1简介

　　1990年在蒙特利尔协议刚签订不久，全球都开始停用Halon气体。此时，研究人员针对天然气体的灭火性能进行了一项研究。研究人员根据此次广泛的研究得出结论：使用纯CO2、纯或纯氩气作为灭火气体可以提供性能最好的灭火解决方案。

　　法国燃烧工程协会（CEA）在1997年关于天然气体灭火性能的研究结果再次表明，选用纯天然气体作为灭火介质是最正确的选择。

　　2灭火性能

　　氮气灭火系统的灭火性能主要取决于纯N的惰性。随着纯N2的淹没过程，保护区内的氧气不断减少。火焰的氧气供给被切断，从而导致燃烧率和火焰底部温度的降低。当温度下降到500℃以下时，火焰被扑灭。

　　法国燃烧工程协会（CEA）的实验还显示了另一方面的结果，该结果影响了天然气体的灭火表现。灭火气体分子不同的吸热能力导致天然气体不同的灭火性能。

　　到目前为止，灭火性能最好的是CO2，其次是N和IG541。IG55和氩气的灭火浓度最高。IG541和IG55是预混合天然气体。IG541含52%的N，40%的氩气以及8%的CO2，而IG55含50%的N2和50%的氩气。

　　氮气灭火系统使用的纯N具有化学惰性，因此，它们对三类典型火灾都具有良好的灭火功效：A类火灾（可燃固体物质），B类火灾（可燃液体），C类火灾（可燃气体）。与化学合成的灭火剂不同的是，氮气灭火系统还可以扑灭深度火灾。

　　由于氮气灭火系统选用的纯N取自大气层，因此非常容易制成，在各地都可以方便地获得。这就确保当系统释放后可以非常迅速地进行再充装。

　　氮气灭火系统对生态无害，当确认在灭火过程中没有产生有害物质时，保护区的气体可以通过排烟系统或窗口直接排出。

　　3氮气的应用

　　像其他天然气体一样，N具有化学惰性和弱导电性。这些特性可使氮气灭火系统对火灾危险区进行有效的控制。

　　氮气灭火系统应用广泛，可以对一个或多个保护区进行有效可靠的全淹没灭火。由于氮气灭火系统以高压储存气体，所以可以满足长距离和复杂的管网要求，而这正是化学合成灭火剂所不能实现的。

　　由于C0：只能限制用于特殊场所，所以N.系统就被广泛应用，特别是在那些不能完全排除有人员存在的场所，N：系统的优点更是明显。

　　对于大多数可燃物质，灭火后氧气的浓度一般为12%，相当于人在海拔5000m的地方呼吸。经独立医疗机构证明，如果处在这种环境中的时间不超过60min的话，对人体是没有不良影响的。

　　N.是大气的其中一种成分，它是无毒无害的，我们呼吸的空气中79%是N。

　　N2在200bar（1bar=10Pa）的压力下以气态储存在高压钢瓶中。它通过喷嘴以气态的形式喷放到保护区中。在喷放的过程中，不会出现明显的温度下降，因此也不会形成水雾，从而方便消防队员或保安人员在喷放N2进行淹没灭火后进入保护区。

　　喷放N，进行灭火时，系统发出的噪音和喷放Halon时相似。

　　由于N，和空气的重量相近，所以喷放气体进行淹没灭火时，N可以与周围的空气很好地进行混合。使用进行灭火可以保证保护区内的空气稳定，因为N.喷放后在较长一段时间内，保护区内空气温度的变化率比较低。这就可以保证，在喷放后的10min的浸渍时间内，保护区仍保持设计的灭火浓度，这也满足国际设计规范ISO14520的要求，但以上的前提是保护区密封性良好。

　　如果在气体喷放的过程中或者喷放之后，有人员因为受伤被迫困在保护区内的话，喷放出来的N也可以冲淡空气中有毒物质的浓度。科学研究证明，在这种环境下，人体会自动减慢呼吸频率。

　　这个也是N与IG541不同的地方之一。IG541含N、氩气和CO2，IG541喷放之后，保护区内的CO2浓度就会上升到大约3%，会导致呼吸加速，而纯N可以使人体自动减慢呼吸频率。

　　在国内，已有氮气气体灭火系统通过了国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心的检验。

　　氮气灭火系统是由通过专用的水力计算程序进行设计的。根据喷嘴的压力要求对减压孔板和管网的尺寸进行调节，有关水力计算程序也已通过认证。

　　4系统原理

　　当某一防护区发生火灾时，首先探测到火灾信号的一类探测器将火灾信号传送给控制盘，当火灾被另一类探测器确认后，控制盘经延时至30s时启动火灾区域相对应的启动装置，向防护区释放纯氮气灭火剂。在延时阶段控制盘将完成相关设备的联动。如值班人员先于火灾探测系统发现火情，可直接按下设置在保护区外的手动释放装置或在气瓶间通过紧急机械手动装置直接启动容器阀灭火装置。

　　5设计浓度的讨论

　　5.1设计浓度

　　氮气灭火系统在国际上已被广泛使用，可参考NFPA2001《洁净灭火剂灭火系统标准》或ISO14520-1：

　　2000《气体灭火系统（一般要求）》进行设计的。

　　依据NFPA2001规定：

　　1）A类火灾，由普通可燃物，如木材、布、纸、橡胶或塑料制品引起的火灾。用于扑灭此类火的灭火系统，其最小设计浓度应按其灭火浓度的1.2倍确定。

　　2）B类火灾，用易燃液体、油、脂、焦油、油基涂料、油漆或可燃气体引起的火灾。用于扑灭此类火的灭火系统，其最小设计浓度应按其灭火浓度的1.3倍确定。

　　3）C类火灾，由带电设备引起的火灾。用于扑灭此类火的灭火系统，其最小设计浓度不应小于扑灭A类火的灭火系统的灭火浓度值。

　　NFPA协会最新的会议中确定了有关氮气、氩气和FM200系统的设计浓度要求，请见表1：

　　5.2深层火灾

　　在ISO14520和NFPA2001规范当中，深层火灾如档案或棉花内的火灾都归作A级火。不过，此类情况建议使用高一点的灭火浓度，如法国燃烧工程协会CEA建议对以上三种天然气体使用51%的设计浓度。

　　5.3灭火剂用量

　　表2为NFPA2001规范所列的达到设计浓度所需要的氮气灭火剂用量。