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      《氣體滅火系統設計規范》主要條款摘錄和解釋

      日期:2022-05-14 08:20
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      摘要:
                          作者      北京利達海鑫滅火系統設備有限公司        朱勁武(13910793712)
      (一)、規范主要條款摘錄和解釋
      2.1.1 防護區Protectedarea
      滿足全淹沒滅火系統要求的有限封閉空間。指防護區不可關閉的泄壓口面積應小于防護區總面積的1~3%。
      2.1.2全淹沒滅火系統Totalfloodingextinguishingsystem
      在規定的時間內,向防護區噴放設計規定用量的滅火劑,并使其均勻地充滿整個防護區的滅火系統。
      2.1.3管網滅火系統Pipingextinguishingsystem
      按一定的應用條件進行設計計算,將滅火劑從儲存裝置經由干管支管輸送至噴放組件實施噴放的滅火系統。
      2.1.4預制滅火系統Pre-engineeredsystems
      按一定的應用條件,將滅火劑儲存裝置和噴放組件等預先設計、組裝成套且具有聯動控制功能的滅火系統。
      解釋:無管網滅火系統有兩種類型,一種是預制滅火系統,另一種是柜式氣體滅火裝置。柜式氣體滅火裝置由預制滅火系統、火災探測部件、火災報警控制器部件組成。目前國內、外大多數火災探測部件、火災報警控制器部件與柜體分裝,故發生火災后,人員不可能到發生火災的防護區內操作啟動控制器。
      2.1.5組合分配系統Combineddistributionsystems
      用一套氣體滅火劑儲存裝置通過管網的選擇分配,保護兩個或兩個以上防護區的滅火系統。
      2.1.9 浸漬時間 Soakingtime
      在防護區內維持設計規定的滅火劑濃度,使火災完全熄滅所需的時間。
      2.1.10泄壓口Pressurereliefopening
      滅火劑噴放時,防止防護區內壓超過允許壓強,泄放壓力的開口。
      解釋:泄壓口是用于安裝消防泄壓(口)裝置的,平時處于常閉狀態,當壓力達到規定的設計壓力值時,將自動開啟泄壓,保護防護區墻體、門窗和玻璃等不受到破壞,并使滅火劑達到一定的浸漬時間,以確保防護區內火災完全熄滅。
      2.1.14熱氣溶膠Condensedfireextinguishingaerosol
      由固體化學混合物(熱氣溶膠發生劑)經化學反應生成的具有滅火性質的氣溶膠,包括 S型熱氣溶膠、K型熱氣溶膠和其它型熱氣溶膠。
      解釋:熱氣溶膠產品不是潔凈氣體滅火劑,出口溫度相當高,噴射后會在設備等物品表面散落很多粉塵。當濕度比較大時,設備等表面會有一層黑色油垢,沉降到設備電路板上將很難**,時間長了,很有可能會造成短路。而因短路會造成設備經常出現故障,故障很難進行排查。目前有許多省市和鐵路、移動機站等行業禁止使用氣溶膠產品。
      3.1.4兩個或兩個以上的防護區采用組合分配系統時,一個組合分配系統所保護的防護區不應超過8個。
      3.1.5組合分配系統的滅火劑儲存量,應按儲存量*大的防護區確定。
      3.1.7滅火系統的儲存裝置72小時內不能重新充裝恢復工作的,應按系統原儲存量的100%設置備用量 。
      3.1.10同一防護區,當設計兩套或三套管網時,集流管可分別設置,系統啟動裝置必須共用。各管網上噴頭流量均應按同一滅火設計濃度、同一噴放時間進行設計。
       解釋:也就是說當一個防護區體積很大時,滅火系統集流管大于或等于DN125以上時,滅火系統可單獨設置二套或二套以上,但必須同時啟動這幾套單獨的滅火系統。
      3.1.14一個防護區設置的預制滅火系統,其裝置數量不宜超過10臺。
      3.1.15同一防護區內的預制滅火系統裝置多于1臺時,必須能同時啟動,其動作響應時差不得大于 2 s 。
      解釋:表示同一個防護區內安裝的預制滅火系統將可能在1~10臺間,無論安裝多少臺,*先啟動的與*后啟動的時間間隙不得大于2s。如:七氟丙烷氣體滅火系統有效噴射時間一般為7~10秒,若各臺啟動間隔時間太長,則不能確保滅火成功。解決方法有兩種:一種是增大氣體滅火系統啟動控制器(盤)啟動電流,這將會造成成本增加;另一種方法是增加一個繼電器,由繼電器啟動各預制滅火系統,繼電器由啟動控制器(盤)控制。
      3.1.18熱氣溶膠預制滅火系統裝置的噴口宜高于防護區地面2.0m。
      熱氣溶膠預制滅火系統出口壓力值很低,壓力值基本上檢測不出,噴射距離月1~2m遠。
      3.2.1 氣體滅火系統適用于撲救下列火災:
      ( 1 ) 電氣火災;
      ( 2 ) 固體表面火災;
      ( 3 ) 液體火災;
      ( 4 ) 滅火前能切斷氣源的氣體火災。
      注:除電纜隧道 (夾層、井)及自備發電機房外,K型和其它型熱氣溶膠預制滅火系統不得用于其它電氣火災。
      解釋:氣體滅火系統*大的特點是潔凈、絕緣性能好,噴射后設備和環境表面無任何殘留物存在。主要指七氟丙烷、混合氣體(IG-541)、二氧化碳、三氟甲烷、氫氣、氮氣與氬氣氣體滅火系統。冷、熱氣溶膠不是潔凈氣體。
      這幾種氣體的主要特點和區別:七氟丙烷、混合氣體(IG-541)、滅火劑只適用全淹沒環境中和表面固體火災的滅火。七氟丙烷氣體適用于經常有人的場所,設備所占面積*??;混合氣體(IG-541)氣體適用于人員不能撤離的場所,是綠色環保氣體,設備所占面積大,大約是七氟丙烷的5~6倍。二氧化碳滅火劑不但可以撲滅固體火災,也可對部分深位火災進行滅火,缺點是有即冷作用,不能用于保護高精度電子設備,不能用于經常有人場所,待人員撤離后,方能使用。
      3.2.6防護區圍護結構承受內壓的允許壓強,不宜低于1200Pa。
      建筑物的內壓允許壓強      
      建筑物類型
      允許壓強 (Pa)
      輕型和高層建筑
      1200
      標準建筑
      2400
      重型和地下建筑
      4800
      3.2.7防護區應設置泄壓口,七氟丙烷滅火系統的泄壓口應位于防護區凈高的2/3以上。
      解釋:大多數氣體滅火系統的滅火藥劑重量均大于空氣比重,滅火系統噴嘴一般安裝在防護區頂上,滅火劑一般由上向下噴射,防護區內地面的滅火濃度*高,頂部滅火濃度*低。若泄壓口安裝在凈高2/3以上時,排泄的超壓氣體主要是壓縮空氣,從而減少了滅火藥劑的外泄,有利于提高滅火的可靠性。
      3.2.8防護區設置的泄壓口,宜設在外墻上。泄壓口面積按相應氣體滅火系統設計規定計算。
      3.2.9噴放滅火劑前,防護區內除泄壓口外的開口應能自行關閉。
      3.3.2固體表面火災的滅火濃度為5.8%,其它滅火濃度可按本規范附錄A 中附表 A-1的規定取值,惰化濃度可按本規范附錄 A 中附表A-2的規定取值。本規范附錄A中未列出的,應經試驗確定。
      3.3.3圖書、檔案、票據和文物資料庫等防護區,滅火設計濃度宜采用10%。
      3.3.4油浸變壓器室、帶油開關的配電室和自備發電機房等防護區,滅火設計濃度宜采用9%。
      3.3.5通訊機房和電子計算機房等防護區,滅火設計濃度宜采用8%。
      3.3.6防護區實際應用的濃度不應大于滅火設計濃度的1.1倍。
      3.3.7在通訊機房和電子計算機房等防護區,設計噴放時間不應大于8s;在其它防護區,設計噴放時間不應大于10s。
      3.3.8 滅火浸漬時間應符合下列規定:
      (1) 木材、紙張、織物等固體表面火災,宜采用20min;
      (2) 通訊機房、電子計算機房內的電氣設備火災,應采用5min;
      (3) 其它固體表面火災,宜采用10min;
      ( 4) 氣體和液體火災,不應小于1min。
      3.3.***氟丙烷單位容積的充裝量應符合下列規定:
      (1) 上等增壓儲存容器,不應大于1120kg/m3;
      (2) 二級增壓焊接結構儲存容器,不應大于950kg/m3;
      (3) 二級增壓無縫結構儲存容器,不應大于1120kg/m3;
      (4) 三級增壓儲存容器,不應大于1080kg/m3。
      3.4.1IG541混合氣體滅火系統的滅火設計濃度不應小于滅火濃度的1.3倍,惰化設計濃度不應小于滅火濃度的1.1倍。
      3.4.2固體表面火災的滅火濃度為28.1%,其它滅火濃度可按本規范附錄 A 中附表A-3的規定取值,惰化濃度可按本規范附錄 A 中附表A-4的規定取值。本規范附錄A中未列出的,應經試驗確定。
      3.4.3當IG541混合氣體滅火劑噴放至設計用量的95%時,噴放時間不應大于 60s 且不應小于 48 s 。
      4.1.1儲存裝置的布置,應便于操作、維修及避免陽光照射。操作面距墻面或兩操作面之間的距離,不宜小于1.0m,且不應小于儲存容器外徑的1.5倍。
      4.1.4在儲存容器或容器閥上,應設安全泄壓裝置和壓力表。組合分配系統的集流管,應設安全泄壓裝置。安全泄壓裝置的動作壓力,應符合相應氣體滅火系統的設計規定。
      4.1.8噴頭的布置應滿足噴放后氣體滅火劑在防護區內均勻分布的要求。當保護對象屬可燃液體時,噴頭射流方向不應朝向液體表面。
      4.1.9 管道及管道附件應符合下列規定:
      (1) 輸送氣體滅火劑的管道應采用無縫鋼管。其質量應符合現行國家標準《輸送流體用無縫鋼管》GB/T8163、《高壓鍋爐用無縫鋼管》GB5310等的規定。無縫鋼管內外應進行防腐處理,防腐處理宜采用符合環保要求的方式。
      ?。?) 管道的連接,當公稱直徑小于或等于80mm時,宜采用螺紋連接;大于80mm時,宜采用法蘭連接。鋼制管道附件應內外防腐處理,防腐處理宜采用符合環保要求的方式。使用在腐蝕性較大的環境里,應采用不銹鋼的管道附件。
      5.0.4滅火設計濃度或實際使用濃度大于無毒性反應濃度(NOAEL濃度)的防護區和采用熱氣溶膠預制滅火系統的防護區,應設手動與自動控制的轉換裝置。當人員進入防護區時,應能將滅火系統轉換為手動控制方式;當人員離開時,應能恢復為自動控制方式。防護區內外應設手動、自動控制狀態的顯示裝置。
      5.0.9組合分配系統啟動時,選擇閥應在容器閥開啟前或同時打開。
      (二)、系統設計計算
      、七氟丙烷氣體滅火系統設計計算(摘錄自七氟丙烷產品說明書)
      ?  設計前提
      ?  保護區的尺寸。
      ?  保護對象。
      ?  保護區的*低、*高溫度。
      ?  保護區的海拔高度。
      ? 鋼瓶間的尺寸、門的位置、防護區與瓶組間的位置方向及鋼瓶位置。
      ? 計算七氟丙烷(HFC-227ea)的設計用量
      (1) 按公式計算:
      式中   W :滅火劑重量( kg );
      V :保護區凈容積( m3 );
      S:七氟丙烷(HFC-227ea)蒸汽比容(m3/kg);
      S=0.1269+0.000513t式中t:防護區*低環境溫度(℃),一般 t= 20 ℃ ;
      C :滅火設計濃度或惰化設計濃度( % );
      K:海拔高度修正系數,按附表二取值,一般k=1。
      (2)利用表格,直接查出系數再決定滅火劑設計用量。七氟丙烷(HFC-227ea)全淹沒滅火劑量見(附表一)。
      附表一
      溫度
      T
      蒸汽
      比容 S
      m3/kg
      被保護空間單位體積所需 HFC-227EA的重量W/V(kg/m3)
                  設計濃度(體積百分比)
      6
      7
      8
      9
      10
      11
      12
      13
      14
      15
      - 10
      0.1215
      0.5254
      0.6196
      0.7158
      0.8142
      0.9147
      1.0174
      1.1225
      1. 2301
      1.3401
      1.4527
      - 5
      0.1241
      0.5141
      0.6064
      0.7005
      0.7967
      0.8951
      0.9957
      1.0985
      1. 2038
      1.3114
      1.4216
      0
      0.1258
      0.5034
      0.5936
      0.6858
      0.7800
      0.8763
      0.9748
      1.0755
      1.1785
      1.2839
      1. 3918
      5
      0.1294
      0.4932
      0.5816
      0.6719
      0.7642
      0.8586
      0.9550
      1.0537
      1.1546
      1.2579
      1.3636
      10
      0.1320
      0.4834
      0.5700
      0.6585
      0.7490
      0.8414
      0.9360
      1.0327
      1.1316
      1.2328
      1.3364
      15
      0.1347
      0.4740
      0.5589
      0.6457
      0.7344
      0.8251
      0.9178
      1.0126
      1.1096
      1.2089
      1.3105
      20
      0.1373
      0.4650
      0.5483
      0.6335
      0.7205
      0.8094
      0.9004
      0.9934
      1.0886
      1.1859
      1.2856
      25
      0.1399
      0.4564
      0.5382
      0.6217
      0.7071
      0.7944
      0. 8837
      0.9750
      1.0684
      1.1640
      1. 2618
      30
      0.1425
      0.4481
      0.5284
      0.6104
      0.6943
      0.7800
      0.8676
      0.9573
      1.0490
      1.1428
      1.2188
      35
      0.1450
      0.4401
      0.5190
      0.5996
      0.6819
      0.7661
      0.8522
      0.9402
      1.0303
      1.1224
      1.2168
      40
      0.1476
      0.4324
      0.5099
      0.5891
      0.6701
      0.7528
      0.8374
      0.9239
      1.0124
      1.1029
      1.1956
      45
      0.1502
      0.4250
      0.5012
      0.5790
      0.6586
      0.7399
      0.8230
      0.9080
      0.9950
      1.0840
      1.1751
      50
      0.1527
      0.4180
      0.4929
      0.5694
      0.6476
      0.7276
      0.8093
      0.8929
      0.9784
      1.0660
      1.1555
      55
      0.1553
      0. 4111
      0.4848
      0.5600
      0.6369
      0.7156
      0.7960
      0.8782
      0.9623
      1.0484
      1.1365
      60
      0.1578
      0.4045
      0.4770
      0.5510
      0.6267
      0.7041
      0.7832
      0.8641
      0.9469
      1.0316
      1.1183
      65
      0.1604
      0.3980
      0.4694
      0.5423
      0.6167
      0.6929
      0.7707
      0.8504
      0.9318
      1.0152
      1. 1005
      70
      0.1629
      0. 3919
      0.4621
      0.5338
      0.6072
      0.6821
      0.7588
      0.8371
      0.9173
      0.9994
      1.0834
      75
      0.1654
      0.3859
      0.4550
      0.5257
      0.5979
      0.6717
      0.7471
      0.8243
      0.9033
      0.9841
      1.0668
      80
      0.1679
      0. 3801
      0.4482
      0.5178
      0.5890
      0.6617
      0.7360
      0.8120
      0.8898
      0.9694
      1.0509
      85
      0.1704
      0.3745
      0.4416
      0.5102
      0.5803
      0.6519
      0.7251
      0.8000
      0.8767
      0.9551
      1.0354
      90
      0.1730
      0.3690
      0.4351
      0.5027
      0.5717
      0.6423
      0.7145
      0.7883
      0.8638
      0.9811
      1.0202
      95
      0.1755
      0.3638
      0.4290
      0.4956
      0.5636
      0.6332
      0.7044
      0.7771
      0.8516
      0.9277
      1.0057
      100
      0.1780
      0.3587
      0.4229
      0.4886
      0.5557
      0.6243
      0.6945
      0.7662
      0.8396
      0.9147
      0.9916
      (3)當系統安裝位置地理高度不同時,應根據海拔高度的修正系數調整滅火劑用量。海拔高度修正系數見(附表二)。
      附表二
      海拔高度( m )
      修正系數
      - 1000
      1.130
      0
      1.000
      1000
      0.885
      1500
      0.830
      2000
      0.785
      2500
      0.735
      3000
      0.690
      3500
      0.650
      4000
      0.610
      4500
      0.565
      ? 七氟丙烷(HFC-227ea)容器特性:
      特性
      單位
      上等 2.5MPa
      二級 4.2MPa
      焊接容積
      無縫容積
      *大填充密度
      kg/m3
      ≤ 1120
      ≤ 950
      ≤ 1120
      50 ℃ 時容器*大工作壓力
      MPa
      4.2
      6.7
      6.7
      20 ℃ 時工作壓力
      MPa
      2.5
      4.2
      4.2
      *大濃度校核:
      C=(100×W×C)/(V+W×C)<10.5%
      式中 W :選用的滅火劑重量( kg )
      S:保護區的*高環境溫度下HFC-227EA蒸汽比容(m3/kg)
      V:保護區的總容積減去空間內長久建筑構件的體積(m3)
      C :濃度( % )
      ?  計算鋼瓶數量
      式中
      W : 滅火劑重量( kg );
      Vb : 表示鋼瓶容積,一般常用有 70 、 90 、120、150、180 升 五種;
      f :滅火劑*大填充密度( kg/m3或kg/dm3),它的大小值選擇主要依據鋼瓶離噴嘴之間距離決定。柜式氣體滅火裝置,一般 f= 1.12 kg /dm3。當采用20℃時,工作壓力為4.2pa有管網七氟丙烷滅火系統時,依據本公司多年理論和工作經驗,建議如下(供參考):當瓶組間與噴嘴距離L≤30M 時, f= 0.8kg/dm 3 ;當 L ≤ 4 0M 時, f= 0.75 kg / dm 3 ;當 L≤65M時, f= 0.65 kg / dm3;
      n1:表示滅火劑鋼瓶數量(個)。鋼瓶數量只能取整數,為了降低滅火系統總造價成本,n1數值越接近整數值,成本越低,可用不同規格鋼瓶容積計算獲取n 1 的*大整數值。
      ?  主干管和集流管流量計算:
      ?  主干管流量計算
      ?  管網布置
      管網可以采用均衡布置和非均衡布置,盡可能將管網按均衡系統布置,可簡化管網液體計算。由于HFC-227ea為兩相流動,一般采用三通管作分流,分流出口應水平布置。
      ? 七氟丙烷氣體滅火系統必須同時符合以下三條規定:
      ( 1 ) 噴嘴出口壓力 Pc :上等 2.5MPa,系統Pc≥0.6MPa (優良壓力);二級 4.2MPa ,系統 P c ≥ 0.7MPa (優良壓力);
      ( 2)Pc≥;也就是說噴嘴出口壓力應大于過程中點時容器的內壓力;
      (3)管網的管道內容積,不應大于該滅火藥劑儲瓶總容積的80%。
      (Ⅱ)混合氣體(IG541)滅火系統設計計算(摘錄自混合氣體(IG541)產品說明書)
      1 、 設計前提
      ( 1 ) 保護區的尺寸。
      ( 2 ) 保護對象。
      ( 3 ) 保護區的*低、*高溫度。
      ( 4 ) 保護區的海拔高度。
      (5)瓶組間的尺寸、門的位置、防護區與瓶組間的位置方向及鋼瓶位置。
      2、設計計算混合氣體(IG—541)滅火系統主要性能參數
      ( 1)防護區滅火設計用量或惰化設計用量計算
      式中:W——滅火設計用量或惰化設計用量(Kg);
      C1——滅火設計濃度或惰化設計濃度(%);電氣火災、表面固體火災、可燃液體和氣體火災,一般取 C=37.5%;
      V —— 防護區凈容積( m 3 );
      S——滅火劑氣體在101KPa大氣壓和防護區*低環境溫度下的質量體積(m 3 / Kg );
      K——海拔高度修正系數,可按本規范附錄B的規定取值。
      S=0.6575+0.0024 · T
      式中: T——表示防護區*低環境溫度(℃),一般T=20℃。
      系統滅火劑儲存量,應為防護區滅火設計用量及系統滅火劑剩余量之和;系統滅火劑剩余量應按下式計算:
      Ws ≥ 2.7Vo+2.0Vp
      式中: Ws ——系統滅火劑剩余量(kg);
      Vo ——系統全部儲存容器的總容積(m3);
      Vp —— 管網的管道內容積( m 3 )。
      ( 2)利用表格,直接查出系數可決定滅火劑設計用量?;旌蠚怏w(IG—541 )全淹沒滅火劑量查附表一。
      附表一
      IG-541單位體積全淹沒滅火劑需用量
      溫度
      (℃)
      蒸汽比容 S
      (m 3 /kg)
      被保護空間單位體積需 IG - 541 的重量 m/V ( kg/m 3 )
      設計濃度(體積百分比)
       
       
      34%
      38%
      42%
      46%
      50%
      54%
      58%
      62%
      -40
      0.5624
      0.521
      0.600
      0.684
      0.773
      0.870
      0.975
      1.089
      1.214
      -35
      0.5743
      0.511
      0.587
      0.669
      0.757
      0.852
      0.954
      1.066
      1.189
      -30
      0.5863
      0.500
      0.575
      0.656
      0.742
      0.834
      0.935
      1.044
      1.165
      -25
      0.5982
      0.490
      0.564
      0.643
      0.727
      0.818
      0.916
      1.023
      .
       
      1.142
      -20
      0.6102
      0.481
      0.553
      0.630
      0.713
      0.802
      0.898
      1.003
      1.119
      -15
      0.6221
      0.471
      0.542
      0.618
      0.699
      0.786
      0.881
      0.984
      1.098
      -10
      0.6341
      0.463
      0.532
      0.606
      0.686
      0.772
      0.864
       
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