工程案例

机房七氟丙烷灭火装置的设计



装置的设计
1、设计依据
1）国家标准GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》；
2）国家标准CB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》；
3）国家现行其他相关的规范、标准、规则等。
 
2、设计条件
1）保护对象（用于按照有关规范选定灭火设计浓度C₁）；
2）防护区的尺寸（用于计算防护区的净容积V）；
3）防护区的最低和最高环境温度（用于计算七氟丙烷灭火剂的蒸汽比容S）；
4）防护区所处的海拔高度（选定海拔高度修正系数K）；
 
3、设计过程
1）提出系统对防护区的要求；
2）根据保护对象确定灭火浓度；
3）计算防护区净容积；
4）计算灭火剂设计用量；
5）确定装置灭火喷放时间；
6）选定灭火剂储瓶规格及数量；
7）选定柜式装置的型号及数量；
8）计算灭火剂存储用量及储瓶的充装率；
9）灭火剂实际应用浓度的校核；
10）计算防护区泄压口面积。
 
4、系统对防护区和储瓶间的要求
1）防护区宜以单个封闭空间划分；同一区间的吊顶上和地板下需同时保护时，可合为一个防护区。
2）一个防护区的面积不宜大于500㎡，且容积不宜大于1600m³。
3）防护区应实行完全的防火分隔。防护区围护结构及门窗的耐火极限均不宜低于0.5h；吊顶的耐火极限不宜低于0.25h。当防护区的相邻区域设有水喷淋或其他灭火系统时，其隔墙或外墙上的门窗的耐火极限可低于0.25h，但不应低于
 
0.25h。当吊顶上和工作层划为同一防护区时，吊顶的耐火极限不做要求。
4）防护区围护结构承受内压的允许压强，不宜低于1200Pa。
5）防护区的门应为向疏散方向开启的防火门，并安装自动闭门器，以保证在气体喷放时能够处于关闭状态。但亦应保证用于疏散的门在任何状态下，都可以从防护区内部打开。
6）防护区内影响气体灭火效果的各种设备都应能保证在喷放气体前联动停止或关闭，除泄压口外的开口应自动关闭。
7）防护区应有保证人员在30s内疏散完毕的通道和出口。
8）防护区内的疏散通道和出口应设置应急照明和疏散指示标志。
9）防护区的入口处应设置灭火系统的永久性标志牌和气体释放指示灯。
10）灭火后的防护区应通风换气，地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区，应设置机械排风装置，排风口宜设在防护区的下部并应直通室外。通风换气的次数按照不少于每小时5次考虑。有可开启外窗的防护区，可采用自然通风换气的方法进行通风换气。
11）防护区应设置泄压口，泄压口应设置在防护区净高的2/3以上，且宜设置在外墙上。当防护区不存在外墙时，可考虑设置在与走廊相隔的内墙上。
12）防护区的最低环境温度不宜低于－10℃。
 
5、灭火浓度及灭火设计浓度的确定
1）七氟丙烷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惰化浓度的1.1倍。
2）固体表面火灾的灭火浓度为5.8%，其他灭火浓度可按附表1取值，惰化浓度可按附表2取值。
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%。
4）油浸变压器、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%。
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%。
 
 
 
附表1七氟丙烷灭火浓度

可燃物	灭火浓度（%）	可燃物	灭火浓度（%）
甲烷	6.2	异丙醇	7.3
乙烷	7.5	丁醇	7.1
丙烷	6.3	甲乙酮	6.7
庚烷	5.8	甲基异丁酮	6.6
正庚烷	6.5	丙酮	6.5
硝基甲烷	10.1	环戊酮	6.7
甲苯	5.1	四氢呋喃	7.2
二甲苯	5.3	吗啉	7.3
乙腈	3.7	汽油(无铅，7.8%乙醇)	6.5
乙基醋酸酯	5.6	航空燃料油	6.7
丁基醋酸酯	6.6	2号柴油	6.7
甲醇	9.9	喷气式发动机燃料油(-4)	6.6
乙醇	7.6	喷气式发动机燃料油(-5)	6.6
乙二醇	7.8	变压器油	6.9

 
附表2七氟丙烷惰化浓度

可燃物	惰化浓度（%）
甲烷	8.0
二氯甲烷	3.5
1.1-二氟乙烷	8.6
1-氯-1.1-二氟乙烷	2.6
丙烷	11.6
1-丁烷	11.3
戊烷	11.6
乙烯氧化物	13.6

 
 
6、七氟丙烷灭火剂设计用量计算
1）根据气体灭火系统设计规范3.3.14条防护区灭火剂的设计用量应按下式计算：

式中    W——灭火设计用量（kg）；
        C₁——灭火设计浓度或惰化设计浓度（%）；
        S——灭火剂过热蒸汽在101kPa大气压和防护区最低环境温度
下的质量体积（m³/kg）；
S=0.1269+0.000513·T  （T——防护区最低环境温度℃）
V——防护区净容积（m³）；
K——海拔高度修正系数，根据装置所处海拔高度按照附表3取值。
 
附表3海拔高度修正系数

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

 
 
7、装置喷放时间的确定
    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；在其他防护区，设计喷放时间不应大于10s。
 
 
8、选定灭火剂储瓶规格及数量
1）根据用户需求及工程实际情况选定灭火剂储瓶的规格。
2）为保证灭火剂的喷放速率，通常情况下按照选定的储瓶规格确定储瓶灭火剂的充装量（例如70L的灭火剂储瓶的灭火剂充装量最好不要超过70kg，其他规格依次类推）。
3）根据灭火剂设计用量和选定的灭火剂储瓶规格即可确定需用的储瓶数量。
 
9、选定柜式装置的型号及数量
    根据工程实际情况，在防护区平面图上按照不大于7.5m保护半径沿墙或者贴柱进行柜式装置的预布置，然后根据的预布置的柜式装置数量和确定的灭火剂储瓶数量即可选定柜式装置的型号。
 
10、灭火剂存储用量及储瓶的充装率计算
    1）灭火剂存储用量按照下式计算：

 
式中    ——灭火剂存储用量（kg）；
        ——灭火设计用量（kg）；
——储瓶内的灭火剂剩余量（kg）；
    注：储瓶内的剩余量按照70L灭火剂储瓶剩余量3.0kg，90L灭火剂储瓶剩余量3.5kg，120L灭火剂储瓶剩余量4.0kg。
  2）灭火剂储瓶的充装率按照下式计算：

式中    ——灭火剂储瓶的充装率（kg/m³）；
        ——灭火剂储瓶的数量（个）；
——单个灭火剂储瓶容积（m³）。
注：建议此处计算出的灭火剂储瓶的充装率应≤1000 kg/m³。
 
11、灭火剂实际应用浓度的校核
防护区实际应用灭火剂浓度按下式计算：
 
 

式中    C——防护区实际应用灭火剂浓度（%）；
W——灭火剂实际设计用量（kg）；
        S——灭火剂过热蒸汽在101kPa大气压和防护区最高环境温度
下的质量体积（m³/kg）；
V——防护区净容积（m³）；
K——海拔高度修正系数。
注：防护区的实际应用浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。
 
12、防护区泄压口面积的计算
防护区泄压口面积可按照下式计算：

式中     ——泄压口面积（m²）；
         ——灭火剂在防护区的平均喷放速率（kg/s）；
         ——围护结构承受内压的允许压强（Pa），不宜低于1200Pa。
泄压口可按照以下方法进行选型：

式中     ——泄压口面积（m²）；
         ——泄压口长度（m）；
     ——泄压口宽度（m）。
注：1、调整泄压口的长度和宽度，直到。
    2、泄压口长度或宽度超过1米时，可考虑将一个大的泄压口分成几个小的泄压口进行设置。所有小的泄压口面积之和应不小于大的泄压口面积。
  
 
十、装置的检查和维护
1、本装置是一种高效灭火装置，自动化程度高、密封要求严。为了确保工作的可靠性，管理人员应经过专门培训，培训合格后方可上岗。
2、本装置应按规定建立完善的维护保养制度，制订操作规程。对本装置的定期检查应做好记录，记录由检查人员签字后归档保存，检查中发现的问题应及时处理。
3、每月应对本装置进行两次检查，检查内容及要求应符合下列规定：
1）对储存容器、启动装置、喷嘴等全部装置部件进行外观检查，装置部件应无碰撞变形及其它机械性损伤，表面应无锈蚀，保护涂层应完好，铭牌应清晰，手动操作装置的铅封和安全标志应完整。
2）每个储瓶内灭火剂的压力指示值应在绿色区域内。
3）启动瓶氮气的压力指示值应在5MPa以上。
4、每年应对本装置进行两次全面检查，检查内容和要求除按月检规定的检查外，尚应符合下列规定：
1）防护区的开口情况、防护区的用途及可燃物的种类、数量、分布情况，应符合原设计规定。
2）灭火剂储瓶及启动气体储瓶固定牢固，应无松动。
3）各喷嘴孔口应无堵塞。
4）喷嘴短管有无损伤与堵塞现象。
5）对每个防护区进行一次模拟自动启动试验，如有不合格项目，则应对相关防护区进行一次模拟喷气试验。
6）用标准压力显示器检验储瓶内压力和检漏用压力显示器的准确性。
注意：第6）项模拟自动试验必须是经过本公司培训合格的人员进行；以免发生气体误喷事件。
5、每五年应对本装置进行一次全面检查，检查内容和要求除按月检及年检规定的检查外，尚应符合下列规定：
1）对阀件及启动装置组件进行拆洗重装、重新试验。
2）对全装置重新进行调试。
6、本装置灭火使用后，应使下列各部件的零件复位，方可继续使用：
1）控制盘复位（详见电气使用说明书）；
2）电磁阀更换新膜片，恢复原工作状态；
3）启动气体储瓶重新充装启动气体，充装压力6MPa；
4）使容器阀恢复原工作状态；
5）按设计要求重新充装灭火剂；
6）所有拆卸过的管路，必须安装正确，保证密封。
7、检查、维护过程中发现的问题，如需协助解决，使用单位可电话或传真等方式及时通知我公司。
 
 十一、注意事项
1、本装置的安装场所应符合下列要求：
1）环境温度为-10℃～50℃，且保持干燥和通风良好；
2）空气中不得含有易爆、导电尘埃及腐蚀部件的有害物质，否则必须予以保护，装置不得受到强烈的震动和冲击；
3）整个柜体必须能安装平稳，不允许倾斜；
4）安装在防护区里的位置应选择能避免接近热源和太阳光直接照射的地方，并靠近墙体安装。喷嘴的喷射方向应朝防护区。
2、本装置的安装、调试和运行使用必须由经过专业培训并取得相关资质人员负责。
3、本装置在安装过程中和交付使用前严禁将电磁启动装置的启动气体出口与启动管路连接。
4、灭火剂储瓶容器阀和电磁启动装置的安全销、安全挡片以及容器阀出口的安全帽是为了防止在运输、安装过程中因碰撞和人为误操作而设置的，在运输和安装过程中严禁取下。
5、启动气体储瓶和灭火剂储瓶在运输和安装过程中，应轻装轻卸，防止碰撞、卧置、倒置，并应避免接近热源。
6、为保证系统的正常工作，灭火剂储瓶和启动气体储瓶内的压力需要按照有关维护保养标准定期检测，压力检测完毕后需要将压力表与容器阀接口处设置的检修阀门关闭。
7、本装置喷射灭火剂前，所有人员必须在延时期内撤离火情现场，必须关好门和窗户同时切除其它的通风装置和影响灭火效果的设备；灭火完毕后，必须首先启动风机，将废气排出后，工作人员方可进入现场。
8、更换新的膜片必须由我公司供应，不得随意用未经试验的膜片代用。
9、在日常维护、保养或进行周期检查时应严格按照操作程序，确保防止装置误喷。
10、拆装过程中应避免碰伤表面而影响外观。
11、无关人员切勿乱摸乱动本装置的零部件，以免发生意外。您好，欢迎您阅读我的文章，本WOR