七氟丙烷灭火系统在工程中的应用

七氟丙烷灭火系统在工程中的应用根据联合国环境规划署(UNEP)的规定:发展中国家自2005年起停止生产哈龙1211灭火剂，自2010年起停止生产哈龙1301灭火剂。七氟丙烷是无色.无味，不导电，能全部蒸发而无残留物，不会形成二次污染的清洁灭火剂，加上毒性很小和良好的灭火性能，因而得到美国环境保护署和美国消防保护协会的认可和推荐，我国公安部消防局也把氢氟烃(HFC)列为哈龙灭火剂的替代物，认为七氟丙烷是目前替代哈龙的全淹没灭火系统较理想的灭火剂之一。本文来自，气体灭火系统销售电话：[phone]灭火机理七氟丙烷是通过化学和物理方式进行灭火的，以化学方式为主。七氟丙烷同其它卤代烷灭火剂相同，对燃烧反应有干扰作用，中断燃烧的链式反应而抑制燃烧反应，进行负催化作用，达到迅速灭火。七氟丙烷的体积质量是空气的6倍，在灭火时，七氟丙烷对燃烧有窒息作用，灭火时，当大量喷人七氟丙烷可稀释可燃气体隔绝氧气，达到灭火的目的，。2工作方式七氟丙烷灭火系统的启动方式有气动启动、电启动、电气手动启动、应急机械手动启动。对某一确定灭火系统可采取任意两种或两种以上的启动方式。(1)气动启动。当某防护区两火灾探测器同时发出火灾信号时，自动灭火控制器立刻发出电信号指令，打开该区启动钢瓶，瓶中高压氮气分为两路，一路经气路单向阀打开该区选择阀，一路直接打开按预先设定的该区储瓶组(部分或全部储瓶组)对该区进行灭火。(2)电启动。当某保护区内两探测器同时发出火灾信号时，自动灭火控制器马上发出电信号指令，使钢瓶分盘按预先给定的组合分配方式，电启动瓶头阀及对应的选择阀，对保护区实施自动灭火。钢瓶分盘用来通过电气原理实现不同防护区钢瓶的分配，并且有主、备钢瓶的切换功能。(3)电气手动。当实施半自动灭火时，将控制柜面板上气动方式转换开关置于半自动位置，手动按动自动灭火启动按扭，使相应保护区的选择阀及灭火剂储瓶组的瓶头阀打开，对保护区实施灭火。(4)应急机械手动启动。当电启动或气动启动失效时，工作人员可在设备现场采用手动方式打开相应保护区的瓶头阀和选择阀的手动开启装置，对该防护区进行灭火。3系统组成七氟丙烷自动灭火系统为全淹没系统，其包括火灾报警系统、施放控制系统、灭火剂储存系统和管网四部分构成。对灭火系统来说，利用七氟丙烷灭火装置可以组成组合分配系统和单元独立系统两种形式。在一个建筑构筑物内存在多个需要保护的区域时，可以将几个保护区组合起来，共同设立一套七氟丙烷灭火系统，称为组合分配系统。相反，每个保护区单独设立一套七氟丙烷灭火系统，就称为单元独立系统。4工程实例4.1工程概况和系统选择某医科大学图书馆综合楼是由图书馆、实验室和其它用房等共同组成的二十一层高层建筑，该建筑有十七层分别为训练部大小档案室、校务部大小档案室、政治部大小档案室、科研部档案室、网络机房、小型电子阅览室、档案借阅室、档案整理室、保密室等。根据相关高层建筑消防规范，须对上述部位采用气体消防灭火设计。目前在消防领域较成熟的哈龙灭火剂替代品为二氧化碳、七氟丙烷和三氟甲烷，其主要性能见表1。在档案室(特别是科研档案室)中，经常有人员进出，因而不宜选用二氧化碳灭火系统。七氟丙烷与三氟甲烷相比，七氟丙烷导致地球暖化数值更小，更清洁，而且在中小型消防工程中，七氟丙烷灭火系统与其他气体灭火系统相比，具有贮存压力相对较低、所需贮存容器数量较少、工程投资少等特点，因而在该系统选用七氟丙烷灭火剂。表1常见气体灭火剂性能比较注:NOAE1为试验动物未发现不良反应的浓度。ODP为物质对臭氧层的破坏能力，GWP为导致地球暖化的数值。4.2七氟丙烷气体灭火剂设计用量为了简化系统，从地域角度将部分小房间合并成一个防护区(详细见表2)，共分为十一个防护区。各防护区七氟丙烷气体灭火剂设计用量可按下式计算。式中W一防护区七氟丙烷设计用量(kg)；V一防护区的净容积(m³)；C一七氟丙烷灭火设计浓度(%)；S一七氟丙烷过热蒸汽在l01kPa和防护区最底环境温度下的比容，S=0.1269+0.0005t，t一为防护区最低环境温度。工程中设防护区最低环境温度为t=0℃；通讯和电子机房等防护区设计浓度宜按8%计，档案和文物等防护区设计浓度宜按10%计;管网和容器瓶内的剩余量按1%计，具体计算结果见表2。这十一个防护区同时着火的机率很小，按照有关规范不需要同时向十一个防护区喷射灭火剂。采用通过选择阀使灭火剂按照指定的管网喷向需要灭火的防护区的组合分配系统，可以大幅度地减少灭火剂的设计用量，显著降低工程造价和运行费用，故选用最大的防护区七氟丙烷设计用量134kg。由于采用组合系统的防火区数量已超过8个，需要增加100%的设计用量为备用量，故七氟丙烷设计总量为268kg。4.3管网的计算4.3.1主干管的计算七氟丙烷在管道内是以气液两相流流动，应按照气液两相流流体力学计算。管网计算时，宜采用平均设计流量，管网中主干管的平均设计流量，按下式计算:式中:Qw一主干管平均设计流量(kg/s);W-防护区七氟丙烷的灭火设计用量(kg);t一七氟丙烷的喷放时间(s)，取t=8s。各防护区七氟丙烷灭火系统主干管径计算结果见表2和图14.3.2支管的计算管网中支管的平均设计流量，应按下式计算：式中:Qc一支管平均设计流量(kg/s);N一安装在计算支管流程下游的喷头数量(个)；Q一单个喷头的设计流量(kg/s);各防护区七氟丙烷灭火系统支管径计算结果见图14.4设备的选用七氟丙烷灭火系统设备选用四川威龙消防设备有限公司产品，WLQF一150型低压灭火装置两罐，形成组合分配系统(单罐设备贮存七氟丙烷灭火剂136kg,贮存容器设计公称压力4.2MPa，容积150l，充装密度907kg/m³，高度985mm，外径426mm)，组合分配消防系统见图1。环境工作温度为0一50℃，喷头和选择阀的型号见表2。5结论与建议七氟丙烷灭火剂具有灭火效率高、毒性小等特点，是一种清洁灭火剂，适合作为哈龙灭火剂替代物之一。七氟丙烷灭火系统灭火效率高、安装维护方便、技术成熟，并且在中小型消防系统中，具有投资成本和运行费用低等优势，可在气体灭火系统中推广使用。建议尽早研究批准《七氟丙烷洁净气体灭火系统设计规范(建议草案)》以代替地方标准，以便清洁、安全、高效、经济的七氟丙烷灭火系统得以尽快推广使用。文/黄开阳梁恒国鲁建举刘滔