七氟丙烷機房氣體滅火系統設計
發(fā)表日期：2018-01-11 文章來(lái)源：藍狐消防
摘要：七氟丙烷機房氣體滅火系統設計上得考慮到滅火劑的使用，防護區的劃分，設計濃度，浸漬時(shí)間、設計用量、充裝率、管道內容積等。
1.滅火劑
七氟丙烷HFC227ea的化學(xué)分子式為CF3CHFCF3，其質(zhì)量應符合相應安全的技術(shù)指標。
2.防護區
防護區的劃分應符合以下要求。
(1)防護區宜以固定的單個(gè)封閉空間劃分;當同一區間的吊頂和地板下需同時(shí)保護時(shí)，可合為一個(gè)防護區。
(2)當采用管網(wǎng)滅火系統時(shí)，一個(gè)防護區的面積不宜大于800㎡;容積不宜大于3600m3。
(3)當采用預制滅火裝置時(shí)，一個(gè)防護區的面積不宜大于500㎡;容積不宜大于1600m3。
(4)防護區的最低環(huán)境溫度不應低于-l0℃。
(5)防護區圍護結構及門(mén)窗的耐火極限均不應低于0.5h;吊頂的耐火極限不應低于0.25h。
(6)防護區圍護結構承受內壓的允許壓強，不宜低于1.2kpa。
(7)防護區滅火時(shí)應保持封閉條件，除泄壓口以外的開(kāi)口，以及用于該防護區的通風(fēng)機和通風(fēng)管道中的防火閥，在噴放七氟丙烷前，應做到關(guān)閉。
(8)防護區的泄壓口宜設在外墻上，應位于防護區凈高的2/3以上。
泄壓口面積按下式計算:
Fx=0.l5*Q/(Pfx0.5)
式中Fx----泄壓口面積(mz);
Q一一七氟丙烷在防護區的平均噴放速率(kg/s);
Pf一一圍護結構承受內壓的允許壓強(Pa)。
當設有外開(kāi)門(mén)彈性閉門(mén)器或彈簧門(mén)的防護區，其開(kāi)口面積不小于泄壓口計算面積的，不須另設泄壓口。
(9)兩個(gè)或兩個(gè)以上鄰近的防護區，宜采用組合分配系統。
3.設計濃度
七氟丙烷的滅火設計濃度宜采用8%。
4.浸漬時(shí)間
七氟丙烷滅火時(shí)的浸漬時(shí)間，不宜小于3分鐘。
5.設計用量
滅火系統的設計總用量，應為防護區滅火設計用量與系統中噴放不盡的剩余量之和。
(1)防護區滅火設計用量應按下式計算:
W=K*(V/S)*C/(100-C)式中W一一防護區七氟丙烷滅火設計用量(kg);
C----氟丙烷滅火設計濃度(%);
S一-七氟丙烷過(guò)熱蒸氣在101kpa和防護區最低環(huán)境溫度下的比容(m3/kg);
V----防護區的凈容積(m3);
K一一海拔修正系數。
七氟丙烷在不同溫度下的過(guò)熱蒸氣比容，應按下式計算:S=K1+K2*T
式中T一-溫度(C);
K1---0.1269
K2一一0.000513
(2)噴放不盡的剩余量，應包括儲存容器內剩余量和管網(wǎng)內的剩余量。
1)儲存容器內的剩余量，可按儲存容器內引升管管口以下的容器容積計算。
2)均衡管網(wǎng)和只含一個(gè)封閉空間的防護區的非均衡管網(wǎng)，其管道內的剩余量，均可不計。
3)防護區中含兩個(gè)或兩個(gè)以上封閉空間的非均衡管網(wǎng)，其管網(wǎng)內的剩余量，可按管網(wǎng)第1支點(diǎn)后各文管的長(cháng)度，分別取各長(cháng)支管與最短文管長(cháng)度的差值為計算長(cháng)度，計算出的各長(cháng)文管末段的內容積量，應為管網(wǎng)內的容積剩余量。
(3)當滅火系統為組合分配系統時(shí)，設計總用量中有關(guān)防護區滅火設計用量的部分，應采用該組合中防護區設計用量最大者替代。
用于需不間斷保護的防護區滅火系統和超過(guò)8個(gè)防護區組合成的組合分配系統，應設七氟丙烷備用量，備用量按100%確定。
6.七氟丙烷輸送
七氟丙烷滅火系統應采用氮氣增壓輸送，氮氣的含水量不應大于0.006%。額定增壓壓力分為兩級，應符合以下要求:a一級2.5士0.125MPa(表壓);b二級4.2士0.125MPa(表壓)
7.充裝率
儲存容器中七氟丙烷的充裝率，不應大于1150kg/m3。這是150/CD/14520標準規定容器中七氟丙烷的充裝率，不過(guò)在系統設計中為滿(mǎn)足各項設計條件，七氟丙烷充裝率是很難達到這個(gè)上限值;這個(gè)上限是從系統的安裝角度上規定的，并非是設計推薦的應用數據。在初選儲存容器的充裝率時(shí)，建議采用844kg/m3左右。
8.管道內容積
系統管網(wǎng)的管道內容積，不宜大于該系統七氟丙烷充裝容積量的80%。
9.噴放時(shí)間
在主機房防護區，不宜大于7s;其它防護區，不應大于10s。
10.管網(wǎng)
(1)管道。管網(wǎng)管道及其附件應能承受最高環(huán)境溫度下的工作壓力，并應符合以下要求。
1)輸送七氟丙烷的管道應采用無(wú)縫內外鍍鋅鋼管。
2)輸送啟動(dòng)氣體的管道，宜采用銅管。
3)管道的連接當公稱(chēng)直徑小于或等于80mm時(shí)，宜采用螺紋連接:大于80mm時(shí)，宜采用法蘭連接.
4)管網(wǎng)布置設計為均衡系統時(shí)，各個(gè)噴頭，應取相等設計流量;從第1分流點(diǎn)至各噴頭的管道阻力損失，其相互間的最大差值不應大于20%;不能采用四通管件進(jìn)行分流。(七氟丙烷滅火系統管網(wǎng)的布置應盡量采用均衡系統，因為均衡布置可以使滅火劑在防護區均勻分布，有利于滅火;可以不考慮滅火劑在管網(wǎng)中的剩余量，節約滅火劑;另外還可以簡(jiǎn)化管網(wǎng)計算，統一噴頭規格。)
(2)噴頭。噴頭設計應符合以下要求。
1)貼近防護區頂面安裝，距頂面的最大距離不應大于0.5m。
2)噴頭最大保護高度，不宜大于5.0;最小保護高度，不宜小于0.5m。
3)當防護區高度h≤l.5m時(shí)，噴頭的保護半徑，不應大于3.5m;時(shí)，當防護區高度h≥l.5m時(shí)，噴頭的保護半徑保護半徑，不應大于5.0m。
4)噴頭應以其噴射流量和保護半徑進(jìn)行合理配置，滿(mǎn)足七氟丙烷在防護區均勻分布的要求。(3)管網(wǎng)計算。管網(wǎng)計算中有兩大難點(diǎn):一是管道流量，二是管道壓力的確定。
由于七氟丙烷滅火系統采用了氮氣增壓輸送，氮氣增壓方法是采用的定容積酌密封蓄壓方式，在七氟丙烷噴放過(guò)程中無(wú)氮氣補充增壓。這樣的管流計算是比較復雜的。
工程上一般可以沿用鹵代烷滅火系統的慣用做法，以平均流量(即噴頭噴放流量的50%)為瞬時(shí)流量;依據流體力學(xué)管流阻力損失計算基本公式和阻力平方區的尼姑拉茨公式計算管道壓力，確定管網(wǎng)申各段管道直徑。
11.儲存裝置
儲存裝置應由儲存容器、容器閥、單向閥和集流管等組成。預制滅火裝置的儲存裝置應由儲存容器、容器閥組成。
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(dòng)作壓力，應符合以下要求:a儲存壓力為2.5MPa時(shí)，應為4.8士0.4MPa;b儲存壓力為4.2MPa時(shí)，應為6.8士0.4MPa。
在容器閥和集流管之間的管道上應設單向閥。單向閥與容器閥或單向閥與集流管之間應采用軟管連接。儲存容器和集流管應采用支架固定。備用量的儲存容器與主用量的儲存容器應連接在同一集流管上，并能切換使用。
在儲存裝置上應設耐用的固定標牌，標明每個(gè)容器的編號、皮重、滅火劑名稱(chēng)、充裝量、充裝日期和儲存壓力等。
儲存裝置宜設在靠近防護區的專(zhuān)用儲瓶間內。該房間的耐火等級不應低于二級，室溫應為-10℃一50℃，應有直接通向室外或疏散走道的出口。
儲存裝置的布置，應便于操作、維修及防止陽(yáng)光照射。操作面距墻面或兩操作面之間的距離，不宜小于lm。
12.操作控制
采用七氟丙烷滅火系統和預制滅火裝置的防護區，應按現行國家標準《火災自動(dòng)報警系統設計規范》的規定設置火災自動(dòng)報警系統，探測的靈敏度宜采用一級。
滅火系統應設自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和機械應急操作3種啟動(dòng)方式。設置在防護區內的預制滅火裝置應有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種啟動(dòng)方式。在自動(dòng)控制程序中，應安排0一30s可調的延遲噴射的環(huán)節。延遲時(shí)間的設置，應根據人員安全盡快撤離防護區的需要;對于平時(shí)無(wú)人工作的防護區，可設為0.5m。
自動(dòng)控制裝置應在接到兩個(gè)獨立的火災信號后才能啟動(dòng)。手動(dòng)控制裝置和手動(dòng)與自動(dòng)轉換裝置應設在防護區疏散出口的門(mén)外便于操作的地方。機械應急操作裝置應設在儲瓶間內或防護區疏散出口門(mén)外便于操作的地方;并且，其操作方式應經(jīng)兩步完成。
滅火系統與預制滅火裝置的操作與控制，應包括對需聯(lián)動(dòng)的開(kāi)口封閉裝置、通風(fēng)機和防火閥等設各的操作與控制。設有消防控制中心的場(chǎng)所，各防護區滅火控制系統的動(dòng)作信息，應傳送給消防控制中心。這些信息包括火災信息捕獲滅火動(dòng)作、手動(dòng)與自動(dòng)轉換和系統故障等。
滅火系統和預制滅火裝置的供電，應符合現行國家防火標準的規定;保證系統操作和控制需要的壓力和氣量。
13.人員安全
防護區應有足夠寬的疏散通道和出口，保證人員在30S內能撤出防護區。
防護區的疏散通道及出口，應設應急照明與疏散指示標志。防護區內應設火災聲報警器，必要時(shí)，可增設閃光報警器。防護區的入口處應設火災聲、光報警器和滅火劑噴放指示的門(mén)燈，以及防護區采用了七氟丙烷保護的標志牌。噴放門(mén)燈指示，應保持到防護區通風(fēng)換氣后手動(dòng)去除。
防護區的門(mén)應向外開(kāi)啟，并能自行關(guān)閉;疏散出口的門(mén)，必須能從防護區內打開(kāi)。
滅火后的防護區應通風(fēng)換氣，地下防護區和無(wú)窗或設固定窗扇的地上防護區，應設機械排風(fēng)裝置，排風(fēng)口宜設在防護區的下部并應直通室外。
地下儲瓶間應設機械排風(fēng)裝置，排風(fēng)口應設下部直通室外。
技術(shù)術(shù)語(yǔ)
1.全淹沒(méi)滅火系統
在規定的時(shí)間內。向防護區噴射一定濃度的滅火氣體，并使其均勻地充滿(mǎn)整個(gè)防護區的滅火系統。
2.預制滅火裝置
按一定的應用條件，將滅火氣體儲存裝置和噴放噴頭等部件預先組合成套的滅火裝置。
3.組合分配系統
用一套滅火氣體儲薦裝置保護兩個(gè)或兩個(gè)以上防護區的滅火系統。
4.滅火濃度
在101kpa大氣和規定的溫度條件下，撲滅某種火災所需滅火氣體在空氣中的最小體積百分比。
5.浸漬時(shí)間
在防護區內維持定的滅火氣體濃度，使火災完全熄滅所需的時(shí)間。
6.充裝率
充裝在儲存容器的滅火氣體質(zhì)量與容器的容積之比，單位為Kg/m
7.泄壓口
滅火氣體噴放時(shí)，防止防護區過(guò)壓的開(kāi)口。
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