二氧化碳(CO2)作为灭火剂在工业、商业和交通等领域被广泛应用。其具有不导电、灭火迅速、对设备残留少等优点,适用于扑救电气火灾和一些液体火灾。然而,二氧化碳在使用过程中存在着明显的危险性和限制,如果不正确操作或忽视防护,会对人员安全和灭火效果造成严重影响。本文系统阐述二氧化碳气体灭火的基本原理、适用范围、主要优缺点,并重点分析使用过程中的注意事项、风险控制和应急处置建议,旨在为相关管理者、操作人员与安全监督者提供参考和实践指导。
一、二氧化碳灭火的基本原理与特性
灭火机理
二氧化碳灭火的核心机理主要包括隔绝氧气与冷却两方面。当CO2释放到燃烧区域时,会迅速稀释空气中的氧气浓度至燃烧无法继续维持的水平(多数燃烧过程需要至少约15%—16%的氧气),同时CO2释放过程伴随气体膨胀和冷却作用,降低燃烧物与周围温度,从而实现熄灭火焰。物理与化学特性
无色无味、在常温常压下为气体,受压或低温可液化储存;
不燃、不导电、化学惰性较强,对大多数材料无腐蚀性及残留污染;
密度大于空气(约1.5倍),在静止环境下容易在低洼区域积聚;
在高浓度下对人体有窒息性危害,且在释放瞬间伴随低温液化气体汽化,可能造成冻伤。
二、适用范围与局限性
适用范围
电气设备火灾:配电室、电气柜、变压器等场所,因其不导电且残留少,能够在不损坏电气设备的前提下扑灭火焰;
液体可燃物火灾:对燃油、溶剂等小范围表面燃烧,封闭或半封闭空间内效果较好;
适用于某些精密设备或重要文物场合,避免水或粉末类灭火剂的二次损坏。
局限性
对于固体深层或高热释放率的材料(如木材、大量纸张、堆积塑料)灭火效果不佳,因为CO2主要作用于气相抑制火焰,对固体表层下的复燃隐患存在限制;
对开阔、通风环境与风力干扰下灭火效能大打折扣,气体易被迅速稀释或吹散;
人员安全风险高:在人员可能存在的空间使用会造成窒息风险;
低温释放可能导致设备及管路结霜或冻伤人员。
三、二氧化碳灭火的主要优点与风险
优点
灭火迅速、对火源附近设备损害小、无导电性;
使用后无粉尘、无水渍,对敏感设备、精密仪器影响小;
容器储存稳定、维护相对简单,便于在固定或移动灭火系统中应用。
风险
窒息风险:在密闭空间内,CO2浓度超过一定水平会导致缺氧、昏迷甚至死亡;
冻伤与低温损伤:液态CO2汽化吸热,喷射处温度极低,接触局部可能造成冻伤,亦会对管路和阀门产生低温应力;
再燃与不完全灭火:未能完全覆盖或者气体被稀释,火源可能复燃,且短时间通风可能导致残存热源再次引燃可燃气体;
误操作和设备故障可能带来严重后果,如误放空导致突然高浓度气体泄漏、容器破裂等。
四、使用前的准备与风险评估
风险评估
确定火灾类别、燃烧物性质和热释放速率,评估CO2灭火是否为最佳选择;
评估现场空间特性(开敞度、通风状况、是否为低洼处或封闭空间)、人员存在可能性以及围护结构是否利于气体充溢与滞留;
识别周边可能的二次危害(如电气设备因冷缩产生附加风险、与其他化学品反应等)。
制度与标识
配套建立CO2灭火系统操作规程、维护保养计划与应急预案;
在安装和储存处设置明显警示标识(如“二氧化碳灭火系统—禁止进入/切勿靠近”),并标注危险区域、紧急停止阀位置与疏散路线;
定期对相关人员开展培训与应急演练,确保熟悉系统工作原理、启动与停用流程、个人防护及人员撤离策略。
人员与防护装备
禁止在有人员活动的密闭空间中使用或自动触发CO2系统,除非已确认无人或人员被安全撤离;
操作人员应佩戴合适的个人防护装备(PPE):防护手套、防冻手套、护目镜或面罩、呼吸防护设备(必要时)、防滑鞋等;
配备氧气或空气呼吸器以便进入可能残留CO2的空间进行救援或确认工作,但仅由受过专责训练的救援人员使用。
五、操作与应用注意事项
启动前检查
检查气瓶或储罐压力是否在规定范围内、阀门与管路无可见损伤或结霜、指示器与自动触发装置工作正常;
确认警报与联锁装置功能正常,确保在系统启动时可以及时切断电源、疏散人员并发出声光警报;
确定排气与通风路径,避免因误操作引起邻近空间危险。
启动与释放
在人工启动前,必须确保受影响区域内无人并完成必要的安全隔离;如果为自动系统,则应保证自动启动前有延时警报和人员撤离程序;
启动时应遵循厂家与系统设计规定的顺序和节奏,避免瞬间超量释放导致容器或管线损坏;
注意喷嘴方向与气体流动规律,尽量使CO2以覆盖燃烧区的方式释放,避免喷向人员撤离路线或通风口。
使用时的现场管理
发出明显的警示并封锁危险区域,阻止无关人员靠近;
监测环境氧浓度,必要时使用氧浓度仪或CO2检测器,确认达到灭火浓度并保持足够时间以防复燃;
注意观察热源与复燃迹象,必要时在安全确认后进行补充释放或采用其他灭火手段(如干粉或水雾)结合灭火。
灭火后处理
在确认完全扑灭并且无复燃危险前,不要解除封锁或允许人员返回;复燃风险尤其在堆积物与深层燃烧物中更高;
进行逐步通风,切勿骤然开启大风量通风导致残留火星与易燃蒸气扩散;通风前应再次确认灭火状态;
对设备与场所进行检查,评估低温造成的机械或电气损伤,检测管路、阀门、密封件等是否需要更换或修复;
记录事故与处置经过,分析原因并完善预防与改进措施。
六、救援与急救注意事项
窒息救援
若有人因CO2中毒或缺氧晕倒,救援人员必须先确保自身安全并佩戴自护设备(空气呼吸器)再进入现场;
迅速将患者移至空气新鲜处并保持气道通畅,若呼吸停止或心搏停止,应立即进行心肺复苏并在可能情况下尽快送往医院;
对于意识丧失但有呼吸的患者,应给予高流量氧气支持并持续监测生命体征。
冻伤与低温伤处理
若接触到液态CO2造成冻伤,应立即用温水(不超过40°C)温和回暖,不要摩擦受伤部位;在条件许可下尽快就医;
关注低温对设备或容器造成的结构性损害,避免在损伤未处理前再次启用系统。
七、维护管理与法规标准
定期维护
按照相关行业标准与制造商要求,对CO2储罐、气瓶、阀门、管路、喷嘴、报警与联锁系统定期检查与维修;
做好压力检测、泄漏检测、驱动装置与阀门灵活性的功能性测试,及时更换老化或受损部件;
建立并保存维护、检验与演练记录,作为安全管理与合规审查依据。
法规与标准遵循
在不同国家与地区,关于CO2灭火系统的安装、使用与维护有具体法规与标准(例如建筑防火规范、职业安全健康标准等),应严格遵守相关法规与强制性标准;
对于高风险场所(如机房、变电站、化工装置等),应进行专项设计审查并取得必要许可与验收。
八、替代与联合灭火策略
替代方案
在有人长期驻留或通风良好场所,优先考虑使用对人员更安全的灭火系统,如惰性气体(氮气、氩气混合物)或洁净气体灭火剂(如IG-541、FK系列),这些灭火剂在达到灭火效果的同时对人员危害较小;
对于固体深层燃烧或堆积物火灾,考虑使用干粉、泡沫或水雾等更适合深层冷却与渗透的灭火介质。
联合灭火策略
在复杂火灾场景中,可采用CO2与其他灭火剂联合使用:针对初期电气或液体火灾可先采用CO2快速扑灭明火,再用干粉或水雾处理残留热点与防止复燃;
联合策略需在设计时考虑不同灭火剂之间的相容性与对设备的综合影响,确保不存在不良化学或物理相互作用。
智淼消防主营:北京无管网柜式、有管网七氟丙烷气体灭火系统;厨房、二氧化碳、IG541灭火系统;气溶胶灭火设备;从事海湾利达气体灭火装置图纸设计,施工,安装,维修保养,价格优惠,上门安装!电话:18910580194(何经理),海湾利达气体灭火安装网站:http://qt.gstxf.com/;全国免费热线:4006-598-119。