浅谈七氟丙脘气体灭火系统设计和应用

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1、浅谈七氟丙脘气体灭火系统设计和应用　　摘要:对七氟丙脘气体灭火系统的基本性质及其特点以及七氟丙脘气体灭火系统机理，防护区设计及安全性有效性进行论述。关键词:灭火系统；七氟丙脘；系统设计；安全性；中图分类号：TJ53文献标识码：A   前言现在国家经济建设迅速发展，出现了大量不宜用水扑灭的火灾环境，如可燃气体，可燃液体，电气火灾以及计算机房、重要的文物档案馆、变压器配电房、图书等，此时，气体消防作为最有效最干净的灭火手段，日益受到重视。七氟丙脘气体灭火系统是目前为止研究开发比较成功的一种洁净气体灭火剂，被认为是替代卤代烷1301、1211的最理

2、想的产品之一，因此公安部推荐采用七氟丙脘气体自动灭火系统扑灭A,B,C类和电气火灾，用于经常有人的场所。一、七氟丙烷灭火系统基本性质及其特点6七氟丙烷（HFC-227ea/FM200）是一种以化学灭火为主，兼有物理灭火作用的洁净气体灭火剂；它无色、无味、低毒、不导电、不污染被保护对象，不会对财物和精密设施造成损坏；能以较低的灭火浓度，可靠的扑灭A、B、C类火灾及电器火灾；储存空间小，临界温度高，临界压力低，在常温下可液化储存；释放后不含粒子或油状残余物，对大气臭氧层无破坏作用（ODP值为零），在大气层停留时间为31~42年，符合环保要求。二、灭火机理在灭火过程中，通过向防

3、护区喷射一定浓度的七氟丙烷灭火剂，使灭火剂均匀地充满整个防护区。七氟丙烷在高温作用下，发生化学反应和物理变化，从而迅速封闭火源，达到快速扑灭火灾的目的，所以设计通常采用全淹没式灭火系统。三、灭火系统的设计该气体灭火系统,设计的基本要求为:系统具有可靠的火灾自动报警系统;管网、喷嘴的布置应经济合理,能确保灭火剂在尽可能短的时间内喷放到保护区内,并迅速均匀分布,达到灭火浓度,迅速控制火灾;保护区应封闭良好,必须确保灭火剂在规定的时间内保持灭火浓度;要有充分的条件,使灭火后尽可能快地通风换气,以减少设备与灭火剂分解产物的接触时间。3.1灭火剂的设计浓度6七氟丙烷气体灭火系统设计

4、时有灭火浓度、设计灭火浓度、最大灭火浓度。灭火浓度是由试验测得的实际灭火浓度;设计灭火浓度是在灭火浓度的基础上考虑了一定安全系数后确定的设计灭火浓度;最大设计灭火浓度是在保护区最高环境温度下,扣除被保护区内的设备体积后,实际可能形成的最大浓度。保护区内的设计浓度是随着保护区的环境温度、海拔高度和被保护可燃物不同而异。3.2影响保护区内灭火剂浓度的因素灭火剂实际喷放到保护区内所形成的浓度,可能会出现比实际设计灭火浓度高或低的情况。这一浓度的变化对人员的安全、设备的影响及灭火效果的成败关系极大,应引起足够重视。导致保护区内实际灭火浓度比设计灭火浓度高的主要因素有:灭火剂用量计

5、算时保守,没有考虑到封闭空间内非固定材料(或物体)的存在及对气体泄漏量估计过高而造成的。导致保护区内实际灭火剂浓度比设计灭火浓度低的因素主要有:灭火剂喷放后在容器和管网内残留有部分灭火剂蒸汽;实际喷放时有溶解氮气喷出;封闭空间内的障碍物影响气体混合;封闭空间的几何形状导致灭火剂分布不均匀等。这些都有可能使火源周围灭火剂的浓度低于实际灭火浓度,而影响灭火效果。故在喷嘴的设计和施工安装时一定要按规范避开结构梁、柱,同时按所选喷嘴的特性,结合封闭空间的几何形状合理布置,使影响灭火剂浓度降低的因素减少到最小。3.3系统的管网设计气体管网部6分主要由气体钢瓶及容器阀、电磁阀启动器、

6、高压软管、集流管、安全泄压装置、单向阀、选择阀、压力开关、喷嘴和气体输送管道等组成。由于七氟丙烷喷放过程中,其压力迅速降低,在前面的流体呈现瞬时状态的二相流区,随后为液相流区(含密集小气泡)和二相流区(密度变化无规律),最后是尾气(氮气和七氟丙烷的蒸汽)。目前国内主要按液相流的计算方法,计算简便,能满足工程应用的需求,但应注意相关条件的控制,如喷嘴之前的压力等。由于管道阻力损失的试验数据,较理论计算值小,在理论计算时还需要考虑其某些二相流特征。实际上这是对简单管网系统而言,而对较复杂的管网,应考虑流体在三通处的分流影响,如仍按单一的液相流计算方法设计,则可能产生较大的误差

7、。现在七氟丙烷灭火系统生产商所提供的设计计算软件均采用二相流计算方法,该计算方法较适合工程实际。3.4系统的选择在工程设计中,可根据所保护设备用房的位置和空间大小来选择不同的系统布置。如设备用房布置较分散,系统的管道超出规定长度3m,就应采用独立单元系统。该系统控制简单,便于操作,但增加气瓶间,投资相对较高。6如设备用房布置较集中,系统管道不超出规定长度,即可采用组合分配系统。该系统占地面积小,从而节约投资。在全淹没组合分配式七氟丙烷气体灭火系统设计时,必须选择该保护区内体积最大的电器设备用房,作为该保护区设计灭火浓度的依据。