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《气体灭火系统设计规范》主要条款摘录和解释

日期:2019-05-25 05:35
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摘要:
                    作者      北京利达海鑫灭火系统设备有限公司        朱劲武(13910793712)
(一)、规范主要条款摘录和解释
2.1.1 防护区Protectedarea
满足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。指防护区不可关闭的泄压口面积应小于防护区总面积的1~3%。
2.1.2全淹没灭火系统Totalfloodingextinguishingsystem
在规定的时间内,向防护区喷放设计规定用量的灭火剂,并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。
2.1.3管网灭火系统Pipingextinguishingsystem
按一定的应用条件进行设计计算,将灭火剂从储存装置经由干管支管输送至喷放组件实施喷放的灭火系统。
2.1.4预制灭火系统Pre-engineeredsystems
按一定的应用条件,将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统。
解释:无管网灭火系统有两种类型,一种是预制灭火系统,另一种是柜式气体灭火装置。柜式气体灭火装置由预制灭火系统、火灾探测部件、火灾报警控制器部件组成。目前国内、外大多数火灾探测部件、火灾报警控制器部件与柜体分装,故发生火灾后,人员不可能到发生火灾的防护区内操作启动控制器。
2.1.5组合分配系统Combineddistributionsystems
用一套气体灭火剂储存装置通过管网的选择分配,保护两个或两个以上防护区的灭火系统。
2.1.9 浸渍时间 Soakingtime
在防护区内维持设计规定的灭火剂浓度,使火灾完全熄灭所需的时间。
2.1.10泄压口Pressurereliefopening
灭火剂喷放时,防止防护区内压超过允许压强,泄放压力的开口。
解释:泄压口是用于安装消防泄压(口)装置的,平时处于常闭状态,当压力达到规定的设计压力值时,将自动开启泄压,保护防护区墙体、门窗和玻璃等不受到破坏,并使灭火剂达到一定的浸渍时间,以确保防护区内火灾完全熄灭。
2.1.14热气溶胶Condensedfireextinguishingaerosol
由固体化学混合物(热气溶胶发生剂)经化学反应生成的具有灭火性质的气溶胶,包括 S型热气溶胶、K型热气溶胶和其它型热气溶胶。
解释:热气溶胶产品不是洁净气体灭火剂,出口温度相当高,喷射后会在设备等物品表面散落很多粉尘。当湿度比较大时,设备等表面会有一层黑色油垢,沉降到设备电路板上将很难**,时间长了,很有可能会造成短路。而因短路会造成设备经常出现故障,故障很难进行排查。目前有许多省市和铁路、移动机站等行业禁止使用气溶胶产品。
3.1.4两个或两个以上的防护区采用组合分配系统时,一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个。
3.1.5组合分配系统的灭火剂储存量,应按储存量*大的防护区确定。
3.1.7灭火系统的储存装置72小时内不能重新充装恢复工作的,应按系统原储存量的100%设置备用量 。
3.1.10同一防护区,当设计两套或三套管网时,集流管可分别设置,系统启动装置必须共用。各管网上喷头流量均应按同一灭火设计浓度、同一喷放时间进行设计。
 解释:也就是说当一个防护区体积很大时,灭火系统集流管大于或等于DN125以上时,灭火系统可单独设置二套或二套以上,但必须同时启动这几套单独的灭火系统。
3.1.14一个防护区设置的预制灭火系统,其装置数量不宜超过10台。
3.1.15同一防护区内的预制灭火系统装置多于1台时,必须能同时启动,其动作响应时差不得大于 2 s 。
解释:表示同一个防护区内安装的预制灭火系统将可能在1~10台间,无论安装多少台,*先启动的与*后启动的时间间隙不得大于2s。如:七氟丙烷气体灭火系统有效喷射时间一般为7~10秒,若各台启动间隔时间太长,则不能确保灭火成功。解决方法有两种:一种是增大气体灭火系统启动控制器(盘)启动电流,这将会造成成本增加;另一种方法是增加一个继电器,由继电器启动各预制灭火系统,继电器由启动控制器(盘)控制。
3.1.18热气溶胶预制灭火系统装置的喷口宜高于防护区地面2.0m。
热气溶胶预制灭火系统出口压力值很低,压力值基本上检测不出,喷射距离月1~2m远。
3.2.1 气体灭火系统适用于扑救下列火灾:
( 1 ) 电气火灾;
( 2 ) 固体表面火灾;
( 3 ) 液体火灾;
( 4 ) 灭火前能切断气源的气体火灾。
注:除电缆隧道 (夹层、井)及自备发电机房外,K型和其它型热气溶胶预制灭火系统不得用于其它电气火灾。
解释:气体灭火系统*大的特点是洁净、绝缘性能好,喷射后设备和环境表面无任何残留物存在。主要指七氟丙烷、混合气体(IG-541)、二氧化碳、三氟甲烷、氢气、氮气与氩气气体灭火系统。冷、热气溶胶不是洁净气体。
这几种气体的主要特点和区别:七氟丙烷、混合气体(IG-541)、灭火剂只适用全淹没环境中和表面固体火灾的灭火。七氟丙烷气体适用于经常有人的场所,设备所占面积*小;混合气体(IG-541)气体适用于人员不能撤离的场所,是绿色环保气体,设备所占面积大,大约是七氟丙烷的5~6倍。二氧化碳灭火剂不但可以扑灭固体火灾,也可对部分深位火灾进行灭火,缺点是有即冷作用,不能用于保护高精度电子设备,不能用于经常有人场所,待人员撤离后,方能使用。
3.2.6防护区围护结构承受内压的允许压强,不宜低于1200Pa。
建筑物的内压允许压强      
建筑物类型
允许压强 (Pa)
轻型和高层建筑
1200
标准建筑
2400
重型和地下建筑
4800
3.2.7防护区应设置泄压口,七氟丙烷灭火系统的泄压口应位于防护区净高的2/3以上。
解释:大多数气体灭火系统的灭火药剂重量均大于空气比重,灭火系统喷嘴一般安装在防护区顶上,灭火剂一般由上向下喷射,防护区内地面的灭火浓度*高,顶部灭火浓度*低。若泄压口安装在净高2/3以上时,排泄的超压气体主要是压缩空气,从而减少了灭火药剂的外泄,有利于提高灭火的可靠性。
3.2.8防护区设置的泄压口,宜设在外墙上。泄压口面积按相应气体灭火系统设计规定计算。
3.2.9喷放灭火剂前,防护区内除泄压口外的开口应能自行关闭。
3.3.2固体表面火灾的灭火浓度为5.8%,其它灭火浓度可按本规范附录A 中附表 A-1的规定取值,惰化浓度可按本规范附录 A 中附表A-2的规定取值。本规范附录A中未列出的,应经试验确定。
3.3.3图书、档案、票据和文物资料库等防护区,灭火设计浓度宜采用10%。
3.3.4油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区,灭火设计浓度宜采用9%。
3.3.5通讯机房和电子计算机房等防护区,灭火设计浓度宜采用8%。
3.3.6防护区实际应用的浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。
3.3.7在通讯机房和电子计算机房等防护区,设计喷放时间不应大于8s;在其它防护区,设计喷放时间不应大于10s。
3.3.8 灭火浸渍时间应符合下列规定:
(1) 木材、纸张、织物等固体表面火灾,宜采用20min;
(2) 通讯机房、电子计算机房内的电气设备火灾,应采用5min;
(3) 其它固体表面火灾,宜采用10min;
( 4) 气体和液体火灾,不应小于1min。
3.3.***氟丙烷单位容积的充装量应符合下列规定:
(1) 上等增压储存容器,不应大于1120kg/m3;
(2) 二级增压焊接结构储存容器,不应大于950kg/m3;
(3) 二级增压无缝结构储存容器,不应大于1120kg/m3;
(4) 三级增压储存容器,不应大于1080kg/m3。
3.4.1IG541混合气体灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍,惰化设计浓度不应小于灭火浓度的1.1倍。
3.4.2固体表面火灾的灭火浓度为28.1%,其它灭火浓度可按本规范附录 A 中附表A-3的规定取值,惰化浓度可按本规范附录 A 中附表A-4的规定取值。本规范附录A中未列出的,应经试验确定。
3.4.3当IG541混合气体灭火剂喷放至设计用量的95%时,喷放时间不应大于 60s 且不应小于 48 s 。
4.1.1储存装置的布置,应便于操作、维修及避免阳光照射。操作面距墙面或两操作面之间的距离,不宜小于1.0m,且不应小于储存容器外径的1.5倍。
4.1.4在储存容器或容器阀上,应设安全泄压装置和压力表。组合分配系统的集流管,应设安全泄压装置。安全泄压装置的动作压力,应符合相应气体灭火系统的设计规定。
4.1.8喷头的布置应满足喷放后气体灭火剂在防护区内均匀分布的要求。当保护对象属可燃液体时,喷头射流方向不应朝向液体表面。
4.1.9 管道及管道附件应符合下列规定:
(1) 输送气体灭火剂的管道应采用无缝钢管。其质量应符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T8163、《高压锅炉用无缝钢管》GB5310等的规定。无缝钢管内外应进行防腐处理,防腐处理宜采用符合环保要求的方式。
 (2) 管道的连接,当公称直径小于或等于80mm时,宜采用螺纹连接;大于80mm时,宜采用法兰连接。钢制管道附件应内外防腐处理,防腐处理宜采用符合环保要求的方式。使用在腐蚀性较大的环境里,应采用不锈钢的管道附件。
5.0.4灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒性反应浓度(NOAEL浓度)的防护区和采用热气溶胶预制灭火系统的防护区,应设手动与自动控制的转换装置。当人员进入防护区时,应能将灭火系统转换为手动控制方式;当人员离开时,应能恢复为自动控制方式。防护区内外应设手动、自动控制状态的显示装置。
5.0.9组合分配系统启动时,选择阀应在容器阀开启前或同时打开。
(二)、系统设计计算
、七氟丙烷气体灭火系统设计计算(摘录自七氟丙烷产品说明书)
•  设计前提
•  保护区的尺寸。
•  保护对象。
•  保护区的*低、*高温度。
•  保护区的海拔高度。
• 钢瓶间的尺寸、门的位置、防护区与瓶组间的位置方向及钢瓶位置。
• 计算七氟丙烷(HFC-227ea)的设计用量
(1) 按公式计算:
式中   W :灭火剂重量( kg );
V :保护区净容积( m3 );
S:七氟丙烷(HFC-227ea)蒸汽比容(m3/kg);
S=0.1269+0.000513t式中t:防护区*低环境温度(℃),一般 t= 20 ℃ ;
C :灭火设计浓度或惰化设计浓度( % );
K:海拔高度修正系数,按附表二取值,一般k=1。
(2)利用表格,直接查出系数再决定灭火剂设计用量。七氟丙烷(HFC-227ea)全淹没灭火剂量见(附表一)。
附表一
温度
T
蒸汽
比容 S
m3/kg
被保护空间单位体积所需 HFC-227EA的重量W/V(kg/m3)
            设计浓度(体积百分比)
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)当系统安装位置地理高度不同时,应根据海拔高度的修正系数调整灭火剂用量。海拔高度修正系数见(附表二)。
附表二
海拔高度( m )
修正系数
- 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
单位
上等 2.5MPa
二级 4.2MPa
焊接容积
无缝容积
*大填充密度
kg/m3
≤ 1120
≤ 950
≤ 1120
50 ℃ 时容器*大工作压力
MPa
4.2
6.7
6.7
20 ℃ 时工作压力
MPa
2.5
4.2
4.2
*大浓度校核:
C=(100×W×C)/(V+W×C)<10.5%
式中 W :选用的灭火剂重量( kg )
S:保护区的*高环境温度下HFC-227EA蒸汽比容(m3/kg)
V:保护区的总容积减去空间内长久建筑构件的体积(m3)
C :浓度( % )
•  计算钢瓶数量
式中
W : 灭火剂重量( kg );
Vb : 表示钢瓶容积,一般常用有 70 、 90 、120、150、180 升 五种;
f :灭火剂*大填充密度( kg/m3或kg/dm3),它的大小值选择主要依据钢瓶离喷嘴之间距离决定。柜式气体灭火装置,一般 f= 1.12 kg /dm3。当采用20℃时,工作压力为4.2pa有管网七氟丙烷灭火系统时,依据本公司多年理论和工作经验,建议如下(供参考):当瓶组间与喷嘴距离L≤30M 时, f= 0.8kg/dm 3 ;当 L ≤ 4 0M 时, f= 0.75 kg / dm 3 ;当 L≤65M时, f= 0.65 kg / dm3;
n1:表示灭火剂钢瓶数量(个)。钢瓶数量只能取整数,为了降低灭火系统总造价成本,n1数值越接近整数值,成本越低,可用不同规格钢瓶容积计算获取n 1 的*大整数值。
•  主干管和集流管流量计算:
•  主干管流量计算
•  管网布置
管网可以采用均衡布置和非均衡布置,尽可能将管网按均衡系统布置,可简化管网液体计算。由于HFC-227ea为两相流动,一般采用三通管作分流,分流出口应水平布置。
• 七氟丙烷气体灭火系统必须同时符合以下三条规定:
( 1 ) 喷嘴出口压力 Pc :上等 2.5MPa,系统Pc≥0.6MPa (优良压力);二级 4.2MPa ,系统 P c ≥ 0.7MPa (优良压力);
( 2)Pc≥;也就是说喷嘴出口压力应大于过程中点时容器的内压力;
(3)管网的管道内容积,不应大于该灭火药剂储瓶总容积的80%。
(Ⅱ)混合气体(IG541)灭火系统设计计算(摘录自混合气体(IG541)产品说明书)
1 、 设计前提
( 1 ) 保护区的尺寸。
( 2 ) 保护对象。
( 3 ) 保护区的*低、*高温度。
( 4 ) 保护区的海拔高度。
(5)瓶组间的尺寸、门的位置、防护区与瓶组间的位置方向及钢瓶位置。
2、设计计算混合气体(IG—541)灭火系统主要性能参数
( 1)防护区灭火设计用量或惰化设计用量计算
式中:W——灭火设计用量或惰化设计用量(Kg);
C1——灭火设计浓度或惰化设计浓度(%);电气火灾、表面固体火灾、可燃液体和气体火灾,一般取 C=37.5%;
V —— 防护区净容积( m 3 );
S——灭火剂气体在101KPa大气压和防护区*低环境温度下的质量体积(m 3 / Kg );
K——海拔高度修正系数,可按本规范附录B的规定取值。
S=0.6575+0.0024 · T
式中: T——表示防护区*低环境温度(℃),一般T=20℃。
系统灭火剂储存量,应为防护区灭火设计用量及系统灭火剂剩余量之和;系统灭火剂剩余量应按下式计算:
Ws ≥ 2.7Vo+2.0Vp
式中: Ws ——系统灭火剂剩余量(kg);
Vo ——系统全部储存容器的总容积(m3);
Vp —— 管网的管道内容积( m 3 )。
( 2)利用表格,直接查出系数可决定灭火剂设计用量。混合气体(IG—541 )全淹没灭火剂量查附表一。
附表一
IG-541单位体积全淹没灭火剂需用量
温度
(℃)
蒸汽比容 S
(m 3 /kg)
被保护空间单位体积需 IG - 541 的重量 m/V ( kg/m 3 )
设计浓度(体积百分比)
 
 
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