七氟丙烷機房氣體滅火系統設計
發表日期：2018-01-11 文章來源：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的化學分子式為CF3CHFCF3，其質量應符合相應安全的技術指標。
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封閉空間劃分;當同一區間的吊頂和地板下需同時保護時，可合為一個防護區。
(2)當采用管網滅火系統時，一個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，一個防護區的面積不宜大于500㎡;容積不宜大于1600m3。
(4)防護區的最低環境溫度不應低于-l0℃。
(5)防護區圍護結構及門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)防護區滅火時應保持封閉條件，除泄壓口以外的開口，以及用于該防護區的通風機和通風管道中的防火閥，在噴放七氟丙烷前，應做到關閉。
(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)。
當設有外開門彈性閉門器或彈簧門的防護區，其開口面積不小于泄壓口計算面積的，不須另設泄壓口。
(9)兩個或兩個以上鄰近的防護區，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.浸漬時間
七氟丙烷滅火時的浸漬時間，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一-七氟丙烷過熱蒸氣在101kpa和防護區最低環境溫度下的比容(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)均衡管網和只含一個封閉空間的防護區的非均衡管網，其管道內的剩余量，均可不計。
3)防護區中含兩個或兩個以上封閉空間的非均衡管網，其管網內的剩余量，可按管網第1支點后各文管的長度，分別取各長支管與最短文管長度的差值為計算長度，計算出的各長文管末段的內容積量，應為管網內的容積剩余量。
(3)當滅火系統為組合分配系統時，設計總用量中有關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8個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，不過在系統設計中為滿足各項設計條件，七氟丙烷充裝率是很難達到這個上限值;這個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，建議采用844kg/m3左右。
8.管道內容積
系統管網的管道內容積，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
(1)管道。管網管道及其附件應能承受最高環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縫內外鍍鋅鋼管。
2)輸送啟動氣體的管道，宜采用銅管。
3)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.
4)管網布置設計為均衡系統時，各個噴頭，應取相等設計流量;從第1分流點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行分流。(七氟丙烷滅火系統管網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中的剩余量，節約滅火劑;另外還可以簡化管網計算，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，噴頭的保護半徑，不應大于3.5m;時，當防護區高度h≥l.5m時，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行合理配置，滿足七氟丙烷在防護區均勻分布的要求。(3)管網計算。管網計算中有兩大難點: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，在七氟丙烷噴放過程中無氮氣補充增壓。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%)為瞬時流量;依據流體力學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。
安全泄壓裝置的動作壓力，應符合以下要求:a儲存壓力為2.5MPa時，應為4.8士0.4MPa;b儲存壓力為4.2MPa時，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，標明每個容器的編號、皮重、滅火劑名稱、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《火災自動報警系統設計規范》的規定設置火災自動報警系統，探測的靈敏度宜采用一級。
滅火系統應設自動控制、手動控制和機械應急操作3種啟動方式。設置在防護區內的預制滅火裝置應有自動控制和手動控制兩種啟動方式。在自動控制程序中，應安排0一30s可調的延遲噴射的環節。延遲時間的設置，應根據人員安全盡快撤離防護區的需要;對于平時無人工作的防護區，可設為0.5m。
自動控制裝置應在接到兩個獨立的火災信號后才能啟動。手動控制裝置和手動與自動轉換裝置應設在防護區疏散出口的門外便于操作的地方。機械應急操作裝置應設在儲瓶間內或防護區疏散出口門外便于操作的地方;并且，其操作方式應經兩步完成。
滅火系統與預制滅火裝置的操作與控制，應包括對需聯動的開口封閉裝置、通風機和防火閥等設各的操作與控制。設有消防控制中心的場所，各防護區滅火控制系統的動作信息，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作、手動與自動轉換和系統故障等。
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，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燈，以及防護區采用了七氟丙烷保護的標志牌。噴放門燈指示，應保持到防護區通風換氣后手動去除。
防護區的門應向外開啟，并能自行關閉;疏散出口的門，必須能從防護區內打開。
滅火后的防護區應通風換氣，地下防護區和無窗或設固定窗扇的地上防護區，應設機械排風裝置，排風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裝置，排風口應設下部直通室外。
技術術語
1.全淹沒滅火系統
在規定的時間內。向防護區噴射一定濃度的滅火氣體，并使其均勻地充滿整個防護區的滅火系統。
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或兩個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間。
6.充裝率
充裝在儲存容器的滅火氣體質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，防止防護區過壓的開口。
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