气体消防灭火剂

气体消防灭火剂（共9篇）

气体消防灭火剂 篇1

气体灭火系统一般包括混合气体IG541、七氟丙烷、惰性气体、热气溶胶以及二氧化碳灭火系统。2004年国家建设部提出了:“四节一环保”的政策,即节水、节地、节能、节材与环境保护,气体灭火系统具有节能减排的优势,产生的ODP和GWP较少且效率高。符合“四节一环保”的政策,气体灭火系统对消防检查技术有很大意义上的帮助。本文将主要介绍气体灭火系统中的几种消防检查技术。

1 气体灭火系统在消防中的优势

七氟丙烷又称为FM-200或HFC-227ea,属于化学灭火剂范畴。虽然二氧化碳与FM-200不会破坏臭氧层,但是在大气中保持时间久,而且会对温室效应产生影响,一些西方国家已将其列入了受控使用计划内。拿热气溶胶作为灭火剂为例,其原理是化学灭火与物理灭火作用,具有无味、无色、清洁、不污染、不导电的特点,所以不会对被保护的物品带来额外伤害,ODP值为零,对大气臭氧层无破坏作用,对人体安全,灭火浓度低于人体的无毒性反应浓度即NOAEL浓度,最重要的是装置设置在防护区内,更加安全环保,属于真正的“零污染”,是一种优秀的洁净气体灭火剂。火灾发生时,使用者可以直接向防护区喷射灭火剂,提高了灭火效率及灭火速度,争取到了宝贵的时间。从环保的角度来讲IG541和气溶胶比其他几种灭火器更具优势。

2 气体灭火系统消防检查技术

2.1 储瓶间、控制及操作

(1)系统要求:在选择气体灭火器时需要考虑一些因素,例如可燃物种类、保护对象的用途、环境温度等等,灭火器系统还需完整组建、设施与配件,要符合国家相关规定。

(2)储瓶间:储瓶间环境要避免阳光直射,保持干燥且通风良好,需要缩短气体灭火系统与防护区的储瓶间的距离,应与室外、出口和应急通道直接相通。需要注意的是地下储瓶间的通风设施要设置下部设置排风口向室外排出。储瓶间的应急照明设施的照明灯照度要严格控制,照度控制在30lx以上。储瓶间门应按照乙级防火门标准设计,朝向疏散方向开启。

(3)控制与操作:管网式的气体灭火系统启动方式为手动、自动和机械应急操作三种方式,符合不同类型人的需求,其中自动装置的气体灭火最受欢迎。预测式的启动方式有自动控制与手动控制两种。启动自动控制需要30秒以内的延迟喷射和连接两个独立的火灾信号。防护区的工作人员需要在手动与自动控制转换器上操作设置。消防控制室则需要各个防护区气体灭火系统相关信号。

2.2 灭火器、贮存容器与集流管

(1)灭火器:依据相关规定与规范严格按照设计要求控制灭火器的灭火剂存储量与备用存储量,以及选择灭火器型号和规格。

(2)贮存容器:灭火器的贮存装置要严格按设计要求设计和安装,质量、编号及充装日期等都要按规定记录,并进行铅封。保证灭火器设备的检漏装置完好,严格控制灭火器的灭火剂贮存充装量,如果二氧化碳泄露量占到充装重量的10%,系统就会自动发出报警信号。

(3)集流管:仍然需要严格控制集流管的设计,按要求控制集流管的外观和安装。

2.3 贮存装置与选择阀

(1)贮存装置:气体灭火剂的贮存装置要有齐全的组件,能按照介质流向方向设置集流管与贮存容器间的单向阀流向指示箭头。

(2)选择阀:选择阀上需要注明防护区名称,可以采用一些编号作为永久应标志,固定于操作手柄附近。以介质流向指示控制选择阀流向,按要求安装操作手柄,为保证正常操作,1.7米以上的安装高度就要采取一定措施。启动系统时要将选择阀设置在对应的防护区或保护对象。

(3)减压装置与信号反馈装置:减压装置是每个气体灭火器系统的压力入口处都应安装的,应按一定的介质流动方向控制箭头表明的气体流动方向。流量讯号器或者压力讯号器设置在通向每个防护区灭火系统主管道上,预装式的气体灭火系统应具备反馈信号功能。

(4)气体驱动装置:气体灭火器系统的驱动器瓶都是具有一定的规格,应按要求设计相应的外观与安装,并要有完好的铅封机械启动装置与永久性标志。永久性标志上应具备驱动介质的名称,产品标号与保护对象名称,并且要符合“横平竖直”的要求,紧密连接驱动管道,严格控制交叉与平行管路之间的距离,利用好管卡固定管路,避免出现任何差异问题。驱动装置的喷嘴型号、规格以及数量也应严格按照要求设计,保证连接方式与保护半径不会影响到喷射效果,并且不受到场所周围油污和粉尘的影响。

摘要：随着社会发展与进步,消防工作越来越受到重视,气体灭火系统的应用给消防带来很大帮助,对城市生活具有十分重要意义。本文先介绍了气体灭火系统在消防中的优势,再对气体灭火系统消防检查技术进行论述,分别从储瓶间、控制及操作,灭火器、贮存容器与集流管,贮存装置与选择阀几方面详细介绍。

关键词：气体灭火系统,消防检查技术,要点分析

参考文献

[1]陆莹.气体灭火系统消防检测的技术要点分析[J].电子世界,2014,18:315-316.

[2]裴丽萍.气体灭火系统(IG541、七氟丙烷)生产现状及在消防工程中面临的新问题[J].消防技术与产品信息,2005,02:56-58.

[3]盛豪.气体消防IG-541灭火系统在世博变电站的应用[J].上海电力,2011,01:57-59.

[4]李俊嘉.自动气体灭火——消防安全新选择[J].今日科技,2013,01:70-71.

气体消防灭火剂 篇2

江边水电站气体灭火系统气体钢瓶检测充装技术文件

批准：

审核：

初审：

编制：

气体灭火系统气体钢瓶检测充装技术文件

一、工程项目概况

位于四川省甘孜藏族自治州东南部九龙县，是以发电为主的高水头引水式电站。电站闸址距九龙县城约62km，距州府康定308km，至凉山州冕宁县148km，至成昆泸沽火车站183km，闸址和厂址边均有215 省道通过，对外交通比较方便。

配套特种消防气体灭火系统，分别安装于地下厂房中央控制室、继电保护室、营地中央控制室共3套IG541钢瓶灭火系统；四号主变室、营地电气库房、弱电机房、档案室共配置5套七氟炳烷预制灭火系统。消防钢瓶设备于2011年安装至今，未进行过气体钢瓶检测。依据国家质技监局颁发的《气瓶检测监察规程》中第69条规定，盛装一般性气体的气瓶，每三年检验一次。(IG541气瓶、二氧化碳气瓶、七氟丙烷气瓶）消防中常用三大气体钢瓶属于其中。为防止气瓶出现不安全事件，需要对特种消防钢瓶进行检测。

二、服务范围

地下厂房、营地区域气体灭火系统消防气瓶及启动瓶检测充装

三、技术标准

本次检测招标必须符合以下标准规范的规定，未尽事宜按国家及行业现行的有关规范、规定、标准执行。

1.《中华人民共和国安全生产法》(国家主席令[2002]第70号)； 2.《气瓶安全技术监察规程》TSG R0006-2014 3.《特种设备安全监察条例》（国务院令第373号（行政法规））4.《危险化学品安全管理条例》（国务院令第645号）-2013 5.《特种设备安全技术规范》TSG R0004－2009 6.《特种设备安全法》;7.《气瓶充装许可规则》

8.《特种设备检验检测机构管理规定》

9.《特种设备检验检测机构质量管理体系要求》 10.消防用无缝钢瓶检测相关标准及规定;

四、服务内容

1.本规范书提出该气体灭火系统气体钢瓶检测充装项目方面的技术要求。本检测项目外观检查，音响检查，内部检查，瓶口螺纹，重量与容积测定，水压试验，瓶阀检验，气密性试验。检测前，应挨个登记气瓶制造标志和检验标志，登记内容包括国别，制造厂名称代号，出厂编号，年月，公称工作压力，水压试验压力，实际容积，实际重量，上次检验日期。

2.在本规范书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，供方应提供满足本规范书和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。对国家有关安全、环保等强制性标准，必须满足其要求。

3.如果供方方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，投标方应提供完全满足本技术规范书要求的施工技术标准。

4.供方方须执行本规范书所列标准，有矛盾时，按较高标准执行。

5.供方方须在报名后第三个工作日联系招标方索取钢瓶技术参数，及时对投标文件进行补充。

6.供方方按国家有关法律、法规及政府规范性文件，国家和部颁标准、规范，电力行业标准、规范、地方性文件进行了检测，并出具符合国家国家质技监局颁发的《气瓶检测监察规程》中规定正规报告

7.供方提供“三证”以外，必须具有《安全生产许可证》、并且取得公安部认定《国家强制性产品认证书》、《气瓶充装许可证》、等，提供3年内至少有实施过与本招标检测相类似业绩，并提供三个以上。

8.本投标文件所使用的标准如与所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。9.在今后合同谈判及合同执行过程中的一切文件、信函等必须使用中文，如果提供的文件中使用另一种文字，则需有中文译本，在这种情况下，解释以中文为准。10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.气瓶装车、卸车、运输、登记、将检测完毕的钢瓶装车运输至现场； 无缝钢瓶瓶体厚度;气瓶水压和气压试验;气密性试验； 气瓶爆破安全系数；

瓶体金属材料的屈服强度和抗拉强度； 瓶头阀维修、密封件更换、安全泄压装置测试； 钢瓶除锈补漆； 气体充装。

未尽事宜，由双方进行协商确认。

五、服务项目

检测项目包括外观检查，音响检查，内部检查，瓶口螺纹，重量与容积测定，水压试验，瓶阀检验，气密性试验。检测前，应挨个登记气瓶制造标志和检验标志，登记内容包括国别，制造厂名称代号，出厂编号，年月，公称工作压力，水压试验压力，实际容积，实际重量，上次检验日期。1.外观检查：

应挨个对气瓶进行目测检查，检查其外表面是否存在凹陷，凹坑，鼓包，磕伤，划伤，裂纹，夹层，皱褶，腐蚀，热损伤等缺陷。瓶体存在裂纹，鼓包，结疤，皱折或夹层等缺陷的，按报废处理。2.音响检查：

外观检查合格的钢瓶，应逐个进行音响检查。用木锤或重约250克的小铜锤轻击瓶体，如发出的音响清脆有力，余韵轻而长且有韵律感，则此项检验合格。3.瓶口螺纹检查：

用目测或低倍放大镜逐个检查螺纹有无裂纹，变形，腐蚀或其它机械损伤。瓶口螺纹不得有裂纹性缺陷，对高压气瓶允许有不超过两牙的缺口。瓶口螺纹的轻度腐蚀，磨损或其它损伤可用符合GB/T10878规定的丝锥修复，修复后可用符合GB/8336量规检验，检验结果不合格时该气瓶应报废。4.内部检查：

应用内窥镜或电压不超过24V，具有足够亮度的安全灯逐个对气瓶进行内部检查。内表面有裂纹，结疤，皱折，夹层或凹坑的气瓶应报废。5.重量与容积测定：

气瓶必须逐个进行重量与容积检查。气瓶现重量与制造标志重量的差值大于5%时，应测定瓶壁最小壁厚，最小壁厚小于设计壁厚的90%时，气瓶报废。6.水压试验：

气瓶必须逐个进行水压试验，水压试验的装置，方法，和安全措施应符合GB/T9251的要求。气瓶在试验压力下的保压时间，不少于两分钟。水压试验时，瓶体出现渗漏，明显变形或保压期间压力有回降现象的气瓶应报废。7.内部干燥：

气瓶经水压试验合格后，采用内加温或外加温方法进行内部一般干燥。干燥的温度控制在70-80度，干燥时间不得少于20分钟。8.瓶阀检验与装配：

阀体与其它部件 不得有严重变形，螺纹不得有严重损失，有这些情况的，必须更换瓶头阀。更换瓶阀或密封材料时，必须根据盛装介质的性质选用合适的瓶阀或材料。在装配瓶阀之前，必须对瓶阀进行气密性试验。9.气密性试验：

气瓶水压试验合格后，必须逐个进行气密性试验。试验装置和方法应符合GB/T12137的要求，试验压力应等于气瓶公称工作压力。盛装高纯或混合气体的气瓶，应用浸水法进行气密性试验。气瓶浸水保压时间不少于两分钟，保压期间不得有渗漏或压力回降现象。气瓶气密性试验时，对在试验压力下瓶体渗漏的气瓶应报废。10.检验后的工作：

定期检验合格的气瓶应按《气瓶安全监察规程》的规定打上或压印检验标志，喷涂检验色标，出具检验合格证。11.充气：

对合格的气瓶，充装合格的混合气体。按流程先充装液态二氧化碳，在充装氩气，在充装氮气，称重合格后，保压24小时，压力在绿区范围内。

六、服务时间

消防气体钢瓶检测期限从合同签订之日起20天内完成并出具报告。

七、报告出具及其它事项

1.需方提供特殊消防钢瓶原始资料参数。

2.一次性提供，所有需检测的消防气体钢瓶所对应规格型号的临时替用钢瓶，临时替换出现场的所有需检瓶并运走检测，检测完成后再运到现场恢复安装。3.供方中标后自行将钢瓶拉运至投标方检测机构，严格按照技术规范要求及国家相关标准、规定进行气瓶检测工作。

4.供方出具国家质监部门颁发认可质量保证程序书及公安消防部门认可的检测资质文件及报告，并盖检测部门公章。

地铁工程气体灭火剂的选用 篇3

1 气体灭火剂性能对比及选用

以某市地铁工程气体灭火系统方案设计一期工程为重点研究对象, 同时考虑全线将来贯通后作为一个完整的系统工程, 指导全市轨道交通线网中各线气体灭火系统的设计。主要包括地下车站、控制中心、主变电站气体灭火系统的设计。

气体灭火系统设计按照“安全可靠、经济适用、技术成熟、保护环境”的指导思想选用灭火剂、优化系统方案、配置设备。为尽可能地减少对人类赖以生存的环境的干扰和破坏, 20世纪80、90年代, 多种替代卤代烷类灭火剂的自动灭火技术得到飞跃性地发展, 国际、国内相继开发出多种新型灭火方式和灭火剂。根据地铁工程的特点, 从系统性质、灭火机理、使用安全性、可靠性、环保性、维护管理、设备投资等方面进行综合分析比较, 选取安全、有效、经济的灭火剂。

各种灭火剂的基本参数详见表1

各种灭火剂的特点比较详见表2。

根据我国地铁工程的设计实例, 在地铁工程中应用的自动灭火系统早期为1301灭火系统, 我国加入《蒙特利尔协定》后, 深圳地铁一期工程选用了七氟丙烷自动灭火系统, 广州、上海、北京等地铁工程中均选用了IG541自动灭火系统。

综上所述, 按成熟可靠、经济合理并通过实践运营检验的选用原则, 从上述气体灭火剂中筛选出IG541、七氟丙烷两种适合地铁工程使用的灭火剂, 并进一步做技术经济比较。

2 选用系统设计方案比较

2.1 各系统设计参数

系统设计参数详见表3所示。

2.2 各系统灭火机理、系统形式、工作原理

2.2.1 高压七氟丙烷灭火系统

1) 灭火机理

七氟丙烷在火灾中具有抑制燃烧过程基本化学反应的能力, 其分解产物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递, 因而灭火能力强、灭火速度快, 同时还具有窒息、冷却的作用。

2) 系统形式

接合地铁工程防护区面积较大的特点, 高压七氟丙烷灭火系统采用管网灭火系统, 系统形式按防护区的特征采用全淹没灭火系统, 管网输送方式为组合分配系统。全淹没灭火系统是在规定的时间内, 向防护区喷放设计规定用量的七氟丙烷, 并使其均匀的充满整个防护区的灭火系统。组合分配系统是用一套七氟丙烷的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, 减少灭火剂的用量, 节省系统投资。

2.2.2 IG541灭火系统

1) 灭火机理

IG541是由52%的氮气、40%的氩气和8%的二氧化碳三种自然存在于大气中的气体组成, 其灭火机理主要依赖物理作用灭火, 即通过向防护区空间内喷入适量混合气体来稀释和降低空间中的可燃气体和氧气的浓度, 从而达到抑制和扑灭火灾的目的。

2) 系统形式

接合地铁工程防护区面积较大的特点, IG541灭火系统采用管网灭火系统, 系统形式按防护区的特征采用全淹没灭火系统, 管网输送方式为组合分配系统。

2.2.3 优缺点比较

高压七氟丙烷灭火系统、IG541灭火系统优缺点比较详见表4所示。

2.2.4 各系统经济比较

根据典型车站的具体情况, 对高压七氟丙烷、IG541灭火系统设备的投资比选情况详见表5所示。

3 结论

两种系统的优缺点及经济比较详表4、5, 从环境影响因素看, IG541优于高压七氟丙烷灭火系统;从对人员的安全性考虑, IG541优于高压七氟丙烷灭火系统;从对设备的安全性看, IG541优于高压七氟丙烷灭火系统;从管网布置合理性看, IG541优于高压七氟丙烷灭火系统;从灭火效率看, 高压七氟丙烷优于IG541灭火系统;从储存空间看, 高压七氟丙烷优于IG541灭火系统;从系统投资看, 高压七氟丙烷优于IG541灭火系统, 在地铁工程中应用最广泛的为IG541气体灭火系统。

根据2006年5月1日起实施的《气体灭火系统设计规范》 (GB50370-2005) , 加强了对人身安全的考虑, 规定有人工作的防护区的灭火设计浓度、实际使用浓度应低于有毒性反应浓度, 由于高压七氟丙烷灭火系统灭火设计浓度跨越范围小, 单个灭火剂储瓶的储存量大, 因此为保证不同防护区的灭火设计浓度均在在规范许可范围内, 同一车站会出现不同充装密度或不同充装容积的钢瓶。结合工程的实际情况 (火灾类型主要是A类表面火灾、电气火灾;保护对象为电气设备及精密设备;保护区面积大且较为分散;管网复杂;对人员的安全性高等) , 设计推荐采用IG541气体灭火系统。

参考文献

气体灭火控制器调试？ 篇4

4.19.1切断气体灭火控制器的所有外部控制连线，接通电源，

4.19.2给气体灭火控制器输入设定的启动控制信号，控制器应有启动输出，并发出声、光启动信号。

检查数量：全数检查。

检验方法：观察检查。

4.19.3输入启动设备启动的模拟反馈信号，控制器应在10s内接收并显示。

检查数量：全数检查。

检验方法：观察检查。

4.19.4检查控制器的延时功能，延时时间应在0～30s内可调，

检查数量：全数检查。

检验方法：观察检查。

4.19.5使控制器处于自动控制状态，再手动插入操作，手动插入操作应优先。

检查数量：全数检查。

检验方法：观察检查。

4.19.6按设计控制逻辑操作控制器，检查是否满足设计的逻辑功能。

检查数量：全数检查。

检验方法：观察检查。

4.19.7检查控制器向消防联动控制器发送的启动、反馈信号是否正确。

检查数量：全数检查。

气体消防灭火剂 篇5

关键词：不可压缩流体,灭火剂,七氟丙烷,喷射时间

1 研究背景

随着我国工业化进程的加快,气体灭火系统已被广泛应用于各类工业和民用场所的消防工程中,为此类场所的火灾防治起到了重要作用。根据灭火介质在管道中的流态形式,气体灭火剂主要分为三种类型,一是以IG100(氮气)、IG 01(氩气)、IG 55(氮气、氩气混合气体)、IG 541(氮气、氩气、二氧化碳混合气体)为代表的纯气态灭火剂;二是以二氧化碳、三氟甲烷为代表的气液两相流灭火剂;三是以七氟丙烷、六氟丙烷为代表的可近似为纯液相流的灭火剂。基于上述灭火剂的固定式气体灭火系统基本为当前我国消防工程中应用较广泛的产品。

根据我国气体灭火系统相关国家、行业标准,如GB25972-2010、GB 16669-2010、GB 16670-2006、GA 13-2006的规定,气体灭火系统产品在型式试验时,均需进行喷射时间性能的测试。通常,该项试验是通过喷放实际灭火剂进行测试的,由于七氟丙烷、六氟丙烷等灭火剂属于化工合成物质,其温室效应潜能值(GWP值)较高,价格比较昂贵,使用实际灭火剂进行喷放试验,一方面试验成本较高,大量试验也不经济;另一方面会对环境造成一定的污染。对纯液相流的气体灭火剂能否使用水来替代进行喷放试验,目前尚无相关研究工作的报道。如果能用水模拟七氟丙烷等液态灭火剂进行喷放时间试验,其意义很大。因此,笔者从流体力学相似原理和实际喷放对比实验两方面,就此问题开展了研究。

2 理论分析

因水与纯液相流的气体灭火剂均属于不可压缩流体,因而可根据流体力学的不可压缩流体连续性流动方程计算灭火剂的质量流量Q,如式(1)所示。

式中:Q为质量流量,kg/s;ρ为流体密度,kg/m3;w为流体流动速度,m/s;A为流道内径的截面积,m2。

不可压缩流体管道流动阻力可通过式(2)计算。

式中:ΔP为管道两截面之间的阻力,Pa,ΔP=P1-P2;λ为管道流动阻力系数;Ld为管道当量长度,m;D为管道内径,m。

联立方程(1)和(2),可得到不可压缩流体管道流动质量流量方程,如式(3)所示。

式中:π为圆周率;P1为流体在管道上游截面的压力;P2为流体在管道下游截面的压力;Ld为管道当量长度,当管道上、下游截面确定后为常数;D是当管道一定时为常数。

2.1储存体积V相同、管道进口压力P1相同时,两种不可压缩流体稳定流动的时间比

稳定流喷放示意图如图1所示。

如图1所示,容积为V的容器中盛装某种不可压缩流体,流体的密度为ρ,管道进、出口压力分别为P1和P2。当采取适当的措施后,自由液面下降可以做到使该流体管道进口压力P1始终保持不变;管道内径为D,当量长度Ld,管道流动阻力系数λ均为常数;由式(3)可知,质量流量Q也应为常数。则该不可压缩流体流完的时间t,如式(4)所示。

假定七氟丙烷(FM200)和水分别从图1结构相同系统流出,则根据式(4),其各自的流出时间可分别由式(5)和式(6)得到。

将式(5)与式(6)相比,可得式(7)。

2.2 储存体积V相同、管道进口压力P1变化时,两种不可压缩流体不稳定流动的时间比

流体不稳定流动时的质量流量Q,随着时间的变化为一变化值,如图2所示。

钢瓶内的不可压缩流体若按图2结构流动喷放,V1为初始充压气体体积,为一定值;V2为初始充液体积,也为一定值;虚线为喷放过程中液体自由面下降位置;V"为已经喷出的液体体积。

式(3)中的P1因图2中几何结构液柱不高,静压相对很小不予考虑,认为P1等于气瓶上部压力P1。喷放过程中P1膨胀,成为一变量P,Q因P的变化而变化。当喷入大气空间后,P2为大气压。将(3)式的Q对P作微分,如式(8)所示。

初始时,气瓶充压P1、V1按设计为一定值。喷放过程中,任一时刻气瓶上部气体膨胀体积则为V1+V"=V,膨胀压力为P。喷放过程认为近似绝热过程,喷放过程方程为式(9)所示。

式中:k为气体膨胀绝热指数;P1、V1为初始定值。P、V互为因变量,求P对V的微分如式(10)所示。

将式(9)和式(10)代入式(8),可得式(11)。

气瓶内不可压缩流体不稳定流动喷放时间,如式(12)所示。

式中:ρ、V2均为常数。不稳定流动喷放时,Q为一变量,t与Q互为因变量,将喷放时间t对Q作微分,如式(13)所示。

将式(3)、式(9)和式(11)代入式(13)中,可得式(14)。

式(14)即为在驱动气体压力作用下,求液体从图2几何结构不稳定流动喷放时间的微分方程式。

不可压缩流体在驱动气体压力作用下由图2管网不稳定喷放,当驱动气体由初始体积V1膨胀至最终体积(V1+V2)时,喷放时间为式(15)所示。

式(15)表明,不可压缩流体从管网不稳定流动喷放时,喷放时间是由流体密度的平方根和积分式决定的。积分号内是一个只与管网系统几何因素有关的定积分式。初始条件V1、V2、P1均为常数,一般管道系统的Ld、D已定为常数,只有V为变量,可以求得该定积分式,即为按图2结构不可压缩流体不稳定流动喷放时间的计算公式。初始条件V1、V2、P1按专业技术要求也容易确定,即可计算液体不稳定流动喷放时间。

如式(16)所示,如果有两种密度不同的不可压缩流体,初始条件相同,分别从图2的同一管网系统,在驱动气体压力作用下不稳定流动喷放到大气空间,喷放的时间之比,同样为密度的平方根之比。

若第一种不可压缩流体为七氟丙烷,第二种不可压缩流体为水,其喷放的时间比为式(17)所示。

可以看出,与稳定流动完全相同。

七氟丙烷气体灭火系统的几何结构,与图2示意结构完全相同;灭火剂的流动喷放也为不稳定流动喷放;七氟丙烷可以按不可压缩流体对待,按式(17)所求相似数,用水可以模拟其流动喷放时间。

3 实际对比喷放试验

理论推导结果证明,稳定流与不稳定流的喷放时间比是完全相同的。对于实际喷放的结果能否与理论计算结果相吻合,笔者采用七氟丙烷灭火剂和水进行了试际对比喷放试验。试验样品采用探火管灭火装置,灭火装置容积分别为10L和40L,末端安装一个喷嘴,喷嘴有一个直径为2mm的喷孔。灭火装置内分别充装同体积的七氟丙烷灭火剂和水(同时考虑钢瓶内喷放后的剩余量),分别验证了充装压力为2.5 MPa和4.2 MPa两个压力级的喷放结果,试验设备及曲线如图3~图5所示。

3.1 充装压力为3.0 MPa的对比喷放试验

试验采用40L无缝钢瓶,钢瓶内分别充装12kg七氟丙烷和8.6kg水(不包括剩余量),瓶组内充装压力为3.07 MPa,容器阀出口连接一喷嘴,喷嘴有一个直径为2mm的喷孔。

由图4可知,七氟丙烷灭火剂实际喷射时间为63s,按理论推导的结果,水的喷射时间应为63/1.186=53.1s;由图5可知,水实际喷射时间为51s,理论计算与实际喷放的绝对误差为4%。

3.2 充装压力为3.95 MPa的对比喷放试验

试验采用10L无缝钢瓶,钢瓶内分别充装有6kg七氟丙烷和4.3kg水(不包括剩余量),瓶组内充装压力为3.95 MPa,容器阀出口连接一喷嘴,喷嘴有一个直径为2mm的喷孔。由喷放曲线可知,七氟丙烷灭火剂实际喷射时间为31s,按理论推导的结果,水的喷射时间应为31/1.186=26.1s;水实际喷射时间为28s,理论计算与实际喷放的绝对误差为7.1%。

3.3 充装压力为4.27 MPa的对比喷放试验

试验采用40L无缝钢瓶,钢瓶内分别充装有12kg七氟丙烷和8.6kg水(不包括剩余量),瓶组内充装压力为4.27 MPa,容器阀出口连接一喷嘴,喷嘴有一个直径为2mm的喷孔。由喷放曲线可知,七氟丙烷灭火剂实际喷射时间为53s,按理论推导的结果,水的喷射时间应为53/1.186=45s;水实际喷射时间为44s,理论计算与实际喷放的绝对误差为2.2%。

对比水与七氟丙烷灭火剂实际喷放实验结果,按照理论推导的结果,其模拟喷放时间误差均在10%的范围内,基本与理论推导的结果相吻合。

4 结论

(1)通过流体力学相关理论推导了水替代液态气体灭火剂喷射时间的修正参数,并通过实验验证了修正参数的准确性。

(2)使用水替代液态灭火剂进行喷射实验,一方面可以降低实验成本,另一方面减少了七氟丙烷等化工合成类灭火剂的排放,对环境保护起到了积极的作用。

(3)该结果有望为气体灭火系统标准的制修订提供数据支撑。

参考文献

[1]GB 16669,二氧化碳灭火系统及部件通用技术条件[S].

[2]GB 25972,气体灭火系统及部件[S].

[3]GB 50193,二氧化碳灭火系统设计规范[S].

[4]GB 50370,气体灭火系统设计规范[S].

[5]GA 1167,探火管式灭火装置[S].

[6]CECS 345,探火管灭火装置技术规程[S].

[7]CNCA/CTS 0015,感温自启动灭火装置认证技术规范[S].

[8]董海斌,刘欣,刘连喜,等.惰性气体灭火系统喷嘴流量特性的实验研究[J].消防科学与技术,2010,29(3):223-225.

[9]东靖飞.气体灭火系统安全评估技术的研究[J].消防科学与技术,2009,28(9):649-653.

[10]许春元,于继航.七氟丙烷气体灭火系统常见设计失误与改进[J].消防科学与技术,2009,28(4):193-195+203.

地铁气体灭火系统安装质量控制 篇6

某城市轨道交通某轨道二期工程是市区轨道交通网主干线。全长22.03 km, 其中高架1.81 km, 其余均为地下线。本轨道二期工程全线设17座车站, 此外, 全线还设置停车场一处和两座主变电所。控制中心位于已建成的一期控制中心大楼内。本工程具有以下施工难点和特点:1) 本工程采用美国公司的烟烙尽气体灭火系统, 此系统已成功地运用于多条地铁线, 本系统安全可靠、价格性能比较高、维护保养方便、简单。但对安装有更高的要求。2) 烟烙尽气体灭火系统是用于扑救忌水场合和设备的火灾, 系统的设计采用组合分配式气体灭火系统、实行全淹没灭火方式。

2 施工前准备

1) 对施工组织设计进行全面、细致的研究、分析和审查, 尤其对几个重要的消防部分进行审查, 完善施工管理组织体系和管理职能, 配备各类优秀的、富有实际施工技术管理经验的人员, 确保安装时每个环节不出现偏差。2) 进场材料必须符合设计要求。3) 由于本工程涉及材料种类多, 因此材料入库后要进行标识和分类、分规格堆放及管理, 同时采取防止变形, 受潮霉变等措施, 对材料出库验证并办理相关的领用手续。4) 由于本工程具有体量大、系统多的特点, 因此工程中使用的各种材料都应实现挂牌标识建档制度, 根据材料的使用专业、材料材质、物理化学性质、规格型号及生产厂家建立材料档案, 使材料从进货到使用部位的确定都具有可追溯性, 以保证本工程材料合理、规范的使用。

3 施工过程质量控制

3.1 火灾报警系统部分

1) 火灾探测器的安装。探测器至墙壁、梁边的水平距离, 不应小于0.5 m;探测器周围0.5 m内, 不应有遮挡物;探测器至空调送风口边的水平距离, 不应小于1.5 m;探测器距端的距离, 不应大于探测器安装间距的1/2。探测器宜水平安装, 当必须倾斜时, 倾斜角不应大于45°。可燃气体探测器等有特殊安装要求的探测器, 应符合现行有关国家标准的规定。探测器的底座位固定牢靠, 其导线连接必须可靠压接或焊接。探测器底座的外接导线, 应留有不小于15 cm的余量, 入端处应有明显标志。探测器底座的穿线孔宜封堵, 安装完毕后的探测器底座应采取保护措施。探测器的确认灯应面向便于人员观察的主要入口方向。探测器在即将高度调试时方可安装, 在安装前应妥善保管并应采取防尘、防潮、防腐蚀措施。2) 手拉开关、紧急停止按钮、手自动转换开关的安装。手拉开关、紧急停止按钮、手自动转换开关, 应安装在墙上距地 (楼) 面高度1.5 m处。手拉开关、紧急停止按钮、手自动转换开关, 应安装牢固, 不得倾斜。手拉开关、紧急停止按钮、手自动转换开关的外接导线, 应留有不小于10 cm的余量且在其部位应有明显标志。3) 气体灭火控制器的安装。气体灭火控制器在墙上安装时, 其底边距地 (楼) 面高度不应小于1.5 m;落地安装时, 其底宜高出地坪0.1 m～0.2 m。控制器应安装牢固, 不得倾斜。安装在轻质墙上时, 应采取加固措施。

3.2 消防控制设备的安装

本工程消防控制设备的外接导线, 采用金属软管作套管, 其长度不宜大于2 m, 且应采用管卡固定, 其固定点间距不应大于0.5 m。金属软管与消防控制设备的接线盒 (箱) , 应采用锁母固定, 并应根据配管规定接地。消防控制设备外接导线的端部, 应有明显标志。消防控制设备 (柜) 内不同电压等级、不同电流类别的端子应分开, 并有明显标志。

3.3 系统接地

系统接地必须可靠, 利用建筑物接地时, 其阻值应小于1Ψ, 否则应增设独立接地体, 独立接地阻值小于4Ψ。

3.4 火灾自动报警系统的调试

1) 调试前应按要求检查系统线路, 对于错线、开路、虚焊和短路等应进行处理。2) 火灾自动报警系统调试, 应先分别对探测器、区域报警控制器、集中报警控制器、火灾报警装置和消防控制设备等逐个进行单机通电检查, 正常后方可进行系统调试。火灾自动报警系统通电后, 应按现行国家标准《火灾报警控制器通用技术条件》的有关要求对报警控制器进行功能检查。检查火灾自动报警系统的主电源和备用电源, 其容量应分别符合现行有关NFPA标准及国家标准的要求, 在备用电源连续充放电3次后, 主电源和备用电源应能自动转换。

3.5 管线安装部分

1) 在管内或线槽内的穿线, 在建筑抹灰及地面工程结束后进行。在穿线前, 将管内或线槽内的积水及杂物清除干净。导线在管内或线槽内不应有接头或扭结。导线的接头, 应在接线盒内焊接或用端子连接。敷设在多尘或潮湿场所管路的管口和管连接处, 均应作密封处理。在吊顶内敷设各类管路和线槽时, 宜采用单独的卡具吊装或支撑物固定。线槽的直线段应每隔1.0 m～1.5 m设置吊点或支点, 在下列部位也应设置吊点或支点:线槽接头距接线盒0.2 m处;线槽走向改变或转角处。吊装线槽的吊杆直径, 不应小于6 mm。2) 管线经过建筑物的变形缝处, 采取补偿措施, 导线跨越变形缝的两侧应固定, 并留有适当余量。系统导线敷设后, 应对每回路的导线用500 V的兆欧表测量绝缘电阻, 对其他绝缘电阻值不应小于20 MΨ。设备的外接导线, 应留有不小于15 cm的余量, 入端处应有明显标志。设备底座的穿线孔宜封堵, 安装完毕后的设备应采取保护措施。

3.6 烟烙尽气体灭火系统部分

1) 气体灭火系统施工前应对灭火剂贮存容器、容器阀、选择阀、单向阀、喷嘴和阀驱动装置等系统组件进行外观检查, 气动驱动装置的气体贮存容器规格应一致, 其高度差不宜超过10 mm气体灭火系统安装前应检查灭火剂贮存容器内的充装量与充装压力, 气体灭火系统安装前应对选择阀、液体单向阀、高压软管和阀驱动装置中的气体单向阀逐个进行水压强度试验和气压严密性试验。2) 在气体灭火系统安装前应对阀驱动装置进行检查3) 灭火剂贮存容器的安装。贮存容器内的灭火剂充装与增压宜在生产厂完成;贮存容器的操作面距墙或操作面之间的距离不宜小于1.0 m;贮存容器上的压力表应朝向操作面, 安装高度和方向应一致;贮存容器的支、框架应固定牢靠, 且应采取防腐处理措施;贮存容器正面应标明设计规定的灭火剂名称和贮存容器的编号。

3.7 集流管的制作与安装

组合分配系统的集流管宜采用焊接方法制作。焊接前, 每个开口均应采用机械加工的方法制作;采用钢管制作的集流管应在焊接后进行内外镀锌处理。集流管安装前应清洗内腔并封闭进出口;集流管应固定在支、框架上。支、框架应固定牢靠, 且应做防腐处理;集流管外表面应涂红色油漆;装有泄压装置的集流管, 泄压装置的泄压方向不应朝向操作面。

3.8 选择阀的安装

选择阀操作手柄应安装在操作面一侧, 当安装高度超过1.7 m时应采取便于操作的措施;采用螺纹连接的选择阀, 其与管道连接处宜采用活接头;选择阀上应设置标明防护区名称或编号的永久性标志牌, 并将标志牌固定在操作手柄附近。

3.9 阀驱动装置的安装

电磁驱动装置的电气连接线应沿固定灭火剂贮存容器的支框架或墙面固定;拉索式的手动驱动装置的安装应符合下列规定:拉索除必须外露部分外, 其余采用经内外防腐处理的钢管防护;拉索转弯处应采用专用导向滑轮;拉索末端拉手应设在专用的保护盒内;拉索套管和保护盒必须固定牢靠;安装以物体重力为驱动力的机械驱动装置时, 应保证重物在下落行程中无阻挡, 其行程应超过阀开启所需行程25 mm。气动驱动装置的安装应符合下列规定:驱动气瓶的支、框架或箱体应固定牢靠, 且应做防腐处理;驱动气瓶正面应标明驱动介质的名称和对应防护区名称的编号。气动驱动装置的管道安装应符合下列要求:管道布置应横平竖直。平行管道或交叉管道之间的间距应保持一致;管道应采用支架固定。管道支架的间距不宜大于0.6 m;平行管道宜采用管夹固定。管夹的间距不宜大于0.6 m, 转弯处应增设一个管夹。气动驱动装置的管道安装后应进行气压严密性试验。

4 结语

地铁消防安装是比较复杂的一项工程, 施工过程中要注意的事项很多, 施工的核心是必须以设计和施工规范为依据, 和其他工种密切配合, 及早发现问题并及时解决, 精心施工, 才能确保质量和进度。

摘要：针对地铁区域消防设施选用及安装的重要性, 结合工程实例, 重点论述了地铁消防设施安装的质量控制要点和重点, 并指出地铁气体灭火系统安装的核心是必须以设计和施工规范为依据, 与其他工种密切配合, 精心施工, 从而确保工程质量和进度。

气体消防灭火剂 篇7

近年来,我国消防企业、高等院校及科研院所对其进行了研究探讨,取得了一些成果。公安部天津消防研究所研制的CAFS可应用于储罐液上和液下喷射以及水溶性液体火灾的扑灭。李慧清设计了一套试验用压缩空气泡沫灭火系统。但目前国 内的研究 仍处于技 术探索阶 段,还未有相关成熟技术出现。因此,关于压缩气体泡沫灭火装置或系统的系统研究不仅具有重要的技术创新意义和应用价值,也可进一步提升消防灭火器材的实际应用效果,有效保障人民生命财产安全。

笔者根据CAFS的设计原理,研发出储能式压缩气体泡沫灭火装置(简称储能式灭火装置),研究了灭火装置的关键部件———泡沫发生器,探讨了不同条件下灭火装置的影响因素,确定了气体、液体流量、泡沫输出管线长度及泡沫出口管径等技术参数,并开展了泡沫和灭火性能试验研究。

1试验部分

1.1储能式灭火装置的设计原理

当泡沫液进入压力罐中,通过连接管将钢瓶中的压缩气体注入储罐,泡沫液通过泡沫发生器时形成雾状液流,再与一定量压缩气体混合,在压缩气体推动下产生均匀、细腻、稳定的高气化度和高能量的泡沫,泡沫再经消防水带进一步混合后从泡沫喷枪喷出,实施灭火或覆盖。

1.2储能式灭火装置

1.2.1泡沫发生器

泡沫发生器是储能式灭火装置的关键部件。 依依据据泡泡沫的发泡倍数与泡沫液的流量成反比,与压缩空气的流量成正比的原则,设计制作了一种可产生匀泡、稳流、高动能泡沫的发生器,该发生器为一体式结构,安装在压力泡沫储罐内,气液按比例自动混合。

该泡沫发生器包括泡沫发生器外壳、可控制泡沫液流量的液体喷嘴、扰流器和具有控制压缩气体流量的进气孔板组成。泡沫液通过吸液管进入泡沫发生器,直接冲击扰流器锥形前端,液流随之击碎,形成雾状液流。同时,储罐内的气体通过气体入口进入泡沫发生器,高压气体与分散后的液流混合后,通过扰流器后端,进行匀泡处理,形成旋转泡沫,直接从泡沫发生器出口喷出。

1.2.2储能式灭火装置的制作

该灭火装置主要由泡沫液压力储罐、泡沫发生器、泡沫枪、钢瓶、消防带、手推车及控制阀门构成。泡沫枪呈微喇叭状,表面无吸气孔;钢瓶为高压氮气瓶或空气瓶。 装置示意图见图1所示。

2结果和讨论

2.1发泡倍数的要求

泡沫性能是灭火装置的重要技术指标,而发泡倍数是测试泡沫性能的参数之一,关系到泡沫灭火和覆盖的有效性。根据消防规范要求,B类火灾采用低倍数泡沫, 其发泡倍数应≤20。考虑到灭火装置既具有灭火功能, 又满足覆盖功能的双重作用,发泡倍数宜≥10倍。

2.2喷嘴直径的影响

泡沫液流量是灭火装置的重要指标,通常采用泡沫液喷嘴的孔径计量控制。试验考察了不同压力下泡沫液喷嘴直径与液体流量的关系,结果如图2、图3所示。

从图2~图3可以看出,在不同压力下,液体流量与喷嘴截面积成正 比。将液体流 量与截面 积进行线 性回归,得其方程和相关系数,如式(1)~式(4)所示。

式中:L为液体流量,L/min;S为喷嘴截面积,mm2。

根据回归方程,对泡沫喷嘴孔径重新确定。通过在不同压力、不同喷嘴直径时液体流量的试验验证,得知: 当压力为0.4 MPa和0.5 MPa时,其泡沫液流量满足灭火装置的要求,试验结果见表1所示。

从表1可知,当喷嘴直径为6.0mm、压力为0.4、0.5 MPa时,泡沫流量分别为37.8、38.9L/min,在设定液体流量范围内,满足灭火装置的技术要求。装置最终选择的喷嘴直为是6.0mm,压力为0.5 MPa。

2.3气体节流孔径的影响

气液比可以决定泡沫的覆盖和灭火性能。该灭火装置通过设定气体节流孔径来控制气体的流量,从而确定泡沫的气液比和发泡倍数。设定灭火装置的喷嘴直径为6.0mm,压力为0.5 MPa,结果见表2所示。

从表2可以看出,当节流孔径为2.5mm时,发泡倍数为9.4;当节流孔 径为3.0mm时 ,发泡倍数 为13.4。 根据发泡倍数的要求,确定节流孔径 ≥3.0mm时,满足灭火装置的设计要求。

2.4泡沫输出管线长度的影响

泡沫在消防管线传输过程中,会不断混合扰动,在一定管径下,管线越长,泡沫混合越均匀、稳定。设定灭火装置的液体喷嘴直径为6.0mm,气体孔径3.0mm,压力为0.5 MPa,管线长度对发泡性能的影响,见表3所示。

从表3可以看出,管线长度不影响其发泡倍数。当管线长度≥3m时,泡沫细腻、均匀,属于稳定泡沫;考虑管线过长,成本增加,当输出管线长度大于3m时,即可满足设计要求。

2.5泡沫出口管径的影响

泡沫出口管径大小直接影响泡沫喷射距离。在一定范围内,管径越大,喷射距离越近,但对泡沫性能影响越小;管径越小,喷射距离 越远,但泡沫性 能会发生 变化。 这是由于在相同的流量下,管径变小,泡沫流速增大,冲击力相应增大,泡沫间相互摩擦碰撞加大,从而使越来越多的泡沫破裂,析出液体。设定灭火装置的液体喷嘴直径6.0mm,气体孔径3.0mm,压力0.5 MPa,输出管线长度5m,测得泡沫出口管径对泡沫性能的影响,见表4所示。

从表4可以看出,当泡沫出口管径小于15mm时,喷射距离远,当发泡倍数变小,泡沫不均匀,析水快;当管径大于20mm,泡沫流稳定,发泡倍数基本不变,而泡沫喷射距离随泡沫出口管径的增加而减小。综合考虑以上的情况,当泡沫出口管径为20mm时,满足设计要求。

2.6储能式灭火装置与负压式灭火装置性能对比

2.6.1泡沫性能对比

现有空气泡沫灭火装置大都采用负压式泡沫灭火方式,即泡沫液通过文丘里管形成负压,在出口处从外界吸入空气形成泡沫。由于吸入的空气流量小,不能与泡沫液充分混合,发出的泡沫不均匀。同时,储罐压力在喷射过程中不断下降,湿泡沫很快吸水,泡沫液利用率低,灭火效果差。试验对比了两种装置产生泡沫的物化性能, 结果见表5所示。

从表5可以看出,储能式灭火装置克服了以文丘里效应的负压式吸入空气后,产生压力波动,造成泡沫不匀的缺点。无论是泡沫状态还是喷射距离等性能指标,都优于负压式灭火装置。

从图4和图5可以看出,从储能式灭火装置发出的泡沫,不仅泡沫细腻,具有良好的渗透、润湿性,还可长时间覆盖火灾周围的建筑物。

2.6.2灭火性能对比

在144B油盘中,加入140L车用汽油,开展了灭火性能试验,结果见表6所示。

结果表明:对于储能式灭火装置,发出的泡沫无论是干泡沫还是湿泡沫,其灭火时间均低于负压式装置。

2.7储能式灭火装置性能检验

根据以上研究成 果,设计制作 了10具灭火装 置样机,并送“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心”进行性能检验。在233B灭火油盘中,灭火时间仅为50s,其性能指标全部达到国家标准要求,见表7所示。

从检验结果得知:该储能式灭火装置在0.5 MPa工作压力下,其泡沫喷射距离远、泡沫液用量少、覆盖时间长,其泡沫性能、灭火性能和覆盖性能均远高于现有泡沫灭火装置。

3结论

(1)研发的泡沫发生器在发泡原理上有重大突破,气液自动按比例混合,形成旋转雾状液流,从而产生均匀、 细腻、稳定、气泡化度高、能量强的泡沫。

(2)该灭火装置发出的泡沫集中可控、喷射距离远、 灭火效率高,泡沫液用量仅为负压式的50%。

(3)该灭火装置发出的干泡沫,不但具有灭火功能, 还可以长时间覆盖火场周边的建筑物,防止火势扩散,保护未燃的物品。

(4)无论是物化性能、覆盖性能还是灭火性能,该灭火装置的性能指标和技术参数远好于现有的负压式泡沫灭火装置。

摘要：研发了一种可产生匀泡、稳流、高动能泡沫的发生器,以此为关键部件设计和制作了储能式压缩气体泡沫灭火装置。发生器为一体式结构,安装在压力泡沫储罐内,气液按比例自动混合。实验考察了发泡倍数、喷嘴直径、节流孔径、泡沫输出管线长度及泡沫出口管径对该灭火装置性能的影响。对比分析了储能式灭火装置与负压式灭火装置的总体性能,得出该灭火装置泡沫液用量仅为负压式的50%。储能式灭火装置可大幅提高泡沫液与气体的混合能力,发出的泡沫具有良好的渗透、润湿性,覆盖性能好,灭火效率高、速率快,是一种新型的高性能泡沫灭火装置。制作的10具灭火装置样机均通过了国家检验中心检测。

气体消防灭火剂 篇8

1 国内外发展现状

随着气体灭火系统的广泛应用,ISO国际标准化组织及工业发达国家先后颁布了气体灭火系统的相关产品标准和应用规范,对规范气体灭火系统产品的设计、生产、使用和监督管理起到了积极的促进作用。ISO 14520-1-2006《气体灭火系统物理特性和系统设计第1部分一般要求》、UL 2127-2012《惰性洁净气体灭火系统》、UL 2166-2012《卤代烷洁净气体灭火系统》标准中,都对流量计算给出了指导性意见,且将流量计算方法和软件的验证列入了标准。国际标准化组织标准ISO/TS 13075:2009《气体灭火系统预设计流量计算方法及验证试验》还专门针对气体灭火系统流量计算方法(软件)的开发和验证给出了方向性的指导,对流量计算方法(软件)设计、实施过程中需要考虑的设计参数及其限制条件给出了建议,并给出了对流量计算方法(软件)设计能力进行试验验证的方法和评判准则。

目前,我国还没有将流量计算的相关要求列入标准内容,也不对企业的流量计算方法(软件)给予相关指导和验证,大多数气体灭火系统生产厂家都根据GB 50370《气体灭火系统设计规范》、GB 50193《二氧化碳灭火系统设计规范》等规范中的计算方法进行工程设计计算,也有几家软件公司编写了通用的设计计算软件,经过多年的工程应用,发现有些方法、软件的设计计算结果与试验测试的结果存在较大偏差,造成灭火剂不能正常喷射或喷嘴压力、喷射时间、灭火剂浓度均不能满足要求的现象,往往会导致实际工程应用中存在重大的安全隐患。另外,各制造商的阀门、管件的结构、流通面积存在较大差异,摩阻损失也有所不同,若设计方法和软件数据库中对这些参数均进行同一化处理,也会导致设计上存在偏差,所以需要用一种可行、可信的方法,来对气体灭火系统设计计算方法(软件)的设计提出指导性意见。

2 流量计算方法(软件)的开发设计

气体灭火系统的流量计算,既可以通过计算公式形成的、计算过程可见的一套计算方法,也可以用计算方法编译成的计算软件,在开发设计流量计算方法(软件)时,建议考虑如下设计参数:

(1)管网中灭火剂百分比。管网中灭火剂百分比定义为喷嘴喷出灭火剂设计用量的50%时,管网内的灭火剂质量与灭火剂设计用量之比。管网内灭火剂质量与管网的容积、管网内灭火剂的密度有关。管网内灭火剂的百分比是用来表示灭火剂喷放时管网容积对中期压力影响大小的一个参数。管网中灭火剂百分比大,说明相应的管路容积大,中期容器压力则低,在确定灭火系统贮存压力等级和灭火剂充装密度时,必须考虑管路中灭火剂百分比的影响。管网中灭火剂百分比大,应选用较小的充装密度和较高的贮存压力。

(2)最小和最大喷射时间。气体灭火系统喷射时间决定了喷嘴压力、灭火时间等重要参数。最小喷射时间下产生最大喷射流量,可以缩短火灾预燃时间,降低固体可燃物成为深位火灾的可能性从而迅速扑灭火灾,减少火灾造成的损失,但有可能会引起飞溅等现象。最大喷射时间会影响七氟丙烷、IG541等灭火剂达到灭火浓度的时间,从而直接影响灭火时间和灭火效果。七氟丙烷灭火系统喷射时间还决定HF的分解量,喷射时间越长,产生HF的量越大,对人体和精密设备都会造成侵蚀伤害。

(3)管网中最小和最大流量。管网中的流量指每秒流过的灭火剂质量。最大流量为灭火剂初始喷射的流量,最小流量为灭火剂喷射至95%时的流量。最小流量决定喷射时间;最大流量决定飞溅性能。管网中的流量也影响着对系统管网的类型、布局以及喷嘴的设计,尤其在初选管径时,流量是一个重要的参数,在设计计算时必须要考虑流量。

(4)管网中灭火剂的最小和最大流速。管网中的流速指灭火剂的喷射速度。最大流速为初始喷射时的流速,最小流速为灭火剂喷射至95%时的流速。流速与流量对系统的影响是一样的,只是对可压缩流体,流体的密度是随压力的变化而变化的,气体在管道中的质量流量]介质密度×平均流速×管道截面积。而最大流速和最小流速对管网设计的影响和(3)的描述是一样的。

(5)至每个喷嘴的管容积差。第一分流点到每个喷嘴之间的管容积如果有差异,这个管容积差的大小决定了流向各个喷嘴的灭火剂的流量和压力等参数的不同。在灭火剂输送过程中,至每个喷嘴的管容积差也是影响各喷嘴对应管路中灭火剂百分比的重要参数。

(6)管网中最大喷嘴压力差。最大喷嘴压力指灭火剂从储存瓶经过管网系统后流经喷嘴处的最大压力。最大喷嘴压力考验管路的承压能力,也考量对管路管件类型、尺寸等参数的设计要求,而且在设计中应该考虑最大喷嘴压力引起保护空间中的压强。规范规定保护空间的承压是有上限的。

对于均衡系统,到达每个喷嘴的灭火剂和流量是平均分配的,每个喷嘴的最大压力是相同的。但对于非均衡系统,管网中各喷嘴的最大压力是不同的。这个最大喷嘴压力差异说明了系统管网的不平衡度,差异越大,说明喷嘴间喷射时间差异越大,各个喷嘴喷出灭火剂量的区别也越大。

(7)最小喷嘴压力。管网系统中,确保处于最不利点的喷嘴能在最大喷射时间下喷出足够灭火剂的喷嘴压力,为最小喷嘴压力。最小喷嘴压力决定灭火剂能否可靠输送到喷嘴处,保证灭火剂喷射时间、雾化效果和分布效果。

(8)喷嘴和(或)减压孔板,相对于管路入口面积的最大和最小面积。这一条所表达的意义就是要考虑两个比值:喷嘴等效孔口面积与连接喷嘴管路入口面积之比;减压孔板孔口面积与连接减压孔板管路入口面积之比。

喷嘴的等效孔口面积和减压孔板面积都影响流经的灭火剂的减压效果。对于喷嘴,这个比值越大,减压效果越差,喷嘴压力越大;比值越小,减压效果越好,喷嘴压力越小。对于减压孔板,比值越大,减压效果越差,减压孔板下游压力越大;比值越小,减压效果越好,减压孔板下游压力越小。

(9)非均衡系统,喷嘴间最大灭火剂到达时间差和最大灭火剂喷放完成时间差。最大灭火剂到达时间差:系统启动后,灭火剂到达最不利点喷嘴的时间与到达最近端喷嘴的时间之差。最大灭火剂喷放完成时间差:系统启动后,最不利点喷嘴灭火剂喷完时间与最近端喷嘴喷完时间之差。对非均衡系统,灭火剂到达各喷嘴的时间不同,各喷嘴喷放完成时间不同,这会影响系统喷射时间的设计。同一保护区内,如最大灭火剂到达时间差过大,证明喷嘴之间压力损失较大,或管路的设计不合理,导致灭火剂剩余量过大;最大灭火剂喷放完成时间过大,会导致浓度达到设计值时间加长,从而产生更多的HF。

(10)三通分流的类型和相关临界长度。由于四通分流出口多,更易引起出口处支管的流体密度变化,也难以用试验测定分流时引起的流量偏差,故在设计规范中规定管网连接时均不应采用四通管件分流。当采用三通管件分流时,分流类型不同,分配在各支管的流量比例将会不同。在设计中要考虑三通分流的类型。三通分流方式有两种,如图1、图2所示。

相关临界长度指分流出口水平布置段的长度,这个长度影响气、液两相流体在经过三通后的均匀程度,如果长度不够,将影响分流出口的实际流量。

(11)三通布置方向。采用三通管件分流时,分流出口水平布置可以防止气、液两相流体在三通处不稳定的分离。流体中液相的密度比气相大,而三通有一个分流出口垂直布置,则会有较多气相的流体向上分流,而含液量较高的流体向下分流,使两个出口的实际流量和设计流量产生偏差。存在气、液两相流的灭火系统中布置三通管件时,进口可布置在垂线方向,而分流出口只能呈水平方向。

(12)最小和最大分流比。三通管两个出管流量分别相对于入管流量的流量比。三通控制着流量的分配,最大和最小分流量决定了三通的类型、布置方向、连接方式等参数。

(13)管路和管件规格。管路管件规格尺寸决定了管路和管件的工作压力,也决定了灭火剂流动过程中产生的局部阻力损失,所以在管网的设计和布置中选择合适的管路和管件是非常重要的。

(14)高程变化。指灭火剂流动过程中产生的高度差。对于系统来说,总的高程变化值一般以贮存容器底部与喷嘴之间的高度差来计算。在系统计算时,压力损失应考虑由于灭火剂输送高度变化引起的高程压差。

(15)系统设计温度。系统设计温度提供了一个设计基准,在计算时必须涉及到的参数,如充装密度、贮存压力、管道内的压力损失、喷嘴的流量特性曲线等均取设计温度下的数值,便于工程设计计算和施工验收、检查。设计温度直接影响灭火系统中的初始设计参数。

(16)系统工作温度。设计时,应根据系统的工作温度范围选择相应型号规格的管路、管件和零部件,如使用温度超过系统工作温度范围,对部件和系统设计参数需要重新考虑。

(17)减压孔板下游管路最大压力。灭火剂瓶组中灭火剂喷射后,灭火剂流向集流管,集流管中的灭火剂经过减压孔板减压后流入主干管道,灭火剂经过减压孔板后的压力就是减压孔板下游管路最大压力,根据减压孔板孔径,减压孔板上游端的压力、流量等参数计算而得。减压孔板下游管路的最大压力决定了喷嘴压力的大小,在对减压孔板下游的管路进行设计和布置时都要考虑这个压力值。

3 流量计算方法(软件)参数限制条件

在开发气体灭火系统中的某一流量计算方法(软件)时涉及到的一些参数,在相关的标准和规范中有明确的限制条件和适用范围,笔者将这些参数的具体限制要求进行解释和说明,可对开发流量计算方法(软件)起到帮助和指导作用。

3.1 充装密度、贮存压力和温度

相同温度下,对同一集流管上的贮存容器,其规格、贮存压力、充装密度应该相同。

容器容积V,m3:充装灭火剂的容器容积,单个灭火剂储存钢瓶的容积大小不作具体要求,一般要求钢瓶大小应合理,方便灭火系统的日常维护和点检等。但充装相同质量的灭火剂时,容器的容积不同,则容器内气相容积和液面高度不同,这就会影响过程中点时储存容器内的压力、高程压差、喷射时间和喷嘴压力等参数。

充装密度ρ,kg/m3:充装密度是设计时应通过计算确定的重要参数之一。充装密度越小,对一定容积的贮存容器所需要的数量越多,工程造价就会增大。但是充装密度过大,贮存容器内气相容积减小,则在整个灭火剂喷射过程中,灭火剂的平均推动压力很小,可能影响规定的灭火剂喷射时间。此外,充装密度越大,贮存容器内的压力随温度的变化也就增大,过量充装甚至可能出现危险。且在设计规范和相关标准中,对不同系统在不同压力等级下的充装密度也是有限制的。

贮存压力P,MPa:容器内的贮存压力不但限制了整个系统的充装密度,还限制了最高工作温度和最低工作温度下容器内的压力,这样管路管件类型、喷嘴类型、压力等的设计都要受到影响;在设计规范和相关标准中,系统贮存压力不同,最高和最低工作温度下容器内的压力也是有限制的。

温度:一般有两个意义,一是指设计温度,我国设计规范和标准中一般规定为20 ℃。二是指工作温度,充装不同灭火剂的系统工作温度不同。系统的工作温度约束并限定了管路、管件和其他零部件的某些参数。如系统工作温度过低,贮存装置及选择阀均不能采用常规产品,必须使用低温用钢特别制造,管道及其附件的材料也必须满足低温使用的要求。GB 50370《气体灭火系统设计规范》第4.1.3条规定,储存装置的储存容器与其他组件的公称工作压力不应小于最高环境温度下所承受的工作压力。第4.1.10条规定,系统组件与管道的公称工作压力不应小于在最高环境温度下所承受的工作压力。

3.2 喷嘴压力

规范中对不同系统喷嘴压力值进行了限制,在设计中须根据这些限制设计管路,使喷嘴压力符合要求。如:在GB 50370《气体灭火系统设计规范》第3.1.16条中规定:“七氟丙烷气体灭火系统的喷头工作压力的计算结果,应符合下列规定:(1)一级增压储存容器的系统Pc≥0.6(MPa,绝对压力);二级增压储存容器的系统Pc≥0.7(MPa,绝对压力);三级增压储存容器的系统Pc≥0.8(MPa,绝对压力);(2)Pc≥Pm/2(MPa,绝对压力)”;第3.4.9条“IG541混合气体灭火系统的喷头工作压力的计算结果,应符合下列规定:(1)一级充压(15 MPa)系统,Pc≥2.0(MPa,绝对压力);(2)二级充压(20 MPa)系统,Pc≥2.1(MPa,绝对压力)。”

在卤代烷1301灭火系统中,若末端喷嘴的压力高于中期压力的50%,说明喷射时间将小于设计值,初定的管径是可行的。当然,喷嘴压力大大高于中期压力的50%时,则可适当缩小管径,提高整个管道的压力降,使所设计的管网更经济。若喷嘴压力达不到中期压力的50%时,则喷射时间将大于设计值,应适当扩大初选的管径,在难以扩大管径时,则应降低灭火剂的充装密度,甚至需提高灭火剂的贮存压力等级。

3.3 系统喷射时间

在进行系统设计时,为了保证灭火效果和喷嘴压力,必须要对系统喷射时间进行合理的设计。设计规范中对不同系统在不同场所的喷射时间也进行了限制。如:GB50370《气体灭火系统设计规范》第3.3.7条规定,七氟丙烷灭火系统在通信机房和电子计算机房等防护区,设计喷射时间不应大于8s;在其他防护区,设计喷射时间不应大于10s。第3.4.3条规定,当IG541混合气体灭火剂喷射至设计用量的95%时,其喷射时间不应大于60s且不应小于48s。GB 25972-2010《气体灭火系统及部件》第5.1.1.3条规定,三氟甲烷灭火系统设计喷射时间不应大于10s。

3.4 三通分流比,直流三通和分流三通

三通分流比指的是三通分流支管的设计分流流量与进口总流量的比值,不仅决定了要选择直流三通还是分流三通,还决定了分流支管出口管路的管径、管长等参数。设计规范中对分流比也是有限制的,如:GB 50163《卤代烷1301灭火系统设计规范》第4.1.8条规定,三通出口支管的设计分流流量,宜符合下述规定:当采用分流三通分流(见图1)时,其任一分流支管的设计分流流量不应大于进口总流量的60%;当采用直流三通分流方式(见图2)时,其直流支管的设计分流流量不应小于进口总流量的60%;如果不符合一、二款条件时,应对分流质量流量进行校正。

3.5 管网中灭火剂百分比

GB 50163-92《卤代烷1301灭火系统设计规范》第4.1.6条规定,管网内灭火剂百分比不应大于80%。

3.6 系统管网容积

系统管网容积限制了灭火剂在管网中的流量和流速,管网容积也不是可以无限制扩大或缩小的一个参数,在设计规范中对这个参数也进行了限定,如:GB 50370-2005《气体灭火系统设计规范》第3.3.11条规定:“管网的管道内容积,不应大于流经该管网的七氟丙烷储存量体积的80%。”

3.7 减压孔板开孔面积与管路面积比

减压孔板开孔面积与管路面积比越小,减压效果越好,减压孔板面积比越大,减压效果越差。但这个比值太小会使得减压孔板下游管路最大压力过小,从而影响灭火剂到喷嘴的输送以及喷嘴压力值,反之会使得减压孔板下游压力过大,如果管路输送距离设计不合理,则会导致喷嘴时间短,喷射强度大,引起飞溅等现象。

对于减压孔板,减压孔板流量系数根据减压孔板孔口直径与入口管路直径的比值大小来选取,这个比值也决定了落压比的大小。GB 50370-2005《气体灭火系统设计规范》第3.4.8条规定:临界落压比δ:一级充压(15MPa)的系统,可在δ=0.52~0.60中选用;二级充压(20MPa)的系统,可在δ=0.52~0.55中选用。

4 结束语

气体消防灭火剂 篇9

1 IG541气体灭火系统简介

IG541又名烟烙烬 (Inergen) , 由52%的氮气、40%的氩气和8%的二氧化碳组成。其灭火机理是通过降低防护区内的氧气浓度, 达到窒息灭火的效果。其优点是成分均为大气中天然成分, 所以喷放后在火灾现场无任何残留, 同时, 其灭火速度快、不污染被保护物品, 对大气臭氧层无破坏作用。缺点是储存压力高, IG541混合气体钢瓶的储存压力为15~20MPa, 造成了一定的安全隐患。

IG541气体灭火系统包括以下三个部分:火灾自动探测与报警系统、自动联动控制系统、自动灭火系统。

2 系统控制方式

系统同时具有自动控制, 手动控制和机械应急操作三种启动方式。操作程序如下:

2.1 自动控制。

第一步:防护区内的单一探测回路烟感或温感探测到火灾信号后, 灭火控制盘启动设在该防护区域内的警铃, 同时向FAS系统提供火灾预报警信号。

第二步:同一防护区内的气体灭火系统的控制主机在收到防护区内两个不同性质探测器的火灾报警信号后, 向该防护区的灭火控制盘发出指令, 启动设在该防护区域内外的声光报警器, 停止警铃动作, 同时向FAS系统输出火灾确认信号以及输出有源信号关闭防护区防火阀, 并进入30秒的延时状态。

在延时过程中, 如在延时阶段发现是系统误动作, 或防护区确有火灾发生但仅使用手提式灭火器和其它移动式灭火设备即可扑灭的情况下, 工作人员可按住设在防护区门外的紧急止喷按钮暂时停止释放气体 (直至系统复位) , 如需继续开启气体灭火系统, 需紧急启动按钮, 系统无延时, 立即释放。

第三步:30秒延时结束时, 灭火控制盘输出有源信号开启启动瓶电磁阀, 通过启动瓶启动IG541灭火剂储瓶瓶组以释放气体, 气体通过管道输送到防护区。此时, 压力开关上的触点开关动作并将气体释放信号传送至灭火控制盘, 并由灭火控制盘将气体释放信号传至FAS系统, 同时灭火控制盘启动防护区外的释放指示灯。防护区域门内外的声光报警器, 在灭火期间将一直工作, 警告所有人员不能进入防护区域, 直至确认火灾已经扑灭。

2.2 手动控制。

无论气体灭火系统主机和灭火控制盘处于何种状态, 手动控制总是拥有最高权限, 即使在紧急止喷按钮长期按下的情况下, 只要接到手拉启动器指令后, 无需延时, 灭火控制盘将输出有源信号开启系统的启动装置以释放气体。

2.3 机械应急操作。

是指自动控制和手动控制均失效的情况下或有必要时采用的一种应急操作。该功能的实现是通过在IG541灭火剂储瓶瓶头阀和选择阀上各加装一个机械启动器, 用人为的拉力开启系统释放灭火气体。使用时, 选择阀须先开启, 灭火剂储瓶瓶头阀后开启。

3 主要设计原则

a.IG541灭火系统为全淹没气体灭火系统。b.每个系统按同一时间只发生一次火灾考虑。c.组合分配系统保护区域数量最多8个。d组合分配系统的灭火剂储存量, 按最大的防护区的量确定。e.组合分配系统保护区域备用量充装最长72h。

4 IG541气体灭火系统的设计步骤

5 与其他专业的设计接口

5.1 与低压配电专业的接口。

低压配电系统提供AC220V/50Hz的电源 (一级负荷) , 用电容量为5k W, 接口位置在气瓶间及车站控制室内的双电源切换箱馈线开关出线侧。系统控制主机、灭火控制盘和辅助电源箱的电源由本系统自行从电源切换箱引出。低压配电系统提供气体灭火系统专用的接地端子箱, 接地电阻小于1欧姆, 接口位置在气瓶间及车站控制室的接地端子处, 系统控制主机和各防护区灭火控制盘至接地母排接线由本系统完成。

5.2 与FAS专业的接口。

在每个防护区门口需设置灭火控制盘, 每个灭火控制盘可以向FAS系统发送5个信号, 包括:火灾预报警信号, 火灾确认信号, 故障信号, 气体释放信号, 自动/手动状态信号, 接口位置在每个灭火控制盘接线端子排外侧, 所有接口均为无源常开节点。系统控制主机 (设在车站控制室) 所有接口均为无源常开节点。

5.3 与通风空调专业的接口。

当火灾被两个探测回路确认后, 控制系统向防护区内的防火阀输出信号, 将防护区的防火阀关闭。接口位置在防火阀接线端子处。

5.4 与土建结构的接口。

a.建筑专业在车站左右两端分别设一个气瓶间, 可设于站厅或者站台层, 面积为20m2以上。管道穿楼板由土建专业预留孔洞。b.防护区是一个封闭性良好的防火空间, 门朝外开启并能自行关闭;防护区隔墙的耐火级限不小于3h, 楼板不小于2h, 构件 (门、窗) 的耐火极限不小于0.5h, 吊顶不小于0.25h;门、窗如果采用玻璃为材料, 则需要采用防爆玻璃。防护区围护结构承受内压的允许压强不低于1.2k Pa。c.气瓶室尽量靠近防护区, 设备荷载不小于2t/m2, 隔墙的耐火极限不小于3h, 楼板不小于2h, 隔墙上的门采用甲级防火门, 门向外开启, 并应直接通向室外或疏散走道。

6 设计经验总结

a.房间内喷头应尽量沿主管对称布置, 以使气体均匀喷射。在喷头不能完全对称布置时, 需经过计算需配置不同的喷头, 以满足均匀喷射的要求。b.地铁车站吊顶以上高度大于300mm时, 也需要设置喷头。可以从支管上分别接出两个喷头到吊顶上和吊顶下。c.有人工作的防护区, 其灭火设计浓度或实际使用浓度, 不应大于无毒性反应浓度 (NOAEL) :43%;无人工作的防护区, 其灭火设计浓度或实际使用浓度, 不应大于有毒性反应浓度 (LOAEL) :52%。d.为保证灭火时灭火剂浓度不低于设计灭火浓度, 防护区的容积应按照室内可能的最大净容积计算, 温度则应按照室内可能的最低温度取值。以防护区内可能的最小容积、最高温度和灭火剂的实际设置量来校核防护区内灭火剂的最高浓度。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB50370-2005气体灭火系统设计规范[S].

[2]广东省标准.DBJ/T15-40-2005 IG-541气体灭火系统设计、施工、及验收规范[S].