有管网七氟丙烷灭火系统的应用

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中图分类号： TU998 文献标识码： A

前言

《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）7.6.6、7.6.7、7.6.8条和《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）8.5.5条中都明确规定对重要的电气用房、计算机房、档案馆库等部位应设置自动灭火系统，且宜采用气体灭火系统。我国上世纪八、九十年代时，卤代烷灭火剂曾得到广泛使用。根据1992年《蒙特利尔议定书》，对签约的发达国家在一九九四年一月一日完全禁止安装使用卤代烷气体灭火系统，发展中国家在执行淘汰臭氧耗损物质的截止日期上给予十年的“宽限期”。我国也是该协议的签约国之一，国家公安部、环境保护局已于1994年《关于在非必要场所停止再配置哈龙灭火器的通知》(公通字(1994)94号)。哈龙灭火剂(即卤代烷)已在我国逐步淘汰，而七氟丙烷（HFC-227ea又称FM200）具有应用范围广，洁净、环保无残留，灭火效率高，对大气臭氧层的损耗潜能值（ODP）为零等优点，成为一种理想的哈龙替代灭火剂，在上述需设置气体灭火的场所得到广泛的应用。

系统组成和工作原理

系统分类

七氟丙烷气体灭火系统分为无管网和有管网两种形式，

其中有管网系统又可分为单元独立系统和组合分配系统。

无管网七氟丙烷灭火系统是按一定的应用条件，将气体灭火剂储存装置和喷放喷头等部件经预先设计并组装成套的灭火装置。无管网系统在灭火设计用量、防护区泄压口面积等设计计算方面与有管网系统是相同的，只是系统设计时只需根据计算结果选用相应的成套系统，在灭火场所内合理摆放即可，设计相对简单，对于防护区面积较小，防护区数量不多的情况方便简化设计。本文主要介绍有管网七氟丙烷灭火系统。

系统组成

有管网七氟丙烷自动灭火系统由储存瓶组、储存瓶组架、N2启动钢瓶组，启动钢瓶组架、瓶头阀、液流单向阀、气流单向阀、电磁启动器、输气控制管路、集流管、选择阀、三通、异径三通、弯头、异径弯头、法兰、安全阀、压力信号发送器、管网、喷嘴、药剂、火灾探测器、气体灭火控制器、声光报器、警铃、放气指示灯、紧急启动/停止按扭等组成。

工作原理

（1）.自动控制：将灭火报警联动控制器上控制方式选择键拨到“自动”位置时，灭火系统处于自动控制状态。当保护区发生火情，火灾探测器发出火灾信号，灭火报警联动控制器即发出声、光报警信号，同时发出联动指令，关闭联锁设备，经过一段延时时间，发出灭火指令，打开电磁驱动阀释放启动气体，启动气体通过启动管道打开相应的选择阀和容器阀，释放灭火剂，实施灭火。

（2）.电气手动控制：将灭火报警联动器上控制方式选择键拨到“手动”位置时，灭火系统处于手动控制状态。当保护区发生火情，可按下手动控制盒或控制器上启动按钮即可启动灭火系统释放灭火剂，实施灭火。

（3）.机械应急操作：当保护区发生火情，控制器不能发出灭火指令时应通知有关人员撤离现场，关闭联动设备，然后拨出相应电磁驱动阀上的保险销，压下手柄即可打开电磁驱动阀，释放启动气体，即可打开选择阀、容器阀、释放灭火剂，实施灭火。如此时遇上电磁驱动阀维修或启动钢瓶充换氮气不能工作时，可打开相应的选择阀手柄，敞开压臂，打开选择阀，然后，用容器阀上的手动手柄打开容器阀，释放灭火剂，实施灭火。

（4）.当发出火灾警报，而发现有异常情况，不需启动灭火系统进行灭火时，可按下手动控制盒或控制器上的紧急停止按钮，即可阻止灭火指令的发出。

系统设计计算

确定防护区设计浓度

依据《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）中有关规定，按下表，确定防护区设计浓度

七氟丙烷常用计算表格

按公式计算：

W＝V/S×C/(100－C)

式中W：灭火剂重量（kg）

V：保护区容积（m³）

S：七氟丙烷（FM200）蒸汽比容（m³/kg）S=0.1269+0.000513t 式中t=温度（℃）

C：设计浓度（%）

当系统安装位置地理高度不同时，应根据海拔高度的修正系数调整灭火剂用量。海拔高度修正系数（附表一）

最大浓度校核：

C=(100×W×C)/(V+W×C)

C：浓度（%）

设计中需注意的问题

系统形式的选择

当采用有管网七氟丙烷灭火系统时，每个防护分区面积不宜大于500㎡，容积不宜大于2000m³。根据有管网七氟丙烷系统与防护分区的对应关系分为单元独立式和组合分配式两种系统形式。单元独立系统是用一套灭火装置保护单个防护区的气体灭火系统，当防护分区较少或防护分区间距离较远时可采用单元独立式系统。组合分配系统是用一套灭火装置保护两个或两个以上防护区的气体灭火系统，当防护分区较多且距离较近，从经济角度考虑，宜采用组合分配式系统。组合分配式系统管网布置形式又分为均衡布置和非均衡布置，由于七氟丙烷灭火剂的粘度系数较大，在管道中的阻尼大，摩损大，影响输送距离，所以因尽量采用均衡式管逛网设计。防护区中含两个或两个以上封闭空间的非均衡管网，其管网内的剩余量，可按管网第1支点后各支管的长度，分别取各长支管与最短支管长度的差值为计算长度，计算出的各长支管末段的内容积量，应为管网内的容积剩余量。用于需不间断保护的防护区的灭火系统和超过8个防护区组合成的组合分配系统，应设七氟丙烷备用量，备用量按原设置用量的100%确定。

管网布置要领

由于七氟丙烷粘度系数大，在管网布置时，应注意以下几点。

（1）.干管尽量沿边墙布置

（2）.管道连接只能采用弯头、三通，不能采用四通。

（3）.减少管网局部阻力即弯头、三通的使用。

（4）.系统尽量采用均衡管网，如采用非均衡管网需考虑管网内的剩余量。

结语

随着我国经济水平的提高，对于建筑的安全、环保要求日趋严苛，作为哈龙灭火系统得七氟丙烷灭火系统的应用前景必然更为广阔，但有管网七氟丙烷灭火系统的设计、计算较为复杂，需要设计人员认真考虑各项设计参数，合理布置管网，使系统经济、可靠、高效。