七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火设计规范

七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火设计规范(DBJ15-23-1999)1总则1.0.1为了合理设计七氟丙烷（HFC227ea）灭火系统，确保灭火系统的设计施工质量，保护设置场所内的人身和财产安全，特制定本规程。1.0.2本规程适用于新建、改建和扩建的工业和民用建筑中设置的储存压力为2.5MPa（20℃）和4.2MPa(20℃)的七氟丙烷灭火系统的设计、施工、验收及维护管理。1.0.3七氟丙烷灭火系统适用于扑救下列火灾：1.可燃液体和可熔化固体的火灾；2.可燃气体的火灾；3.可燃固体的表面火灾；4.电气火灾。1.0.4七氟丙烷不适用于扑救下列火灾：1.硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾；2.钾、钠、镁、钛、铀、锆等活泼金属火灾；3.氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。1.0.5七氟丙烷灭火系统的设计、施工及验收，除应符合本规程外，还应符合国家现行有关标准的规定。2术语、符号2.1术语2.1.1七氟丙烷灭火系统HFC227eaextinguishingsystem七氟丙烷灭火系统有管网灭火系统和预制灭火系统两种，系统由灭火剂储存装置、灭火剂输送管道、阀门、喷嘴、报警与控制装置等全部或部分组成，在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀充满整个防护区的灭火系统。2.1.2防护区protectivespace由固定围护构件围成并满足七氟丙烷系统灭火要求的一个封闭空间。2.1.3单元独立灭火系统unit-independentsystem用一套七氟丙烷储存装置单独保护一个防护区的灭火系统2.1.4组合分配灭火系统combineddistributionsystem用一套七氟丙烷储存装置保护两个或两个以上防护区的灭火系统。2.1.5灭火浓度agentconcentration在101.3KPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种类型的火灾所需要的七氟丙烷与七氟丙烷和空气混合物的最小体积百分比。2.1.6惰化浓度inertingconcentration能够惰化可燃性气体与空气混合物防止其发生爆炸所需的灭火剂的最低浓度。2.1.7抑制时间inhibitiontime维持设计规定的灭火剂浓度保证使火灾完全熄灭所需时间。2.1.8充装率fillingrate充装在储存装置内的七氟丙烷质量与储存装置的容积之比。2.1.9喷放时间spraytime系统喷出95%的灭火剂所需要的时间。2.1.10泄压口pressurereliefopening设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口。2.1.11无毒性反应的最高浓度（NOAEL）noobservedadverseeffectlevel未观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最高浓度。2.1.12有毒性反应的最低浓度（LOAEL）lowestobservableadverseeffectlevel可观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最低浓度。2.2符号表2.2符号符号单位涵义AfM2泄压口面积QKg/s管路设计计算流量PKPa围护结构的允许压强ts系统喷出95%的灭火剂所需要的时间Mkg灭火剂设计用量VM3防护区净容积Sm3/kg灭火剂在环境温度和101.3KPa大气压下的过热蒸汽比容T℃防护区的环境温度C%(V/V)灭火剂设计浓度PmMPa喷放“中期状态”储存容器内的压力PoMPa储存容器的储存压力VoM3喷放前储存容器气相的容积总和γkg/m3灭火剂的液体密度VPM3管网内容积ΔPMPa管段的阻力损失Dmm管道内径QgKg/s支管路计算流量Lm管段的计算长度n个储存容器的数量VbM3单个储存容器的容量ηkg/m3灭火剂充装率Ng个安装在计算支管下游的喷头数量QcKg/s单个喷头的设计流量Nd段管网计算管段数量PhMPa高程压头gm/s2重大加速度HM喷头高压相对“中期状态”储存容器液面的位差Fccm2喷头孔口面积μc喷头流量系数PcMPa喷头工作压力3系统设计3.1一般规定3.1.1防护区应符合下列规定：1防护区围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.50h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h；2围护结构及门窗的允许压强不应低于1.2KPa;3防护区不宜有不能关闭的开口，防护区内与其它空间相通的开口，除泄压口外，应能在灭火剂喷放前自动关闭；否则应将防护区扩大到与之相通的空间或采取防止或补偿灭火剂流失的措施;4密封性良好的防护区应设置泄压口，泄压口应设置在防护区室内净高2/3以上，且应高于保护对象，并宜设在外墙上。3.1.2灭火系统要求：1当采用管网灭火系统时，需符合下列规定：1）喷头末端压力应满足3.3.11条；2）储存容器间至喷头末端的最大距离，储存压力为2.5MPa的不宜大于30m，储存压力为4.2MPa的不宜大于45m。2当采用预制灭火装置时，一个防护区的面积不宜大于100m2，容积不宜大于300m3;3两个或两个以上邻近的防护区，管网可采用组合分配系统。当采用组合分配系统时，应符合下列要求：1)每个防护区必须单独进行设计;2)灭火剂设计用量按系统所保护的防护区中灭火剂需要量最大者确定，灭火剂用量较小的防护区应受到安全浓度的制约参照第6.0.1条的规定；3）选择阀必须在容器阀动作之前或同时打开。3.1.3确定灭火剂设计浓度时，应符合以下规定：1灭火剂设计浓度不应小于灭火浓度的1.2倍或隋化浓度的1.2倍且不应小于7.35%;2有关场所设计灭火浓度，直接由下列规定确定：1）通讯机房和电子计算机房，灭火设计浓度宜采用8%；2）油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房的灭火设计浓度宜采用8.3%；3）图书、档案、票据和文物资库等，灭火设计浓度宜采用10.5%。3部分可燃物的设计灭火浓度可按附录A确定。附录A中未给出的应经试验确定；4部分可燃物的设计惰化浓度可按附录B确定，附录B中未给出的应经试验确定。3.1.4系统的喷放时间，不应大于10S。3.1.5管网布置应符合下列规定：1管网不应采用四通分流；2当采用三通管件分流时，应符合下列规定：1）直通分流，流量小的一侧分流比应不小于25%;75%25%100%2)侧通分流，流量小的一侧分流比应在10%-25%范围内;10%25%100%90%100%75%3管网的管道内容积，不应大于该系统充装容量的80%;4管网布置宜设计为均衡系统应符合下列规定：1)各个喷头应取相等的设计流量；2)在管网上从第一分流点至各喷头的管道阻力损失，其相互间差值应小于20%。3.2灭火剂设计用量3.2.1灭火剂设计用量按公式（3.2.1）计算确定：M=V/S*C/（100-C）(3.2.1)式中M——灭火剂设计用量（kg）；C——灭火剂设计浓度(%)；V——防护区净容积(m3)；S——七氟丙烷热蒸汽在101.3KPa和防护区环境温度下的比容（m3/kg）。3.2.2在不同环境温度下的过热蒸汽比容，应按下式计算：S=0.2169+0.000513T(3.2.2)式中T——防护区环境温度（℃）。3.2.3防护区为需不间断保护的重要场所,或在48h内补充灭火剂有困难者，应设置备用量。备用量应为100%灭火剂设计用量。3.3系统管网计算3.3.1管网计算时，防护区的环境应为20℃。3.3.2灭火剂最大充装密度不应大于1150Kg/m3。3.3.3系统管网流体计算为双相流，管网内最小流速应使流体保持紊流状态。流体计算宜采用专用设计软件，设计单位和产品供应商应对计算结果负责。3.3.4当管网计算采用手工计算时，宜用灭火剂喷放50%时的“中期状态”，质量流量和容器压力为基础进行计算。3.3.5管网计算时，主管路中的流量，按下式计算：Q=M/t（3.3.5）式中Q——主管道平均设计流量(kg/s)；M——七氟丙烷的灭火设计用量(kg)；t——七氟丙烷的喷放时间(S)。3.3.6管网中支管的平均设计流量，按下式计算：Qg=Ng1Qc(3.3.6)式中Qg——支管平均设计流量（kg/s）；Ng——在计算流程下游的喷头数量（个）；Qc——喷头的设计流量（kg/s）。3.3.7喷放“中期状态”容器压力直接进行计算:Pm=PoVo/(Vo+M/2γ+Vp)(3.3.7)式中Pm——喷放“中期状态”储存容器内压力（绝对压力MPa）；（绝对压力=表压+0.1013MPa）Po——贮存容器贮存压力(绝对压力MPa)；Vo——喷放前，全部储存容器内的总容积(m3);其中V0=nVb(1-/R)式中n——储存容器的数量(个)；Vb——单个容器的容量(m3)；——七氟丙烷充装率(kg/m3)；γ——七氟丙烷液体密度(kg/m3),20OC时为1407；Vp——管网的管道内容积(m3)。3.3.8七氟丙烷流经镀锌钢管的阻力损失，按下式计算或按图3.3.8确定:⊿P=[5.75*105Qg2/（1.74+2㏒D/0.12）2D5]*L(3.3.8)式中P——计算管段的阻力损失(MPa)；L——计算管段的计算长度(包括附件当量长度)（m）；Qg——管道流量(kg/s)；D——管道内径(mm)。㏒㏒3.3.9喷头工作压力按下式计算:Pc=Pm-Nd1P±Ph（3.3.9）式中PC——喷头工作压力(绝对压力MPa)；Pm----喷放“中期状态”贮存装置内压力（绝对压力MPa）；Nd1P--系统流程阻力总损失；Nd—--管网计算管数的数量；Ph——高程压力(MPa)。3.3.10高程压头按下式计算Ph=10-6**H*g（3.3.10）式中H—高程变化值向上取正直，向下取负值；—管段高程变化开始端处七氟丙烷的密度（kg/m3）；g--重力加速度（m/s2）。3.3.11喷头工作压力计算结果应符合下列规定：1当工作压力为4.2MPa时Pc≥0.8MPa(绝对压力)；2当工作压力为2.5MPa时Pc≥0.5MPa(绝对压力)；3Pc≥Pm/2。3.3.12喷头孔口面积按下式计算：Fc=10Qc/C（2Pc）1/2(3.3.12)式中Fc——喷头孔口面积(cm2);Qc——喷头设计流量(kg/s);——七氟丙烷液体密度(kg/m3);Pc——喷头工作压力(表压MPa);C——喷头流量系数(由供应商提供)。3.3.13泄压口的最小面积，根据下式计算确定：Af=0.15Q/P1/2(3.3.13)式中Af——泄压口面积(m2);Q——灭火剂在防护区的计算流量(kg/s);P——维护结构承受内压的允许压强(KPa)。4系统组件4.1储存装置4.1.1储存装置宜由储存容器、容器阀、排放软管、单向阀、安全泄压阀、集流管等组成。储存装置应安装在环境温度0-50℃范围内。4.1.2储存容器应压力指示器。4.1.3储存容器应能承受最高环境温度下灭火剂的储存压力，储存容器上应设安全泄压装置和压力表，安全泄压装置的动作压力应符合下列规定：1储存压力为2.5MPa时，应为4.8±0.4MPa；2储存压力为4.2MPa时，应为6.8±0.4MPa。4.1.4储存容器的设置应符合下列规定：1.储存容器应设置在防护区外专用的储存容器间内。2.同一集流管上的储存容器，其规格、尺寸、灭火剂充装量、充装压力均应相同；3.储存容器上应设耐久的固定标牌，标明每个储存容器的编号、容积、灭火剂名称、充装压力和充装日期等；4.储存容器安装应能便于再充装和装卸，宜留出不小于1m的操作间距；5.储存容器应固定牢固。采用固定支架固定时宜背靠背安装；采用固定夹固定时，可单排或双排安装；6.储存容器间宜靠近防护区，或有人值班处，其出口应直通室外或疏散走道；7.储存容器间的室内温度应为0~50℃，并应保持干燥和良好通风，避免阳光直接照射；8.设在地下、半地下、或无可开启窗扇的储存容器间应设置机械通风换气装置。4.1.5备用量的储存容器应与系统管网相连，应能与主储存容器切换使用。4.1.6储存容器采用氮气（N2）增压，其含水率不应大于0.006%。4.2阀门和喷嘴4.2.1组合分配系统中，每个防护区应设置能自动启动的选择阀，选择阀应备有手动启动装置，选择阀的公称直径宜与灭火剂输送主干管道的公称直径相同。选择阀的安装位