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首例室外无电源式自动泄压装置试验(下)

日期:2019-09-16 12:10
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摘要:

                        首例室外无电源式自动泄压装置试验(下)
摘要:文章揭示了国内首例室外无电源式自动泄压装置,在IG541混合气体灭火系统中的真实模拟试验。通过试验和性能特性参数,说明泄压口产品是气体灭火系统中的必备设备。使人们对泄压口产品设计、使用有更进一步认识。
    关键词:自动泄压装置、泄压口、必备设备、特性。

朱劲武

(北京利达海鑫灭火系统设备有限公司,北京100176)

    3试验方法及相关要求

    3.1试验环境

    环境温度:24°C~28°C;

    相对湿度:55%;

    大气压力:102KPa(1个大气压)

    3.2试验室与设备

    3.2.1试验空间

    试验室容积为108m3,长8.45m,宽4m,高3.2m。试验室门一张,高2.15m,

    宽0.8m。窗户两个,高1.06m,宽0.7m,玻璃厚度为3mm。在试验室2/3净高2.2m处安装泄压口产品。

    试验室处于相对密封状态。也就是说本试验采用90升钢瓶一个,内充装1.44MPa氮气,释放到防护区内,当试验室处于优良密封状态时,压力值应显示为1.2KPa,而检测压力值为0.1~0.2KPa。说明试验室的密封性不是很好。目前大多数气体灭火系统防护区的密封性能不会比试验室的密封性差,许多防护区要求恒温恒湿的环境,因此对密封性的要求就更高。

    3.2.2输气管道与喷嘴

    试验室内安装DN32的管道和两个喷嘴,均布于试验室顶部。

    3.2.3B类火试验油盘及燃料罐

    试验室中心放置B类火灾试验油盘,直径为500mm,内盛装40mm高度的93号汽油,下部垫20mm高度水。试验室四角对角线处,各放置燃料罐两个,两个放在地面上,另两个离地面1.8m高处,内盛装93号汽油。

    3.3压力测量

    试验室安装压力变送器和合压力表。

    3.4气体灭火系统设备

    在108m3试验室灭B类(汽油)火灾时,若采用IG541混合气体灭火系统,灭火设计浓度为37.5%,理论计算IG541混合气体药剂量为73.5Kg,则应采用70升钢瓶5个。

    GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》国家标准中3.2.6条规定,防护区围护结构承受内压的允许压强,不宜低于1200Pa。一般设定泄压口产品的开启工作压力不超过1200Pa,才能确保防护区围护结构的安全。当70升5个钢瓶内的IG541混合气体全部释放到108m3试验室内,也就是说当采用的IG541混合气体灭火系统,气体喷射到设计的防护区容积内,当防护区优良密封时,释放的气体压强将是1200Pa的43.6倍以上;当防护区处于相对密封状态(指108m3试验室密封状态)时,释放的气体压强是它的21.8倍以上。从这两组数据来看,泄压口产品在IG541混合气体灭火系统防护区做真实模拟试验是非常危险的,也是非常有必要的。这说明泄压口是气体灭火系统的必备重要设备。

    3.5泄压口产品

    采用XWZ15/1.2型室内无电源盖式泄压口(自动泄压装置)产品做本次试验,它的泄压面积为0.15m2。它具有结构简单、零部件少、无需电源、开启压力准确、漏风量小、工作可靠、无故障率、启闭灵活、单价低等特点。 
   
   4试验过程与参数

    4.1 IG541混合气体灭火系统减压特性和参数(见图一)

IG541混合气体灭火系统减压特性和参数    

    从图一中三条曲线,可以看出,IG541混合气体灭火系统从钢瓶中释放出来时,在单位时间内,减压孔板前和减压孔板后及喷嘴出口压力分别为:

    (1)第1S时:分别为14.68MPa、4.96MPa、3.52MPa;

    (2)第2S时:分别为14.66MPa、6.7MPa、5.21MPa;

    (3)第3S时:分别为14.55MPa、5.86MPa、4.58MPa;

    (4)第5S时:分别为14.12MPa、4.64MPa、3.63MPa;

    (5)第10S时:分别为11.98MPa、2.88MPa、2.26MPa;

    (6)第15S时:分别为9.31MPa、2MPa、1.57MPa;

    (7)第20S时:分别为6.89MPa、1.48MPa、1.16MPa;

    (8)第30S时:分别为3.80MPa、0.76MPa、0.59MPa;

    (9)第40S时:分别为2.13MPa、0.36MPa、0.28MPa;

    (10)第50S时:分别为1.25MPa、0.15MPa、0.12MPa;

    (11)第60S时:分别为0.77MPa、0.05MPa、0.04MPa。

    从图一减压特性曲线可以看出,减压孔板前的压力等于钢瓶内压力,它大于减压孔板后的压力,喷嘴压力*小。第2S时减压孔板后的压力和喷嘴出口压力达到*大值,分别为6.7MPa和5.21MPa。IG541气体灭火系统有效喷射时间大约为48S。

    4.2 试验室内压力特性和参数

试验室内压力特性和参数    

    从图二试验室内压力特性曲线可以看出,IG541混合气体灭火系统中的灭火气体经管道和两个喷嘴释放到防护区内时,在单位时间内,试验室内的压力值急骤变化与IG541混合气体灭火系统释放的压力大小、速度和泄压口开启面积大小、开启次数紧密相关,试验参数如下:(1)XWZ15/1.2型室外无电源式泄压口总计开启了四次,前三次开启的压力均为1.05~1.10KPa,第四次开启的压力大约为1.0KPa。其它两台备用泄压口均没有开启。(2)泄压口四次开启的时间分别为第2S、第6S、第9S、第14S,每次开启时间大约为1S左右。(3)泄压口在14S内连续开启四次后,第17S时第五次达到0.8KPa的*高值,但泄压口没有开启。试验室内的压力值大约经过16S的时间缓慢降至0.3KPa。(4)试验室内放置的五盘93号汽油火,大约在8S左右全部熄灭。查阅本公司IG541混合气体灭火系统送检国家检测中心,B类火灾试验,灭火时间为48S。两者相比,灭火时间减少约40S。其主要原因是本试验室和泄压口密封性较好,灭火气体药剂量流失较少,短时间内使试验室能迅速达到灭火浓度。

  5结论和建议

    通过上述XWZ15/1.2型室外壁挂无电源盖式自动泄压装置(泄压口)产品,在IG541混合气体灭火系统试验室的真实模拟试验,得出如下结论:

    (1)国内首例泄压口在相对密封的试验室内试验,开启和关闭压力值准确、可靠,能确保防护区的安全,试验是成功的。试验室内的门、窗、玻璃及其它实物均完好无损。

    (2)IG541、高压二氧化碳、七氟丙烷气体灭火系统的灭火气体药剂,释放到相对密封的防护区内,防护区内的*大压力值将超过10级狂风的风压(0.5KPa)。台风风压不大,但风力持续时间长,所以破坏力大。而气体灭火系统喷射的气体是瞬时释放,破坏力是瞬间的。所以,我们应充分认识到这一点。建议防护区设在高层建筑、玻璃幕墙的、防护区具有相对密封状态的区域,若采用IG541和高压二氧化碳气体灭火系统,配套的泄压口产品应通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检测中心检测并获得检验报告;并建议实际采用的泄压口面积应大于理论计算的泄压面积一倍左右。

    (3)通过理论研究和试验,证明泄压口产品是气体灭火系统中的必备重要部件。合格的泄压口产品既能起到防护区内超压气体释放的作用,又能避免防护区内灭火气体药剂量的不必要的流失,确保防护区内火灾以*短时间扑救,将火灾损失降低到*小。

    (4)目前有小部分消防工程商和用户用与泄压口配套的辅助设备——固定格栅,也称风口部件来代替泄压口产品,欺骗检查方,蒙混通过消防监督部门的验收。一旦发生火灾,气体灭火药剂将通过风口部件大量泄漏,严重影响防护区内灭火药剂浓度,将直接导致火灾不能扑救,给人民生命、财产带来巨大损失。通过此次真实模拟试验,我们应清楚的知道泄压口产品的用途和实际作用。切不可用固定格栅,也称风口部件来代替泄压口产品。

    (5)本次试验向本人和同仁揭示了在安装有泄压口装置的防护区,它的压力变化特性和泄压口的运行过程。通过本次试验参数,使本人对泄压口设计、计算、使用有了更进一步认识。本人将通过对其它种类、规格产品进行试验后,在后续的文章中进行阐述。

    参考文献:

    〔1〕GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》

    〔2〕GB50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》

    收稿日期:2009-07-20   修订日期:2009-08-07

    作者地址:北京市北京经济技术开发区荣京东街17号北京利达海鑫公司

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