦斯爆炸过程中多种灭火剂的阻爆特征研究

瓦斯爆炸过程中多种灭火剂的阻爆特征研究

作者：苏振国河南理工大学

学位级别：硕士

为了探究多种抑制剂对甲烷爆炸传播火焰的影响,设计了一种能探测火焰和喷射抑制剂的主动式系统。该系统主要多个分系统组成,分别为管道系统、充气系统、点火系统、阻爆系统和采集系统。根据现有的实验条件设计系统,并在实验过程中采集... 详细信息

为了探究多种抑制剂对甲烷爆炸传播火焰的影响,设计了一种能探测火焰和喷射抑制剂的主动式系统。该系统主要多个分系统组成,分别为管道系统、充气系统、点火系统、阻爆系统和采集系统。根据现有的实验条件设计系统,并在实验过程中采集并记录实验中所涉及的爆炸压力变化、爆炸火焰的传播过程、喷洒抑制剂的用量和压力等相关数据。在甲烷预混气体爆炸后,阻爆系统中的主动阻爆装置开启,驱动抑制剂喷出并在管道内形成抑制区域,进而阻止爆炸火焰形成和继续传播,并最终实现爆炸火焰在管道内停止传播。通过改变气体种类得到不同的爆炸火焰传播规律,然后协同ABC干粉灭火剂来研究对瓦斯爆炸传播的阻爆作用。此外在自主设计管道平台上,通过改变全氟己酮用量和CO、N的压力,来研究全氟己酮和CO、N气体协同对瓦斯爆炸火焰的抑爆作用,并对此进行定性和定量分析。通过实验发现,管道内喷入纯甲烷气体、氮气、二氧化碳、9.5%预混甲烷等四种气体会使瓦斯爆炸火焰的速度降低,其中纯甲烷气体抑制效果最好,使爆炸火焰的速度降低了24.5%。对爆炸超压曲线分析得出,纯甲烷气体对爆炸超压的抑制作用比二氧化碳和氮气强。在纯甲烷的减速抑制作用下,下游用更少的ABC干粉就能扑灭爆炸火焰,更容易实现阻爆。通过对纯甲烷的抑爆反应机理分析发现,纯甲烷不仅对碳氢燃料产生的自由基进行强烈的抑制和阻断,还对氧气产生的自由基进行抑制,说明喷入纯甲烷比二氧化碳具有更强的抑爆作用。通过研究全氟己酮和CO气体对瓦斯爆炸传播过程的影响发现,实验中CO和N不能单独实现阻爆,而全氟己酮能单独实现阻爆。全氟己酮与一定压力的CO或N混合喷出有利于全氟己酮完全汽化和提升其抑制阻爆的能力,当CO气体的压力为1.1MPa时,熄灭火焰所需的全氟己酮用量比单独使用全氟己酮熄灭火焰的用量下降78.3%,此时的全氟己酮与CO气体对爆炸火焰的协同抑制作用恰好达到最佳效果。全氟己酮与CO复合剂降低第二超压峰值的作用强于N和全氟己酮的复合剂。全氟己酮的化学抑制机理在于它遇高温分解产生大量的CF?、CF?和F?等自由基,优先与预混气产生的O??、H?、OH?自由基结合,从而对爆炸反应具有抑制和阻断效果。

关键词：二氧化碳全氟己酮 ABC干粉氮气甲烷抑制机理火焰减速阻爆

有机/无机复合介质的制备及其燃烧抑制性能的研究

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有机/无机复合介质的制备及其燃烧抑制性能的研究

作者：杨兴北京化工大学

学位级别：硕士

燃烧是一种化学现象,本质是自由基链式反应。在生产生活中,我们有时要利用燃烧产生的热量,有时也要规避燃烧带来的危险。燃烧失去控制就会演变为火灾,不但会威胁人的生命安全,也会造成社会财产的严重损失。市面上常见的灭火剂存在成分... 详细信息

燃烧是一种化学现象,本质是自由基链式反应。在生产生活中,我们有时要利用燃烧产生的热量,有时也要规避燃烧带来的危险。燃烧失去控制就会演变为火灾,不但会威胁人的生命安全,也会造成社会财产的严重损失。市面上常见的灭火剂存在成分单一、灭火效能低、降低火焰区域温度功能性差、腐蚀性较大、抗复燃性差等不足,亟需开发一种新的兼具各种组分的复合灭火介质以解决上述问题。烟火药的缓慢燃烧可以应用于一些特殊场合,例如航天器某些部件的缓慢展开和充气式止血绷带的展开等。这些都需要烟火药的燃烧过程受到一定程度的抑制,从而达到缓慢展开的效果。因此,本论文先是利用全氟己酮和多孔材料开发了一种新型有机/无机复合介质,然后又用酶催化聚合法合成了四种聚酯,探究了二者在燃烧抑制方面的性能和作用。具体研究内容如下。将全氟己酮以物理吸附的方式负载到多孔分子筛上,得到复合介质,并对其进行了FT-IR和NMR等表征,证实了负载实验的成功。对吸附条件进行了正交试验优化,得出最优反应条件:单位质量分子筛(1 g)下全氟己酮的添加量为6 m L,分子筛预处理温度500℃,抽真空时间1 h,减压吸附时间8 h。此条件下,全氟己酮负载量为8.57%。然后,将负载工艺放大制备复合介质,在相同条件下测试其燃烧抑制性能,采用A、B类火灾实验模型。结果显示,复合介质的燃烧抑制性能是普通ABC干粉的3倍。然后,探究了复合介质燃烧抑制性能优异的机制,并进行了阐述。通过酶催化聚合的手段合成了四种聚酯作为烟火药的粘合剂,分子量均在800～6000 g/mol之间。将酶催化聚酯用于烟火药的燃烧抑制,与传统的粘合剂酚醛树脂作对比,发现其对烟火药的燃烧抑制率为27.10%,使得烟火药的燃烧速率更加缓慢,缓燃性能优异。探究了酶催化聚酯对烟火药燃烧抑制的机理,并引用“网兜”理论成功进行了解释。

关键词：燃烧抑制全氟己酮分子筛脂肪酶聚酯烟火药缓燃

B类火作用下哈龙替代型含氟灭火剂的热分解特性

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B类火作用下哈龙替代型含氟灭火剂的热分解特性

作者：覃况南京理工大学

学位级别：硕士

哈龙替代型含氟灭火剂灭火过程中会产生毒性气体,严重威胁到火场中的人员和仪器设备,为了探索毒性气体生成的影响因素,本文分别研究了在不同火源功率和不同灭火剂过火时间条件下,三氟甲烷,五氟乙烷,六氟丙烷,七氟丙烷和全氟己酮五种哈... 详细信息

哈龙替代型含氟灭火剂灭火过程中会产生毒性气体,严重威胁到火场中的人员和仪器设备,为了探索毒性气体生成的影响因素,本文分别研究了在不同火源功率和不同灭火剂过火时间条件下,三氟甲烷,五氟乙烷,六氟丙烷,七氟丙烷和全氟己酮五种哈龙替代型含氟灭火剂在1m3灭火室内与正庚烷火焰相互作用的热分解特性,并采用气相色谱-质谱联用技术和离子色谱对热分解气体产物进行定性定量分析。研究结果表明,正庚烷火焰作用下五种含氟灭火剂的热分解气体产物中都含有氟化氢,且随着火源功率的增大,灭火剂过火时间的增长,氟化氢的生成量均呈增加的趋势。在灭火剂过火时间为30s的条件下,当火源功率不超过2.49kW时,五种含氟灭火剂与正庚烷火焰作用后的氟化氢生成量整体上由大到小的顺序为全氟己酮>五氟乙烷>七氟丙烷>三氟甲烷>六氟丙烷;在火源功率为4.79kW的条件下,当灭火剂过火时间不超过20s时,五种含氟灭火剂与正庚烷火焰作用后的氟化氢生成量整体上由大到小依次为全氟己酮>五氟乙烷>六氟丙烷>七氟丙烷>三氟甲烷。当火源功率达到4.79kW,灭火剂过火时间达到30s时,七氟丙烷热分解后生成的氟化氢量迅速增加,五种含氟灭火剂与正庚烷火焰作用后的氟化氢生成量由大到小的顺序为七氟丙烷>五氟乙烷>全氟己酮>六氟丙烷>三氟甲烷。但当这些灭火剂过火时间控制在l0s以内时,氟化氢生成量较低,不足以对人体造成危害。在4.79kW火源功率和30s灭火剂过火时间条件下,五种含氟灭火剂的热分解有机气体产物都为含氟烃类物质,且几乎都具有刺激性作用,其中氟化酮类灭火剂全氟己酮与正庚烷火焰作用后的有机气体产物种类最多。

关键词：三氟甲烷五氟乙烷六氟丙烷七氟丙烷全氟己酮火源功率过火时间热分解

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哈龙替代型含氟灭火剂高温热解特性研究

哈龙替代型含氟灭火剂高温热解特性研究

作者：张品南京理工大学

学位级别：硕士

作为最高效洁净的哈龙替代型灭火剂的含氟灭火剂,灭火时会生成毒性气体严重威胁火场中受保护的人员与设备的安全。为探索毒性气体生成的本质原因和影响因素,寻找更安全的含氟灭火剂,本文分别研究了三氟甲烷,五氟乙烷,六氟丙烷,七氟丙烷... 详细信息

作为最高效洁净的哈龙替代型灭火剂的含氟灭火剂,灭火时会生成毒性气体严重威胁火场中受保护的人员与设备的安全。为探索毒性气体生成的本质原因和影响因素,寻找更安全的含氟灭火剂,本文分别研究了三氟甲烷,五氟乙烷,六氟丙烷,七氟丙烷和全氟己酮这五种含氟灭火剂在一个大气压下温度为500-850℃的不锈钢管式反应器的恒温区内停留时间为2-15s时的热解特性,并采用气相,气相质谱,离子色谱和烟气分析仪等分析方法对其气体产物进行定性定量分析。研究结果表明五种含氟灭火剂在本文的实验条件下都发生了热解反应,且随着温度的升高和停留时间的延长,热解反应加剧,原料在反应后气体产物中的含量逐渐降低。同时气体产物种类和总含量增加,大部分气体产物的含量也随之增加。五种含氟灭火剂的有机气体产物基本都是全氟烃类,且有相当一部分为共同产物。剧毒物质全氟异丁烯是五种含氟灭火剂的共同有机气体产物,也是最主要的有机毒性物质,由于其含量随温度的升高和停留时间的延长而增加,有机气体产物的毒性也随之加剧,在相同热解温度和停留时间时有机气体产物的毒性由大到小依次为全氟己酮>三氟甲烷>七氟丙烷>五氟乙烷>六氟丙烷。全氟己酮的无机气体毒性产物主要是一氧化碳且含量较高。其它四种含氟灭火剂热解的无机气体产物毒性主要源于氟化氢,其生成量随温度的升高和停留时间的延长而显著增加,在相同热解温度和停留时间时,每立方米原料气体热解产生的氟化氢的质量由多到少依次为六氟丙烷>三氟甲烷>七氟丙烷>五氟乙烷。

关键词：三氟甲烷五氟乙烷六氟丙烷七氟丙烷全氟己酮热解毒性

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碳酸二甲酯层流燃烧特性及其火焰抑制研究

碳酸二甲酯层流燃烧特性及其火焰抑制研究

作者：李小曼中国科学技术大学

学位级别：硕士

大力发展新能源是缓解能源紧缺和环境污染压力的重要途径。锂电池作为清洁能源,具有高比能量,长循环寿命等优点,正广泛应用于新能源汽车,储能等领域。但锂电池蓬勃发展的同时,锂电池火灾事故也层出不穷。为有效防止锂电池火灾,应重点关... 详细信息

大力发展新能源是缓解能源紧缺和环境污染压力的重要途径。锂电池作为清洁能源,具有高比能量,长循环寿命等优点,正广泛应用于新能源汽车,储能等领域。但锂电池蓬勃发展的同时,锂电池火灾事故也层出不穷。为有效防止锂电池火灾,应重点关注锂电池着火物质及其燃烧特性。碳酸二甲酯（DMC）作为锂电池的重要电解液组分,在锂电池中含量高,且具有易挥发性和可燃性,是锂电池燃烧的主要原料,因此本文研究主要围绕DMC展开。DMC层流燃烧特性是验证化学反应机理准确性和可靠性的重要依据,也是研究DMC火灾的基础。为探究DMC层流燃烧特性,本文借助定容燃烧弹实验平台,记录了 DMC分别在合成空气（21%O2/79%N2）和在氧气/氦气混合物（14.3%O2/85.7%He）中的火焰传播过程,测得了在初始温度为373 K,初始压力为1—8 atm下混合物的层流火焰速度和马克斯坦长度,验证了前人发展的DMC详细化学反应动力学机理。运用CHEMKIN-Pro软件,计算了路易斯数、火焰厚度以及密度比等特征参数。结合敏感性分析探究了压力对火焰传播速度的化学效应,结果显示压力增大会促进消耗活性自由基的链终止反应,进而造成层流火焰速度的降低。实验过程中发现在压力大于2 atm时,DMC/21%O2/79%N2会出现火焰不稳定性,但是将N2替换为He可以有效抑制火焰不稳定性的产生。对DMC火焰抑制的机理研究和基元反应动力学过程分析,是锂电池火灾防治基础研究的重点。为探究全氟己酮（C6F12O）对DMC火焰的抑制作用,本文构建了 C6F12O作用于DMC火焰的详细化学反应动力学机理,并运用CHEMKIN-Pro软件,计算了 DMC/C6F12O/air混合物在1—5 atm下的层流火焰速度和绝热火焰温度。结果表明C6F12O可以有效抑制DMC层流火焰速度,但在极贫燃情况下添加少量（1.62%）抑制剂促进了 DMC的燃烧。与纯DMC燃烧情况相似,初始压力增大会造成DMC/C6F12O/air混合物层流火焰速度减小,但是压力增大也会减弱C6F12O的抑制效果。抑制机理分析结果表明,C6F12O在DMC火焰中会分解产生C3F7、CF3和CF2等有效抑制中间体,它们通过消耗H,O和OH自由基进而抑制火焰传播。

关键词：碳酸二甲酯全氟己酮层流火焰速度火焰不稳定性火焰抑制机理

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直流输电换流阀防火及灭火系统方案设计研究

电工技术 2021年第12期 175-179页

作者：李旭升范彩云刘堃王晓民张佳庆许继集团有限公司河南许昌461000 许继电气股份有限公司河南许昌461000 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230000

换流阀作为直流输电工程的核心设备之一,其可靠稳定运行对直流输电系统显得尤为重要。换流阀本体主要采用户内安装、悬吊式设计,其整体结构复杂,电气和机械接头繁多,并长期运行在高电压、大电流、强电磁场环境下,阀塔内非阻燃材料、器... 详细信息

换流阀作为直流输电工程的核心设备之一,其可靠稳定运行对直流输电系统显得尤为重要。换流阀本体主要采用户内安装、悬吊式设计,其整体结构复杂,电气和机械接头繁多,并长期运行在高电压、大电流、强电磁场环境下,阀塔内非阻燃材料、器件故障、接头发热、水路或局部放电等导致的火灾时有发生。为此,分析梳理换流阀火灾发生机理,制定换流阀的年度检修、抽检测试等运维防火措施,提出一种近距离、安全高效的阀塔自动升降灭火系统设计方案,该方案采用清洁、无二次污染的全氟己酮灭火剂介质,依据不同的悬吊布置方式设计了剪叉式和支撑式两种升降灭火结构,其结构设计有效减少灭火后挫力,保障灭火时的精准稳定性,同时结合阀厅火灾报警信息判断相应的起火阀塔,以及阀组及空调等停运状态信息连锁控制,安全可靠启动灭火升降系统,自动跟踪阀层着火点开展高效灭火,有效避免阀塔火情扩大,降低了火灾损失。

关键词：换流阀防火灭火升降系统全氟己酮