七氟丙烷设计规范

七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范来源：中国绿色数据中心作者：机房360更新时间：2009/5/2814:14:48摘要：为了合理设计七氟丙烷灭火系统，减少火灾危害，保护人身及财产的安全，制定本规范。本规范适用于工业和民用建筑中新建、改建、扩建工程设置的七氟丙烷全淹没灭火系统。主编单位：深圳市消防局天津消防科学研究所1总则第1.0.1条为了合理设计七氟丙烷灭火系统，减少火灾危害，保护人身及财产的安全，制定本规范。第1.0.2条本规范适用于工业和民用建筑中新建、改建、扩建工程设置的七氟丙烷全淹没灭火系统。第1.0.3条七氟丙烷灭火系统的设计，应做到安全可靠、技术先进、经济合理。第1.0.4条七氟丙烷灭火系统可用于扑救下列火灾：1、电气火灾；2、液体火灾或可熔化的固体火灾；3、固体表面火灾；4、灭火前应能切断气源的气体火灾。第1.0.5条七氟丙烷灭火系统不得用于扑救下列物质的火灾：1、含氧化剂的化学制品及混合物，如硝化纤维、硝酸钠等；2、活泼金属，如钾、钠、镁、钛、锆、铀等；3、金属氢化物，如氢化钾、氢化钠等；4、能自行分解的化学物质，如过氧化氢、联胺等。第1.0.6条灭火剂七氟丙烷HFC227ea的化学分子式为CF3CHFCF3，其质量应符合下列技术指标。性能技术指标纯度≥99.6%（摩尔/摩尔）酸度≤3ppm水含量≤10ppm不挥发残留物≤0.01%悬浮或沉淀物不可见第1.0.7条七氟丙烷灭火系统设计，除执行本规范外，尚应符合现行的有关国家标准的规定。2术语、符号2.1术语第2.1.1条防护区能满足七氟丙烷全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。第2.1.2条全淹没灭火系统在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的七氟丙烷，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。第2.1.3条预制灭火装置按一定的应用条件，将七氟丙烷储存装置和喷放喷头等部件预先组合成套的灭火装置。第2.1.4条组合分配系统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第2.1.5条灭火浓度在101Kpa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种火灾所需七氟丙烷在空气中的最小体积百分比。第2.1.6条惰化浓度当引火源加入时，在101Kpa大气压和规定的温度条件下，能抑制空气中任意浓度的可燃气体或可燃液体蒸汽的燃烧发生所需的七氟丙烷在空气中的最小体积百分比。第2.1.7条浸渍时间在防护区内维持设计规定的七氟丙烷浓度，使火灾完全熄灭所需的时间。第2.1.8条充装率充装在储存容器中的七氟丙烷质量与容器的容积之比，单位为kg/m3。第2.1.9条泄压口七氟丙烷喷放时，防止防护区过压的开口。2．2符号表2.2编号符号单位涵义2.2.1C%七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度2.2.2Dmm管道内径2.2.3Fccm2喷头孔口面积2.2.4Fxm2泄压口面积2.2.5gm/s2重力加速度2.2.6Hm喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位差2.2.7K/海拔高度修正系数2.2.8Lm计算管段的计算长度2.2.9n个储存容器的数量2.2.10nd段管网计算管段数量2.2.11Ng个安装在计算支管流程下游的喷头数量2.2.12P0绝压MPa储存容器额定增压压力2.2.13Pc绝压MPa喷头工作压力2.2.14PfPa围护结构承受内压的允许压强2.2.15PhMPa高程压头2.2.16Pm绝压MPa喷放“过程中点”储存容器内压力2.2.17QcKg/s单个喷头的设计流量2.2.18QgKg/s支管平均设计流量2.2.19QpKg/s管道流量2.2.20QwKg/s主干管平均设计流量2.2.21QxKg/s七氟丙烷在防护区的平均喷放速率2.2.22Sm3/kg七氟丙烷过热蒸汽在101Kpa和防护区最低环境温度下的比容2.2.23T℃温度2.2.24ts七氟丙烷的喷放时间2.2.25Vm3防护区的净容积2.2.26V0喷放前全部储存容器内的气相总容积2.2.27Vbm3储存容器的容量2.2.28Vpm3管网的管道内容积2.2.29Wkg防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量2.2.30γKg/m3七氟丙烷液体密度2.2.31ηKg/m3七氟丙烷充装率2.2.32μc/喷头流量系数2.2.33ΔPMPa计算管段阻力损失3防护区第3.0.1条防护区的划分，应符合下列规定：1、防护区宜以固定的单个封闭空间划分；当同一区间的吊顶和地板下需同时保护时，可合为一个防护区；2、当采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500m2；容积不宜大于2000m3；3、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；第3.0.2条防护区的最低环境温度不应低于-10℃。第3.0.3条防护区围护结构及门窗的耐火极限均不应低于0.5h；吊顶的耐火极限不应低于0.25h；第3.0.4条防护区围护结构承受内压的允许压强，不宜低于1.2KPa。第3.0.5条防护区灭火时应保持封闭条件，除泄压口以外的开口，以及用于该防护区的通风机和通风管道中的防火阀，在喷放七氟丙烷前，应做到关闭。第3.0.6条防护区的泄压口宜设在外墙上，应位于防护区净高的2/3以上。泄压口面积，按下式计算：Fx=0.15Q/(Pf0.5)(3.0.6)式中Fx——泄压口面积（m2）Q——七氟丙烷在防护区的平均喷放速率（kg/s）Pf——围护结构承受内压的允许压强（Pa）当设有外开门弹性闭门器或弹簧门的防护区，其开口面积不小于泄压口计算面积的，不须另设泄压口。第3.0.7条两个或两个以上邻近的防护区，宜采用组合分配系统。4七氟丙烷设计用量第一节一般规定第4.1.1条采用七氟丙烷灭火系统保护的防护区，其七氟丙烷设计用量，应根据防护区可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设计浓度惊计算确定。第4.1.2条某物的灭火设计浓度不应小于该物灭火浓度的1.2倍，某物的惰化设计浓度不应小于该物浓度的1.1倍。有关可燃物的灭火设计浓度，可按附表A中附表A-1、附表A-2上所给出的灭火浓度进行确定；有关可燃物的惰化设计浓度，可按附表A中附表A-3上所给出的惰化浓度进行确定；附表A中未给出的，应经实验确定。第4.1.3条有爆炸危险的气体、液体类火灾的防护区，应采用惰化设计浓度；无爆炸危险的气体、液体类火灾和固体类火灾的防护区，应采用灭火设计浓度。第4.1.4条当几种可燃物共存或混合时，其灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大的灭火浓度或惰化浓度确定。第4.1.5条图书、档案、票据和文物资料库等防护区，七氟丙烷的灭火设计浓度宜采用10%。第4.1.6条油浸变压器、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区，七氟丙烷的灭火设计浓度宜采用8.3%。第4.1.7条通讯机房和电子计算机房等防护区，七氟丙烷的灭火设计浓度宜采用8%。第4.1.8条七氟丙烷灭火时的浸渍时间，应符合下列规定：1、扑救木材、纸张、织物类等固体火灾时，不宜小于20min；2、扑救通讯机房、电子计算机房等防护区火灾时，不宜小于3min；3、扑救其他固体火灾时，不宜小于10min；4、扑救气体和液体火灾时，不宜小于1min；第二节设计用量第4.2.1条防护区灭火设计用量或惰化设计用量应按下式计算：（式略）(4.2.1)式中W——防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度（%）S——七氟丙烷过热蒸气在101KPa和防护区最低环境温度下的比容（m3/Kg）V——防护区的净容积（m3）K——海拔修正系数，按附录B的规定采用。第4.2.2条七氟丙烷在不同温度下的过热蒸气比容，应按下式计算：S=K1+K2(4.2.2)式中T——温度（℃）K1——0.1269K2——0.000513第4.2.3条系统的设置用量，应为防护区灭火设计用量（或惰化设计用量）与系统中喷放不尽的剩余量之和。喷放不尽的剩余量，应包括储存容器内剩余量和管网内的剩余量。1、储存容器内的剩余量，可按储存容器内引升管管口以下的容器容积计算。2、均衡管网和只含一个封闭空间的防护区的非均衡管网，其管道内的剩余量，均可不计。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。第4.2.4条当系统为组合分配系统时，系统设置用量中有关防护区灭火设计用量的部分，应采用该组合中某个防护区设计用量最大者替代。第4.2.5条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。5系统设计与管网计算5.1系统设计第5.1.1条系统设计与管网计算的设计额定温度，应为20℃。第5.1.2条七氟丙烷灭火系统应采用氮气增压输送，氮气的含水量不应大于0.006%（m3/m3）。额定增压压力分为两级，应符合下列规定：一级2.5±0.125Mpa（表压）二级4.2±0.125Mpa（表压）第5.1.3条储存容器中七氟丙烷的充装率，不应大于1150Kg/m3。第5.1.4条系统管网的管道内容积，不宜大于该系统七氟丙烷充装容积量的80%。第5.1.5条管网布置设计为均衡系统，应符合下列规定：1、各个喷头，应取相等设计流量；2、在管网上，从第1分流点至各喷头的管道阻力损失，其相互间的最大差值不应大于20%；第5.1.6条七氟丙烷的喷放时间，在通讯机房和电子计算机房等防护区，不宜大于7s；在其它防护区，不应大于10s。第5.1.7条在管网上，不应采用四通管件进行分流。5.2管网计算第5.2.1条管网计算时，各管道中工质的流量，宜采用平均设计流量。第5.2.2条管网中主干管的平均设计流量，应按下式计算：Qw=W/t（5.2.2）式中QW——主干管平均设计流量（Kg/s）；W——防护区七氟丙烷的灭火（或惰化）设计用量（kg）；T——七氟丙烷的喷放时间（S）；第5.2.3条管网中支管的平均设计流量，应按下式计算：（式略）(5.2.3)式中Qg——支管平均设计流量（Kg/s）；Ng——安装在计算支管流程下游的喷头数量（个）；Qc——单个喷头的设计流量（Kg/S）。第5.2.4条宜采用喷放七氟丙烷设计用量50%时的“过程中点”容器压力和该点瞬时流量进行管网计算。宜认定该瞬时流量等于平均设计流量。第5.2.5条喷放“过程中点”容器压力，宜按下式计算：（式略）(5.2.5)式中Pm——喷放“过程中点”储存容器内压力（绝压，MPa）,(绝压=表压+0.101MPa)；P0——储存容器额定增压压力（绝压，Mpa）；V0——喷放前，全部储存容器内的气相总容积（m3）；W——防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）γ——七氟丙烷液体密度（Kg/m3）,(20℃时，为1407)；Vp——管网管道的容积（m3）。其中，V0=n·Vb(1-η/γ)(5.2.5.1)式中n——储存容器的数量（个）Vb——储存容器的容量（m3）η——七氟丙烷充装率（Kg/m3）第5.2.6条七氟丙烷管流采用镀锌钢管的阻力损失，可按下式计算，或按图5.2.6确定。（式略）(5.2.6)式中ΔP——计算管段阻力损失（MPa）L——计算管段的计算长度（m）Qp——管道流量（kg/s）D——管道内径（mm）（图略）第5.2.7条初选管径，可按平均设计流量及采用管道阻力损失0.003至0.02Mpa/m进行计算（见图5.2.6）。第5.2.8条喷头工作压力，应按下式计算：（式略）(5.2.8)式中Pc——喷头工作压力（绝压，MPa）；Pm——喷放“过程中点”储存容器内压力（绝压，MPa）；sum;——系统流程阻力总损失（MPa）；Nd——管网计算管段的数量；Ph——高程压头（MPa）第5.2.9条高程压头，应按下式计算：Ph=10-6γ·H·g(5.2.9)式中H——喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位差；γ——七氟丙烷液体密度（kg/m3）；g——重力加速度（m/s2）第5.2.10条喷头工作压力的计算结